CN115513578A - 电化学装置及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及电化学装置制造技术领域，特别是涉及一种电化学装置及用电设备。包括外壳、电极组件、第一极耳、极柱和绝缘胶。外壳设置有容纳腔，电极组件收容于容纳腔，第一极耳的一端与电极组件连接。外壳包括主体和自主体延伸设置的凸台，沿主体的厚度方向，凸台凸出于主体，主体设置有第一空腔，凸台设置有第二空腔和第一通孔，第二空腔与第一空腔连通共同形成容纳腔，第一通孔与第二空腔连通，电极组件收容于第一空腔。极柱收容于第二空腔，绝缘胶将极柱粘结于凸台的内表面，并且绝缘胶将极柱与凸台绝缘，沿主体的厚度方向观察，极柱暴露于第一通孔处。通过上述结构，从而使得在主体的厚度方向上，不会由于极柱的尺寸限制主体的厚度。

Description

电化学装置及用电设备

技术领域

本申请实施例涉及电化学装置制造技术领域，特别是涉及一种电化学装置及用电设备。

背景技术

随着科技的进步和智能化浪潮的到来，智能眼镜、智能手表、智能腕带和温度贴片等智能用电设备愈发普及在人们的日常生活中。为了提高智能用电设备的续航能力，而在其电池发展方向上，目前市场主流则是通过提高电池充电效率来达到提高智能用电设备的续航能力的目的。

而在电池发展方向上的另一方面，可以通过更换电池的方式提高智能用电设备的续航能力，而在更换电池的过程中，常需要智能用电设备进行关机操作，影响使用。于是，更多的设计在智能用电设备内增置一个电池，以保证智能用电设备在更换电池时无需进行关机操作。而这类电池主要使用软包电池或是钢壳电池等。

在发明人实现本申请实施例的过程中，发现：目前，在智能用电设备内增置一个电池时，需要将电池制造为超薄电池，而上述的软包电池由于其端部需要热封，在使其厚度变薄时会导致部分空间损失，并且软包电池侧面的折角工艺难度高，不易将电池厚度做薄；同样地，钢壳电池会因为极柱、连接片等构件难以将电池厚度做薄。

发明内容

本申请提供一种电化学装置及用电设备，以改善目前软包电池由于其端部需要热封，在使其厚度变薄时会导致部分空间损失，并且软包电池侧面的折角工艺难度高，不易将电池厚度做薄；同样地，钢壳电池会因为极柱、连接片等构件难以将电池厚度做薄。

为解决上述技术问题，本申请采取的一种技术方案是，提供了一种电化学装置。所述电化学装置包括外壳、电极组件、第一极耳、极柱和绝缘胶。所述外壳设置有容纳腔，所述电极组件收容于所述容纳腔，所述第一极耳的一端与所述电极组件连接。所述外壳包括主体和自所述主体延伸得到的凸台，沿所述主体的厚度方向，所述凸台凸出于所述主体，所述主体设置有第一空腔，所述凸台设置有第二空腔和第一通孔，所述第二空腔与所述第一空腔连通共同形成所述容纳腔，所述第一通孔与所述第二空腔连通，所述电极组件收容于第一空腔。所述极柱收容于第二空腔，所述绝缘胶将所述极柱粘结于所述凸台的内表面，并且所述绝缘胶将所述极柱与所述凸台绝缘，沿所述主体的厚度方向观察，所述极柱暴露于所述第一通孔处。通过这种设计，使得所述主体的厚度可以仅取决于其自身的厚度，而不受所述极柱的尺寸限制，同时，设置了所述凸台以收容所述极柱。

可选地，所述极柱包括第一部分和自所述第一部分延伸得到的第二部分，所述绝缘胶将所述第一部分粘结于所述凸台的内表面，并且所述绝缘胶将所述第一部分与凸台绝缘，所述第二部分伸出于所述第一通孔，所述第二部分与所述第一通孔的壁面具有间隙。通过这种设计，所述极柱的第一部分与所述外壳之间设有绝缘胶，所述极柱的第二部分与所述外壳之间具有所述间隙，从而使得极性相反的所述极柱和所述外壳绝缘，防止短路。

可选地，所述绝缘胶设置有第二通孔，所述第二部分从所述第二通孔穿过。通过这种设计，便于所述第二部分自所述第一通孔和所述第二通孔穿出。

可选地，所述第一部分大致平行于第二空腔，所述第一部分的厚度方向与所述主体的厚度方向相同。通过这种设计，便于减少所述凸台的厚度。

可选地，沿所述主体的长度方向，所述主体具有相对的第一端面和第二端面，所述凸台具有相对的第一壁面和第二壁面，并且所述第一端面和第一壁面齐平。通过这种设计，使得所述凸台设置于所述主体的一边缘，从而便于其他电子元件的设置。

可选地，所述电化学装置还包括电路板和第二极耳，所述第二极耳的一端与电极组件连接，所述第二极耳的另一端与外壳连接，所述电路板安装于所述第一端面和第一壁面，所述电路板与所述极柱电连接，且所述电路板与所述外壳电连接。通过这种设计，使得与所述第一极耳极性相反的所述第二极耳与外壳电连接。

可选地，沿所述主体的厚度方向，所述主体具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述第二壁面连接，所述第二壁面与所述第一表面的连接处的形状呈圆角，所述圆角的半径R满足： 0.1毫米≤R≤0.3毫米。通过这种设计，一方面便于生产制造，另一方面可以有效的保护所述容纳腔11内的电子元件。

可选地，沿所述主体的厚度方向，所述凸台具有远离所述主体的第三表面，所述第三表面至第一表面的垂直距离H1满足：1.1毫米≤H1≤1.5毫米。

可选地，所述第二表面与所述第一表面之间的垂直距离H2满足： 1.5毫米≤H2。这样的设计合理的运用了壳体的空间，不会导致空间的浪费。

可选地，所述外壳的材料包括铝及其合金、不锈钢或镁合金中的一种。

可选地，所述电化学装置包括密封件，所述凸台还设置注液口，所述注液口与所述第二空腔连通，所述密封件设置于所述注液口，将所述注液口密封。

为解决上述技术问题，本申请还提供了一种用电设备。所述用电设备包括上述电化学装置。

本申请的有益效果是：提供一种电化学装置及用电设备，所述电化学装置包括外壳、电极组件、第一极耳、极柱和绝缘胶。所述外壳设置有容纳腔，所述电极组件收容于所述容纳腔，所述第一极耳的一端与所述电极组件连接。所述外壳包括主体和自所述主体延伸得到的凸台，沿所述主体的厚度方向，所述凸台凸出于所述主体，所述主体设置有第一空腔，所述凸台设置有第二空腔和第一通孔，所述第二空腔与所述第一空腔连通共同形成所述容纳腔，所述第一通孔与所述第二空腔连通，所述电极组件收容于第一空腔。所述极柱收容于第二空腔，所述绝缘胶将所述极柱粘结于所述凸台的内表面，并且所述绝缘胶将所述极柱与所述凸台绝缘，沿所述主体的厚度方向观察，所述极柱暴露于所述第一通孔处。通过上述结构，从而使得将所述极柱、电极组件收容于容纳腔内，并且在所述主体的厚度方向上，不会由于所述极柱的尺寸限制所述主体的厚度，便于所述电化学装置的轻薄化设计。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，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为本申请其中一实施例提供的用电设备的示意图；

图2为本申请其中一实施例提供的电化学装置的立体图；

图3为本申请其中一实施例提供的电化学装置的示意图；

图4为本申请其中一实施例提供的图3的A面部分截面图；

图5为本申请其中一实施例提供的电化学装置的分解图。

用电设备1000的附图标记如下。

电化学装置	100	第二壁面	134
				外壳	10	第三表面	135
容纳腔	11	注液口	136
				主体	12	电极组件	20
第一空腔	121	第一极耳	30
				第一端面	122	极柱	40
第二端面	123	第一部分	41
				第一表面	124	第二部分	42
第二表面	125	绝缘胶	50
				凸台	13	第二通孔	51
第二空腔	131	电路板	60
				第一通孔	132	第二极耳	70
第一壁面	133	密封件	80

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”/“安装于”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，其示出了本申请其中一实施例提供的用电设备1000的示意图。其中，用电设备1000包括电化学装置100。应当理解的是，在本申请的一些实施例中，该用电设备1000可以是扫地机器人、风扇、剃须刀、电动载具等任意具有电池并由电驱动的装置，而本申请其中一实施例的用电设备1000为具有嵌入式系统的智能终端，其中，该具有嵌入式系统的智能终端包括手机、智能手表、平板电脑等。接下来，以手机为例，对该用电设备1000的具体结构作出说明。同样需要说明的是，为了提高手机的续航能力，需要对手机的电池进行更换，但在更换电池的过程中，需要对手机进行关机后才能更换，不便于使用。故本申请实施例提供的方案是，在手机内增置一个超薄电池作为更换电池时的电源，保证手机使用，而该超薄电池即是本申请实施例提供的电化学装置100。

对于前述电化学装置100，请参阅图2至图4，其分别示出了本申请其中一实施例提供的电化学装置100的立体图、本申请其中一实施例提供的电化学装置100的示意图和本申请其中一实施例提供的图3的A面部分截面图，并结合其他附图。电化学装置100包括外壳10、电极组件20、第一极耳30、极柱40和绝缘胶50。外壳10设置有容纳腔11，电极组件20收容于容纳腔11，第一极耳30的一端与电极组件20连接，第一极耳30的另一端与极柱40电连接。外壳10包括主体12和自主体12延伸得到的凸台13，沿主体12的厚度方向，凸台13凸出于主体12，主体12设置有第一空腔121，凸台13设置有第二空腔131和第一通孔132，第二空腔131与第一空腔121连通共同形成容纳腔11，第一通孔132与第二空腔131连通，电极组件20收容于第一空腔121。极柱收容于第二空腔131，绝缘胶50将极柱40粘结于凸台13的内表面，并且绝缘胶50将极柱40与凸台13绝缘，沿主体12的厚度方向观察，极柱40暴露于第一通孔132处。值得一提的是，电极组件20用于储存电能，并通过第一极耳30和极柱40与其他电子设备或电子元件电连接，并且第一极耳30的数量可以是多个，一第一极耳30与一电极组件20的电芯电连接，并且极柱40与外壳10的极性相反。可选地，外壳10的材料包括铝及其合金、不锈钢或镁合金。

有必要说明的是，在本申请实施例中的厚度方向、长度方向、宽度方向，这三种方向之间两两垂直。并且在本申请实施例中的电化学装置100的长度大于宽度大于厚度。

需要说明的是，经过实际试验和测量，对比了相同尺寸的软包电池和钢壳电池的能量密度，具体试验计算数据如下：

（1）对照组1（软包电池）：

软包电池外壳：厚度1.5毫米、宽度45毫米、长度95毫米；

软包阴极极片面积 ：3519.79平方毫米；

电芯体积：6412.5立方毫米；

VED等比：0.5498。

（2）对照组2（钢壳电池）：

钢壳电池外壳：厚度1.5毫米、宽度45毫米、长度95毫米；

钢壳阴极极片面积：3947.53平方毫米；

电芯体积：6625.35立方毫米；

VED等比：0.5958。

通过上述对比试验，由数据对比计算得知，钢壳电池和软包电池的能量密度比计算如下：钢壳电池VED等比/软包电池VED等比=0.5958/0.5489=108.5%，即是，钢壳电池软包电池的能量密度收益提升约为8.5%，基于上述对比，可以得出在相同尺寸下的钢壳电池的能量密度大于软包电池的能量密度，而在另一方面，软包电池侧面的折角工艺难度高，不易生产成超薄电池，故本申请实施例中的电化学装置100选择基于硬壳电池的改进。值得一提的是，为了将电化学装置100设计的更加轻薄，会将其厚度大大减小，而如果按照常规设计的电化学装置100会将极柱40沿电化学装置100的长度方向或者宽度方向自容置腔伸出至外壳10外。但是，在电化学装置100的厚度很小时，会影响极柱40的设置，故本申请实施例将极柱40设置于厚度方向上凸出于主体12的凸台13上，可以不影响极柱40的设置。同时，本申请实施例的凸台13设置于主体12的边缘处，且凸台13面积占主体12的面积相对主体12的面积较小，不会影响主体12的设置和使用，从而给收容于主体12内的电极组件20提供较大的使用空间。

对于上述极柱40，请参阅图4，并结合其他附图。极柱40包括第一部分41和自第一部分41延伸得到的第二部分42，绝缘胶50将第一部分41粘结于凸台13的内表面，并且绝缘胶50将第一部分41与凸台13绝缘，第二部分42伸出于第一通孔132，第二部分42与第一通孔132的壁面具有间隙，间隙用于防止第二部分42与外壳10接触造成短路。其中，第一部分41用于提供更大的接触面积，一方面便于多个第一极耳30与第一部分41电连接；另一方面，通过增大第一部分41与绝缘胶50的接触面积，增大胶粘面积，从而防止极柱40与外壳10脱离。而第二部分42可以将极柱40自第一通孔132伸出，便于极柱40与其他电子设备或电子元件电连接。相应地，绝缘胶50设置有第二通孔51，第二部分42从所述第二通孔51穿过，并伸入第一通孔132。可选地，第二通孔51的通孔面积大于等于第一通孔132，第二通孔51还可以用于给第二空腔131提供密封，将第二空腔131和第一空腔121与外界环境隔开。需要说明的是，本申请实施例中的第一部分41大致平行于第二空腔131，第一部分41的厚度方向与主体12的厚度方向相同，其中第一部分41大致平行于第二空腔131是指其面积最大的表面与凸台13的表面大致平行设置，并且，大致平行于第二空腔131的第一部分41，可以有效的通过增大面积的方式减少厚度，一方面便于减少凸台13的厚度，另一方面，可以有效的通过增大面积的方式便于第一极耳30的电连接。

在本申请其中一实施例中，请参阅图4和图5，其中，图5示出了本申请其中一实施例提供的电化学装置100的分解图，并结合其他附图。沿主体12的长度方向，主体12具有相对的第一端面122和第二端面123，凸台13具有相对的第一壁面133和第二壁面134，并且第一端面122和第一壁面133齐平。即是，凸台13设置于主体12的一边缘，当第一端面122和第一壁面133齐平时，可以将凸台13和主体12成型，使其设置于手机内部时，便于与其他电子元件相邻设置。可以理解的是，在凸台13凸出于主体12的表面上，主体12留有大面积区域可以用于安装其他电子元件。例如，将电化学装置100安装于手机的内部，然后将手机的电池安装于主体12留出的区域，从而充分利用电化学装置100和手机的壳体之间的空间。

进一步地，请复阅图2，并结合其他附图。电化学装置100还包括电路板60和第二极耳70，第二极耳70的一端与电极组件20连接，第二极耳70的另一端与外壳10连接，电路板60安装于第一端面122和第一壁面133，电路板60与极柱40电连接，且电路板60与外壳10电连接。可以理解的是，第二极耳70与第一极耳30的极性相反，第一极耳30为正极，第二极耳70为负极，即是与第二极耳70电连接的外壳10为负极。其中，电路板60为保护电路板，用于控制和保护电化学装置100内的电芯及电路。

在本申请其中一实施例中，请参阅图4和图5，并结合其他附图。沿主体12的厚度方向，主体12具有相对的第一表面124和第二表面125，第一表面124与第二壁面134连接，第二壁面134与第一表面124的连接处的形状呈圆角，圆角的半径R满足： 0.1毫米≤R≤0.3毫米。结合上述实施例中的内容，第一表面124可用于安装手机的电池，或者安装其他电子元件。而本申请实施例中的一方面，连接处的圆角可以便于生产制造；另一方面，连接处的圆角在容纳腔11内部可以保护电极组件20的电芯，防止在电化学装置100在制造、运输或是使用等过程中，由于第二壁面134与第一表面124的连接处的尖锐边角刺伤电极组件20的电芯，防止发生燃烧爆炸等安全隐患。

而对于上述凸台13，请参阅图4和图5，并结合其他附图。沿主体12的厚度方向，凸台13具有远离主体12的第三表面135，第三表面135至第一表面124的垂直距离H1满足：1.1毫米≤H1≤1.5毫米。相应地，第三表面135和第二壁面134的连接处的形状呈圆角。

对于主体12，第二表面125与第一表面124之间的垂直距离H2满足： 1.5毫米≤H2。即是，凸台13的厚度小于主体12的厚度。

在本申请其中一实施例中，电化学装置100包括密封件80，凸台13还设置注液口136，注液口136与第二空腔131连通，密封件80设置于注液口136，将注液口136密封。通过从注液口136向容纳腔11内注入电解液，并在将电解液注入后将注液口136通过密封件80密封。

本申请实施例提供了一种电化学装置100，电化学装置100包括外壳10、电极组件20、第一极耳30、极柱40和绝缘胶50。外壳10设置有容纳腔11，电极组件20收容于容纳腔11，第一极耳30的一端与电极组件20连接，第一极耳30的另一端与极柱40电连接。外壳10包括主体12和自主体12延伸得到的凸台13，沿主体12的厚度方向，凸台13凸出于主体12，主体12设置有第一空腔121，凸台13设置有第二空腔131和第一通孔132，第二空腔131与第一空腔121连通共同形成容纳腔11，第一通孔132与第二空腔131连通，电极组件20收容于第一空腔121。极柱40收容于第二空腔131，绝缘胶50将极柱40粘结于凸台13的内表面，并且绝缘胶50将极柱40与凸台13绝缘，沿主体12的厚度方向观察，极柱40暴露于第一通孔132处。通过上述结构，从而使得将极柱40、电极组件20收容于容纳腔11内，并且在主体12的厚度方向上，不会由于极柱40的尺寸限制主体12的最小厚度，便于电化学装置100的轻薄化设计。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供了一种用电设备1000，包括电化学装置100，其中电化学装置100的结构及作用与上述内容一致，此处不再一一赘述，故该用电设备1000同样可以改善目前软包电池由于其端部需要热封，在使其厚度变薄时会导致部分空间损失，并且软包电池侧面的折角工艺难度高，不易生产成超薄电池；同样地，钢壳电池会因为极柱、连接片等构件难以做成超薄电池的现状。

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 (12)

1.一种电化学装置，包括外壳、电极组件和第一极耳，所述外壳设置有容纳腔，所述电极组件收容于所述容纳腔，所述第一极耳的一端与所述电极组件连接，其特征在于，

所述外壳包括主体和自所述主体延伸设置的凸台，沿所述主体的厚度方向，所述凸台凸出于所述主体，所述主体设置有第一空腔，所述凸台设置有第二空腔和第一通孔，所述第二空腔与所述第一空腔连通共同形成所述容纳腔，所述第一通孔与所述第二空腔连通，所述电极组件收容于所述第一空腔；

所述电化学装置还包括：极柱和绝缘胶，所述极柱收容于所述第二空腔，所述绝缘胶将所述极柱粘结于所述凸台的内表面，并将所述极柱与所述凸台绝缘，沿所述主体的厚度方向观察，所述极柱暴露于所述第一通孔处。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，

所述极柱包括第一部分和自所述第一部分延伸设置的第二部分，所述绝缘胶将所述第一部分粘结于所述凸台的内表面，并将所述第一部分与所述凸台绝缘，所述第二部分伸出于所述第一通孔，所述第二部分与所述第一通孔的壁面具有间隙。

3.根据权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，

所述绝缘胶设置有第二通孔，所述第二部分从所述第二通孔穿过。

4.根据权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，

所述第一部分大致平行于所述第二空腔，所述第一部分的厚度方向与所述主体的厚度方向相同。

5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，

沿所述主体的长度方向，所述主体具有相对的第一端面和第二端面，所述凸台具有相对的第一壁面和第二壁面，并且所述第一端面和所述第一壁面齐平。

6.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括电路板和第二极耳，所述第二极耳的一端与所述电极组件连接，所述第二极耳的另一端与所述外壳连接，所述电路板安装于所述第一端面和所述第一壁面，所述电路板与所述极柱电连接，且所述电路板与所述外壳电连接。

7.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，

沿所述主体的厚度方向，所述主体具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面与所述第二壁面连接，所述第二壁面与所述第一表面的连接处的形状呈圆角，所述圆角的半径R满足： 0.1毫米≤R≤0.3毫米。

8.根据权利要求7所述的电化学装置，其特征在于，

沿所述主体的厚度方向，所述凸台具有远离所述主体的第三表面，所述第三表面至所述第一表面的垂直距离H1满足：1.1毫米≤H1≤1.5毫米。

9.根据权利要求7所述的电化学装置，其特征在于，

所述第二表面与所述第一表面之间的垂直距离H2满足： 1.5毫米≤H2。

10.根据权利要求1-9中任意一项所述的电化学装置，其特征在于，所述外壳的材料包括铝及其合金、不锈钢或镁合金中的一种。

11.根据权利要求1-9中任意一项所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括密封件，所述凸台还设置注液口，所述注液口与所述第二空腔连通，所述密封件设置于所述注液口，将所述注液口密封。

12.一种用电设备，包括如权利要求1-11任意一项所述的电化学装置。

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