CN114039173B - 电化学装置、电池模组及用电设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电化学装置，外壳设有收容腔和与收容腔连通的插接孔，导电件设置于插接孔，电极组件收容于收容腔，极耳包括第一端和第二端，第一端连接于电极组件，第二端与导电件电连接，插接孔用于供外部设备插接，导电件用于在外部设备插接于插接孔的状态下，与外部设备抵接。本发明实施例的电化学装置去掉了传统电芯的极板，通过设置插接孔，在插接孔内设置导电件以导通外部设备，不仅提升了电化学装置空间的利用率，提高了能量密度，也减少了焊接工序，从而减少电化学装置的生产成本，并减去了焊接电阻，提升电化学装置的性能及可靠性。

Description

电化学装置、电池模组及用电设备

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电化学装置、电池模组及用电设备。

背景技术

锂离子电池因具有高能量密度、长循环性以及污染小等特点，被广泛的应用在手机、平板、笔记本电脑以及电动车等产品中。随着市场的快速发展以及科技的进步，对电池能量密度的要求也越来越高，需要提供一种技术方案，提升锂离子电池的能量密度。

发明内容

本发明提出了一种，以至少提升电池的能量密度。

本发明的技术方案是这样实现的：

第一方面，本发明的实施例提供了一种电化学装置，包括：

外壳，设有收容腔和与所述收容腔连通的插接孔；

导电件，设置于所述插接孔；

电极组件，收容于所述收容腔；

极耳，所述极耳包括第一端和第二端，所述第一端连接于所述电极组件，所述第二端与所述导电件电连接，所述插接孔用于供外部设备插接，所述导电件用于在所述外部设备插接于所述插接孔的状态下，与所述外部设备抵接。

在一个实施例中，所述外壳包括壳体和盖板；

所述壳体设置有安装口和所述收容腔；

所述盖板盖设于所述安装口，所述盖板包括金属层和弹性材料层；

所述弹性材料层安装于所述金属层，所述弹性材料层朝向所述收容腔设置，所述金属层背离所述收容腔设置，所述插接孔设置于所述弹性材料层，所述金属层设置有通孔，所述通孔和所述插接孔连通。

将外壳的盖板和壳体分开设置，便于电极组件收容于收容腔，同时，盖板损货或是出现故障时，也可直接更换新的盖板，以便于电化学装置的维修。

在一个实施例中，所述插接孔包括第一孔腔和第二孔腔；

所述第一孔腔和所述第二孔腔连通，所述第一孔腔靠近所述收容腔，所述第二孔腔靠近所述外壳的外表面；

所述导电件包括第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第一孔腔，所述第二部分位于所述第二孔腔；

所述极耳的第二端插接于所述第一孔腔，所述极耳的第二端与所述导电件的第一部分电连接，所述第二孔腔用于供外部设备插接，并且在所述外部设备插接于所述第二孔腔的状态下，所述导电件的第二部分抵接于所述外部设备。

通过将插接孔设置为第一孔腔和第二孔腔，极耳插接于第一孔腔，外部设备插接于第二孔腔，以防止在外部设备的插头足够长时出现外部设备的插头一插到底的现象。

在一个实施例中，进一步的，所述电化学装置还包括绝缘圈；

所述绝缘圈设置于所述第二孔腔，并且所述绝缘圈位于所述导电件的第二部分和所述金属层之间，所述绝缘圈用于将所述导电件和所述金属层绝缘。

外部设备在插接于插接孔内时，插接孔内的金属片以及外部设备的插头都有可能与盖板的金属层接触而造成短路，设置绝缘圈以将导电件和金属层绝缘。

在一个实施例中，进一步的，所述第一孔腔包括第一腔体和第二腔体；

所述第一腔体体靠近所述收容腔；

所述第二腔体分别与所述第一腔体和所述第二孔腔连通，所述导电件的第一部分设置于所述第二腔体；

沿所述第一腔体往所述第二腔体的方向，所述第一腔体纵截面的面积逐渐减小，其中，所述第一腔体的纵截面为所述第一腔体沿垂直于所述第一腔体往第二腔体方向的截面。

沿第一腔体往第二腔体的方向，第一腔体纵截面的面积逐渐减小，以使得第一腔体整体呈现漏斗状，沿着漏斗状的第一腔体的内壁可直接找到第二腔体的入口，以便于直接将极耳插接于第二腔体。

在一个实施例中，还包括固化导电胶；

所述固化导电胶填充于所述极耳的第二端和所述导电件之间，和/或，填充于所述导电件和所述插接孔的内壁之间，和/或，填充于所述极耳的第二端和所述插接孔的内壁之间。

在插接孔填充固化导电胶既保证了盖板的密封性，又保证了极耳与插接孔内的导电件导电。

在一个实施例中，所述弹性材料层满足以下条件中至少一个：

a)、所述弹性材料层的弹性模量为6mpa-8mpa；

b)、所述弹性材料层包括丁苯橡胶或者乙丙橡胶。

弹性材料层的弹性模量通常取决于弹性材料层的材料，本实施例中，弹性材料层优先选用丁苯橡胶或乙丙橡胶，其弹性模量对应在6mpa-8mpa之间。

在一个实施例中，进一步的，所述弹性材料层具有第一方向和第二方向；

在所述弹性材料层分离于所述安装口的状态下，

沿所述第一方向，所述弹性材料层的厚度等于所述外壳的厚度且所述弹性材料层的厚度大于所述安装口的高度；

沿所述第二方向，所述弹性材料层的宽度等于所述外壳的宽度且所述弹性材料层的宽度大于所述安装口的宽度。

利用有机弹性物质的可压缩性，弹性材料层收容于安装口内时会对安装口的各个内壁进行挤压，以使弹性材料层与安装口的各个内壁紧密贴合，从而使得弹性材料层对安装口进行全方位的紧密密封。

在一个实施例中，再进一步的，

沿所述第一方向，所述弹性材料层的厚度为3mm-30mm；

沿所述第二方向，所述弹性材料层的宽度为50mm-200mm。

弹性材料层厚度和弹性材料的宽度可根据安装口的具体尺寸进行设置。

在一个实施例中，所述电极组件包括第一极片、第二极片和隔离膜，所述隔离膜设置于所述第一极片和所述第二极片之间；

所述极耳包括第一极耳和第二极耳，所述插接孔包括第一插接孔和第二插接孔，所述导电件包括第一导电件和第二导电件；

所述第一导电件设置于所述第一插接孔，所述第二导电件设置于所述第二插接孔，所述第一极耳的第一端连接于所述第一极片，所述第一极耳的第二端连接于所述第一导电件，所述第二极耳的第一端连接于所述第二极片，所述第二极耳的第二端连接于所述第二导电件。

插接孔的数量与极耳的数量一一对应，以保证每个极耳都可插接于各自对应的插接孔。

在一个实施例中，进一步的，

所述第一极片、隔离膜和第二极片卷绕设置；

所述第一极耳包括若干第一子极耳，一所述第一子极耳的第一端连接于所述第一极片的一圈，所述若干第一子极耳的第二端层叠设置，并且所述若干第一子极耳的第二端与第一导电件连接，和/或，所述第二极耳包括若干第二子极耳，一所述第二子极耳的第一端连接于所述第二极片的一圈，所述若干第二子极耳的第二端层叠设置，并且所述若干第二子极耳的第二端与第二导电件连接。

对于卷绕型电极组件，第一极片和第二极片可能卷绕为多圈，每圈都可能连接一个子极耳，对应的，所有连接于第一极片的子极耳都要插接于插接孔，将子极耳层叠设置，以便于插接于插接孔，同样，也可将子极耳连接为一个整体，再插接于插接孔。

为解上述问题，第二方面，本发明的实施例还提供了一种电池模组，包括如上述第一方面所述的电化学装置。本实施例的电池模组，可有效提升电化学装置的空间利用率，以提高电池模组整体的能量密度；同时，也去掉了焊接工序，从而电池模组的生产成本，并减去了焊接电阻，以提升电化学装置的性能及可靠性，从而提升电池模组整体的性能及可靠性。

为解上述问题，第三方面，本发明的实施例还提供了一种用电设备，包括如上述第二方面所述的电池模组。因电池模组的单体电化学装置去掉了极板，从而提升了电化学装置空间的利用率，提高了电化学装置的能量密度，使得用电设备具有较长的续航时间；同时减少了电化学装置的焊接工序，也降低用电设备的生产成本。

本发明的电化学装置相对于现有技术具有以下有益效果：

本发明实施例的电化学装置，外壳设有收容腔和与收容腔连通的插接孔，导电件设置于插接孔，电极组件收容于收容腔，极耳包括第一端和第二端，第一端连接于电极组件，第二端与导电件电连接，插接孔用于供外部设备插接，导电件用于在外部设备插接于插接孔的状态下，与外部设备抵接。本发明实施例的电化学装置，去掉了传统电芯的极板，通过设置插接孔，在插接孔内设置导电件以导通外部设备，不仅提升了电化学装置空间的利用率，提高了能量密度，也去掉了焊接工序，从而减少电化学装置的生产成本，并减去了焊接电阻，以提升电化学装置的性能及可靠性。

附图说明

图1为本发明实施例中电化学装置的爆炸视图；

图2为本发明实施例中外壳的爆炸视图；

图3为本发明实施例中盖板的结构示意图；

图4为本发明实施例中盖板的仰视图；

图5为本发明实施例中盖板的后视图；

图6为本发明实施例中盖板的左视图；

图7为本发明实施例中电极组件的结构示意图；

图8为图7局部放大图A；

图9为本发明一实施例中电化学装置的爆炸视图；

图10为本发明一实施例中电化学装置与外部设备的插接示意图；

图11为本发明另一实施例中电化学装置的爆炸视图；

图12为本发明另一实施例中电化学装置与外部设备的插接示意图。

附图标记说明：

10、外壳；11、壳体；111、收容腔；112、安装口；12、盖板；121、插接孔；1211、第一孔腔；1212、第二孔腔；1213、第一腔体；1214、第二腔体；122、金属层；123、弹性材料层；124、注液孔；

20、导电件；

30、电极组件；

40、极耳；41、第一极耳；42、第二极耳；411、第一子极耳；421、第二子极耳；

50、绝缘圈；

100、电化学装置；

200、外部设备；210、插头；211、阴极插头；212、阳极插头。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“固接于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

需要说明，本发明实施例中的电化学装置100可选择电芯，外部设备200可选择pack(电池包)或模组。

本发明的实施例提出了一种电化学装置100，请参照图1和图2，该电化学装置100包括外壳10、导电件20、电极组件30和极耳40。其中，外壳10设有收容腔111和插接孔121，导电件20设置于插接孔121内，电极组件30则收容于收容腔111，极耳40则一端连接电极组件30，另一端连接导电件20，外部设备200则可插接于插接孔121并与导电件20连接，以使外部设备200与电化学装置100电导通。

对于上述外壳10，请参照图1和图2，外壳10的整体可设置为呈扁平的长方体状，其内部设有收容腔111，该收容腔111用以收容上述电极组件30以及电解液，需要说明的是，外壳10的形状不限于本实施例中长方体状，可根据不同的需求选择不同的形状。此外，外壳10的一个侧壁上也可以设置插接孔121，该插接孔121连通上述的收容腔111以及外部环境，可以理解的是，对于设置有插接孔121的侧壁，该侧壁可设置为与外壳10固定也可设置为与外壳10可拆卸连接。

在一个实施例中，为了便于电极组件30收容于上述收容腔111，可选择采用上述侧壁与外壳10可拆卸连接的连接方式；具体的，请参照图1和图2，外壳10包括壳体11和盖板12，壳体11的一个侧面敞口以形成安装口112，上述收容腔111则设置于壳体11的内部，安装口112与收容腔111连通，电极组件30则可直接从安装口112放入收容腔111。盖板12则连接于该敞口，以对壳体11进行密封，上述插接孔121可设置于盖板12上，当盖板12设置于上述安装口112时，插接孔121连通于收容腔111和外部环境，以供电极组件30与外部设备200进行电连接。

进一步的，请参照图3和图4，盖板12包括金属层122和弹性材料层123，弹性材料层123安装于金属层122，弹性材料层123朝向收容腔111设置，金属层122则背离收容腔111设置。插接孔121则可设置于弹性材料层123，为了便于外部设备200插接于插接孔121，金属层122上也设置有通孔，该通孔与插接孔121连通。弹性材料层123的弹性模量可选择6mpa-8mpa，需要说明的是，弹性材料层123可选择有机弹性物质，例如丁苯橡胶和乙丙橡胶等有机共聚物，盖板12的金属层122则可选择采用铝材质。

在一个实施例中，为了便于盖板12密封上述壳体11，请参照图2，弹性材料层123具有第一方向和第二方向，第一方向即为图2中的Z方向，第二方向即为图2中Y方向。在弹性材料层123分离于安装口112的状态下，沿第一方向，弹性材料层123的厚度等于外壳10的厚度且弹性材料层123的厚度大于安装口112的高度。沿第二方向，弹性材料层123的宽度等于外壳10的宽度且弹性材料层123的宽度大于安装口112的宽度。具体的，沿第一方向，弹性材料层123的厚度可选择3mm-30mm，沿第二方向，弹性材料层123的宽度可选择50mm-200mm。

需要说明的是，上述壳体11的每一个侧壁都具有一定的厚度，请参照图2，壳体11的右端侧壁敞口，其壳体11的顶端侧壁、底端侧壁、前端侧壁和后端侧壁共同围合成上述安装口112，上述外壳10的厚度即等于顶端侧壁的厚度加上安装口112的高度加上底端侧壁的厚度，因此，利用有机弹性物质的可压缩性，弹性材料层123收容于安装口112内时会对顶端侧壁和底端侧壁进行挤压，使得弹性材料层123与顶端侧壁和底端侧壁紧密贴合，以对安装口112进行密封；基于同样的发明构思，上述外壳10的宽度等于前端侧壁的厚度加上安装口112的宽度加上后端侧壁的厚度，弹性材料层123收容于安装口112内时会对前端侧壁和后端侧壁进行挤压，使得弹性材料层123与前端侧壁和后端侧壁紧密贴合，从而使得弹性材料层123对安装口112进行全方位的紧密密封。

可以理解的是，沿第一方向，弹性材料层123厚度并不限于本实施例中的等于外壳10的厚度，例如略大于外壳10的厚度或者略小于外壳10的厚度；同理，沿第二方向，弹性材料层123的宽度也可选择略大于外壳10的厚度或者略小于外壳10的厚度，满足弹性材料层123能够设置在安装口112内且能够对安装口112的内壁进行挤压即可。需要说明的是，在弹性材料层123完全设置在安装口112内的状态下，盖板12的金属层122与壳体11紧密连接，以进一步进行密封。

在一个实施例中，请参照图2和图3，为了便于向收容腔111内注射电解液，盖板12上还设置有注液孔124，注液孔124贯穿盖板12的弹性材料层123和金属层122，且注液孔124与收容腔111连通，通过该注液孔124可向收容腔111内注射电解液。可以理解的是，注液孔124也可开设于外壳10的其他侧面，保证能够向收容腔111内注射电解液即可。

对于上述电极组件30，请参照图1，电极组件30收容于上述收容腔111，其包括第一极片、第二极片以及隔离膜，第一极片、第二极片和隔离膜均未在图中示出。其中，第一极片和第二极片的极性相反且间隔设置，两者中的一个为阴极片，另一个为阳极片；隔离膜则设于上述第一极片和第二极片之间，用于分隔第一极片和第二极片。第一极片、第二极片以及隔离膜可层叠设置并卷绕为截面成长圆形的柱状结构，以便收容于上述收容腔111。可以理解的是，即使本实施例中的电极组件30为卷绕型电极组件，但本申请并不局限于此，还可以是叠片式电极组件。收容腔111内还填充有电解液，该电极组件30浸润于电解液，电解液用于提供锂离子传导的环境，使锂离子可适时地嵌入第一极片或第二极片，从而实现电化学装置100的充放电过程。

对于上述导电件20，请参照图3和图4，导电件20设置于上述插接孔121内，用于导通电化学装置100和外部设备200。导电件20可选择金属片，金属片粘贴于插接孔121的内壁，可以理解的是，金属片可粘贴于插接孔121的底壁和/或顶壁，保证极耳40和外部设备200都能与金属片接触即可。

对于上述极耳40，请参照图1，极耳40是从电化学装置100中将正负极引出来的金属导体，通俗的说锂电池正负两极的耳朵就是在进行充放电时的接触点。极耳40包括第一端和第二端，第一端连接于电极组件30，第二端延伸于壳体11外并与导电件20连接。当外部设备200插接于插接孔121时，导电件20一端连接极耳40的第二端，另一端抵接外部设备200。

在一个实施例中，请参照图4，上述插接孔121包括第一孔腔1211和第二孔腔1212，第一孔腔1211和第二孔腔1212连通，第一孔腔1211靠近收容腔111设置，第二孔腔1212靠近外壳10的外表面设置。为了便于冲孔，第一孔腔1211和第二孔腔1212可同轴设置。导电件20包括第一部分和第二部分，第一部分连接于第二部分，第一部分也可与第二部分一体成型，第一部分位于第一孔腔1211，第二部分则位于第二孔腔1212。极耳40的第二端插接于第一孔腔1211，极耳40的第二端与导电件20的第一部分电连接，第二孔腔1212用于供外部设备200插接，并且外部设备200插接于第二孔腔1212的状态下，导电件20的第二部分抵接于外部设备200。

外部设备200插接于插接孔121内时，插接孔121内的金属片以及外部设备200的插头210都有可能与盖板12的金属层122接触而造成短路。因此，在一个实施例中，请参照图3，电化学装置100还包括绝缘圈50，绝缘圈50设置于第二孔腔1212，并且绝缘圈50位于导电件20的第二部分和金属层122之间，绝缘圈50将导电件20和金属层122绝缘。

极耳40需要插接于上述插接孔121以连接导电件20，请参照图1，由于盖板12面向极耳40的一端为弹性材料层123，弹性材料层123质地较软，极耳40难以直接对准插接孔121；为了便于极耳40顺利的插接于插接孔121，在一个实施例中，请参照图5和图6，第一孔腔1211包括第一腔体1213和第二腔体1214，第一腔体1213靠近收容腔111且第一腔体1213开设于弹性材料层123朝向收容腔111的端面，第二腔体1214分别与第一腔体1213和第二孔腔1212连通，导电件20的第一部分则设置于第二腔体1214。沿第一腔体1213往第二腔体1214的方向，第一腔体1213纵截面的面积逐渐减小，以使得第一腔体1213整体呈现漏斗状，而第二腔体1214的入口则开设于第一腔体1213纵截面的面积最小处，极耳40可首先进入第一腔体1213，沿着漏斗状的第一腔体1213的内壁可直接找到第二腔体1214的入口，再直接将极耳40插接于第二腔体1214以与上述导电件20连接。需要说明的是，第一腔体1213的纵截面为第一腔体1213沿垂直于第一腔体1213往第二腔体1214方向的截面。

极耳40为金属导体，导电件20也为金属片，金属与金属连接难免会产生间隙，并且，导电件20设置在插接孔121内，难免也会与插接孔121的内壁之间产生间隙，同样，极耳40设置在插接孔121内，也会与插接孔121的内壁之间产生间隙，这就会导致盖板12的密封效果不佳。在一个实施例中，为了提高盖板12的密封性，电化学装置100还包括固化导电胶，固化导电胶条填充于极耳40的第二端和导电件20之间，和/或，填充于导电件20和插接孔121的内壁之间，和/或填充于极耳40的第二端和插接孔121的内壁之间。在插接孔121填充固化导电胶既保证了盖板12的密封性，又保证了极耳40与插接孔121内的导电件20导电；需要说明的是，固化导电胶可选择耐高温的环氧树脂导电胶等。

在一个实施例中，请参照图1和图7，极耳40包括第一极耳41和第二极耳42，插接孔121包括第一插接孔121和第二插接孔121，导电件20包括第一导电件20和第二导电件20。电极组件30包括第一极片、第二极片和隔离膜，隔离膜设置于第一极片和第二极片之间。第一导电件20设置于第一插接孔121，第二导电件20设置于第二插接孔121，第一极耳41的第一端连接于第一极片，第一极耳41的第二端连接于第一导电件20，第二极耳42的第一端连接于第二极片，第二极耳42的第二端连接于第二导电件20。

请参照图1和图7，极耳40通常可分为阴极耳40和阳极耳40，上述第一极耳41即为阴极耳40，上述第二极耳42即为阳极耳40，阴极耳40和阳极耳40分开设置，同样盖板12上也对应设置两个插接孔121，极耳40则插接于各自对应的插接孔121内。可以理解的是，插接孔121的数量与极耳40的数量对应，以保证全部的极耳40可插接于插接孔121。

基于同样的发明构思，请参照图9，第一极耳41和第二极耳42也可上下设置，盖板12上也可对应设置上下两个插接孔121，两个极耳40则分别插接于插接孔121。可以理解的是，第一极耳41和第二极耳42上下设置时，也可在盖板12上设置一个插接孔121，第一极耳41和第二极耳42均插接于一个插接孔121，需要说明的是，在此种方案下，插接孔121内需设置绝缘隔离部件，以将第一极耳41和第二极耳42分隔。

在一个实施例中，请参照图8，第一极片、隔离膜和第二极片卷绕设置，第一极耳41包括若干第一子极耳411，一第一子极耳411的第一端连接于第一极片的一圈，若干第一子极耳411的第二端层叠设置，并且若干第一子极耳411的第二端与第一导电件20连接。第一极片可卷绕为若干圈，每圈都可连接一个第一子极耳411，同样也可将若干圈均连接一个第一子极耳411；本实施例，采用一圈连接一个第一子极耳411的方式，请参照图8，若干第一子极耳411上下叠加设置，所有的第一子极耳411全部插接于插接孔121。为便于所有第一子极耳411的插接，也可将所有第一子极耳411进行预焊接为一个整体，将该整体全部插接于插接孔121。

基于同样的发明构思，第二极耳42包括若干第二子极耳421，一第二子极耳421的第一端连接于第二极片的一圈，若干第二子极耳421的第二端层叠设置，并且若干第二子极耳421的第二端与第二导电件20连接。所有的第二子极耳421全部插接于插接孔121，为便于所有第二子极耳421的插接，也可将所有第二子极耳421进行预焊接为一个整体，将该整体全部插接于与第二极耳42对应的插接孔121。

对于极耳40的高度，极耳40插入盖板12的插接孔121，但仅插入插接孔121的第一孔腔1211内，第二孔腔1212则作为外部设备200插接的端口，第一孔腔1211的高度可根据全部子极耳40叠加的厚度来确定，应大于全部子极耳40叠加的厚度，第一孔腔1211的宽度可根据极耳40的宽度确定，应大于极耳40的宽度，并需考虑极耳40错位带来的宽度增加。请参照图1，极耳40的最内层子极耳40的高度需小于盖板12的总高度，因最外层子极耳40也要插接于插接孔121内，极耳40的高度需要考虑电化学装置100的厚度，可以了理解的是，如图1所示，最内层为最底端，最外层至顶端。通常情况下，最内层子极耳40的高度可设置为3mm-10mm，为使极耳40与插接孔121的高度平齐，最外层极耳40高度根据电化学装置100的厚度不同而变化，计算公式为电化学装置100厚度的一半加上最内层子极耳40高度，其他层数的子极耳40可根据在电化学装置100的位置依次递减得出。

在一个实施例中，请参照图11和图12，以尺寸为厚*宽*长＝10.7mm*120mm*143mm的电化学装置100为例，电化学装置100包括阴极耳40和阳极耳40，外部设备200包括阴极插头211和阳极插头212。电化学装置100的最内层子极耳40的高度为5mm，盖板12预留外接端口的长度为3mm，即第二孔腔1212的长度为3mm，电化学装置100的最外层子极耳40的高度为10.35mm。盖板12弹性材料层123选用丁苯橡胶，盖板12的金属层122则采用铝材质，可固化导电胶选择用一种高温固化导电胶。电化学装置100的阴阳极耳40左右分开设置，盖板12预留两个插接孔121，外部设备200的阴阳极插头212与电化学装置100的盖板12的阴阳极插接孔121正对且直接插接于各自对应的插接孔121内，盖板12与外部设备200的插接如图12所示。

在一个实施例中，请参照图9和图10，以尺寸为厚*宽*长＝24mm*180mm*230mm的电化学装置100为例，电化学装置100的最内层子极耳40的高度为9mm，盖板12预留外端口的长度为5mm，即第二孔腔1212的长度为5mm，电化学装置100的最外层子极耳40高度为21mm。盖板12的弹性材料层123选用乙丙橡胶，盖板12的金属层122则选用铝材质，可固化导电胶选择用一种高温固化导电硅胶。电化学装置100阴阳极耳40上下分开设置，盖板12预留单个插口，盖板12与外部设备200的插接如图10所示。

本发明实施例的电化学装置100，去掉了传统电芯的极板，通过设置插接孔121，在插接孔121内设置导电件20以导通外部设备200，不仅提升了电化学装置100空间的利用率，提高了能量密度，也去掉了焊接工序，从而减少电化学装置100的生产成本，并减去了焊接电阻，以提升电化学装置100的性能及可靠性。同时，外部设备200的插头210插接于插接孔121，当有单体电化学装置100损坏时，可以拔掉已损坏的电化学装置100，再重新插入新的电化学装置100，以较少维修成本，可延伸外部电化学装置100的寿命。

基于同一发明构思，本发明的实施例还提供了一种电池模组，包括上述实施例的电化学装置100。本实施例的电池模组，可有效提高电化学装置100的空间利用率，以提高电池模组整体的能量密度；同时，也去掉了焊接工序，从而电池模组的生产成本，并减去了焊接电阻，以提升电化学装置100的性能及可靠性，从而提升电池模组整体的性能及可靠性。

基于同一发明构思，本发明的实施例还提供了一种用电设备，包括上述实施例的电池模组，因电池模组的单体电化学装置100去掉了极板，从而提升了电化学装置100空间的利用率，提高了电化学装置100的能量密度，使得用电设备具有较长的续航时间；同时减少了电化学装置100的焊接工序，也降低用电设备的生产成本。

需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种电化学装置，其特征在于，包括：

外壳，设有收容腔，所述外壳包括盖板，所述盖板包括相连接的金属层和弹性材料层，所述弹性材料层设置于所述收容腔并抵接于所述外壳的内壁，所述金属层背离所述收容腔设置，所述盖板开设有贯穿所述金属层和所述弹性材料的插接孔，所述插接孔与所述收容腔连通；

导电件，设置于所述插接孔；

电极组件，收容于所述收容腔；

极耳，所述极耳包括第一端和第二端，所述第一端连接于所述电极组件，所述第二端设置于所述插接孔并与所述导电件电连接，所述插接孔用于供外部设备插接，所述导电件用于与所述外部设备电连接；

绝缘圈，设置于所述插接孔并位于所述金属层与所述导电件之间，用于将所述导电件与所述金属层绝缘。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述外壳还包括壳体，所述壳体设置有安装口和所述收容腔，所述盖板盖设于所述安装口。

3.根据权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，所述插接孔包括第一孔腔和第二孔腔；

所述第一孔腔和所述第二孔腔连通，所述第一孔腔靠近所述收容腔，所述第二孔腔靠近所述外壳的外表面；

所述导电件包括第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述第一孔腔，所述第二部分位于所述第二孔腔；

所述极耳的第二端插接于所述第一孔腔，所述极耳的第二端与所述导电件的第一部分电连接，所述第二孔腔用于供外部设备插接，并且在所述外部设备插接于所述第二孔腔的状态下，所述导电件的第二部分抵接于所述外部设备。

4.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，所述绝缘圈设置于所述第二孔腔，并且所述绝缘圈位于所述导电件的第二部分和所述金属层之间。

5.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，所述第一孔腔包括第一腔体和第二腔体；

所述第一腔体靠近所述收容腔；

所述第二腔体分别与所述第一腔体和所述第二孔腔连通，所述导电件的第一部分设置于所述第二腔体；

沿所述第一腔体往所述第二腔体的方向，所述第一腔体纵截面的面积逐渐减小，其中，所述第一腔体的纵截面为所述第一腔体沿垂直于所述第一腔体往第二腔体方向的截面。

6.根据权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，还包括固化导电胶；

所述固化导电胶填充于所述极耳的第二端和所述导电件之间，和/或，填充于所述导电件和所述插接孔的内壁之间，和/或，填充于所述极耳的第二端和所述插接孔的内壁之间。

7.根据权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，所述弹性材料层满足以下条件中至少一个：

a)、所述弹性材料层的弹性模量为6mpa-8mpa；

b)、所述弹性材料层包括丁苯橡胶或者乙丙橡胶。

8.根据权利要求7所述的电化学装置，其特征在于，所述弹性材料层具有第一方向和第二方向；

在所述弹性材料层分离于所述安装口的状态下，

沿所述第一方向，所述弹性材料层的厚度等于所述外壳的厚度且所述弹性材料层的厚度大于所述安装口的高度；

沿所述第二方向，所述弹性材料层的宽度等于所述外壳的宽度且所述弹性材料层的宽度大于所述安装口的宽度。

9.根据权利要求8所述的电化学装置，其特征在于，

沿所述第一方向，所述弹性材料层的厚度为3mm-30mm；

沿所述第二方向，所述弹性材料层的宽度为50mm-200mm。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的电化学装置，其特征在于，所述电极组件包括第一极片、第二极片和隔离膜，所述隔离膜设置于所述第一极片和所述第二极片之间；

所述极耳包括第一极耳和第二极耳，所述插接孔包括第一插接孔和第二插接孔，所述导电件包括第一导电件和第二导电件；

所述第一导电件设置于所述第一插接孔，所述第二导电件设置于所述第二插接孔，所述第一极耳的第一端连接于所述第一极片，所述第一极耳的第二端连接于所述第一导电件，所述第二极耳的第一端连接于所述第二极片，所述第二极耳的第二端连接于所述第二导电件。

11.根据权利要求10所述的电化学装置，其特征在于，

所述第一极片、隔离膜和第二极片卷绕设置；

所述第一极耳包括若干第一子极耳，一所述第一子极耳的第一端连接于所述第一极片的一圈，所述若干第一子极耳的第二端层叠设置，并且所述若干第一子极耳的第二端与第一导电件连接，和/或，所述第二极耳包括若干第二子极耳，一所述第二子极耳的第一端连接于所述第二极片的一圈，所述若干第二子极耳的第二端层叠设置，并且所述若干第二子极耳的第二端与第二导电件连接。

12.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的电化学装置。

13.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求12所述的电池模组。

Images