CN114665228B - 电化学装置与电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电池技术领域，公开了电化学装置与电子装置。该电化学装置包括壳体、电极组件、第一极耳与第二极耳。电极组件第一极片、第二极片和隔离膜。第一极片包括第一集流体。第二极片包括第二集流体和多个导电片；多个导电片沿第一方向从第二集流体凸出，多个导电片在电极组件的厚度方向上层叠构成汇集部，第一方向垂直于厚度方向。第一极耳与第一集流体连接。第二极耳与汇集部连接。第一极耳的电导率为g1S/mm，第一极耳在垂直于其延伸方向的截面积为s1mm2，多个导电片的电导率为g2S/mm，多个导电片在垂直于其延伸方向的截面积之和为s2mm2，0.8≤(g1×s1)/(g2×s2)≤1.2。该电化学装置可改善第一极片的活性材料层与第二极片的活性材料层一致性差导致循环性能不足的问题。

Description

电化学装置与电子装置
技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电化学装置与电子装置。
背景技术
电化学装置是一种将外界的能量转化为电能并储存于其内部，以在需要的时刻对外部设备(如便携式电子装置)进行供电的装置。一般地，电化学装置包括壳体、收容于壳体内的电极组件以及极耳。其中，电极组件包括第一极片、第二极片以及隔离件，该第一极片与第二极片的极性相反，两者之间设有隔离膜进行分隔。一极耳的一端连接于第一极片，另一端伸出壳体；第二极片的边缘延伸出多个导电片，该多个导电片层叠设置，另一极耳的一端焊接于上述层叠设置的导电片，另一端伸出壳体。
发明内容
本申请的发明人在实现本申请的过程中发现：电化学装置使用过程中存在第一极片的活性材料层与第二极片的活性材料层极化增大、一致性差的不足，而这会使得电化学装置的循环性能较差，尤其是循环容量保持率较低。
本申请旨在提供一种电化学装置与电子装置，以改善当前电化学装置第一极片的活性材料层与第二极片的活性材料层一致性差导致循环性能较差的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种电化学装置。该电化学装置包括壳体、电极组件、第一极耳与第二极耳。电极组件收容于壳体内并包括第一极片、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、第二极片和隔离膜层叠卷绕设置。第一极片包括第一集流体。第二极片包括第二集流体和与第二集流体一体设置的多个导电片；多个导电片沿第一方向从第二集流体凸出，多个导电片在电极组件的厚度方向上层叠设置以构成汇集部，第一方向垂直于厚度方向。第一极耳与第一集流体连接并伸出壳体外。第二极耳与汇集部连接并伸出壳体外。第一极耳的电导率为g1 S/mm，第一极耳的截面积为s1 mm2，多个导电片的电导率为g2 S/mm，多个导电片的截面积之和为s2 mm2，0.8≤(g1×s1)/(g2×s2)≤1.2。
由于第一极片是通过直接连接第一极耳实现电子的引入或引出，而第二极片是通过多个导电片实现电子的引入或引出，第一极耳与导电片的温升程度有所不同。相关技术中的电化学装置的第一极耳与导电片的温升一般较高，两者温升的不一致性会使到第一活性材料层与第二活性材料层的一致性降低，进而使电化学装置的性能变差；例如电化学装置的循环容量保持率降低。
本申请实施例提供的电化学装置满足：0.8≤(g1×s1)/(g2×s2)≤1.2；此时，第一极耳与第二极耳的温度差较小，则第一极片与第二极片的活性材料层在循环充放电后的一致性仍然较高，电化学装置的循环容量保持率仍较高。即是说，本申请实施例提供的电化学装置可改善第一极片的活性材料层与第二极片的活性材料层一致性差的问题。
在一些实施例中，第一极耳焊接于第一集流体，第一集流体的电导率为g3 S/mm，第一极耳与第一集流体的焊接面积为a1 mm2，min(g1,g3)×a1/(g2×s2)≥0.8。如此，则使得第一极耳与第一极片的焊接区域与上述导电片的温升差异较小。
在一些实施例中，第二极耳焊接于汇集部，第二极耳的电导率为g4 S/mm，第二极耳与汇集部的焊接面积为a2 mm2，min(g2,g4)×a2/(g2×s2)≥0.8。如此，则使得第一极耳与第一极片的焊接区域与上述导电片的温升差异较小。
在一些实施例中，电化学装置在25℃环境下，1小时恒流从100％荷电状态放电至0％荷电状态的电流强度为I mA，1.4≤(g1×s1)/I≤2.8。可以使得第一极耳具有足够的过流能力，从而使得主体区域与第一极耳温升差较小，电化学装置的循环容量保持率仍然较高；同时，还可降低第一极耳的制造成本。
在一些实施例中，第一极耳包括依次连接的第一部、第二部与第三部；第一部连接于第一集流体，第二部位于第一集流体之外并呈弯折状设置，第三部伸出壳体。由于第一极耳包括弯折设置的第二部，因此当第一极耳受到冲击时，其可以通过第二部的形变来卸除部分的冲击力，使得最终到达第一极耳与第一极片连接处的冲击力有所降低。故本申请实施例提供的电化学装置可以改善直接连接于第一极片的第一极耳在与第一极片的连接处容易因外部冲击而损伤的问题。
在一些实施例中，电极组件具有沿厚度方向相对设置的第一表面与第二表面，第二部包括第一连接段与第二连接段。第一连接段一端与第一部连接且另一端朝向第一表面延伸。第二连接段位于第一连接段背离电极组件的一侧，第二连接段的一端与第一连接段背离第一部的一端连接，第二连接段的另一端与第三部连接。如此，当第一极耳受到冲击时，第二连接段会朝向第一连接段弹性弯曲，从而卸除部分的冲击力。
在一些实施例中，第二部还包括弯折段。第一连接段与第二连接段之间沿第一方向相对设置，弯折段分别连接第一连接段靠近第一表面的一端与第二连接段靠近第一表面的一端。如此，该第二部整体呈一U形结构。
在一些实施例中，在厚度方向上，第三部靠近第二部的一端与第一表面之间沿厚度方向的距离为L41 mm，第一部与第一集流体在厚度方向上重叠的部分与第一表面之间沿厚度方向的距离为L42 mm，L41/L42≤1.1；第二方向垂直于第一方向和厚度方向。在当第一极耳受到沿第一方向的外力，或者具有沿第一方向的分力时，第二连接段会朝电极组件弯曲。若在上述厚度方向上，第二连接段背离第一表面的一端明显超出第一连接段背离第一表面的一端；则第二连接段背离第一表面的一端可能倒插至碰触到电极组件中的第二极片，进而引发电化学装置短路。L4/L2≤1.1的设置旨在使第二连接段背离第二表面的一端不超出第一连接段背离第一表面的一端，或者仅略微超出第一连接段背离第一表面的一端，从而降低上述的短路风险。
在一些实施例中，第一极片为阳极极片，第二极片为阴极极片。第一极耳的材料包括铜、铜合金、镍或镍合金，第二极耳的材料包括铝或铝合金。
在一些实施例中，第二极耳的截面积为s3 mm2，s1＞s3。因为第一极片通过一第一极耳实现电子的引入或引出，第二极片则是通过众多的导电片与第二极耳实现电子的引入或引出，与各导电片与第二极耳组成的整体相比，第一极耳更难散热。s1＞s3的设置有利于提升第一极耳的表面积，进而提升其散热的速率，从而使得第一极耳与第二极耳两者的散热更均匀。
在一些实施例中，第一极片还包括设置于第一集流体上的第一活性材料层，第一活性材料层设置有第一凹部，第一凹部显露出第一集流体，第一极耳设于第一凹部处并连接第一集流体。
第二方面，本申请还提供一种电子装置。该电子装置包括上述的电化学装置。由于包括上述电化学装置，因此该电子装置亦可以改善第一极片的活性材料层与第二极片的活性材料层一致性差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请其中一实施例提供的电化学装置示意图；
图2为图1中电化学装置沿A-A线的剖切示意图；
图3为图1中电化学装置沿B-B线的剖切示意图；
图4为图1中电化学装置沿C-C线的剖切示意图；
图5为第一极片与第一极耳均于展平状态下的连接示意图；
图6为第二极片于展平状态下的连接示意图；
图7为本申请其中一实施例提供的电子装置的示意图。
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”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”、“左”、“右”、“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。
在本说明书中，所述“安装”包括焊接、螺接、卡接、粘合等方式将某一元件或装置固定或限制于特定位置或地方，所述元件或装置可在特定位置或地方保持不动也可在限定范围内活动，所述元件或装置固定或限制于特定位置或地方后可进行拆卸也可不能进行拆卸，在本申请实施例中不作限制。
请参阅图1至图4，图1示出了本申请其中一实施例提供的电化学装置1的示意图，图2示出了该电化学装置1沿A-A线的剖切示意图，图3示出了该电化学装置沿B-B线的剖切示意图，图4示出了该电化学装置沿C-C线的剖切示意图，该电化学装置1包括壳体100、电极组件200、第一极耳300以及第二极耳400。其中，壳体100是上述各结构的安装支撑结构，其也构成该电化学装置1的保护结构。电极组件200收容于壳体100，其包括第一极片210、第二极片220以及设于第一极片210和第二极片220之间的隔离膜230，该第一极片210、第二极片220与隔离膜230层叠卷绕设置。第一极片210包括第一集流体211。第二极片220包括第二集流体221和与该第二集流体221一体设置的多个导电片223。各导电片223沿图示第一方向X从第二集流体221凸出，各导电片223在图示电极组件200的厚度方向Z上层叠设置以构成汇集部224；其中，上述第一方向X垂直于该厚度方向Z。第一极耳300与上述第一集流体211连接并伸出壳体100。第二极耳400与上述汇集部224连接，并伸出壳体100。其中，本申请文件中所述的“多个”意为两个以上。接下来，依次对上述壳体100、电极组件200、第一极耳300以及第二极耳400作出说明。
对于上述壳体100，请具体参阅图1与图2，壳体100整体呈较为扁平的盒状结构，其厚度方向与上述电极组件200的厚度方向Z一致。该壳体100具有沿上述厚度方向Z相对的第三表面101与第四表面102。壳体100还具有相对设置的第一端部110与第二端部120。其中，第一端部110是壳体100供第一极耳300与第二极耳400伸出的一端，第二端部120则是壳体100背离第一极耳300的一端；该第一端部110与第二端部120中一个指向另一个所确定的方向与上述第一方向X一致。此外，壳体100内部还设有收容腔103，以用于收容上述电极组件200、第一极耳300的部分、导电片223以及第二极耳400的部分。
本实施例中，电化学装置1为软包电池；壳体100由柔性的片材制成，如由铝塑膜制成。具体地，请参阅图3与图4，并结合其他附图，壳体100包括主体部130和与该主体部130连接的密封部140。其中，主体部130设有上述收容腔103，电极组件200收容于该收容腔103。密封部140自主体部130的表面向外延伸形成，其是壳体100成型过程中进行密封的区域；上述第一极耳300与第二极耳400穿过该密封部140从而伸出壳体100。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，电化学装置1亦可以是硬壳电池，相应地，壳体100可以由硬质的材料制成；例如由聚合物材料或金属材料制成。
对于上述电极组件200，请具体参阅图2，同时结合其他附图，电极组件200包括层叠设置的第一极片210、第二极片220以及隔离膜230。其中，第一极片210与第二极片220的极性相反，两者之间设有隔离膜230进行分隔。该第一极片210、第二极片220以及隔离膜230共同卷绕设置，并整体卷绕呈端面为扁圆形的柱状结构。该电极组件200具有沿上述厚度方向Z相对设置的第一表面201与第二表面202；其中，第一表面201靠近所述第三表面101设置，第二表面202则靠近上述第四表面102设置。
本实施例中，第一极片210为阳极极片，第二极片220为阴极极片。请参阅图5，其示出了第一极片210与第一极耳300均于展平状态下的连接示意图，第一极片210包括第一集流体211以及第一活性材料层212。第一集流体211是用于承托第一活性材料层212的基础材料层，其亦是第一极片210中电子移动的载体；第一活性材料层212则设于第一集流体211表面，其是锂离子嵌入或脱出的载体。第一活性材料层212设置有第一凹部2121，以显露出第一集流体211；上述第一极耳300则在该第一凹部2121处连接第一集流体211。当然，在本申请其他的实施例中，第一活性材料层212也可以不设有上述第一凹部2121，相应地，第一集流体211在其端部具有未设置第一活性材料层212的空箔区域，第一集流体211通过该空箔区域而与第一极耳300连接。
关于第一集流体211的选材，在一些实施例中，第一集流体211的材料包括铜，其具体为铜制成的箔材；可以理解的是，在其他实施例中，第一集流体211亦可以是包括其他合适的可导电材料；例如，在一些实施例中，第一集流体211包括铜合金、镍或镍合金。第一活性材料层212包括阳极活性材料；例如，在一些实施例中，第一活性材料层212包括石墨、导电剂以及粘接剂，上述各材料混合后搅拌均匀并涂覆于第一集流体211的表面，从而得到第一活性材料层212。
请参阅图6，其示出了第二极片220于展平状态下的示意图，第二极片220包括第二集流体221、第二活性材料层222以及自第二集流体221沿第一方向X凸出的多个导电片223。第二集流体221是用于承托第二活性材料层222的基础材料层，其亦是第二极片220中电子移动的载体；第二活性材料层222则设于第二集流体221表面，其是锂离子嵌入或脱出的载体。
关于第二集流体221的选材，在一些实施例中，第二集流体221的材料包括铝，其具体为铝制成的箔材；可以理解的是，在其他实施例中，第二集流体221亦可以是包括其他合适的可导电材料；例如，在一些实施例中，第二集流体221包括铝合金、镍或镍合金。第二活性材料层222包括阴极活性材料；例如，在一些实施例中，第二活性材料层222包括磷酸铁锂颗粒、分散剂、粘结剂与导电剂，上述各材料混合后搅拌均匀并涂覆于第二集流体221的表面，从而得到第二活性材料层222。
导电片223为片状结构，其连接于第二集流体221。各导电片223之间沿第二极片220的卷绕方向间隔设置，进而将第二极片220划分成沿上述卷绕方向错开的多个区域。请再结合图4，各导电片223连接于第二集流体221的一端沿上述厚度方向Z依次设置，各导电片223背离第二极片220的一端层叠设置，各导电片223层叠设置的部分构成一汇集部224。如此，各导电片223则将上述各区域并联起来，从而有利于降低第二极片220的整体内阻，降低第二极片220的发热。
在一些实施例中，导电片223与上述第二集流体221一体成型，即是说，导电片223由第二集流体221的边缘向外延伸形成。在制作该电化学装置1的过程中，在第二集流体221表面涂覆第二活性材料层222；之后，在第二集流体221未涂覆第二活性材料层222的地方通过设备模切出图6所示的形状；然后，将第一极片210、隔离膜230、第二极片220与隔离膜230依次层叠并卷绕设置，同时保证各导电片223之间沿上述厚度方向大致对齐；之后，将各导电片223背离第二极片220的一端层叠并焊接固定，即可以得到如图2至图4所示的电极组件200。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，导电片223亦可以是与第二集流体分别成型，并通过焊接等方式实现连接的，本申请不对其作出限定。
在一些实施例中，上述汇集部224整体呈U形，其包括依次连接的第一延伸段2241、第二延伸段2242与第三延伸段2243。沿汇集部224的延伸路径，第一延伸段2241为汇集部224中靠近第二极片220的部分，第三延伸段2243则是汇集部224中远离第二极片220的部分；沿上述第一方向X，该第一延伸段2241与第三延伸段2243之间沿相对设置，并且第一延伸段2241位于电极组件200与第三延伸段2243之间。第二延伸段2242则是分别连接第一延伸段2241与第三延伸段2243；如此，该第一延伸段2241、第二延伸段2242与第三延伸段2243共同围成一U形结构。可以理解的是，即使本实施例中汇集部224呈U形延伸，但在本申请的其他实施例中，汇集部224亦可以呈其直线形、弧形等其他任意形状延伸，本申请不对其作具体限定。
对于上述第一极耳300，请继续参阅图5，同时结合图3，第一极耳300的一端连接于电极组件200，另一端沿上述第一方向X伸出壳体100，从而构成该电化学装置1的一个导电端子，以用于与外部的用电负载连接。第一极耳300为片状结构，并整体呈弯折状延伸，其包括依次连接的第一部310、第二部320以及第三部330。接下来，结合图3依次对该第一部310、第二部320以及第三部330作出说明。
第一部310连接于第一极片210，其整体呈扁平状，并沿上述第一方向X延伸。第一部310位于上述第一凹部2121处，并通过焊接的方式固定于上述第一集流体211。
第二部320位于第一极片210之外，其呈弯折状设置；该第二部320的一端连接上述第一部310，另一端则与上述第三部330连接。本实施例中，第二部320整体呈U形，其包括第一连接段321、第二连接段322以及弯折段323。其中，第一连接段321的一端与上述第一部310连接，另一端朝向上述第一表面201延伸。弯折段323的一端连接于第一连接段321朝向上述第一表面201的一端，其相对与第一连接段321朝背离电极组件200的一侧弯折。沿上述第一方向X，第二连接段322则位于第一连接段321背离电极组件200的一侧，其与第一连接段321之间沿第一方向X相对设置。第二连接段322的一端连接于弯折段323背离第一连接段321的一端，另一端则背离上述第一表面201延伸；即是第二连接段322背离第三部330的一端与第一连接段321之间经由弯折段323间接连接。如此，该第一连接段321、弯折段323以及第二连接段322共同构成一U形结构。
应当理解，即使本实施例中，第二部320同时包括上述该第一连接段321、弯折段323以及第二连接段322，三者围成U形结构，但本申请并不局限于此，只要保证第二部320呈弯折状即可。例如，在本申请其他的一些实施例中，第二部320的第二连接段322与第一连接段321之间直接连接，此时该第二部320呈V形结构；即是说，在某些情况下，弯折段323是可以省略的。又例如，在本申请其他的另一些实施例中，第二部320包括两组上述的V形结构，该两组V形结构依次连接，进而使得该第二部320呈连续弯折状。
第三部330整体亦呈扁平状，其一端连接于上述第二部320远离第一部310的一端，另一端伸出壳体100。当第一极耳300受到冲击时，第一极耳300可凭借第二部320的弹性形变，以卸除第一极耳300所受到的冲击力的至少部分，从而使最终传递到上述第一部310，并影响第一部310与第一极片210连接区域的冲击力得以降低。
在一些实施例中，为避免第一部310、第二部320与第三部330之间通过尖角过渡，进而导致第一极耳300与上述三者的连接区域应力集中，从而影响第一极耳300的力学性能；第二部320在靠近第一部310的一端设有圆角，并通过该圆角与第一部310连接，第二部320在靠近第三部330的一端设有圆角，并通过该圆角与第三部330连接。
在一些实施例中，该电化学装置1满足：L41/L42≤1.1；其中，沿上述第二方向Y观察，上述第三部330靠近所述第二部320一端在背离第一表面201的一侧与第一表面201之间沿厚度方向Z的距离为L41 mm，上述第一部310背离第一表面201的一侧与第一表面201之间沿厚度方向Z的距离为L42 mm。本领域的技术人员可以通过沿上述第二方向Y对电化学装置1拍摄CT图，然后结合CT设备或仪器测量，得出图3中第三部330下端的左侧与第一表面201之间的距离，即为距离L41；本领域的技术人员可以通过沿上述第二方向Y对电化学装置1拍摄CT图，然后结合CT设备或仪器测量，得出图3中第一部310的左侧与第一表面201之间的距离，即为距离L42。
在当第一极耳300受到沿图示第一方向X的外力，或者具有沿第一方向X的分力时，第二连接段322会朝电极组件200弯曲。若在上述厚度方向Z上，第二连接段322背离第一表面201的一端明显超出第一连接段321背离第一表面201的一端；则第二连接段322背离第一表面201的一端可能倒插至碰触到电极组件200中的第二极片220，进而引发电化学装置1短路。L4/L2≤1.1的设置旨在使第二连接段322背离第一表面201的一端不超出第一连接段321背离第一表面201的一端，或者仅略微超出第一连接段321背离第一表面201的一端，从而降低上述的短路风险。
值得一提的是，本申请并不对第一极耳300的具体形状作出限定，其可以是如上述实施例中的连续弯折状，亦可以是直线延伸状。
对于上述第二极耳400，请具体参阅图4，同时结合其余附图，第二极耳400的一端连接于上述汇集部224，另一端则经由上述第一端部110伸出壳体100，进而构成该电化学装置1的另一个导电端子，用以与外部的用电负载连接。本实施例中，第二极耳400包括第四部410与第五部420。其中，第四部410层叠于上述第三延伸段2243。第五部420相对于第四部410弯折设置，其呈直线延伸；该第五部420的一端与上述第四部410连接，另一端则沿第一方向X延伸出壳体100之外。
在一些实施例中，上述第一极耳300的垂直于其延伸路径的截面积为s1mm2，该第二极耳400的垂直于其延伸路径的截面积为s3 mm2，该第一极耳300与第二极耳400满足s1＞s3。因为第一极片210通过一第一极耳300实现电子的引入或引出，第二极片220则是通过众多的导电片223与第二极耳400实现电子的引入或引出，与各导电片223与第二极耳400组成的整体相比，第一极耳300更难散热。s1＞s3的设置有利于提升第一极耳300的表面积，进而提升其散热的速率，从而使得第一极耳300与第二极耳400两者的散热更均匀。
由于第一极片210是通过第一极耳300实现电子的引入或引出，第二极片220是通过多个导电片223并联的方式实现电子的引入或引出，由于第一极耳300与多导电片223的过流能力不同，两者的发热有所差异；因此在电化学装置1的使用过程中，第一极耳300与导电片223的温升程度有所不同。而两者温升的不一致性会使到第一活性材料层212与第二活性材料层222的一致性降低，进而使电化学装置1的性能变差；例如电化学装置的循环容量保持率降低。
为便于更好地理解后续的实验数据，接下来对后续将涉及的术语或参数作出说明，其中：
本申请文件中涉及的“循环容量保持率”意为，电化学装置1出厂后循环充放电若干次之后，电化学装置1的容量与其首次循环测试时放电的容量的比值(％)。本申请文件中涉及的“400次循环容量保持率”意为，电化学装置1出厂后循环充电400次后，其容量与第一次循环充放电时放电的容量的比值。
第一极耳300的电导率为g1 S/mm。可以根据材料的材质来查询技术资料获取电导率的数值，也可以根据国家/行业标准来测试给定材料的电导率。本实施例中，第一极耳300由铜制成，因此，g1＝57000；当然，在本申请的其他实施例中，第一极耳300亦可以由其他材料制成，相应地，g1也随之变化。
第一极耳300在垂直于其延伸方向的截面积为s1 mm2。本实施例中，第一极耳300为各处宽度、厚度一致的片状结构，其宽度为b1 mm，其厚度为c1 mm；因此，可以通过测量该第一极耳300的宽度b1与厚度c1，并结合面积计算公式计算第一极耳300的截面积。
导电片223的电导率为g2 S/mm。本实施例中，导电片223与上述第二集流体221一体成型，两者均是由铝制成，因此，g2＝28600；当然，在本申请的其他实施例中，导电片223亦可以由其他材料制成，相应地，g2也随之变化。
各导电片223在垂直于其延伸方向的截面积之和为s2 mm2。本实施例中，各导电片223的宽度、厚度一致，其宽度为b2 mm，其厚度为c2 mm；因此，可以通过测量该导电片223的宽度b2、厚度c2、数量N，并结合面积计算公式计算出各导电片223的截面积之和。若各导电片223的宽度、厚度并不一致，则分别计算出每个导电片223的截面积，并对各导电片223的截面积进行加和。
第一集流体211的电导率为g3 S/mm。本实施例中，第一集流体由铜制成，因此，g3＝57000；当然，在本申请的其他实施例中，第一集流体亦可以由其他材料制成，相应地，g3也随之变化。
第一极耳300与第一极片210之间的焊接面积为a1 mm2。事实上，该焊接面积的测量方式是多样的。例如，在一些实施例中，第一极耳300与第一集流体之间采用点焊方式焊接；则可以先将第一极耳300与第一集流体211之间分离，然后将焊接平面置于显微镜下，调节显微镜直至点焊区域与非点焊区域可明显区分后拍照，通过制图软件对焊接区域描绘边框并计算出每个点焊区域的面积，各面积相加即为焊接面积。例如，在另一些实施例中，第一极耳300与第一集流体211之间采用锡焊等连续焊接方式焊接，即是仅存在一焊接区域；则可以先将第一极耳300与第一集流体之间分离，然后将焊接平面置于显微镜下，调节显微镜直至焊接区域与非焊接区域可明显区分后拍照，通过制图软件对焊接区域描绘边框并计算出焊接区域的面积。
第二极耳400的电导率为g4 S/mm。本实施例中，第二极耳400由铝制成，因此，g4＝28600；当然，在本申请的其他实施例中，第二极耳400亦可以由其他材料制成，相应地，g4也随之变化。
第二极耳400与汇集部224的焊接面积为a2 mm2。该焊接面积的测量方式可参照上文提供的第一极耳300与第一集流体之间焊接面积的测量方式，在此则不赘述。
电化学装置1于100％荷电状态(State of Charge，SOC)下，25℃环境下，1小时恒流放电至0％SOC的电流强度为I mA。也即是说，若一电化学装置1的容量为4500mAh，则I为4500。另外，也可以通过电化学装置1在上述条件下放电，从而得到电化学装置1相应的I值。
本申请中，该电化学装置1满足：0.8≤(g1×s1)/(g2×s2)≤1.2。第一极耳300的过流性能与其电导率g1和截面积s1均是呈正相关的，因此(g1×s1)可以表征第一极耳300的过流性能；同理，(g2×s2)则可以表征各导电片223整体的过流性能。接下来结合实验数据来对上述第一极耳300与各导电片223整体的过流性能差异对电化学装置1的循环容量保持率的影响作出说明。
请参阅表1，其示出了各实施例所提供的电化学装置1的温升测试与循环容量测试对比表。
其中，表1中温升测试的方法包括以下步骤：
S501：将电化学装置1置于25℃±2℃下充至100％SOC状态。
S502：将电化学装置1静置120min，以使其温度与环境温度相同。
S503：将一温度感应器贴在第一极耳300，将另一温度传感器贴在第二极耳400。由于导电片223的温度并不方便测量，而第二极耳400与导电片223连接，本方法通过测量第二极耳400的温度，间接表征第二导电片223的温度。
S504：将电化学装置1以1.5I的电流放电至0％SOC。
S505：记录同一时刻两温度传感器所测量的温差的最大值，并填入表一中。
其中，400次循环容量保持率测试的方法包括以下步骤：
S601：将电化学装置1置于25℃±2℃下，以0.5I的电流充至满电SOC状态。
S602：将电化学装置1静置10min。
S603：将电化学装置1以1I的电流放电至0％SOC。
S604：记录电化学装置1首次放电时的容量Q1。
S604：重复步骤S601～S603 400次。
S605：记录电化学装置1循环400次放电时的容量Q2。
S606：计算400循环容量保持率ΔQ，ΔQ＝Q2/Q1。
请先结合实施例1～4，该四个实施例所提供的电化学装置1的主要区别在于第一极耳300的截面积s1不同，其余的参数如第一极耳的电导率g1、各导电片223的截面积之和s2以及导电片223的导电率g2均一致，由此各实施例所提供的电化学装置1的过流能力比随之不同。
结合实施例1～4可知，当上述过流能力比满足(g1×s1)/(g2×s2)＜0.8时，第一极耳300与第二极耳400的温度差高于5℃，电化学装置1的400次循环容量保持率则不足85％。
请再结合实施例1、实施例5～7，该四个实施例所提供的电化学装置1的主要区别在于导电片223的宽度，即各导电片223的截面积之和s2，其余的参数如第一极耳300的截面积s1、第一极耳的电导率g1以及导电片223的导电率g2均一致，由此各实施例所提供的电化学装置1的过流能力比随之不同。
结合实施例1、实施例5～7可知，当上述过流能力比满足(g1×s1)/(g2×s2)＞1.2时，第一极耳300与第二极耳400的温度差高于5℃，电化学装置1的400次循环容量保持率则不足85％。
而结合实施例1～9可知，当上述过流能力比满足0.8≤(g1×s1)/(g2×s2)≤1.2时，第一极耳300与第二极耳400的温度差低于5℃，则第一极片210与第二极片220的活性材料层的400次循环充放电后的一致性仍然较高，电化学装置1的400次循环容量保持率仍高于85％。
另外，结合实施例1、8和9可知，即使(g1×s1)和(g2×s2)均发生变化，但只要两者比值不变，第一极耳300与第二极耳400的温升差异，以及电化学装置1的400次循环容量保持率差异并不明显。
表1不同实施例所提供的电化学装置的温升测试与循环容量测试对比表
另外，除上述第一极耳300的电导率g1、第二极耳400的电导率g2，第一极耳300的截面积s1与各导电片223的之和s2之外，第一极耳300与导电片223之间的温差，还受到第一极耳300的焊接区域面积的限制。例如，若第一极耳300的焊接面积过小，焊接区域的温升会快于第一极耳300，其会导致第一极耳300温升随之变高，也即是第一极耳300的温升快于导电片223。同理，第一极耳300与导电片223之间的温差，还受到第二极耳400的焊接区域面积的限制。例如，若第二极耳400的焊接面积过小，该焊接区域的温升会快于导电片223，其会导致导电片223温升随之变高，即是导电片223的温升快于第一极耳300。
本申请中，为保证第一极耳300与第一极片210的焊接区域与上述导电片223的温升差异较小，该电化学装置1满足：min(g1，g3)×a1/(g2×s2)≥0.8。同理，为进一步保证第一极耳300与第一极片210的焊接区域与上述导电片223的温升差异较小，该电化学装置1还满足：min(g2，g4)×a2/(g2×s2)≥0.8。
具体地，请参阅表2，其示出了不同实施例提供的电化学装置1的温升测试对比表。各实施例中所提供的电化学装置1的主要不同在于第一极耳300与第一极片210之间的焊接面积，该测试旨在通过控制上述焊接面积变化，间接控制上述过流能力比的变化，并根据温升测试的结果，得出上述过流能力比与上述焊接区域与导电片223之间温升差异的关系。在本实验中，由于第一极耳300与第一集流体211均采用铜制成，因此min(g1，g3)＝57000。由于导电片223与第二极耳400均采用铝制成，因此min(g2，g4)＝28600。本申请中，min(gm，gn)表示取gm和gn中的最小值。
结合实施例10～16可知，当min(g1，g3)×a1/(g2×s2)＜0.8时，第一极耳300与第二极耳400温升差高于5℃，电化学装置1的400次循环容量保持率低于85％。而当min(g1，g3)×a1/(g2×s2)≥0.8时，第一极耳300的焊接区域与第二极耳400的温升差低于5℃，电化学装置1的400次循环容量保持率高于85％。
结合实施例17～22可知，当min(g2，g4)×a2/(g2×s2)＜0.8时，电化学装置1中第一极耳300与第二极耳400的温升差高于5℃，电化学装置1的400次循环容量保持率低于85％。而当min(g2，g4)×a2/(g2×s2)≥0.8时，第一极耳300与第二极耳400的温升差低于5℃，电化学装置1的400次循环容量保持率高于85％。
表2不同实施例提供的电化学装置1的温升测试对比表
另外，考虑到电化学装置1的中间部位散热更难，因此在电化学装置1的使用过程中，电化学装置1主体部分与第一极耳300、导电片223之间的温升也是存在差异的，而这同样会在一定程度上影响电化学装置的400次循环容量保持率。
请参阅表3，其示出了不同实施例提供的电化学装置1的温升测试对比表。各实施例中所提供的电化学装置1之间，各导电片223构成的总体与第一极耳300之间的过流能力大致相同，具体地说，该电化学装置满足0.95≤(g1×s1)/(g2×s2)≤1.05，各实施例所提供的电化学装置1的主要不同在于第一极耳300的过流能力，与各导电片223构成的整体结构的过流能力。该测试旨在通过控制上述第一极耳300的过流能力变化，并根据温升测试的结果，来获悉电化学装置1主体部分与第一极耳300(第二极耳400)之间的温度差异，与第一极耳300(第二极耳400)的过流能力具有怎样的关系。
本申请中，电化学装置满足，1.4≤(g1×s1)/I≤2.8。具体地，请结合实施例23～26可知，当(g1×s1)/I＜1.4时，电化学装置1的主体部130与第一极耳300温升差高于5℃；当(g1×s1)/I≥1.4时，电化学装置1的主体部130与第一极耳300温升差低于5℃；而当(g1×s1)/I＞2.8之后，电化学装置1的主体部130与第一极耳300温升差低于1℃，也即是该条件下两者的温升差极小，继续提升第一极耳300的过流能力意义不大，反而还会增加第一极耳300的制造成本。因此，1.4≤(g1×s1)/I≤2.8的设置可以保证第一极耳300具有足够的过流能力，从而保证主体区域与第一极耳300温升差较小，电化学装置1的400次容量保持率仍然较高；同时，还可保证第一极耳300维持较低的制造成本。
表3不同实施例提供的电化学装置1的温升测试对比表
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综上所述，本申请实施例提供的电化学装置1包括壳体100、电极组件200、第一极耳300以及第二极耳400。其中，电极组件200收容于壳体100内并包括第一极片210、第二极片220和隔离膜230。第一极片210包括第一集流体211。第二极片220包括第二集流体221和与第二集流体221一体设置的多个导电片223。多个导电片223沿第一方向X从第二集流体221凸出，多个导电片223在电极组件200的厚度方向上层叠设置以构成汇集部224。第一极耳300连接于第一集流体211，第二极耳400则连接于汇集部224。
本申请实施例提供的电化学装置1满足0.8≤(g1×s1)/(g2×s2)≤1.2；该设置可保证第一极耳300与导电片223的温度差较低，进而使第一极片210与第二极片220的活性材料层的400次循环充放电后的一致性仍然较高，从而使电化学装置1的400次循环容量保持率仍然较高。
基于同一发明构思，本申请还提供一种电子装置。请参阅图7，其示出本申请其中一实施例提供的电子装置2的示意图，该电子装置包括上述实施例中的电化学装置1，以及由该电化学装置1进行供电的负载结构。本实施例中，该电子装置2包括手机；可以理解的是，在本申请的其他实施例中，电子装置还可以是平板电脑、电脑、无人机等其他由电力驱动的装置。
由于包括上述电化学装置，因此该电子装置亦可以改善第一极片的活性材料层与第二极片的活性材料层一致性差的问题。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种电化学装置，包括:
壳体；
电极组件，收容于所述壳体内并包括第一极片、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、所述第二极片和所述隔离膜层叠卷绕设置；所述第一极片包括第一集流体；所述第二极片包括第二集流体和与所述第二集流体一体设置的多个导电片，所述多个导电片沿第一方向从所述第二集流体凸出，所述多个导电片在所述电极组件的厚度方向上层叠设置以构成汇集部，所述第一方向垂直于所述厚度方向；
第一极耳，与所述第一集流体连接并伸出所述壳体外；以及
第二极耳，与所述汇集部连接并伸出所述壳体外；
第一极耳的电导率为g1 S/mm，第一极耳的截面积为s1 mm2，所述多个导电片的电导率为g2 S/mm，所述多个导电片的截面积之和为s2 mm2，0.8≤(g1×s1)/(g2×s2)≤1.2。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于：
所述第一极耳焊接于所述第一集流体，所述第一集流体的电导率为g3S/mm，所述第一极耳与所述第一集流体的焊接面积为a1 mm2，min(g1,g3)×a1/(g2×s2)≥0.8；和/或，
所述第二极耳焊接于所述汇集部，所述第二极耳的电导率为g4 S/mm，所述第二极耳与所述汇集部的焊接面积为a2 mm2，min(g2,g4)×a2/(g2×s2)≥0.8。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置在25℃环境下，1小时恒流从100％荷电状态放电至0％荷电状态的电流强度为ImA，1.4≤(g1×s1)/I≤2.8。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极耳包括依次连接的第一部、第二部与第三部；
所述第一部连接于所述第一集流体，所述第二部位于所述第一集流体之外并呈弯折状设置，所述第三部伸出所述壳体。
5.根据权利要求4所述的电化学装置，其特征在于，所述电极组件具有在所述厚度方向上相对设置的第一表面与第二表面，所述第二部包括：
第一连接段，一端与所述第一部连接且另一端朝向所述第一表面延伸；以及
第二连接段，位于所述第一连接段背离所述电极组件的一侧，所述第二连接段的一端与所述第一连接段背离所述第一部的一端连接，所述第二连接段的另一端与所述第三部连接。
6.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述第二部还包括弯折段，所述弯折段的一端连接所述第一连接段靠近所述第一表面的一端，所述弯折段的另一端连接所述第二连接段靠近所述第一表面的一端。
7.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，沿第二方向观察，在所述厚度方向上，所述第三部靠近所述第二部的一端与所述第一表面之间的距离为L41 mm，所述第一部与所述第一集流体在所述厚度方向上重叠的部分与所述第一表面之间的距离为L42 mm，L41/L42≤1.1；
所述第二方向垂直于所述第一方向和所述厚度方向。
8.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极片为阳极极片，所述第二极片为阴极极片；
所述第一极耳的材料包括铜、铜合金、镍或镍合金，所述第二极耳的材料包括铝或铝合金。
9.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第二极耳的截面积为s3 mm2，s1>s3。
10.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设置于所述第一集流体上的第一活性材料层，所述第一活性材料层设置有第一凹部，所述第一凹部显露出所述第一集流体，所述第一极耳设于所述第一凹部处并连接所述第一集流体。
11.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1至10中任一项所述的电化学装置。
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