CN116683045A - 一种电化学装置及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例涉及电池技术领域,公开了一种电化学装置及用电设备,电化学装置包括包装件和电芯主体,电芯主体收容于包装件内,电芯主体的外表面设置有第一收容槽,电化学装置还包括第一粘结件,第一粘结件至少部分收容于第一收容槽,第一粘结件分别与包装件的内表面和电芯主体粘结固定。通过上述方式,本发明实施例能在保证第一粘结件具有足够的厚度来保证电芯主体与包装件之间粘结的稳定性的情况下,可以减小第一粘结件凸出第一收容槽的厚度,有利于提高电化学装置的能量密度。
Description
技术领域
本发明实施例涉及电池技术领域,特别是涉及一种电化学装置及用电设备。
背景技术
常规的电化学装置通过在其表面粘贴一层热熔胶纸,然后将电化学装置装入包装袋中,并且通过热熔胶将电化学装置与包装袋粘结固定。为了尽可能减小电芯主体的厚度,提高电化学装置的能量密度,通常选择将热熔胶纸的厚度做得极薄,但是,热熔胶纸的厚度越薄,其粘结性能越弱,容易造成电化学装置从包装袋脱落的问题,进而容易引发阴阳极微短路、隔膜收缩等一系列的压降失效。
发明内容
本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种电化学装置及用电设备,能够在保证第一粘结件具有足够的厚度来保证电芯主体与包装件之间粘结的稳定性的情况下,可以减小第一粘结件凸出第一收容槽的厚度,有利于提高电化学装置的能量密度。
为解决上述技术问题,本发明实施例采用的一个技术方案是:提供一种电化学装置,包括包装件、电芯主体和第一粘结件,电芯主体收容于包装件内,电芯主体的外表面设置有第一收容槽,第一粘结件至少部分收容于第一收容槽,第一粘结件分别与包装件的内表面和电芯主体粘结固定。在本实施例中,通过将第一粘结件至少部分收容于第一收容槽,从而减小第一粘结件凸出电芯主体的厚度,使电芯主体可以填充更多的活性物质,有利于提高电化学装置的能量密度。
可选地,第一粘结件包括第一胶层、基层和第二胶层,第一胶层和第二胶层分别固定于基层的两个表面,第一胶层与电芯主体粘结固定,第二胶层与包装件粘结固定。在本实施例中,第一粘结件包括有第一胶层和第二胶层,也就是说,第一粘结件的两个表面的粘结性能可以不同,使第一粘结件可以根据使用场景的需要,选择具有不同粘结性能的第一胶层和第二胶层。
可选地,第二胶层为热熔胶。在本实施例中,第二胶层为热熔胶,热熔胶在加热条件下激活粘结性,在将电芯主体装入包装件的过程中,可以避免热熔胶与包装件粘结。
可选地,电芯主体包括第一极片、隔膜和第二极片,第一极片、隔膜和第二极片依次叠置后卷绕设置,第一极片的收尾圈的外表面构成电芯主体的外表面的部分,第一收容槽设置于第一极片的收尾圈的外表面,其中,第一极片的收尾圈的外表面为第一极片的收尾圈背离第二极片的表面。在本实施例中,通过将第一收容槽设置于第一极片的收尾圈的外表面,使第一粘结件可以暴露于电芯主体的外表面,以使第一粘结件可以与包装件粘结固定。
可选地,第二极片设置有第二收容槽;沿电芯主体的厚度方向,第二收容槽的投影和第一收容槽的投影至少部分重叠;沿电芯主体的厚度方向,第一收容槽和第二收容槽处于第二极片的起始圈的同一侧。在本实施例中,通过设置第二收容槽,使第二收容槽可以避让至少部分第一粘结件和第一收容槽,在电化学装置经过多次充放电导致第一极片或者第二极片出现膨胀后,第二收容槽可以避让至少部分第一粘结件和第一收容槽,有利于降低第一粘结件挤压包装件而使包装件的外表面出现凸起的风险。
可选地,第二收容槽设置于第二极片的收尾圈。
可选地,沿电芯主体的厚度方向,第一收容槽的投影位于第二收容槽的投影之内,因此,当第一极片或者第二极片出现膨胀后,第一粘结件和第一收容槽可以部分收容进入第二收容槽内,有利于降低第一粘结件挤压包装件而使包装件的外表面出现凸起的风险。
可选地,电芯主体还包括第二粘结件,第二粘结件分别与第一极片的收尾圈的尾端和第一粘结件粘结固定,从而可以提高第一极片、隔膜和第二极片卷绕的稳定性。
可选地,电芯主体包括平面部、第一弧形部和第二弧形部,沿电芯主体的宽度方向,平面部位于第一弧形部和第二弧形部之间,第一收容槽位于平面部。在本实施例中,通过将第一收容槽设置于平面部,方便将第一粘结件与第一收容槽的槽底之间以及第一粘结件与包装件之间的粘结固定。
可选地,电芯主体包括第一极片、隔膜和第二极片,第一极片、隔膜和第二极片的数量均为多个,第一极片和第二极片交错叠置,并且相邻的第一极片和第二极片之间具有一隔膜;沿第一极片和第二极片叠置的方向,位于电芯主体最外侧的极片为第一极片,第一收容槽设置于最外侧的第一极片。在本实施例中,通过将第一极片、隔膜和第二极片叠置,无需设置第二粘结件,有利于减少粘结件的用量。
可选地,第二极片设置有第二收容槽;沿第一极片和第二极片叠置的方向,第二收容槽的投影和第一收容槽的投影至少部分重叠。在本实施例中,通过设置第二收容槽,使第二收容槽可以避让至少部分第一粘结件和第一收容槽,在电化学装置经过多次充放电导致第一极片或者第二极片出现膨胀后,第二收容槽可以避让至少部分第一粘结件和第一收容槽,有利于降低第一粘结件挤压包装件而使包装件的外表面出现凸起的风险。
可选地,第二收容槽设置于与最外侧的第一极片最近的第二极片,因此,当第一极片或者第二极片出现膨胀后,第一粘结件和第一收容槽可以部分收容进入第二收容槽内,有利于降低第一粘结件挤压包装件而使包装件的外表面出现凸起的风险。
可选地,沿电芯主体的厚度方向,第一收容槽的投影的宽度大于或者等于电芯主体的投影的宽度的1/3;和/或,沿电芯主体的厚度方向,第一收容槽的投影的长度大于或者等于电芯主体的投影的长度的1/3。
可选地,第一收容槽的深度大于或者等于第一粘结件的厚度的2/3并且小于或者等于第一粘结件的厚度。
可选地,第一收容槽的深度为15微米,和/或,第一收容槽的宽度为36微米,和/或,第一收容槽的长度为61微米。
可选地,第一粘结件的长度不大于第一收容槽的长度,第一粘结件的宽度不大于第一收容槽的宽度。
可选的,第一粘接件的厚度为20微米,和/或,第一粘接件的宽度为35毫米,和/或,第一粘接件的长度为60毫米。
为解决上述技术问题,本发明实施例采用的另一个技术方案是:提供一种用电设备,包括上述的电化学装置。
本发明实施例的有益效果是:区别于现有技术的情况,本发明实施例通过将电芯主体收容于包装件内,第一粘结件分别与包装件的内表面和电芯主体粘结固定,在电芯主体的外表面设置第一收容槽,将第一粘结件至少部分收容于第一收容槽,因此,在保证第一粘结件具有足够的厚度来保证电芯主体与包装件之间粘结的稳定性的情况下,可以减小第一粘结件凸出第一收容槽的厚度,有利于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发明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是本发明实施例一的剖面结构示意图;
图2是图1中A部所示区域的放大图;
图3是本发明实施例中第一粘结件的结构示意图;
图4是本发明实施例一中电芯主体、第一粘结件和第二粘结件沿X方向的投影示意图;
图5是本发明实施例一中的电芯主体、第一粘结件和第二粘结件的剖面结构示意图;
图6是本发明实施例二中的电芯主体、第一粘结件和第三粘结件的剖面结构示意图;
图7是本发明实施例三中的电芯主体和第一粘结件的剖面结构示意图;
图8是本发明实施例四中的电芯主体、第一粘结件和第三粘结件的剖面结构示意图;
图9是本发明实施例四在没有进行过充放电时的剖面图;
图10是本发明实施例五的剖面结构示意图;
图11是本发明实施例五中的电芯主体和第一粘结件沿方向Z的投影示意图;
图12是本发明实施例六中的电芯主体、第一粘结件和第三粘结件的剖面结构示意图;
图13是本发明实施例六在没有进行过充放电时的剖面图;
图14是本发明对比实施例的剖面结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本发明,下面结合附图和具体实施例,对本发明进行更详细的说明。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“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明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,不是用于限制本发明。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,下面所描述的本发明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。
实施例一
请参阅图1和图2,电化学装置1包括:电芯主体11、第一粘结件12和包装件13。电芯主体11设置有第一收容槽1111,第一粘结件12至少部分收容于第一收容槽1111,并且第一粘结件12的第一表面与第一收容槽1111的槽底粘结固定。包装件13设置有容纳腔131,容纳腔131用于收容电芯主体11和第一粘结件12,并且第一粘结件12的第二表面与包装件13的内壁粘结固定,从而将电芯主体11与包装件13相固定,其中,第一表面和第二表面相对。通过在电芯主体11设置第一收容槽1111,将第一粘结件12的至少部分收容于第一收容槽1111,从而可以减小第一粘结件12凸出电芯主体11的厚度,也就是说,当容纳腔131的内部空间恒定的情况下,沿电芯主体11的厚度方向X,第一粘结件12占用容纳腔131的尺寸减小,有利于增加电芯主体11的厚度,从而可以提高电化学装置1的能量密度。
进一步地,请参阅图2和图3,第一粘结件12包括第一胶层121、基层122和第二胶层123,第一胶层121和第二胶层123分别固定于基层122相对的两个表面,第一胶层121粘结固定于第一收容槽1111的槽底,第二胶层123与包装件13的内表面粘结固定。也就是说,第一粘结件12的两个表面的粘结性能可以不同,使第一粘结件12可以根据使用场景的需要,选择具有不同粘结性能的第一胶层121和第二胶层122。
具体地,第一胶层121为普通胶,其在常温下便具有粘结性,第二胶层123为热熔胶,其在加热条件下才能激活粘结性,其中,第一胶层121背离基层122的表面为第一粘结件12的第一表面,第二胶层123背离基层122的表面为第一粘结件12的第二表面。因此,在将电芯主体11装入包装件13的容纳腔13之前,可以先将第一胶层121与第一收容槽1111的槽底粘结固定,有利于避免在将电芯主体11装入包装件13的容纳腔131的过程中第一粘结件12与第一收容槽1111分离;在将电芯主体11装入包装件13的容纳腔131的过程中,第二胶层123不具有粘结性,不会粘附包装件13,从而降低将电芯主体11装入包装件13的难度。当电芯主体11装入容纳腔131后,可以通过给电化学装置1加热激活第二胶层123的粘结性,从而使第二表面与包装件13的内壁粘结固定。
在一些实施例中,第一粘结件12的厚度D1为20微米;和/或,第一粘结件12的宽度D2为35微米;和/或,第一粘结件12的长度D3为60微米。
电芯主体11包括第一极片111、第二极片112和隔膜113。第一极片111、隔膜113和第二极片112依次叠置后卷绕设置,第一极片111的收尾圈的外表面构成电芯主体11的外表面的部分,第一收容槽1111设置于第一极片111的收尾圈的外表面,第一粘结件12至少部分收容于第一收容槽1111,其中,第一极片111的收尾圈的外表面为第一极片111的收尾圈背离第二极片112的表面。通过将第一收容槽1111设置于第一极片111的收尾圈,可以使第一粘结件12暴露于电芯主体11的外表面,以便于第一粘结件12与包装件13的内壁固定。其中,第一极片111和第二极片112的极性相反,例如第一极片111为阴极片,第二极片112为阳极片,或者第一极片111为阳极片,第二极片112为阴极片。
值得说明的是,请参阅图9,图9是电化学装置在没有经过充放电时的形态。第一极片111包括第一集流体1114、基体1113和第二集流体1115,第一集流体1114和第二集流体1115分别设置于基体1113的两侧,并且第一极片111的收尾圈没有设置第二集流体1115,位于第一极片111的收尾圈的第一集流体1114上设置有第一凹槽1116。第一粘结件12粘结固定于收尾圈的第一极片111的基体1113,并且沿电芯主体11的厚度方向X,第一粘结件12的投影完全位于第一凹槽1116的投影之内。而当电芯主体11经过充放电后,阳极片会发生膨胀,使第一极片111将第一粘结件12朝包装件13的内表面挤压,在包装件13以及第一粘结件12的作用下,位于收尾圈的基体1113逐渐往第一凹槽1116的内部凹陷,从而使第一极片111形成图2中所示的第一收容槽1111。
进一步地,沿电芯主体11的厚度方向X,第一收容槽1111的深度大于或者等于第一粘结件12的厚度的2/3并且小于或者等于第一粘结件12的厚度。也就是说,当第一粘结件12的第一表面贴附于第一收容槽1111的槽底时,第一粘结件12的第二表面可以凸出于第一极片111的收尾圈的外表面,以便于第一粘结件12与包装件13的内表面粘结固定。
进一步地,沿电芯主体11的厚度方向X,第一收容槽1111的深度大于或者等于第一粘结件12的厚度的2/3并且小于或者等于第一粘结件12的厚度的4/5,因此,在将第一粘结件12的第二表面与包装件13的内表面粘结固定时,电芯主体11中的第一收容槽1111所在的外表面与包装件13的内表面之间具有间隙。当电化学装置1经过多次重复的充放电过程后,阳极片会发生膨胀,导致电芯主体11的厚度也会增加,而由于电芯主体11与包装件13的内表面之间具有间隙,有利于降低包装件13发生膨胀的风险。
在一些实施例中,请参阅图4,图4中的虚线表示第一粘结件12和第二粘结件14的分界线,电芯主体11还包括第二粘结件14,第二粘结件14至少部分收容于第一收容槽1111,第二粘结件14的一表面与第一收容槽1111的槽底粘结固定,第二粘结件14的另一表面与第一极片111的收尾圈的尾端粘结固定,以防止卷绕成型的电芯主体11散开。
在一些实施例中,第一粘结件12和第二粘结件14一体成型。
在一些实施例中,请参阅图1和图5,沿电芯主体11的宽度方向Y,电芯主体11分为第一弧形部15、平面部16和第二弧形部17,平面部16位于第一弧形部15和第二弧形部17之间,第一收容槽1111设置于平面部16。相较于将第一收容槽1111设置于第一弧形部15或者第二弧形部17,将第一收容槽1111设置于平面部16,可以方便将第一粘结件12和第二粘结件14贴附于第一收容槽1111的槽底,并且在将电芯主体11装入包装件13的容纳腔131后,有利于第一粘结件12的第二表面完全粘合于包装件13的内表面,保证第一粘结件12和包装件13之间粘合的稳定性,而若将第一收容槽1111设置于第一弧形部15或者第二弧形部17,则难以保证第一粘结件12可以完全贴合于包装件13的内表面,容易导致第一粘结件12和包装件13之间粘合不稳定。
在一些实施例中,请参阅图1和图4,沿电芯主体11的厚度方向X,第一收容槽1111的投影的宽度L1大于或者等于电芯主体11的投影的宽度L2的1/3;和/或,沿电芯主体11的厚度方向X,第一收容槽1111的投影的长度H1大于或者等于电芯主体11的投影的长度H2的1/3。而第一粘结件12的长度最大可以与第一收容槽1111的长度H1相同,第一粘结件12和第二粘结件14的宽度之和最大可以与第一收容槽1111的宽度L1相同,因此,第一粘结件12可以保证具有足够的粘结面积与包装件13的内表面粘结固定,保证第一粘结件12与包装件13之间的固定的稳定性。
进一步地,第一收容槽1111的宽度L1为36微米;和/或,第一收容槽1111的长度为61微米;和/或,第一收容槽1111的深度为15微米。
在本实施例中,通过将第一粘结件12的至少部分收容于第一收容槽1111,可以减小第一粘结件12在方向X上占用的容纳腔131的尺寸,有利于增加电芯主体11的厚度,从而可以提高电化学装置1的能量密度。
实施例二
请参阅图6,实施例二与实施例一的区别在于,电化学装置1还包括第三粘结件18,第一极片111还设置有第三收容槽1112,第三粘结件18至少部分收容于第三收容槽1112,第一粘接件12和第三粘结件18共同用于将电芯本体11固定于包装件13的容纳腔131内。其中,第三收容槽1112设置于第一极片111的收尾圈,并且第一收容槽1111和第二收容槽1112分别位于平面部相对的两个表面。
值得说明的是,请参阅图9,第一极片111的收尾圈的第一集流体1114上还设置有第二凹槽1117,第三粘结件18粘结固定于收尾圈的第一极片111的基体1113,并且沿电芯主体11的厚度方向X,第三粘结件18的投影完全位于第二凹槽1117的投影之内,并且第一粘结件12和第三粘结件18分别处于第二极片112的起始圈的两侧。而当电芯主体11经过充放电后,阳极片会发生膨胀,使第一极片111将第三粘结件18朝包装件13的内表面挤压,在包装件13以及第三粘结件18的作用下,位于收尾圈的基体1113逐渐往第二凹槽1117的内部凹陷,从而使第一极片111形成图6中所示的第二收容槽1112。
在本实施例中,通过设置第三收容槽1112,将第三粘结件18至少部分收容于第三收容槽1112,通过第一粘结件12和第三粘结件18共同将电芯本体11粘结固定于包装件13,有利于提高电芯本体11与包装件13之间粘结固定的稳定性,保证电化学装置1的安全。
实施例三
请参阅图7,实施例三与实施例一的区别在于,第二极片112设置有第二收容槽1121,并且沿电芯主体11的厚度方向X,第二收容槽1121的投影和第一收容槽1111的投影至少部分重叠,并且沿电芯主体11的厚度方向X,第一收容槽1111和第二收容槽1121均处于第二极片112的起始圈的同一侧。当电化学装置1经过多次重复的充放电过程后,以第二极片112的起始圈为基准,阳极片会沿着方向X以及方向X的反方向膨胀,由于第一粘结件12与包装件13的内表面之间没有间隙,膨胀后的阳极片也会推动第一粘结件12沿方向X运动,容易使包装件13的外表面在第一粘结件12处形成凸起,因此,通过设置第二收容槽1121,第一收容槽1111和第二收容槽1121均处于第二极片112的起始圈的同一侧,并且沿X方向,第二收容槽1121的投影和第一收容槽1111的投影至少部分重叠,当阳极片发生膨胀后,第二收容槽1121可以避让至少部分第一收容槽1111,使收容于该部分的第一收容槽1111的第一粘结件12不会对包装件13产生凸起,有利于减少包装件13的外表面在第一粘结件12处形成的凸起的面积。
进一步地,沿电芯主体11的厚度方向X,第一收容槽1111的投影位于第二收容槽1121的投影之内,因此,当阳极片发生膨胀时,第二收容槽1121可以避让第一收容槽1111,从而可以降低收容于第一收容槽1111的第一粘结件12挤压包装件13的风险,进而降低包装件13的外表面在第一粘结件12处形成凸起的风险。
在一些实施例中,第二收容槽1121设置于第二极片112的收尾圈,并且第二收容槽1121位于第二极片112的收尾圈朝向第一极片111的收尾圈的表面,因此,当阳极片发生膨胀后,第一收容槽1111以及第一粘结件12可以直接收容进入第二收容槽1121,进而降低包装件13的外表面在第一粘结件12处形成凸起的风险。此外,由于第一极片111在第一收容槽1111部分的厚度变薄,而通过设置第二收容槽1121,使第二极片112对应第一极片111设置第一收容槽1111的部分也变薄,有利于降低电芯主体11在第一收容槽1111处出现阴离子和阳离子的数量不平衡而导致部分离子析出的风险。
值得说明的是,第二收容槽1121也可以设置于第二极片112的收尾圈之外的其它位置,只要保证第一收容槽1111和第二收容槽1121均处于第二极片112的起始圈的同一侧,并且沿方向X,第一收容槽1111的投影位于第二收容槽1121的投影之内即可,同样可以使第二收容槽1121具有避让第一收容槽1111以及第一粘结件12的效果。
在本实施例中,通过设置第二收容槽1121,并且沿方向X,第一收容槽1111的投影和第二收容槽1121的投影至少部分重合,当电芯主体11在经过多次充放电导致阳极片发生膨胀后,第二收容槽1121可以避让至少部分第一收容槽1111以及第一粘结件12,从而可以减小包装件13的外表面在第一粘结件12处形成凸起的面积。
实施例四
请参阅图8,实施例四与实施例三的区别在于,电化学装置1还包括第三粘结件18,第一极片111的收尾圈设置有第三收容槽1112,第二极片112的收尾圈设置有第四收容槽1122,第三粘结件18至少部分收容于第三收容槽1112,第一粘结件12和第三粘结件18共同用于将电芯主体11固定于包装件13。其中,第三收容槽1112和第一收容槽1111分别位于平面部16相对的两个表面,第三收容槽1112和第四收容槽1122均处于第二极片112的起始圈的同一侧,并且沿方向X,第三收容槽1112的投影和第四收容槽1122的投影至少部分重叠,当电芯主体11在经过多次充放电导致阳极片发生膨胀后,第四收容槽1122可以避让至少部分第三收容槽1112以及第三粘结件18,从而可以减小包装件13的外表面在第三粘结件18处形成凸起的面积。
在本实施例中,通过设置第三收容槽1112,第三粘结件18至少部分收容于第三收容槽1112,通过第一粘结件12和第三粘结件18共同将电芯本体粘结固定于包装件13,有利于提高电芯本体与包装件13之间粘结固定的稳定性,保证电化学装置1的安全。
实施例五
请参阅图10,电化学装置1包括电芯主体11、第一粘结件12和包装件13。电芯主体11包括多个第一极片111、多个隔膜113和多个第二极片112,多个第一极片111和多个第二极片112依次交错叠置,并且相邻的第一极片111和第二极片112之间具有一隔膜113。沿第一极片111和第二极片112叠置的方向Z,位于电芯主体11最外侧的极片为第一极片111,位于最外侧的第一极片111设置有第一收容槽1111。第一粘结件12至少部分收容于第一收容槽1111,并且第一粘结件12的第一表面与第一收容槽1111的槽底粘结固定。包装件13设置有容纳腔131,容纳腔131用于收容电芯主体11和第一粘结件12,并且第一粘结件12的第二表面与包装件13的内壁粘结固定,从而将电芯主体11与包装件13相固定,其中,第一表面和第二表面相对。通过在位于最外侧的第一极片111设置第一收容槽1111,将第一粘结件12的至少部分收容于第一收容槽1111,从而可以减小第一粘结件12凸出电芯主体11的厚度,也就是说,当容纳腔131的内部空间恒定的情况下,沿第一极片111和第二极片112叠置的方向Z,第一粘结件12占用容纳腔131的尺寸减小,有利于增加电芯主体11的厚度,从而可以提高电化学装置1的能量密度。
值得说明的是,请参阅图13,图13是电化学装置在没有经过充放电时的形态。位于电芯主体11中间的第一极片111包括基体1113、第一集流体1114和第二集流体1115,第一集流体1114和第二集流体1115分别位于基体1113的两侧。而位于电芯主体11最外侧的其中一个第一极片111只包括基体1113和第一集流体1114,没有第二集流体1115,并且位于最外侧的其中一个第一极片111的基体1113构成电芯主体11的一个外表面,位于最外侧的其中一个第一极片111的第一集流体1114上设置有第一凹槽1116。第一粘结件12粘结固定于位于最外侧的第一极片111的基体1113,并且沿电芯主体11的厚度方向Z,第一粘结件12的投影完全位于第一凹槽1116的投影之内。而当电芯主体11经过充放电后,阳极片会发生膨胀,使第一极片111将第一粘结件12朝包装件13的内表面挤压,在包装件13以及第一粘结件12的作用下,位于最外侧的基体1113逐渐往第一凹槽1116的内部凹陷,从而使第一极片111形成图10中所示的第一收容槽1111。
进一步地,第二极片112设置有第二收容槽1121,并且沿第一极片111和第二极片112叠置的方向Z,第二收容槽1121的投影和第一收容槽1111的投影至少部分重叠。其中,第一极片111和第二极片112的极性相反,例如第一极片111为阳极片,第二极片112为阴极片,或者第一极片111为阴极片,第二极片112为阳极片。当电化学装置1经过多次重复的充放电过程后,阳极片会沿着方向Z发生膨胀,由于第一粘结件12与包装件13的内表面之间没有间隙,膨胀后的阳极片会推动第一粘结件12沿方向Z运动,容易使包装件13的外表面在第一粘结件12处形成凸起,因此,通过设置第二收容槽1121,并且沿方向Z,第二收容槽1121的投影和第一收容槽1111的投影至少部分重叠,当阳极片发生膨胀后,第二收容槽1121可以避让至少部分第一收容槽1111,使收容于该部分第一收容槽1111的第一粘结件12不会对包装件13产生凸起,有利于减少包装件13的外表面在第一粘结件12处形成的凸起的面积。
进一步地,沿第一极片111和第二极片112叠置的方向Z,第一收容槽1111地投影位于第二收容槽1121的投影之内,因此,当阳极片发生膨胀时,第二收容槽1121可以避让第一收容槽1111,从而可以降低收容于第一收容槽1111的第一粘结件12挤压包装件13的风险,进而降低包装件13的外表面在第一粘结件12处形成凸起的风险。
进一步地,第二收容槽1121设置于与设置有第一收容槽1111的第一极片111相邻的第二极片112,以使第一收容槽1111以及第一粘结件12可以直接收容进入第二收容槽1121,进而降低包装件13的外表面在第一粘结件12处形成凸起的风险。此外,由于第一极片111在第一收容槽1111部分的厚度变薄,而通过设置第二收容槽1121,使第二极片112对应第一极片111设置第一收容槽1111的部分也变薄,有利于降低电芯主体11在第一收容槽1111处出现阴离子和阳离子的数量不平衡而导致部分离子析出的风险。
在一些实施例中,沿第一极片111和第二极片112叠置的方向Z,第一收容槽1111的深度大于或者等于第一粘结件12的厚度的2/3并且小于或者等于第一粘结件12的厚度。也就是说,当第一粘结件12的第一表面贴附于第一收容槽1111的槽底时,第一粘结件12的第二表面可以凸出于第一极片111的收尾圈的外表面,以便于第一粘结件12与包装件13的内表面粘结固定。
在一些实施例中,请参阅图11,沿第一极片111和第二极片112叠置的方向Z,第一收容槽1111的投影的宽度L3大于或者等于电芯主体11的投影的宽度L4的1/3,第一收容槽1111的投影的长度H3大于或者等于电芯主体11的投影的长度H4的1/3。而第一粘结件12的长度最大可以与第一收容槽1111的长度H3相同,第一粘结件12的宽度最大可以与第一收容槽1111的宽度L3相同,因此,第一粘结件12可以保证具有足够的粘结面积与包装件13的内表面粘结固定,保证第一粘结件12与包装件13之间的固定的稳定性。
在本实施例中,通过在最外侧的第一极片111设置第一收容槽1111,将第一粘结件12至少部分收容于第一收容槽1111,通过在第二极片112设置第二收容槽1121,并且沿方向Z,第一收容槽1111的投影和第二收容槽1121的投影至少部分重叠,使阳极片在膨胀后,与第二收容槽1121重叠的部分第一收容槽1111以及收容于该部分第一收容槽1111的第一粘结件12可以收容进入第二收容槽1121,有利于降低包装件13的外表面在第一粘结件12处形成凸起的风险。
实施例六
请参阅图12,实施例六与实施例五的区别在于,位于最外层的两个极片均为第一极片111,第一收容槽1111设置于一位于最外层的第一极片111,另一位于最外层的第一极片111还设置有第三收容槽1112,与另一位于最外层的第一极片111相邻的第二极片112设置有第四收容槽1122,并且沿第一极片111和第二极片112叠置的方向Z,第三收容槽1112的投影位于第四收容槽1122的投影之内。电化学装置1还包括第三粘结件18,第三粘结件18至少部分收容于第三收容槽1112,第一粘结件111和第三粘结件18共同用于将电芯主体11粘结固定于包装件13。第四收容槽1122用于避让第三收容槽1112以及第三粘结件18,以降低阳极片在膨胀后,包装件13的外表面在第三粘结件18处形成凸起的风险。
值得说明的是,请参阅图13,位于电芯主体11最外侧的另一个第一极片111只有基体1113和第二集流体1115。另一个位于最外侧的第一极片111的第二集流体1115设置有第二凹槽1117,并且位于最外侧的另一个第一极片111的基体1113构成电芯主体11的另一个外表面。第三粘结件18粘结固定于位于最外侧的另一个第一极片111的基体1113,并且沿电芯主体11的厚度方向Z,第三粘结件18的投影完全位于第二凹槽1117的投影之内。而当电芯主体11经过充放电后,阳极片会发生膨胀,使第一极片111将第三粘结件18朝包装件13的内表面挤压,在包装件13以及第三粘结件18的作用下,位于最外侧的另一个第一极片111的基体1113逐渐往第二凹槽1117的内部凹陷,从而使第一极片111形成图12中所示的第二收容槽1112。
在本实施例中,通过设置第三收容槽1112,将第三粘结件18至少部分收容于第三收容槽1112,并且第一粘结件111和第三粘结件18共同用于将电芯主体11粘结固定于包装件13,有利于提高电芯主体11和包装件13之间固定的稳定性。
为使读者更好理解本发明实施例的构思,以下对对比例一、实施例一、实施例三和实施例五进行实验验证:
其中,对比例一与实施例一的区别在于,如图14所示,对比例一没有设置第一收容槽,直接将第一粘结件12贴附于第一极片111的收尾圈,通过第一粘结件12将电芯主体11粘结固定于包装件。
测试条件是:在15-25℃环境下,将电化学装置从1.5米高处跌落地板,将电化学装置的六个面朝下分别跌落一次,将电化学装置的各个角朝下再分别跌落一次。
实验方法是跌落后观察电化学装置的外观是否有破损,电芯主体是否出现相对于包装件窜动的情况以及测试前和测试后第24小时电化学装置的电压降低量。其中,对比例一、实施例一、实施例三和实施例五的样品数量均为10个,请参阅表一,从表一可知,所有电化学装置的电压降低量均小于50毫伏,并且均没有出现电芯主体相对于包装件窜动的情况,但是,明显实施例一中包装件出现破损的数量小于对比例一,实施例三中包装件出现破损的数量小于实施例一,实施例五中包装件出现破损的数量与实施例三相同。也就是说,通过设置第一收容槽,将第一粘结件的至少部分收容于第一收容的方式,还带来了减少包装件在跌落后出现破损的风险。
表一:
本发明又提供用电设备实施例,用电设备包括上述的电化学装置,对于电化学装置的具体结构和功能可参阅上述实施例,此处不再一一赘述。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明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,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (16)
1.一种电化学装置,包括包装件和电芯主体,所述电芯主体收容于所述包装件内,其特征在于,
所述电芯主体的外表面设置有第一收容槽,所述电化学装置还包括第一粘结件,所述第一粘结件至少部分收容于所述第一收容槽,所述第一粘结件分别与所述包装件的内表面和所述电芯主体粘结固定。
2.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一粘结件包括第一胶层、基层和第二胶层,所述第一胶层和第二胶层分别固定于所述基层的两个表面,所述第一胶层与所述电芯主体粘结固定,所述第二胶层与所述包装件粘结固定。
3.根据权利要求2所述的电化学装置,其特征在于,
所述第二胶层为热熔胶。
4.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述电芯主体包括第一极片、隔膜和第二极片,所述第一极片、隔膜和第二极片依次叠置后卷绕设置,所述第一极片的收尾圈的外表面构成所述电芯主体的外表面的部分,所述第一收容槽设置于所述第一极片的收尾圈的外表面,其中,所述第一极片的收尾圈的外表面为所述第一极片的收尾圈背离所述第二极片的表面。
5.根据权利要求4所述的电化学装置,其特征在于,
所述第二极片设置有第二收容槽;
沿所述电芯主体的厚度方向,所述第二收容槽的投影和第一收容槽的投影至少部分重叠;
沿所述电芯主体的厚度方向,所述第一收容槽和第二收容槽处于所述第二极片的起始圈的同一侧。
6.根据权利要求5所述的电化学装置,其特征在于,
所述第二收容槽设置于所述第二极片的收尾圈。
7.根据权利要求5所述的电化学装置,其特征在于,
沿所述电芯主体的厚度方向,所述第一收容槽的投影位于所述第二收容槽的投影之内。
8.根据权利要求4所述的电化学装置,其特征在于,
所述电芯主体还包括第二粘结件,所述第二粘结件分别与所述第一极片的收尾圈的尾端和所述第一粘结件粘结固定。
9.根据权利要求4所述的电化学装置,其特征在于,
所述电芯主体包括平面部、第一弧形部和第二弧形部,
沿所述电芯主体的宽度方向,所述平面部位于所述第一弧形部和所述第二弧形部之间,所述第一收容槽位于所述平面部。
10.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,
所述电芯主体包括第一极片、隔膜和第二极片,所述第一极片、隔膜和第二极片的数量均为多个,所述第一极片和所述第二极片交错叠置,并且相邻的所述第一极片和所述第二极片之间具有一所述隔膜;
沿所述第一极片和所述第二极片叠置的方向,位于所述电芯主体最外侧的极片为第一极片,所述第一收容槽设置于最外侧的所述第一极片。
11.根据权利要求10所述的电化学装置,其特征在于,
所述第二极片设置有第二收容槽;
沿所述第一极片和所述第二极片叠置的方向,所述第二收容槽的投影和所述第一收容槽的投影至少部分重叠。
12.根据权利要求11所述的电化学装置,其特征在于,
所述第二收容槽设置于与最外侧的所述第一极片最近的第二极片。
13.根据权利要求1-12中任意一项所述的电化学装置,其特征在于,
沿所述电芯主体的厚度方向,所述第一收容槽的投影的宽度大于或者等于所述电芯主体的投影的宽度的1/3;和/或,
沿所述电芯主体的厚度方向,所述第一收容槽的投影的长度大于或者等于所述电芯主体的投影的长度的1/3。
14.根据权利要求13所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一收容槽的深度大于或者等于所述第一粘结件的厚度的2/3并且小于或者等于所述第一粘结件的厚度。
15.根据权利要求13所述的电化学装置,其特征在于,
所述第一粘结件的长度不大于所述第一收容槽的长度,所述第一粘结件的宽度不大于所述第一收容槽的宽度。
16.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求1-15中任意一项所述的电化学装置。
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