CN116349048A - 电化学装置及用电装置 - Google Patents

电化学装置及用电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116349048A
CN116349048A CN202280005987.9A CN202280005987A CN116349048A CN 116349048 A CN116349048 A CN 116349048A CN 202280005987 A CN202280005987 A CN 202280005987A CN 116349048 A CN116349048 A CN 116349048A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pole piece
edge
electrochemical device
connecting edge
material layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280005987.9A
Other languages
English (en)
Inventor
黄瑞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningde Amperex Technology Ltd
Original Assignee
Ningde Amperex Technology Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningde Amperex Technology Ltd filed Critical Ningde Amperex Technology Ltd
Publication of CN116349048A publication Critical patent/CN116349048A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本申请涉及电池技术领域,公开了电化学装置、电池模组及用电装置,电化学装置包括电极组件和绝缘件,电极组件包括第一极片、第二极片以及隔离膜,第一极片包括第一集流体和第一活性物质层,第一活性物质层设有第一连接边,第一极片的第一表面设有第一空箔区,绝缘件分别覆盖部分第一活性物质层和部分第一空箔区,通过上述结构,绝缘件在完全且可靠覆盖部分第一连接边的同时,减少基部对第一活性物质层的覆盖面积,有效增大第一极片中第一活性物质层的有效面积,从而提高电化学装置的能量密度。

Description

电化学装置及用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种电化学装置及用电装置。
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(如便携式电子设备)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、电解液以及与电极组件连接的极耳。其中,电极组件包括间隔设置且极性相反的第一极片、第二极片,以及设于该第一极片与第二极片之间的隔离膜。
目前,为保证该电化学装置具有较高的能量密度,厂商一般会将最外圈集流体的内表面设置有活性物质层,而外表面不设置活性物质层并形成空箔区,以避免该外表面的活性物质因不参与反应而造成成本的浪费与能量密度的降低。为方便说明,以下将端部位于电极组件最外圈的极片定义为第一极片,另一极片为第二极片。
为了安全起见,在该活性物质层与空箔区之间,通常需要设置绝缘胶膜以防止第一极片和第二极片之间接触发生短路,影响电化学装置的安全性。而绝缘胶膜会覆盖部分活性物质层,降低了电化学装置的容量以及能量密度。
发明内容
本申请旨在提供一种电化学装置及用电装置,能够减少原有绝缘件对第一活性物质层的覆盖面积,有效增大第一极片中第一活性物质层的有效面积,从而提高电化学装置的能量密度。
本申请为了解决其技术问题,采用以下技术方案:
一种电化学装置,包括电极组件和绝缘件,所述电极组件通过层叠设置的第一极片、第二极片以及隔离膜卷绕形成,所述第一极片与所述第二极片之间设有所述隔离膜,所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层,所述第一集流体的第一表面沿第一方向包括涂覆有所述第一活性物质层的第一涂覆区和未涂覆有所述第一活性物质层的第一空箔区。其中,所述第一表面背离所述电极组件的卷绕中心设置,所述第一方向为所述第一极片展开后的长边延伸的方向;所述第一活性物质层具有沿所述第一方向相对设置的第一侧边与第二侧边,以及沿第二方向相对设置的第三侧边与第四侧边,所述第一侧边与所述第三侧边之间通过第一连接边连接,其中,所述第二方向为所述第一极片展开后的宽边延伸的方向。所述电化学装置还包括绝缘件,所述绝缘件包括基部和第一延伸部,所述基部具有沿所述第一方向相对设置的第一端与第二端,所述第一端设置于所述第一空箔区,所述第二端设置于所述第一活性物质层,所述基部覆盖所述第一侧边;所述第一延伸部自所述第二端沿背离所述第一端的方向延伸,所述第一延伸部至少部分覆盖所述第一连接边,所述绝缘件完全覆盖所述第一连接边和第一侧边,沿所述第一方向,所述第一延伸部背离所述第二端的一侧到所述第一侧边的最大距离大于所述第二端到所述第一侧边的最大距离。
在一些实施例中,沿所述第二方向(或者,沿所述第三侧边指向所述第四侧边的方向),所述第一延伸部背离所述第二端的一侧到所述第一侧边的距离逐渐减小(或者所述第一延伸部的外轮廓逐渐收缩)。
在一些实施例中,所述第一连接边的形状呈弧形,并且所述第一连接边的半径R1满足:R1≥1毫米。
在一些实施例中,沿所述第一方向,所述第一延伸部远离所述第一端的一侧到所述第一侧边的距离D1满足:1.2毫米≤D1≤6毫米。
在一些实施例中,所述绝缘件设有第二连接边,所述第二连接边将所述第一延伸部与所述基部连接,所述第二连接边与所述第一连接边之间的最小距离D2满足:0.2毫米≤D2≤2毫米。
在一些实施例中,所述第二端与所述第一侧边的最小距离D3满足:0.2毫米≤D3≤2毫米。
在一些实施例中,所述第一侧边与所述第四侧边之间通过第三连接边连接,所述第三连接边的形状呈弧形,并且所述第三连接边的半径R2满足:R2≥1毫米。
在一些实施例中,所述绝缘件还包括第二延伸部和第四连接边,所述第二延伸部自所述第二端沿背离所述第一端的方向延伸,所述第四连接边将所述第二延伸部和所述基部连接,所述第二延伸部至少部分覆盖所述第三连接边,所述绝缘件完全覆盖第一侧边和第三连接边,沿所述第一方向,所述第二延伸部背离所述第二端的一侧到所述第一侧边的最大距离大于所述第二端到所述第一侧边的最大距离。
在一些实施例中,沿所述第二方向(或者沿所述第四侧边指向所述第三侧边的方向),所述第二延伸部背离所述第二端的一侧到所述第一侧边的距离逐渐减小(或者所述第二延伸部的外轮廓逐渐收缩)。
在一些实施例中,沿所述第一方向,所述第二延伸部远离所述第一端的一侧到所述第一侧边的距离D4满足:1.2毫米≤D4≤6毫米;所述第四连接边与所述第三连接边之间的最小距离D5满足:D5≥0.2毫米。
在一些实施例中,所述第一极片为阴极极片,所述第二极片为阳极极片;所述第二极片的第二尾端位于所述基部的第二端与所述第一端之间,设有所述第一空箔区的第一极片卷绕于所述第二极片的外侧,并且沿所述电极组件卷绕方向,所述第二极片的第二尾端凸出于所述第一极片的第一尾端,其中,所述第一尾端和所述第二尾端分别为所述第一极片和所述第二极片在所述电极组件的卷绕结束端。
本申请还提供了又一实施例一种用电装置,其包括上述的电化学装置,电化学装置用于为用电装置提供电能。
与目前市场上的电化学装置相比,本申请实施例电化学装置的有益效果为:通过上述结构,绝缘件在完全且可靠覆盖第一连接边的同时,减少基部对第一活性物质层的覆盖面积,有效增大第一极片中第一活性物质层的有效面积,从而提高电化学装置的能量密度。
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,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请一实施例电化学装置一视角的剖视图。
图2为本申请一实施例电化学装置中第一极片的一视角的示意图。
图3为本申请一实施例电化学装置中第一极片的第一表面的一视角的示意图。
图4为本申请一实施例电化学装置中第一极片的另一视角的示意图。
图5为本申请一实施例电化学装置中第二极片的一视角的示意图。
图6为本申请一实施例电化学装置中第二极片的另一视角的示意图。
图7为本申请一实施例电化学装置中绝缘件一视角的示意图。
图8为本申请一实施例电化学装置第一极片局部放大图。
图9为本申请另一实施例电化学装置中绝缘件一视角的示意图。
图10为本申请再一实施例电化学装置中绝缘件一视角的示意图。
图11为本申请另一实施例电化学装置中第一极片局部放大图。
图12为本申请一实施例电化学装置中电极组件一视角的示意图。
图13为图12中局部C的放大图。
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”、“设置于”/“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。
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。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,电化学装置100包括电极组件10、绝缘件20、壳体30以及电解液40。壳体30设有收容腔,电解液40填充于收容腔内,绝缘件20设置于电极组件10内部,并且与电极组件10一并收容于收容腔内,电解液40完全浸泡电极组件10并且为电极组件10发生化学反应提供液态环境。
值得说明的是:电化学装置100可以为软包电池,即壳体30是由柔性材料制备得到的,例如:铝塑膜或钢塑膜等,电化学装置100还可以是硬壳电池,壳体30是采用硬质材料制备得到的,例如:铝壳材质、钢壳材质、硬度较高的塑料材质或其它金属材质等。
电极组件10包括第一极片11、第二极片12以及隔离膜13。第一极片11设有第一首端11s和第一尾端11w,第二极片12设有第二首端12s和第二尾端12w,将第一极片11、隔离膜13以及第二极片12依次叠置,并且从第一首端11s和第二首端12s处开始卷绕形成电极组件10。在本实施例中,第一极片11为阴极片,第二极片12为阳极片,卷绕完成后的最外侧为第一极片11,并且沿卷绕方向,第二首端12s凸出于第一首端11s,第二尾端12w凸出于第一尾端11w,确保第一极片11脱离的钴酸锂能够嵌入第二极片12中,防止电化学装置100出现析锂情况,影响电化学装置100的安全性。
对于上述的第一极片11,请参阅图2至图4,定义第一极片11展开后的长边延伸的方向为第一方向X,定义第一极片11展开后的宽边延伸的方向为第二方向Y,第一方向X和第二方向Y互相垂直。第一极片11包括第一集流体111、第一活性物质层112、第一绝缘材料层113以及若干第一极耳114。第一活性物质层112和第一绝缘材料层113涂覆于第一集流体111的表面,第一活性物质层112通过电解液40与第二极片12发生化学反应,第一绝缘材料层113隔离第一极片11与第二极片12接触,降低引起短路的风险。若干第一极耳114均与第一极片11的长边连接,若干第一极耳114沿第一方向X间隔设置,并且每一第一极耳114沿第二方向Y延伸。
第一集流体111设有相对设置的第一表面111a和第二表面111b,其中,第一表面111a背离电极组件10的卷绕中心,第二表面111b靠近电极组件10的卷绕中心。沿第一方向X,第一集流体111的第一表面111a依次相邻设有第一涂覆区1111和第一空箔区1112,第一涂覆区1111用于涂覆第一活性物质层112,第一空箔区1112不作处理。沿第二方向Y,第一集流体111的第一表面111a依次相邻设有第一涂覆区1111和第二空箔区1113,第二空箔区1113用于涂覆第一绝缘材料层113。沿第二方向Y,第一集流体111的第二表面111b依次相邻涂覆有第一活性物质层112和第一绝缘材料层113。第一绝缘材料层113可以包括现有常用的一些无机材料或绝缘的有机材料,无机材料可以包括氧化铝、氧化镁、氧化锆等;第一绝缘材料层113还可以进一步包括常用的粘结剂,例如:聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚碳酸亚丙酯、聚环氧乙稀及其衍生物等。
涂覆于第一涂覆区1111的第一活性物质层112设有第一侧边1121、第二侧边1122、第三侧边1123、第四侧边1124以及第一连接边1125。第一侧边1121和第二侧边1122沿第一方向X相对设置,第三侧边1123和第四侧边1124沿第二方向Y相对设置,并且第一连接边1125的两端分别与第一侧边1121和第三侧边1123相切并且平滑连接。第一侧边1121的延长线与第三侧边1123的延长线相交于点A,第一连接边1125的形状呈圆弧形,并且圆弧的凸部趋向点A,第一连接边1125的半径R1满足:R1≥1毫米。第一侧边1121的延长线、第三侧边1123的延长线以及第一连接边1125共同围成第一空缺区1114,第一空缺区1114不涂覆任何涂层。
在本实施例中,请参阅图8,第一连接边1125的半径R1的测量方法为:沿第一方向X,存在第一绝缘材料层113与第一活性物质层112的界面分离点P(即第三侧边1123与第一连接边1125的切点),分离点P到第一侧边的距离即为第一连接边1125的半径R1。
对于上述的第二极片12,请参阅图5和图6,第二极片12包括第二集流体121、第二活性物质层122以及若干第二极耳123。若干第二极耳123均与第二集流体121的一长边连接,沿第二极片12展开后长边延伸的方向,若干第二极耳123间隔设置并且向垂直于长边的方向延伸。第二集流体121设有相对设置的第三表面121a和第四表面121b,第三表面121a背离电极组件10的卷绕中心,第四表面121b靠近电极组件10的卷绕中心。第三表面121a涂覆有第二活性物质层122,第四表面121b涂覆有第二活性物质层122,第四表面121b靠近第二首端12s处不涂覆第二活性物质层122。第二活性物质层122用于与第一活性物质层112进行化学反应。
当第一极片11、第二极片12以及隔离膜13叠置后卷绕形成电极组件10,若干第一极耳114依次堆叠形成电极组件10的一电极,若干第二极耳123依次堆叠形成电极组件10的另一电极。
在一些实施例中,第一极片11为阴极极片,第二极片12为阳极极片。
在一些实施例中,第一集流体111为铝箔片,第二集流体121为铜箔片。
在一些实施例中,第一绝缘材料层113可以为无机颗粒层,例如陶瓷涂层。
在一些实施例中,第一极耳114与第一集流体111为一体成型结构,即第一极耳114由第一集流体111裁切形成;第二极耳123与第二集流体121为一体成型结构,即第二极耳123由第二集流体121裁切形成。在其它一些实施例中,第一极耳114通过焊接或粘接于第一集流体111;第二极耳123通过焊接或粘接于第二集流体121。
对于上述的绝缘件20,请参阅图7,绝缘件20包括基部21、第一延伸部22以及第二连接边24。沿第一方向X,基部21设有第一端211和第二端212,并且第一端211设置于第一空箔区1112,第二端212设置于第一活性物质层112,基部21覆盖第一活性物质层112的第一侧边1121。第一延伸部22自第二端212起始,向远离第一端211的方向延伸,第一延伸部22覆盖第一活性物质层112的部分第一侧边1121、部分第三侧边1123以及全部第一连接边1125。在一实施例中,基部21完全覆盖第一活性物质层112的第一侧边1121,第一延伸部22至少部分覆盖第一连接边1125。通常隔离膜13的厚度一般为4微米至5微米,其机械性和致密性都比较差,而绝缘件20的厚度在14微米至16微米,其机械性和致密性较好,当第一延伸部22完全覆盖第一空缺区1114,可以防止当第一极片11与第二极片12之间的隔离膜13破损时,第一集流体111出现铝-阳极短路反应现象,提高电化学装置100的安全性能。第二连接边24用于将第一延伸部22远离第一端211的一侧与第二端212平滑连接,防止第一延伸部22与基部21的连接处出现突变连接点,绝缘件20在突变连接点处容易出现应力集中的现象,绝缘件20自突变连接点处向内撕裂造成绝缘件20的破损,影响电化学装置100的安全性能。沿第二方向Y(或者沿第一活性物质层112的第三侧边1123指向第四侧边1124的方向),第一延伸部22背离第二端212的一侧到第一侧边1121的距离逐渐减小(或者第一延伸部22的外轮廓逐渐收缩)。
请参阅图8,沿第一方向X,绝缘件20的第一延伸部22远离第一端211的一侧到第一活性物质层112的第一侧边1121的距离D1满足:1.2毫米≤D1≤6毫米。第一极片11量产过程中,在第一集流体111的第一涂覆区1111进行涂覆第一活性物质层112时,受现有涂覆工具以及涂覆工艺技术的影响,第一活性物质层112的第一连接边1125的半径R1最小只能控制在1毫米,在本实施例中,为确保绝缘件20的第一延伸部22能够完全并且可靠地覆盖第一空缺区1114,因此,绝缘件20的第一延伸部22远离第一端211的一侧到第一活性物质层112的第一侧边1121的距离D1至少大于或等于1.2毫米。
在本实施例中,绝缘件20的第一延伸部22远离第一端211的一侧到第一活性物质层112的第一侧边1121的距离D1的测量方法为:绝缘件20的第一延伸部22远离第一端211的一侧(一点)沿第二方向Y作延长线,第一侧边1121沿第二方向Y作延长线,沿第一方向X两延长线之间的距离即为距离D1。文中其它距离的测量也可采用此类似方法,如D2等。
绝缘件20的第二连接边24与第一活性物质层112的第一连接边1125之间的最小距离D2满足:0.2毫米≤D2≤2毫米。绝缘件20在设置于第一极片11的过程中,为确保绝缘件20能完全且可靠地覆盖第一空缺区1114,结合现有工艺技术公差,绝缘件20的第二连接边24与第一活性物质层112的第一连接边1125之间的最小距离D2至少大于或等于0.2毫米时,绝缘件20才能可靠贴合于第一活性物质层112。
沿第一方向X,绝缘件20的第二端212与第一活性物质层112的第一侧边1121之间的最小距离D3满足:0.2毫米≤D3≤2毫米。绝缘件20在设置于第一极片11的过程中,为确保绝缘件20能完全且可靠地覆盖第一活性物质层112的第一侧边1121,结合现有工艺技术公差,绝缘件20的第二端212与第一活性物质层112的第一侧边1121之间的最小距离D2至少大于或等于0.2毫米时,绝缘件20才能可靠贴合于第一活性物质层112。同时,也要控制绝缘件20的第二连接边24与第一活性物质层112的第一连接边1125之间的最小距离D2,以及绝缘件20的第二端212与第一活性物质层112的第一侧边1121之间的最小距离D3在合理的范围内,当最小距离D2和最小距离D3过大时,绝缘件20覆盖第一活性物质层112的面积过大,从而影响了第一极片11和第二极片12之间的有效反应面积,降低了电化学装置100的容量以及能量密度。
在本实施例中,绝缘件20的第二连接边24呈圆弧形,并且第二连接边24的弧形凸出方向与第一连接边1125的弧形凸出方向一致,即第一连接边1125所在圆的圆心与第二连接边24所在圆的圆心重合,第二连接边24与第一连接边1125呈环形结构。在此环形结构中,第一连接边1125与第二连接边24之间的距离保持一致,使得绝缘件20在完全且可靠地覆盖第一空缺区1114的同时,覆盖第一活性物质层112的面积最小,有利于增大电化学装置100的容量,从而提高电化学装置100的能量密度。
在其他一些实施例中,请参阅图9至图10,绝缘件20的第二连接边24可以为其他形状,只需满足绝缘件20的第一延伸部22能够完全且可靠覆盖第一空缺区1114即可,例如圆弧形,其弧形凸部与第一连接边1125的弧形凸部相反设置,或者,直线型,其直线直接将第一延伸部22与第二端212连接。
在一些实施例中,绝缘件20的第一延伸部22覆盖部分第一连接边1125,绝缘件20的基部21覆盖剩余部分的第一连接边1125和全部第一侧边1121。
在一些实施例中,请参阅图11,涂覆于第一涂覆区1111的第一活性物质层112还包括第三连接边1126,第三连接边1126的两端分别与第一侧边1121和第四侧边1124相切并且平滑连接。第一侧边1121的延长线与第四侧边1124的延长线相交于点B,第三连接边1126的形状呈圆弧形,并且圆弧的凸部趋向点B,第三连接边1126的半径R2满足:R2≥1毫米。第一侧边1121的延长线、第四侧边1124的延长线以及第三连接边1126共同围成第二空缺区1115,第二空缺区1115不涂覆任何涂层。
绝缘件20还包括第二延伸部23和第四连接边25,第二延伸部23自基部21的第二端212起始,向远离基部21的第一端211的方向延伸,第二延伸部23覆盖第一活性物质层112的部分第一侧边1121、部分第四侧边1124以及全部第三连接边1126,即第二延伸部23完全覆盖第二空缺区1115,防止当第一极片11与第二极片12之间的隔离膜13破损时,第一集流体111出现阳极反应现象,提高电化学装置100的安全性能。第二延伸部23还可以部分覆盖第三连接边1126,基部21完全覆盖第一侧边1121和部分第三连接边1126,即基部21和第二延伸部23共同覆盖第二空缺区1115。第四连接边25用于将第二延伸部23远离第一端211的一侧与第二端212平滑连接,防止第二延伸部23与基部21的连接处出现突变连接点,绝缘件20在突变连接点处容易出现应力集中的现象,绝缘件20自突变连接点处向内撕裂造成绝缘件20的破损,影响电化学装置100的安全性能。沿第二方向Y(或者,沿第一活性物质层112的第四侧边1124指向第三侧边1123的方向),第二延伸部23背离第二端212的一侧到第一侧边1121的距离逐渐减小(或者第二延伸部23的外轮廓逐渐收缩)。沿第一方向X,第二延伸部23背离第二端212的一侧到第一侧边1121的最大距离大于第二端212到第一侧边1121的最大距离。
沿第一方向X,绝缘件20的第二延伸部23远离第一端211的一侧到第一活性物质层112的第一侧边1121的距离D4满足:1.2毫米≤D4≤6毫米。
绝缘件20的第四连接边25与第一活性物质层112的第三连接边1126之间的最小距离D5满足:0.2毫米≤D5≤2毫米。
值得说明的是,在一些实施例中,可以根据实际需求适当调整第一延伸部22和基部21对第一侧边1121和第一连接边1125的覆盖程度,例如第一延伸部22部分覆盖第一连接边1125,则基部21覆盖剩余的第一连接边1125和第一侧边1121,或者,基部21覆盖部分第一侧边1121,则第一延伸部22覆盖剩余第一侧边1121和第一连接边1125,又或者第一延伸部22完全覆盖第一连接边1125,则基部21完全覆盖第一侧边1121等,只需满足基部21和第一延伸部22共同配合以完全覆盖第一空缺区1114即可,同样的,第二延伸部23和基部21也适用上述覆盖规则,只需满足基部21和第二延伸部23共同配合以完全覆盖第二空缺区1115即可。
为了便于读者更好的理解本申请的技术方案,对电极组件10中的第一极片11、第二极片12以及隔离膜13(图未示)进行简化,请参阅图12和图13,在本实施例中,第一活性物质层112为钴酸锂,第二活性物质层122为石墨,当第一极片11、第二极片12以及隔离膜13依次叠置并且卷绕形成电极组件10后,第二极片12的第二尾端12w结束于绝缘件20中基部21的第二端212与第一端211之间,较优地,第二极片12的第二尾端12w结束于基部21的第二端212与第一活性物质层112的第一侧边1121之间,可以减少第二极片12中不参加化学反应的石墨涂层,降低制造成本,提高第一极片11的钴酸锂与第二极片12的石墨之间的反应率,设有第一空箔区1112的第一极片11继续卷绕于第二极片12的外侧,并且沿电极组件10卷绕的方向,第二极片12的第二尾端12w凸出于第一极片11的第一尾端11w,确保第二极片12有足够的石墨涂层供第一极片11中脱离的钴酸锂嵌入,降低电极组件10出现析锂现象的概率,提高电化学装置100的安全性。
本申请实施例电化学装置100的有益效果为:电化学装置100包括电极组件10和绝缘件20,电极组件10通过叠置的第一极片11、第二极片12以及隔离膜13卷绕形成,第一极片11包括第一集流体111和第一活性物质层112,第一集流体111的第一表面111a设有第一涂覆区1111和第一空箔区1112,第一活性物质层112设置于第一涂覆区1111,第一活性物质层112具有沿第一方向X相对设置的第一侧边1121与第二侧边1122,以及沿第二方向Y相对设置的第三侧边1123与第四侧边1124,所述第一侧边1121与所述第三侧边1123之间通过第一连接边1125连接;绝缘件20包括基部21和第一延伸部22,沿第一方向X,基部21设有第一端211和第二端212,绝缘件20的基部21覆盖第一活性物质层112的第一侧边1121,绝缘件20的第一延伸部22覆盖第一连接边1125,沿第三侧边1123指向第四侧边1124的方向,第一延伸部22的外轮廓逐渐收缩,其中,第一方向X为第一极片11展开后的长边延伸的方向,第二方向Y为第一极片11展开后的宽边延伸的方向。通过上述结构,绝缘件20在完全且可靠覆盖第一连接边1125的同时,减少基部21对第一活性物质层112的覆盖面积,有效增大第一极片11中第一活性物质层112的有效面积,从而提高电化学装置100的能量密度。
基于同一发明构思,本申请实施例还提供了一种用电装置,包括电化学装置100,对于电化学装置100的具体结构和功能请参阅上述实施例,此处不再赘述。用电装置可以为手机、平板电脑、电脑、无人机等其他需要由电驱动的用电装置。
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 (12)

1.一种电化学装置,包括电极组件,所述电极组件通过层叠设置的第一极片、第二极片以及隔离膜卷绕形成,所述第一极片与所述第二极片之间设有所述隔离膜,其特征在于,
所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层,所述第一集流体的第一表面沿第一方向包括涂覆有所述第一活性物质层的第一涂覆区,和未涂覆有所述第一活性物质层的第一空箔区,其中,所述第一表面背离所述电极组件的卷绕中心设置,所述第一方向为所述第一极片展开后的长边延伸的方向;
所述第一活性物质层具有沿所述第一方向相对设置的第一侧边与第二侧边,以及沿第二方向相对设置的第三侧边与第四侧边,所述第一侧边与所述第三侧边之间通过第一连接边连接,其中,所述第二方向为所述第一极片展开后的宽边延伸的方向;
所述电化学装置还包括绝缘件,所述绝缘件包括基部和第一延伸部,所述基部具有沿所述第一方向相对设置的第一端与第二端,所述第一端设置于所述第一空箔区,所述第二端设置于所述第一活性物质层,所述基部覆盖所述第一侧边;
所述第一延伸部自所述第二端沿背离所述第一端的方向延伸,所述第一延伸部至少部分覆盖所述第一连接边,所述绝缘件覆盖所述第一侧边和所述第一连接边,沿所述第一方向,所述第一延伸部背离所述第二端的一侧到所述第一侧边的最大距离大于所述第二端到所述第一侧边的最大距离。
2.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
沿所述第二方向,所述第一延伸部背离所述第二端的一侧到所述第一侧边的距离逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一连接边的形状呈弧形,并且所述第一连接边的半径R1满足:R1≥1毫米。
4.根据权利要求1或2所述的电化学装置,其特征在于,
沿所述第一方向,所述第一延伸部远离所述第一端的一侧到所述第一侧边的距离D1满足:1.2毫米≤D1≤6毫米。
5.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述绝缘件设有第二连接边,所述第二连接边将所述第一延伸部与所述基部连接,所述第二连接边与所述第一连接边之间的最小距离D2满足:0.2毫米≤D2≤2毫米。
6.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第二端与所述第一侧边的最小距离D3满足:0.2毫米≤D3≤2毫米。
7.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一侧边与所述第四侧边之间通过第三连接边连接,所述第三连接边的形状呈弧形,并且所述第三连接边的半径R2满足:R2≥1毫米。
8.根据权利要求7所述的电化学装置,其特征在于,
所述绝缘件还包括第二延伸部和第四连接边,所述第二延伸部自所述第二端沿背离所述第一端的方向延伸,所述第四连接边将所述第二延伸部和所述基部连接,所述第二延伸部至少部分覆盖所述第三连接边,所述绝缘件完全覆盖所述第一侧边和所述第三连接边,沿所述第一方向,所述第二延伸部背离所述第二端的一侧到所述第一侧边的最大距离大于所述第二端到所述第一侧边的最大距离。
9.根据权利要求8所述的电化学装置,其特征在于,
沿所述第二方向,所述第二延伸部背离所述第二端的一侧到所述第一侧边的距离逐渐减小。
10.根据权利要求8所述的电化学装置,其特征在于,
沿所述第一方向,所述第二延伸部远离所述第一端的一侧到所述第一侧边的距离D4满足:1.2毫米≤D4≤6毫米;
所述第四连接边与所述第三连接边之间的最小距离D5满足:0.2毫米≤D5≤2毫米。
11.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一极片为阴极极片,所述第二极片为阳极极片;
所述第二极片的第二尾端位于所述基部的第二端与所述第一端之间,设有所述第一空箔区的第一极片卷绕于所述第二极片的外侧,并且沿所述电极组件卷绕方向,所述第二极片的第二尾端凸出于所述第一极片的第一尾端,其中,所述第一尾端和所述第二尾端分别为所述第一极片和所述第二极片在所述电极组件的卷绕结束端。
12.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求1至11任意一项所述的电化学装置,所述电化学装置用于为所述用电装置提供电能。
CN202280005987.9A 2022-03-31 2022-03-31 电化学装置及用电装置 Pending CN116349048A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2022/084688 WO2023184453A1 (zh) 2022-03-31 2022-03-31 电化学装置及用电装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116349048A true CN116349048A (zh) 2023-06-27

Family

ID=86895232

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280005987.9A Pending CN116349048A (zh) 2022-03-31 2022-03-31 电化学装置及用电装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN116349048A (zh)
WO (1) WO2023184453A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4427976B2 (ja) * 2003-06-18 2010-03-10 日産自動車株式会社 バイポーラ電池
JP4382557B2 (ja) * 2004-03-30 2009-12-16 日立マクセル株式会社 非水二次電池
KR101009517B1 (ko) * 2008-06-23 2011-01-18 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체와 이를 이용한 리튬 이차 전지
JP6531486B2 (ja) * 2015-05-20 2019-06-19 日産自動車株式会社 電池
WO2022051915A1 (zh) * 2020-09-08 2022-03-17 东莞新能安科技有限公司 电极组件、电化学装置及电子装置
CN113675372B (zh) * 2021-07-13 2022-12-02 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及电子装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023184453A1 (zh) 2023-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3985763B1 (en) Electrode assembly and battery unit
EP2054966B1 (en) Power storage device, and method for manufacturing power storage device
CN111211357B (zh) 一种卷绕电芯
US9269984B2 (en) Electrode assembly and rechargeable battery using the same
KR20040058918A (ko) 전지부와, 이의 감는 방법과, 이를 채용하여 제조된 리튬이차 전지
KR100637505B1 (ko) 이차전지의 전극판, 이의 제조 방법 및 이 전극판을 이용한이차전지
CN216213939U (zh) 一种电芯、电池及电子设备
KR20160129571A (ko) 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차전지
CN216563246U (zh) 一种电池
KR101610431B1 (ko) 젤리롤 형태의 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
CN219575722U (zh) 全极耳卷芯和其锂离子电池
JP3247222U (ja) リチウムイオン電池
US7166387B2 (en) Thin battery with an electrode having a higher strength base portion than a tip portion
CN115810879A (zh) 电芯及用电设备
CN116349048A (zh) 电化学装置及用电装置
CN114725477A (zh) 电芯单元、电池及电池的装配方法
CN114144934B (zh) 集流构件及其制造方法、二次电池及其制造方法、电池模块和装置
CN219123266U (zh) 一种电芯及电池
CN218783052U (zh) 极耳中置的极片及电池
CN218385655U (zh) 电池
CN218788389U (zh) 电池
CN217062426U (zh) 电池
CN117199644B (zh) 电池单体、电池以及用电装置
CN216980648U (zh) 电芯单元及电池
CN214280151U (zh) 一种电芯和电池

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination