CN118017140A - 电化学装置及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电化学装置及用电设备，该电化学装置包括外壳和泄压机构，外壳的第一壁体设置有第一通孔，泄压机构覆盖第一通孔，泄压机构包括胶膜，胶膜能够受热熔融或失粘以形成第一泄压通道，外壳的第二壁体上设置有刻痕槽，刻痕槽能够在外壳的内部压力达到阈值时破裂，以形成第二泄压通道，使得电化学装置能够形成两条泄压通道，能够提高电化学装置的泄压灵敏度和泄压的可靠性，减小电化学装置热失控的概率；刻痕槽的深度S1和第二壁体的厚度S2满足0.1*S2≤S1≤0.95*S2，并且由于电化学装置通过多通道泄压，因此将刻痕槽的深度S1设置在上述范围能够实现较快的泄压响应，且不易破裂。

Description

电化学装置及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电化学装置及用电设备。

背景技术

随着新能源技术的快速发展，电池已经被广泛应用于电子设备、电动汽车、电动两轮车、电动工具等领域。对电池的质量及安全等要求也越来越高。

目前，电化学装置的外壳上设置有刻痕槽，能够在电化学装置的内部压力过大时破裂，以形成泄压通道，对电化学装置进行泄压。而刻痕槽的热灵敏性较差，造成泄压的可靠性较差，热失控的概率较大。

发明内容

本申请提供一种电化学装置及用电设备，能够有效提高电化学装置的泄压灵敏度。

第一方面，本申请提供一种电化学装置，包括：

外壳，包括第一壁体和第二壁体，第一壁体设置有第一通孔；

泄压机构，覆盖所述第一通孔，所述泄压机构包括胶膜，所述胶膜能够受热熔融或失粘以形成连通所述外壳内部和外部的第一泄压通道；

所述第二壁体上设置有刻痕槽，所述刻痕槽能够在所述外壳的内部压力达到阈值时破裂，以形成连通所述外壳内部和外部的第二泄压通道；

所述刻痕槽的深度为S1，所述第二壁体的厚度为S2，满足0.1*S2≤S1≤0.95*S2；

所述刻痕槽呈弧形设置，且朝向所述第二壁体的中心弯曲。

在上述技术方案中，电化学装置包括外壳及泄压机构，外壳包括第一壁体和第二壁体，泄压机构覆盖第一壁体的第一通孔，泄压机构包括胶膜，胶膜能够受热熔融或失粘以形成连通外壳内部和外部的第一泄压通道，外壳上还设置有刻痕槽，刻痕槽能够在外壳的内部压力达到阈值时破裂，以形成连通外壳内部和外部的第二泄压通道，即在电化学装置的温度较高时，能够形成第一泄压通道，在电化学装置的内部压力较高时，能够形成第二泄压通道，从而使得电化学装置能够形成两条泄压通道，电化学装置在发生安全风险时，主要有两种现象：发热及产气，泄压机构可以有效感知电化学装置的发热，达到熔点时产生泄压。而当电化学装置出现一些产热较少、产气较多的工况如过放的情况，电化学装置内部产热较少，产气量较大，因此需要泄压，但泄压机构对温度较为敏感，可能会导致无法及时泄压，而刻痕槽可以有效感知电化学装置产气，产气量达到一定程度时，外壳气胀变形，刻痕槽开启，上述方案可以适应不同的情况，能够提高电化学装置的泄压灵敏度和泄压的可靠性，减小电化学装置热失控的概率。通过使得刻痕槽的深度S1，第二壁体的厚度S2满足0.1*S2≤S1≤0.95*S2，能够使得外壳内部的压力较大时，刻痕槽容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽的成本较低，刻痕槽不易在电化学装置跌落或受外力作用时破裂；当刻痕槽较深时，泄压响应快，但太深容易造成破裂，当刻痕槽较浅时，不容易破裂，但泄压响应较慢；通过上述技术方案，限定刻痕槽深度能够平衡二者之间的关系，并且由于本方案为泄压机构与刻痕槽共同的作用，因此能够将刻痕槽深度做的更小也不会出现泄压响应缓慢的问题；在电化学装置中如果仅设置单一刻痕槽泄压功能，因为刻痕槽泄压灵敏度低，需要将刻痕槽加深，但刻痕槽较深时存在滚筒、跌落漏液的问题，且刻痕槽成本高，本方案通过多通道的泄压结构，因此能够将刻痕槽的深度限定到上述范围之内；通过将刻痕槽设置成弧形，且使得刻痕槽朝向第二壁体的中心弯曲，能够便于刻痕槽的加工成型，并且外壳内部的压力较大时，第二壁体的中部受力较大，因此刻痕槽更容易破裂并形成较大的泄压口，便于外壳内部的气体快速排出，泄压可靠性较高。

在第一方面的一些实施例中，0.4*S2≤S1≤0.8*S2。

在上述技术方案中，通过使得刻痕槽的深度S1，第二壁体的厚度S2满足0.4*S2≤S1≤0.8*S2，能够进一步使得外壳内部的压力较大时，刻痕槽容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽的成本较低，刻痕槽不易在电化学装置跌落或受外力作用时破裂。

在第一方面的一些实施例中，0.55*S2≤S1≤0.8*S2。

在上述技术方案中，通过使得刻痕槽的深度S1，第二壁体的厚度S2满足满足0.55*S2≤S1≤0.8*S2，能够进一步使得外壳内部的压力较大时，刻痕槽容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽的成本较低，刻痕槽不易在电化学装置跌落或受外力作用时破裂，通过将本方案的热熔泄压(泄压机构)与刻痕槽集成于同一电化学装置的外壳，能够实现将刻痕槽的深度S1和第二壁体的厚度S2满足0.55*S2≤S1≤0.8*S2。

在第一方面的一些实施例中，所述泄压机构还包括第一金属片，所述第一金属片设置于所述胶膜背向所述外壳的一侧。

在上述技术方案中，通过在胶膜背向壳体的一侧设置第一金属片，能够减小胶膜的渗水面积，使得泄压机构的密封效果更好。

在第一方面的一些实施例中，所述第一金属片呈圆形设置，所述胶膜呈圆形或圆环形设置，所述第一通孔呈圆形设置，所述第一金属片的直径小于或等于所述胶膜的外径，所述第一金属片的直径大于或等于所述第一通孔的直径。

在上述技术方案中，通过将第一金属片设置成圆形，将胶膜设置成圆形或圆环形设置，将第一通孔设置成圆形，并使得第一金属片的直径小于或等于胶膜的外径，使得第一金属片的直径大于或等于第一通孔的直径，能够便于胶膜、第一金属片与外壳装配，且第一金属片能够覆盖第一通孔，减小水汽经胶膜、第一通孔渗入外壳内部的可能性，使得泄压机构的密封效果更好。

在第一方面的一些实施例中，所述泄压机构还包括第二金属片，所述第二金属片设置于所述胶膜和所述外壳之间，所述第二金属片与所述外壳焊接，所述第二金属片设置有第二通孔。

在上述技术方案中，通过设置第二金属片以与外壳焊接，能够使得泄压机构与外壳的连接更加稳定，密封效果更好。

在第一方面的一些实施例中，所述第一金属片呈圆形设置，所述第一通孔呈圆形设置，所述第二金属片呈圆环形设置，所述第二金属片的外径大于或等于所述第一通孔的直径，所述第一金属片的直径小于或等于所述第二金属片的外径，所述第一金属片的直径大于或等于所述第二金属片的内径。

在上述技术方案中，通过将第一金属片设置成圆形，将第一通孔设置成圆形，将第二金属片设置成圆环形，并使得第二金属片的外径大于或等于第一通孔的直径，便于第二金属片与外壳焊接；第一金属片的直径小于或等于第二金属片的外径，能够减小第一金属片遮挡第二金属片与外壳焊接的可能；第一金属片的直径大于或等于第二金属片的内径，使得第一金属片能够覆盖第二通孔，减小水汽经胶膜、第二通孔渗入外壳内部的可能性，使得泄压机构的密封效果更好。

在第一方面的一些实施例中，所述第一通孔呈圆形设置，所述第一通孔的直径为D1，所述第二金属片呈圆环形设置，所述第二金属片的外径为D2，所述第二金属片的内径为D3，满足0.2mm≤D1≤5mm，1mm≤D2≤6mm，0.1mm≤D3≤3mm。

在上述技术方案中，通过将第一通孔的直径D1设置在0.2mm至5mm，能够使得电化学装置在热失控时，第一通孔能够提供截面积较大的第一泄压通道，且无需较大尺寸的泄压机构覆盖第一通孔，便于泄压机构的安装；通过将第二金属片的外径D2设置在1mm至6mm，使得第二金属片有足够的面积与外壳贴合，能够便于第二金属片与外壳的焊接，且第二金属片不会超出外壳，成本较低；通过将第二金属片的内径D3设置在0.1mm至3mm，使得通过第二通孔形成第一泄压通道时，第二通孔能够提供截面积较大的第一泄压通道，且无需较大尺寸的胶膜和第一金属片覆盖第二通孔，便于胶膜和第一金属片的安装。

在第一方面的一些实施例中，所述第一金属片的厚度为H1，所述第二金属片的厚度为H2，满足0.03mm≤H1≤1mm，0.03mm≤H2≤1mm。

在上述技术方案中，通过将第一金属片的厚度H1设置在0.03mm至1mm，将第二金属片的厚度H2设置在0.03mm至1mm，使得第一金属片和第二金属片的密封效果更好，减小水汽渗入外壳内部的可能性，并且能够使得泄压机构的厚度较小，从而使得泄压机构在电化学装置的长度方向上占用的空间较小，有利于提高电化学装置的能量密度。

在第一方面的一些实施例中，所述胶膜的熔点为T，满足95℃≤T≤135℃。

在上述技术方案中，通过将胶膜的熔点T设置在95℃至135℃，能够使得胶膜对第一通孔的密封可靠性较高，且电化学装置在热失控时，胶膜能够熔融或失粘以形成第一泄压通道，使得电化学装置的泄压灵敏性较高。

在第一方面的一些实施例中，所述胶膜包括第一胶层和第二胶层，所述第一胶层与所述第二胶层层叠设置，所述第二胶层位于所述第一胶层背向所述外壳的一侧，所述第一胶层的熔点小于所述第二胶层的熔点。

在上述技术方案中，通过设置第一胶层和第二胶层，并且使得第一胶层的熔点小于第二胶层的熔点，能够使得胶膜被高温激活时，第一胶层能够熔融以与外壳贴合，同时第二胶层不会熔融，能够避免胶膜过熔融而影响胶膜的安装，还能够减少胶膜的溢胶量。

在第一方面的一些实施例中，所述第一胶层的熔点为T1，所述第二胶层的熔点为T2，满足95℃≤T1≤135℃，140℃≤T2≤190℃。

在上述技术方案中，通过将第一胶层的熔点T1设置在95℃至135℃，将第二胶层的熔点T2设置在140℃至190℃，能够使得胶膜对第一通孔的密封可靠性较高，且第一胶层能够先于第二胶层熔融，便于在胶膜被高温激活时安装于外壳；电化学装置在热失控时，第一胶层能够比第二胶层先熔融或失粘以形成第一泄压通道，使得电化学装置的泄压灵敏性较高，且能够减少胶膜的溢胶量。

在第一方面的一些实施例中，所述泄压机构还包括第一金属片，所述第一金属片设置于所述胶膜背向所述外壳的一侧，所述胶膜还包括第三胶层，所述第三胶层位于所述第二胶层和所述第一金属片之间，所述第三胶层的熔点小于所述第二胶层的熔点。

在上述技术方案中，通过设置第三胶层，并使得第三胶层的熔点小于第二胶层的熔点，能够使得胶膜被高温激活时，第三胶层能够熔融以与第一金属片贴合，同时第二胶层不会熔融，能够避免胶膜过熔融而影响第一金属片的安装，还能够减少溢胶量；电化学装置在热失控时，第一胶层与外壳之间、第三胶层与第一金属片之间都能够熔融或失粘以形成第一泄压通道，提高电化学装置的泄压灵敏性、泄压的可靠性，减小电化学装置热失控的概率。

在第一方面的一些实施例中，所述第三胶层的熔点为T3，满足95℃≤T3≤135℃。

在上述技术方案中，通过将第三胶层的熔点T3设置在95℃至135℃，能够使得胶膜对第一通孔的密封可靠性较高，且第三胶层能够先于第二胶层熔融或失粘，便于在胶膜被高温激活时安装于第一金属片；电化学装置在热失控时，第三胶层能够比第二胶层先熔融或失粘以形成第一泄压通道，使得电化学装置的泄压灵敏性较高。

在第一方面的一些实施例中，所述外壳设置有凹槽，所述第一通孔贯穿所述凹槽，所述泄压机构容置于所述凹槽内。

在上述技术方案中，通过在外壳设置凹槽，并使得第一通孔贯穿凹槽，泄压机构容置于凹槽内，使得泄压机构超出外壳的外表面的部分的厚度较小，或者泄压机构不超出外壳的外表面，从而能够减小泄压机构与其他部件干涉而受损或脱离外壳的可能性。

在第一方面的一些实施例中，所述第一通孔呈跑道形、长方形或椭圆形设置。

在上述技术方案中，通过使得第一通孔呈跑道形、长方形或椭圆形设置，能够使得电化学装置的厚度较小时，第一通孔的面积较大，泄压可靠性较高。

在第一方面的一些实施例中，所述外壳包括壳体和壳盖，所述壳体包括底壁和围设于所述底壁的多个侧壁，所述底壁和多个所述侧壁共同围成具有开口的容纳空间，所述壳盖封闭所述开口，所述侧壁为所述第一壁体，所述底壁或所述壳盖为所述第二壁体。

在上述技术方案中，通过将第一通孔设置于壳体的侧壁，能够减小第一泄压通道被阻挡的可能，泄压机构的泄压可靠性较高；通过将刻痕槽设置于壳体的底壁或壳盖，能够形成尺寸较大的第二泄压通道，便于外壳内部的气体快速排出，泄压可靠性较高。

在第一方面的一些实施例中，所述电化学装置还包括极柱，所述极柱和所述第一通孔设置于同一个所述侧壁。

在上述技术方案中，在电化学装置设置极柱的一侧，电极组件和外壳之间形成有间隔空间，通过将极柱和第一通孔设置于同一个侧壁，能够便于外壳内部的气体经间隔空间、第一通孔排出，泄压可靠性较高；并且由于电化学装置被装入用电设备时，需要预留空间以便于极柱与用电设备的其他装置电连接，因此将极柱和第一通孔设置于同一个侧壁，无需再另外为泄压机构预留空间以实现泄压，能够节省用电设备的空间，使得用电设备的结构更加紧凑。

在第一方面的一些实施例中，所述电化学装置还包括极柱，所述极柱和所述第一通孔设置于不同的所述侧壁。

在上述技术方案中，由于极柱能够用于与电路板进行连接，通过将极柱和第一通孔设置于不同的侧壁，能够使得泄压机构形成第一泄压通道后，电化学装置内部的电解液不易经第一泄压通道喷溅至电路板上，从而能够减小电解液造成电路板上的元器件短路的可能性。

在第一方面的一些实施例中，所述刻痕槽靠近所述外壳的边角设置。

在上述技术方案中，由于外壳的边角为外壳的应力集中区域，因此通过将刻痕槽设置在外壳的边角，能够使得外壳内部的压力较大时，刻痕槽更容易破裂，泄压可靠性更高。

在第一方面的一些实施例中，所述电化学装置还包括极柱，所述极柱设置于所述外壳，所述刻痕槽靠近所述外壳设置有所述极柱的一端。

在上述技术方案中，在电化学装置设置极柱的一侧，电极组件和外壳之间形成有间隔空间，通过使得刻痕槽靠近外壳设置有极柱的一端，能够便于外壳内部的气体经间隔空间、刻痕槽破裂形成的泄压口排出，泄压可靠性较高。

在第一方面的一些实施例中，所述刻痕槽的宽度向靠近所述外壳内部的方向逐渐减小。

在上述技术方案中，通过使得刻痕槽的宽度向靠近外壳内部的方向逐渐减小，能够减少刻痕槽的加工成本，且能够减少刻痕槽所在的壳盖或底壁受热变形的可能性。

在第一方面的一些实施例中，所述刻痕槽的最大宽度为W，满足0.02mm≤W≤0.5mm。

在上述技术方案中，通过将刻痕槽的最大宽度W设置在0.02mm至0.5mm，能够使得外壳内部的压力较大时，刻痕槽容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽的成本较低，刻痕槽不易在电化学装置跌落或受外力作用时破裂。

在第一方面的一些实施例中，0.05mm≤W≤0.2mm。

在上述技术方案中，通过将刻痕槽的最大宽度W设置在0.05mm至0.2mm，能够进一步使得外壳内部的压力较大时，刻痕槽容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽的成本较低，刻痕槽不易在电化学装置跌落或受外力作用时破裂。

在第一方面的一些实施例中，0.06mm≤W≤0.18mm。

在上述技术方案中，通过将刻痕槽的最大宽度W设置在0.06mm至0.18mm，能够进一步使得外壳内部的压力较大时，刻痕槽容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽的成本较低，刻痕槽不易在电化学装置跌落或受外力作用时破裂，通过将本方案的热熔泄压(泄压机构)与刻痕槽集成于同一电化学装置的外壳，能够实现将刻痕槽的最大宽度W设置在0.06至0.18mm。

在第一方面的一些实施例中，第二壁体的厚度S2满足0.03mm≤S2≤0.3mm。

在上述技术方案中，通过将第二壁体S2设置为0.03mm至0.3mm，能够使得第二壁体不易受力或受热变形，且第二壁体占用的空间较小，有利于提高电化学装置的能量密度。

第二方面，本申请提供一种用电设备，包括如上述的电化学装置，所述电化学装置用于提供电能。

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立体结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电化学装置的爆炸结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的电化学装置的剖视结构示意图；

图4为图3所示的电化学装置的A处的局部放大结构示意图；

图5为本申请一些实施例提供的电化学装置的部分结构的一个视角的结构示意图；

图6为本申请另一些实施例提供的电化学装置的立体结构示意图；

图7为图6实施例提供的电化学装置的部分结构的剖视示意图；

图8为本申请另一些实施例提供的电化学装置的立体结构示意图；

图9为图8实施例提供的电化学装置的部分结构的剖视示意图；

图10为本申请一些实施例提供的电化学装置的胶膜的一个视角的结构示意图；

图11为本申请一些实施例提供的电化学装置的胶膜的另一个视角的剖视结构示意图；

图12为本申请一些实施例提供的电化学装置的一个视角的结构示意图；

图13为本申请一些实施例提供的电化学装置的另一个视角的剖视结构示意图；

图14为图13所示的电化学装置的B处的局部放大结构示意图。

图标：10-电化学装置；100-外壳；101-第一通孔；102-刻痕槽；110-壳体；111-底壁；112-第一侧壁；113-第二侧壁；114-第三侧壁；115-第四侧壁；120-壳盖；200-泄压机构；210-胶膜；211-第一胶层；212-第二胶层；213-第三胶层；220-第一金属片；230-第二金属片；231-第二通孔；300-极柱；400-电极组件。

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，电化学装置可以为二次电池或一次电池；例如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。

随着新能源行业的发展，对电池的质量及安全等要求也越来越高。电化学装置具有能量密度高、环境污染小、功率密度大、使用寿命长、适应范围广、自放电系数小等突出的优点，是现今新能源发展的重要组成部分。

目前的电化学装置主要是通过在壳盖上进行激光刻槽，以形成刻痕槽，以在电化学装置的内部气压过大时，使得刻痕槽能够破裂，以形成泄压通道，将电芯内部的气体排出，起到防爆的作用。但是刻痕槽主要是靠电化学装置内部的气压作用以产生破裂，热灵敏性较差，热盒测试的通过率较低，在电化学装置的温度较高而气压未达到预设值时，刻痕槽产生破裂的概率较低，仍存在电化学装置热失控的风险。

基于上述考虑，为了解决目前电化学装置的泄压灵敏度较低的问题，本申请提供了一种电化学装置，电化学装置包括外壳和泄压机构，外壳包括第一壁体和第二壁体，第一壁体设置有第一通孔，泄压机构覆盖第一通孔，泄压机构包括胶膜，胶膜能够受热熔融或失粘以形成连通外壳内部和外部的第一泄压通道，第二壁体上设置有刻痕槽，刻痕槽能够在外壳的内部压力达到阈值时破裂，以形成连通外壳内部和外部的第二泄压通道；刻痕槽的深度为S1，第二壁体的厚度为S2，满足0.1*S2≤S1≤0.95*S2；刻痕槽呈弧形设置，且朝向第二壁体的中心弯曲。在电化学装置的温度较高时，能够形成第一泄压通道，在电化学装置的内部压力较高时，能够形成第二泄压通道，从而使得电化学装置能够形成两条泄压通道，以适应不同的情况，能够提高电化学装置的泄压灵敏度和泄压的可靠性，减小电化学装置热失控的概率。并且通过使得0.1*S2≤S1≤0.95*S2，能够使得外壳内部的压力较大时，刻痕槽容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽的成本较低，刻痕槽不易在电化学装置跌落或受外力作用时破裂；当刻痕槽较深时，泄压响应快，但太深容易造成破裂，当刻痕槽较浅时，不容易破裂，但泄压响应较慢；通过上述技术方案，限定刻痕槽深度能够平衡二者之间的关系，并且由于本方案为泄压机构与刻痕槽共同的作用，因此能够将刻痕槽深度做的更小也不会出现泄压响应缓慢的问题。通过将刻痕槽设置成弧形，且使得刻痕槽朝向第二壁体的中心弯曲，能够便于刻痕槽的加工成型，并且外壳内部的压力较大时，第二壁体的中部受力较大，因此刻痕槽更容易破裂并形成较大的泄压口，便于外壳内部的气体快速排出，泄压可靠性较高。

本申请实施例提供一种使用电化学装置作为电源的用电设备，用电设备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。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

本申请的实施例描述的电化学装置不仅仅局限适用于上述所描述的用电设备，还可以适用于所有使用电化学装置的用电设备。

参见图1和图2，图1为本申请一些实施例提供的电化学装置的立体结构示意图，图2为本申请一些实施例提供的电化学装置的爆炸结构示意图。电化学装置10包括外壳100、极柱300以及电极组件400，外壳100形成有容纳空间，容纳空间用于容置电极组件400和电解液，极柱300贯穿外壳100设置，且与电极组件400电连接。电极组件400由正极极片、负极极片和隔离膜组成，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。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、三元锂或锰酸锂等。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。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。电化学装置10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。在电化学装置10工作过程中，电化学装置10的温度会升高，且电极组件400可能会产生气体，使得外壳100内部的压力升高。外壳100内部的压力不断累积增大，可能会产生爆炸，而电化学装置10温度过高会造成热失控，进而可能造成电化学装置10损坏。

在本申请的一些实施例中，电化学装置10包括外壳100和泄压机构200，外壳100包括第一壁体和第二壁体，第一壁体设置有第一通孔101。泄压机构200覆盖第一通孔101，泄压机构200包括胶膜210，胶膜210能够受热熔融或失粘以形成连通外壳100内部和外部的第一泄压通道。第二壁体上设置有刻痕槽102，刻痕槽102能够在外壳100的内部压力达到阈值时破裂，以形成连通外壳100内部和外部的第二泄压通道。刻痕槽102的深度为S1，第二壁体的厚度为S2，满足0.1*S2≤S1≤0.95*S2；刻痕槽102呈弧形设置，且朝向第二壁体的中心弯曲。例如S1可以为0.1*S2、0.5*S2或0.95*S2等。

在一些实施例中，刻痕槽102可以通过激光蚀刻的方式形成。

通过设置泄压机构200，使得泄压机构200覆盖第一壁体的第一通孔101，且泄压机构200包括胶膜210，胶膜210能够受热熔融或失粘以形成连通外壳100内部和外部的第一泄压通道，第二壁体上还设置有刻痕槽102，刻痕槽102能够在外壳100的内部压力达到阈值时破裂，以形成连通外壳100内部和外部的第二泄压通道，即在电化学装置10的温度较高时，能够形成第一泄压通道，在电化学装置10的内部压力较高时，能够形成第二泄压通道，从而使得电化学装置10能够形成两条泄压通道，电化学装置10在发生安全风险时，主要有两种现象：发热及产气，泄压机构200可以有效感知电化学装置10的发热，达到熔点时产生泄压。而当电化学装置10出现一些产热较少、产气较多的工况如过放电的情况，电化学装置10内部产热较少，产气量较大，因此需要泄压，但泄压机构200对温度较为敏感，可能会导致无法及时泄压，而刻痕槽102可以有效感知电化学装置10产气，产气量达到一定程度时，外壳气胀变形，刻痕槽102开启，上述方案可以适应不同的情况，能够提高电化学装置10的泄压灵敏度和泄压的可靠性，减小电化学装置10热失控的概率。通过使得刻痕槽102的深度S1，第二壁体的厚度S2满足0.1*S2≤S1≤0.95*S2，能够使得外壳100内部的压力较大时，刻痕槽102容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽102的成本较低，刻痕槽102不易在电化学装置10跌落或受外力作用时破裂；当刻痕槽102较深时，泄压响应快，但太深容易造成破裂，当刻痕槽102较浅时，不容易破裂，但泄压响应较慢。通过上述技术方案，限定刻痕槽102的深度能够平衡二者之间的关系，并且由于本方案为泄压机构200与刻痕槽102共同的作用，因此能够将刻痕槽102深度做的更小也不会出现泄压响应缓慢的问题；在电化学装置10中如果仅设置单一刻痕槽102泄压功能，因为刻痕槽102泄压灵敏度低，需要将刻痕槽102加深，但刻痕槽102较深时存在滚筒、跌落漏液的问题，且刻痕槽102成本高，本方案通过多通道的泄压结构，因此能够将刻痕槽102的深度限定到上述范围之内。

在外壳100的内部压力较大时，泄压机构200也可以在压力作用下形成第一泄压通道，从而加快气体的排出。

在一些实施例中，刻痕槽102可以呈C字形或其他弧形设置。

相比将刻痕槽102设置成L形或V形等形状，蚀刻过程中有折弯，容易造成刻痕槽102蚀刻不连续或产生偏离等问题，通过将刻痕槽102设置成弧形，使得蚀刻刻痕槽102的过程更加连续，能够便于刻痕槽102的加工成型。由于电化学装置10的内部压力较大时，第二壁体的中部受力较大，更容易产生形变，因此通过使得刻痕槽102朝向第二壁体的中心弯曲，能够使得刻痕槽102更加靠近第二壁体的中心，刻痕槽102更容易破裂并形成较大的泄压口，便于外壳100内部的气体快速排出，泄压可靠性较高。

在一些实施例中，第一通孔101可以为注液孔，经由第一通孔101向电化学装置10内部注入电解液。

通过复用注液孔作为用于泄压的第一通孔101，能够进一步简化电化学装置10的制备过程，减少打孔步骤，降低电化学装置10的制备成本。

在另一些实施例中，第一通孔101也可以为形成于外壳100的其他通孔。

在一些实施例中，0.4*S2≤S1≤0.8*S2。例如S1可以为0.4*S2、0.6*S2或0.8*S2等。

通过使得刻痕槽102的深度S1，第二壁体的厚度S2满足0.4*S2≤S1≤0.8*S2，能够进一步使得外壳100内部的压力较大时，刻痕槽102容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽102的成本较低，刻痕槽102不易在电化学装置10跌落或受外力作用时破裂。

在一些实施例中，0.55*S2≤S1≤0.8*S2。例如S1可以为0.55*S2、0.65*S2或0.8*S2等。

通过使得刻痕槽102的深度S1，第二壁体的厚度S2满足满足0.55*S2≤S1≤0.8*S2，能够进一步使得外壳100内部的压力较大时，刻痕槽102容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽102的成本较低，刻痕槽102不易在电化学装置10跌落或受外力作用时破裂，通过将本方案的热熔泄压(泄压机构200)与刻痕槽102集成于同一电化学装置10的外壳，能够实现将刻痕槽102的深度S1和第二壁体的厚度S2满足0.55*S2≤S1≤0.8*S2。

在一些实施例中，泄压机构200还可以包括第一金属片220，第一金属片220设置于胶膜210背向外壳100的一侧。

在一些实施例中，第一金属片220沿胶膜210的厚度方向与胶膜210层叠设置。由于胶膜210为高分子聚合物，具有透水性，而水分经胶膜210进入外壳100内部后，会对电极组件400及电解液产生不良影响，通过在胶膜210背向外壳100的一侧设置第一金属片220，使得第一金属片220能够覆盖胶膜210的至少部分，能够减小胶膜210的渗水面积，使得密封效果更好，进而使得电化学装置10的使用寿命更长。

在一些实施例中，胶膜210可以为高分子聚合物制成，例如聚丙烯(PP，Polypropylene)，韧性较好，耐化学性较好。

在一些实施例中，第一金属片220可以为铝、镍、不锈钢等材料制成，不易生锈，使用寿命较长。

一并参见图3至图5，图3为本申请一些实施例提供的电化学装置的剖视结构示意图，图4为图3所示的电化学装置的A处的局部放大结构示意图；图5为本申请一些实施例提供的电化学装置的部分结构的一个视角的结构示意图。

在一些实施例中，第一金属片220呈圆形设置，胶膜210呈圆形设置，第一通孔101呈圆形设置，第一金属片220的直径D4小于或等于胶膜210的外径D2，第一金属片220的直径D4大于或等于第一通孔101的直径D1。

通过将第一金属片220设置成圆形，无需调整第一金属片220的装配方向，能够便于第一金属片220与胶膜210转配。通过将胶膜210设置成圆形设置，将第一通孔101设置成圆形，无需调整胶膜210的装配方向，能够便于胶膜210与外壳100装配，且胶膜210的轴线与第一通孔101的轴线共线时，胶膜210与外壳100的贴合面分布均匀，密封效果更好。通过使得第一金属片220的直径D4小于或等于胶膜210的外径D2，能够在第一金属片220、胶膜210与外壳100装配时，减小第一金属片220遮挡胶膜210的可能性，便于胶膜210在外壳100上的定位，使得胶膜210覆盖第一通孔101，从而便于胶膜210、第一金属片220与外壳100装配，且泄压机构200与外壳100的密封更好。通过使得第一金属片220的直径D4大于或等于第一通孔101的直径D1，使得第一金属片220能够覆盖第一通孔101，减小水汽经胶膜210、第一通孔101渗入外壳100内部的可能性，使得泄压机构200的密封效果更好。

在另一些实施例中，第一通孔101可以呈跑道形、长方形或椭圆形设置。

通过使得第一通孔101呈跑道形、长方形或椭圆形设置，能够使得电化学装置10的厚度较小时，第一通孔101的面积较大，泄压可靠性较高。

在另一些实施例中，第一金属片220也可以呈椭圆形、方形等形状设置。胶膜210也可以呈椭圆形、方形等形状设置。

在另一些实施例中，胶膜210还可以呈圆环形设置，无需调整胶膜210的装配方向，能够便于胶膜210与外壳100装配，胶膜210的轴线与第一通孔101的轴线共线时，胶膜210与外壳100的贴合面分布均匀，密封效果更好。并且胶膜210受热熔融或失粘时，胶膜210与外壳100之间、胶膜210与第一金属片220之间都可以形成第一泄压通道，能够增加第一泄压通道的数量，使得泄压灵敏度更高，泄压效果更好。

在另一些实施例中，胶膜210也可以呈椭圆环形、方环形等形状设置。

参见图2，在一些实施例中，泄压机构200还可以包括第二金属片230，第二金属片230设置于胶膜210和外壳100之间，第二金属片230与外壳100焊接，第二金属片230设置有第二通孔231。

在一些实施例中，第二金属片230可以为铝、镍、不锈钢等材料制成，不易生锈，使用寿命较长。

在一些实施例中，第二金属片230与外壳100的焊接方式可以为激光焊接。

在一些实施例中，胶膜210能够被高温激活，以熔融后与第二金属片230贴合，待胶膜210冷却后，固定于第二金属片230上，能够起到密封第一通孔101和第二通孔231的作用，当胶膜210再次受热熔融或失粘后，至少部分脱离第二金属片230，以形成第一泄压通道。

通过设置第二金属片230以与外壳100焊接，能够使得泄压机构200与外壳100的连接更加稳定，密封效果更好。

由于第一通孔101复用注液孔，电化学装置10在注液完成后，可能在注液孔处存在电解液残留，电解液会对胶膜210的粘性造成影响，使得胶膜210与外壳100的贴合不牢固，因此通过设置第二金属片230以与外壳100焊接，能够进一步使得泄压机构200与外壳100的连接更加稳定，密封效果更好。

在一些实施例中，可以先将胶膜210分别与第一金属片220和第二金属片230贴合，以组成泄压机构200，然后再将泄压机构200与外壳100焊接连接，能够使得制备工艺更加简便，且泄压机构200能够适配多种尺寸的第一通孔101，泄压机构200的通用性较好。

在其他实施例中，也可以将第一金属片220、胶膜210、第二金属片230先进行堆叠，然后在第二金属片230与外壳100进行焊接时，使得焊接高温将胶膜210熔融，以同步实现胶膜210与第一金属片220、第二金属片230的贴合。

参见图2和图4，在一些实施例中，第二金属片230呈圆环形设置，第二金属片230的外径D2大于或等于第一通孔101的直径D1，第一金属片220的直径D4小于或等于第二金属片230的外径D2，第一金属片220的直径D4大于或等于第二金属片230的内径D3。

通过将第二金属片230设置成圆环形，使得第二金属片230能够形成第一泄压通道，使得泄压机构200的泄压效果较好。通过使得第二金属片230的外径D2大于或等于第一通孔101的直径D1，便于第二金属片230与外壳100焊接。通过使得第一金属片220的直径D4小于或等于第二金属片230的外径D2，能够在第一金属片220、胶膜210、第二金属片230与外壳100装配时，减小第一金属片220遮挡第二金属片230的可能性，便于第二金属片230在外壳100上的定位，使得第二金属片230覆盖第一通孔101，从而便于胶膜210、第一金属片220、第二金属片230与外壳100装配，且泄压机构200与外壳100的密封更好。通过使得第一金属片220的直径D4大于或等于第二金属片230的内径D3，使得第一金属片220能够覆盖第二通孔231，减小水汽经胶膜210、第二通孔231渗入外壳100内部的可能性，使得泄压机构200的密封效果更好。

在另一些实施例中，第二金属片230也可以呈椭圆环形、方环形等形状设置。

在一些实施例中，第一通孔101的直径为D1，第二金属片230的外径为D2，第二金属片230的内径为D3，满足0.2mm≤D1≤5mm，1mm≤D2≤6mm，0.1mm≤D3≤3mm。例如D1可以为0.2mm、3mm或5mm等，D2可以为1mm、4mm或6mm等，D3可以为0.1mm、1.2mm或3mm等。

其中，第二金属片230的内径D3即第二通孔231的直径。

通过将第一通孔101的直径D1设置在0.2mm至5mm，能够使得电化学装置10在热失控时，第一通孔101能够提供截面积较大的第一泄压通道，且无需较大尺寸的泄压机构200覆盖第一通孔101，便于泄压机构200的安装和节省泄压机构200的成本。通过将第二金属片230的外径D2设置在1mm至6mm，使得第二金属片230有足够的面积与外壳100贴合，能够便于第二金属片230与外壳100的焊接，且第二金属片230不会超出外壳100，成本较低。通过将第二金属片230的内径D3设置在0.1mm至3mm，使得通过第二通孔231形成第一泄压通道时，第二通孔231能够提供截面积较大的第一泄压通道，且无需较大尺寸的胶膜210和第一金属片220覆盖第二通孔，便于胶膜210和第一金属片220的安装，节省胶膜210和第一金属片220的成本。

在一些实施例中，第一通孔101的截面积为第一通孔101在其径向的平行平面上的截面的面积。第二金属片230不超出外壳100是指第二金属片230在其径向上不超出外壳100的边缘。

在一些实施例中，第一通孔101的直径D1满足0.5mm≤D1≤3mm。例如D1可以为0.5mm、1.5mm或3mm等。通过将第一通孔101的直径D1设置在0.5mm至3mm，能够进一步使得电化学装置10在热失控时，第一通孔101能够提供截面积较大的第一泄压通道，且无需较大尺寸的泄压机构200覆盖第一通孔101，便于泄压机构200的安装和节省泄压机构200的成本。

在一些实施例中，第二金属片230的外径D2满足2mm≤D2≤5mm。例如D2可以为2mm、3mm或5mm等。通过将第二金属片230的外径D2设置在2mm至5mm，能够进一步使得第二金属片230有足够的面积与外壳100贴合，能够便于第二金属片230与外壳100的焊接，且第二金属片230不会超出外壳100，成本较低。

在一些实施例中，第二金属片230的内径D3满足0.3mm≤D3≤1.5mm。例如D3可以为0.3mm、1mm或1.5mm等。通过将第二金属片230的内径D3设置在0.3mm至1.5mm，能够进一步使得通过第二通孔231形成第一泄压通道时，第二通孔231能够提供截面积较大的第一泄压通道，且无需较大尺寸的胶膜210和第一金属片220覆盖第二通孔，便于胶膜210和第一金属片220的安装，节省胶膜210和第一金属片220的成本。

在一些实施例中，第一金属片220的厚度为H1，第二金属片230的厚度为H2，满足0.03mm≤H1≤1mm，0.03mm≤H2≤1mm。例如H1可以为0.03mm、0.5mm或1mm等，H2可以为0.03mm、0.4mm或1mm等。

通过将第一金属片220的厚度H1设置在0.03mm至1mm，将第二金属片230的厚度H2设置在0.03mm至1mm，使得第一金属片220和第二金属片230的密封效果更好，减小水汽渗入外壳100内部的可能性，并且能够使得泄压机构200的厚度较小，从而使得泄压机构200在电化学装置10的长度方向上占用的空间较小，电化学装置10的更多空间可以用于设置电极组件400，从而有利于提高电化学装置10的能量密度。

在一些实施例中，第一金属片220的厚度H1满足0.05mm≤H1≤0.15mm，第二金属片230的厚度H2满足0.05mm≤H2≤0.15mm。例如H1可以为0.05mm、0.1mm或0.15mm等，H2可以为0.05mm、0.11mm或0.15mm等。通过将第一金属片220的厚度H1设置在0.05mm至0.15mm，将第二金属片230的厚度H2设置在0.05mm至0.15mm，能够进一步使得第一金属片220和第二金属片230的密封效果更好，减小水汽渗入外壳100内部的可能性，并且能够使得泄压机构200的厚度较小，从而使得泄压机构200在电化学装置10的长度方向上占用的空间较小，电化学装置10的更多空间可以用于设置电极组件400，从而有利于提高电化学装置10的能量密度。

在一些实施例中，胶膜210的厚度为H3，满足0.05mm≤H3≤1mm。例如H3可以为0.05mm、0.4mm或1mm等。

通过将胶膜210的厚度H3设置在0.05mm至1mm，能够使得胶膜210不易破损，透水性较低，容易受高温熔融或失粘以形成第一泄压通道，使得泄压机构200的泄压灵敏度较高，泄压效果较好，并且在常温时与第一金属片220和第二金属片230的粘合力较强，对第一通孔101的密封效果较好。

在一些实施例中，胶膜210的厚度H3满足0.1mm≤H3≤0.3mm。例如H3可以为0.1mm、0.2mm或0.3mm等。通过将胶膜210的厚度H3设置在0.1mm至0.3mm，能够进一步使得胶膜210不易破损，透水性更低，容易受高温熔融或失粘以形成第一泄压通道，使得泄压机构200的泄压灵敏度较高，泄压效果较好，并且在常温时与第一金属片220和第二金属片230的粘合力较强，对第一通孔101的密封效果较好。

参见图6和图7，图6为本申请另一些实施例提供的电化学装置的立体结构示意图，图7为图6实施例提供的电化学装置的部分结构的剖视示意图。

在另一些实施例中，泄压机构200可以只包括胶膜210，胶膜210能够受热熔融或失粘以形成连通外壳100内部和外部的第一泄压通道，使得电化学装置10在温度较高时能够通过泄压机构200进行泄压，电化学装置10的泄压灵敏度和泄压的可靠性较高，能够减小电化学装置10热失控的概率。

参见图8和图9，图8为本申请另一些实施例提供的电化学装置的立体结构示意图，图9为图8实施例提供的电化学装置的部分结构的剖视示意图。

在另一些实施例中，泄压机构200可以只包括胶膜210和第一金属片220，胶膜210能够受热熔融或失粘以形成连通外壳100内部和外部的第一泄压通道，使得电化学装置10在温度较高时能够通过泄压机构200进行泄压，电化学装置10的泄压灵敏度和泄压的可靠性较高，能够减小电化学装置10热失控的概率。第一金属片220能够减小胶膜210的渗水面积，使得密封效果更好，进而使得电化学装置10的使用寿命更长。

参见图2、图10和图11，图10为本申请一些实施例提供的电化学装置的胶膜的一个视角的结构示意图，图11为本申请一些实施例提供的电化学装置的胶膜的另一个视角的剖视结构示意图。

在一些实施例中，胶膜210包括第一胶层211、第二胶层212以及第三胶层213，第二胶层212、第一胶层211、第三胶层213依次层叠设置，第二胶层212位于第一胶层211背向外壳100的一侧，第一胶层211的熔点小于第二胶层212的熔点，第三胶层213位于第二胶层212和第一金属片220之间，第三胶层213的熔点小于第二胶层212的熔点。

在一些实施例中，第二胶层212、第一胶层211、第三胶层213沿胶膜210的厚度方向层叠设置。通过使得第一胶层211的熔点小于第二胶层212的熔点，第三胶层213的熔点小于第二胶层212的熔点，能够使得胶膜210被高温激活时，第一胶层211能够熔融以与外壳100贴合，第三胶层213能够熔融以与第一金属片220贴合，同时第二胶层212不会熔融，能够避免胶膜210过熔融而影响胶膜210的安装，还能够减少溢胶量。电化学装置10在热失控时，第一胶层211与外壳100之间、第三胶层213与第一金属片220之间能够分别形成两条第一泄压通道，相比只有一条第一泄压通道，此实施例中泄压机构200的泄压可靠性更高，能够减小第一泄压通道无法形成的概率，并且当两条第一泄压通道同时打开时，能够提高泄压机构200的泄压速度，因此胶膜210为三层结构能够提高电化学装置10的泄压灵敏性、泄压的可靠性，减小电化学装置10热失控的概率。

在一些实施例中，第一胶层211的熔点为T1，第二胶层212的熔点为T2，第三胶层213的熔点为T3，满足95℃≤T1≤135℃，140℃≤T2≤190℃，95℃≤T3≤135℃。例如T1可以为95℃、100℃或135℃等，T2可以为95℃、105℃或135℃等，T3可以为95℃、110℃或135℃等。

通过将第一胶层211的熔点T1设置在95℃至135℃，将第二胶层212的熔点T2设置在140℃至190℃，将第三胶层213的熔点T3设置在95℃至135℃，能够使得胶膜210对第一通孔101的密封可靠性较高，且第一胶层211能够先于第二胶层212熔融，便于在胶膜210被高温激活时安装于外壳100，第三胶层213能够先于第二胶层212熔融，便于在胶膜210被高温激活时安装于第一金属片220。电化学装置10在热失控时，第一胶层211能够比第二胶层212先熔融或失粘以形成第一泄压通道，第三胶层213能够比第二胶层212先熔融或失粘以形成第一泄压通道，使得电化学装置10的泄压灵敏性较高，且能够减少胶膜210的溢胶量。

在另一些实施例中，胶膜210可以为单层结构，胶膜210的熔点为T，满足95℃≤T≤135℃，例如T可以为95℃、120℃或135℃等。

通过将胶膜210的熔点T设置在95℃至135℃，能够使得胶膜210对第一通孔101的密封可靠性较高，且电化学装置10在热失控时，胶膜210能够熔融或失粘以形成第一泄压通道，使得电化学装置10的泄压灵敏性较高。

在另一些实施例中，胶膜210可以为双层结构，包括第一胶层211和第二胶层212，第一胶层211与第二胶层212层叠设置，第二胶层212位于第一胶层211背向外壳100的一侧，第一胶层211的熔点小于第二胶层212的熔点。

通过将胶膜210设置为双层结构，且胶膜210包括第一胶层211和第二胶层212，并且使得第一胶层211的熔点小于第二胶层212的熔点，能够使得胶膜210被高温激活时，第一胶层211能够熔融以与外壳100贴合，同时第二胶层212不会熔融，能够避免胶膜210过熔融而影响胶膜210的安装，还能够减少胶膜210的溢胶量。

在一些实施例中，第一胶层211的熔点为T1，第二胶层212的熔点为T2，满足95℃≤T1≤135℃，140℃≤T2≤190℃。例如T1可以为95℃、100℃或135℃等，T2可以为95℃、105℃或135℃等。

在一些实施例中，外壳100可以设置有凹槽(图中未示出)，第一通孔101贯穿凹槽，泄压机构200容置于凹槽内。

通过在外壳100设置凹槽，并使得第一通孔101贯穿凹槽，泄压机构200容置于凹槽内，使得泄压机构200超出外壳的外表面的部分的厚度较小，从而能够减小泄压机构200与其他部件干涉而受损或脱离外壳100的可能性。

在一些实施例中，泄压机构200不超出外壳的外表面，能够进一步减小泄压机构200与其他部件干涉而受损或脱离外壳100的可能性。

参见图1、图2、图12和图13，图12为本申请一些实施例提供的电化学装置的一个视角的结构示意图；图13为本申请一些实施例提供的电化学装置的另一个视角的剖视结构示意图。

在一些实施例中，外壳100包括壳体110和壳盖120，壳体110包括底壁111和围设于底壁111的多个侧壁，底壁111和多个侧壁共同围成具有开口的容纳空间，壳盖120封闭开口，侧壁为第一壁体，底壁111或壳盖120为所述第二壁体。

在一些实施例中，壳盖120呈板状设置，壳盖120封闭壳体110形成的开口。

在另一些实施例中，壳盖120也可以为一端开口的空心结构，壳盖120的开口侧盖合与壳体110的开口侧，以形成容纳空间。刻痕槽102可以设置于壳盖120与底壁111相对的壁体上。

在一些实施例中，壳体110和壳盖120可以为铝、镍、不锈钢等材料制成，使得外壳100觉有较高的受力性能，且不易生锈，使用寿命较长。

在一些实施例中，壳体110、壳盖120和第二金属片230可以为相同的金属材料制成，便于壳体110和壳盖120的焊接，便于壳体110和第二金属片230的焊接。

在一些实施例中，壳体110和壳盖120可以通过激光焊接的方式固定连接。

通过将第一通孔101设置于壳体110的侧壁，能够减小第一泄压通道被阻挡的可能，泄压机构200的泄压可靠性较高。通过将刻痕槽102设置于壳体110的底壁111或壳盖120，能够形成尺寸较大的第二泄压通道，便于外壳100内部的气体快速排出，泄压可靠性较高。

在一些实施例中，壳体110的侧壁上可以设置有多个第一通孔101，多个第一通孔101间隔设置。通过设置多个第一通孔101，能够进一步提高电化学装置10的泄压灵敏度和泄压的可靠性，还能够提高泄压的速度，从而进一步减小电化学装置10热失控的概率。

在一些实施例中，每个第一通孔101上可以设置有一个胶膜210，胶膜210覆盖第一通孔101，多个胶膜210的熔点可以不同，以在电化学装置10温度较高时自动调整泄压速度。例如，电化学装置10的温度达到熔点最低的一个胶膜210的熔点温度时，此胶膜210熔融或失粘并形成一个第一泄压通道，泄压速度较慢，而当电化学装置10的温度持续升高时，其他胶膜210依次熔融或失粘并形成第一泄压通道，泄压速度加快，即电化学装置10的温度越高，电化学装置10的泄压速度越快，能够进一步减小电化学装置10热失控的可能性。

在一些实施例中，底壁111和/或壳盖120上可以设置有多个刻痕槽102，多个刻痕槽102间隔设置。通过设置多个刻痕槽102，能够进一步提高电化学装置10的泄压灵敏度和泄压的可靠性，还能够提高泄压的速度，从而进一步减小电化学装置10热失控的概率。

例如，壳盖120上设置两个刻痕槽102，两个刻痕槽102分别设置于壳盖120靠近极柱300的两个顶角，且对称设置，能够使得外壳100内部的气体经两个刻痕槽102破裂形成的泄压口排出时，壳盖120受力更加均匀，不易产生较大的变形以挤压其他装置。

在一些实施例中，底壁111和壳盖120可以为电化学装置10的外表面的面积最大的两个表面，电化学装置10内部压力较大时，容易使得底壁111和壳盖120产生形变，因此将刻痕槽102设置于底壁111或壳盖120，刻痕槽102更容易在电化学装置10内部压力较大时破裂。并且通过泄压机构200形成第一泄压通道，通过刻痕槽102形成第二泄压通道，能够减少经第二泄压通道流出的气体，从而使得刻痕槽102所在的底壁111或壳盖120受到的压力更小，不易产生较大的变形，进而能够减小挤压其他装置的风险。

在一些实施例中，多个侧壁可以包括第一侧壁112、第二侧壁113、第三侧壁114以及第四侧壁115，第一侧壁112与第三侧壁114相对设置，第二侧壁113与第四侧壁115相对设置，第一侧壁112分别与第二侧壁113和第四侧壁115连接，第三侧壁114分别与第二侧壁113和第四侧壁115连接。电化学装置10还包括极柱300，极柱300和第一通孔101设置于同一个侧壁(例如第一侧壁112)。

在另一些实施例中，极柱300和第一通孔101也可以设置于不同的侧壁。例如极柱300设置于第一侧壁112，第一通孔101设置于第二侧壁113。

由于极柱300能够用于与电路板(图中未示出)进行连接，通过将极柱300和第一通孔101设置于不同的侧壁，能够使得泄压机构200形成第一泄压通道后，电化学装置10内部的电解液不易经第一泄压通道喷溅至电路板上，从而能够减小电解液造成电路板上的元器件短路的可能性。

在一些实施例中，极柱300和第一通孔101设置于不同的侧壁，且第一通孔101靠近极柱300设置，使得外壳100内部的气体能够经电极组件400和外壳100之间形成的间隔空间、泄压机构200形成的第一泄压通道排出，泄压可靠性较高。

在一些实施例中，极柱300可以通过铆压、焊接等方式固定设置在外壳100的侧壁。

在电化学装置10设置极柱300的一侧，电极组件400和外壳100之间形成有间隔空间，通过将极柱300和第一通孔101设置于同一个侧壁，能够便于外壳100内部的气体经间隔空间、第一通孔101排出，泄压可靠性较高。并且由于电化学装置10被装入用电设备时，需要预留空间以便于极柱300与用电设备的其他装置电连接，因此将极柱300和第一通孔101设置于同一个侧壁，无需再另外为泄压机构200预留空间以实现泄压，并且第一侧壁112可以为壳体110的多个侧壁中面积最小的，需要预留的间隔空间也更小，能够进一步节省用电设备的空间，使得用电设备的结构更加紧凑。

在一些实施例中，刻痕槽102靠近外壳100的边角设置。

在一些实施例中，外壳100呈长方形设置，外壳100的边角即外壳100的四个顶角。

由于外壳100内部的压力增大时，刻痕槽102所在的底壁111或壳盖120变形，外壳100的边角为外壳100的应力集中区域，通过将刻痕槽102设置在外壳100的边角，在应力超过刻痕槽102所在的底壁111或壳盖120的材质的拉伸强度时，刻痕槽102容易破裂以形成泄压口，泄压可靠性更高。

在一些实施例中，刻痕槽102靠近外壳100设置有极柱300的一端。

在电化学装置10设置极柱的一侧，电极组件400和外壳100之间形成有间隔空间，通过使得刻痕槽102靠近外壳100设置有极柱300的一端，能够便于外壳100内部的气体经间隔空间、刻痕槽102破裂形成的泄压口排出，能够减小电极组件400堵塞刻痕槽102破裂形成的泄压口的可能性，泄压可靠性较高。并且无需在电极组件400与刻痕槽102所在的底壁111或壳盖120之间预留空间，以避免电极组件400堵塞刻痕槽102破裂形成的泄压口，从而能够增大电极组件400的体积，提高电化学装置10的能量密度。

在一些实施例中，刻痕槽102靠近外壳100上与极柱300距离最近的顶角，而第一通孔101位于极柱300所在的第一侧壁112上，且靠近外壳100的另一个顶角，泄压机构200与刻痕槽102分别位于外壳100沿宽度方向上的两端，具有一定距离，使得第一泄压通道和第二泄压通道都打开时，气体能够分别从外壳100沿宽度方向上的两端排出，而不会集中在外壳100的一个顶角处，能够减小外壳100的局部受力较大而产生变形的可能性。

一并参见图14，图14为图13所示的电化学装置的B处的局部放大结构示意图。

在一些实施例中，刻痕槽102的宽度向靠近外壳100内部的方向逐渐减小。

通过使得刻痕槽102的宽度向靠近外壳100内部的方向逐渐减小，能够减少刻痕槽102的加工成本，且由于刻痕槽102的体积越大，刻痕槽102所在的壳盖120或底壁111越容易受热变形，因此使得刻痕槽102的宽度向靠近外壳100内部的方向逐渐减小，还能够减少刻痕槽102所在的壳盖120或底壁111受热变形的可能性。

在一些实施例中，刻痕槽102的横截面可以呈倒梯形设置。

在另一些实施例中，刻痕槽102的横截面也可以呈V字形、U字形等形状设置。

其中，刻痕槽102的横截面为刻痕槽102在其延伸方向的垂直方向上的截面。

在一些实施例中，刻痕槽102的最大宽度为W，满足0.02mm≤W≤0.5mm。例如W可以为0.02mm、0.2mm或0.5mm等。

通过将刻痕槽102的最大宽度W设置在0.02mm至0.5mm，能够使得外壳100内部的压力较大时，刻痕槽102容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽102的成本较低，刻痕槽102不易在电化学装置10跌落或受外力作用时破裂。

在一些实施例中，0.05mm≤W≤0.2mm。例如W可以为0.05m、0.1mm或0.2mm等。

通过将刻痕槽102的最大宽度W设置在0.05mm至0.2mm，能够进一步使得外壳100内部的压力较大时，刻痕槽102容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽102的成本较低，刻痕槽102不易在电化学装置10跌落或受外力作用时破裂。

在一些实施例中，0.06mm≤W≤0.18mm。例如W可以为0.06m、0.12mm或0.18mm等。

通过将刻痕槽102的最大宽度W设置在0.06mm至0.18mm，能够进一步使得外壳100内部的压力较大时，刻痕槽102容易破裂，泄压可靠性较高，并且刻痕槽102的成本较低，刻痕槽102不易在电化学装置10跌落或受外力作用时破裂；通过将本方案的热熔泄压(泄压机构200)与刻痕槽102集成于同一电化学装置10的外壳100，能够实现将刻痕槽102的最大宽度W设置在0.06至0.18mm。

在一些实施例中，第二壁体的厚度S2满足0.03mm≤S2≤0.3mm。例如S2可以为0.03mm、0.2mm或0.3mm等。

通过将第二壁体的厚度S2设置为0.03mm至0.3mm，能够使得第二壁体不易受力或受热变形，且第二壁体占用的空间较小，有利于提高电化学装置10的能量密度。

参见表1，表1为目前只设置刻痕槽的电化学装置的多个实施例和本申请中设置刻痕槽和泄压机构的电化学装置的多个实施例的热盒测试通过率及跌落测试通过率的对比。以刻痕槽102设置在壳盖120上为例进行实验。在表1中，S1为刻痕槽102的深度，S2为刻痕槽102所在的壳盖120的厚度，W为刻痕槽102的最大宽度。刻痕槽102的深度、壳盖120的厚度、刻痕槽102的最大宽度的单位都为mm。

热盒测试的方法如下：

(1)将电化学装置在23±2℃的环境下完全放电，再充满电。

(2)对电化学装置进行拍照，并记录电化学装置的OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)和阻抗。

(3)将电化学装置放入温度为23℃的烘箱中，直至电化学装置的温度稳定。

(4)将感温线贴线在电化学装置的负极极耳附近。

(5)将OCV测量电缆与电化学装置连接，并关闭烘箱。

(6)使得烘箱温度从23±2℃的初始温度以5±2℃/min的速度升高，直到烘箱温度达到130±2℃，然后将烘箱温度保持在130±2℃，并保持60分钟。

表1电化学装置的热盒测试通过率及跌落测试通过率

(7)若电化学装置未产生爆炸、冒烟、起火等情况，则测试通过。

跌落测试的方法如下：

(1)将电化学装置在23±2℃的环境下充满电。

(2)对电化学装置进行拍照，并记录电化学装置的OCV(Open Circuit Voltage，开路电压)和阻抗。

(3)使得电化学装置的6个表面和4个顶角分别朝下，从1.5米的高度自由下落到混凝土表面上，其中高度是指电化学装置的最低点到混凝土表面的距离。

(4)将电化学装置静置1小时，观察电化学装置是否产生爆炸、冒烟、起火等情况。

(5)将电化学装置静置12小时后，检测电化学装置的OCV是否大于或等于跌落前OCV初始值的90％。

(6)若电化学装置未产生爆炸、冒烟、起火等情况，且电化学装置的OCV大于或等于跌落前OCV初始值的90％，则测试通过。

从表1的测试结果可以看出：

1、结合对比例1-4可以看出，电化学装置只设置刻痕槽进行泄压，刻痕槽的深度S1越大，热盒测试通过率越大，但是跌落测试通过率越小。

2、结合实施例1-3可以看出，电化学装置设置泄压机构和刻痕槽进行泄压，刻痕槽的最大宽度W为0.2mm，刻痕槽的深度S1为0.01-0.05mm时，刻痕槽的深度S1越大，热盒测试通过率越大，同时跌落测试通过率都较高。

3、结合实施例3-7可以看出，电化学装置设置泄压机构和刻痕槽进行泄压，刻痕槽的最大宽度W为0.2mm，刻痕槽的深度S1为0.05-0.07mm时，热盒测试通过率和跌落测试通过率都较高。

4、结合实施例7-10可以看出，电化学装置设置泄压机构和刻痕槽进行泄压，刻痕槽的最大宽度W为0.2mm，刻痕槽的深度S1为0.07-0.095mm时，刻痕槽的深度S1越大，跌落测试通过率越小，同时热盒测试通过率较高。

5、结合对比例2和实施例1，热盒测试通过率都达到了70％，跌落测试通过率也相同，但是只设置刻痕槽进行泄压的电化学装置的刻痕槽深度为0.065mm，而本申请中设置泄压机构和刻痕槽的电化学装置的刻痕槽深度为0.01mm，因此本申请设置泄压机构和刻痕槽的电化学装置能够在降低刻痕槽的成本同时，达到相同的泄压效果。

6、结合对比例5-8可以看出，电化学装置只设置刻痕槽进行泄压，刻痕槽的最大宽度W越大，热盒测试通过率越大。

7、结合对比例6-10和实施例11，只设置刻痕槽进行泄压的电化学装置的刻痕槽的最大宽度为0.05-0.5mm，本申请中设置泄压机构和刻痕槽的电化学装置的刻痕槽的最大宽度为0.02mm，能够降低刻痕槽的成本，且热盒测试通过率提高，且跌落测试通过率未降低。

8、结合对比例1和实施例3，对比例2和实施例6，对比例3和实施例9，对比例5-10和实施例11-16，相比只设置刻痕槽进行泄压的电化学装置，本申请中电化学装置设置泄压机构和刻痕槽进行泄压，能够提高热盒测试通过率，并且跌落测试通过率也未降低。

本申请还提供了一种用电设备，包括以上任一实施例提供的电化学装置10，电化学装置10用于提供电能。

用电设备可以是前述任一应用电化学装置10的装置或设备。

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 (27)

1.一种电化学装置，其特征在于，包括：

外壳，包括第一壁体和第二壁体，所述第一壁体设置有第一通孔；

泄压机构，覆盖所述第一通孔，所述泄压机构包括胶膜，所述胶膜能够受热熔融或失粘以形成连通所述外壳内部和外部的第一泄压通道；

所述第二壁体上设置有刻痕槽，所述刻痕槽能够在所述外壳的内部压力达到阈值时破裂，以形成连通所述外壳内部和外部的第二泄压通道；

所述刻痕槽的深度为S1，所述第二壁体的厚度为S2，满足0.1*S2≤S1≤0.95*S2；

所述刻痕槽呈弧形设置，且朝向所述第二壁体的中心弯曲。

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，0.4*S2≤S1≤0.8*S2。

3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，0.55*S2≤S1≤0.8*S2。

4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述泄压机构还包括第一金属片，所述第一金属片设置于所述胶膜背向所述外壳的一侧。

5.根据权利要求4所述的电化学装置，其特征在于，所述第一金属片呈圆形设置，所述胶膜呈圆形或圆环形设置，所述第一通孔呈圆形设置，所述第一金属片的直径小于或等于所述胶膜的外径，所述第一金属片的直径大于或等于所述第一通孔的直径。

6.根据权利要求4所述的电化学装置，其特征在于，所述泄压机构还包括第二金属片，所述第二金属片设置于所述胶膜和所述外壳之间，所述第二金属片与所述外壳焊接，所述第二金属片设置有第二通孔。

7.根据权利要求6所述的电化学装置，其特征在于，所述第一金属片呈圆形设置，所述第一通孔呈圆形设置，所述第二金属片呈圆环形设置，所述第二金属片的外径大于或等于所述第一通孔的直径，所述第一金属片的直径小于或等于所述第二金属片的外径，所述第一金属片的直径大于或等于所述第二金属片的内径。

8.根据权利要求6所述的电化学装置，其特征在于，所述第一通孔呈圆形设置，所述第一通孔的直径为D1，所述第二金属片呈圆环形设置，所述第二金属片的外径为D2，所述第二金属片的内径为D3，满足0.2mm≤D1≤5mm，1mm≤D2≤6mm，0.1mm≤D3≤3mm。

9.根据权利要求6所述的电化学装置，其特征在于，所述第一金属片的厚度为H1，所述第二金属片的厚度为H2，满足0.03mm≤H1≤1mm，0.03mm≤H2≤1mm。

10.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述胶膜的熔点为T，满足95℃≤T≤135℃。

11.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述胶膜包括第一胶层和第二胶层，所述第一胶层与所述第二胶层层叠设置，所述第二胶层位于所述第一胶层背向所述外壳的一侧，所述第一胶层的熔点小于所述第二胶层的熔点。

12.根据权利要求11所述的电化学装置，其特征在于，所述第一胶层的熔点为T1，所述第二胶层的熔点为T2，满足95℃≤T1≤135℃，140℃≤T2≤190℃。

13.根据权利要求11所述的电化学装置，其特征在于，所述泄压机构还包括第一金属片，所述第一金属片设置于所述胶膜背向所述外壳的一侧，所述胶膜还包括第三胶层，所述第三胶层位于所述第二胶层和所述第一金属片之间，所述第三胶层的熔点小于所述第二胶层的熔点。

14.根据权利要求13所述的电化学装置，其特征在于，所述第三胶层的熔点为T3，满足95℃≤T3≤135℃。

15.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述外壳设置有凹槽，所述第一通孔贯穿所述凹槽，所述泄压机构容置于所述凹槽内。

16.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一通孔呈跑道形、长方形或椭圆形设置。

17.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述外壳包括壳体和壳盖，所述壳体包括底壁和围设于所述底壁的多个侧壁，所述底壁和多个所述侧壁共同围成具有开口的容纳空间，所述壳盖封闭所述开口，所述侧壁为所述第一壁体，所述底壁或所述壳盖为所述第二壁体。

18.根据权利要求17所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括极柱，所述极柱和所述第一通孔设置于同一个所述侧壁。

19.根据权利要求17所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括极柱，所述极柱和所述第一通孔设置于不同的所述侧壁。

20.根据权利要求17所述的电化学装置，其特征在于，所述刻痕槽靠近所述外壳的边角设置。

21.根据权利要求20所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置还包括极柱，所述极柱设置于所述外壳，所述刻痕槽靠近所述外壳设置有所述极柱的一端。

22.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述刻痕槽的宽度向靠近所述外壳内部的方向逐渐减小。

23.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述刻痕槽的最大宽度为W，满足0.02mm≤W≤0.5mm。

24.根据权利要求22所述的电化学装置，其特征在于，0.05mm≤W≤0.2mm。

25.根据权利要求22所述的电化学装置，其特征在于，0.06mm≤W≤0.18mm。

26.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第二壁体的厚度S2满足0.03mm≤S2≤0.3mm。

27.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1至26任意一项所述的电化学装置，所述电化学装置用于提供电能。