WO2021189263A1 - 电化学装置以及电子装置 - Google Patents

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徐国庆
卞春花
张亚楠
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

一种电化学装置，包括电极组件、封装袋、第一接线片以及第二接线片。封装袋包括第一壳体以及第二壳体，第一壳体与第二壳体相互结合形成容纳电极组件的容纳空间；第一接线片与电极组件电性连接并从封装袋的第一端凸出；第二接线片与电极组件电性连接；第一壳体包括第一封印区和第一非封印区，第一封印区位于第一端，第一非封印区与第一封印区相连接。第一非封印区靠近第一封印区设置朝向容纳空间的第一凹陷部，第一凹陷部位于第一接线片一侧。本申请还提供一种包括该电化学装置的电子装置。本申请提供的电化学装置，可避免第一接线片因真空封装产生的压力差导致第一接线片歪斜，提高电化学装置的生产效率和安全性能。

Description

电化学装置以及电子装置 技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电化学装置以及具有所述电化学装置的电子装置。
背景技术
电化学装置(如软包电池)在消费性电子产品、电动工具等电子装置中具有广泛的应用。对于功率要求比较高的电子装置，通常采用多层接线片的电化学装置设计来降低内阻，满足大电流充放电需求。
电化学装置通常采用封装袋(如铝塑膜或钢塑膜)进行封装，电化学装置内设有内接线片，内接线片通过转接焊与外接线片电连接。外接线片从封装带的封边处伸出，作为电化学装置与外部充放电设备之间的连接部件。然而，内接线片在封装袋内进行弯折，且转接焊后会占用一部分空间，导致封装袋和电极组件之间有一定距离。在封装抽气过程中，电化学装置内部呈负压状态，位于接线片周围的部分由于空间较大，封装袋会受外界大气压力作用塌陷，同时拉扯接线片导致接线片歪斜。接线片歪斜的产品属于不良品，会影响电化学装置的生产效率；其次，在极端使用情况下，接线片歪斜还会导致不同极性的接线片接触，导致电化学装置短路，有安全风险。
发明内容
为解决现有技术以上不足，有必要提供一种能够解决接线片歪 斜问题的电化学装置。
本申请提供一种电化学装置，包括电极组件、封装袋、第一接线片以及第二接线片。封装袋包括第一壳体以及第二壳体，第一壳体与第二壳体相互结合形成容纳电极组件的容纳空间；第一接线片与电极组件电性连接并从封装袋的第一端凸出；第二接线片与电极组件电性连接；第一壳体包括第一封印区和第一非封印区，第一封印区位于第一端，第一非封印区与第一封印区相连接。第一非封印区靠近第一封印区设置朝向容纳空间的第一凹陷部，第一凹陷部位于第一接线片一侧。
本申请提供的电化学装置，通过在第一壳体上第一接线片一侧设置第一凹陷部，以减小封装袋与电极组件之间的距离。从而在封装第一壳体以及第二壳体时，在抽气过程中，减弱封装袋内部的负压效果，且第一凹陷部也可以对第一接线片产生侧向的支撑力，从而避免第一接线片因压力差导致歪斜，提高电化学装置的生产效率和安全可靠性。
在本申请一些实施方式中，第二壳体包括第二封印区和第二非封印区，第二封印区位于第一端，第二非封印区和第二封印区相连接，第一封印区和第二封印区相接合，第二非封印区靠近第二封印区设置朝向容纳空间的第二凹陷部，第二凹陷部位于第一接线片的一侧。通过在第二壳体上第一接线片的一侧进一步设置第二凹陷部，可以进一步避免第一接线片歪斜，进一步提高电化学装置的生产效率和安全可靠性。
在本申请一些实施方式中，第一凹陷部和第二凹陷部相对设置，第一封印区延伸至第一凹陷部的至少部分区域。在封装时，将封印区延伸至第一凹陷部，一方面第一封印区的面积增加，其封装强度会提高，另一方面延伸到第一凹陷部的封印区对第一接线片可以提 供更强的侧向支撑力，进一步避免第一接线片歪斜，提高电化学装置的生产效率和安全可靠性。
在本申请一些实施方式中，电极组件与第一凹陷部对应的位置设有绝缘体。如此，可避免第一凹陷部与电极组件直接接触，导致电化学腐蚀，提高电化学装置的安全可靠性。
在本申请一些实施方式中，绝缘体的宽度大于或等于第一凹陷部的宽度。
在本申请一些实施方式中，第一凹陷部的截面形状为三角形、长方形、正方形、梯形、弧形中的一种。第一凹陷部的形状和尺寸设计灵活，可以根据改善第一接线片和第二接线片歪斜的效果优化第一凹陷部的形状和尺寸，从而解决第一接线片和第二接线片歪斜的问题。
在本申请一些实施方式中，第二接线片从封装袋的第一端凸出，第一凹陷部位于第一接线片和第二接线片之间，第一凹陷部的宽度小于或等于第一接线片和第二接线片之间的距离。通过控制第一凹陷部的宽度不超过第一接线片和第二接线片之间的距离，使得第一凹陷部不会影响第一接线片和第二接线片的封装效果，不影响其封装强度。
在本申请一些实施方式中，第一非封印区靠近第一封印区设置朝向容纳空间的第三凹陷部，第一凹陷部和第三凹陷部位于第一接线片的两侧。通过在第一接线片两侧均设置凹陷部，可以进一步避免第一接线片歪斜，提高电化学装置的生产效率和安全可靠性。
在本申请一些实施方式中，第二接线片从封装袋的第二端凸出，第一壳体还包括位于第二端的第三封印区，第三封印区与第一非封印区相连接，第一非封印区靠近第三封印区设置第四凹陷部，第四 凹陷部位于第二接线片一侧。本申请还提供一种电子装置，其包括如上的电化学装置。
附图说明
图1为本申请一实施方式提供的电化学装置的结构示意图。
图2为一实施方式中图1所示的封装袋的结构示意图。
图3为图2所示的封装袋的平面示意图。
图4为本申请一实施方式中第一封印区延伸至部分第一凹陷部的电化学装置的结构示意图。
图5为本申请一实施方式中第一封印区延伸至全部第一凹陷部的电化学装置的结构示意图。
图6为本申请一实施方式提供的具有绝缘体的电化学装置的结构示意图。
图7为本申请另一实施方式提供的具有绝缘体的电化学装置的结构示意图。
图8为一实施方式的封装袋的平面示意图。
图9为又一实施方式的封装袋的平面示意图。
图10为再一实施方式的封装袋的平面示意图。
图11为本申请一实施方式提供的具有第三凹陷部的电化学装置的结构示意图。
图12为本申请一实施方式提供的第一接线片与第二接线片位于异侧的电化学装置的结构示意图。
图13为本申请一实施方式提供的电子装置的结构示意图。
主要元件符号说明
电化学装置           100
电极组件                       10
封装袋                         20
第一壳体                       21
第一封印区                     211
第一非封印区                   212
第一凹陷部                     213
第一边                         2132
第二边                         2134
第三凹陷部                     214
第三封印区                     215
第四凹陷部                     216
第二壳体                       22
第二封印区                     221
第二非封印区                   222
第二凹陷部                     223
第一端                         23
第二端                         24
容纳空间                       25
第一接线片                     30
第二接线片                     40
绝缘体                         50
电子装置                       200
第一区域                       I
第二区域                       II
第三区域                       III
宽度                           W 1、W 2、W 3、W 4、W 5
距离                          D 1、D 2
端点                          A
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
为了能够更清楚地理解本申请的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本申请进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
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方式的目的，不是旨在于限制本申请。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所有的和任意的组合。
请参阅图1、图2以及图3，本申请提供一种电化学装置100，电化学装置100包括电极组件10、封装袋20、第一接线片30以及第二接线片40。封装袋20包括第一壳体21以及第二壳体22，第一壳体21与第二壳体22相互结合形成容纳电极组件10的容纳空间25。第一接线片30与电极组件10电性连接并从封装袋20的第一端23凸出，第二接线片40与电极组件10电性连接。第一壳体21包 括第一封印区211和第一非封印区212，第一封印区211位于第一端23，第一非封印区212与第一封印区211相连接。
第一非封印区212靠近第一封印区211设置朝向容纳空间25的第一凹陷部213，第一凹陷部213位于第一接线片30一侧。
第一凹陷部213可以在第一壳体21进行冲坑时同步设置，即对第一壳体21的冲坑模具进行改进，不会对整个工艺带来额外的负担。
应当理解的是，第一凹陷部213可以位于第一接线片30靠近第二接线片40的一侧，也可以位于第一接线片30远离第二接线片40的一侧。
本申请提供的电化学装置100，通过在第一壳体21上第一接线片30一侧设置第一凹陷部213，以减小封装袋20与电极组件10之间的距离。从而在封装第一壳体21以及第二壳体22时，在抽气过程中，减弱封装袋20内部的负压效果，且第一凹陷部213也可以对第一接线片30产生侧向的支撑力，从而避免第一接线片30因压力差导致歪斜，提高电化学装置100的生产效率和安全可靠性。
在本申请一实施例中，第二接线片40与第一接线片30位于电极组件10的同侧。第一接线片30与第二接线片40均从第一端23凸出，第一凹陷部213位于第一接线片30以及第二接线片40之间。
可以理解地，第一凹陷部213也能避免第二接线片40在抽气过程中因压力差导致的歪斜。
其中，本申请的电化学装置100包括所有能够发生电化学反应的装置。具体的，电化学装置100包括所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池和电容器(例如超级电容器)。可选地，电化学装置100可以为锂二次电池，包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池和锂离子聚合物二次电池。
第一封印区211可以通过封头对第一壳体21和第二壳体22进行压合，使位于压合位置的部分第一壳体21和部分第二壳体22内的聚合物层(例如聚丙烯层或聚乙烯层)进行热融合，从而形成容纳电极组件10的容纳空间25。可选地，第一壳体21与第二壳体22结合密封方式不限于此，可以为其他材料的热融合，或其他方式的融合。
第一凹陷部213的尺寸大小可以根据实际需要进行设计，以减小封装袋20与电极组件10之间的距离。
进一步地，请再次参阅图2以及图3，第二壳体22包括第二封印区221和第二非封印区222，第二封印区221位于第一端23，第二非封印区222和第二封印区221相连接，第一封印区211和第二封印区221相接合，第二非封印区222靠近第二封印区221设置朝向容纳空间25的第二凹陷部223，第二凹陷部223位于第一接线片30的一侧，第一凹陷部213与第二凹陷部223相对设置。通过进一步设置第二凹陷部223，可以进一步避免第一接线片30歪斜，提高电化学装置100的安全可靠性。
应当理解的是，第一凹陷部213与第二凹陷部223也可以不相对设置，即错开设置，可以根据工艺需要进行选择。
进一步地，第一封印区211延伸至第一凹陷部213的至少部分区域，即部分第一封印区211位于第一凹陷部213中，如此则可以增加第一封印区211的面积，进一步加强封装强度。另一方面延伸到第一凹陷部213的封印区对第一接线片30可以提供更强的侧向支撑力，进一步避免第一接线片30歪斜，提高电化学装置100的生产效率和安全可靠性。
请参阅图4，位于第一区域I的第一封印区211延伸至第一凹陷部213的部分区域，第一封印区211与第一凹陷部213之间相距 设置，即第一凹陷部213部分被第一封印区211填充。其中，第一区域I位于第一接线片30与第二接线片40之间。
应当理解的是，第一凹陷部213也可以全部被第一封印区211填充。如此，则可以不对第一壳体21的冲坑模具进行改进，只需对封头进行对应改进，将其设置成第一封印区211填充第一凹陷部213的形状。
请参阅图5，位于第二区域II和第三区域III的第一封印区211延伸至第一凹陷部213的全部区域，第一封印区211与第一凹陷部213之间相接合，即第一凹陷部213完全被第一封印区211填充。其中，第二区域II位于第一接线片30远离第二接线片40的一侧，第三区域III位于第一接线片30与第二接线片40之间。
请参阅图6以及图7，电极组件10与凹陷部对应的位置设置有绝缘体50。在一实施例中，请参阅图6，电极组件10与第一凹陷部213对应的位置设有绝缘体50，绝缘体50设置于电极组件10与第一凹陷部213之间。绝缘体50用于防止封装袋20与电极组件10直接接触，从而防止电化学腐蚀，提高电化学装置100的安全可靠性。
在一实施方式中，绝缘体50可以为单面胶、双面胶或热熔胶。当绝缘体50为双面胶或热熔胶时，绝缘体50还可将电极组件10和封装袋20进行固定连接，防止电极组件10在封装袋20内蹿动，提高电化学装置100的使用寿命和安全可靠性。
其中，绝缘体50的宽度W 1大于或等于第一凹陷部213的宽度W 2，其中，定义垂直于第一接线片30的延伸方向且平行于第一壳体21表面的方向为宽度的方向。其中，第一凹陷部213的宽度W 2以第一凹陷部213沿宽度的方向的最大距离计算。
第一凹陷部213沿着平行于第一壳体21表面的横截面具有第一 边2132以及第二边2134，第一边2132临近第一接线片30向外延伸的方向，第二边2134临近第一凹陷部213朝向电极组件10凹陷的方向，其中，第一边2132的宽度大于或等于第二边2134的宽度。
当第一边2132的宽度W 3与第二边2134的宽度W 4相等时(W 3＝W 4)，第一凹陷部213的截面形状可以为正方形或者长方形(请参阅图3)；当第一边2132的宽度W 3大于第二边2134的宽度W 4且第二边2134的宽度W 4不为零时(W 3>W 4，W 4>0)，第一凹陷部213的截面形状可以为梯形(请参阅图8)；当第一边2132的宽度W 3大于第二边2134的宽度W 4且第二边2134的宽度W 4为零时(W 3>W 4，W 4＝0)，第一凹陷部213的截面形状可以为三角形(请参阅图9)以及弧形(请参阅图10)。
可以理解地，第一凹陷部213的截面形状包括但不限于上述形状。
第一凹陷部213的形状和尺寸设计灵活，可以根据改善第一接线片30和第二接线片40歪斜效果优化第一凹陷部213的形状和尺寸，从而解决第一接线片30和第二接线片40歪斜的问题。其中，第一凹陷部213的尺寸的设计，只需修改用于封装袋20的冲坑模具或者封装封头即可实现，此工序没有腐蚀危险，且无需额外增加其他工序；第一凹陷部213的制作对于电化学装置100的尺寸精度要求较低。
请再次参阅图6，第二接线片40从封装袋20的第一端23凸出，第一凹陷部213位于第一接线片30和第二接线片40之间，第一凹陷部213的宽度W 2小于或等于第一接线片30和第二接线片40之间的距离D 1。
位于第一壳体21上的凹陷部的数量并不限于一个。请再次参阅图5，第一非封印区212靠近第一封印区211设置朝向容纳空间25 的第三凹陷部214，第一凹陷部213和第三凹陷部214位于第一接线片30的两侧。
进一步地，请参阅图11，第三凹陷部214的宽度W 5小于或等于第一接线片30和第一封印区211端点A之间的距离D 2，所述端点A位于所述第一接线片30的一侧且远离所述第二接线片40。
请参阅图12，在另一实施方式中，第二接线片40与第一接线片30位于电极组件10的异侧。例如，第二接线片40与第一接线片30分别位于电极组件10相对的两侧。第二接线片40从封装袋20的第二端24凸出，第一壳体21还包括位于第二端24的第三封印区215，第三封印区215与第一非封印区212相连接，即第一非封印区212位于第一封印区211与第三封印区215之间，第一非封印区212靠近第三封印区215设置第四凹陷部216，第四凹陷部216位于第二接线片40一侧。
可以理解地，第四凹陷部216与电极组件10之间还可以设置绝缘体50。
本申请一实施方式还提供一种电子装置200，电子装置200包括电化学装置100。其中，电子装置200可以是消费性电子产品(如移动通信装置、平板电脑、笔记本电脑、可穿戴设备等)、电动工具、无人机、储能装置、动力装置等。请参阅图13，在一实施方式中，电子装置200为移动通信装置。
以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

  1. 一种电化学装置，包括电极组件；
    封装袋，所述封装袋包括第一壳体和第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体相互结合形成容纳所述电极组件的容纳空间；
    第一接线片，所述第一接线片与所述电极组件电性连接并从所述封装袋的第一端凸出；
    第二接线片，所述第二接线片与所述电极组件电性连接；
    所述第一壳体包括第一封印区和第一非封印区，所述第一封印区位于所述第一端，所述第一非封印区与所述第一封印区相连接，
    其中，所述第一非封印区靠近所述第一封印区设置朝向所述容纳空间的第一凹陷部，所述第一凹陷部位于所述第一接线片一侧。
  2. 如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第二壳体包括第二封印区和第二非封印区，所述第二封印区位于所述第一端，所述第二非封印区和所述第二封印区相连接，所述第一封印区和所述第二封印区相接合，所述第二非封印区靠近所述第二封印区设置朝向所述容纳空间的第二凹陷部，所述第二凹陷部位于所述第一接线片的一侧。
  3. 如权利要求2所述的电化学装置，其中，所述第一凹陷部和所述第二凹陷部相对设置，所述第一封印区延伸至所述第一凹陷部的至少部分区域。
  4. 如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电极组件与所述第一凹陷部对应的位置设有绝缘体。
  5. 如权利要求4所述的电化学装置，其中，所述绝缘体的宽度大于或等于所述第一凹陷部的宽度。
  6. 如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一凹陷部的截面形状为三角形、长方形、正方形、梯形、弧形中的一种。
  7. 如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第二接线片从所述封装袋的第一端凸出，所述第一凹陷部位于所述第一接线片和所述第二接线片之间，所述第一凹陷部的宽度小于或等于所述第一接线片和所述第二接线片之间的距离。
  8. 如权利要求7所述的电化学装置，其中，所述第一非封印区靠近所述第一封印区设置朝向所述容纳空间的第三凹陷部，所述第一凹陷部和所述第三凹陷部位于所述第一接线片的两侧。
  9. 如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第二接线片从所述封装袋的第二端凸出，所述第一壳体还包括位于所述第二端的第三封印区，所述第三封印区与所述第一非封印区相连接，所述第一非封印区靠近所述第三封印区设置第四凹陷部，所述第四凹陷部位于所述第二接线片一侧。
  10. 一种电子装置，其包括权利要求1-9中任一项所述的电化学装置。
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CN115189078A (zh) * 2022-05-09 2022-10-14 东莞新能源科技有限公司 包装壳、电化学装置及其制备方法、电子装置
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