电化学装置及电子装置

文档序号:22163 发布日期:2021-09-21 浏览:18次 >En<

阅读说明:本技术 电化学装置及电子装置 (Electrochemical device and electronic device ) 是由 李方方 于 2021-06-09 设计创作,主要内容包括:本申请公开一种电化学装置及电子装置。电化学装置包括电极组件、包装和极耳,电极组件收容于包装袋,包装袋包括封装区;极耳,延伸出于封装区;极耳包括导电件和粘接件,导电件与电极组件电连接,粘接件设置于封装区,并位于导电件与包装袋之间;粘接件包括延伸出封装区的外露部,沿第一方向,外露部包括第一阶面、位于第一阶面两侧的第二阶面、以及连接第一阶面和第二阶面的第一连接面,第一阶面、第一连接面及第二阶面形成一第一台阶部,其中,第一阶面设置于导电件的表面,第一方向大致垂直于导电件的延伸方向。台阶状设计能够排出粘接件与导电件左右两侧面连接处的气体,改善粘接件与导电件的密封效果,降低电解液泄露的风险。(The application discloses an electrochemical device and an electronic device. The electrochemical device comprises an electrode assembly, a package and a tab, wherein the electrode assembly is contained in a packaging bag, and the packaging bag comprises a packaging area; the tab extends out of the packaging area; the tab comprises a conductive piece and a bonding piece, the conductive piece is electrically connected with the electrode assembly, and the bonding piece is arranged in the packaging area and is positioned between the conductive piece and the packaging bag; the bonding piece comprises an exposed part extending out of the packaging area, the exposed part comprises a first step surface, a second step surface positioned on two sides of the first step surface and a first connecting surface connecting the first step surface and the second step surface along a first direction, the first step surface, the first connecting surface and the second step surface form a first step part, wherein the first step surface is arranged on the surface of the conductive piece, and the first direction is approximately vertical to the extending direction of the conductive piece. The step-shaped design can discharge gas at the joint of the bonding piece and the left side surface and the right side surface of the conductive piece, improve the sealing effect of the bonding piece and the conductive piece, and reduce the risk of electrolyte leakage.)

电化学装置及电子装置

技术领域

本申请涉及电池

技术领域

,具体涉及一种电化学装置及电子装置。

背景技术

电池包括电极组件和极耳,电极组件设置于包装袋内,极耳包括导电件和粘接件,导电件与电极组件电连接并伸出包装袋外,粘接件与导电件之间以及粘接件与包装袋(例如铝塑膜)之间通过粘接实现密封。粘接件与导电件的粘接效果,是影响包装袋密封效果的关键因素之一。

在实际生产过程中,导电件为具有一定厚度的结构元件,粘接件与导电件沿宽度方向的相对两侧的粘接效果,不仅对生产工艺的要求较高,而且粘接效果也难以控制,导电件的厚度越大,粘接效果越难以控制,从而影响包装袋的密封效果,容易导致电解液泄露。

发明内容

本申请实施例提供一种电化学装置及电子装置,改善粘接件与导电件的粘接效果不佳所导致的包装袋密封效果不佳的问题。

第一方面,本申请提供一种电化学装置,包括电极组件、包装袋和极耳。电极组件收容于包装袋,包装袋包括封装区。极耳延伸出封装区,极耳包括导电件和粘接件,导电件与电极组件电连接,粘接件设置于封装区,并位于导电件的两侧。粘接件包括延伸出封装区的外露部,沿第一方向,外露部包括第一阶面、位于第一阶面两侧的第二阶面、以及连接第一阶面和第二阶面的第一连接面,第一阶面、第一连接面及第二阶面形成一第一台阶部。第一阶面设置于导电件的表面,第一方向垂直于极耳的延伸方向。

在采用热压工艺的场景中,通过热压工具将平整的粘接件胚料分别贴合在导电件的双侧表面,由于热压工具具有台阶状设计,因此,粘接件的不同区域在热压过程中受到的应力不同,在热压完成后,在导电件的双侧表面,粘接件的表面形成第一台阶部,包括了第一阶面、第一连接面和第二阶面,第一阶面高于第二阶面。如此,即使导电件具有较大的厚度,由于台阶状的设计,能够排出粘接件与导电件左右两侧面连接处的气体(例如气泡),使得粘接件与导电件的左右两侧面具有更好的粘接效果,改善粘接件与导电件的密封效果,降低电解液泄露的风险。

在一实施例中,第一连接面与第二阶面的夹角为θ1,30°≤θ1≤150°。优选地,30°<θ1≤90°,该场景下,粘接件的第一台阶与导电件之间会有更大的应力,粘接件与导电件之间的密封效果和粘接效果更好。

在一实施例中,沿第一方向,导电件、第一阶面、第二阶面的宽度分别为w0、w1、w2,满足特征:w1>w0;w1≥w2。其中,w0是导电件两侧的水平距离;w1是分别位于第一阶面两侧的第一阶面与第一连接面的交线之间的水平距离;w2是位于第一阶面一侧的第一连接面与第二阶面的交线到第二阶面的边线之间的水平距离。

在一实施例中,沿第二方向,第一阶面、第二阶面的高度分别为H1、H2,且H1>H2,H1是第一阶面距导电件的垂直距离,H2是第二阶面距导电件的垂直距离;第二方向为导电件的厚度方向。该场景下,沿第二方向,粘结件从第一阶面向第二阶面为下降台阶,第一连接面与第二阶面对导电件的左右两侧面具有更好的粘接效果。

在一实施例中,沿第一方向,外露部还包括第二连接面和第三阶面,第二连接面连接第二阶面和第三阶面,第二阶面、第二连接面以及第三阶面形成一第二台阶部。

粘接件的外露部可通过同一个热压工具并在一道热压工艺制成。例如,在形成第一阶面、第一连接面和第二阶面的同时,热压工具还具有另一台阶状设计,在热压完成后,沿第二方向,在导电件的两侧表面,粘接件的表面形成了第二台阶部,包括了第二阶面、第二连接面和第三阶面,第二阶面高于第三阶面。如此,即使粘接件具有较大的厚度,热压工具的这一台阶状设计,可以降低粘接件端部的厚度,从而能够进一步有利于排出包装袋与粘接件的左右两个侧面连接处的气体,使得粘接件的左右两侧与包装袋具有更好的粘接效果,改善包装袋与粘接件的密封效果,降低电解液泄露的风险。

在一实施例中,第二连接面与第三阶面的夹角为θ2,30°≤θ2≤150°。优选地,30°<θ2≤90°,该场景下,包装袋与粘接件之间会有更大的应力,包装袋与粘接件之间的密封效果和粘接效果更好。

在一实施例中,沿第一方向,第三阶面的宽度为w3,第三阶面的高度为H3,w3是位于第二阶面一侧的第二连接面与第三阶面的交线到第三阶面的边线之间的水平距离,H3是第三阶面距导电件的垂直距离,满足如下至少一个条件:w3≤w2;H3<H2。

该场景下,沿第二方向,粘接件从第二阶面向第三阶面为下降台阶,沿第一方向,粘接件的厚度变薄,从而有利于包装袋与粘结件左右两侧面具有更好的粘接效果。

在一实施例中,第一阶面、第二阶面和第三阶面的高度满足条件:0.05mm<H1≤0.4mm;0.05mm<H2≤0.2mm;0.05mm<H4≤0.1mm。

在一实施例中,导电件、第一阶面、第二阶面和第三阶面的宽度满足条件:9mm≤w1≤60mm;0mm<w1-w0≤2mm;2mm≤w2≤4mm;1mm≤w3≤2mm。

在一实施例中,顶封区的表面为平面。

第二方面,本申请提供一种电子装置,包括负载以及上述任一项所述的电化学装置,该电化学装置为负载供电。

附图说明

图1是本申请一实施例的电化学装置的结构示意图;

图2是图1所示的极耳的结构示意图;

图3是图2所示的极耳沿A-A方向的截面示意图;

图4是本申请另一实施例的电化学装置的结构示意图;

图5是图4所示的极耳的结构示意图;

图6是图5所示的极耳沿A-A方向的截面示意图;

图7是图6中虚线选定区域的结构示意图;

图8是图4所示的另一实施例的极耳的结构示意图;

图9是图8中虚线选定区域的结构示意图;

图10是本申请又一实施例的电化学装置的结构示意图。

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,下面将结合实施例及附图,对本申请技术方案进行清楚地描述。显然,所描述实施例仅是一部分实施例,而非全部。基于本申请中的实施例,在不冲突的情况下,下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

请一并参阅图1至图3所示,在本申请一实施例中,电化学装置10包括包装袋11、电极组件(未图示)和极耳13。

包装袋11围设形成电化学装置10的形状,可以用于限定电化学装置10的外观。该包装袋11形成有收容腔(图未标示),电化学装置10的内部元件(例如电极组件、电解液)内置于收容腔中,利用包装袋11对内部的元器件进行保护,提高防护效果及安全性。

包装袋11包括主体区11a和封装区11b。电极组件及电解液设于主体区11a内,封装区11b和极耳13由主体区11a的一端延伸出。封装区11b用于密封主体区11a的端部,避免电解液从端部泄露以及包装袋11外的水氧等杂质进入包装袋11内。封装区11b也对极耳13伸出区域进行密封,实现包装袋11与极耳13结合处的密封。

在电化学装置10具有正负极性的场景中,电极组件包括正极极片和负极极片、以及设置于正极极片和负极极片之间的隔离膜。电极组件可以由若干极片卷绕或者叠片形成,极耳13的一端伸入包装袋11内,并与对应极性的极片电连接,极耳13的另一端从包装袋11的一侧伸出。应当理解的是,极耳13与对应的极性的极片电连接,包括了极耳13和极片直接连接,如极耳13与集流体焊接或一体成型而直接从极片伸出;还包括了极耳13和极片间接连接,如极耳13与极片之间通过焊接转接片连接并伸出包装袋11。

极耳13包括第一极耳13a和第二极耳13b,第一极耳13a为负极极耳,第二极耳13b为正极极耳。第一极耳13a与负极极片电连接,并从包装袋11内沿第三方向z延伸至包装袋11外,第二极耳13b与正极极片电连接,并从包装袋11内延伸至包装袋11外。在其他实施例中,第一极耳13a可以为正极极耳,第二极耳13b为负极极耳。本文的某些之处以其中一个为例,描述本申请实施例的极耳13的结构。

极耳13包括导电件131和粘接件132。导电件131与电极组件的极片电连接。应理解,导电件131的结构及形状,本申请的实施例不予限制。例如,导电件131可以为长方形条状结构,各自的尺寸可以根据实际需要适应性设置,材料包括但不限于为铝、镍、铜、及铜镀镍等合金。例如,正极极耳的导电件131的材料可以为铝或者铝镀镍,负极极耳的导电件131的材料可以为铜镀镍,不仅能够改善与负极极片的电连接性能,而且能够提高负极极耳的结构强度。

粘接件132与导电件131粘接,同时还与包装袋11(例如软包包装袋的铝塑膜)粘接,改善包装袋11在极耳13处的密封效果。

粘接件132分别设置于导电件131的第一表面以及第二表面,第一表面和第二表面为导电件131沿自身厚度方向相对设置的两个表面,导电件131的厚度方向可称为第二方向y。

第二方向y根据电化学装置10的摆放方位而适应性变化,例如,如图1所示,第二方向y为竖直方向,导电件131的第一表面为上表面,导电件131的第二表面为下表面;导电件131的宽度方向(即垂直于导电件131的延伸方向)为第一方向x,导电件131的长度方向(即导电件131的延伸方向)为第三方向z。第一方向x大致垂直第三方向z,所述大致垂直应理解为第一方向x与第三方向z之间的夹角为80°-100°。

请参阅图1至图3所示,粘接件132包括伸出封装区11b的外露部132a,沿第一方向x,外露部132a包括第一阶面1321、第二阶面1322及第一连接面1323,第一连接面1323设置第一阶面1321和第二阶面1322之间,第一阶面1321设置于导电件131的表面,例如第一阶面1321覆盖导电件131的双侧表面,第二阶面1322设置于第一阶面1321的侧方,第一阶面1321和第二阶面1322之间通过第一连接面1323连接。例如,在导电件131的同一侧,沿第一方向x,粘接件132包括两个第二阶面1322,这两个第二阶面1322分别设置于第一阶面1321的相对两侧,例如图3所示的左右两侧。第一阶面1321、第一连接面1323及第二阶面1322形成第一台阶部。

在导电件131的同一侧,第一阶面1321和第二阶面1322之间通过第一连接面1323连接。在图2及图3所示的场景中,第一阶面1321的高度H1大于第二阶面1322的高度H2,即H1>H2,其中H1是第一阶面1321距导电件131的垂直距离,H2是第二阶面1322距导电件131的垂直距离。以导电件131的厚度的二分之一分界线O为基准,可以通过测量各阶面到该分界线O的垂直距离作为各阶面的高度。

在一些实施例中,极耳13可以通过热压工艺制得。例如,通过热压工具将平整的粘接件132胚料(例如可流动的胶)分别贴合在导电件131的双侧表面,由于热压工具具有台阶状设计,因此,粘接件132的不同区域在热压过程中受到的应力不同,在热压完成后,在导电件131的双侧表面,粘接件132的表面形成第一台阶部,包括了第一阶面1321、第一连接面1323和第二阶面1322,第一阶面1321高于第二阶面1322。如此,即使导电件131具有较大的厚度,由于台阶状的设计,能够排出粘接件132与导电件131左右两侧面连接处的气体(例如气泡),使得粘接件132与导电件131的左右两侧面具有更好的粘接效果,改善粘接件132与导电件131的密封效果,降低电解液泄露的风险。

在一些场景中,热压工具的热压表面与粘接件132胚料的表面可以直接接触,热压表面可以无需设置可形变的柔性材料,例如橡胶或者铁氟龙等,热压工具包括但不限于为热压铜板。

可选地,粘接件132可以覆盖导电件131上的焊接区域,如导电件131和转接片焊接的位置,以降低焊接毛刺刺破包装袋11的风险。

请继续参阅图4至图9所示,在一些实施例中,粘接件132的外露部132a还包括第二连接面1324和第三阶面1325,沿第一方向x,第二连接面1324设于第二阶面1322和第三阶面1325之间,在导电件131的同一侧,第二阶面1322和第三阶面1325之间通过第二连接面1324连接。第二阶面1322、第二连接面1324以及第三阶面1325形成第二台阶部。

第二阶面1322的高度H2大于第三阶面1325的高度H3,即H3<H2,H3是第三阶面1325距导电件131的垂直距离。

在一些实施例中,粘接件132的外露部132a可通过同一个热压工具并在一道热压工艺制成。例如,在形成第一阶面1321、第一连接面1323和第二阶面1322的同时,热压工具还具有另一台阶状设计,在热压完成后,沿第二方向y,在导电件131的两侧表面,粘接件132的表面形成了第二台阶部,包括了第二阶面1322、第二连接面1324和第三阶面1325,第二阶面1322高于第三阶面1325。如此,即使粘接件132具有较大的厚度,热压工具的这一台阶状设计,可以降低粘接件132端部的厚度,从而能够进一步有利于排出包装袋11与粘接件132的左右两个侧面连接处的气体,使得粘接件132的左右两侧与包装袋11具有更好的粘接效果,进一步改善粘接件132与包装袋11的密封效果,降低电解液泄露的风险。

在前述电化学装置10中,如图6至图9所示,第一连接面1323与第二阶面1322的夹角为θ1,30°≤θ1≤150°。可选地,30°<θ1≤90°,该场景下,粘接件132的第一台阶部与导电件131之间会有更大的应力,粘接件132与导电件131之间的密封效果和粘接效果更好。

在一些实施方式中,沿导电件131的厚度方向,即第二方向y,位于导电件131的上下表面的粘接件132可以具有相同或不同的夹角θ1;沿粘接件132的长度方向,即第一方向x,位于导电件131的左右两侧的第一连接面1323与第二阶面1322的夹角θ1也可以相同或不同。为了制造工艺的简化,选择粘接件132各处的夹角θ1的大小相同。应理解,夹角θ1的大小可以通过热压工具的台阶状设计来调整。

在前述电化学装置10中,如图6至图9所示,第二连接面1324与第三阶面1325的夹角为θ2,30°≤θ2≤150°。可选地,30°<θ2≤90°,该场景下,包装袋10与粘接件132之间会有更大的应力,包装袋10与粘接件132之间的密封效果和粘接效果更好。

在一些实施方式中,沿导电件131的厚度方向,即第二方向y,位于导电件131的上下表面的粘接件132可以具有相同或不同的夹角θ2;沿粘接件132的长度方向,即第一方向x,位于导电件131的左右两侧的第二连接面1324与第二阶面1325的夹角θ2也可以相同或不同。为了制造工艺的简化,选择粘接件132各处的夹角θ2的大小相同。应理解,夹角θ2的大小可以通过热压工具的台阶状设计来调整。

在一些具体的实施方式中,第一连接面1323与第二阶面1322的夹角θ1,第二连接面1324与第三阶面1325的夹角θ2,各自独立设置。

例如,在图6和图7所示的场景中,第一连接面1323与第二阶面1322的夹角为θ1均为90°,第二连接面1324与第三阶面1325的夹角为θ2均为90°。又例如,在图8和图9所示的场景中,沿第二方向y,位于导电件131上侧表面的粘接件132的夹角θ1为小于90°的锐角,夹角θ2为90°,位于导电件131下侧表面的夹角θ1为90°,夹角θ2为小于90°的锐角。

对于夹角θ1和夹角θ2为锐角的场景,在通过热压工艺制备粘接件的过程中,热压工具具有角度为θ1的台阶设计,有利于粘接件132胚料朝向导电件131的一侧移动,能够进一步排出夹角处的气体,以及改善粘接件132在夹角处与导电件131的粘接效果。

粘接件132的材料、各个部分的尺寸及形状,可以根据实际所需而定,本申请的实施例不予以限制。

例如,材料可以为聚丙烯或者改性聚丙烯。

又例如,在一些场景中,各个阶面的高度可以满足:0.05mm<H1≤0.4mm;0.05mm<H2≤0.2mm;0.05mm<H4≤0.1mm。应当理解的是,测量时,以导电件的厚度的二分之一分界线O为基准,可以通过测量各阶面到该分界线O的垂直距离作为各阶面的高度;各个阶面的高度在上述阈值范围内,既能够有利于控制粘接件132的厚度较小,而且能够使得粘接件132的结构强度符合需求。

再例如,如图3、图6和图8所示,沿第一方向x,导电件131的宽度为w0,第一阶面1321的宽度为w1,第二阶面1322的宽度为w2,第三阶面1325的宽度为w3,满足:w1>w0;w1≥w2;w2≥w3。应理解,w0是导电件131两侧之间的水平距离;w1是分别位于第一阶面1321两侧的第一阶面1321与第一连接面1323的交线之间的水平距离;w2是位于第一阶面1321一侧的第一连接面1323与第二阶面1322的交线到第二阶面1322的边线之间的水平距离。

在一些场景中,9mm≤w1≤60mm;0mm<w1-w0≤2mm;2mm≤w2≤4mm;1mm≤w3≤2mm。这些阈值可得到较大宽度的导电件131和粘接件132,提高极耳13的过流能力,并满足电化学装置10的窄宽度要求。

在一些实施方式中,本申请的封装区11b通过两步热压工序实现密封,第一步,将粘接件132通过第一步热压工序粘接在导电件131上,由于第一步热压工序中的热压工具的封头设计为台阶状,因此,第一步热压后的粘接件132具有前文所述的台阶状;第二步,将包装袋11如铝塑膜通过第二步热压工序与经过第一步热压工序后的粘接件132实现密封,同时实现封装区11b内其他位置铝塑膜之间的密封,在第二步热压工序中,热压工具的封头设计为平面,因此,进过第二步热压工序后的封装区11b的表面为平面,而伸出包装袋11的粘接件132(即粘接件132的外露部132a)仍表现为台阶状。

在一些实施方式中,本申请的封装区11b也可以通过一步热压工序实现密封,将粘接件132覆盖在导电件131的两侧表面后,深入包装袋11,然后使热压工具的封头对封装区11b进行热压,由于封头的台阶状设计,如图10所示,封装区11b的表面呈现台阶状,伸出包装袋10的粘接件132(即粘接件132的外露部132a)表现为台阶状。

本申请的电化学装置10包括发生电化学反应的任何装置,它的具体实例包括所有种类的一次电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池或电容器。特别地,该电化学装置10是锂二次电池、钠二次电池和锌二次电池等。锂二次电池可包括锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。

本申请另提供了一种电子装置,其包括负载以及根据本申请的电化学装置10,电化学装置10为负载供电。本申请的电化学装置10的用途没有特别限定,其可用于现有技术中已知的任何电子装置。在一些实施例中,本申请的电化学装置10可用于,但不限于,笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。

由于电子装置具有前述任一实施例的电化学装置10,因此,该电子装置能够产生对应实施例的电化学装置10具有的有益效果。

以上所述仅为本申请的部分实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素,此外,不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义,也可能具有不同含义,其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

另外,在本申请实施例的描述中,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请相应实施例的技术方案和简化描述,而非指示或暗示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申请的限制。

尽管本文采用术语“第一、第二、第三”等描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。本文中所使用的,单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。术语“或”和“和/或”被解释为包括性的,或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时,才会出现该定义的例外。

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