CN114830402A - 电化学装置及电子装置 - Google Patents

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CN114830402A CN202180006115.XA CN202180006115A CN114830402A CN 114830402 A CN114830402 A CN 114830402A CN 202180006115 A CN202180006115 A CN 202180006115A CN 114830402 A CN114830402 A CN 114830402A
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龙海
戴志芳
张青文
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Abstract

一种电化学装置及电子装置，电化学装置包括由第一极片(100)、隔膜(200)及第二极片(300)卷绕形成的电芯(10),第一极片(100)包括:集流体(110)、极耳(120)及活性物质层(130)，集流体(110)包括朝向电芯(10)内部的第一表面(111)和背离电芯(10)内部的第二表面(112)；极耳(120)与集流体(110)电连接并伸出集流体(110)；活性物质层(130)，设置于集流体(110)的第一表面(111)和第二表面(112)；其中，第一极片(100)的卷绕起始端设置为单面区(101)，位于单面区(101)的集流体(110)的第一表面(111)设置绝缘涂层(140)，位于单面区(101)的集流体(110)的第二表面(112)设置活性物质层(130)。

Description

电化学装置及电子装置
技术领域
本申请实施例涉及电池技术领域，特别是涉及一种电化学装置及电子装置。
背景技术
如图1所示，目前，通常通过卷绕层叠设置的阳极极片11、隔膜12、阴极极片13形成卷绕式电芯，其中阳极极片11卷绕起始端16具有空箔区17及单面区18，位于空箔区17的集流体14的两个表面均未设置活性物质层15，位于单面区18的集流体14的朝向电芯内部的表面不设置活性物质层15，朝向阳极极片13的另一表面设置活性物质层15。阳极极片12的单面区由于仅在单面具有活性物质层15，卷绕时容易具有褶皱，为了减少褶皱，业界通常做法为延长阳极极片空箔区的长度，或者在空箔区域设置加强筋。然而上述方案均不能很好地解决卷绕时阳极极片卷绕起始端的褶皱问题。此外，图1所示的电芯在制备极片的过程中，由于单面区和空箔区的存在导致出现A、B电芯的问题，生产效率较低。
申请内容
鉴于上述问题，本申请实施方式提供了一种能够较好解决极片卷绕起始端容易出现褶皱问题的电化学装置及应用电化学装置的电子装置。
根据本申请的一个方面，本申请提供一种电化学装置，包括由第一极片、隔膜及第二极片卷绕形成的电芯，第一极片包括集流体，包括朝向电芯内部的第一表面和背离电芯内部的第二表面；极耳，与集流体电连接并伸出集流体；活性物质层，设置于集流体的第一表面和第二表面；其中，第一极片的卷绕起始端设置为单面区，位于单面区的集流体的第一表面设置绝缘涂层，位于单面区的集流体的第二表面设置活性物质层。
通过在极片的卷绕起始端设置为单面区，并且在单面区设置绝缘涂层，一方面通过绝缘涂层抵消卷绕电芯时单面区的卷曲力，进而改善了单面区的冷压褶皱；另外一方面相比现有技术省去了空箔区，节省了箔材，提高了能量密度。并且，由于该单面区的设置使得电芯生产的过程中不存在A、B电芯的问题，生产效率大大提高。
在本申请的一些实施方式中，沿第一极片的卷绕方向，绝缘涂层与活性物质层相邻接或部分重叠。如此，可以防止在绝缘涂层与活性物质层的交界处的集流体暴露，以确保绝缘涂层对集流体的覆盖度，提高极片的安全性能。
在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层厚度为1～100μm，活性物质层的厚度为25～150μm。
在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层的厚度小于或等于活性物质层的厚度。如此，绝缘涂层的厚度不会明显影响极片的整体厚度，从而不会对电化学装置的能量密度带来不利影响。
在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层设置于单面区的部分第一表面，或，绝缘涂层设置于单面区的全部第一表面。如此，在保证改善单面区的褶皱情况下，减少绝缘涂层的使用，节省材料。
在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层在单面区的第一表面上呈条纹状或岛状分布。
在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层包括无机颗粒及粘合剂，无机颗粒包括氧化铝、氧化锌、氧化钙、氧化硅、氧化锆、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化钇、碳化硅、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、硫酸钡、勃姆石的至少一种；粘合剂包括偏氟乙烯的均聚物、偏氟乙烯的共聚物、六氟丙烯的共聚物、聚苯乙烯、聚苯乙炔、聚乙烯酸钠、聚乙烯酸钾、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯的至少一种。
在本申请的一些实施方式中，第一极片为阳极极片。
在本申请的一些实施方式中，集流体的厚度为4～6μm。如此，在单面区的褶皱改善的情况下，选择较薄的集流体，可以提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施方式中，沿第一极片的宽度方向，绝缘涂层覆盖至第一极片的宽度边缘，沿第一极片的长度方向，绝缘涂层与活性物质层之间设置为空白集流体，和/或，绝缘涂层至第一极片的长度边缘设置为空白集流体。如此设置，使得绝缘涂层已经可以改善褶皱情况的同时，可以减少绝缘涂层的使用，节省材料，同时不会过度增加电芯的重量，提高电芯单位重量上的能量密度。
在本申请的一些实施方式中，沿第一极片的长度方向，绝缘涂层覆盖至第一极片的长度边缘，沿第一极片的宽度方向，绝缘涂层至第一极片的宽度边缘设置为空白集流体。如此设置，使得绝缘涂层已经可以改善褶皱情况的同时，可以减少绝缘涂层的使用，节省材料，同时不会过度增加电芯的重量，提高电芯单位重量上的能量密度。
根据本申请的另一方面，本申请还提供了一种电子装置，包括上述的电化学装置，电化学装置用于对电子装置供电。
本申请提供的电化学装置，通过在极片的卷绕起始端设置为单面区，并且在单面区设置绝缘涂层，一方面通过绝缘涂层抵消卷绕电芯时单面区的卷曲力，进而改善了单面区的冷压褶皱；另外一方面相比现有技术省去了空箔区，节省了箔材，提高了能量密度。并且，由于该单面区的设置使得电芯生产的过程中不存在A、B电芯的问题，生产效率大大提高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施例或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施例或现有技术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为传统电化学装置的结构示意图；
图2为本申请电化学装置一实施方式的结构示意图；
图3为本申请电化学装置第一极片一实施方式的结构示意图；
图4为图3所示电化学装置第一极片的侧视图；
图5为本申请电化学装置第一极片一实施方式的侧视图；
图6至图12分别为本申请第一极片不同实施方式的结构示意图；
图13至图16分别为实施例1第一极片的生产过程结构示意图；
图17至图18分别为对比例1第一极片生产过程结构示意图。
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方式，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方式的目的，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。
如图2所示，其为本申请电化学装置一实施方式的结构示意图。
电化学装置包括卷绕式电芯10和壳体(未图示)，卷绕式电芯容纳于壳体内。卷绕式电芯10由层叠设置的第一极片100、隔膜200及第二极片300卷绕形成，其中，隔膜200设置于第一极片100和第二极片300之间，第一极片100和第二极片300的极性不同。其中，第一极片100包括集流体110、与集流体110电连接且伸出集流体的极耳120，以及设置于集流体表面的活性物质层130，集流体110具有朝向电芯内部的第一表面111和背离电芯内部的第二表面112，活性物质层130设置在集流体110的第一表面111和第二表面112。
如图3、图4所示，在第一极片100的卷绕起始端设置为单面区101，位于单面区101的集流体110的第一表面111设置绝缘涂层140，位于单面区101的集流体110的第二表面112设置活性物质层130，也可以理解为，位于单面区101的集流体110仅一面设置活性物质层130，另一面设置绝缘涂层140。应当理解的是，卷绕起始端是指极片在进行卷绕形成卷绕式电芯时，极片开始卷绕的一端，其与卷绕收尾端是相对概念，卷绕收尾端是指极片在进行卷绕形成卷绕式电芯时，极片结束卷绕的一端。
通过在第一极片100的卷绕起始端设置为单面区101，并且在单面区101设置绝缘涂层140，一方面通过绝缘涂层140抵消卷绕电芯时单面区101的卷曲力，进而改善了单面区101的冷压褶皱；另外一方面，省去了空箔区(指集流体110的两面未涂覆活性物质层)，节省了箔材，并且减少了因空箔区占用的厚度，提高了能量密度。此外，绝缘涂层140的存在会增大电芯内部发生短路时极片的接触阻抗，从而降低电芯短路时的放电功率和热失控概率，提高电芯的安全性能。而且，本申请对集流体110的一面连续涂布，并且在极片卷绕时无需区分A、B电芯从而极大地提高了生产效率。
在本申请的一些实施方式中，如图3、图4所示，在第一极片100的卷绕方向上(图中的方向x)，绝缘涂层140与活性物质层130相邻接设置，即绝缘涂层140与活性物质层130在极片厚度方向上不重叠，在极片卷绕方向上不间隔。如此，可以防止活性物质层130与绝缘涂层140的接触区域过厚从而影响第一极片100的局部厚度，从而给电芯10的平整性带来不利影响。
在本申请的一些实施方式中，如图5所示，在第一极片100的卷绕方向上，绝缘涂层140也可以与活性物质层130部分重叠设置，在重叠区域，活性物质层130设置于集流体110的第一表面111上，绝缘涂层140层叠设置于活性物质层130上从而覆盖部分活性物质层130。如此，可以防止在绝缘涂层140与活性物质层130的交界处的集流体110暴露，以确保绝缘涂层140对集流体110的覆盖度，提高极片的安全性能。
在本申请的一些实施方式中，如图3、图4所示，绝缘涂层140设置于位于单面区101的集流体110的全部的第一表面111，即在单面区101，绝缘涂层140从第一极片100的长度方向及宽度方向完全覆盖集流体110的第一表面111，没有露出空白集流体110。
在本申请的一些实施方式中，如图6-图12所示，绝缘涂层140也可以仅设置于位于单面区101的集流体110的部分的第一表面111，即在单面区101，第一表面111被绝缘涂层140部分覆盖。如此，在绝缘涂层140已经可以改善褶皱情况的同时，可以减少绝缘涂层140的使用，节省材料，同时不会过度增加电芯的重量，提高单位电芯重量上的能量密度。
在一些实施方式中，绝缘涂层140的覆盖度为50％～99.9％，例如，例如，在一些实施例中，绝缘涂层140的覆盖度为65％～95％；在一些实施例中，绝缘涂层140的覆盖度为75％～85％；在一些实施例中，绝缘涂层140的覆盖度为50％、60％、70％、80％、90％或在上述任意两个数值所组成的范围。在上述覆盖度内，绝缘涂层140能够改善单面区101的褶皱情况，同时也能够降低短路发生的可能，而低于上述覆盖度，单面区101的褶皱情况改善不明显，或者，短路发生的可能仍然存在。
其中，覆盖度表示涂层对涂覆表面的涂覆程度，为待涂覆区域的总涂覆面积减去涂覆层中的暴露的待涂覆层的面积与所述总涂覆面积的百分比。例如，覆盖度为100％代表所述涂层完全覆盖涂覆表面全部部分的面积。覆盖度为60％代表所述涂层仅覆盖所涂覆表面60％部分的面积，所涂覆表面另外40％部分的面积呈暴露状态。
在上述的绝缘涂层140设置于单面区101的集流体110的部分的第一表面111中，本申请提供了多种实施方式。
在一种实施方式中，如图6所示，沿第一极片100的宽度方向(即极耳120伸出集流体110的方向，图中的方向y)，绝缘涂层140覆盖至第一极片的宽度边缘，而沿第一极片100的长度方向(即极片的卷绕方向，图中的方向x)，绝缘涂层140与活性物质层130之间、绝缘涂层140至第一极片100的长度边缘(垂直于长度方向的边缘)暴露出部分空白集流体110，具体地，沿长度方向，绝缘涂层140与活性物质层130对应边缘之间的距离为第一距离d1，绝缘涂层140与长度边缘之间的距离为第二距离d2，第一距离d1、第二距离d2均介于0至10mm之间，且至少一者不为0。例如，第一距离d1为0、1mm、3mm、5mm、7mm、9mm或在上述任意两个数值所组成的范围。再如，第二距离d2为0、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm或在上述任意两个数值所组成的范围。应当理解的是，第一距离d1和第二距离d2的具体数值可独立设置，d1与d2可设置为相等或不相等。在一些实施方式中，选择第一距离d1为0，即绝缘涂层140和活性物质层130在第一极片100的长度方向上是相邻接，如此，绝缘涂层140和活性物质层130在极片厚度方向上不重叠，在极片长度方向上也没有间隔，从而不增加极片的厚度也不暴露空白集流体，不会对能量密度和安全性带来不利影响。
在一种实施方式中，如图7所示，沿第一极片100的长度方向(图中的方向x)，绝缘涂层140与活性物质层130之间相邻接或部分重叠，绝缘涂层140覆盖至第一极片100的长度边缘，即在第一极片100的卷绕起始端没有空白集流暴露；而沿第一极片100的宽度方向(图中的方向y)，绝缘涂层140未覆盖至第一极片100的宽度边缘(垂直于宽度方向的边缘)，即第一极片100的宽度边缘暴露出空白集流体110。如图7所示，在极片伸出极耳120的一侧，绝缘涂层140的边缘与极片边缘之间的距离为第三距离d3，在极片的另一侧，绝缘涂层140的边缘与极片边缘之间的距离为第四距离d4，第三距离d3和第四距离d4均介于0至10mm之间，且至少一者不为0。例如，第三距离d3为0、1mm、3mm、5mm、7mm、9mm或在上述任意两个数值所组成的范围。再如，第四距离d4为0、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm或在上述任意两个数值所组成的范围。应当理解的是，第三距离d3和第四距离d4的具体数值可独立设置，d3与d4可设置为相等或不相等。在一些实施方式中，选择第三距离d3为0，即绝缘涂层140完全覆盖极片伸出极耳120一侧的边缘，如此，在卷绕形成的电芯上，电芯头部(即极耳120伸出的一侧)不会因为存在极片边缘的空白集流体110而头部变薄，影响封装。
在其他的一些实施方式中，如图8所示，沿第一极片100的长度方向(图中的方向x)和第一极片100的宽度方向(图中的方向y)，绝缘涂层140均未完全覆盖单面区101的集流体110的第一表面111，即绝缘涂层140与活性物质层130之间存在间隔而暴露出空白集流体110，第一极片100的长度边缘、两侧的宽度边缘均因为未覆盖绝缘涂层140而暴露出空白集流体110，其覆盖面积与覆盖区域与上述实施方式类似，此处不再复述。
在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层140可通过不同的涂布工艺从而以不同形状设置在第一表面111上。如图9至图11所示实施方式中，绝缘涂层140呈条带状分布于第一表面111上，其中，相邻两个条带之间的距离可根据覆盖度设计，在一些实施方式中，相邻两个条带之间的距离为1～3mm，如此，可防止暴露的空白集流体110面积过大而影响极片的安全性能。在一些其他实施方式中，如图12所示实施方式中，绝缘涂层140在第一表面111上呈岛状分布，即绝缘涂层140在第一表面111上呈非连续的区域分布，在平面上，每个区域呈现为规则的圆形、三角形、多边形等，每个区域也可呈现为不规则图形，如由不规则的曲线围成的区域。
在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层的厚度为1～100μm；例如，在一些实施例中，绝缘涂层厚度为10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或在上述任意两个数值所组成的范围。活性物质层的厚度为25～150μm；例如，在一些实施例中，绝缘涂层厚度为30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、110μm、120μm、130μm、140μm、150μm或在上述任意两个数值所组成的范围。
在一些实施方式中，绝缘涂层的厚度小于或等于活性物质层的厚度，如此，绝缘涂层的厚度不会明显影响第一极片的整体厚度，从而不会对电化学装置的能量密度带来不利影响。优选地，绝缘涂层的厚度小于活性物质层的厚度，如此，能够减小第一极片卷绕起始端的厚度，从而增加电化学装置的能量密度。
上述的绝缘涂层厚度、活性物质层的厚度，可采用如下测试方法：截取100mm长度的极片样品，使用万分测厚仪分别测试10个不同位置点的极片厚度值，取平均值作为极片的厚度值。其中测试双面涂覆活性物质层的极片厚度值作为D1，一面涂覆活性物质层、另外一面涂覆绝缘涂层的极片厚度值为D2，则活性物质层厚度Da＝(D1-D)/2，绝缘涂层厚度Di＝D2-Da-D,D指集流体厚度。
在本申请的一些实施方式中，第一极片的集流体的厚度为4～10μm。优选地，在本申请的一些实施方式中，第一极片的集流体的厚度为4～6μm。因为在卷绕起始端的单面区设置了绝缘涂层，可以抵消第一极片在卷绕过程中单面区的卷曲力，因此即使集流体的厚度薄于传统电芯的集流体，本申请也可对单面区冷压褶皱进行改善，而传统电芯的集流体如阳极铜箔的厚度通常需要设计为8～10μm。进一步的，较薄的集流体可以节省更多的电芯空间，从而提高了电芯的能量密度。
在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层的组成包括无机颗粒及粘合剂。其中，基于绝缘涂层的总重量，无机颗粒的质量含量为70％～99.7％,例如，无机颗粒质量含量为75％、80％、85％、90％、95％或在上述任意两个数值所组成的范围内。基于绝缘涂层的总重量，粘合剂含量为0.3％～30％，例如，粘合剂质量含量为0.5％、0.7％、1％、5％、10％、15％、20％、25％或在上述任意两个数值所组成的范围内。在上述质量含量范围内的无机颗粒和粘结剂，可保证绝缘涂层在集流体表面具有较好的粘结性，在极片卷绕过程中不容易脱落，同时在电芯中也不容易脱落而影响安全性能。
在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层还包括增稠剂，基于绝缘涂层的总重量，增稠剂的质量含量为0.3％～20％。例如，稠剂含量为0.5％、0.7％、1％、5％、10％、15％或在上述任意两个数值所组成的范围内。增稠剂可以改善绝缘涂层在浆料状态时的粘稠性，有利于将绝缘涂层浆料涂布在集流体上。
在本申请的一些实施方式中，无机颗粒包括氧化铝、氧化锌、氧化钙、氧化硅、氧化锆、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化钇、碳化硅、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、硫酸钡、勃姆石的至少一种。
在本申请的一些实施方式中，粘合剂包括偏氟乙烯的均聚物、偏氟乙烯的共聚物、六氟丙烯的共聚物、聚苯乙烯、聚苯乙炔、聚乙烯酸钠、聚乙烯酸钾、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯的至少一种。
在本申请的一些实施方式中，增稠剂包括羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟丙基甲基纤维素中的至少一种。
在本申请的一些实施方式中，第一极片为阳极极片，相对应地，第二极片为阴极极片。如此，在电芯的最外圈层可以设置阴极极片收尾，因为阴极的集流体铝箔与包装袋铝塑膜之间的电化学腐蚀较小，可以提高电化学装置的安全性。在本申请的另外一些实施方式中，第一极片为阴极极片，相对应地，第二极片为阳极极片。
在本申请的一些实施方式中，阳极极片通常包含阳极集流体和阳极活性材料层，其中，阳极集流体可以包含铜箔、铜合金箔、镍箔、不锈钢箔、钛箔、泡沫镍、泡沫铜或复合集流体。阳极活性材料层包括阴极活性材料、导电剂和粘结剂。阳极活性材料的种类没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，可以包括天然石墨、人造石墨、中间相微碳球(MCMB)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、SiOx(0<x<2)、Li-Sn合金、Li-Sn-O合金、Sn、SnO、SnO2、尖晶石结构的钛酸锂Li4Ti5O12、Li-Al合金及金属锂等中的至少一种。导电材料可以包括基于碳的材料(例如，天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等)、基于金属的材料(例如，金属粉、金属纤维等，包括例如铜、镍、铝、银等)、导电聚合物(例如，聚亚苯基衍生物)和它们的混合物。粘结剂可以包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、氟化橡胶、聚氨酯、丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇、海藻酸、海藻酸钠中的至少一种。在本申请中，对阳极集流体和阳极活性材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可，例如，阳极集流体的厚度为4μm至10μm，阳极活性材料层的厚度为20μm至150μm。
在本申请的一些实施方式中，阴极极片包含阴极集流体和阴极活性材料层。其中，阴极集流体可以包含铝箔、铝合金箔或复合集流体等。阴极活性材料层包括阴极活性材料，例如，可以包括镍钴锰酸锂(811、622、523、111)、镍钴铝酸锂、磷酸铁锂、富锂锰基材料、钴酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂或钛酸锂等中的至少一种。在本申请中，对阴极集流体和阴极活性材料层的厚度没有特别限制，只要能够实现本申请目的即可。例如，阴极集流体的厚度为4μm至20μm，阴极材料层的厚度为20μm至150μm。。
在本申请的一些实施方式中，阴极极片或阳极极片通过模切设置极耳。阴极极耳材料包括铝(Al)或铝合金中的至少一种，阳极极耳材料包括镍(Ni)、铜(Cu)或铜镀镍(Ni-Cu)中的至少一种。在其他实施例中，阳极极耳和阴极极耳焊接在空白集流体上。
在本申请的一些实施方式中，隔膜用于分隔第一极片与第二极片，以避免第一极片与第二极片彼此接触，从而避免电芯内部短路。其中，隔膜能够浸润电解液，供带电离子通过，以形成电循环。具体地，隔膜包括基材以及设置于基材表面的粘结层，粘结层可浸润电解液，并将隔膜与阴极极片或阳极极片相粘结，抑制电芯在充放电循环中的体积膨胀。
在本申请的一些实施方式中，隔膜的基材可以选自聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)为主的聚烯烃(PO)类隔膜，聚酯膜(例如聚对苯二甲酸二乙酯(PET)膜)、纤维素膜、聚酰亚胺膜(PI)、聚酰胺膜(PA)，氨纶或芳纶膜、织造膜、非织造膜(无纺布)、微孔膜、复合膜、隔膜纸、碾压膜、纺丝膜等中的至少一种。在一些实施方式中，隔膜的基材的材料选择聚丙烯，其对防止短路具有良好的作用，并可以通过关断效应改善电池的稳定性，并且聚丙烯通常与高分子聚合物具有很好的亲和性，有利于提高基材与粘结层之间的粘结效果。
在本申请的一些实施方式中，上述设置于基材上的粘结层包括聚合物和陶瓷颗粒，聚合物选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、苯乙烯-丁二烯聚合物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚氧乙烯、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的至少一种。上述的聚合物具有较高的粘结性，并且聚合物颗粒之间存在一定的孔隙，因此有利于隔膜对极片的粘结，同时还能保证隔膜的离子通过率。陶瓷颗粒选自二氧化硅、三氧化二铝、二氧化镁、二氧化钛、二氧化锆、二氧化锌、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的至少一种。粘结层中的陶瓷颗粒能够对孔隙起到支撑作用，维持孔隙不被破坏，进而降低隔离膜发生压缩堵孔以及溶胀堵孔的概率，使电芯具有更高的离子电导率，极大地提高电芯的倍率性能和循环性能，同时陶瓷颗粒还可以增加隔膜的耐热性，提高电芯的安全性。在本申请的一些实施方式中，绝缘涂层的无机颗粒和粘结层的陶瓷颗粒独立设置，无机颗粒和陶瓷颗粒的种类、用量、粒径等参数可以选择相同或不同。
本申请的电化学装置还包括电解质，电解质和电芯均容纳在壳体之内。其中，电解质可以是凝胶电解质、固态电解质和电解液中的至少一种，电解液包括锂盐和非水溶剂。在本申请的一些实施例中，锂盐可以包括LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C6H5)4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiC(SO2CF3)3、LiSiF6、LiBOB或二氟硼酸锂等中的至少一种。举例来说，锂盐可以选用LiPF6，因为它可以给出高的离子导电率并改善循环特性。非水溶剂可为碳酸酯化合物、羧酸酯化合物、醚化合物或其它有机溶剂等中的至少一种。碳酸酯化合物可为链状碳酸酯化合物、环状碳酸酯化合物或氟代碳酸酯化合物等中的至少一种。链状碳酸酯化合物可以包括碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯(DPC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸乙丙酯(EPC)或碳酸甲乙酯(MEC)等中的至少一种。环状碳酸酯化合物可以包括碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸亚丁酯(BC)或碳酸乙烯基亚乙酯(VEC)等中的至少一种。氟代碳酸酯化合物可以包括碳酸氟代亚乙酯(FEC)、碳酸1,2-二氟亚乙酯、碳酸1,1-二氟亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟亚乙酯、碳酸1,1,2,2-四氟亚乙酯、碳酸1-氟-2-甲基亚乙酯、碳酸1-氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,2-二氟-1-甲基亚乙酯、碳酸1,1,2-三氟-2-甲基亚乙酯或碳酸三氟甲基亚乙酯等中的至少一种。羧酸酯化合物可以包括甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸叔丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、γ-丁内酯、癸内酯、戊内酯、甲瓦龙酸内酯或己内酯等中的至少一种。醚化合物可以包括二丁醚、四甘醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、乙氧基甲氧基乙烷、2-甲基四氢呋喃或四氢呋喃等中的至少一种。上述其它有机溶剂可以包括二甲亚砜、1,2-二氧戊环、环丁砜、甲基环丁砜、1,3-二甲基-2-咪唑烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、甲酰胺、二甲基甲酰胺、乙腈、磷酸三甲酯、磷酸三乙酯、磷酸三辛酯或磷酸酯等中的至少一种。
在本申请的一些实施方式中，壳体包括铝塑膜、铝壳、钢壳、塑料壳中的至少一种，本申请对壳体没有特别限制，只要能实现本申请的目的即可。
下面结合具体实施方式，进一步阐述本申请。应理解，实施方式仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
实施例1第一极片的制备
制备阳极活性物质层浆料及绝缘涂层浆料。其中，将阳极活性物质人造石墨、粘结剂丁苯橡胶、增稠剂羧甲基纤维素按质量比96:3:1混合，搅拌均匀得到阳极活性物质层浆料；将无机颗粒氧化铝颗粒、粘结剂丁苯橡胶、增稠剂羧甲基纤维素按重量比85:10:5进行混合，搅拌均匀得到绝缘涂层浆料。
如图13所示，将活性物质层浆料连续涂布在厚度为5μm铜箔20的第二表面上。铜箔第二表面涂布后，如图14所示，将活性物质层浆料间隙涂布在铜箔20的第一表面上从而暴露出空白集流体101，将绝缘涂层浆料间歇涂布在空白集流体101上，经过冷压得到如图15所示的极片中间形态。其中，极片厚度为117.3μm，绝缘涂层140的厚度为35μm，其中压实密度为1.755g/cc。
然后模切极耳和分条，如图16所示，模切极耳后，沿卷绕方向从中间形态的极片的中部进行分条，形成A、B两个第一极片条，即A电芯第一极片条，B电芯第一极片条，其中A电芯第一极片条与B电芯第一极片条相同，且均包括多个首尾连接的第一极片。因此，在对A电芯第一极片条和B电芯第一极片条进行裁切后，能够得到相同的A电芯第一极片和B电芯第一极片，因此，利用上述方法得到的第一极片做成A电芯和B电芯是相同的。
对比例1第一极片制备
将阳极活性物质人造石墨、粘结剂丁苯橡胶、增稠剂羧甲基纤维素按质量比96:3:1混合，搅拌均匀得到阳极活性物质层浆料。如图17所示，将活性物质层浆料间隙涂布在厚度为6μm铜箔的第一表面上和第二表面上，经过冷压，沿卷绕方向，形成具有单面区101和空箔区102的极片中间形态。
然后模切极耳和分条，如图18所示，模切极耳后，沿卷绕方向从中间形态的极片的中部进行分条，形成A、B两个第一极片条，即A电芯第一极片条，B电芯第一极片条，其中A电芯第一极片条与B电芯第一极片条在极片的卷绕起始端是相反的，具体地，图18中当极耳方向均为图中朝向下方时，A电芯第一极片条的卷绕起始端位于右侧，B电芯第一极片条的卷绕起始端位于左侧。因此，经过裁切得到的A电芯第一极片和B电芯第一极片的卷绕起始端是相反的，利用上述方法得到的第一极片做成A电芯和B电芯是不同的。
需要说明的是，对比例1的制备参数与实施方式1中的对应的制备参数相同。
请一并参阅表1，其为具有实施例1的卷绕电芯与具有对比例1的电化学装置的测试数据。通过表1可知，具有实施例1的卷绕电芯在第一极片卷绕后，其单面区具有褶皱的比例明显小于具有对比例1的卷绕电芯单面区具有褶皱的比例，实施例1能够明显改善第一极片卷绕起始端具有褶皱的现象。
组别 电芯数量/支 单面区褶皱数量/支 褶皱比例
对比例1 586 61 10.4％
实施例1 671 0 0
表1
此外，由上述制备过程可知，对比例1的A电芯第一极片与B电芯第一极片的卷绕起始端不同，在制备卷绕电芯时，需将其进行分类，以从不同方向进行卷绕形成A电芯及B电芯。而实施例1的A电芯第一极片与B电芯第一极片相同，在制备卷绕电芯时，无需将其进行分类，可从相同方向进行卷绕，进而能够提升生产效率，降低生产成本。
以上仅为本申请的实施方式，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，包括由第一极片、隔膜及第二极片卷绕形成的电芯，其特征在于，所述第一极片包括：
集流体，包括朝向所述电芯内部的第一表面和背离所述电芯内部的第二表面；
极耳，与所述集流体电连接并伸出所述集流体；
活性物质层，设置于所述集流体的第一表面和第二表面；其中，所述第一极片的卷绕起始端设置为单面区，位于所述单面区的集流体的第一表面设置绝缘涂层，位于所述单面区的集流体的第二表面设置所述活性物质层。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，沿所述第一极片的卷绕方向，所述绝缘涂层与所述活性物质层相邻接或部分重叠。
3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述绝缘涂层厚度为1～100μm，所述活性物质层的厚度为25～150μm。
4.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，所述绝缘涂层的厚度小于或等于所述活性物质层的厚度。
5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述绝缘涂层设置于所述单面区的部分第一表面，或，所述绝缘涂层设置于所述单面区的全部第一表面。
6.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述绝缘涂层在所述单面区的第一表面上呈条纹状或岛状分布。
7.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述绝缘涂层包括无机颗粒及粘合剂，所述无机颗粒包括氧化铝、氧化锌、氧化钙、氧化硅、氧化锆、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化钇、碳化硅、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙、硫酸钡、勃姆石的至少一种，所述粘合剂包括偏氟乙烯的均聚物、偏氟乙烯的共聚物、六氟丙烯的共聚物、聚苯乙烯、聚苯乙炔、聚乙烯酸钠、聚乙烯酸钾、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯或聚四氟乙烯的至少一种。
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。
9.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述集流体的厚度为4～10μm。
10.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1至9任一项所述的电化学装置，所述电化学装置用于对所述电子装置供电。
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