CN116848720A - 集流构件、电化学装置及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种集流构件、电化学装置及用电装置。其中，集流构件包括基板和凸部。基板具有沿其厚度方向相对布置的第一表面和第二表面。凸部凸出于第一表面，凸部包括底壁和侧壁，侧壁连接基板与底壁，侧壁与底壁围成空腔。其中，侧壁包括沿基板的厚度方向依次排布的第一壁部和第二壁部，第一壁部和第二壁部连接并在连接位置形成折角。采用这种集流构件，在集流构件与外壳组件的连接过程中受到压力时，能够将基板作用于底壁上的弯矩转移至第一壁部和第二壁部之间连接的折角处，从而能够有效降低底壁出现凸起变形的程度，降低集流构件的底壁与外壳组件之间出现连接不牢靠的风险。

Description

集流构件、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，具体而言，涉及一种集流构件、电化学装置及用电装置。

背景技术

圆柱电池由于其制造方便、安全性好等优点而被广泛应用于电动汽车、电动两轮车、电动工具等领域，通常，圆柱电池的外壳组件与电极组件之间焊接有集流构件，通过集流构件实现电极组件与外壳组件之间的电连接。

发明内容

本申请的发明人研究发现，现有技术中，圆柱电池在生产装配过程中，容易出现集流构件与外壳组件之间产生虚焊或焊接不牢靠的现象，从而导致集流构件与外壳组件之间的连接可靠性不足，进而影响电化学装置的可靠性和使用寿命。

鉴于上述问题，本申请提供一种集流构件、电化学装置及用电装置，能够有效提升电化学装置的可靠性和使用寿命。

第一方面，本申请提供一种集流构件，包括基板和凸部；所述基板具有沿其厚度方向相对布置的第一表面和第二表面；所述凸部凸出于所述第一表面，所述凸部包括底壁和侧壁，所述侧壁连接所述基板与所述底壁，所述侧壁与所述底壁围成空腔；其中，所述侧壁包括沿所述基板的厚度方向依次排布的第一壁部和第二壁部，所述第一壁部和所述第二壁部连接并在连接位置形成折角。

在上述技术方案中，通过将凸部的侧壁设置为沿基板的厚度方向排布的第一壁部和第二壁部，并将第一壁部和第二壁部的连接位置设置为折角的结构，也就是说，侧壁上形成有弯折结构，采用这种结构的集流构件，在集流构件与外壳组件的连接过程中受到压力时，能够将基板作用于底壁上的弯矩转移至第一壁部和第二壁部之间连接的折角处，降低底壁所受到的弯矩，从而能够有效降低底壁出现凸起变形的程度，降低集流构件的底壁与外壳组件之间出现连接不牢靠的风险，提升底壁与外壳组件之间的连接可靠性，进而提升具有这种集流构件的电化学装置的可靠性和使用寿命。

在一些实施例中，所述折角指向所述空腔。

在上述技术方案中，通过将第一壁部与第二壁部的连接位置形成的折角设置为指向空腔，也就是说，第一壁部与第二壁部的连接位置形成的折角向空腔内弯折，采用这种结构的集流构件能够进一步降低底壁所受到的弯矩，从而有利于进一步降低底壁在与外壳组件连接加工的过程中出现凸起变形的程度。

在一些实施例中，所述基板与所述底壁相互平行。

在上述技术方案中，通过将集流构件的基板与底壁设置为相互平行，一方面，便于加工和制造，另一方面，能够便于基板与电极组件的极耳相连以及底壁与外壳组件相连。

在一些实施例中，所述第一壁部远离所述第二壁部的一端与所述底壁相连，所述第二壁部远离所述第一壁部的一端与所述基板相连；所述第一壁部与所述底壁之间的夹角角度为a，所述折角面向所述空腔的一侧的角度为γ，b＝γ-(180°-a)，满足，a＜b。

在上述技术方案中，b为过所述折角的顶点、且位于空腔内的平行于底壁的平面与第二壁部的夹角，通过将b设置为大于a，b＝γ-(180°-a)，也就是说，第一壁部和第二壁部的连接位置形成的折角为向空腔内弯折的结构，采用这种结构能够较好地将基板的作用力转移至折角处，并降低底壁受到的弯矩，从而能够降低底壁在与外壳组件连接加工的过程中出现凸起变形的程度。

在一些实施例中，10°≤b-a≤80°。在一些实施例中，20°≤b-a≤70°。

在上述技术方案中，通过将b-a的值设置在20°到70°，以使第一壁部和第二壁部之间形成的折角能够较好的分担基板传递至底壁上的弯矩，从而能够进一步降低底壁在与外壳组件连接加工的过程中出现凸起变形的程度，提升底壁与外壳组件之间的连接可靠性。

在一些实施例中，90°≤a≤135°。在一些实施例中，100°≤b≤170°。在一些实施例中，110°≤b≤160°。

在上述技术方案中，通过将第一壁部与底壁的夹角设置在90°到135°，一方面能够缓解因第一壁部与底壁的夹角小于90°而造成第一壁部不便于加工的现象，从而有利于降低第一壁部的加工难度，也就是说，当第一壁部与底壁的夹角小于90°时，第一壁部呈现向空腔内倾斜的结构，从而导致第一壁部的加工难度较大，另一方面能够减少因第一壁部与底壁的夹角过大而造成底壁的受力情况改善不佳的现象。此外，通过将第二壁部与底壁的夹角设置在110°到160°，一方面能够缓解因第二壁部与底壁的夹角过小而造成第二壁部与基板之间的弯折程度过大使得加工难度较大的现象，另一方面能够减少因第二壁部与底壁的夹角过大而造成第二壁部与基板趋向平行的现象，从而导致第一壁部和第二壁部之间的折角分担基板传递至底壁上的弯矩的效果不佳。

在一些实施例中，沿所述基板的厚度方向，所述基板与所述底壁之间的距离为L₁，所述第一壁部和所述第二壁部的连接位置与所述底壁之间的距离为L₂，满足：0.1≤L₂/L₁≤0.9。在一些实施例中，0.2≤L₂/L₁≤0.8。

在上述技术方案中，通过将第一壁部和第二壁部的连接位置与底壁之间的距离设置为占基板与底壁之间的距离的20％到80％，以使第一壁部和第二壁部之间形成的折角位于侧壁在基板的厚度方向上靠近中间的位置，一方面能够降低集流构件的加工难度，另一方面能够使得第一壁部和第二壁部之间形成的折角能够较好的分担基板传递至底壁上的弯矩，从而能够较好地降低底壁在与外壳组件连接加工的过程中出现凸起变形的程度。

在一些实施例中，0.2mm≤L₁≤5mm。在一些实施例中，0.04mm≤L₂≤2mm。

在上述技术方案中，通过将基板与底壁之间的距离L₁设置在0.2mm到5mm，一方面能够改善因距离过小而造成加工难度较大的问题，另一方面能够缓解因距离过大而导致集流构件所占用的空间过大的现象，以便于提升具有这种集流构件的电化学装置的能量密度。此外，通过将第一壁部和第二壁部的连接位置与底壁之间的距离L₂设置为0.04mm到2mm，一方面能够改善因距离过小而造成加工难度较大的问题，另一方面能够缓解因距离过大而导致集流构件的整体占用空间过大的现象。

第二方面，本申请还提供一种电化学装置，包括外壳组件、电极组件和上述的集流构件；所述外壳组件包括电引出部；所述电极组件容纳于所述外壳组件内，所述电极组件具有极耳；所述底壁连接于所述电引出部，所述基板连接于所述极耳。

在上述技术方案中，采用上述结构的集流构件，在集流构件与外壳组件的电引出部的连接过程中受到压力时，能够将基板作用于底壁上的弯矩转移至第一壁部和第二壁部之间形成的折角处，降低底壁所受到的弯矩，从而能够有效降低底壁出现凸起变形的程度，进而能够有效降低集流构件的底壁与电引出部之间连接不牢靠的风险，提升底壁与电引出部之间的连接可靠性，有利于提升电化学装置的可靠性和使用寿命。

在一些实施例中，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括第一极片，所述第一极片包括金属基材和活性层，所述金属基材包括第一区域和极耳区，所述活性层设于所述第一区域的表面，所述极耳区位于所述第一极片的宽度方向的端部，所述极耳区至少部分弯折以形成所述卷绕式结构的第一端面，所述第一端面与所述基板连接。

在上述技术方案中，第一极片的极耳区弯折后形成第一端面与集流构件的基板连接，有利于增大极耳与基板的连接面积，提高导流能力，进而提高电化学装置的功率性能。

在一些实施例中，所述外壳组件包括壳体和端盖，所述壳体的一端形成开口，所述端盖盖合于所述开口，所述电引出部为所述壳体，所述电极组件容纳于所述壳体内。

在上述技术方案中，与集流构件相连的电引出部为外壳组件的壳体，也就是说，集流构件的底壁与壳体相连，采用这种结构有利于降低电化学装置的装配难度。

第三方面，本申请还提供一种用电装置，包括上述的电化学装置。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请一些实施例提供的电化学装置的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电化学装置的结构爆炸图；

图3为本申请一些实施例提供的电化学装置的局部剖视图；

图4为本申请一些实施例提供的集流构件的结构示意图；

图5为本申请一些实施例提供的集流构件的剖视图。

图标：100-电化学装置；10-外壳组件；11-壳体；111-开口；112-容纳空间；113-端壁；12-端盖；20-电极组件；21-极耳；30-集流构件；31-基板；311-第一表面；312-第二表面；32-凸部；321-底壁；322-侧壁；3221-第一壁部；3222-第二壁部；3223-折角；323-空腔；X-基板的厚度方向。

具体实施方式

为使本申请的目的、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地描述，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。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。

除非另有定义，本申请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“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，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。

本申请中，电化学装置可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电化学装置可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。

电化学装置包括外壳组件、电极组件和电解液，外壳组件用于容纳电极组件和电解液。电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电化学装置主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂覆正极活性物质层的正极集流体的部分作为正极极耳，以通过正极极耳实现正极极片的电能输入或输出。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂覆负极活性物质层的负极集流体的部分作为负极极耳，以通过负极极耳实现负极极片的电能输入或输出。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳材料或硅材料等。

隔离膜的材质可以为聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不作限定。

对于一般的圆柱电池而言，通常在电极组件和外壳组件之间设置有板状结构的集流构件，并将集流构件的一侧与电极组件的极耳进行焊接，另一侧与外壳组件的端盖或壳体进行焊接，以实现电极组件与外壳组件之间的电连接，但是，这种结构的集流构件与电极组件的极耳焊接后再与外壳组件进行焊接的难度较高，不便于制造和加工。由此，为了降低集流构件与外壳组件之间的焊接难度，在现有技术中，通过在集流构件上冲压出凸起结构，且凸起结构凸设于集流构件背离电极组件的一侧，并将凸起结构与外壳组件的端盖或壳体进行焊接，以降低集流构件与外壳组件之间的焊接难度。在集流构件与外壳组件的壳体或端盖焊接的过程中，需要对集流构件施加一定的压力，以使凸起结构能够抵接于外壳组件的端盖或壳体上，从而保证集流构件与外壳组件之间的焊接加工。然而，本申请的发明人研究发现，这种结构的集流构件在受到压力时，凸起结构用于抵接外壳组件的端盖或壳体的底壁会受到基板传递过来的弯矩作用而发生一定的凸起变形，从而造成凸起结构的底壁与外壳组件的端盖或壳体之间产生较大的间隙，导致集流构件与外壳组件之间容易出现虚焊或焊接不牢靠的现象，使得集流构件与外壳组件之间的连接可靠性不足，影响电化学装置的可靠性和使用寿命。

基于上述考虑，为了解决集流构件与外壳组件之间容易出现虚焊或焊接不牢靠的问题，发明人经过深入研究，设计了一种集流构件，集流构件包括基板和凸部，基板具有沿其厚度方向相对布置的第一表面和第二表面，凸部凸出于第一表面，凸部包括底壁和侧壁，且侧壁连接于基板与底壁之间，侧壁与底壁围合形成空腔。其中，侧壁包括沿基板的厚度方向依次排布的第一壁部和第二壁部，第一壁部和第二壁部连接并在连接位置形成折角。

在这种结构的集流构件中，通过将凸部的侧壁设置为沿基板的厚度方向排布的第一壁部和第二壁部，并将第一壁部和第二壁部的连接位置设置为折角的结构，也就是说，侧壁上形成有弯折结构，采用这种结构的集流构件，在集流构件与外壳组件的连接过程中受到压力时，能够将基板作用于底壁上的弯矩转移至第一壁部和第二壁部之间形成的折角处，降低底壁所受到的弯矩，从而能够有效降低底壁出现凸起变形的程度，降低集流构件的底壁与外壳组件之间出现连接不牢靠的风险，提升底壁与外壳组件之间的连接可靠性，进而提升具有这种集流构件的电化学装置的可靠性和使用寿命。

本申请实施例提供一种使用电化学装置作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。

需要说明的是，每个电化学装置可以为二次电池或一次电池；例如可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电化学装置可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。示例性的，在图1中，图1为本申请一些实施例提供的电化学装置100的结构示意图，电化学装置100为圆柱体结构。

根据本申请的一些实施例，参照图1，并请进一步参照图2和图3，图2为本申请一些实施例提供的电化学装置100的结构爆炸图，图3为本申请一些实施例提供的电化学装置100的局部剖视图。电化学装置100包括外壳组件10、电极组件20和集流构件30，外壳组件10包括电引出部，电极组件20容纳于外壳组件10内，电极组件20具有极耳21，集流构件30连接电引出部和极耳21，以实现外壳组件10与电极组件20的电连接。

其中，外壳组件10还可用于容纳电解质，例如电解液。外壳组件10可以是多种结构形式，比如，圆柱体、长方体等，示例性的，在图1中，外壳组件10为圆柱体结构。外壳组件10的材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。

在一些实施例中，外壳组件10可以包括壳体11和端盖12，壳体11为一侧开口111的空心结构，壳体11内部形成用于容纳电极组件20的容纳空间112，且开口111与容纳空间112连通，端盖12盖合于壳体11的开口111处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件20和电解质的密封空间。

在组装电化学装置100时，可先将电极组件20放入壳体11内，并向壳体11内填充电解质，再将端盖12盖合于壳体11的开口111。示例性的，端盖12焊接于壳体11。

壳体11可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体11的形状可根据电极组件20的具体形状来确定。比如，若电极组件20为圆柱体结构，则可选用为圆柱体壳体11；若电极组件20为长方体结构，则可选用长方体壳体11。当然，端盖12也可以是多种结构，比如，端盖12为板状结构等。

其中，外壳组件10的电引出部可以是端盖12，也可以是壳体11。示例性的，在图2和图3中，电引出部为外壳组件10的壳体11，壳体11的一端形成有开口111，另一端具有与开口111相对布置的端壁113，且电极组件20在靠近端壁113的一端形成有极耳21，集流构件30设置于电极组件20与端壁113之间，并连接壳体11的端壁113和电极组件20的极耳21，以实现壳体11与电极组件20之间的电连接。当然，在其他实施例中，集流构件30也可以设置于电极组件20与端盖12之间，以通过集流构件30连接端盖12和电极组件20的极耳21。当集流构件30与端盖12相连，并通过端盖12实现电化学装置100的电能的输出或输入时，集流构件30可以是与端盖12直接相连，也可以是与设置在端盖12上的电极端子相连，从而实现电化学装置100的电能的输入或输出。

示例性的，集流构件30与外壳组件10的电引出部相互焊接，从而能够保证集流构件30与外壳组件10的电引出部之间的连接稳定性和可靠性。需要说明的是，在将集流构件30与外壳组件10的电引出部相互焊接时，需要对集流构件30施加一定的压力，使得集流构件30能够紧密地贴合于外壳组件10的电引出部上，以保证集流构件30与外壳组件10的电引出部之间的焊接质量。比如，当外壳组件10的电引出部为外壳组件10的端壁113时，需要对集流构件30施加一定的压力，使得集流构件30紧密地贴合于外壳组件10的端壁113上。

在一些实施例中，集流构件30也可以为两个，电极组件20具有两个极耳21，分别为正极极耳21和负极极耳21，分别用于输出电极组件20的正输出极和负输出极，两个极耳21分别位于电极组件20的两端，两个集流构件30中的一个集流构件30连接于电极组件20一端的极耳21与壳体11的端壁113之间，另一个集流构件30连接于电极组件20另一端的极耳21与端盖12之间，以实现电化学装置100的电能的输入和输出。

可理解的，外壳组件10并不仅仅局限于上述结构，外壳组件10也可以是其他结构，比如，外壳组件10包括壳体11和两个端盖12，壳体11为在第一方向上相对的两端开口111的空心结构，一个端盖12对应盖合于壳体11的一个开口111处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件20和电解质的密封空间。

需要说明的是，电极组件20是电化学装置100中发生电化学反应的部件。电极组件20可以包括负极极片、隔离膜和正极极片。电极组件20可以是由负极极片、隔离膜和正极极片通过卷绕形成的卷绕式结构，也可以是由负极极片、隔离膜和正极极片通过层叠布置形成的层叠式结构。示例性的。在图2中，电极组件20为由负极极片、隔离膜和正极极片通过卷绕形成的卷绕式结构。

根据本申请的一些实施例，参照图2和图3，并请进一步参照图4和图5，图4为本申请一些实施例提供的集流构件30的结构示意图，图5为本申请一些实施例提供的集流构件30的剖视图。本申请提供了一种集流构件30，集流构件30包括基板31和凸部32。基板31具有沿基板的厚度方向X相对布置的第一表面311和第二表面312。凸部32凸出于第一表面311，凸部32包括底壁321和侧壁322，侧壁322围设于底壁321的周围，侧壁322连接基板31与底壁321，侧壁322与底壁321围成空腔323。其中，侧壁322包括沿基板的厚度方向X依次排布的第一壁部3221和第二壁部3222，第一壁部3221和第二壁部3222连接并在连接位置形成折角3223。

通过将凸部32设置为凸出于基板31的第一表面311，凸部32包括底壁321和侧壁322，侧壁322连接于底壁321与基部之间，且底壁321和侧壁322围合形成空腔323，使得在集流构件30用于电化学装置100中时，将基板31与电极组件20的极耳21相连，并将凸部32的底壁321与外壳组件10相连即可实现电极组件20与外壳组件10之间的电连接，以便于降低集流构件30与外壳组件10之间的连接难度。此外，通过将凸部32的侧壁322设置为沿基板的厚度方向X排布的第一壁部3221和第二壁部3222，并将第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置设置为折角3223的结构，也就是说，侧壁322上形成有弯折结构，采用这种结构的集流构件30，在集流构件30与外壳组件10的连接过程中受到压力时，能够将基板31作用于底壁321上的弯矩转移至第一壁部3221和第二壁部3222之间形成的折角3223处，降低底壁321所受到的弯矩，从而能够有效降低底壁321出现凸起变形的程度，降低集流构件30的底壁321与外壳组件10之间出现连接不牢靠的现象，提升底壁321与外壳组件10之间的连接稳定性，进而提升具有这种集流构件30的电化学装置100的可靠性和使用寿命。

其中，在集流构件30装配至电化学装置100的外壳组件10内时，基板31的第二表面312用于与电极组件20的极耳21相连，以实现电极组件20与集流构件30之间的电连接，且有利于增加集流构件30与极耳21之间的连接面积，减少接触电阻和局部过流的现象。凸部32的底壁321用于与外壳组件10的壳体11或端盖12相连，以实现集流构件30与外壳组件10之间的电连接。当集流构件30与外壳组件10的壳体11或端盖12相连时，需要对集流构件30施加的压力作用于基板31上，从而通过侧壁322能够将压力传递至底壁321上，使得底壁321与外壳组件10的壳体11或端盖12紧密贴合，以保证底壁321与外壳组件10的壳体11或端盖12之间的连接质量。

凸部32是由侧壁322和底壁321围合而成的结构，侧壁322沿基板的厚度方向X连接于底壁321与基板31的第一表面311之间，且侧壁322和底壁321围合形成空腔323。需要说明的是，在图5中，侧壁322和底壁321围合形成的空腔323沿基板的厚度方向X贯穿基板31的第二表面312，以使基板31和凸部32在空腔323所在的位置围合形成凹槽。

可选地，集流构件30可以为一体成型的结构，也可以为分体式结构。当集流构件30为一体成型的结构时，集流构件30可以采用冲压工艺或铸造工艺制造成型，以在基板31的第一表面311上形成凸部32，且使得凸部32的侧壁322和底壁321围合形成空腔323，示例性的，在本实施例中，集流构件30采用冲压工艺制成，通过对板材沿板材的厚度方向进行冲压，以在板材上冲压出凸出于板材的一侧的凸起结构，并在凸起结构的另一侧形成凹槽结构，在冲压结束后，被冲压出凸起结构的部分即为凸部32，未被冲压的部分即为基板31。当集流构件30为分体式结构时，凸部32可以通过焊接工艺连接于基板31的第一表面311，且凸部32对应基板31的位置开设有通孔，以使凸部32的空腔323沿基板的厚度方向X从基板31的第一表面311贯穿基板31的第二表面312。

侧壁322包括沿基板的厚度方向X依次排布的第一壁部3221和第二壁部3222，也就是说，侧壁322由沿基板的厚度方向X排布的至少两个壁部组成，至少两个壁部共同形成侧壁322。示例性的，在图4和图5中，侧壁322包括沿基板的厚度方向X依次排布的两个壁部，即第一壁部3221和第二壁部3222，且第一壁部3221与底壁321相连，第二壁部3222与基板31相连。当然，在一些实施例中，侧壁322可以包括沿基板的厚度方向X依次排布并相连的三个、四个或五个等壁部。

第一壁部3221和第二壁部3222相互连接并在连接位置形成折角3223，也就是说，第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置形成有弯折结构，即第一壁部3221与第二壁部3222为相互不平行的结构，以在第一壁部3221和第二壁部3222之间形成夹角。

示例性的，参见图4和图5所示，折角3223指向空腔323，即第一壁部3221与第二壁部3222的连接位置形成的折角3223向空腔323内弯折。

通过将第一壁部3221与第二壁部3222的连接位置形成的折角3223设置为指向空腔323，采用这种结构的集流构件30能够进一步改善降低底壁321所受到的弯矩，从而有利于进一步降低底壁321在与外壳组件10连接加工的过程中出现凸起变形的程度。

根据本申请的一些实施例，请继续参见图4和图5所示，第一壁部3221远离第二壁部3222的一端与底壁321相连，第二壁部3222远离第一壁部3221的一端与基板31相连。第一壁部3221与底壁321之间的夹角角度为a，折角3223面向空腔323的一侧的角度为γ，b＝γ-(180°-a)，满足，a＜b。

其中，第一壁部3221远离第二壁部3222的一端与底壁321相连，第二壁部3222远离第一壁部3221的一端与基板31相连，即侧壁322只包括沿基板的厚度方向X排布的两个壁部，分别为第一壁部3221和第二壁部3222，且第一壁部3221与底壁321相连，第二壁部3222与基板31相连，从而在侧壁322上只形成了一个折角3223的结构。

需要说明的是，第一壁部3221与底壁321之间形成的角度为a，即在垂直于底壁321且过底壁321的几何中心的截面上，第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321之间形成的夹角为a。同样的，折角3223面向空腔323的一侧的角度为γ，即在垂直于底壁321且过底壁321的几何中心的截面上，折角3223面向空腔323的一侧的角度为γ。

b＝γ-(180°-a)，即γ减去与a的互补角，因此，b为过折角3223的顶点、且位于空腔323内的平行于底壁321的平面与第二壁部3222的夹角。

a＜b，也就是说，第一壁部3221和第二壁部3222之间形成的折角3223向空腔323内弯折，使得在沿基板的厚度方向X从底壁321指向基板31的方向上，侧壁322形成逐渐向背离空腔323的一侧翻折的喇叭口形状。

通过侧壁322的第一壁部3221和第二壁部3222分别与底壁321和基板31相连，也就是说，侧壁322上只形成有一个折角3223，使得在改善底壁321的受力情况的同时还能够降低加工和制造难度，以便于提高生产效率和批量生产。此外，通过将b设置为大于a，b＝γ-(180°-a)，也就是说，第二壁部3222面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角大于第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角，以使第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置形成的折角3223为向空腔323内弯折的结构，采用这种结构能够较好地将基板31的作用力转移至折角3223处，并降低底壁321受到的弯矩，从而能够降低底壁321在与外壳组件10连接加工的过程中出现凸起变形的程度。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，10°≤b-a≤80°，即第二壁部3222面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角大于第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角，且差值在10°到80°之间。

参照下表所示，采用第二壁部3222面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角b和第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角a的差值不同的7组实验对象进行实验。其中，基板31和底壁321均与基板的厚度方向X相互垂直，以使基板31和底壁321相互平行。基板31与底壁321之间的距离为L₁，即侧壁322在基板的厚度方向X上的长度为L₁，L₁＝1.5mm。第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置与底壁321之间的距离为L₂，即第一壁部3221在基板的厚度方向X上的长度为L₂，L₂/L₁＝0.5。对集流构件30施加的压力值为13N(即施加在基板31上的压力值为13N)，为了便于加工，将a设置为90°，通过改变b的大小调整a和b的差值，实验结果如下：

表1

在实际加工制造过程中，底壁321的凸起高度小于8μm为合格的状态，能够保证底壁321与外壳组件10的电引出部之间的焊接质量，当底壁321的凸起高度超过8μm时，会导致底壁321与外壳组件10的电引出部之间出现虚焊或焊接不牢靠的现象。从上面的使用数据可以看出，通过折角3223的设置，底壁321的凸起高度均低于8μm，能够满足制造需求。并且，将第二壁部3222面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角和第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角的差值设置在20°到70°时效果较佳。

通过将第二壁部3222面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角和第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角的差值设置在20°到70°，以使第一壁部3221和第二壁部3222之间形成的折角3223能够较好的分担基板31传递至底壁321上的弯矩，从而能够进一步降低底壁321在与外壳组件10连接加工的过程中出现凸起变形的程度，提升底壁321与外壳组件10之间的连接可靠性。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，90°≤a≤135°，即第一壁部3221面向空腔323的一侧与底壁321形成的夹角在90°到135°之间。

参照下表所示，L₁＝1.5mm，L₂/L₁＝0.5。对集流构件30施加的压力值为13N(即施加在基板31上的压力值为13N)，采用将第二壁部3222面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角b设置为160°，并将第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角a不同的7组实验对象进行实验，实验结果如下：

表2

从上面的使用数据可以看出，通过将第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角设置在90°到135°，一方面能够缓解因第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角小于90°而造成第一壁部3221不便于加工的现象，从而有利于降低第一壁部3221的加工难度，另一方面能够减少因第一壁部3221面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角过大而造成底壁321的受力情况改善不佳的现象。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，100°≤b≤170°，即第二壁部3222面向空腔323的一侧与底壁321形成的夹角在100°到170°之间。并且，通过表1可以看出，110°≤b≤160°时效果较佳。

通过将第二壁部3222面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角设置在110°到160°，一方面能够缓解因第二壁部3222面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角过小而造成第二壁部3222与基板31之间的弯折程度过大使得加工难度较大的现象，另一方面能够减少因第二壁部3222面向空腔323的表面与底壁321形成的夹角过大而造成第二壁部3222与基板31趋向平行的现象，从而导致第一壁部3221和第二壁部3222之间形成的折角3223分担基板31传递至底壁321上的弯矩的效果不佳。

根据本申请的一些实施例，参见图5所示，沿基板的厚度方向X，基板31与底壁321之间的距离为L₁，第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置与底壁321之间的距离为L₂，满足，0.1≤L₂/L₁≤0.9。

参照下表所示，对集流构件30施加的压力值为13N(即施加在基板31上的压力值为13N)，采用第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置与底壁321之间的距离占基板31与底壁321之间的距离的不同比值的9组实验对象进行实验，其中，L₁＝1.5mm，实验结果如下：

表3

从上面的使用数据可以看出，将将第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置与底壁321之间的距离设置为占基板31与底壁321之间的距离的20％到80％时较佳。

通过将第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置与底壁321之间的距离设置为占基板31与底壁321之间的距离的20％到80％，以使第一壁部3221和第二壁部3222之间形成的折角3223位于侧壁在基板的厚度方向X上靠近中间的位置，一方面能够降低集流构件30的加工难度，另一方面能够使得第一壁部3221和第二壁部3222之间形成的折角3223能够较好的分担基板31传递至底壁321上的弯矩，从而能够较好地降低底壁321在与外壳组件10连接加工的过程中出现凸起变形的程度。

在一些实施例中，如图5所示，0.2mm≤L₁≤5mm，即基板31与底壁321之间的距离为0.2mm到5mm。通过将基板31与底壁321之间的距离设置在0.2mm到5mm，一方面能够改善因距离过小而造成加工难度较大的问题，另一方面能够缓解因距离过大而导致集流构件30所占用的空间过大的现象，以便于提升具有这种集流构件30的电化学装置100的能量密度。

在一些实施例中，如图5所示，0.04mm≤L₂≤2mm，即第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置与底壁321之间的距离为0.04mm到2mm。通过将第一壁部3221和第二壁部3222的连接位置与底壁321之间的距离设置为0.04mm到2mm，一方面能够改善因距离过小而造成加工难度较大的问题，另一方面能够缓解因距离过大而导致集流构件30的整体占用空间过大的现象。

根据本申请的一些实施例，参见图5所示，基板31与底壁321相互平行。

其中，基板31与底壁321相互平行，即基板31与底壁321沿基板的厚度方向X间隔排布，且基板31与底壁321均垂直于基板的厚度方向X。

通过将集流构件30的基板31与底壁321设置为相互平行，采用这种结构的集流构件30一方面便于加工和制造，有利于批量生产，另一方面在集流构件30用于电化学装置100中时能够便于基板31与电极组件20的极耳21相连，且便于底壁321与外壳组件10相连。

根据本申请的一些实施例，参见图2和图3所示，本申请实施例还提供了一种电化学装置100，包括外壳组件10、电极组件20和以上任一方案的集流构件30。外壳组件10包括电引出部，电极组件20容纳于外壳组件10内，且电极组件20具有极耳21。集流构件30的凸部32的底壁321连接于电引出部，集流构件30的基板31连接于极耳21。

示例性的，在图3中，基板31的第二表面312连接于极耳21。

需要说明的是，外壳组件10的相关结构可参见前述各实施例提供的外壳组件10，在此不再赘述。

电化学装置100设置有以上任一方案的集流构件30，通过将集流构件30的基板31与极耳21相连，并将集流构件30的凸部32的底壁321与外壳组件10的电引出部相连即可实现电极组件20与外壳组件10之间的电连接，以便于降低集流构件30与外壳组件10之间的连接难度。此外，采用这种结构的集流构件30，在集流构件30与外壳组件10的电引出部连接的过程中受到压力时，能够将基板31作用于底壁321上的弯矩转移至第一壁部3221和第二壁部3222之间形成的折角3223处，以改善底壁321的受力情况，从而能够有效降低底壁321出现凸起变形的程度，进而能够有效降低集流构件30的底壁321与电引出部之间连接不牢靠的风险，提升底壁321与电引出部之间的连接稳定性，有利于提升电化学装置100的可靠性和使用寿命。

在一些实施例中，电极组件20为卷绕式结构，电极组件20包括第一极片，第一极片包括金属基材和活性层，金属基材包括第一区域和极耳区，活性层设于第一区域的表面，极耳区位于第一极片的宽度方向的端部，极耳区至少部分弯折以形成卷绕式结构的第一端面，第一端面与基板31连接。

通过将第一极片的极耳区作为电极组件20的极耳21弯折后形成第一端面与集流构件30的基板31连接，有利于增大极耳21与基板31的连接面积，提高导流能力，进而提高电化学装置100的功率性能。

在一些实施例中，第一极片为负极极片。

根据本申请的一些实施例，请继续参见图2和图3所示，外壳组件10包括壳体11和端盖12，壳体11的一端形成开口111，端盖12盖合于开口111，电引出部为壳体11，电极组件20容纳于壳体11内。

其中，电引出部为壳体11，即凸部32的底壁321连接于壳体11上。

示例性的，在图3中，凸部32的底壁321连接于壳体11与开口111相对设置的端壁113上，采用这种结构能够先将外壳组件10的壳体11、集流构件30和电极组件20装配完成后，再将端盖12盖合于壳体11的开口111处，从而有利于降低电化学装置100的装配难度。

需要说明的是，在其他实施例中，外壳组件10的电引出部也可以是外壳组件10的端盖12，即凸部32的底壁321与端盖12相连。

根据本申请的一些实施例，本申请实施例还提供了一种用电装置，包括以上任一方案的电化学装置100，并且电化学装置100用于为用电装置提供电能。

用电装置可以是前述任一应用电化学装置100的设备或系统。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种集流构件，包括：

基板，具有沿其厚度方向相对布置的第一表面和第二表面；以及

凸部，凸出于所述第一表面，所述凸部包括底壁和侧壁，所述侧壁连接所述基板与所述底壁，所述侧壁与所述底壁围成空腔；

其中，所述侧壁包括沿所述基板的厚度方向依次排布的第一壁部和第二壁部，所述第一壁部和所述第二壁部连接并在连接位置形成折角。

2.根据权利要求1所述的集流构件，其中，满足如下条件的至少一者：

(1)所述折角指向所述空腔；

(2)所述基板与所述底壁相互平行。

3.根据权利要求1或2所述的集流构件，其中，所述第一壁部远离所述第二壁部的一端与所述底壁相连，所述第二壁部远离所述第一壁部的一端与所述基板相连；

所述第一壁部与所述底壁之间的夹角角度为a，所述折角面向所述空腔的一侧的角度为γ，b＝γ-(180°-a)，满足，a＜b。

4.根据权利要求3所述的集流构件，其中，满足如下条件的至少一者：

(1)10°≤b-a≤80°；

(2)90°≤a≤135°；

(3)100°≤b≤170°。

5.根据权利要求4所述的集流构件，其中，满足如下条件的至少一者：

(1)20°≤b-a≤70°；

(2)110°≤b≤160°。

6.根据权利要求3所述的集流构件，其中，沿所述基板的厚度方向，所述基板与所述底壁之间的距离为L₁，所述第一壁部和所述第二壁部的连接位置与所述底壁之间的距离为L₂，满足如下条件的至少一者：

(1)0.1≤L₂/L₁≤0.9；

(2)0.2mm≤L₁≤5mm；

(3)0.04mm≤L₂≤2mm。

7.根据权利要求6所述的集流构件，其中，0.2≤L₂/L₁≤0.8。

8.一种电化学装置，包括：

外壳组件，包括电引出部；

电极组件，容纳于所述外壳组件内，所述电极组件具有极耳；以及

根据权利要求1-7任一项所述的集流构件，所述底壁连接于所述电引出部，所述基板连接于所述极耳。

9.根据权利要求8所述的电化学装置，其中，满足如下条件的至少一者：

(1)所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括第一极片，所述第一极片包括金属基材和活性层，所述金属基材包括第一区域和极耳区，所述活性层设于所述第一区域的表面，所述极耳区位于所述第一极片的宽度方向的端部，所述极耳区至少部分弯折以形成所述卷绕式结构的第一端面，所述第一端面与所述基板连接；

(2)所述外壳组件包括壳体和端盖，所述壳体的一端形成开口，所述端盖盖合于所述开口，所述电引出部为所述壳体，所述电极组件容纳于所述壳体内。

10.一种用电装置，包括根据权利要求8或9所述的电化学装置。