CN116565467B - 电化学装置及用电设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种电化学装置及用电设备,电化学装置包括壳体、电极组件、第一极耳、第二极耳和第三极耳。第一极耳和第二极耳连接于第一极片,并部分伸出于壳体,第二极耳伸出于壳体的部分和第一极耳伸出于壳体的部分相互连接。沿第一方向,第一极耳伸出于壳体的投影与第二极耳伸出于壳体的投影重叠。以第一首端为起点,第一极耳连接于第一极片总长度的10%‑60%区域,第二极耳连接于第一极片总长度的60%‑100%区域,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升,还有利于提高第一极耳和第二极耳的抗折能力,降低第一极耳和/或第二极耳断裂的风险,提高电化学装置的抗震性能。

Description

电化学装置及用电设备
技术领域
本申请属于储能技术领域,特别涉及一种电化学装置及用电设备。
背景技术
目前,随着快充电池的大范围应用,电池的充电倍率性能越来越受重视,各大厂商逐渐聚焦于缩短充电时间,提升用户的使用体验感。与此同时,电池的大倍率充电,随之而来导致电池温升恶化,甚至存在自燃的风险。
发明内容
鉴于上述状况,有必要提供一种电化学装置,能够缩短充放电时间及降低充放电过程中的温升。
本申请的实施例提供一种电化学装置,包括壳体、电极组件、第一极耳、第二极耳和第三极耳。电极组件设于壳体内,电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜,隔膜设于第一极片和第二极片之间,第一极片、隔膜和第二极片卷绕设置。第一极耳连接于第一极片,并部分伸出于壳体。第二极耳连接于第一极片,并部分伸出于壳体,第二极耳伸出于壳体的部分和第一极耳伸出于壳体的部分相互连接。第三极耳连接于第二极片,并部分伸出于壳体。沿第一方向,第一极耳伸出于壳体的投影与第二极耳伸出于壳体的投影重叠,第一方向为电极组件的厚度方向。沿电极组件的卷绕方向,第一极片包括第一首端和第一末端,以第一首端为起点,第一极耳连接于第一极片总长度的10%-60%区域,第二极耳连接于第一极片总长度的60%-100%区域。第一极耳伸出于壳体的投影与第二极耳伸出于壳体的投影重叠包括部分重叠和完全重叠。
上述的电化学装置中,通过设置同极性的第一极耳和第二极耳,及将第一极耳连接第一极片总长度的10%-60%区域,第二极耳连接于第一极片总长度的60%-100%区域,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升;并且,通过第二极耳伸出于壳体的部分和第一极耳伸出于壳体的部分相互连接,及第一极耳伸出于壳体的投影与第二极耳伸出于壳体的投影沿第一方向重叠,使第一极耳和第二极耳相互支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高第一极耳和第二极耳的抗折能力,降低第一极耳和/或第二极耳断裂的风险,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,以第一首端为起点,第一极耳连接于第一极片总长度的25%-50%区域,和/或,第二极耳连接于第一极片总长度的70%-90%区域,有利于进一步缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,第一极片为正极极片,第一极耳和第二极耳为正极耳,第二极片为负极极片,第三极耳为负极耳。相较于负极耳,正极耳的结构强度和刚度较小,将同为正极耳的第一极耳和第二极耳相互连接支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高正极耳的抗折能力,降低正极耳断裂的风险,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,第一极片为负极极片,第一极耳和第二极耳为负极耳,第二极片为正极极片,第三极耳为正极耳。将同为负极耳的第一极耳和第二极耳相互连接支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高负极耳的抗折能力,降低负极耳断裂的风险,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,第一极耳的厚度为d1,40μm≤d1≤150μm;和/或,第二极耳的厚度为d2,40μm≤d2≤150μm。
在本申请的一些实施例中,电化学装置还包括第一粘接件,第一粘接件的至少部分位于第一极耳和壳体之间,并连接第一极耳和壳体。沿垂直于第一方向的第二方向上,第一粘接件超出于第一极耳相对的两侧。通过设置第一粘接件粘接第一极耳和壳体,有利于将壳体与第一极耳之间的缝隙密封,降低壳体内物质外泄或外部物质进入壳体的风险,提高电化学装置的安全性能,还有利于将第一极耳限位固定,提高第一极耳连接壳体的稳定性,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,电化学装置还包括第二粘接件,第二粘接件的至少部分位于第二极耳和壳体之间,并连接第二极耳和壳体。沿第二方向上,第二粘接件超出于第二极耳相对的两侧。通过设置第二粘接件粘接第二极耳和壳体,有利于将壳体与第二极耳之间的缝隙密封,降低壳体内物质外泄或外部物质进入壳体的风险,提高电化学装置的安全性能,还有利于将第二极耳限位固定,提高第二极耳连接壳体的稳定性,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,电化学装置还包括第三粘接件,第三粘接件的至少部分位于第三极耳和壳体之间,并连接第三极耳和壳体。沿第二方向上,第三粘接件的部分超出于第三极耳相对的两侧。通过设置第三粘接件粘接第三极耳和壳体,有利于将壳体与第三极耳之间的缝隙密封,降低壳体内物质外泄或外部物质进入壳体的风险,提高电化学装置的安全性能,还有利于将第三极耳限位固定,提高第三极耳连接壳体的稳定性,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,沿第一方向,第一粘接件的厚度为d3,40μm≤d3≤200μm,有利于在保证第一粘接件粘接强度的前提下,减小第一粘接件对空间的影响,提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施例中,沿第一方向,第二粘接件的厚度为d4,40μm≤d4≤200μm,有利于在保证第二粘接件粘接强度的前提下,减小第二粘接件对空间的影响,提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施例中,沿第一方向,第三粘接件的厚度为d5,40μm≤d5≤200μm,有利于在保证第三粘接件粘接强度的前提下,减小第三粘接件对空间的影响,提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施例中,电化学装置还包括第四粘接件,第四粘接件的至少部分位于第一极耳和第二极耳之间,并连接第一极耳和第二极耳。通过设置第四粘接件,使第一极耳和第二极耳相互粘接形成一个整体,有利于提高第一极耳和第二极耳之间的连接稳定性,提高第一极耳和第二极耳的抗折性能,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,第四粘接件为双面胶,有利于提高第四粘接件粘接第一极耳和第二极耳的效率,提高装配效率。
在本申请的一些实施例中,第一极耳包括第一部分,沿第一方向,第一部分的投影与第二极耳的投影不重叠,第一部分的投影和第二极耳的投影沿第二方向排列设置,第二方向垂直于第一方向,第一部分沿第二方向上的长度为d6,d6≤0.2mm。
在本申请的一些实施例中,第一极片包括第一集流体和第一活性层,第一活性层设于第一集流体的表面。第一极片设有第一凹部,第一凹部的底部为第一集流体,第一凹部的周侧为第一活性层,第一极耳的至少部分设于第一凹部内并连接于第一集流体,有利于减小第一极耳对电极组件厚度的影响,提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施例中,第一极片设有第二凹部,第二凹部的底部为第一集流体,第二凹部的周侧为第一活性层,第二极耳的至少部分设于第二凹部内并连接于第一集流体,有利于减小第二极耳对电极组件厚度的影响,提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施例中,第一集流体包括第一涂覆区、第一空箔区和第二空箔区,第一空箔区的至少部分位于第一首端,第二空箔区的至少部分位于第一末端,第一活性层设于第一涂覆区,第一空箔区显露于第一活性层,第二空箔区显露于第一活性层。
第一极耳连接于第一空箔区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,第一极耳连接于第一涂覆区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,第二极耳连接于第二空箔区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,第二极耳连接于第一涂覆区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,第一涂覆区包括第一单面区、第二单面区和第一双面区,第一双面区连接第一单面区和第二单面区,第一单面区连接于第一空箔区,第二单面区连接于第二空箔区;沿第一极片的厚度方向,第一单面区的一侧设有第一活性层,第二单面区的一侧设有第一活性层,第一双面区的两侧均设有第一活性层。第一极耳连接于第一单面区或第一双面区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,第二极耳连接于第二单面区或第一双面区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,电化学装置还包括第四极耳,第四极耳连接于第二极片,并部分伸出于壳体,第四极耳伸出于壳体的部分和第三极耳伸出于壳体的部分相互连接。沿第一方向上,第三极耳伸出于壳体的投影与第四极耳伸出于壳体的投影重叠。沿电极组件的卷绕方向,第二极片包括第二首端和第二末端,以第二首端为起点,第三极耳连接于第二极片总长度的10%-60%区域,第四极耳连接于第二极片总长度的60%-100%区域。通过额外设置第四极耳,及将第三极耳连接第二极片总长度的10%-60%区域,第四极耳连接于第二极片总长度的60%-100%区域,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升,并且,通过第四极耳伸出于壳体的部分和第三极耳伸出于壳体的部分相互连接,及第三极耳伸出于壳体的投影与第四极耳伸出于壳体的投影沿第一方向有重叠,使第三极耳和第四极耳相互支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高第三极耳和第四极耳的抗折能力,降低第三极耳和/或第四极耳断裂的风险,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,以第二首端为起点,第三极耳连接于第二极片总长度的25%-50%区域,和/或,第四极耳连接于第二极片总长度的70%-90%区域,有利于进一步缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,电化学装置还包括第五粘接件,第五粘接件的至少部分位于第四极耳和壳体之间,并连接第四极耳和壳体;沿垂直于第一方向的第二方向上,第五粘接件超出于第四极耳相对的两侧。通过设置第五粘接件粘接第四极耳和壳体,有利于将壳体与第四极耳之间的缝隙密封,降低壳体内物质外泄或外部物质进入壳体的风险,提高电化学装置的安全性能,还有利于将第四极耳限位固定,提高第四极耳连接壳体的稳定性,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,沿第一方向,第五粘接件的厚度为d8,40μm≤d8≤200μm,有利于在保证第五粘接件粘接强度的前提下,减小第五粘接件对空间的影响,提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施例中,电化学装置还包括第六粘接件,第六粘接件的至少部分位于第三极耳和第四极耳之间,并连接第三极耳和第四极耳。通过设置第六粘接件,使第三极耳和第四极耳相互粘接形成一个整体,有利于提高第三极耳和第四极耳之间的连接稳定性,提高第三极耳和第四极耳的抗折性能,提高电化学装置的抗震性能。
在本申请的一些实施例中,第六粘接件为双面胶,有利于提高第六粘接件粘接第三极耳和第四极耳的效率,提高装配效率。
在本申请的一些实施例中,第三极耳包括第三部分,沿第一方向,第三部分的投影与第四极耳的投影不重叠,第三部分的投影与第四极耳的投影沿垂直于第一方向的第二方向排列设置,第三部分沿第二方向上的长度为d9,d9≤0.2mm。
在本申请的一些实施例中,第二极片包括第二集流体和第二活性层,第二活性层设于第二集流体的表面。第二极片设有第三凹部,第三凹部的底部为第二集流体,第三凹部的周侧为第二活性层,第三极耳的至少部分设于第三凹部内并连接于第二集流体,有利于减小第三极耳对电极组件厚度的影响,提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施例中,第二极片设有第四凹部,第四凹部的底部为第二集流体,第四凹部的周侧为第二活性层,第四极耳的至少部分设于第四凹部内并连接于第二集流体,有利于减小第四极耳对电极组件厚度的影响,提高电化学装置的能量密度。
在本申请的一些实施例中,第二集流体包括第二涂覆区、第三空箔区和第四空箔区,第三空箔区的至少部分位于第二首端,第四空箔区的至少部分位于第二末端,第二活性层设于第二涂覆区,第三空箔区显露于第二活性层,第四空箔区显露于第二活性层。
在本申请的一些实施例中,第三极耳连接于第三空箔区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,第四极耳连接于第四空箔区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,第二涂覆区包括第三单面区、第四单面区和第二双面区,第二双面区连接第三单面区和第四单面区,第三单面区连接于第三空箔区,第四单面区连接于第四空箔区;沿第二极片的厚度方向,第三单面区的一侧设有第二活性层,第四单面区的一侧设有第二活性层,第二双面区的两侧均设有第二活性层。第三极耳连接于第三单面区或第二双面区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在本申请的一些实施例中,第四极耳连接于第四单面区或第二双面区,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
本申请的实施例还提供一种用电设备,包括前述任一项实施例的电化学装置。
上述的用电设备中,电化学装置通过设置同极性的第一极耳和第二极耳,及将第一极耳连接第一极片总长度的10%-60%区域,第二极耳连接于第一极片总长度的60%-100%区域,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升,减小电化学装置的充放电时间及温升对用电设备的影响。并且,通过第二极耳伸出于壳体的部分和第一极耳伸出于壳体的部分相互连接,及第一极耳伸出于壳体的投影与第二极耳伸出于壳体的投影沿第一方向重叠,使第一极耳和第二极耳相互支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高第一极耳和第二极耳的抗折能力,降低第一极耳和/或第二极耳断裂的风险,提高电化学装置的抗震性能,减小电化学装置因晃动对用电设备的影响。
附图说明
图1是本申请的一个实施例中电化学装置的结构示意图。
图2是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第一方向上的视图。
图3是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第三方向上的视图。
图4是图3中A区域的放大图。
图5是图3中B区域的放大图。
图6是图3中C区域的放大图。
图7是本申请的一个实施例中第一极耳、第二极耳通过第四粘接件连接的部分结构沿第二方向上的视图。
图8是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第三方向上的视图。
图9是图8中D区域的放大图。
图10是图8中E区域的放大图。
图11是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第三方向上的视图。
图12是图11中F区域的放大图。
图13是图11中G区域的放大图。
图14是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第三方向上的视图。
图15是图14中I区域的放大图。
图16是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第一方向上的视图。
图17是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第三方向上的视图。
图18是图17中J区域的放大图。
图19是图17中K区域的放大图。
图20是图17中L区域的放大图。
图21是图17中M区域的放大图。
图22是本申请的一个实施例中第三极耳、第四极耳通过第六粘接件连接的部分结构沿第二方向上的视图。
图23是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第三方向上的视图。
图24是图23中N区域的放大图。
图25是图23中O区域的放大图。
图26是图23中P区域的放大图。
图27是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第三方向上的视图。
图28是图27中Q区域的放大图。
图29是图27中R区域的放大图。
图30是图27中S区域的放大图。
图31是本申请的一个实施例中电化学装置的部分结构沿第三方向上的视图。
图32是图31中T区域的放大图。
图33是图31中X区域的放大图。
图34是本申请的一个实施例中用电设备的结构示意图。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
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描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。本文所使用的术语“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。
除非另有定义,本文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。本文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,不是旨在于限制本申请。本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“设有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。在不冲突的情况下,本申请中的各个实施方式可以相互组合。
需要说明的是,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请的实施例提供一种电化学装置,包括壳体、电极组件、第一极耳、第二极耳和第三极耳。电极组件设于壳体内,电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜,隔膜设于第一极片和第二极片之间,第一极片、隔膜和第二极片卷绕设置。第一极耳连接于第一极片,并部分伸出于壳体。第二极耳连接于第一极片,并部分伸出于壳体,第二极耳伸出于壳体的部分和第一极耳伸出于壳体的部分相互连接。第三极耳连接于第二极片,并部分伸出于壳体。沿第一方向,第一极耳伸出于壳体的投影与第二极耳伸出于壳体的投影重叠,第一方向为电极组件的厚度方向。沿电极组件的卷绕方向,第一极片包括第一首端和第一末端,以第一首端为起点,第一极耳连接于第一极片总长度的10%-60%区域,第二极耳连接于第一极片总长度的60%-100%区域。
上述的电化学装置中,通过设置同极性的第一极耳和第二极耳,及将第一极耳连接第一极片总长度的10%-60%区域,第二极耳连接于第一极片总长度的60%-100%区域,有利于缩短电化学装置的充放电时间、降低充放电过程中的温升;并且,通过第二极耳伸出于壳体的部分和第一极耳伸出于壳体的部分相互连接,及第一极耳伸出于壳体的投影与第二极耳伸出于壳体的投影沿第一方向重叠,使第一极耳和第二极耳相互支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高第一极耳和第二极耳的抗折能力,降低第一极耳和/或第二极耳断裂的风险,提高电化学装置的抗震性能。
下面结合附图,对本申请的实施例作进一步的说明。
如图1至图6所示,本申请的实施例提供一种电化学装置100,包括壳体10、电极组件20、第一极耳31、第二极耳32和第三极耳41。电极组件20设于壳体10内,电极组件20包括第一极片21、第二极片22和隔膜23,隔膜23设于第一极片21和第二极片22之间,第一极片21、隔膜23和第二极片22卷绕设置。
第一极耳31连接于第一极片21,并部分伸出于壳体10。第二极耳32连接于第一极片21,并部分伸出于壳体10,第二极耳32伸出于壳体10的部分和第一极耳31伸出于壳体10的部分相互连接。沿第一方向X,第一极耳31伸出于壳体10的投影与第二极耳32伸出于壳体10的投影重叠,第一方向X为电极组件20的厚度方向。
沿电极组件20的卷绕方向,第一极片21包括第一首端211和第一末端212,以第一首端211为起点,第一极耳31连接于第一极片21总长度的10%-60%区域,第二极耳32连接于第一极片21总长度的60%-100%区域。其中,第一首端211位于电极组件20的卷绕中心,第一末端212位于电极组件20远离卷绕中心的外圈末端。
第三极耳41连接于第二极片22,并部分伸出于壳体10。
上述的电化学装置100中,通过设置同极性的第一极耳31和第二极耳32,及将第一极耳31连接第一极片21总长度的10%-60%区域,第二极耳32连接于第一极片21总长度的60%-100%区域,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升;并且,通过第二极耳32伸出于壳体10的部分和第一极耳31伸出于壳体10的部分相互连接,及第一极耳31伸出于壳体10的投影与第二极耳32伸出于壳体10的投影沿第一方向X重叠,使第一极耳31和第二极耳32相互支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高第一极耳31和第二极耳32的抗折能力,降低第一极耳31和/或第二极耳32断裂的风险,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,第一极片为正极极片,第一极耳和第二极耳为正极耳,第二极片为负极极片,第三极耳为负极耳。相较于负极耳,正极耳的结构强度和刚度较小,将同为正极耳的第一极耳和第二极耳相互连接支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高正极耳的抗折能力,降低正极耳断裂的风险,提高电化学装置的抗震性能。
在一实施例中,第一极片为负极极片,第一极耳和第二极耳为负极耳,第二极片为正极极片,第三极耳为正极耳。将同为负极耳的第一极耳和第二极耳相互连接支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高负极耳的抗折能力,降低负极耳断裂的风险,提高电化学装置的抗震性能。
作为示例性的,下面以第一极片为正极极片,第一极耳和第二极耳为正极耳,第二极片为负极极片,第三极耳为负极耳为例作进一步的说明。
在一实施例中,第一极耳31和第二极耳32的材质为金属铝。由于铝的固有特性,第一极耳31和第二极耳32自身的抗折能力较差,易发生弯折或断裂。当第一极耳31伸出于壳体10的部分和第二极耳32伸出于壳体10的部分相互连接,并沿第一方向X重叠时,第一极耳31和第二极耳32相互搭接支撑,有利于提高第一极耳31和第二极耳32的抗折能力,降低第一极耳31和/或第二极耳32弯折或断裂的风险,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,第三极耳41的材质为金属镍或铜镍合金。
在一实施例中,以第一首端211为起点,第一极耳31连接于第一极片21总长度的25%-50%区域,有利于进一步缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,以第一首端211为起点,第一极耳31连接于第一极片21的区域为第一极片21总长度的a%,其中,a的值为10、15、20、25、30、35、40、45、50、55和60中的任一个,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,第二极耳32连接于第一极片21总长度的70%-90%区域,有利于进一步缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,第二极耳32连接于第一极片21的区域为第一极片21总长度的b%,其中,b的值为60、65、70、75、80、85、90、95和100中的任一个,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,第一极耳31的厚度为d1,40μm≤d1≤150μm,有利于在保证第一极耳31过流能力的前提下,减小第一极耳31对电极组件20厚度的影响。
在一实施例中,第一极耳31的厚度d1为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm和150μm中的任一个。
在一实施例中,第二极耳32的厚度为d2,40μm≤d2≤150μm,有利于在保证第二极耳32过流能力的前提下,减小第二极耳32对电极组件20厚度的影响。
在一实施例中,第二极耳32的厚度d2为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm和150μm中的任一个。
在一实施例中,沿垂直于第一方向X的第三方向Z,第一极耳31、第二极耳32和第三极耳41位于壳体10的同一侧。在其他实施例中,沿第三方向Z,第一极耳31和第二极耳32位于壳体10的同一侧,第三极耳41位于壳体10相对的另一侧(图未示)。
作为示例性的,下面以第一极耳31、第二极耳32和第三极耳41位于壳体10沿第三方向Z的同一侧为例作进一步的说明。
如图2和图7所示,在一实施例中,电化学装置100还包括第四粘接件51,第四粘接件51的至少部分位于第一极耳31和第二极耳32之间,并连接第一极耳31和第二极耳32。通过设置第四粘接件51,使第一极耳31和第二极耳32相互粘接形成一个整体,有利于提高第一极耳31和第二极耳32之间的连接稳定性,进一步提高第一极耳31和第二极耳32的抗折性能,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,第四粘接件51为双面胶,便于粘接第一极耳31和第二极耳32,有利于提高电化学装置100的装配效率。
在一实施例中,第四粘接件51通过熔融后固化形成于第一极耳31和第二极耳32之间,有利于提高第一极耳31和第二极耳32之间的连接稳定性。
在一实施例中,第一极耳31包括第一部分311,沿第一方向X,第一部分311的投影与第二极耳32的投影不重叠,第一部分311的投影和第二极耳32的投影沿第二方向Y排列设置,第一部分311沿第二方向Y上的长度为d6,d6≤0.2mm。其中,第二方向Y同时垂直于第一方向X和第三方向Z。
在一实施例中,d6为0mm、0.02mm、0.04mm、0.06mm、0.08mm、0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm和0.2mm中的任一个。
在一实施例中,d6为0mm,此时,沿第二方向Y,第一极耳31的边缘和第二极耳32的边缘平齐(图未示)。
如图3至图6所示,在一实施例中,第一极片21包括第一集流体213和第一活性层214,第一活性层214设于第一集流体213的表面。
在一实施例中,第一极片21设有第一凹部215,第一凹部215的底部为第一集流体213,第一凹部215的周侧为第一活性层214,第一极耳31的至少部分设于第一凹部215内并连接于第一集流体213,有利于减小第一极耳31对电极组件20厚度的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第一极片21设有第二凹部216,第二凹部216的底部为第一集流体213,第二凹部216的周侧为第一活性层214,第二极耳32的至少部分设于第二凹部216内并连接于第一集流体213,有利于减小第二极耳32对电极组件20厚度的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第一极耳31焊接于第一凹部215底部的第一集流体213,使得第一极耳31连接第一极片21。在一实施例中,第二极耳32焊接于第二凹部216底部的第一集流体213,使得第二极耳32连接第一极片21。
在一实施例中,电化学装置100还包括第七粘接件53,第七粘接件53的至少部分位于第一凹部215内,并粘接第一极耳31和第一极片21。通过设置第七粘接件53,有利于提高第一极耳31连接第一极片21的稳定性和可靠性,降低第一极耳31与第一极片21接触不良或分离的风险,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,第七粘接件53的全部位于第一凹部215内,且没有超出第一凹部215,有利于减小第七粘接件53对电极组件20厚度的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第七粘接件53为胶带。
在一实施例中,电化学装置100还包括第八粘接件54,第八粘接件54的至少部分位于第二凹部216内,并粘接第二极耳32和第一极片21。通过设置第八粘接件54,有利于提高第二极耳32连接第一极片21的稳定性和可靠性,降低第二极耳32与第一极片21接触不良或分离的风险,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,第八粘接件54的全部位于第二凹部216内,且没有超出第二凹部216,有利于减小第八粘接件54对电极组件20厚度的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第八粘接件54为胶带。
在一实施例中,第二极片22包括第二集流体221和第二活性层222,第二活性层222设于第二集流体221的表面。
第二极片22设有第三凹部223,第三凹部223的底部为第二集流体221,第三凹部223的周侧为第二活性层222,第三极耳41的至少部分设于第三凹部223内并连接于第二集流体221,有利于减小第三极耳41对电极组件20厚度的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第三极耳41焊接于第三凹部223底部的第二集流体221,使得第三极耳41连接第二极片22。
在一实施例中,电化学装置100还包括第九粘接件55,第九粘接件55的至少部分位于第三凹部223内,并粘接第三极耳41和第二极片22。通过设置第九粘接件55,有利于提高第三极耳41连接第二极片22的稳定性和可靠性,降低第三极耳41与第二极片22接触不良或分离的风险,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,第九粘接件55的全部位于第三凹部223内,且没有超出第三凹部223,有利于减小第九粘接件55对电极组件20厚度的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第九粘接件55为胶带。
在一实施例中,沿电极组件20的卷绕方向,第二极片22包括第二首端225和第二末端226,以第二首端225为起点,第三极耳41连接于第二极片22总长度的10%-60%区域,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。其中,第二首端225位于电极组件20的卷绕中心,第二末端226位于电极组件20远离卷绕中心的外圈末端。
在一实施例中,以第二首端225为起点,第三极耳41连接于第二极片22总长度的25%-50%区域,有利于进一步缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,以第二首端225为起点,第三极耳41连接于第二极片22的区域为第二极片22总长度的c%,其中,c的值为10、15、20、25、30、35、40、45、50、55和60中的任一个,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
如图8至图10所示,在一实施例中,第一集流体213包括第一涂覆区2131、第一空箔区2132和第二空箔区2133,第一空箔区2132的至少部分位于第一首端211,第二空箔区2133的至少部分位于第一末端212,第一活性层214设于第一涂覆区2131,第一空箔区2132显露于第一活性层214,第二空箔区2133显露于第一活性层214。
在一实施例中,第一极耳31连接于第一空箔区2132,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,以第一首端211为起点,第一空箔区2132位于第一首端211至第一极片21总长度的1/60之间,有利于减小第一空箔区2132对第一极片21上能量密度的影响。
在一实施例中,以第一首端211为起点,第二空箔区2133位于第一极片21总长度的59/60至第一末端212之间,有利于减小第二空箔区2133对第一极片21上能量密度的影响。如图11至图13所示,在一实施例中,第二极耳32连接于第二空箔区2133,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
如图14和图15所示,在一实施例中,第一极耳31连接于第一空箔区2132,第二极耳32连接于第二空箔区2133,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,第一涂覆区2131包括第一单面区21311、第二单面区21312和第一双面区21313,第一双面区21313连接第一单面区21311和第二单面区21312,第一单面区21311靠近于电极组件20的卷绕中心,并连接第一空箔区2132,第二单面区21312靠近于电极组件20的卷绕末尾,并连接第二空箔区2133。
沿第一极片21的厚度方向,第一双面区21313的两侧均设有第一活性层214,第一单面区21311的一侧设有第一活性层214,第一单面区21311的另一侧没有设置第一活性层214,第二单面区21312的一侧设有第一活性层214,第二单面区21312的另一侧没有设置第一活性层214。
在一实施例中,以第一首端211为起点,第一单面区21311位于第一极片21总长度的1/60至1/15之间,有利于减小第一单面区21311对第一极片21上能量密度的影响,及兼顾减小第一活性层214的浪费。
在一实施例中,以第一首端211为起点,第二单面区21312位于第一极片21总长度的至14/15至59/60之间,有利于减小第二单面区21312对第一极片21上能量密度的影响,及兼顾减小第一活性层214的浪费。
在一实施例中,第一极耳31连接于第一单面区21311(图未示),有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,第二极耳32连接于第二单面区21312(图未示),有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
作为示例性的,下面以第一极耳31设于第一凹部215,第二极耳32设于第二凹部216(如图3至图6所示)为例作进一步的说明。
如图16至图22所示,在一实施例中,电化学装置100还包括第四极耳42,第四极耳42连接于第二极片22,并部分伸出于壳体10,第四极耳42伸出于壳体10的部分和第三极耳41伸出于壳体10的部分相互连接。沿第一方向X上,第三极耳41伸出于壳体10的投影与第四极耳42伸出于壳体10的投影重叠。第四极耳42连接于第二极片22总长度的60%-100%区域。
通过设置两个负极耳,及第四极耳42连接于第二极片22总长度的60%-100%区域,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升,并且,通过第四极耳42伸出于壳体10的部分和第三极耳41伸出于壳体10的部分相互连接,及第三极耳41伸出于壳体10的投影与第四极耳42伸出于壳体10的投影沿第一方向X有重叠,使第三极耳41和第四极耳42相互支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高第三极耳41和第四极耳42的抗折能力,降低第三极耳41和/或第四极耳42断裂的风险,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,第四极耳42连接于第二极片22总长度的70%-90%区域,有利于进一步缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,第四极耳42连接于第二极片22的区域为第二极片22总长度的e%,其中,e的值为60、65、70、75、80、85、90、95和100中的任一个,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,第三极耳41的厚度为d7,40μm≤d7≤150μm,有利于在保证第三极耳41过流能力的前提下,减小第三极耳41对电极组件20厚度的影响。
在一实施例中,第三极耳41的厚度d7为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm和150μm中的任一个。
在一实施例中,第四极耳42的厚度为d8,40μm≤d8≤150μm,有利于在保证第四极耳42过流能力的前提下,减小第四极耳42对电极组件20厚度的影响。
在一实施例中,第四极耳42的厚度d8为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm和150μm中的任一个。
在一实施例中,电化学装置100还包括第六粘接件52,第六粘接件52的至少部分位于第三极耳41和第四极耳42之间,并连接第三极耳41和第四极耳42。通过设置第六粘接件52,使第三极耳41和第四极耳42相互粘接形成一个整体,有利于提高第三极耳41和第四极耳42之间的连接稳定性,进一步提高第三极耳41和第四极耳42的抗折性能,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,第六粘接件52为双面胶,便于粘接第三极耳41和第四极耳42,有利于提高电化学装置100的装配效率。
在一实施例中,第六粘接件52通过熔融后固化形成于第三极耳41和第四极耳42之间,有利于提高第三极耳41和第四极耳42之间的连接稳定性。
在一实施例中,第三极耳41包括第三部分411,沿第一方向X,第三部分411的投影与第四极耳42的投影不重叠,第三部分411的投影与第四极耳42的投影沿垂直于第一方向X的第二方向Y排列设置,第三部分411沿第二方向Y上的长度为d9,d9≤0.2mm。
在一实施例中,d9为0mm、0.02mm、0.04mm、0.06mm、0.08mm、0.1mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm和0.2mm中的任一个。
在一实施例中,d9为0mm,此时,沿第二方向Y,第三极耳41的边缘和第四极耳42的边缘平齐(图未示)。
如图17至图21所示,在一实施例中,第二极片22设有第四凹部224,第四凹部224的底部为第二集流体221,第四凹部224的周侧为第二活性层222,第四极耳42的至少部分设于第四凹部224内并连接于第二集流体221,有利于减小第四极耳42对电极组件20厚度的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第四极耳42焊接于第四凹部224底部的第一集流体213,使得第四极耳42连接第二极片22。
在一实施例中,电化学装置100还包括第十粘接件56,第十粘接件56的至少部分位于第四凹部224内,并粘接第四极耳42和第二极片22。通过设置第十粘接件56,有利于提高第四极耳42连接第二极片22的稳定性和可靠性,降低第四极耳42与第二极片22接触不良或分离的风险,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,第十粘接件56的全部位于第四凹部224内,且没有超出第四凹部224,有利于减小第十粘接件56对电极组件20厚度的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第十粘接件56为胶带。
如图23至图26所示,在一实施例中,第二集流体221包括第二涂覆区2211、第三空箔区2212和第四空箔区2213,第三空箔区2212的至少部分位于第二首端225,第四空箔区2213的至少部分位于第二末端226,第二活性层222设于第二涂覆区2211,第三空箔区2212显露于第二活性层222,第四空箔区2213显露于第二活性层222。
在一实施例中,第三极耳41连接于第三空箔区2212,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,以第二首端225为起点,第三空箔区2212位于第二首端225至第二极片22总长度的1/60之间,有利于减小第三空箔区2212对第二极片22上能量密度的影响。
在一实施例中,以第二首端225为起点,第四空箔区2213位于第二极片22总长度的59/60至第二末端226之间,有利于减小第四空箔区2213对第二极片22上能量密度的影响。
如图27至图30所示,在一实施例中,第四极耳42连接于第四空箔区2213,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
如图31至图33所示,在一实施例中,第三极耳41连接于第三空箔区2212,第四极耳42连接于第四空箔区2213,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,第二涂覆区2211包括第三单面区22111、第四单面区22112和第二双面区22113,第二双面区22113连接第三单面区22111和第四单面区22112,第三单面区22111靠近于电极组件20的卷绕中心,并连接第三空箔区2212,第四单面区22112靠近于电极组件20的卷绕末尾,并连接第四空箔区2213。
沿第二极片22的厚度方向,第二双面区22113的两侧均设有第二活性层222,第三单面区22111的一侧设有第二活性层222,第三单面区22111的另一侧没有设置第二活性层222,第四单面区22112的一侧设有第二活性层222,第四单面区22112的另一侧没有设置第二活性层222。
在一实施例中,以第二首端225为起点,第三单面区22111位于第二极片22总长度的1/60至1/15之间,有利于减小第三单面区22111对第二极片22上能量密度的影响,及兼顾减小第二活性层222的浪费。
在一实施例中,以第二首端225为起点,第四单面区22112位于第二极片22总长度的至14/15至59/60之间,有利于减小第四单面区22112对第二极片22上能量密度的影响,及兼顾减小第二活性层222的浪费。
在一实施例中,第三极耳41连接于第三单面区22111(图未示),有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,第四极耳42连接于第四单面区22112(图未示),有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升。
在一实施例中,电化学装置100还包括第一粘接件(图未示),第一粘接件的至少部分位于第一极耳31和壳体10之间,并连接第一极耳31和壳体10。
沿第二方向Y上,第一粘接件超出于第一极耳31相对的两侧。
通过设置第一粘接件粘接第一极耳31和壳体10,有利于将壳体10与第一极耳31之间的缝隙密封,降低壳体10内物质外泄或外部物质进入壳体10的风险,提高电化学装置100的安全性能,还有利于将第一极耳31限位固定,提高第一极耳31连接壳体10的稳定性,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,沿第一方向X,第一粘接件的厚度为d3,40μm≤d3≤200μm,有利于在保证第一粘接件粘接强度的前提下,减小第一粘接件对空间的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第一粘接件沿第一方向X上的厚度d3为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm、150μm、155μm、160μm、165μm、170μm、175μm、180μm、185μm、190μm、195μm和200μm中的任一个。
在一实施例中,第一粘接件为密封胶。
在一实施例中,电化学装置100还包括第二粘接件(图未示),第二粘接件的至少部分位于第二极耳32和壳体10之间,并连接第二极耳32和壳体10。
沿第二方向Y上,第二粘接件超出于第二极耳32相对的两侧。
通过设置第二粘接件粘接第二极耳32和壳体10,有利于将壳体10与第二极耳32之间的缝隙密封,降低壳体10内物质外泄或外部物质进入壳体10的风险,提高电化学装置100的安全性能,还有利于将第二极耳32限位固定,提高第二极耳32连接壳体10的稳定性,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,沿第一方向X,第二粘接件的厚度为d4,40μm≤d4≤200μm,有利于在保证第二粘接件粘接强度的前提下,减小第二粘接件对空间的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第二粘接件沿第一方向X上的厚度d4为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm、150μm、155μm、160μm、165μm、170μm、175μm、180μm、185μm、190μm、195μm和200μm中的任一个。
在一实施例中,第二粘接件为密封胶。
在一实施例中,电化学装置100还包括第三粘接件(图未示),第三粘接件的至少部分位于第三极耳41和壳体10之间,并连接第三极耳41和壳体10。
沿第二方向Y上,第三粘接件超出于第三极耳41相对的两侧。
通过设置第三粘接件粘接第三极耳41和壳体10,有利于将壳体10与第三极耳41之间的缝隙密封,降低壳体10内物质外泄或外部物质进入壳体10的风险,提高电化学装置100的安全性能,还有利于将第三极耳41限位固定,提高第三极耳41连接壳体10的稳定性,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,沿第一方向X,第三粘接件的厚度为d5,40μm≤d5≤200μm,有利于在保证第三粘接件粘接强度的前提下,减小第三粘接件对空间的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第三粘接件沿第一方向X上的厚度d5为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm、150μm、155μm、160μm、165μm、170μm、175μm、180μm、185μm、190μm、195μm和200μm中的任一个。
在一实施例中,第三粘接件为密封胶。
在一实施例中,电化学装置100还包括第五粘接件(图未示),第五粘接件的至少部分位于第四极耳42和壳体10之间,并连接第四极耳42和壳体10。
沿第二方向Y上,第五粘接件超出于第四极耳42相对的两侧。
通过设置第五粘接件粘接第四极耳42和壳体10,有利于将壳体10与第四极耳42之间的缝隙密封,降低壳体10内物质外泄或外部物质进入壳体10的风险,提高电化学装置100的安全性能,还有利于将第四极耳42限位固定,提高第四极耳42连接壳体10的稳定性,提高电化学装置100的抗震性能。
在一实施例中,沿第一方向X,第五粘接件的厚度为d8,40μm≤d8≤200μm,有利于在保证第五粘接件粘接强度的前提下,减小第五粘接件对空间的影响,提高电化学装置100的能量密度。
在一实施例中,第五粘接件沿第一方向X上的厚度d8为40μm、45μm、50μm、55μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm、150μm、155μm、160μm、165μm、170μm、175μm、180μm、185μm、190μm、195μm和200μm中的任一个。
在一实施例中,第五粘接件为密封胶。
为了验证本申请电化学装置100在性能上的改善,进行了下述对比测试:
实施例1:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的75%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%位置,第四极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的75%位置。
实施例2:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的75%位置,第三极耳连接负极的第三空箔区,且位于第二极片总长度的1.5%位置,第四极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的75%位置。
实施例3:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的75%位置,第三极耳连接第三单面区,且位于第二极片总长度的6%位置,第四极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的75%位置。
实施例4:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第二单面区,且位于第一极片总长度的94%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%位置,第四极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的75%位置。
实施例5:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第二单面区,且位于第一极片总长度的94%位置,第三极耳连接第三空箔区,且位于第二极片总长度的1.5%位置,第四极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的75%位置。
实施例6:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第二单面区,且位于第一极片总长度的94%位置,第三极耳连接第三单面区,且位于第二极片总长度的6%位置,第四极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的75%位置。
实施例7:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第二单面区,且位于第一极片总长度的94%位置,第三极耳连接第三单面区,且位于第二极片总长度的6%位置,无第四极耳。
实施例8:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第二单面区,且位于第一极片总长度的94%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%或75%位置,无第四极耳。
实施例9:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第二单面区,且位于第一极片总长度的94%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的50%位置,无第四极耳。
实施例10:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第二单面区,且位于第一极片总长度的94%位置,第三极耳连接第三空箔区,且位于第二极片总长度的1.5%位置,无第四极耳。
实施例11:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的10%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的60%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%位置,无第四极耳。
实施例12:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的15%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的65%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%位置,无第四极耳。
实施例13:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的20%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的70%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%位置,无第四极耳。
实施例14:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的25%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的75%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%位置,无第四极耳。
实施例15:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的30%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的80%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%位置,无第四极耳。
实施例16:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的35%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的85%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%位置,无第四极耳。
实施例17:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的40%位置,第二极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的90%位置,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的25%位置,无第四极耳。
对比例1:
第一极耳连接第一双面区,且位于第一极片总长度的50%位置,无第二极耳,第三极耳连接第二双面区,且位于第二极片总长度的50%位置,无第四极耳。
对比例2:
第一极耳连接第一空箔区,且位于第一极片总长度的6%位置,无第二极耳,第三极耳连接第二空箔区,且位于第二极片总长度的94%位置,无第四极耳。
上述实施例及对比例中电化学装置的其他结构相同,将上述实施例及对比例中的电化学装置分别选取10个样本,均进行电压阻抗测试、充电时间统计、温升监测。
其中,电压阻抗测试的方法为:将电化学装置平稳放置在电压电阻测试仪样品平台;测试平台自动连入电压电阻测试仪测试端子;系统自动读取电化学装置正负极两端电压及电芯阻抗。
充电时间统计的方法为:将电化学装置的正负极连接新威机上,在恒流恒压的条件下进行满充处理至截止电压,并小倍率放电收集电化学装置的真实容量;根据小倍率放电得到的真实容量,设置不同的恒流充电倍率流程和恒压充电截止条件;充放电开始后,设备收集恒流、恒压充电容量和时间。
温升监测的方法为:将电化学装置放在纸盒里,并在电化学装置表面的中心处放置感温线,感温线连接多路测温仪;放在纸盒里的电化学装置,正负极连接新威机上,设置不同的充电倍率流程;充放电开始后,通过多路测温仪收集电化学装置表面的温度变化,得到温度变化曲线,取与初始温度最大差值为该倍率下电化学装置的温升;做下一倍率充电温升测试,需电化学装置表面的温度降至环境温度后,再进行操作。
通过上述测试,统计数据并取每一实施例及对比例数据的平均值,得到如下表格:
表格1电压阻抗测试结果
表格2 3C充电倍率下充电时间和温升测试结果
表格3 4C充电倍率下充电时间和温升测试结果
表格4 5C充电倍率下充电时间和温升测试结果
其中,CC表示恒流充电,CV表示恒压充电。
根据表格1-4可知,采用本申请的电化学装置,有利于缩短充电时间、降低充电温升,有利于提升电化学装置的安全性能。
综上所述,本申请的电化学装置100中,通过设置同极性的第一极耳31和第二极耳32,及将第一极耳31连接第一极片21总长度的10%-60%区域,第二极耳32连接于第一极片21总长度的60%-100%区域,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升;并且,通过第二极耳32伸出于壳体10的部分和第一极耳31伸出于壳体10的部分相互连接,及第一极耳31伸出于壳体10的投影与第二极耳32伸出于壳体10的投影沿第一方向X重叠,使第一极耳31和第二极耳32相互支撑,以起到相互加固的作用,有利于提高第一极耳31和第二极耳32的抗折能力,降低第一极耳31和/或第二极耳32断裂的风险,提高电化学装置100的抗震性能。
如图34所示,本申请的实施例还提供一种用电设备200,包括前述任一项实施例的电化学装置100。
上述的用电设备200中,电化学装置100通过设置同极性的第一极耳31和第二极耳32,及将第一极耳31连接第一极片21总长度的10%-60%区域,第二极耳32连接于第一极片21总长度的60%-100%区域,有利于缩短电化学装置100的充放电时间、降低充放电过程中的温升,减小电化学装置100的充放电时间及温升对用电设备200的影响。并且,通过第二极耳32伸出于壳体10的部分和第一极耳31伸出于壳体10的部分相互连接,及第一极耳31伸出于壳体10的投影与第二极耳32伸出于壳体10的投影沿第一方向X重叠,使第一极耳31和第二极耳32相互支撑,有利于提高第一极耳31和第二极耳32的抗折能力,降低第一极耳31和/或第二极耳32断裂的风险,提高电化学装置100的抗震性能,减小电化学装置100因晃动对用电设备200的影响。
在一实施例中,用电设备200包括但不限于无人机、电动汽车、电动两轮车、3C电子设备和家用电器等。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何在本申请揭露的技术范围内的变化或替换,都应涵盖在本申请的公开范围之内。

Claims (16)

1.一种电化学装置,其特征在于,包括:
壳体,
电极组件,设于所述壳体内,所述电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜,所述隔膜设于所述第一极片和所述第二极片之间,所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片卷绕设置;
第一极耳,连接于所述第一极片,并部分伸出于所述壳体;
第二极耳,连接于所述第一极片和所述第一极耳,并部分伸出于所述壳体;
第三极耳,连接于所述第二极片,并部分伸出于所述壳体;
沿第一方向,所述第一极耳伸出于所述壳体的投影与所述第二极耳伸出于所述壳体的投影重叠,所述第一方向为所述电极组件的厚度方向;
沿所述电极组件的卷绕方向,所述第一极片包括第一首端和第一末端,以所述第一首端为起点,所述第一极耳连接于所述第一极片总长度的10%-60%区域,所述第二极耳连接于所述第一极片总长度的60%-100%区域。
2.如权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,以所述第一首端为起点,所述第一极耳连接于所述第一极片总长度的25%-50%区域,和/或,所述第二极耳连接于所述第一极片总长度的70%-90%区域。
3.如权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一极片为正极极片,所述第一极耳和所述第二极耳为正极耳,所述第二极片为负极极片,所述第三极耳为负极耳。
4.如权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一极片为负极极片,所述第一极耳和所述第二极耳为负极耳,所述第二极片为正极极片,所述第三极耳为正极耳。
5.如权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一极耳的厚度为d1,40μm≤d1≤150μm;和/或,
所述第二极耳的厚度为d2,40μm≤d2≤150μm。
6.如权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,所述电化学装置还包括:
第一粘接件,所述第一粘接件的至少部分位于所述第一极耳和所述壳体之间,并连接所述第一极耳和所述壳体;
第二粘接件,所述第二粘接件的至少部分位于所述第二极耳和所述壳体之间,并连接所述第二极耳和所述壳体;
沿垂直于所述第一方向的第二方向上,所述第一粘接件超出于所述第一极耳相对的两侧,所述第二粘接件超出于所述第二极耳相对的两侧。
7.如权利要求6所述的电化学装置,其特征在于,
沿所述第一方向,所述第一粘接件的厚度为d3,40μm≤d3≤200μm;和/或,
沿所述第一方向,所述第二粘接件的厚度为d4,40μm≤d4≤200μm。
8.如权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,所述电化学装置还包括第四粘接件,所述第四粘接件的至少部分位于所述第一极耳和所述第二极耳之间,并连接所述第一极耳和所述第二极耳。
9.如权利要求8所述的电化学装置,其特征在于,所述第四粘接件为双面胶。
10.如权利要求6所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一极耳包括第一部分,沿所述第一方向,所述第一部分的投影与所述第二极耳的投影不重叠,所述第一部分的投影和所述第二极耳的投影沿所述第二方向排列设置,所述第一部分沿所述第二方向上的长度为d6,d6≤0.2mm。
11.如权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一极片包括第一集流体和第一活性层,所述第一活性层设于所述第一集流体的表面;
所述第一极片设有第一凹部,所述第一凹部的底部为所述第一集流体,所述第一凹部的周侧为所述第一活性层,所述第一极耳的至少部分设于所述第一凹部内并连接于所述第一集流体;和/或,
所述第一极片设有第二凹部,所述第二凹部的底部为所述第一集流体,所述第二凹部的周侧为所述第一活性层,所述第二极耳的至少部分设于所述第二凹部内并连接于所述第一集流体。
12.如权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一极片包括第一集流体和第一活性层,所述第一集流体包括第一涂覆区、第一空箔区和第二空箔区,所述第一空箔区的至少部分位于所述第一首端,所述第二空箔区的至少部分位于所述第一末端,所述第一活性层设于所述第一涂覆区,所述第一空箔区显露于所述第一活性层,所述第二空箔区显露于所述第一活性层;
所述第一极耳连接于所述第一空箔区或所述第一涂覆区,和/或,所述第二极耳连接于所述第二空箔区或所述第一涂覆区。
13.如权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一极片包括第一集流体和第一活性层,所述第一集流体包括第一涂覆区、第一空箔区和第二空箔区,所述第一空箔区的至少部分位于所述第一首端,所述第二空箔区的至少部分位于所述第一末端,所述第一活性层设于所述第一涂覆区,所述第一空箔区显露于所述第一活性层,所述第二空箔区显露于所述第一活性层;
所述第一涂覆区包括第一单面区、第二单面区和第一双面区,所述第一双面区连接所述第一单面区和所述第二单面区,所述第一单面区连接于所述第一空箔区,所述第二单面区连接于所述第二空箔区;
沿所述第一极片的厚度方向,所述第一单面区的一侧设有所述第一活性层,所述第二单面区的一侧设有所述第一活性层,所述第一双面区的两侧均设有所述第一活性层;
所述第一极耳连接于所述第一单面区或所述第一双面区,和/或,所述第二极耳连接于所述第二单面区或所述第一双面区。
14.如权利要求1至13任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第四极耳,所述第四极耳连接于所述第二极片,并部分伸出于所述壳体,所述第四极耳伸出于所述壳体的部分和所述第三极耳伸出于所述壳体的部分相互连接;
沿所述第一方向上,所述第三极耳伸出于所述壳体的投影与所述第四极耳伸出于所述壳体的投影重叠;
沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片包括第二首端和第二末端,以所述第二首端为起点,所述第三极耳连接于所述第二极片总长度的10%-60%区域,所述第四极耳连接于所述第二极片总长度的60%-100%区域。
15.如权利要求14所述的电化学装置,其特征在于,以所述第二首端为起点,所述第三极耳连接于所述第二极片总长度的25%-50%区域,和/或,所述第四极耳连接于所述第二极片总长度的70%-90%区域。
16.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求1至15任一项所述的电化学装置。
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