CN114709490A - 一种电化学装置及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电化学装置及用电装置，该电化学装置包括第一壳体、第二壳体、第一隔离件、第一电极组件和第二电极组件。第一隔离件位于第一壳体和第二壳体之间。第一壳体与第一隔离件之间设有第一腔体，第二壳体与第一隔离件之间设有第二腔体。第一电极组件设于第一腔体，第二电极组件设于第二腔体。电化学装置包括第一封印部，第一封印部包括第一外边缘，第一隔离件包括位于第一封印部的第一封印区，第一封印区包括第一区域和第二区域，第一区域相对于第二区域远离第一外边缘，第一区域与第一壳体之间的封装强度为F1，第二区域与第一壳体之间的封装强度为F2，且F2>F1。通过上述方式，能够提高电化学装置的封装可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电化学装置及用电装置。
背景技术
目前，电池广泛地运用于手机、平板、笔记本电脑等电子产品中。由于在某些应用场景下，单个电池单体并不能够实现期望功率的输出；因此，通常将多个电池单体相互串联、并联或混联，以使得该多个电池单体共同配合而实现期望功率的输出。然而，将多个电池单体串联、并联或混联虽然能够提高输出的功率，但是整个电池组的能量密度却较低。因此，同袋串联/并联电池的设计被提出，同袋串联/并联电池包括壳体以及设置于同一壳体内的多个电极组件，串联/并联的电极组件之间可通过隔离件分隔开。然而，由于该类电池内部存在多个电极组件，在跌落等冲击过程中，封装可靠性仍受到严峻挑战。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供了一种电化学装置及用电装置，以改善同袋串联/并联电池的封装可靠性。
根据本申请的一个方面，提供了一种电化学装置，该电化学装置包括第一壳体、第二壳体、第一隔离件、第一电极组件和第二电极组件。所述第一隔离件位于第一壳体和第二壳体之间，电化学装置于第一壳体与第一隔离件之间设有第一腔体，电化学装置于第二壳体与第一隔离件之间设有第二腔体，所述第一电极组件设于所述第一腔体，所述第二电极组件设于所述第二腔体，电化学装置包括第一封印部，所述第一封印部包括第一外边缘，所述第一隔离件包括位于所述第一封印部的第一封印区，所述第一封印区包括第一区域和第二区域，沿所述第一封印区的宽度方向，所述第一区域相对于所述第二区域远离所述第一外边缘，所述第一区域与所述第一壳体之间的封装强度为F1，所述第二区域与所述第一壳体之间的封装强度为F2，且满足F2>F1。通过满足F2>F1，电化学装置在跌落等冲击过程中，第一区域与第一壳体之间较弱的连接可为第一封印部提供缓冲作用，通过第一区域与第一壳体之间连接的脱落可消散掉第一封印部所受到的部分冲击动能，从而降低第一封印部被冲破的风险，提高电化学装置的封装可靠性。
在一种可选的方式中，F2≥2F1。在一种可选的方式中，F2-F1≥5N/8mm。此时，第二区域与第一壳体之间的连接强度能够显著大于第一区域与第一壳体之间的连接强度，即使第一区域与第一壳体之间的连接在受到冲击后失效，仍能有效抑制第二区域与第一壳体之间连接的失效，从而提高电化学装置的封装可靠性。
在一种可选的方式中，F1≥5N/8mm。在一种可选的方式中，F2≥15N/8mm。此时，第一区域与第一壳体之间以及第二区域与第一壳体之间，均具有较好的连接强度，能够有效抑制受到冲击后连接的失效，提高电化学装置的封装可靠性。
在一种可选的方式中，所述第一区域与所述第二壳体之间的封装强度为F3，所述第二区域与所述第二壳体之间的封装强度为F4，满足F4>F3。在一种可选的方式中，所述电化学装置还包括位于所述第一隔离件与所述第二壳体之间的第二隔离件，所述第一区域与所述第二隔离件之间的封装强度为S1，所述第二区域与所述第二隔离件之间的封装强度为S2，满足S2>S1。此时，第一隔离件连接的两侧均存在缓冲区域，能够为来自不同侧的冲击均提供良好的缓冲作用，从而进一步提高电化学装置的封装可靠性。
在一种可选的方式中，所述电化学装置还包括位于所述第一隔离件与所述第二壳体之间的第二隔离件，所述第二隔离件包括位于所述第一封印部的第二封印区，所述第二封印区包括第三区域和第四区域，沿所述第二封印区的宽度方向，所述第三区域相对于所述第四区域远离所述第一外边缘；所述第三区域与所述第二壳体之间的封装强度为F5，所述第四区域与所述第二壳体之间的封装强度为F6，满足F6>F5。此时，第二壳体与第二隔离件之间的连接同样存在缓冲区域，能够降低两者之间连接失效的风险，从而进一步提高电化学装置的封装可靠性。
在一种可选的方式中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：(a)F4≥2F3；(b)F4-F3≥5N/8mm；(c)F3≥5N/8mm；(d)F4≥15N/8mm。
在一种可选的方式中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：(e)S2≥2S1；(f)S2-S1≥5N/8mm；(g)S1≥5N/8mm；(h)S2≥15N/8mm。
在一种可选的方式中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：(a)F6≥2F5；(b)F6-F5≥5N/8mm；(c)F5≥5N/8mm；(d)F6≥15N/8mm。
在一种可选的方式中，沿所述第一封印区的宽度方向，所述第一区域的宽度为D1，所述第二区域的宽度为D2，满足：D1≥0.5mm，和/或D2≥0.5mm。此时，通过第一区域与第一壳体之间连接的脱落能够消散掉更多的冲击动能，从而进一步提高电化学装置的封装可靠性。
在一种可选的方式中，沿所述第二封印区的宽度方向，所述第三区域的宽度为D3，所述第四区域的宽度为D4，满足：D3≥0.5mm，和/或D4≥0.5mm。此时，通过第三区域与第二壳体之间连接的脱落能够消散掉更多的冲击动能，从而进一步提高电化学装置的封装可靠性。
在一种可选的方式中，所述电化学装置包括极耳模组，所述极耳模组包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳的一端连接于所述第一电极组件，所述第二极耳的一端连接于所述第二电极组件，所述第一极耳和第二极耳的另一端均自所述第一封印部伸出。
在一种可选的方式中，所述第一电极组件与所述第二电极组件串联。
在一种可选的方式中，第一隔离件和/或第二隔离件包括基材层和位于基材层表面的封装层，基材层的材质包括金属、碳材料或第一聚合物中的至少一种；封装层的材质包括第二聚合物。
在一种可选的方式中，作为基材层材质的金属包括Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn、不锈钢及其组合物或合金中的至少一种。
在一种可选的方式中，作为基材层材质的碳材料包括碳毡、碳膜、炭黑、乙炔黑、富勒烯、导电石墨膜或石墨烯膜中的至少一种。
在一种可选的方式中，作为基材层材质的第一聚合物包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯，聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、酸酐改性聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜、非晶态α-烯烃共聚物或上述物质衍生物中的至少一种。
在一种可选的方式中，作为封装层材质的第二聚合物包括：聚丙烯、酸酐改性聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚酰胺、聚酯、非晶态α-烯烃共聚物或上述物质衍生物中的至少一种。
根据本申请的另一个方面，提供了一种用电装置，该用电装置包括上述电化学装置。
本申请的有益效果是：区别于现有技术的情况，本申请通过设置所述第一区域与所述第一壳体之间的封装强度F1大于所述第二区域与所述第一壳体之间的封装强度F2，电化学装置在跌落等冲击过程中，第一区域与第一壳体之间较弱的连接可为第一封印部提供缓冲作用，通过第一区域与第一壳体之间连接的脱落可消散掉第一封印部所受到的部分冲击动能，从而降低第一封印部被冲破的风险，提高电化学装置的封装可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施例中的技术方案，下面将对具体实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本申请实施例电化学装置的整体结构示意图；
图2是本申请实施例电化学装置的整体结构爆炸一角度示意图；
图3是本申请实施例电化学装置的整体结构爆炸另一角度示意图；
图4是本申请电化学装置的另一实施例的整体结构爆炸示意图；
图5是本申请电化学装置的另一实施例的整体结构爆炸示意图；
图6是本申请实施例电化学装置的外壳和第一隔离件侧面结构示意图；
图7是图1中A-A截面剖视图；
图8是图7中B处结构放大示意图；
图9是本申请实施例电化学装置的第一隔离件一角度示意图；
图10是本申请实施例电化学装置的第二隔离件一角度示意图；
图11是本申请实施例用电装置的结构示意图。
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”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”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。本说明书中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。
请参阅图1-图3和图8，电化学装置1包括第一壳体100、第二壳体200、第一隔离件300、第一电极组件400和第二电极组件500。其中，第一壳体100与第二壳体200共同围合形成该电化学装置1整体的外壳部分。所述第一隔离件300设于所述第一壳体100和第二壳体200之间。该电化学装置1于隔离件300的两侧分别设有第一腔体101和第二腔体102。第一电极组件400设于上述第一腔体101，第二电极组件500设于上述第二腔体102。电化学装置1包括第一封印部600，所述第一封印部600由第一壳体100、第二壳体200和第一隔离件300之间的相互连接处形成。
如图4和图5所示，电化学装置还包括第二隔离件700，所述第二隔离件700设于所述第一隔离件300和所述第二壳体200之间，此时，所述第一封印部600由第一壳体100、第二壳体200、第一隔离件300和第二隔离件700之间的相互连接处形成。为便于较好地理解电化学装置1的具体结构，以下对第一壳体100、第二壳体200、第一隔离件300、第一电极组件400、第二电极组件500、第二隔离件700以及第一封印部600作具体说明。
对于上述第一壳体100和第二壳体200，如图2和图3所示，第一壳体100与第二壳体200之间沿图示第一预设方向X相对设置，并在两者之间共同限定出一收容空间。第一壳体100整体近似盒状结构，其包括第一腔体部110与第一周缘部120。其中，第一腔体部110朝向背离第二壳体200的一侧凹陷而形成一凹腔。具体地，该第一腔体部110包括第一底壁以及自第一底壁的边缘沿上述第一预设方向X延伸形成的第一侧壁，该第一底壁与第一侧壁共同围成上述凹腔；该第一腔体部110的凹腔朝向第二壳体200设置。第一周缘部120呈薄片状结构，其环绕第一腔体部110设置；该第一周缘部120自第一腔体部110敞开的一端向外延伸形成。同理，第二壳体200亦是整体近似盒状结构，其包括第二腔体部210与第二周缘部220。其中，第二腔体部210朝向背离第一壳体100的一侧凹陷而形成一凹腔。本实施例中，该第二腔体部210包括第二底壁以及自第二底壁的边缘沿上述第一预设方向X延伸形成的第二侧壁，该第二底壁与第二侧壁共同围成第二腔体部210的凹腔；该第二腔体部210的凹腔朝向第一壳体100设置。第二周缘部220呈薄片状结构，其环绕第二腔体部210设置；该第二周缘部220自第二腔体部210敞开的一端向外延伸形成。在本实施例中，第一壳体100与第二壳体200为各自独立的两个结构，第一腔体部110与第二腔体部210各自的凹腔分别通过冲压形成，该第一壳体100与第二壳体200分别与上述隔离件300固定。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，第一壳体100与第二壳体200亦可以是一体成型；具体地，同一薄片状结构在冲压出两凹腔之后进行翻折，以形成上述相对设置的第一壳体100与第二壳体200。
至于第一壳体100与第二壳体200的材料，其实则是多样的。以第一壳体100为例，如图6所示，本实施例中，第一壳体100包括层叠设置的第一绝缘物质层130、第一金属层140以及第二绝缘物质层150。沿第一壳体100的片材的厚度方向，第一金属层140设于上述第一绝缘物质层130与第二绝缘物质层150之间，第二绝缘物质层150面向上述第一隔离件300设置。可选地，第一金属层140的材料包括铝，第一绝缘物质层130和/或第二绝缘物质层150的材料包括聚丙烯；当然，本申请的其他实施例亦可以在此基础上作出适应性变形，例如，第一金属层140包括铝合金、铜合金等材料，第一绝缘物质层130和/或第二绝缘物质层150包括改性聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中的至少一种。第二壳体200包括第三绝缘物质层230、第二金属层240以及第四绝缘物质层250。沿第二壳体200的片材的厚度方向，第二金属层240设于上述第三绝缘物质层230与第四绝缘物质层250之间，第四绝缘物质层250面向上述第一隔离件300设置，第二壳体200的选材与第一壳体100基本相同，在此则不详述。
对于上述第一隔离件300,如图7与图8所示，该第一隔离件300设置于上述第一壳体100与第二壳体200之间，以使该第一隔离件300对第一壳体100及第二壳体200围成的收容空间进行分隔，进而形成沿上述厚度方向分别位于第一隔离件300两侧的第一腔体101以及第二腔体102；即是，该电化学装置1于第一隔离件300的两侧分别设有上述第一腔体101与第二腔体102。其中，第一隔离件300与第一壳体100共同围成上述第一腔体101，第一隔离件300与第二壳体200共同围成上述第二腔体102。具体地，请一并参阅图2和图3，第一隔离件300呈薄片状结构，其包括第一隔离区301与第一封印区302。其中，第一隔离区301容置于上述收容空间内部，其与上述第一腔体部110相对设置。第一封印区302则环绕第一隔离区301设置，其位于上述第一周缘部120与第二周缘部220之间；第一封印区302与第一壳体100的第一周缘部120固定连接，两者之间可采用热熔或胶水等固定方式中的至少一种进行固定。
在一些实施例中，所述第一隔离件300包括第一表面(未标示)和与第一表面相反设置的第二表面(未标示)，所述第一表面位于靠近所述第一壳体100的一侧，所述第二表面位于靠近所述第二壳体200的一侧。
在一些实施例中，如图9所示，所述第一封印区302包括第一区域302a和第二区域302b，沿所述第一封印区302的宽度方向，所述第一区域302a相对于所述第二区域302b远离上述第一封印部600的第一外边缘，所述第一区域302a与第一壳体100之间的封装强度为F1，即第一区域302a上的第一表面与第一壳体100之间的封装强度为F1，所述第二区域302b与所述第一壳体100之间的封装强度为F2，即第二区域302b上的第一表面与第一壳体100之间的封装强度为F2，且满足F2>F1。通过满足F2>F1，电化学装置1在跌落等冲击过程中，第一区域302a与第一壳体100之间较弱的连接可为第一封印部600提供缓冲作用，通过第一区域302a与第一壳体100之间连接的脱落可消散掉第一封印部600所受到的部分冲击动能，从而降低第一封印部600被冲破的风险，提高电化学装置1的封装可靠性。
可选的，所述第一区域302a与所述第一壳体100之间采用热熔固定，所述第二区域302b与所述第一壳体100之间采用热熔固定或胶水固定，这样设置，当所述第二区域302b与所述第一壳体100之间采用胶水固定时，可减少胶水进入第一壳体100内部对第一电极组件400造成影响。
在一些实施例中，满足：F2≥2F1，和/或，F2-F1≥5N/8mm。此时，第二区域302b与第一壳体100之间的连接强度能够显著大于第一区域302a与第一壳体100之间的连接强度，即使第一区域302a与第一壳体100之间的连接在受到冲击后失效，仍能有效抑制第二区域302b与第一壳体100之间连接的失效，从而提高电化学装置1的封装可靠性。
在一些实施例中，满足：F1≥5N/8mm，和/或,F2≥15N/8mm。此时，第一区域302a与第一壳体100之间以及第二区域302a与第一壳体100之间，均具有较好的连接强度，能够有效抑制受到冲击后连接的失效，提高电化学装置1的封装可靠性。
在一些实施例中，请一并参阅图9，沿第一封印区302的宽度方向，第一区域302a的宽度为D1，且满足：D1≥0.5mm。此时，通过第一区域302a与第一壳体100之间连接的脱落能够消散掉更多的冲击动能，从而进一步提高电化学装置1的封装可靠性。
在一些实施例中，沿第一封印区302的宽度方向，第二区域302b的宽度为D2，且满足：D2≥0.5mm。此时，第二区域302b与第一壳体100之间具有足够的连接宽度，能够抑制两者之间连接的脱落，从而进一步提高电化学装置1的封装可靠性。
在一些实施例中，第一区域302a与第二壳体200之间的封装强度为F3，即第一区域302a上的第二表面与第二壳体200之间的封装强度为F3，第二区域302b与第二壳体200之间的封装强度为F4，即第二区域302b上的第二表面与第二壳体200之间的封装强度为F4，且满足F4>F3。此时，第二壳体200与第一隔离件300之间的连接同样存在缓冲区域，能够降低两者之间连接失效的风险，从而进一步提高电化学装置1的封装可靠性。
可选的，所述第一区域302a与所述第二壳体200之间采用热熔固定，所述第二区域302b与所述第二壳体200之间采用热熔固定或胶水固定，这样设置，当所述第二区域302b与所述第二壳体200之间采用胶水固定时，可减少胶水进入第二壳体200内部对第二电极组件500造成影响。
在一些实施例中，满足：F4≥2F3，和/或，F4-F3≥5N/8mm。此时，第二区域302b与第二壳体200之间的连接强度能够显著大于第一区域302a与第二壳体200之间的连接强度，即使第一区域302a与第二壳体200之间的连接在受到冲击后失效，仍能有效抑制第二区域302b与第二壳体200之间连接的失效，从而提高电化学装置1的封装可靠性。
在一些实施例中，满足：F3≥5N/8mm，和/或,F4≥15N/8mm。此时，第一区域302a与第二壳体200之间以及第二区域302a与第二壳体200之间，均具有较好的连接强度，能够有效抑制受到冲击后连接的失效，提高电化学装置1的封装可靠性。
需要说明的是：其中，本申请文件中提及的“封装强度”意为相互连接的两元件之间从连接界面进行单位宽度剥离时所需要的最大力。例如：10.5N/8mm意为当两元件结合面的宽度为8mm时，沿垂直于该结合面的宽度方向的方向分离两元件时所需要施加的最大力为10.5N。
对于上述第二隔离件700，如图4和图5所示，该第二隔离件700位于上述第一隔离件300和第二壳体200之间。具体地，第二隔离件700呈薄片状结构，其包括第二隔离区701与第二封印区702，该第二封印区702位于上述第一封印部600。其中，第二隔离区701容置于上述收容空间内部，其与上述第二腔体部210相对设置，且第二隔离区701朝向靠近第二壳体200的一侧凹陷而形成又一凹腔，该凹腔可用于放置除第一电极组件400和第二电极组件500之外的又一电极组件。第二封印区702则环绕第二隔离区701设置，其位于上述第一封印区302与第二周缘部220之间；第二封印区702与第二壳体200的第二周缘部220以及第一封印区302之间固定连接，三者之间可采用热熔或胶水等固定方式中的至少一种进行固定。
在一些实施例中，所述第二隔离件700包括第三表面和与第三表面相反设置的第四表面，所述第三表面位于靠近所述第一壳体100的一侧，所述第四表面位于靠近所述第二壳体200的一侧。
在一些实施例中，所述第二封印区702包括第三区域702a和第四区域702b，沿第二封印区702的宽度方向，第三区域702a相对于第四区域702b远离第一封印部600的第一外边缘，第三区域702a与第二壳体200之间的封装强度为F5，即第三区域702a上的第四表面与第二壳体200之间的封装强度为F5，第四区域702b与第二壳体200之间的封装强度为F6，即第四区域702b上的第四表面与第二壳体200之间的封装强度为F6，且满足F6>F5。
可选的，所述第三区域702a与所述第二壳体200之间采用热熔固定，所述第四区域702b与所述第二壳体200之间采用热熔固定或胶水固定，这样设置，当所述第四区域702b与所述第二壳体200之间采用胶水固定时，可减少胶水进入第二壳体200内部对第二电极组件500造成影响。
在一些实施例中，满足：F6≥2F5，和/或，F6-F5≥5N/8mm。
在一些实施例中，满足：F5≥5N/8mm，和/或,F6≥15N/8mm。
在一些实施例中，请一并参阅图10，沿第二封印区702的宽度方向，第三区域702a的宽度为D3，且满足：D3≥0.5mm。此时，通过第三区域702a与第二壳体200之间连接的脱落能够消散掉更多的冲击动能，从而进一步提高电化学装置1的封装可靠性。
在一些实施例中，沿第二封印区702的宽度方向，第四区域702b的宽度为D4，且满足：D4≥0.5mm。此时，第四区域702b与第二壳体200之间具有足够的连接宽度，能够抑制两者之间连接的脱落，从而进一步提高电化学装置1的封装可靠性。
此外，第二隔离件700还与第一隔离件300存在连接，以密封位于第二隔离件700和第一隔离件300之间的又一电极组件。在一些实施例中，第一区域302a与第二隔离件700之间的封装强度为S1，即第一区域302a与第三区域702a之间的封装强度为S1，第二区域302b与第二隔离件700之间的封装强度为S2，即第二区域302b与第四区域702b之间的封装强度为S2，且满足S2>S1。此时，第一隔离件300连接的两侧均存在缓冲区域，能够为来自不同侧的冲击均提供良好的缓冲作用，从而进一步提高电化学装置1的封装可靠性。
可选的，所述第一区域302a与所述第三区域702a之间采用热熔固定，所述第二区域302b与第四区域702b之间采用胶水固定，这样设置，当所述第二区域302b与第四区域702b之间采用胶水固定时，可减少胶水进入第一隔离件300和第二隔离件700之间，对位于两者之间的又一电极组件造成影响。
在一些实施例中，满足：S2≥2S1，和/或，S2-S1≥5N/8mm。在一些实施例中，满足：S1≥5N/8mm，和/或,S2≥15N/8mm。
此外，该电化学装置还包括极耳模组800。如图4和图5所示，极耳模组800包括第一极耳810与第二极耳820。第一极耳810包括两个第一子极耳，与第一电极组件400所连接的第一极耳810中，一第一子极耳的一端连接于第一电极组件400的第一极片，另一端经由第一壳体100与第一隔离件300之间的热熔区域伸出至上述外壳部分之外，另一第一子极耳的一端连接于第一电极组件400的第二极片，另一端经由第一壳体100与第一隔离件300之间的热熔区域伸出上述外壳部分之外；第二极耳820包括两个第二子极耳，一第二子极耳的一端连接于第二电极组件500的第一极片，另一端经由第二壳体200与第一隔离件300之间的热熔区域伸出至上述外壳部分之外，另一第二子极耳的一端连接于第二电极组件500的第二极片，另一端经由第二壳体200与第一隔离件300之间的热熔区域伸出至上述外壳部分之外。
第一电极组件400上连接第一极片/第二极片的一第一子极耳与第二电极组件500上连接第二极片/第一极片的一第二子极耳电连接，以使该第一电极组件400与第二电极组件500之间串联。可以理解的是，在本申请的其他实施例中，第一电极组件400与第二电极组件500之间亦可以并联。
在一些实施例中，第一极耳和第二极耳上设置有极耳胶，该极耳胶可利用热熔等固定方式与第一壳体100、第二壳体或第一隔离件300之间进行连接，以保证第一极耳和第二极耳处的密封性。可选的，该极耳胶可选用聚丙烯等材料制作而成。
对于上述第一封印部600，如图1-图3所示，所述第一封印部600由第一隔离件300与第一壳体100和第二壳体200三者之间的连接处形成。具体的，第一区域302a和第二区域302b与第一壳体100的第一周缘部连接形成第一封印部600的一部分，第一区域302a和第二区域302b与第二壳体200的第二周缘部220连接形成第一封印部600的另一部分。
在一些实施例中，如图4和图5所示，第一封印部600由第一隔离件300、第二隔离件700、第一壳体100以及第二壳体200之间的连接处形成。此时，第一区域302a和第二区域302b与第一壳体100的第一周边缘连接形成第一封印部600的一部分，第一区域302a和第二区域302b与第三区域702a和第四区域702b连接形成第一封印部600的又一部分，第三区域702a和第四区域702b与第二壳体200的第二周缘部220连接形成第一封印部600的又一部分，该三部分形成完整的第一封印部600。当然，可以理解的是，第一隔离件300和第二隔离件700的数量不限于本申请实施例中所描述的，在第一隔离件300和第二隔离件700的数量为多个时，第一封印部600的组成按照上述结构组成以此类推。
此外，为便于读者更清楚理解本技术方案带来的技术效果，本申请以锂离子电池为例，进行了如下对比试验。
锂离子电池的制备
电极组件采用如下方式制备：(1)负极极片的制备：将负极活性材料人造石墨、导电炭黑(Super P)、丁苯橡胶(SBR)按照重量比96:1.5:2.5进行混合，加入去离子水，调配成固含量为70wt％的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在厚度为10μm的负极集流体铜箔的一个表面上，110℃条件下烘干，得到涂层厚度为150μm的单面涂覆有负极活性材料层的负极极片。在该负极集流体铜箔的另一个表面上重复以上步骤，得到双面涂覆有负极活性材料层的负极极片。然后，将负极极片裁切成41mm×61mm的规格待用。(2)正极极片的制备：将正极活性材料钴酸锂(LiCoO2)、导电炭黑(Super P)、聚偏二氟乙烯(PVDF)按照重量比97.5:1.0:1.5进行混合，加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)，调配成固含量为75wt％的浆料，并搅拌均匀。将浆料均匀涂覆在厚度为12μm的正极集流体铝箔的一个表面上，90℃条件下烘干，得到正极活性材料层厚度为100μm的正极极片。在正极集流体铝箔的另一个表面上，重复以上步骤，得到双面涂覆有正极活性材料层的正极极片。然后，将正极极片裁切成38mm×58mm的规格待用。(3)电极组件的制备：将隔膜、双面涂覆负极极片、隔膜、双面涂覆正极极片依次层叠设置组成叠片，然后将整个叠片结构的四个角固定好以备用。其中，每个电极组件包含一个正极极耳和一个负极极耳，隔膜选用厚度为15μm的聚乙烯(PE)膜。
电解液采用如下方式制备：在干燥氩气气氛中，首先将有机溶剂碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)以质量比EC:EMC:DEC＝30:50:20混合，然后向有机溶剂中加入锂盐六氟磷酸锂(LiPF6)溶解并混合均匀，得到锂盐的浓度为1.15mol/L的电解液。
隔离件采用如下方式制备：(1)将封装层中的封装用物质PP均匀分散到分散剂NMP(N-甲基吡咯烷酮)中，得到封装层悬浊液，悬浊液的浓度为45wt％；(2)利用涂胶机，在厚度为20μm的基材层Al层两个表面制备厚度为40μm的封装层PP。(3)130℃烘干封装层悬浊液中的分散剂NMP，即完成了隔离件的制备。
封装方法：对锂离子电池进行封装时，按照上包装袋铝塑膜(第一壳体)、第一电极组件、第一隔离件、第二电极组件、第二隔离件、又一电极组件...以及下包装袋铝塑膜(第二壳体)进行堆叠放置。其中，第一区域与第一壳体和第二壳体之间的固定方式采用热封固定，第三区域与第一区域和第二壳体之间的固定方式采用热封固定，第二区域与第一壳体和第二壳体之间的固定方式采用胶水密封，第四区域与第二区域和第二壳体之间的固定方式采用胶水密封。之后经注液、化成、脱气等工序得到锂离子电池。
封装强度的测试：取宽度W1的封装区域样品(示例性地，W1可以取8mm)，采用多功能拉力测试仪，夹具夹持封印区域两侧的材料，拉伸速度取50mm/min，进行测试，得到剥离拉力P1，则封装强度F＝P1/W1。
高温高湿密封性测试：将锂离子电池在75℃、相对湿度90％-95％的环境中放置7天，电池不泄漏、不起火、不爆炸，则测试通过。
跌落测试方法：取10支锂离子电池，将其分别从1.5m的高度下自由跌落，封印部未被冲开，则通过测试，统计通过测试的锂离子电池个数，跌落测试通过率＝通过数/10。
实施例1
第一区域和第一壳体之间采用热封固定，该热封区设为A，热封区A的封装强度为F1＝10N/8mm，热封区A的封装宽度为0.8mm，第一区域和第二壳体之间采用热封固定，该热封区设为B，热封区B的封装强度为F3＝10N/8mm，热封区B的封装宽度为0.8mm，第二区域和第一壳体之间采用胶水密封，该胶封区设为C，胶封区域C的封装强度为F2＝35N/8mm，胶封区C的封装宽度为1.5mm，第二区域和第二壳体之间采用胶水密封，该胶封区设为D，胶封区域D的封装强度为F4＝35N/8mm，胶封区D的封装宽度为1.5mm。
实施例2
第一区域和第一壳体之间采用热封固定，该热封区设为A，热封区A的封装强度为F1＝5N/8mm，热封区A的封装宽度为0.5mm，第一区域和第二壳体之间采用热封固定，该热封区设为B，热封区B的封装强度为F3＝5N/8mm，热封区B的封装宽度为0.5mm，第二区域和第一壳体之间采用胶水密封，该胶封区设为C，胶封区域C的封装强度为F2＝15N/8mm，胶封区C的封装宽度为0.5mm，第二区域和第二壳体之间采用胶水密封，该胶封区设为D，胶封区域D的封装强度为F4＝15N/8mm，胶封区D的封装宽度为0.5mm。
实施例3
第一区域和第一壳体之间采用热封固定，该热封区设为A，热封区A的封装强度为F1＝15N/8mm，热封区A的封装宽度为1.2mm，第一区域和第二壳体之间采用热封固定，该热封区设为B，热封区B的封装强度为F3＝15N/8mm，热封区B的封装宽度为1.2mm，第二区域和第一壳体之间采用胶水密封，该胶封区设为C，胶封区域C的封装强度为F2＝30N/8mm，胶封区C的封装宽度为1.2mm，第二区域和第二壳体之间采用胶水密封，该胶封区设为D，胶封区域D的封装强度为F4＝30N/8mm，胶封区D的封装宽度为1.2mm。
对比例
第一封印区和第一壳体之间采用热封固定，该热封区设为A，且热封区A的封装强度为F1＝15N/8mm，热封区A封装宽度为1.2mm，第一封印区和第二壳体之间采用热封固定，该热封区设为B，热封区B的封装强度为F3＝15N/8mm，热封区B的封装宽度为1.2mm。
试验结果如下表1所示：
表1
由表1中的数据可知，相较于对比例，实施例1-3中的锂离子电池，具有更加优异的密封性和跌落测试通过率，这是由于，通过满足F2>F1，一方面，在高温高湿环境下，内部的膨胀应力通过第一区域与第一壳体之间连接的脱落可得到缓冲，从而降低封印部泄漏的风险；另一方面，在跌落等冲击过程中，第一区域与第一壳体之间较弱的连接可为封印部提供缓冲作用，通过第一区域与第一壳体之间连接的脱落可消散掉封印部所受到的部分冲击动能，从而降低封印部被冲破的风险，提高电化学装置的封装可靠性。
本申请还提供了一种用电装置2的实施例，如图11所示，该用电装置包括如上所述的电化学装置，电化学装置的功能和结构可参阅上述实施例，此处不再一一赘述。
以上所述仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请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，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电化学装置，其特征在于，包括：
第一壳体和第二壳体；
第一隔离件，位于所述第一壳体和所述第二壳体之间，所述电化学装置于所述第一壳体与所述第一隔离件之间设有第一腔体，所述电化学装置于所述第二壳体与所述第一隔离件之间设有第二腔体；
第一电极组件和第二电极组件，所述第一电极组件设于所述第一腔体，所述第二电极组件设于所述第二腔体；
所述电化学装置包括第一封印部，所述第一封印部包括第一外边缘；所述第一隔离件包括位于所述第一封印部的第一封印区，沿所述第一封印区的宽度方向，所述第一封印区包括第一区域和第二区域，所述第一区域相对于所述第二区域远离所述第一外边缘；
所述第一区域与所述第一壳体之间的封装强度为F1，所述第二区域与所述第一壳体之间的封装强度为F2，满足F2>F1。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，满足下列条件中的至少一者：
(1)F2≥2F1；
(2)F2-F1≥5N/8mm；
(3)F1≥5N/8mm；
(4)F2≥15N/8mm。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，满足下列条件中的任一者：
(i)所述第一区域与所述第二壳体之间的封装强度为F3，所述第二区域与所述第二壳体之间的封装强度为F4，满足F4>F3；
(ii)所述电化学装置还包括位于所述第一隔离件与所述第二壳体之间的第二隔离件，所述第一区域与所述第二隔离件之间的封装强度为S1，所述第二区域与所述第二隔离件之间的封装强度为S2，满足S2>S1。
4.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，满足下列条件中的至少一者：
(a)F4≥2F3；
(b)F4-F3≥5N/8mm；
(c)F3≥5N/8mm；
(d)F4≥15N/8mm；
(e)S2≥2S1；
(f)S2-S1≥5N/8mm；
(g)S1≥5N/8mm；
(h)S2≥15N/8mm。
5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括位于所述第一隔离件与所述第二壳体之间的第二隔离件，所述第二隔离件包括位于所述第一封印部的第二封印区，所述第二封印区包括第三区域和第四区域，沿所述第二封印区的宽度方向，所述第三区域相对于所述第四区域远离所述第一外边缘；
所述第三区域与所述第二壳体之间的封装强度为F5，所述第四区域与所述第二壳体之间的封装强度为F6，满足F6>F5。
6.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，满足下列条件中的至少一者：
(a)F6≥2F5；
(b)F6-F5≥5N/8mm；
(c)F5≥5N/8mm；
(d)F6≥15N/8mm。
7.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，沿所述第一封印区的宽度方向，所述第一区域的宽度为D1，所述第二区域的宽度为D2，满足：D1≥0.5mm，和/或D2≥0.5mm。
8.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，沿所述第二封印区的宽度方向，所述第三区域的宽度为D3，所述第四区域的宽度为D4，满足：D3≥0.5mm，和/或D4≥0.5mm。
9.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，满足下列条件中的至少一种：
(1)所述电化学装置包括极耳模组，所述极耳模组包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳的一端连接于所述第一电极组件，所述第二极耳的一端连接于所述第二电极组件，所述第一极耳和第二极耳的另一端均自所述第一封印部伸出；
(2)所述第一电极组件与所述第二电极组件串联。
10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电化学装置。
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|---|---|---|---|
| CN202210302365.4A CN114709490A (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种电化学装置及用电装置 |
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| CN114709490A true CN114709490A (zh) | 2022-07-05 |
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| CN202210302365.4A Pending CN114709490A (zh) | 2022-03-24 | 2022-03-24 | 一种电化学装置及用电装置 |
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|---|---|
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- 2022-03-24 CN CN202210302365.4A patent/CN114709490A/zh active Pending
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