CN115152088A - 电化学装置以及电子装置 - Google Patents

Abstract

本申请提出了一种电化学装置以及电子设备，电化学装置包括电极组件，电极组件包括依次叠置的第一极片、第一隔膜和第二极片。第一极片包括第一集流体、第一活性物质层和第一绝缘层，第一活性物质层叠置于第一集流体，第一绝缘层叠置于第一活性物质层背向第一集流体的第一表面；沿第一方向，第一极片具有第一端部和第二端部，第一端部或第二端部中的至少一者与第一极耳连接，第一绝缘层位于第一端部；第一绝缘层的宽度w1满足:2mm≤w1≤10mm。通过在第一活性层表面设置第一绝缘层，且限定第一绝缘层的宽度，降低因第一隔膜收缩导致第一极片和第二极片接触短路的风险，也可以维持第一极片和第一隔膜之间较好的界面，满足对电化学性能的需求。

Description

电化学装置以及电子装置

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以及电子装置。

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电子装置(例如便携式电子装置等)供电的装置。目前，电化学装置广泛地运用于无人机、手机、平板、笔记本电脑等电子装置中。一般的，，电化学装置包括电极组件，电极组件包括第一极片、第一隔膜和第二极片。其中，第一极片和第二极片极性相反，第一隔膜间隔于第一极片和第二极片之间。目前，间隔于第一极片和第二极片之间的第一隔膜收缩时，容易使得第一极片和第二极片接触短路。

发明内容

本申请实施例旨在提供一种电化学装置以及电子装置，以解决现有技术中间隔于第一极片和第二极片之间的第一隔膜收缩时，第一极片和第二极片容易接触短路的问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电化学装置，电化学装置包括电极组件。电极组件包括依次叠置的第一极片、第一隔膜和第二极片。第一极片包括第一集流体、第一活性物质层和第一绝缘层，第一活性物质层叠置于第一集流体的一表面，第一绝缘层叠置于第一活性物质背面向第一集流体的第一表面。沿第一方向，第一极片具有第一端部和第二端部，第一端部或第二端部中的至少一者与第一极耳连接，第一绝缘层位于第一端部。沿第一方向，第一绝缘层的宽度w1满足:2mm≤w1≤10mm。

通过在第一极片的第一端部设置第一绝缘层，且限定第一绝缘层的宽度不小于2mm，则第一隔膜收缩时，第一绝缘层间隔于第一极片和第二极片之间，降低第一极片和第二极片接触短路的风险。另外，通过限定第一绝缘层的宽度不大于10mm，则降低因为第一绝缘层的设置而对第一极片的界面性能的影响，进而降低因为第一绝缘层的设置而对第一极片和第二极片之间的锂离子迁移的影响，电化学装置整体的性能优良。

在一种可选的方式中，第一极片、第一隔膜和第二极片沿第二方向依次叠置，第一方向与第二方向垂直。其中，在一些实施例中，第二方向被称为电化学装置的厚度方向。

在一种可选的方式中，第一极耳与第一集流体连接，且第一极耳沿第一方向延伸出第一集流体，以便于电化学装置与外部电路连接。

在一种可选的方式中，第一端部和第二端部是第一极片沿着第一极耳延伸出第一集流体的方向上的两个相对的端部，即，第一端部和第二端部是第一极片沿着第一方向上的两个相对的端部。

在一种可选的方式中，沿第一方向，第一集流体远离第二端部的边缘与第一活性物质层远离第二端部的边缘齐平，即第一集流体面向第一隔膜的一表面均设置有第一活性物质层，则第一集流体被充分利用，从而提高电化学装置的能量密度。

在一种可选的方式中，由于形成第一极片的加工工艺的限制等原因，沿第一方向，第一集流体远离第二端部的边缘，超出第一活性物质层远离第二端部的边缘设置，且超出部分的尺寸不大于1mm。

在一种可选的方式中，第一表面包括第一区域和第二区域，第一区域位于第一端部，第一绝缘层叠置于第一区域，第一绝缘层背向第一区域的一表面与第二区域平齐，则第一极片面向第一隔膜的界面平整，从而有利于第一极片和第二极片之间的锂离子的迁移。在一种可选的方式中，第一绝缘层的宽度w1满足：3mm≤w1≤5mm。

在一种可选的方式中，第一极片还包括第二绝缘层，第二绝缘层叠置于第一表面，第二绝缘层位于第二端部。在一种可选的方式中，沿第一方向，第二绝缘层的宽度w2满足：2mm≤w2≤10mm。

通过在第一极片的第二端部设置第二绝缘层，且限定第二绝缘层的宽度不小于2mm，则第一隔膜收缩时，第二绝缘层间隔于第一极片和第二极片之间，降低第一极片和第二极片接触短路的风险。另外，通过限定第二绝缘层的宽度不大于10mm，则可以降低因为第二绝缘层的设置而对第一极片的界面性能的影响，进而可以降低因为第二绝缘层的设置而对第一极片和第二极片之间的锂离子迁移的影响，电化学装置整体的性能优良。

在一种可选的方式中，第一表面还包括第三区域，第三区域位于第二端部，第二绝缘层背向第三区域的一表面与第二区域平齐，则第一极片面向第一隔膜的界面平整，从而有利于第一极片和第二极片之间的锂离子的迁移。在一种可选的方式中，沿第一方向，第二绝缘层的宽度w2满足：3mm≤w2≤5mm。

在一种可选的方式中，第一极片还包括第二活性物质层，第二活性物质层叠置于第一集流体的另一表面。第一极片还包括第三绝缘层，第三绝缘层叠置于第二活性物质层背向第一集流体的第二表面，第三绝缘层位于第一端部。在一种可选的方式中，沿第一方向，第三绝缘层的宽度w3满足：2mm≤w3≤10mm。通过第三绝缘层的设置，进一步降低电极组件内部短路的风险。

在一种可选的方式中，沿第一方向，第三绝缘层和第一绝缘层相对设置于第一端部。在一种可选的方式中，沿第一方向，第三绝缘层的宽度w3满足：3mm≤w3≤5mm。

在一种可选的方式中，第一极片还包括第四绝缘层，第四绝缘层叠置于第二表面，第四绝缘层位于第二端部。在一种可选的方式中，沿第一方向，第四绝缘层的宽度w4满足：2mm≤w4≤10mm。通过第四绝缘层的设置，进一步降低电极组件内部短路的风险。

在一种可选的方式中，沿第一方向，第四绝缘层和第二绝缘层相对设置于第二端部。在一种可选的方式中，沿第一方向，第四绝缘层的宽度w4满足：3mm≤w4≤5mm。

在一种可选的方式中，第一极片还包括第一层，第一层叠置于第一集流体和第一活性物质层之间。第一层粘结第一集流体和第一活性物质层，从而，减少第一活性物质层从第一集流体脱落的风险，减少设置于第一活性物质层上的第一绝缘层和第二绝缘层，以及第一活性物质层同时从第一集流体脱落的风险，以使第一隔膜收缩时，第一极片和第二极片之间有第一绝缘层和/或第二绝缘层间隔。在一种可选的方式中，第一层包括粘结剂和导电剂。

在一种可选的方式中，第一极片、第一隔膜和第二极片共同卷绕成卷绕结构，卷绕结构的卷绕中心轴沿第一方向设置。第一极片的最外圈相较于第二极片的最外圈靠近卷绕中心轴。第一绝缘层自第一极片的卷绕收尾端朝向第一极片的卷绕起始端延伸，第一绝缘层环绕第一极片的最外圈背离卷绕中心轴的一面设置。在电化学装置因跌落等原因受损时，第一隔膜的最外圈在第一端部或者第二端部处收缩严重，第一绝缘层位于第一端部，第一绝缘层自第一极片的卷绕收尾端朝向第一极片的卷绕起始端延伸，第一绝缘层环绕第一极片的最外圈设置，则第一绝缘层对第一极片和第二极片起间隔作用，降低第一极片和第二极片因第一隔膜收缩而引起短路的风险。

在一种可选的方式中，第一绝缘层自第一极片的卷绕收尾端延伸至第一极片的卷绕起始端，从而加强第一绝缘层对第一极片和第二极片的间隔作用。

在一种可选的方式中，电极组件还包括依次叠置的第二隔膜、第三极片、第三隔膜和第四极片，第二隔膜叠置于第一极片，第二隔膜间隔于第一极片和第三极片之间。第二隔膜、第三极片、第三隔膜和第四极片的数量为多组，多组第二隔膜、第三极片、第三隔膜和第四极片沿第二方向方向叠置，从而增加电化学装置对外充放电的能力。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电子装置，包括负载和上述任一项的电化学装置，电化学装置向负载供电。

本申请实施例的有益效果包括，通过在第一极片的第一端部设置第一绝缘层，且限定第一绝缘层的宽度不小于2mm，则第一隔膜收缩时，第一绝缘层间隔于第一极片和第二极片之间，降低第一极片和第二极片接触短路的风险。另外，通过限定第一绝缘层的宽度不大于10mm，则降低因为第一绝缘层的设置而对第一极片的界面性能的影响，进而降低因为第一绝缘层的设置而对第一极片和第二极片之间的锂离子迁移的影响，电化学装置整体的性能优良。

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是本申请实施例提供的电化学装置的立体示意图；

图2是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的一种剖视图；

图3是本申请实施例提供的沿图1中B-B线的一种剖视图；

图4是本申请实施例提供的沿图1中C-C线的一种剖视图；

图5是本申请实施例提供的图2中D1部的放大图；

图6是本申请实施例提供的沿图1中B-B线的另一种剖视图；

图7是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的另一种剖视图；

图8是本申请实施例提供的图7中D2部的放大图；

图9是本申请实施例提供的沿图1中C-C线的另一种剖视图；

图10是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的还一种剖视图；

图11是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的又一种剖视图；

图12是本申请实施例提供的图11中D3部的放大图；

图13是本申请实施例提供的图11中D4部的放大图；

图14是本申请实施例提供的沿图1中B-B线的还一种剖视图；

图15是本申请实施例提供的沿图1中B-B线的又一种剖视图；

图16是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的再一种剖视图；

图17是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的再二种剖视图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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。

此外，下面所描述的本申请各个实施例中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

请参阅图1和图2，图1是本申请实施例提供的电化学装置的立体示意图。图2是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的一种剖视图。电化学装置100包括电极组件1，电极组件1是电化学装置100中的充放电元件。

在一些实施例中，电化学装置100还包括封装壳2、第一极耳3和第二极耳4，电极组件1收容于封装壳2。第一极耳3和第二极耳4分别与电极组件1连接，第一极耳3和第二极耳4分别从封装壳2伸出，以实现对外部电子设备供电，以及在电极组件1的能量不足时，为电极组件1充电。

对于上述电极组件1，请参阅图2，图2中示出了电极组件1的部分结构。电极组件1包括第一极片11、第一隔膜12和第二极片13。第一极片11、第一隔膜12和第二极片13依次叠置。第一极片11、第一隔膜12和第二极片13沿第二方向L2依次叠置。其中，第二方向L2为电化学装置100的厚度方向。

在一些实施方式中，第一极片11、第一隔膜12和第二极片13仅仅依次叠置但不卷绕时，电极组件1为叠片结构，如图2所示，此时，图1中的电化学装置100中的电极组件1为叠片结构。

在一些实施方式中，第一极片11、第一隔膜12和第二极片13依次叠置且卷绕时，电极组件1形成卷绕结构，如图3所示，图3是本申请实施例提供的沿图1中B-B线的一种剖视图，此时，图1中的电化学装置100中的电极组件1为卷绕结构。

对于上述第一极片11，无论电极组件1为叠片结构还是卷绕结构，第一极片11的以下结构和功能都适用。请参阅图4，图4是本申请实施例提供的沿图1中C-C线的一种剖视图。沿第一方向L1，第一极片11具有第一端部111s和第二端部112s。其中，第一方向L1为第一极耳3或第二极耳4的延伸方向，第一方向L1与第二方向L2垂直。在一些实施例中，第一方向L1可以为电化学装置100的长度方向。第一极耳3与第一端部111s连接，且第一极耳3沿第一方向L1延伸出第一端部111s。或者，第一极耳3与第二端部112s连接，且第一极耳3沿第一方向L1延伸出第二端部112s。即，第一端部111s和第二端部112s是第一极片11沿着第一极耳3延伸出第一集流体111的方向上的两个相对的端部，即，第一端部111s和第二端部112s是第一极片11沿着第一方向L1上的两个相对的端部。

请参阅图2或图3，第一极片11包括第一集流体111、第一活性物质层112和第一绝缘层113。

其中，第一活性物质层112叠置于第一集流体111面向第一隔膜12的一表面。

其中，请参阅图4，第一集流体111与电化学装置100的第一极耳3连接。在一些实施例中，第一极耳3与第一集流体111连接，且第一极耳3沿第一方向L1延伸出第一集流体111，以便于电化学装置100与外部电路连接。第一极耳3与第一集流体111连接，将第一集流体111与外电路进行电连接。在一些实施方式中，第一极耳3与第一集流体111的连接方式可以为焊接或导电胶连接。在一些实施方式中，第一极耳3与第一集流体111可以为一体的结构，即第一极耳3从第一集流体111延伸出。

其中，请参阅图2或者图3，第一绝缘层113叠置于第一活性物质层112面向第一隔膜12的第一表面1121，第一绝缘层113位于第一端部111s。请参阅图5，图5是本申请实施例提供的图2中D1部的放大图。沿第一方向L1，第一绝缘层113的宽度w1满足：2mm≤w1≤10mm。在一些实施例中，沿第一方向L1，第一绝缘层113的宽度w1满足：3mm≤w1≤5mm。通过在第一极片11的第一端部111s设置第一绝缘层113，且限定第一绝缘层113的宽度不小于2mm，则第一隔膜12于第一端部111s收缩时，第一绝缘层113间隔于第一极片11和第二极片13之间，降低第一极片11和第二极片13接触短路的风险。另外，通过限定第一绝缘层113的宽度不大于10mm，则降低因为第一绝缘层113的设置而对第一极片11的界面性能的影响，进而降低因为第一绝缘层113的设置而对第一极片11和第二极片13之间的锂离子迁移的影响，电化学装置100整体的性能优良。

需要说明的是，在第一方向L1上，第一绝缘层113自第一极片11远离第二端部112s的边缘起，朝向第二端部112s延伸。第一绝缘层113自第一极片11远离第二端部112s的边缘起，朝向第二端部112s延伸的尺寸为上述第一绝缘层113的宽度w1。

在一些实施例中，沿第一方向L1，第一集流体111远离第二端部112s的边缘与第一活性物质层112远离第二端部112s的边缘齐平，或者，第一集流体111远离第二端部112s的边缘超出第一活性物质层112远离第二端部112s的边缘的部分的尺寸不大于1mm。由于第一绝缘层113的宽度w1不小于2mm，则第一绝缘层113至少部分位于第一活性物质层112。即，沿第一方向L1，第一集流体111远离第二端部112s的边缘，与第一活性物质层112远离第二端部112s的边缘齐平时，第一绝缘层113全部位于第一活性物质层112，沿第一方向L1，第一集流体111远离第二端部112s的边缘，超出第一活性物质层112远离第二端部112s的边缘的部分的尺寸不大于1mm时，第一绝缘层113的一部分位于第一活性物质层112，第一绝缘层113的另一部分位于裸露的第一集流体111。通过限定第一绝缘层113的宽度不小于2mm，则沿第一方向L1，无论第一集流体111远离第二端部112s的边缘，是否超出第一活性物质层112远离第二端部112s的边缘，第一绝缘层113的设置均可降低第一活性物质层112与第二极片13接触短路的风险，从而降低第一极片11与第二极片13接触短路的风险。

值得说明的是，第二端部112s的结构和功能可参考第一端部111s，此处不再赘述。

在一些实施例中，第一绝缘层113包括无机材料。在一些实施例中，无机材料包括陶瓷材料。在一些实施例中，陶瓷材料包括二氧化钛、氧化铝、勃姆石、氧化锆、氟化锂、氧化硅、氧化钙、氧化镁、氧化钽、氮化硅、立方氮化硼、氮化铝、氮化铬、氮化钛、碳化硅、碳化硼、碳化钛和碳化铬中的至少一种

值得说明的是，上述对第一绝缘层113的限定对叠片结构的电极组件1或者卷绕结构的电极组件1同样适用。

电极组件1为叠片结构时，在一些实施例中，请参阅图4，沿第三方向L3，第一绝缘层113从第一极片11的第三端部113s延伸至第四端部114s。其中，第三方向L3与第一方向L1垂直，第三方向L3与第二方向L2垂直。在一些实施例中，第三方向L3被称为电化学装置100的宽度方向。其中，第三端部113s和第四端部114s为第一极片11沿第三方向L3相对设置的两个端部。其中，沿第二方向L2观察第一极片11，第一极片11为矩形时，第一端部111s、第三端部113s、第二端部112s和第四端部114s依次连接，或者，第一端部111s、第四端部114s、第二端部112s和第三端部113s依次连接。

电极组件1为卷绕结构时，在一些实施例中，请参阅图3，沿与卷绕方向C2相反的方向，第一绝缘层113自第一极片11的卷绕收尾端朝向第一极片11的卷绕起始端延伸，第一绝缘层113环绕第一极片11的最外圈的背离卷绕中心轴C1的面设置。在一些实施例中，第一极片11的卷绕起始端位于卷绕结构的电极组件1的卷绕起始端，第一极片11的卷绕收尾端位于卷绕结构的电极组件1的卷绕收尾端。

在另一些实施例中，请参阅图6，图6是本申请实施例提供的沿图1中B-B线的另一种剖视图，此时，图1中的电化学装置100中的电极组件1为卷绕结构。沿与卷绕方向C2相反的方向，第一绝缘层113自第一极片11的卷绕收尾端延伸至第一极片11的卷绕起始端。值得说明的是，在一些实施例中，第一极片11的卷绕起始端设置第一极耳3，沿与卷绕方向C2相反的方向，第一绝缘层113自第一极片11的卷绕收尾端延伸至第一极耳3。

值得说明的是，电极组件1为卷绕结构，在一些实施例中，第一极片11的最外圈，相较于第二极片13的最外圈，靠近卷绕中心轴C1。在电化学装置100因跌落等原因受冲击时，第一隔膜12的最外圈在第一端部111s或者第二端部112s处收缩严重，第一绝缘层113位于第一端部111s，第一绝缘层113自第一极片11的卷绕收尾端朝向第一极片11的卷绕起始端延伸，第一绝缘层113环绕第一极片11的最外圈设置，则第一绝缘层113对第一极片11和第二极片13起间隔作用，降低第一极片11和第二极片13因第一隔膜12收缩而引起短路的风险。其中，第一隔膜12的最外圈为卷绕结构中，第一隔膜12离卷绕中心轴C1最远的一圈。

本申请中，一圈指的是从卷绕式电芯上的某个点作为起始端开始计算，沿着卷绕方向一周到达另一个点定为结束端，结束端与起始端以及此圈的中心在一条直线上，起始端在结束端与此圈中心之间，半圈即为上述一圈的一半。

在一些实施例中，请参阅图5，第一活性物质层112面向第一隔膜12的第一表面1121包括第一区域1121a和第二区域1121b，第一区域1121a位于第一端部111s，第一绝缘层113叠置于第一区域1121a，第一绝缘层113背向第一区域1121a的一表面与第二区域1121b平齐，则第一极片11靠近第一隔膜12的界面平整，从而有利于第一极片11和第二极片12之间锂离子的迁移。

值得说明的是，在一些实施例中，第一区域1121a是第一表面1121朝向第一集流体111凹陷形成的。

值得说明的是，在一些实施例中，第一极片11的制备方法为在第一集流体111上涂布第一活性物质形成第一活性物质层112，然后将第一绝缘层113叠置于第一区域1121a，然后将该产品通过辊筒挤压从而形成界面平整的第一极片11。

应该理解的是，本申请所描述的平齐指的是第一绝缘层113背向第一区域1121a的一表面与第二区域1121b的表面一起形成比较平整的界面，可以理解为设置有第一绝缘层113的部分与没有设置第一绝缘层113的部分表现出第一集流体111上设置的物质层的厚度比较均匀。

在一些实施例中，请参阅图7和图8，图7是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的另一种剖视图，图8是本申请实施例提供的图7中D2部的放大图。第一极片11除了包括上述第一集流体111、第一活性物质层112和第一绝缘层113之外，还包括第二绝缘层114，第二绝缘层114设置于第一极片11的第二端部112s。第二绝缘层114叠置于第一表面1121，第二绝缘层114位于第二端部112s，沿第一方向L1，第二绝缘层114的宽度w2满足：2mm≤w2≤10mm。在一些实施例中，沿第一方向L1，第二绝缘层114的宽度w2满足：3mm≤w2≤5mm。通过在第一极片11的第二端部112s设置第二绝缘层114，且限定第二绝缘层114的宽度不小于2mm，则第一隔膜12于第二端部112s收缩时，第二绝缘层114间隔于第一极片11和第二极片13之间，降低第一极片11和第二极片13接触短路的风险。另外，通过限定第二绝缘层114的宽度不大于10mm，则降低因为第二绝缘层114的设置而对第一极片11的界面性能的影响，进而降低因为第二绝缘层114的设置而对第一极片11和第二极片13之间的锂离子迁移的影响，电化学装置100整体的性能优良。

值得说明的是，上述对第二绝缘层114的限定对叠片结构的电极组件1或者卷绕结构的电极组件1同样适用。

电极组件1为叠片结构时，请参阅图9，图9是本申请实施例提供的沿图1中C-C线的另一种剖视图。在一些实施例中，沿第三方向L3，第二绝缘层114从第一极片11的第三端部113s延伸至第四端部114s。

电极组件1为卷绕结构时，在一些实施例中，沿与卷绕方向C2相反的方向，第二绝缘层114自第一极片11的卷绕收尾端朝向第一极片11的卷绕起始端延伸，第二绝缘层114环绕第一极片11的最外圈背离卷绕中心轴C1的面设置。

在另一些实施例中，沿与卷绕方向C2相反的方向，第二绝缘层114自第一极片11的卷绕收尾端延伸至第一极片11的卷绕起始端。值得说明的是，在一些实施例中，第一极片11的卷绕起始端设置第一极耳3，沿与卷绕方向C2相反的方向，第二绝缘层114自第一极片11的卷绕收尾端延伸至第一极耳3。

第二绝缘层114可与第一绝缘层113具有相同的材质和功能，此处不再赘述。通过在第一端部111s设置第一绝缘层113，第二端部112s设置第二绝缘层114，则第一隔膜12收缩时，第一绝缘层113和第二绝缘层114间隔于第一极片11和第二极片13之间，降低第一极片11和第二极片13接触短路的风险。

在一些实施例中，请参阅图10，图10是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的还一种剖视图。第一极片11的第一集流体111和第一活性物质层112之间还夹设第一层118，第一层118包括粘结剂和导电剂，第一层118粘结第一集流体111和第一活性物质层112，从而，减少第一活性物质层112从第一集流体111脱落的风险，减少设置于第一活性物质层112上的上述第一绝缘层113和第二绝缘层114，以及第一活性物质层112同时从第一集流体111脱落的风险，以使第一隔膜12收缩时，第一极片11和第二极片13之间有第一绝缘层113和/或第二绝缘层114间隔。

在一些实施例中，粘结剂包括聚合物。在一些实施例中，聚合物包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚二甲基硅氧烷、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚二偏氟乙烯、聚乙撑亚胺、聚对苯二甲酰苯二胺、聚甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯、聚2-甲氧基乙基缩水甘油醚、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚丙烯腈、聚碳酸乙烯酯、聚三亚甲基碳酸酯或聚碳酸丙烯酯中的至少一种。

在一些实施例中，导电剂包括导电炭黑、导电石墨、乙炔黑、科琴黑、多孔碳、石墨烯、导电碳纤维或碳纳米管中的至少一种。

值得说明的是，在一些实施例中，第一极片11为负极，在电化学装置100充放电时，第一活性物质层112用于脱锂或者嵌锂，第一活性物质层112嵌锂时，沿第一方向L1，第一活性物质层112的厚度增加，第一活性物质层112脱锂时，第一活性物质层112的厚度减小，第一活性物质层112脱锂或者嵌锂时，第一活性物质层112容易从第一集流体111脱落，通过设置第一层118，第一层118粘结第一活性物质层112和第一集流体111，从而可减小第一活性物质层112脱锂或者嵌锂时，第一活性物质层112从第一集流体111脱落的风险，从而通过第一层118的设置，保障第一绝缘层113和/或第二绝缘层114对第一极片11和第二极片13的间隔作用。

在一些实施例中，请参阅图5和图8，第一活性物质层112面向第一隔膜12的第一表面1121除了包括第一区域1121a和第二区域1121b外，还包括第三区域1121c，第三区域1121c位于第二端部112s，第二绝缘层114叠置于第三区域1121c，第二绝缘层114背向第三区域1121c的一表面与第二区域1121b平齐，则第一极片11靠近第一隔膜12的界面平整，从而有利于第一极片11和第二极片12之间锂离子的迁移。

值得说明的是，第三区域1121c是第一表面1121朝向第一集流体111凹陷形成的。

值得说明的是，在一些实施例中，第一极片11的制备方法为在第一集流体111上涂布第一活性物质形成第一活性物质层112，然后将第一绝缘层113叠置于第一区域1121a，将第二绝缘层114叠置于第三区域1121c，然后将该产品通过辊筒挤压从而形成界面平整的第一极片11。

在一些实施例中，请参阅图11-图13，图11是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的又一种剖视图，图12是本申请实施例提供的图11中D3部的放大图，图13是本申请实施例提供的图11中D4部的放大图。第一极片11除了包括上述第一集流体111、第一活性物质层112和第一绝缘层113之外，还包括第二活性物质层115。第二活性物质层115叠置于第一集流体111背向第一隔膜12的一表面，即第一活性物质层112和第二活性物质层115分别设置于第一集流体111相对的两个表面。

请参阅图11-图13，第一极片11还包括第三绝缘层116和/或第四绝缘层117。第三绝缘层116和第四绝缘层117均叠置于第二活性物质层115背向第一隔膜12的第二表面1151，第三绝缘层116位于第一端部111s，第四绝缘层117位于第二端部112s，即沿第一方向L1，第三绝缘层116和第一绝缘层113相对设置于第一端部111s，第四绝缘层117和第二绝缘层114相对设置于第二端部112s。沿第一方向L1，第三绝缘层116的宽度w3满足：2mm≤w3≤10mm。在一些实施例中，第三绝缘层116的宽度w3满足：3mm≤w3≤5mm。沿第一方向L1，第四绝缘层117的宽度w4满足：2mm≤w4≤10mm。在一些实施例中，第四绝缘层117的宽度w4满足：3mm≤w4≤5mm。

值得说明的是，上述对第三绝缘层116或者第四绝缘层117的限定对叠片结构的电极组件1或者卷绕结构的电极组件1同样适用。

电极组件1为叠片结构时，在一些实施例中，沿第三方向L3，第三绝缘层116可从第一极片11的第三端部113s延伸至第四端部114s，第四绝缘层117可从第一极片11的第三端部113s延伸至第四端部114s，

电极组件1为卷绕结构时，在一些实施例中，请参阅图14，图14是本申请实施例提供的沿图1中B-B线的还一种剖视图。沿与卷绕方向C2相反的方向，第三绝缘层116自第一极片11的卷绕收尾端朝向第一极片11的卷绕起始端延伸，第三绝缘层116环绕第一极片11的最外圈背离卷绕中心轴C1的一面设置。

可以理解的是，沿与卷绕方向C2相反的方向，第四绝缘层117也可自第一极片11的卷绕收尾端朝向第一极片11的卷绕起始端延伸，第四绝缘层117环绕第一极片11的最外圈背离卷绕中心轴C1的一面设置。

在另一些实施例中，请参阅图15，图15是本申请实施例提供的沿图1中B-B线的又一种剖视图。沿与卷绕方向C2相反的方向，第三绝缘层116自第一极片11的卷绕收尾端延伸至第一极片11的卷绕起始端。值得说明的是，在一些实施例中，第一极片11的卷绕起始端设置第一极耳3，沿与卷绕方向C2相反的方向，第三绝缘层116自第一极片11的卷绕收尾端延伸至第一极耳3。

可以理解的是，沿与卷绕方向C2相反的方向，第四绝缘层117自第一极片11的卷绕收尾端延伸至第一极片11的卷绕起始端。

电极组件1为卷绕结构时，通过在第一端部111s设置第三绝缘层116，第二端部112s设置第四绝缘层117，则第一隔膜12的倒数第二圈收缩时，第三绝缘层116和第四绝缘层117间隔于第一极片11的最外圈和第二极片13的倒数第二圈之间，降低第一极片11和第二极片13接触短路的风险，降低电极组件1内部短路的风险。其中，第一隔膜12的倒数第二圈连接第一隔膜12的最外圈。第一极片11的倒数第二圈连接第一极片11的最外圈。

需要说明的是，第三绝缘层116和/或第四绝缘层117可与第一绝缘层113具有相同的材质和功能，此处不再赘述。

在一些实施例中，请参阅图12和图13，第二活性物质层115背向第一隔膜12的第二表面1151包括第一区1151a、第二区1151b和第三区1151c。第一区1151a位于第一端部111s，第三区1151c位于第二端部112s。第三绝缘层116叠置于第一区1151a。第四绝缘层117叠置于第三区1151c。第三绝缘层116背向第一区1151a的一表面与第二区1151b平齐，和/或，第四绝缘层117背向第三区1151c的一表面与第二区1151b平齐，则第一极片11背向第一隔膜12的界面平整。

值得说明的是，第一区1151a是第二表面1151朝向第一集流体111凹陷形成的，第三区1151c是第二表面1151朝向第一集流体111凹陷形成的。

值得说明的是，在一些实施例中，第一极片11的制备方法为在第一集流体111相对的两面上分别涂布第一活性物质形成第一活性物质层112，以及第二活性物质形成第二活性物质层115，然后将第一绝缘层113叠置于第一区域1121a，将第二绝缘层114叠置于第三区域1121c，将第三绝缘层116叠置于第一区1151a，将第四绝缘层117叠置于第三区1151c，然后将该产品通过滚筒挤压从而形成界面平整的第一极片11。

在一些实施例中，请参阅图16，图16是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的再一种剖视图。第一极片11的第一集流体111和第二活性物质层115之间还夹设第二层119，第二层119包括粘结剂和导电剂，第二层119粘结第一集流体111和第二活性物质层115，从而，减少第二活性物质层115从第一集流体111脱落的风险，减少设置于第二活性物质层115上的上述第三绝缘层116和第四绝缘层117，以及第二活性物质层115同时从第一集流体111脱落的风险。第二层119可以和第一层118具有相同的材质、结构和功能，此处不再赘述。

对于上述第二极片13，请参阅图2，第二极片13与第一极片11的极性相反，例如，第一极片11为负极，第二极片13为正极，或者，第一极片11为正极，第二极片13为负极。第二极片13可与第一极片11具有相同的结构和功能，例如，第二极片13包括第二集流体131、第三活性物质层132和第四活性物质层(图未示)，第三活性物质层132和第四活性物质层分别设置于第二极片13的两个相对的表面，或者，第二极片13包括第二集流体131和第三活性物质层132，或者，第二极片13包括第二集流体131。第一极片11的结构和第二极片13的结构可组成任意的组合，例如，第一极片11包括第一集流体111、第一活性物质层112和第二活性物质层115，第二极片13包括第二集流体131和第三活性物质层132。例如，第一极片11包括第一集流体111和第一活性物质层112，第二极片13包括第二集流体131和第三活性物质层132。对于第二极片13的结构和功能可参考第一极片11，此处不再赘述。

对于上述第一极片11和第二极片13，第二极片13和第一极片11可具有相同的结构和功能，但第二极片13与第一极片11的极性相反，第二极片13和第一极片11的材质不同。在一些实施例中，第一极片11的第一集流体111包括铜箔，第一极片11的第一活性物质层112和第二活性物质层115包括石墨。在一些实施例中，第二极片13的第二集流体131包括铝箔，第二极片13的第三活性物质层132和第四活性物质层包括钴酸锂。

在一些实施例中，请参阅图17，图17是本申请实施例提供的沿图1中A-A线的再二种剖视图。电极组件1还包括沿第二方向L2依次叠置的第二隔膜14、第三极片15、第三隔膜16和第四极片17，第二隔膜14叠置于第一极片11，第二隔膜14间隔于第一极片11和第三极片15。其中，第三极片15与第二极片13的极性相同，第四极片17与第一极片11的极性相同。其中，第三极片15可与第二极片13具有相同的结构，第三极片15的材质也可与第二极片13相同。其中，第四极片17可与第一极片11具有相同的结构，第四极片17的材质可与第一极片11相同。

当在第一极片11的第一端部111s设置第三绝缘层116，第二端部112s设置第四绝缘层117，则第二隔膜14收缩时，第三绝缘层116和第四绝缘层117间隔于第一极片11和第三极片15之间，降低第一极片11和第三极片15接触短路的风险，降低电极组件1内部短路的风险。

值得说明的是，电极组件1还包括第二隔膜14、第三极片15、第三隔膜16和第四极片17时，在一些实施例中，在第一方向L1上，第二极片13相较于第一极片11，更靠近收容电化学装置111的封装壳2设置。在电化学装置100因跌落等原因受损时，第一隔膜12在第一端部111s或者第二端部112s处收缩严重，第一绝缘层1位于第一端部111s，第一绝缘层1对第一极片11和第二极片13起间隔作用，减少第一极片11和第二极片13因第一隔膜12收缩而引起短路。

值得说明的是，电极组件1还包括第二隔膜14、第三极片15、第三隔膜16和第四极片17时，当设置了第三绝缘层116，和/或，第四绝缘层117，且第一极片11背向第一隔膜12的界面平整，则有利于第一极片11和第三极片15之间锂离子的迁移。

值得说明的是，请参阅图2，当第二极片13靠近封装壳2设置时，第二极片13包括第二集流体131和第三活性物质层132，第三活性物质层132叠置于第二集流体131面向第一隔膜12的一表面，第二记录提131面向封装壳2的一表面不需要设置第四活性物质层。请参阅图17，当第四极片17挨着封装壳2设置时，第四极片17背向第三隔膜16的一面不需要设置活性物质层。

可以理解的是，第二隔膜14用于间隔第一极片11和第三极片15，第一隔膜12用于间隔第一极片11和第二极片13，则第一极片11包括上述第一集流体111、第一活性物质层112和第二活性物质层115，第二极片13包括上述第二集流体131和第三活性物质层132，其中，第三活性物质层132叠置于第二集流体131面向第一隔膜12的一表面。

值得说明的是，在一些实施例中，第二隔膜14、第三极片15、第三隔膜16和第四极片17的数量为多组，多组第二隔膜14、第三极片15、第三隔膜16和第四极片17沿与第二方向L2相反的方向叠置，从而增加电化学装置100对外充放电的能力。

值得说明的是，第二隔膜14、第三隔膜16可以和第一隔膜12具有相同的材质和结构。

为了方便读者理解本申请的发明构思，以下列举出8个本申请提供的具体的电化学装置作为实施例，实施例1、实施例2、实施例3、实施例4、实施例5、实施例6、实施例7和实施例8以供参考，以下列举出2个现有技术中的电化学装置作为对比例1和对比例2，对实施例和对比例进行性能测试，实施例和对比例的相关参数以及性能测试的结果显示在下表1中。

其中，实施例1-8、对比例1和对比例2具有的相同的结构为电化学装置包括电极组件，电极组件为卷绕结构。电化学装置沿第一方向、第二方向和第三方向的尺寸分别为90mm、4.8mm和66mm。

其中，实施例1-8、对比例1和对比例2具有的不相同的结构为实施例1-8和对比例2中的电极组件的第一极片还包括第一绝缘层和第二绝缘层。沿第一方向，即沿电化学装置的长度方向，第一绝缘层的宽度w1和第二绝缘层的宽度w2相等。沿与卷绕方向相反的方向，第一绝缘层自第一极片的卷绕收尾端朝向第一极片的卷绕起始端延伸，第一绝缘层环绕第一极片的最外圈背离卷绕中心轴的一面设置，第二绝缘层自第一极片的卷绕收尾端朝向第一极片的卷绕起始端延伸，第二绝缘层环绕第一极片的最外圈背离卷绕中心轴的一面设置。

实施例1-8和对比例2具有的不相同的结构为，实施例1-8中，沿第一方向，即沿电化学装置的长度方向，第一绝缘层的宽度w1的取值为：2mm≤w1≤10mm，第二绝缘层的宽度w2的取值为：2mm≤w2≤10mm。对比例2中，沿第一方向，即沿电化学装置的长度方向，第一绝缘层的宽度w1的取值为12mm，第二绝缘层的宽度w2的取值为12mm。

对实施例1-8、对比例1和对比例2均进行跌落实验，跌落实验为将电化学装置从高度为1.8米的位置自由跌落到钢板表面，跌落3轮，每1轮跌6次，包括沿电化学装置的厚度方向，电化学装置的两个面分别朝向钢板跌落以及电化学装置的4个角位分别朝向钢板跌落。其中，对每一实施例或对比例1或对比例2的10个电化学装置分别进行跌落实验。在跌落实验结束后，测试实施例1-8或对比例1或对比例2的电化学装置的电压降失效比例。在跌落实验结束后，检测电化学装置中第一极片的界面性能，例如，观察有无紫斑点、析锂等现象，或者，例如统计第一极片的短路点的数量，从而对电化学装置的界面性能进行评估，检测结果记录在表1。

表1

由表1，沿第一方向，即沿电化学装置的长度方向，第一绝缘层的宽度w1的取值为：2mm≤w1≤10mm，沿第一方向，第二绝缘层的宽度w2的取值为：2mm≤w2≤10mm时，本申请实施例提供的电化学装置的电压降失效比例均低于不设置第一绝缘层或第二绝缘层的对比例1中的电化学装置，说明通过设置第一绝缘层和第二绝缘层可有效减低电化学装置的电压降失效比例，即降低电极组件内部短路风险。当沿第一方向，第一绝缘层的宽度w1的取值为：3mm≤w1≤10mm。沿第一方向，第二绝缘层的宽度w2的取值为：3mm≤w2≤10mm时，本申请实施例提供的电化学装置的电压降失效比例为零。

由表1，沿第一方向，即沿电化学装置的长度方向，第一绝缘层的宽度w1的取值为：2mm≤w1≤10mm，沿第一方向，第二绝缘层的宽度w2的取值为：2mm≤w2≤10mm时，与不设置第一绝缘层或者第二绝缘层的对比例1相比，本申请实施例提供的电化学装置的界面性能基本不受第一绝缘层和第二绝缘层的设置的影响。沿第一方向，第一绝缘层的宽度w1的取值为12mm，第二绝缘层的宽度w2的取值为12mm时，电化学装置的界面性能为严重恶化，说明第一绝缘层的宽度w1的取值为12mm，第二绝缘层的宽度w2的取值为12mm时，可能影响第一极片与第一隔膜之间的粘结性，进而影响电化学装置的电学性能。

综上，沿第一方向，第一绝缘层的宽度w1的取值为：2mm≤w1≤10mm，沿第一方向，第二绝缘层的宽度w2的取值为：2mm≤w2≤10mm时，本申请实施例提供的电化学装置的整体性能优良。当设置3mm≤w1≤5mm时，电化学装置具有良好的安全性能、电化学性能和能量密度。

在本申请实施例中，电化学装置100包括电极组件1，电极组件1包括依次叠置的第一极片11、第一隔膜12和第二极片13。第一极片11包括第一集流体111、和第一活性物质层112和第一绝缘层113，第一活性物质层112叠置于第一集流体111面向第一隔膜12的一表面，第一绝缘层113叠置于第一活性物质层112面向第一隔膜12的第一表面1121。沿第一方向L1，第一极片11具有第一端部111s和第二端部112s，第一端部111s或者第二端部112s与第一极耳3连接，第一绝缘层113位于第一端部111s；沿第一方向L1，第一绝缘层113的宽度w1满足:2mm≤w1≤10mm。通过在第一极片11的第一端部111s设置第一绝缘层113，且限定第一绝缘层113的宽度不小于2mm，则第一隔膜12收缩时，第一绝缘层113间隔于第一极片11和第二极片13之间，降低第一极片11和第二极片13接触短路的风险。另外，通过限定第一绝缘层113的宽度不大于10mm，则降低因为第一绝缘层113的设置而对第一极片11的界面性能的影响，进而降低因为第一绝缘层113的设置而对第一极片11和第二极片13之间的锂离子迁移的影响，电化学装置100整体的性能优良。

本申请实施例还提供了一种电子装置，电子装置包括负载和上述电化学装置100。电化学装置100和负载连接，电化学装置100用于对负载供电。

电子装置可以是储能产品、手机、平板、无人机、独轮或两轮以上的电动车辆，或电动清洁工具等。

例如，对于上述无人机，电化学装置100搭载在无人机上，电化学装置100用于对无人机上包括飞行系统、控制系统和摄像系统等在内的负载进行供电。

需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但是，本申请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申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请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，均视为本申请说明书记载的范围；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申请所附权利要求的保护范围。

Claims (13)

1.一种电化学装置，包括电极组件，所述电极组件包括依次叠置的第一极片、第一隔膜和第二极片；所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层叠置于所述第一集流体的一表面，其特征在于，

所述第一极片还包括第一绝缘层，所述第一绝缘层叠置于所述第一活性物质层背向所述第一集流体的第一表面；

沿第一方向，所述第一极片具有第一端部和第二端部，所述第一端部或所述第二端部中的至少一者与所述第一极耳连接，所述第一绝缘层位于所述第一端部；

沿所述第一方向，所述第一绝缘层的宽度w1满足:2mm≤w1≤10mm。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一绝缘层的宽度w1满足：3mm≤w1≤5mm。

3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一表面包括第一区域和第二区域，所述第一区域位于所述第一端部，所述第一绝缘层叠置于所述第一区域，所述第一绝缘层背向所述第一区域的表面与所述第二区域平齐。

4.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，

所述第一极片还包括第二绝缘层，所述第二绝缘层叠置于所述第一表面，所述第二绝缘层位于所述第二端部。

5.根据权利要求4所述的电化学装置，其特征在于，所述第一表面还包括第三区域，所述第三区域位于所述第二端部，所述第二绝缘层背向所述第三区域的表面与所述第二区域平齐。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的电化学装置，其特征在于，

所述第一极片还包括第二活性物质层，所述第二活性物质层叠置于所述第一集流体的另一表面；

所述第一极片还包括第三绝缘层，所述第三绝缘层叠置于所述第二活性物质层背向所述第一集流体的第二表面，所述第三绝缘层位于所述第一端部。

7.根据权利要求6所述的电化学装置，其特征在于，

所述第一极片还包括第四绝缘层，所述第四绝缘层叠置于所述第二表面，所述第四绝缘层位于所述第二端部。

8.根据权利要求1-5任意一项所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极片还包括第一层，所述第一层叠置于所述第一集流体和第一活性物质层之间。

9.根据权利要求8所述的电化学装置，其特征在于，所述第一层包括粘结剂和导电剂。

10.根据权利要求1-5任意一项所述的电化学装置，其特征在于，

所述第一极片、第一隔膜和第二极片共同卷绕成卷绕结构，所述卷绕结构的卷绕中心轴沿所述第一方向设置；

所述第一极片的最外圈相较于所述第二极片的最外圈靠近所述卷绕中心轴；

所述第一绝缘层自所述第一极片的卷绕收尾端朝向所述第一极片的卷绕起始端延伸，所述第一绝缘层环绕所述第一极片的最外圈背离所述卷绕中心轴的面设置。

11.根据权利要求10所述的电化学装置，其特征在于，所述第一绝缘层自所述第一极片的卷绕收尾端延伸至所述第一极片的卷绕起始端。

12.根据权利要求1-5任意一项所述的电化学装置，其特征在于，

所述电极组件还包括依次叠置的第二隔膜、第三极片、第三隔膜和第四极片，所述第二隔膜叠置于所述第一极片，所述第二隔膜间隔于所述第一极片和第三极片之间。

13.一种电子装置，其特征在于，包括负载和如权利要求1-12任意一项所述的电化学装置，所述电化学装置用于向所述负载供电。

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