CN114447342B - 一种电化学装置及电子装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电化学装置及电子装置，电化学装置包括壳体以及收容于壳体内的电极组件，电极组件包括第一极片、第二极片和设置于二者之间的隔离膜，第一极片、隔离膜和第二极片层叠并卷绕设置。第一极片包括第一集流体，第一集流体包括在卷绕方向上依次设置的第一边和第二边，第二边延伸的方向为第一方向，第二边沿卷绕方向超出第二极片和隔离膜。第一极片包括自第一集流体在第一方向上延伸形成的第一延伸部，第一延伸部在第一方向上超出隔离膜的边缘，第一延伸部用于束缚电极组件的卷绕结构。通过上述结构，第一延伸部可与电极组件的其他部件实现固定连接，由此实现第一延伸部束缚电极组件的卷绕结构，降低卷绕结构散开的风险。

Description

一种电化学装置及电子装置
技术领域
本发明实施例涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电化学装置及电子装置。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，许多电子装置被设计并制造出来，以满足人们的生活需求。例如手机、平板电脑、电动汽车等。通常这些电子装置都会配备电化学装置，用以实现供电。电化学装置通常包括壳体以及电极组件，电极组件包括第一极片、隔离膜以及第二极片，第一极片、隔离膜以及第二极片叠置并卷绕成卷绕结构，为了避免卷绕结构在无外力约束的情况下散开，通常会使用胶纸沿着卷绕结构的宽度方向贴附在收尾的部分（极片或隔膜），从而防止卷绕结构散开。然而，采用胶纸固定卷绕结构，由于胶纸较厚，容易导致电极组件的厚度增加，从而导致电化学装置整体厚度增大，由此带来不便。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种使用方便的电化学装置及电子装置，其能够在不增加电化学装置厚度的情况下，降低电极组件的卷绕结构散开的风险。
本发明实施例解决其技术问题采用以下技术方案：
一种电化学装置，包括壳体以及电极组件，电极组件收容于壳体内，电极组件包括第一极片、第二极片和设置于第一极片和第二极片之间的隔离膜，第一极片、隔离膜和第二极片层叠并卷绕设置；第一极片包括第一集流体，第一集流体包括在卷绕方向上依次设置的第一边和第二边，第二边延伸的方向为第一方向，第二边沿卷绕方向超出第二极片和隔离膜；第一极片包括自第一集流体在第一方向上延伸形成的第一延伸部，第一延伸部与第二边在卷绕方向上的距离为d1mm，0≤d1≤5，第一延伸部用于束缚电极组件的卷绕结构。
通过上述结构，第一延伸部可与电极组件的其他部件实现固定连接，由此实现第一延伸部束缚电极组件的卷绕结构，降低卷绕结构散开的风险，同时电极组件的厚度不随之增加，有利于满足对电化学装置厚度有所要求的封装环境。相比于以往使用胶纸直接粘结在电极组件的表面，本申请的电极组件无需使用胶纸粘结在电极组件的表面，有利于缩小电化学装置的厚度，从而提高了电化学装置的能量密度。
在一些实施例中，第一极片还包括自第一集流体沿第一方向延伸形成的第二延伸部，第一延伸部与第二延伸部固定连接。
第二延伸部可与第一延伸部固定连接，从而束缚电极组件的卷绕结构，降低电极组件的卷绕结构散开的风险。同时第二延伸部还能起到缩短电子移动路径的作用，有利于降低电化学装置的内阻。
在一些实施例中，电极组件为圆柱形，第一延伸部与第二延伸部沿电极组件的径向分布。
在一些实施例中，第一极片、隔离膜和第二极片层叠并卷绕设置成沿卷绕方向依次连接的第一段、第一弯曲段、第二段和第二弯曲段，第一段与第二弯曲段连接，第一延伸部位于第一段，第二延伸部位于第一段或第二段，第一延伸部和第二延伸部在电极组件的厚度方向上至少部分重叠。
采用此种方案，可以根据实际需要选择第二延伸部在第一极片上的位置，适用范围广，能满足不同类型的电化学装置的封装需求。
在一些实施例中，第一极片包括与第一集流体连接并沿第一方向延伸超出隔离膜的边缘的第一金属板，第一延伸部与第一金属板固定连接。
第一金属板可以直接冲充当电化学装置的极耳，只要第一金属板在第一方向上伸出足够的长度。
在一些实施例中，电极组件为圆柱形，第一延伸部与第一金属板沿电极组件的径向分布。
在一些实施例中，第一极片、隔离膜和第二极片层叠并卷绕设置成沿卷绕方向依次连接的第一段、第一弯曲段、第二段和第二弯曲段，第一段与第二弯曲段连接，第一延伸部位于第一段，第一金属板位于第一段或第二段，第一延伸部和第一金属板在电极组件的厚度方向上至少部分重叠。
在一些实施例中，电极组件还包括第一粘结件，第一粘结件粘接于隔离膜、第一极片或第二极片，第一粘结件包括在第一方向上超出隔离膜的边缘的第一连接部，第一延伸部与第一连接部固定连接。
使用第一粘结件将第一延伸部在第一方向上固定，不仅能降低第一极片与第二极片短接的风险，同时还能起到束缚电极组件的卷绕结构，适用范围广。
在一些实施例中，电极组件为圆柱形，第一延伸部与第一连接部沿电极组件的径向分布。
在一些实施例中，第一极片、隔离膜和第二极片层叠并卷绕设置成沿卷绕方向依次连接的第一段、第一弯曲段、第二段和第二弯曲段，第一段与第二弯曲段连接，第一延伸部位于第一段，第一连接部位于第一段和/或第二段，第一延伸部和第一连接部在电极组件的厚度方向上至少部分重叠。
在一些实施例中，第一延伸部在第一方向上超出隔离膜的边缘。
在一些实施例中，第一极片为正极极片；或第一极片为负极极片，第一集流体的最外圈的外表面设置有第一活性材料层。
在一些实施例中，第一集流体还包括第一卷绕边以及第二卷绕边，第一卷绕边与第二卷绕边沿第一方向相对设置，第一边的两端分别连接第一卷绕边以及第二卷绕边的起始端，第二边的两端分别连接第一卷绕边以及第二卷绕边的收尾端，其中，第一延伸部自第一卷绕边伸出，其特征在于，第一极片还包括自第一集流体延伸形成的第四延伸部，第三延伸部与第一延伸部在第一方向上相对设置，第三延伸部与第二边在卷绕方向上的距离为d2mm，满足0≤d2≤5第三延伸部，第四延伸部用于束缚电极组件的卷绕结构。
第一极片设置第三延伸部，能够进一步地束缚电极组件的卷绕结构。
在一些实施例中，第三延伸部在第一方向上超出隔离膜的边缘。
在一些实施例中，第一极片还包括自第一集流体沿第一方向的反方向延伸形成的第四延伸部，第四延伸部与第三延伸部固定连接。
在一些实施例中，满足条件：（1）电极组件为圆柱形，第三延伸部与第四延伸部沿电极组件的径向分布。
（2）第一极片、隔离膜和第二极片层叠并卷绕设置成沿卷绕方向依次连接的第一段、第一弯曲段、第二段和第二弯曲段，第一段与第二弯曲段连接，第三延伸部位于第一段，第四延伸部位于第一段或第二段，第三延伸部和第四延伸部在电极组件的厚度方向上至少部分重叠。
在一些实施例中，第一极片包括与第一集流体连接并沿第一方向延伸超出隔离膜的边缘的第二金属板，第三延伸部与第二金属板固定连接。
在一些实施例中，满足以下条件任意一者：（1）电极组件为圆柱形，第三延伸部与第二金属板沿电极组件的径向分布；（2）第一极片、隔离膜和第二极片层叠并卷绕设置成沿卷绕方向依次连接的第一段、第一弯曲段、第二段和第二弯曲段，第一段与第二弯曲段连接，第三延伸部位于第一段，第二金属板位于第一段或第二段，第三延伸部和第二金属板在电极组件的厚度方向上至少部分重叠。本发明实施例解决其技术问题还采用以下技术方案：一种电子装置，包括上述实施例中的电化学装置。
本发明实施例的有益效果是：第一延伸部可与电极组件的其他部件实现固定连接，由此实现第一延伸部束缚电极组件的卷绕结构，降低卷绕结构散开的风险。相比于以往使用胶纸直接粘结在电极组件的表面，本申请的电极组件无需使用胶纸粘结在电极组件的表面，有利于缩小电化学装置的厚度，从而提高了电化学装置的能量密度。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本申请其中一个实施例的电化学装置的结构框图；
图2是图1中电极组件在厚度方向上的示意图；
图3是图2沿着直线PP剖切时其中一种卷绕结构的示意图；
图4是图2沿着直线PP剖切时另一种卷绕结构的示意图；
图4a是当第一延伸部与第二边重合时的卷绕结构示意图；
图5是图2沿着直线NN剖切时的示意图；
图6是图5 的F1处放大图；
图6a是电极组件的在厚度方向上的示意图；
图7是电极组件其中一种情况的示意图；
图8是图2沿着直线NN剖切时的一种情况示意图；
图9是图8的F2处的放大图；
图10是图2沿着直线NN剖切时的另一种情况示意图；
图11是图10的F3处的放大图；
图12是电极组件的一种情况的剖视图；
图13是电极组件的另一种情况的剖视图；
图14是电极组件的又一种情况的剖视图；
图15是图2沿着直线MM剖切时的示意图;
图16是展开状态的第一极片其中一种实施例的示意图；
图16a是展开状态的第一极片的第一延伸部的边缘与第二边重合时的示意图；
图17是图16在第一方向Z上观察时的示意图；
图18是展开状态的第一极片又一种实施例的示意图；
图19是图18在第一方向Z上观察时的示意图；
图20是展开状态的第一极片再一种实施例的示意图；
图21是图20在第四方向U观察时的示意图；
图22是展开状态的第一极片又一种实施例的示意图；
图23是图22在第四方向U观察时的示意图；
图24是展开状态的第一极片再一种实施例的示意图；
图25是图24在第一方向上观察时的示意图；
图26是展开状态的第一极片又一种实施例的示意图；
图27是图26在第四方向上观察时的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”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“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明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，不是用于限制本发明。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，下面所描述的本发明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。
如图1所示，本申请其中一个实施例提供的电化学装置100，包括壳体10、电极组件20以及极耳50，电极组件20收容于壳体10内，极耳50的一端均与电极组件20连接，极耳50的另一端伸出电极组件20。
请结合图1-4，电极组件20包括第一极片22、第二极片24以及隔离膜26，第一极片22与第二极片24的极性不同，隔离膜26设置于第一极片22与第二极片24之间，隔离膜26用于降低第一极片22与第二极片24短接的风险。第一极片22、隔离膜26以及第二极片24层叠并卷绕设置，以形成卷绕结构。极耳50包括第一极耳51以及第二极耳52，第一极耳51与第一极片22连接，第二极耳52与第二极片24连接。
本申请发明人发现，当电极组件20中处于最外圈的极片在电化学装置100的宽度方向上设置部分结构延伸后与电极组件20的其它部件连接固定，即可对电极组件20的卷绕结构进行束缚，降低电极组件20散开的风险，从而能起到不增加电化学装置100厚度的效果。具体方案如下：
为了便于描述，下列是以第一极片22为正极极片、第二极片24为负极极片时的情况进行介绍。
第一极片22包括第一集流体221、第一活性物质层222以及第一延伸部223，第一活性物质层222设置在第一集流体221的表面，第一延伸部223在第一方向Z上自第一集流体221延伸形成。
如图3或图4所示，第一集流体221在沿着卷绕方向上依次设置有第一边2211以及第二边2212，在第一方向Z上第一集流体221具有相对设置的第一卷绕边2213以及第二卷绕边2214，第一卷绕边2213的两端分别连接第一边2211以及第二边2212的一端，第二卷绕边2214的两端分别连接第一边2211以及第二边2212的另一端。沿着卷绕方向，第二边2212超出第二极片24以及隔离膜26的边缘。其中，第一延伸部223用于束缚电极组件20的卷绕结构，即第一延伸部223用于降低电极组件20的卷绕结构散开的风险。上述第一方向Z是指第二边2212延伸的方向。
在一些实施例中，从第一方向Z观察，第一延伸部223与第二边2212在卷绕方向上的距离为d1mm，满足0≤d1≤5。示例性的，当d1=0时，沿着卷绕方向，第一延伸部223的边缘与第二边2212重合，如图4a所示。当d2=5时，沿着卷绕方向，第一延伸部223的边缘与第二边2212之间存在间距，如图4所示。在本实施例中，第一延伸部223处于卷绕结构的最外圈，从而当第一延伸部223与电极组件20的其他部件固定连接时，并且不与第二极片24短接，即可实现束缚电极组件20的卷绕结构。
在一种情况中，请结合图4、图5与图6，电化学装置100包括自第一集流体221沿第一方向Z延伸形成的第二延伸部224，第二延伸部224与第一延伸部223固定连接。应当理解的，第二延伸部224是与第一极片22一体连接的，在第一极片22上加工出第二延伸部224的方式包括但不限于激光切割或者冲裁工艺。
进一步地，第二延伸部224的数量有多个，即沿着卷绕方向，第一集流体221在第一方向Z上延伸形成多个间隔分布的第二延伸部224，多个第二延伸部224相互固定连接，从而实现第一延伸部223间接与多个第二延伸部224固定连接，如此，既能起到降低卷绕结构散开的风险，还可以起到缩短电子移动的路径的效果，以减小电极组件20的内阻。在一些实施例中，多个第二延伸部224在与第一方向Z垂直的第二方向Y上具有重叠的部分，可以沿着第二方向Y时，相邻的两个第二延伸部224依次有部分重叠面积，也可以是相邻的两个第二延伸部224完全重叠。在一些实施例中，如图6a所示，第二延伸部224以及第一延伸部223可以沿着第一方向Z倾斜延伸，此处的倾斜延伸是指，第一延伸部223以及第二延伸部224在第一方向Z上有一侧边缘与第三方向X具有夹角α，第三方向X同时与第一方向Z以及第二方向Y垂直，如此，第一延伸部223以及第二延伸部224可以具有多种形状，从而满足不同的连接需求，增大了适用范围。
在一些实施例中，请再次参阅图3，当电极组件20呈圆柱形时，第一延伸部223与第二延伸部224沿着电极组件20的径向分布设置，且沿着电极组件20的径向，第一延伸部223以及第二延伸部224具有重叠的部分。
在一些实施例中，当电极组件20大致形状呈椭圆柱状时，从第一方向Z观察，第一极片22、隔离膜26和第二极片24层叠并卷绕设置成沿卷绕方向依次连接的第一段201、第一弯曲段202、第二段203和第二弯曲段204。如图4所示，图为从第一方向Z观察时卷绕结构的示意图，卷绕结构包括平直部以及卷绕部，定义直线AA与直线BB之间的部分为平直部，其余部分为弯曲部，沿着卷绕方向，弯曲部的两端分别与以直线CC为分界的两部分平直部连接。定义直线CC为分界时，平直部包括第一段201以及第二段203，定义以与直线CC垂直的直线DD为界时，弯曲部包括沿卷绕方向的第一弯曲段202以及第二弯曲段204。
可以理解的，在此种情况下，第一延伸部223位于第一段201，第二延伸部224可位于第一段201或者第二段203，且沿着电极组件20的厚度方向，第一延伸部223与第二延伸部224至少有部分重叠，使得第一延伸部223可与第二延伸部224固定连接。电极组件20的厚度方向同时与第一方向Z以及第二方向Y垂直，即电极组件20的厚度方向与第三方向X相同。
在另一种情况中，如图8与图9所示，图8示出一个第一金属板30的情况，第一极片22包括与所述第一集流体221连接并沿第一方向Z延伸超出隔离膜26的边缘的第一金属板30，第一延伸部223与第一金属板30固定连接。此时，第一金属板30与第一极片22为非一体成型的结构，也即第一金属板30是通过焊接或者其它的方式实现固定连接在第一集流体221上。
应当理解的，第一金属板30与上述第二延伸部224在电极组件20上的设置情况类似，即第一金属板30可设置在卷绕结构的第一段201或第二段203，且在电极组件20的厚度方向上，第一金属板30与第一延伸部223具有重叠的部分。其中，第一金属板30设置在第一段201上，可以理解为沿着电极组件20的厚度方向，第一金属板30可根据需要设置在不同圈数的第一段201，更具体的来说，当沿着电极组件20的厚度方向，第一极片22具有位于不同圈数的第一段201，示例性的，若以第一延伸部223在第一极片22上的所在的圈数为第一圈，则沿着电极组件20的厚度方向，第一金属板30可设置在第二圈、第三圈或第四圈等位置。
在一些实施例中，第一金属板30的数量有多个，多个第一金属板30沿电极组件20的厚度方向的方向具有重叠的部分，相邻的两个第一金属板30可以是部分重叠，也可以全部重叠。多个第一金属板30共同连接。当然，可以只有一个第一金属板30与第一延伸部223固定连接，其余的第一金属板30可相互连接后伸出壳体10外。
在一些实施例中，电极组件20呈圆柱形，第一延伸部223与第一金属板30沿电极组件20的径向分布。
在又一种情况中，请参阅图10与图11，电极组件20还包括第一粘结件28，第一粘结件28粘结于第一极片22、第二极片24或者隔离膜26，第一粘结件28包括在第一方向Z上超出隔离膜26的边缘的第一连接部282，第一延伸部223与第一连接部282固定连接。可以理解的，第一粘结件28包括上述的第一连接部282以外，还包括与第一极片22、第二极片24或者隔离膜26重叠的第一固定部284，第一固定部284用于与第一极片22、第二极片24或者隔离膜26固定连接。
在一些实施例中，当电极组件20呈圆柱形时，第一延伸部223与第一连接部282沿电极组件20的径向分布。
在一些实施例中，若电极组件20的形状呈截面为椭圆形时，从第一方向Z观察，卷绕结构可以被划分成第一段201、第一弯曲段202、第二段203以及第二弯曲段204，具体划分方式与上述实施例相同，此处不再进行赘述。
在一些实施例中，第一延伸部223位于第一段201，第一粘结件28设置于第一段201和/或第二段203上，且第一延伸部223和第一连接部282在电极组件20的厚度方向上具有重叠的部分。如此，第一延伸部223可与第一连接部282粘结，从而束缚电极组件20的卷绕结构。应当理解的，第一粘结件28可以是单面胶，或者是具有热熔性质的热熔胶，当然还可以是其它。第一粘结件28可以包括基材层和粘结层，粘结层包括粘结材料。基材层的材质包括但不限于聚氟烯烃、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺酰亚胺(PAI)、热缩性材料、聚氯乙烯(PVC)或聚烯烃(POF，例如双向拉伸聚烯烃热缩膜)中的至少一种。聚氟烯烃可为但不仅限于聚四氟乙烯或聚偏氟乙烯。粘结材料包括羧甲基纤维素、丁苯橡胶、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、氟化橡胶、聚氨酯、聚丙烯醇、聚丙烯酸钠、聚醚酰胺亚或丙烯酸酯中的至少一种。
可以理解的，在一种情况中，从电极组件20的厚度方向观察，第一连接部282的边缘超过隔离膜26的边缘，第一延伸部223边缘亦超过隔离膜26的边缘，从第一连接部282可以直接粘结至第一延伸部223的表面。在另一种情况中，第一延伸部223的边缘未超过隔离膜26的边缘，此时第一连接部282在第一方向Z上超过隔离膜26的边缘的部分需能够弯折延伸至能与第一延伸部223接触的长度，从而第一延伸部223能与第一粘结件28接触而实现固定连接。
一方面，请结合图5、图8与图10，当第一极片22为正极极片时，第二极片24则为负极极片，下面中第一延伸部223的长度是指第一延伸部223自第一集流体221的边缘处在第一方向Z上所延伸的尺寸，第一延伸部223在第一方向Z上具有不同长度要求，具体如下：
（1）当第一延伸部223与第二延伸部224固定连接时，在第一方向上，第一延伸部223的边缘超过隔离膜26的边缘，第二延伸部224 的边缘可以超过隔离膜26的边缘；若第二延伸部224的边缘未超过隔离膜26的边缘时，第一延伸部223需超过隔离膜26边缘，且超过的长度要足够伸入至与第二延伸部224具有重叠部分才可实现固定连接。
（2）当第一延伸部223与第一金属板30固定连接时，第一延伸部223以及第一金属板30在第一方向Z上的长度需求，与情况（1）中第一延伸部223与第二延伸部224在第一方向Z的需求相同，此处不再进行赘述。
（3）当第一延伸部223与第一粘结件28固定连接时，需根据第一粘结件28设置的不同而对第一延伸部223在第一方向Z上的长度具有不同的要求，具体如下：
当第一粘结件28设置在隔离膜26上时，第一延伸部223无太多要求，第一粘结件28的第一连接部282根据需要可进行折叠，只要能满足第一连接部282在第一方向Z上接触到第一延伸部223的表面即可，第一连接部282即可与第一延伸部223固定连接。
另一方面，当第一极片22为负极极片，第二极片24为正极极片，第一延伸部223在第一方向Z上具有不同的长度需求，具体如下：
（1）当第一延伸部223与第二延伸部224固定连接时，第一延伸部223以及第二延伸部224在第一方向Z上的边缘均需超过隔离膜26的边缘，使得第一延伸部223可与第二延伸部224固定连接。
（2）当第一延伸部223与第一金属板30固定连接时，第一延伸部223以及第一金属板30在第一方向Z上的边缘均需超过隔离膜26的边缘，使得第一延伸部223可与第一金属板30固定连接。
（3）当第一延伸部223与第一粘结件28固定连接时，第一延伸部223在第一方向Z上的长度可根据需要设定，第一粘结件28的第一连接部282根据需要可进行折叠，只要能满足第一连接部282在第一方向Z上接触到第一延伸部 223的表面即可，第一连接部282即可与第一延伸部223固定连接。
在一些实施例中，如图12所示，第一极片22还包括自第一集流体221沿与第一方向Z相反的方向延伸形成的第三延伸部225，第三延伸部225用于束缚电极组件20的卷绕结构，以降低电极组件20的卷绕结构散开的风险。
在一些实施例中，从第一方向Z观察，第三延伸部225与第二边2212在卷绕方向上的距离为d2mm，满足0≤d2≤5。示例性的，当d2=0时，沿着卷绕方向，第三延伸部225的边缘与第二边2212重合。当d2=5时，沿着卷绕方向，第三延伸部225的边缘与第二边2212之间存在间距。在本实施例中，第三延伸部225处于卷绕结构的最外圈，从而当第三延伸部225与电极组件20的其他部件固定连接时，并且不与第二极片24短接，即可实现束缚电极组件20的卷绕结构。
在一种情况中，电化学装置100包括自第一集流体221沿第一方向Z延伸形成的第四延伸部226，第四延伸部226与第三延伸部225固定连接。应当理解的，第四延伸部226是与第一极片22一体成型的，即通过激光切割或者冲裁工艺等制作而成。
进一步地，第四延伸部226的数量有多个，即沿着卷绕方向，第一集流体221在第一方向Z上延伸形成多个间隔分布的第四延伸部226，多个第四延伸部226相互固定连接，从而实现第三延伸部225间接与多个第四延伸部226固定连接，如此，既能起到降低卷绕结构散开的风险，还可以起到缩短电子移动的路径的效果，以减小电极组件20的内阻。在一些实施例中，多个第四延伸部226在与第一方向Z垂直的第二方向Y上具有重叠的部分，可以沿着第二方向Y时，相邻的两个第四延伸部226依次有部分重叠面积，也可以是相邻的两个第四延伸部226完全重叠。在一些实施例中，第四延伸部226以及第三延伸部225可以沿着与第一方向Z相反的方向倾斜延伸，此处的倾斜延伸是指，第三延伸部225以及第四延伸部226在与第一方向Z相反的方向上有一侧边缘与第三方向X具有夹角，如此，第三延伸部225以及第四延伸部226可以具有多种形状，从而满足不同的连接需求，增大了适用范围
在一些实施例中，当电极组件20呈圆柱形时，第三延伸部225与第四延伸部226沿着电极组件20的径向分布设置，且沿着电极组件20的径向，第三延伸部225以及第四延伸部226具有重叠的部分。
在一些实施例中，当电极组件20大致形状呈椭圆柱状时，从与第一方向Z相反的方向观察，第一极片22、隔离膜26和第二极片24层叠并卷绕设置成沿卷绕方向依次连接的第一段201、第一弯曲段202、第二段203和第二弯曲段204。在此种情况下，第三延伸部225位于第一段201，第四延伸部226可位于第一段201或者第二段203，且沿着电极组件20的厚度方向，第三延伸部225与第四延伸部226至少有部分重叠，使得第三延伸部225可与第四延伸部226固定连接。电极组件20的厚度方向同时与第一方向Z以及第二方向Y垂直。
在另一种情况中，如图13所示，第一极片22包括与所述第一集流体221连接并沿第一方向Z延伸超出隔离膜26的边缘的第二金属板40，第三延伸部225与第二金属板40固定连接。此时，第二金属板40与第一极片22为非一体成型的结构，也即第二金属板40是通过焊接或者其它的方式实现固定连接在第一集流体221上。
应当理解的，第二金属板40与第四延伸部226在电极组件20上的设置情况类似，即第二金属板40可设置在卷绕结构的第一段201或第二段203，且在电极组件20的厚度方向上，第二金属板40与第三延伸部225具有重叠的部分。其中，第二金属板40设置在第一段201上，可以理解为沿着电极组件20的厚度方向，第二金属板40可根据需要设置在不同圈数的第一段201，更具体的来说，当沿着电极组件20的厚度方向，第一极片22具有位于不同圈数的第一段201，示例性的，若以第三延伸部225在第一极片22上的所在的圈数为第一圈，则沿着电极组件20的厚度方向，第二金属板40可设置在第二圈、第三圈或第四圈等位置。
在一些实施例中，第二金属板40的数量有多个，多个第二金属板40设置电极组件20的厚度方向的方向具有重叠的部分，相邻的两个第二金属板40可以是部分重叠，也可以全部重叠。多个第二金属板40共同连接。当然，可以只有一个第二金属板40与第三延伸部225固定连接，其余的第二金属板40可相互连接后伸出壳体10外。
在一些实施例中，电极组件20呈圆柱形，第三延伸部225与第二金属板40沿电极组件20的径向分布。
在又一种情况中，如图14所示，电极组件20还包括第二粘结件29，第二粘结件29粘结于第一极片22、第二极片24或者隔离膜26，第二粘结件29包括在第一方向Z上超出隔离膜26的边缘的第二连接部292，第三延伸部225与第二连接部292固定连接。可以理解的，第二粘结件29包括上述的第二连接部292以外，还包括与第一极片22、第二极片24或者隔离膜26重叠的第二固定部294，第二固定部294用于与第一极片22、第二极片24或者隔离膜26固定连接。
在一些实施例中，当电极组件20呈圆柱形时，第三延伸部225与第二连接部292沿电极组件20的径向分布。
在一些实施例中，若电极组件20 的形状呈截面为椭圆形时，从第一方向Z观察，卷绕结构可以被划分成第一段201、第一弯曲段202、第二段203以及第二弯曲段204，具体划分方式与上述实施例相同，此处不再进行赘述。
在一些实施例中，如图14与图15所示，第三延伸部225位于第一段201，第二粘结件29设置于第一段201和/或第二段203上，且第三延伸部225和第二连接部292在电极组件20的厚度方向上具有重叠的部分。如此，第三延伸部225可与第二连接部292粘结，从而束缚电极组件20的卷绕结构。应当理解的，第二粘结件29可以是单面胶，或者是具有热熔性质的热熔胶，当然还可以是其它。
可以理解的，在一种情况中，从电极组件20的厚度方向观察，第二连接部292的边缘超过隔离膜26的边缘，第三延伸部225边缘亦超过隔离膜26的边缘，从第二连接部292可以直接粘结至第三延伸部225的表面。在另一种情况中，第三延伸部225的边缘未超过隔离膜26的边缘，此时第二连接部292在第一方向Z上超过隔离膜26的边缘的部分需能够弯折延伸至能与第三延伸部225接触的长度，从而第三延伸部225能与第二粘结件29接触而实现固定连接。
第一极片22设置第一延伸部223，第一延伸部223可与电极组件20的其他部件实现固定连接，由此实现第一延伸部223束缚电极组件20的卷绕结构，降低卷绕结构散开的风险，同时电极组件20的厚度不随之增加，有利于满足对电化学装置100厚度有所要求的封装环境。当然，相比于以往使用胶纸直接粘结在电极组件的表面，本申请无需使用胶纸粘结在电极组件20的表面，有利于缩小电化学装置100的厚度，从而提高了电化学装置100的能量密度。
进一步地，本申请的第一极片22还设置了第三延伸部225，第三延伸部225与第一延伸部223在第一方向Z上相对设置，有利于进一步束缚电极组件20的卷绕结构。
为了能更好地理解第一延伸部223在第一极片22上的位置，下面将对第一极片22展开后的结构进行说明，具体如下：
在一些实施例中，如图16与图17所示，第一极片22处于展开状态时，第一极片22包括沿着第四方向U相对设置的第一边2211以及第二边2212以外，还包括沿第一方向Z相对设置的第三边2215以及第四边2216，第三边2215的两端分别连接第一边2211以及第二边2212的一端，第四边2216的两端分别连接第一边2211以及第二边2212的另一端。第三边2215为第一极片22展开时第一卷绕边2213转变而来，第四边2216为第一极片22展开时第二卷绕边2214转变而来，即第一卷绕边2213以及第二卷绕边2214在第一极片22展开过程中逐渐由包括曲线变为直线。其中，第一延伸部223可从第三边2215沿着第一方向Z伸出，并且沿着第四方向U，第一延伸部223与第二边2212最为接近的侧端边为第一侧端边2232，第一侧端边2232与第二边2212之间的距离为d1mm，满足0≤d1≤5。示例性的，当d1=5mm时，第一侧端边2232与第二边2212具有间距。当d=0mm时，如图16a所示，第一侧端边2232与第二边2212重合。
在一些情况中，如图18与图19所示，第一极片22包括自第三边2215沿第一方向Z延伸形成的第二延伸部224，第二延伸部224与第一集流体221一体成型。第二延伸部224的数量可以是一个，也可以是多个，图中以多个第二延伸部224为例进行表示，多个第二延伸部224沿着第四方向U间隔设置。
在另一种情况中，如图20与图21所示，第一极片22还包括自第一集流体221沿着第一方向Z延伸形成的第三延伸部225。沿着第四方向U，第三延伸部225与第二边2212最为接近的侧端边为第二侧端边2252，第二侧端边2252与第二边2212之间的距离为d2mm，满足0≤d2≤5。示例性的，当d2=5mm时，第二侧端边2252与第二边2212具有间距。当d2=0mm时，第二侧端边2252与第二边2212重合。
在一些情况中，如图22与图23所示，第一极片22包括自第四边2216沿第一方向Z延伸形成的第四延伸部226，第四延伸部226与第一集流体221一体成型。第四延伸部226的数量可以是一个，也可以是多个，图中以多个第四延伸部226为例进行表示，多个第四延伸部226沿着第四方向U间隔设置。
可以理解的，第二延伸部224与第四延伸部226可以对称设置，也可以是非对称设置。在图22中示出的，第二延伸部224与第四延伸部226对称设置。
在一些实施例中，如图24-25中示出，第一极片22包括与第一集流体221连接的并沿第一方向Z延伸的第一金属板30。虽然图24中示出的第一金属板30仅有一个，但第一金属板30的数量可以根据需要而进行设定，并不局限于图中的第一金属板30的数量。
进一步地，如图26-27中示出，第一极片22还包括与第一集流体221连接的并沿与第一方向Z相反的方向延伸的第二金属板40，第二金属板40与第一金属板30可以是对称设置，也可以是非对称设置。同样的，虽然图26中示出的第二金属板40 的数量仅有一个，但第二金属板40的数量可以根据需要而进行设定。
当第一极片22、第二隔离膜26以及第二极片24叠置后沿着第四方向U，以第一边2211为卷绕起始端进行卷绕以形成电极组件20的卷绕结构。
通过上结构，本申请实施例提供的电化学装置100，包括壳体10以及电极组件20，电极组件20收容于壳体10内，电极组件20包括第一极片22、第二极片24和设置于第一极片22和第二极片24之间的隔离膜26，第一极片22、隔离膜26和第二极片24层叠并卷绕设置。其中，第一极片22包括第一集流体221，第一集流体221包括在卷绕方向上依次设置的第一边2211和第二边2212，第二边2212延伸的方向为第一方向Z，第二边2212沿卷绕方向超出第二极片24和隔离膜26。第一极片包22括自第一集流体221在第一方向Z上延伸形成的第一延伸部223，第一延伸部223在第一方向Z上超出隔离膜26的边缘，第一延伸部223用于束缚电极组件20的卷绕结构。通过上述结构，第一延伸部223可与电极组件20的其他部件实现固定连接，由此实现第一延伸部223束缚电极组件20的卷绕结构，降低卷绕结构散开的风险，同时电极组件20 的厚度不随之增加，有利于满足对电化学装置100厚度有所要求的封装环境。当然，相比于以往使用胶纸直接粘结在电极组件20的表面，本申请的电极组件20无需使用胶纸粘结在电极组件的表面，有利于缩小电化学装置100的厚度，从而提高了电化学装置100的能量密度。而且，相比以往使用胶纸粘结在电极组件20的表面，电解液可以从卷绕结构的收尾位置进入到卷绕结构，从而起到浸润电极组件20的作用，使得电极组件20能够充分与电解液接触。
本申请另一实施例提供的电子装置，包括上述实施例中的电化学装置100。电子装置可以是手机、平板电脑、电工工具或者其它需要电能才能工作装置。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种电化学装置，包括壳体以及电极组件，电极组件收容于所述壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片和设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔离膜，所述第一极片、所述隔离膜和所述第二极片层叠并卷绕设置；其特征在于，
所述第一极片包括第一集流体，所述第一集流体包括在卷绕方向上依次设置的第一边和第二边，所述第一边为所述第一集流体的卷绕起始边，所述第二边为所述第一集流体的卷绕收尾边，所述第二边延伸的方向为第一方向，所述第二边沿所述卷绕方向超出所述第二极片和所述隔离膜；
所述第一极片包括自所述第一集流体在所述第一方向上延伸形成的第一延伸部，所述第一延伸部位于所述电极组件的卷绕结构的最外圈，所述第一延伸部与所述第二边在所述卷绕方向上的距离为d1mm，0≤d1≤5，所述第一延伸部用于固定连接以束缚所述电极组件的卷绕结构。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极片还包括自所述第一集流体沿所述第一方向延伸形成的第二延伸部，所述第一延伸部与所述第二延伸部固定连接。
3.根据权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，所述电极组件为圆柱形，所述第一延伸部与所述第二延伸部沿所述电极组件的径向分布。
4.根据权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极片、所述隔离膜和所述第二极片层叠并卷绕设置成沿所述卷绕方向依次连接的第一段、第一弯曲段、第二段和第二弯曲段，所述第一段与所述第二弯曲段连接，所述第一延伸部位于所述第一段，所述第二延伸部位于所述第一段或所述第二段，所述第一延伸部和所述第二延伸部在所述电极组件的厚度方向上至少部分重叠。
5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极片包括与所述第一集流体连接并沿所述第一方向延伸超出所述隔离膜的边缘的第一金属板，所述第一延伸部与所述第一金属板固定连接。
6.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述电极组件为圆柱形，所述第一延伸部与所述第一金属板沿所述电极组件的径向分布。
7.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极片、所述隔离膜和所述第二极片层叠并卷绕设置成沿所述卷绕方向依次连接的第一段、第一弯曲段、第二段和第二弯曲段，所述第一段与所述第二弯曲段连接，所述第一延伸部位于所述第一段，所述第一金属板位于所述第一段或所述第二段，所述第一延伸部和所述第一金属板在所述电极组件的厚度方向上至少部分重叠。
8.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电极组件还包括第一粘结件，所述第一粘结件粘接于所述隔离膜、所述第一极片或所述第二极片，所述第一粘结件包括在所述第一方向上超出所述隔离膜的边缘的第一连接部，所述第一延伸部与所述第一连接部固定连接。
9.根据权利要求8所述的电化学装置，其特征在于，所述电极组件为圆柱形，所述第一延伸部与所述第一连接部沿所述电极组件的径向分布。
10.根据权利要求8所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极片、所述隔离膜和所述第二极片层叠并卷绕设置成沿所述卷绕方向依次连接的第一段、第一弯曲段、第二段和第二弯曲段，所述第一段与所述第二弯曲段连接，所述第一延伸部位于所述第一段，所述第一连接部位于所述第一段和/或所述第二段，所述第一延伸部和所述第一连接部在所述电极组件的厚度方向上至少部分重叠。
11.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一延伸部在所述第一方向上超出所述隔离膜的边缘。
12.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极片为正极极片；或所述第一极片为负极极片，所述第一集流体的最外圈的外表面设置有第一活性材料层。
13.根据权利要求1-12中任意一项所述的电化学装置，其特征在于，所述第一集流体还包括第一卷绕边以及第二卷绕边，第一卷绕边与第二卷绕边沿第一方向相对设置，所述第一边的两端分别连接所述第一卷绕边以及所述第二卷绕边的起始端，所述第二边的两端分别连接所述第一卷绕边以及所述第二卷绕边的收尾端，其中，所述第一延伸部自所述第一卷绕边伸出，所述第一极片包括自所述第一集流体延伸形成的第三延伸部，所述第三延伸部与所述第一延伸部在所述第一方向上相对设置，所述第三延伸部与所述第二边在所述卷绕方向上的距离为d2mm，满足0≤d2≤5，所述第三延伸部用于束缚所述电极组件的卷绕结构。
14.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1-13中任意一项所述的电化学装置。
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