CN113597702B - 电化学装置和电子装置 - Google Patents
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Abstract
一种电化学装置,包括电极组件、封装膜和第一极耳,第一极耳与电极组件电连接,封装膜包括位于第一极耳两侧的第一封装膜和第二封装膜,第一封装膜包括第一封印区,第二封装膜包括第二封印区,第一封印区和第二封印区相结合封装电极组件。其中,第一封印区包括第一区域和第二区域,第一区域覆盖第一极耳在第一封印区的投影,第二区域与第一区域相连接,第二区域的宽度小于第一区域的宽度。本申请还提供一种包括所述电化学装置的电子装置。本申请通过设置极耳封装位置和非极耳封装位置的封装宽度不同,进而在极耳封装位置附近设置溢胶容纳空间,改善极耳位置封装溢胶处问题,提高极耳封装位置的封装可靠性,提高电化学装置的安全性能和使用寿命。
Description
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)采用封装袋(如铝塑膜或钢塑膜)进行密封包装。在对封装袋进行封装时,封装位置处的粘接胶挤向两侧,多余的粘接胶会溢出封装区(即溢胶现象),从而使封装膜在溢胶处形成较大的溢胶块,产生凸起。因此,溢胶处会成为应力集中点,在电化学装置跌落或发生振动时,封装膜容易产生疲劳破损,进而影响电化学装置的安全性能和使用寿命。在电化学装置极耳封装处,溢胶对其安全性能和使用寿命的影响更为突出。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足,有必要提出一种解决溢胶问题的电化学装置。
另,还有必要提供一种具有该电化学装置的电子装置。
本申请提供一种电化学装置,包括电极组件、封装膜和第一极耳,第一极耳与电极组件电连接,封装膜包括位于第一极耳两侧的第一封装膜和第二封装膜,第一封装膜包括第一封印区,第二封装膜包括第二封印区,第一封印区和第二封印区相结合封装电极组件。其中,第一封印区包括第一区域和第二区域,第一区域覆盖第一极耳在第一封印区的投影,第二区域与第一区域相连接,第二区域的宽度小于第一区域的宽度。
本申请提供的电化学装置,通过设置第一封印区的第二区域的宽度小于第一区域的宽度,即保留第一极耳处的封印宽度的同时减小第一极耳一侧的封印宽度,如此,能够在保证第一极耳处封印强度不变的同时,第二区域相较于第一区域形成宽度差的位置可成为用于容纳溢胶的空间,从而改善溢胶问题,减少应力集中点,因此,电化学装置的安全性能和使用寿命可以得到提高。
在本申请一些实施方式中,第二区域的宽度为第一区域宽度的40%~95%。
当第二区域的宽度和第一区域宽度的比值小于40%时,第二区域的宽度W2过小,这会影响封装强度,进而影响封装寿命。反之,当第二区域的宽度和第一区域宽度的比值大于95%时,无法形成足够空间以容纳溢胶,使得溢胶改善效果不佳。
在本申请一些实施方式中,第一封装膜还包括第一非封印区,第一非封印区包括第一连接部和第二连接部,第一连接部连接第一封印区和第二连接部,沿封装膜厚度方向,第一连接部与第一封印区的角度大于0°且小于等于90°。
如此,第一非封印区和第二封装膜之间形成溢胶槽,溢胶槽提供足够用于容纳溢胶的空间,使得溢胶的形貌为朝向第一封印区凸出,从而避免封装膜在溢胶处形成应力集中点。
在本申请一些实施方式中,第二封装膜还包括第二非封印区,第二非封印区包括第三连接部和第四连接部,第三连接部连接第二封印区和第四连接部,沿封装膜厚度方向,第三连接部与第二封印区的角度大于0°且小于等于90°。
如此,能够进一步增大溢胶槽的空间,使其可以用于容纳较多的溢胶。
在本申请一些实施方式中,第二区域与第二封印区相结合形成的厚度为T2(mm),第二连接部和第四连接部之间的距离为D(mm),则T2<D≤10T2。此范围有利于保证封装强度及封印效果。
当距离D大于10T2时,表明溢胶挤出量过多,封印区过封,封装膜内高分子膜过融熔。反之,当距离D小于或等于T2时,表明封印区尚未完全熔融溢胶,此时封印不紧密。
在本申请一些实施方式中,第一区域与第二封印区形成的厚度为T1(mm),则T2<T1≤4T2。
从而,能够使得第一区域处的封装强度与第二区域的封装强度一致,保证整体封装效果,避免局部出现封装薄弱点。
在本申请一些实施方式中,第一封印区和第二封印区之间的封装拉力为1N/mm-10N/mm。
当封装拉力小于1N/mm时表明封装强度不足,而封装拉力不超过10N/mm,不会超过封装膜自身的拉力极限。
在本申请一些实施方式中,电化学装置还包括第二极耳,第二极耳与电极组件电连接,第二极耳与第一极耳位于电极组件的同一侧。第一封印区还包括第三区域,第三区域覆盖第二极耳在第一封印区的投影,第二区域与第三区域相连接,第三区域与第一区域宽度相等。
在本申请一些实施方式中,第二极耳与第一极耳位于电极组件的不同侧。第一封装膜还包括第三封印区,第三封印区包括第四区域和第五区域,第四区域覆盖第二极耳在第三封印区的投影,第五区域与第四区域相连接,第五区域的宽度小于第四区域的宽度。
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截面示意图。
图2为一实施方式中图1所示的电化学装置于II处的局部放大图。
图3为另一实施方式中图1所示的电化学装置于II处的局部放大图。
图4为又一实施方式中图1所示的电化学装置于II处的局部放大图。
图5为一实施方式中图1所示的电化学装置的第二封印区的局部放大图。
图6为另一实施方式中图1所示的电化学装置的第二封印区的局部放大图。
图7A为图2所示的电化学装置沿VIIA-VIIA的截面示意图。
图7B为一实施方式中图2所示的电化学装置沿VIIB-VIIB的截面示意图。
图8为另一实施方式中图2所示的电化学装置沿VIIB-VIIB的截面示意图。
图9为又一实施方式中图2所示的电化学装置沿VIIB-VIIB的截面示意图。
图10为图2所示的电化学装置沿X-X的截面示意图。
图11为本申请另一实施方式提供的电化学装置的截面示意图。
图12为用于封装本申请一实施方式提供的电化学装置的封装封头的结构示意图。
图13为用于封装本申请另一实施方式提供的电化学装置的封装封头的结构示意图。
图14为用于封装本申请又一实施方式提供的电化学装置的封装封头的结构示意图。
图15为用于封装本申请再一实施方式提供的电化学装置的封装封头的结构示意图。
图16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
电极组件 10
第一极耳 11
第二极耳 12
极耳胶 13
封装膜 20
第一封装膜 20a
第二封装膜 20b
第一封印区 21
第二封印区 22
第一非封印区 23
第二非封印区 24
溢胶槽 25
第三封印区 26
电化学装置 100
封装封头 200
第一封头 201
第二封头 202
第一区域 211,211’
第二区域 212,212’
第三区域 213,213’
第四区域 214
第一连接部 231
第二连接部 232
第三连接部 241
第四连接部 242
第五区域 261
第六区域 262
第七区域 263
电子装置 300
第一端面 2010
第一端面区 2011
第二端面区 2012
第三端面区 2013
第四端面区 2014
倒角面 2015
第二端面 2020
宽度 W1,W1’,W2,W2’,W3,W3’,W4,W5,W6,W7
厚度 T1,T2,T3
距离 D
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
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、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
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。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
请参阅图1,本申请一实施方式提供一种电化学装置100,电化学装置100包括电极组件10、封装膜20和第一极耳11,第一极耳11与电极组件10电连接。封装膜20包括位于第一极耳11两侧的第一封装膜20a和第二封装膜20b(在图7A中示出)。第一封装膜20a包括第一封印区21,第二封装膜20b包括第二封印区22,第一封印区21和第二封印区22相结合以封装电极组件10。
第一封印区21包括第一区域211和第二区域212,第一区域211覆盖第一极耳11在第一封印区21的投影,第二区域212与第一区域211相连接。请一并参照图2,第二区域212的宽度W2小于第一区域211的宽度W1。其中,宽度W1定义为第一区域211沿第一封印区21的延伸方向所具有的尺寸,宽度W2定义为第二区域212沿第一封印区21的延伸方向所具有的尺寸。
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。
其中,第一封印区21和第二封印区22相结合可以为通过封头对第一封装膜20a和第二封装膜20b进行压合,使位于压合位置的部分第一封装膜20a和部分第二封装膜20b(即,第一封印区21和第二封印区22)内的聚丙烯层进行热融合,从而使第一封印区21和第二封印区22相结合进行密封。可选地,第一封印区21和第二封印区22结合密封的方式不限于此,可以为其他材料的热融合,或其他方式的融合。
其中,第二区域212可以位于第一区域211的任一侧,本申请并不作限定。如图1所示,第二区域212位于第一区域211的左侧。然而,在其它实施例中,第二区域212还可以位于第一区域211的右侧。
第一极耳11所在的位置通常为封装薄弱点,当溢胶较多时,会导致外力滥用情况下封装膜20于封印处发生疲劳破损,引发漏液风险。本申请通过设置第二区域212的宽度小于第一区域211的宽度,即保留第一极耳11处的封印宽度的同时减小第一极耳11一侧的封印宽度,如此,能够在保证第一极耳11处封印强度不变的同时,第二区域212相较于第一区域211形成宽度差的位置可成为用于容纳溢胶的空间,从而改善溢胶问题,减少应力集中点。因此,电化学装置100的安全性能和使用寿命可以得到提高。
在一实施方式中,第二区域212的宽度W2为第一区域211宽度W1的40%~95%(即40%W1≤W2≤95%W1)。本申请发明人发现,当W2与W1的比值小于40%时,第二区域212的宽度W2过小,这会影响封装强度,进而影响封装寿命。反之,当W2与W1的比值大于95%时,无法形成足够空间以容纳溢胶,使得溢胶改善效果不佳。
在一实施方式中,如图1和图2所示,第一封印区21还包括第三区域213,第一区域211连接于第二区域212和第三区域213之间。第三区域213的宽度W3小于第一区域211的宽度W1。其中,宽度W3定义为第三区域213沿第一封印区21的延伸方向所具有的尺寸。
其中,如图2所示,在一实施方式中,当第二区域212和第三区域213的宽度均小于第一区域211的宽度时,且第二区域212的宽度等于第三区域213的宽度(即W2=W3<W1)。此时,第一极耳11两侧均形成用于容纳溢胶的空间。如图3,在另一实施方式中,当第二区域212和第三区域213的宽度均小于第一区域211的宽度时,而第二区域212的宽度还可以不同于第三区域213的宽度。如,第二区域212的宽度可大于第三区域213的宽度(即W3<W2<W1)。
进一步地,第三区域213的宽度W3可同样为第一区域211宽度的40%~95%(即40%W1≤W3≤95%W1)。本申请发明人发现,当W3与W1的比值小于40%时,第三区域213宽度过小,这会影响封装强度,进而影响封装寿命。反之,当W3与W1的比值大于95%时,无法形成足够空间以容纳溢胶,使得溢胶改善效果不佳。
如图4所示,在又一实施方式中,第三区域213的宽度还可以等于第一区域211宽度(即W2<W1=W3)。此时,仅在第一极耳11的一侧形成用于容纳溢胶的空间。
请一并参照图1和图5,在本实施方式中,第二封印区22与第一封印区21形状匹配。即,第二封印区22包括第一区域211’、第二区域212’和第三区域213’,第一区域211’覆盖第一极耳11在第二封印区22的投影,第一区域211’连接于第二区域212’和第三区域213’之间。第二区域212’的宽度W2’小于第一区域211’的宽度W1’。进一步地,第三区域213’的宽度W3’也可同样小于第一区域211’的宽度W1’。
如图6所示,在其它实施方式中,第二封印区22还可以不形成宽度差。即,第一区域211’、第二区域212’和第三区域213’的宽度均相同(W1’=W2’=W3’)。
如图7A和图7B所示,在本实施方式中,第一封装膜20a还包括第一非封印区23。第一非封印区23包括第一连接部231和第二连接部232,第一连接部231连接第一封印区21和第二连接部232。沿封装膜20厚度方向,第一连接部231与第一封印区21的角度大于0°且小于等于90°,即,第一连接部231与第一封印区21并不平行。其中,封装膜20厚度方向定义为沿垂直于第一封装膜20a或第二封装膜20b所在平面的方向。
如此,第一非封印区23和第二封装膜20b之间形成溢胶槽25,溢胶槽25可用于容纳溢胶。其中,当溢胶槽25中容纳有溢胶时,若溢胶的形貌为朝向电极组件10凸出,则封装膜20在溢胶处会形成应力集中点。本申请溢胶槽25提供足够用于容纳溢胶的空间,使得溢胶的形貌为朝向第一封印区21凸出(即,朝向电极组件10凹陷),从而避免封装膜20在溢胶处形成应力集中点。
进一步地,第二封装膜20b还包括第二非封印区24。第二非封印区24包括第三连接部241和第四连接部242,第三连接部241连接第二封印区22和第四连接部242。沿封装膜20厚度方向,第三连接部241与第二封印区22的角度大于0°且小于等于90°,即,第三连接部241与第二封印区22并不平行。如此,能够进一步增大溢胶槽25的空间,使其可以用于容纳较多的溢胶。
其中,如图7A和图7B所示,第一连接部231与第一封印区21的角度小于90度,第三连接部241与第二封印区22的角度小于90度。而且,第一连接部231和第三连接部241均为平面。在其它实施方式中,第一连接部231与第一封印区21的角度、第三连接部241与第二封印区22的角度还可以根据实际需求进行变更。例如,如图8所示,第一连接部231与第一封印区21的角度等于90度,第三连接部241与第二封印区22的角度等于90度。当然,第一连接部231和第三连接部241还可以为曲面、阶梯面或其它形状。
如图9所示,在其它实施方式中,当第二封印区22未形成宽度差时,第二非封印区24的第三连接部241和第四连接部242均与第二封印区22位于同一平面上。
如图7A所示,在本实施方式中,第二区域212与第二封印区22相结合形成的厚度为T2(mm),第二连接部232和第四连接部242之间的距离为D(mm),则T2<D≤10T2。本申请发明人发现,此范围有利于保证第二区域212与第二封印区22的封装强度及封印效果。当距离D大于10T2时,表明溢胶挤出量过多,封印区过封,封装膜20内高分子膜过融熔。反之,当距离D小于或等于T2时,表明封印区尚未完全熔融溢胶,此时封印不紧密。
如图7B所示,进一步地,第三区域213与第二封印区22相结合形成的厚度为T3(mm),则T3<D≤10T3。本申请发明人发现,此范围有利于保证第三区域213与第二封印区22的封装强度及封印效果。当距离D大于10T3时,表明溢胶挤出量过多,封印区过封,封装膜20内高分子膜过融熔。反之,当距离D小于或等于T3时,表明封印区尚未完全熔融溢胶,此时封印不紧密。
如图7A和图10所示,更进一步地,第一区域211与第二封印区22形成的厚度为T1(mm),则T2<T1≤4T2。从而,能够使得第一区域211处的封装强度与第二区域212的封装强度一致,保证整体封装效果,避免局部出现封装薄弱点。其中,第一区域211与第二封印区22形成的厚度为T1还应包括第一极耳11以及位于第一极耳11表面的极耳胶13的厚度在内。
在本实施方式中,第一封印区21和第二封印区22之间的封装拉力为1N/mm-10N/mm。其中,封装拉力可以用于表征封装强度及效果,当封装拉力小于1N/mm时表明封装强度不足,而10N/mm为传统封装膜自身的拉力极限,封装拉力不超过10N/mm,即不会超过封装膜20自身的拉力极限。
如图1所示,在本实施方式中,电化学装置100还包括第二极耳12,第二极耳12与电极组件10电连接,第二极耳12与第一极耳11位于电极组件10的同一侧。第一封印区21还包括第四区域214,第四区域214覆盖第二极耳12在第一封印区21的投影,第二区域212与第四区域214相连接。第四区域214与第一区域211宽度相等。定义第四区域214的宽度为W4,则W4=W1。
如图11所示,在另一实施方式中,第二极耳12与第一极耳11位于电极组件10的不同侧。例如,第一极耳11和第二极耳12分别位于电极组件10相对的两侧。第一封装膜20a还包括第三封印区26,第三封印区26包括第五区域261、第六区域262和第七区域263,第五区域261覆盖第二极耳12在第三封印区26的投影,第五区域261连接于第六区域262和第七区域263之间。第六区域262的宽度小于第五区域261的宽度。
进一步地,第七区域263的宽度可同样小于第五区域261的宽度。定义第五区域261的宽度为W5,第六区域262的宽度为W6,第七区域263的宽度为W7,则W6和W7中的至少一个小于W5。
如图12所示,为用于封装本申请的一个具体实施方式的电化学装置100的封装封头200。封装封头200包括第一封头201以及与第一封头201对应的第二封头202。第一封头201包括朝向第二封头202的第一端面2010,第二封头202包括朝向第一封头201的第二端面2020。
第一端面2010和第二端面2020中的至少一个包括对应第一区域211的第一端面区2011、对应第二区域212的第二端面区2012以及对应第三区域213的第三端面区2013,第一端面区2011相较于第二端面区2012和第三端面区2013凹陷(即,形成槽位)。其中,第二端面区2012朝向电组件10的边缘包括倒角面2015。
进一步地,第三端面区2013可同样朝向电极组件10的边缘包括倒角面2015。
本申请通过在第二端面区2012上设置倒角面2015,当使用封装封头200封装电化学装置100后,倒角面2015使得第一封印区21的第二区域212和相较于第一区域211形成宽度差,从而形成用于容纳溢胶的空间。
可以理解,倒角面2015的形状最终决定第一连接部231与第二连接部232之间的夹角、第三连接部241和第四连接部242之间的夹角、以及第一连接部231和第三连接部241的形状等。例如,当第二端面区2012的倒角面2015为倾斜的平面时,第一连接部231也为平面。当第二端面区2012的倒角面2015为曲面时,第一连接部231也为曲面。当然,在其它实施方式中,倒角面2015还可以为阶梯形或其它形状。
如图12所示,在本实施方式中,第一端面2010与第二端面2020相匹配。第一端面2010和第二端面2020均包括第一端面区2011、第二端面区2012以及第三端面区2013。第一端面2010的第二端面区2012和第三端面区2013均包括倒角面2015,第二端面2020的第二端面区2012包括倒角面2015。
进一步地,第三端面区2013也包括倒角面2015。当使用封装封头200封装电化学装置100后,使得第二区域212和第三区域213的宽度均小于第一区域211的宽度。
更具体地,第一端面2010和第二端面2020还均包括对应第四区域214的第四端面区2014。第四端面区2014同样相较于第二端面区2012和第三端面区2013凹陷。即,第一端面2010和第二端面2020均包括两个槽位,两个槽位分别对应电化学装置100的第一极耳11和第二极耳12。此时,封装封头200可以用于封装第一极耳11和第二极耳12位于电极组件10同一侧的电化学装置100。第一端面2010的第二端面区2012的倒角面2015与第三端面区2013的倒角面2015大小一致。对应地,在电化学装置100中,第二区域212的宽度等于第三区域213的宽度(即W2=W3)。
如图13所示,在另一实施方式中,第一端面2010的第二端面区2012的倒角面2015与第一端面2010的第三端面区2013的倒角面2015大小不一致。对应地,在电化学装置100中,第二区域212的宽度不同于第三区域213的宽度,例如,第二区域212的宽度大于第三区域213的宽度(即W3<W2)。
如图14所示,在又一实施方式中,第一端面2010与第二端面2020也可以不匹配。如,第一端面2010并未设置有槽位,也未形成有第一端面区2011、第二端面区2012和第三端面区2013。对应地,在电化学装置100中,第二封印区22未形成宽度差。
如图15所示,在再一实施方式中,第一端面2010和第二端面2020的槽位均只包括一个槽位。对应地,封装封头200可以用于封装第一极耳11和第二极耳12分别位于电极组件10不同侧的电化学装置100。
本申请一实施方式还提供一种电子装置300,电子装置300包括电化学装置100。其中,电子装置300可以是消费性电子产品(如移动通信装置、平板电脑、笔记本电脑等)、电动工具、无人机、储能装置、动力装置等。参照图16,在一实施方式中,电子装置300为移动通信装置。
最后应说明的是,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例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,而不脱离本申请技术方案的精神和范围。
Claims (9)
1.一种电化学装置,包括电极组件、封装膜和第一极耳,所述第一极耳与所述电极组件电连接,所述封装膜包括位于所述第一极耳两侧的第一封装膜和第二封装膜,所述第一封装膜包括第一封印区,所述第二封装膜包括第二封印区,所述第一封印区和所述第二封印区相结合封装所述电极组件,其中,
所述第一封印区包括第一区域和第二区域,所述第一区域和所述第二区域均位于所述电极组件设有所述第一极耳的同一侧,所述第一区域覆盖所述第一极耳在所述第一封印区的投影,所述第二区域与所述第一区域相连接,所述第二区域的宽度小于所述第一区域的宽度;
所述第一封装膜还包括第一非封印区,所述第一非封印区包括第一连接部和第二连接部,所述第一连接部连接所述第一封印区和所述第二连接部,沿所述封装膜厚度方向,所述第一连接部与所述第一封印区的角度大于0°且小于等于90°。
2.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述第二区域的宽度为所述第一区域宽度的40%~95%。
3.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述第二封装膜还包括第二非封印区,所述第二非封印区包括第三连接部和第四连接部,所述第三连接部连接所述第二封印区和所述第四连接部,沿所述封装膜厚度方向,所述第三连接部与所述第二封印区的角度大于0°且小于等于90°。
4.如权利要求3所述的电化学装置,其中,所述第二区域与所述第二封印区相结合形成的厚度为T2,T2的单位为mm,所述第二连接部和所述第四连接部之间的距离为D,D的单位为mm,则T2<D≤10T2。
5.如权利要求4所述的电化学装置,其中,所述第一区域与所述第二封印区形成的厚度为T1,T1的单位为mm,则T2<T1≤4T2。
6.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述第一封印区和所述第二封印区之间的封装拉力为1N/mm-10N/mm。
7.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述电化学装置还包括第二极耳,所述第二极耳与所述电极组件电连接,所述第二极耳与所述第一极耳位于所述电极组件的同一侧,
所述第一封印区还包括第三区域,所述第三区域覆盖所述第二极耳在所述第一封印区的投影,所述第二区域与所述第三区域相连接,所述第三区域与所述第一区域宽度相等。
8.如权利要求1所述的电化学装置,其中,所述电化学装置还包括第二极耳,所述第二极耳与所述电极组件电连接,所述第二极耳与所述第一极耳位于所述电极组件的不同侧,
所述第一封装膜还包括位于第三封印区,所述第三封印区包括第四区域和第五区域,所述第四区域覆盖所述第二极耳在所述第三封印区的投影,所述第五区域与所述第四区域相连接,所述第五区域的宽度小于所述第四区域的宽度。
9.一种电子装置,其包括如权利要求1至8中任一项所述的电化学装置。
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