CN114665101A - 电化学装置以及电子装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电化学装置以及电子装置,该电化学装置包括极片,极片包括绝缘基体、第一导电层、第一活性物质层、第二导电层和第二活性物质层。绝缘基体具有相对设置的第一表面和第二表面。第一导电层部分形成于第一表面,第一导电层的另一端弯折延伸至第二表面。第一活性物质层形成于第一部分的表面。第二导电层部分形成于第二表面,第二导电层的另一端弯折延伸至第一表面,第二活性物质层形成于第三部分的表面。通过上述设置,可增加与极耳连接的导电层的横截面积,因而能够提升该电化学装置的过流能力。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种电化学装置以及电子装置。
背景技术
电化学装置(例如,锂离子电池)具有比能量大、工作电压高、自放电率低、体积小、重量轻等优势,被广泛地应用于电动汽车或消费类电子产品。在电化学装置的相关结构中,集流体不仅为活性材料的载体,还为活性物质产生电子的收集与传导体。因此对其有特殊的技术要求,即必须具有良好的导电性,以便于形成较大的电流输出;其表面能均匀地涂敷活性材料而不脱落,且与活性材料充分接触。
为提高电化学装置的能量密度,相关技术中的集流体可被制造为复合集流体,即绝缘支撑层的相对两表面各形成有一层导电层,两层导电中的一个可延伸形成正极耳,另一个可延伸形成负极耳。然而,该种集流体的使用过程中,会存在因自身过流能力不足而不能实现高倍率的充放电的问题。
发明内容
本申请的一个目的在于提供一种电化学装置,改善复合集流体的过流能力。
本申请提供一种电化学装置,该电化学装置包括电极组件与极耳,所述电极组件包括极片,所述极片包括绝缘基体、第一导电层、第一活性物质层、第二导电层和第二活性物质层。绝缘基体具有相对设置的第一表面和第二表面。第一导电层包括第一部分和第二部分,所述第一部分形成于所述第一表面,第二部分的一端与所述第一部分连接,所述第二部分的另一端弯折延伸至所述第二表面。第一活性物质层形成于所述第一部分的表面。第二导电层包括第三部分和第四部分,所述第三部分形成于所述第二表面,所述第四部分的一端与所述第三部分连接,所述第四部分的另一端弯折延伸至所述第一表面,其中,所述第四部分和所述第二部分均与所述极耳连接。第二活性物质层形成于所述第三部分的表面。沿第一方向观察,所述第一活性物质层在所述第一表面的正投影、所述第一部分在所述第一表面的正投影均与所述第四部分在所述第一表面的正投影未重叠,且沿所述第一方向的相反方向观察,所述第二活性物质层在所述第二表面的正投影、所述第三部分在所述第二表面的正投影均与所述第二部分在所述第二表面的正投影未重叠,其中,所述第一方向为所述绝缘基体的厚度方向。
本申请实施例将形成于绝缘支撑层的一表面上的导电层弯折延伸至与绝缘支撑层的另一表面,在导电层沿第一方向的厚度可不改变的前提下,增加导电层沿第二方向的宽度,即增加了与极耳连接的导电层的横截面积,因而能够提升该电化学装置的过流能力。
在一些可选地实施例中,所述极片包括第一绝缘层,所述第一绝缘层形成于所述第二表面,所述第一绝缘层设置于所述第二部分与所述第三部分之间,所述第一绝缘层用于对所述第二部分与所述第三部分进行绝缘。通过在第二部分与第三部分之间设置第一绝缘层,当第二部分相对于第三部分弯折时,可改善该间隙处第一导电层和第二导电层短接的情形。
在一些可选地实施例中,所述极片还包括第一隔离层,所述第一隔离层形成于所述第一活性物质层背离所述绝缘基体的表面,所述第一隔离层用于隔绝电子导通离子。通过将第一隔离层形成于第一活性物质层的表面,改善电极组件因单独设置隔离膜带来的收缩变形造成第一活性物质层和第二活性物质层短接的情形。
在一些可选地实施例中,所述第一隔离层与所述第一绝缘层一体连接。如此设置,当第二部分相对于第三部分弯折时,使得第二导电层的第三部分、第二活性物质层均不易与第一导电层的第二部分短接。
在一些可选地实施例中,所述极片还包括第二绝缘层,所述第二绝缘层形成于所述第一表面,所述第二绝缘层设置于所述第一部分与所述第四部分之间,所述第二绝缘层用于对所述第一部分与所述第四部分进行绝缘。通过在第一部分与第四部分之间设置第二绝缘层,当第四部分相对于第一部分弯折时,可改善该间隙处第一导电层和第二导电层短接的情形。
在一些可选地实施例中,所述第二隔离层与所述第二绝缘层一体连接。如此设置,当第四部分相对于第一部分弯折时,使得第一导电层的第一部分、第一活性物质层均不易与第二导电层的第四部分短接。
在一些可选地实施例中,所述绝缘基体包括本体、第一延展部和第二延展部。所述本体具有沿第二方向相对设置的第一侧边与第二侧边。所述第二方向垂直于所述第一方向。所述第一延展部连接于所述本体的第一侧边。所述第一部分形成于所述本体的第一表面。所述第二部分形成于所述第一延展部的第一表面,并且所述第二部分的另一端弯折延伸至所述第一延展部的第二表面。所述第二延展部连接于所述本体的第二侧边。所述第三部分形成于所述本体的第二表面。所述第四部分形成于所述第二延展部的第二表面,并且所述第四部分的另一端弯折延伸至所述第二延展部的第一表面。
所述第一延展部、所述第二延展部、所述第二部分和所述第四部分的数量均为至少两个。沿第三方向,至少两个所述第一延展部间隔设置于所述本体的第一侧边,一所述第二部分与一所述第一延展部对应设置。至少两个所述第二延展部间隔设置于所述本体的第二侧边,一所述第四部分与一所述第二延展部对应设置。由于制备该极片时仅需对绝缘基体进行裁剪,能够减少裁切绝缘基体的同时裁切第一导电层和第二导电层时产生的金属毛刺,进而改善单位时间内电化学装置的电压降(K值),提升电化学装置的安全性能。
本申请的另一个目的在于提供一种电子装置,该电子装置包括上述所述的电化学装置。
本申请的有益效果是:将形成于绝缘支撑层的一表面上的导电层弯折延伸至与绝缘支撑层的另一表面,在导电层沿第一方向的厚度可不改变的前提下,增加导电层沿第二方向的宽度,即增加了与极耳连接的导电层的横截面积,因而能够有效提升该电化学装置的过流能力。此外,在焊接极耳的过程中,由于形成于绝缘支撑层的一表面上的导电层与弯折延伸至绝缘支撑层的另一表面上的导电层存在重叠部分,换言之,沿极耳的焊接方向增加了导电层与绝缘支撑层的厚度,从而改善了焊穿绝缘支撑层与导电层的情形,利于提高该电化学装置的良品率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据附图获得其他的附图。
图1为本申请其中一实施例提供的手机的结构示意图;
图2为图1示出的电化学装置中的电极组件的未卷绕时的结构示意图;
图3为图2示出的电极组件的A-A剖视图;
图4为图2示出的形成有第一绝缘层和第二绝缘层的电极组件的A-A剖视图;
图5为图2示出的形成有第一绝缘层、第二绝缘层、第一隔离层和第二隔离层的电极组件的A-A剖视图;
图6为图2示出的形成有第一绝缘层、第二绝缘层、第一隔离层和第二隔离层的电极组件的A-A剖视图;
图7为图1示出的另一电化学装置中的电极组件的未卷绕时的结构示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面结合附图和具体实施例,对本申请进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”/“固接于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本说明书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,不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请实施例公开的电化学装置01适用于应用该电化学装置01的电子装置,这样,可改善采用现有电化学装置01中复合集流体的过流能力,以提高电化学装置01的充放电倍率。其中,电子装置包括但不限于是便携设备(诸如手机、笔记本电脑、平板电脑等)、运载工具(诸如电动车辆、电气列车、船舶及卫星)、储能***等。电动车辆可以为纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等。本申请实施例对上述电子装置不作具体限定。
为描述简洁,下述实施例均以电子装置为手机为例说明。例如,图1示出的一种手机的结构示意图,所述手机的内部设有上述电化学装置01,电化学装置01为手机提供电能或储存电能,满足使用手机时的用电需求。可以理解的是,本申请实施例中电化学装置01包括所有其中反应电化学反应的装置。示例性地,电化学装置01包括但不限于所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池、电容器(例如超级电容器)电化学装置、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等。电化学装置01可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此不作限定。电化学装置01一般按封装的方式分为三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
请结合图2一并参阅图1示出的示例,图2为本申请其中一实施例提供的电极组件1处于未卷绕状态的结构示意图。该电化学装置01包括壳体(图未示)、电极组件1和极耳(图未示)。壳体为上述各部件的安装支撑结构,壳体设有腔体,腔体用于容置电极组件1,以对电极组件1进行保护。电极组件1为电化学装置01实现充放电功能的核心部件,电极组件1容置于腔体内。极耳与电极组件1连接,极耳穿过壳体并露出于壳体之外形成连接端子,连接端子用于与外界电导通。
为了在接下来能够清楚地描述各方位,利用图2中的坐标系对各方向进行了定义。其中,坐标轴X表示与绝缘基体101所在平面相垂直的第一方向,其为绝缘基体101的第一表面101a和第二表面101b的相对布置方向。坐标轴Y表示与绝缘基体101所在平面相平行的第二方向,其为电极组件1的第一电引导部1a与第二电引导部1c的相对布置方向。坐标轴Z表示与绝缘基体101所在平面相平行的第三方向,其为电极组件1的长度延伸方向。其中,第三方向Z、第二方向Y以及第一方向X任意两者两两垂直。
基于上述方向定义,接下来结合图2-6对本申请实施例予以说明,且下面所采用的“上”、“下”、“顶”、“底”等表示方位或位置关系的名词,均相对于第二方向Y而言。此外,下面所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间为构成冲突就可以相互结合。
目前,由复合集流体制成的电化学装置01,电化学装置01的过流能力不仅与极耳的过流能力有关,还取决于与极耳相连接的复合集流体的导电层的过流能力。由于该种复合集流体可采用多极耳结构来提升电化学装置01的过流能力,因而,提升与极耳相连接的复合集流体的导电层的过流能力成为限制电化学装置01的过流能力的关键。
并且,在复合集流体的焊接极耳过程中,容易焊穿绝缘支撑层与导电层,从而造成形成于绝缘支撑层两相对侧表面的导电层导通,正负极之间出现短路的情形。基于此,需在与极耳连接的相对侧的绝缘支撑层的表面不设置导电层。然而,这仍然会存在焊穿绝缘支撑层与导电层的情形,进而影响到该电化学装置的良品率较低。
请结合图3一并参阅图2示出的示例,该电极组件1包括电生成部1b、第一电引导部1a和第二电引导部1c。第一电引导部1a与第二电引导部1c相对设置,沿第二方向Y,第一电引导部1a连接于电生成部1b朝上的一端,第二电引导部1c连接于电生成部1b朝下的一端。电生成部1b可用于通过活性物质与电解液的电化学反应实现充放电过程,第一电引导部1a用于与电化学装置01的正极耳连接,第二电引导部1c用于与电化学装置01的负极耳连接,以将电极组件1的电生成部1b所产生的电流引出至连接端子。
在本申请实施例中,该电极组件1由极片10卷绕或叠置形成的。如图3所示,极片10包括绝缘基体101、第一导电层102、第一活性物质层103、第二导电层104和第二活性物质层105。绝缘基体101具有沿第一方向X相对设置的第一表面101a和第二表面101b。第一导电层102包括第一部分1021和第二部分1022。第二部分1022位于第一部分1021的上方,第一部分1021形成于第一表面101a,第二部分1022的一端与第一部分1021连接,第二部分1022的另一端可沿第一方向X弯折延伸至第二表面101b。第一活性物质层103形成于第一部分1021背离绝缘基体101的表面。第二导电层104包括第三部分1041和第四部分1042。第四部分1042位于第三部分1041的下方,第三部分1041形成于第二表面101b,第四部分1042的一端与第三部分1041连接,第四部分1042的另一端可沿第一方向X的相反方向弯折延伸至第一表面101a。第二活性物质层105形成于第三部分1041背离绝缘基体101的表面。
需要注意的是,沿第一方向X观察,第一活性物质层103在第一表面101a的正投影、第一部分1021在第一表面101a的正投影均与第四部分1042在第一表面101a的正投影未重叠。沿第一方向X的相反方向观察,第二活性物质层105在第二表面101b的正投影、第三部分1041在第一表面101a的正投影均与第二部分1022在第二表面101b的正投影未重叠。换句话说,第一活性物质层103、第一导电层102均与第二导电层104或者第二活性物质层105之间因具有间隙而互不接触,以改善第一导电层102与第二导电层104短接的情形。
根据过流能力计算公式可知,与极耳相连接的复合集流体的导电层的过流能力等于该导电层的横截面积乘以安全过流系数。其中,安全过流系数与导电层的材质有关。例如,导电层为铜层时,其安全过流系数是8A/mm2。或者导电层为铝层时,其安全过流系数是5A/mm2。而导电层的横截面积取决于导电层的宽度和厚度。
本申请实施例将形成于绝缘支撑层的一表面上的导电层弯折延伸至与绝缘支撑层的另一表面,在导电层沿第一方向X的厚度可不改变的前提下,增加导电层沿第二方向Y的宽度,即增加了与极耳连接的导电层的横截面积,因而能够有效提升该电化学装置01的过流能力。此外,在焊接极耳的过程中,由于形成于绝缘支撑层的一表面上的导电层与弯折延伸至绝缘支撑层的另一表面上的导电层存在重叠部分,换言之,沿极耳的焊接方向增加了导电层与绝缘支撑层的厚度,从而改善了焊穿绝缘支撑层与导电层的情形,利于提高该电化学装置的良品率。
为了方便描述,将第一导电层102的第一部分1021、第二导电层104的第三部分1041、绝缘基体101的与第一部分1021且与第三部分1041对应的部分称为电极组件1的电生成部1b。并将第一导电层102的第二部分1022和绝缘基体101的与第二部分1022相对应的部分称为第一电引导部1a。并将第二导电层104的第四部分1042和绝缘基体101的与第四部分1042相对应的部分称为第二电引导部1c。接下来,对绝缘基体101、第一导电层102、第一活性物质层103、第二导电层104以及第二活性物质层105的结构进行描述。
对于上述绝缘基体101,绝缘基体101不仅为第一导电层102与第二导电层104提供安装支撑,还可以对第一导电层102和第二导电层104进行绝缘,进而避免二者电导通。
如图2所示,沿第一方向X,绝缘基体101的第一表面101a上任意一点至第二表面101b的垂直距离均相等。换言之,沿第三方向Z,绝缘基体101的厚度均一致。示例性地,绝缘基体101的厚度为2μm-10μm,绝缘基体101的厚度维持在此范围内,一方面,可以减少绝缘基体101的占用空间,以提升电极组件1的能量密度。另一方面,绝缘基体101可具有较好的机械强度,以改善因其结构失效而造成的第一导电层102与第二导电层104相互导通的情形。
其中,绝缘基体101可以采用不导电的材料制成。示例性地,绝缘基体101可采用聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、定向聚丙烯或者流延聚丙烯中的至少一种高分子聚合物材料制成。这样设置能够减少绝缘基体101的重量,也可以避免绝缘基体101被电化学装置01的电解液腐蚀,从而延长极片10的使用寿命。可以理解的是,绝缘基体101的材料不限于此,例如,绝缘基体101的材料可以是合成纤维绝缘纸,例如,芳香族聚酰胺纤维纸、聚酯纤维纸。又例如,绝缘基体101的材料还可以是各种绝缘胶布。
对于上述第一导电层102,第一导电层102不仅为第一活性物质层103的承载结构,还为第一活性物质层103与电化学装置01的电解液发生电化学反应所产生的电子汇集起来并传导至极耳的导电结构。
沿第一方向X,第一导电层102的第一部分1021和第二部分1022的厚度可以相同或者不同。在本申请实施例中,第一导电层102的第二部分1022的厚度大于等于第一导电层102的第一部分1021的厚度。由于第一导电层102的第二部分1022需与极耳焊接,可通过增加第二部分1022的厚度进一步降低因焊接极耳时焊穿该部分第一导电层102和绝缘支撑层的概率,即降低焊穿电极组件1的第一电引导部1a的概率。除此之外,根据过流计算公式可知,增加第二部分1022的厚度可进一步减小该部分的内阻,可进一步提升第一导电层102的第二部分1022的过流能力。示例性地,第一导电层102的第二部分1022的厚度为1.2μm-00μm。第一导电层102的第一部分1021的厚度为1.2μm-2μm。上述厚度的层结构能够保证过流能力,使得极片10的导电能力更佳。应当说明的是,沿第一方向X,第一导电层102的第一部分1021的厚度与第一活性物质层103的厚度之和可大于等于第一导电层102的第二部分1022的厚度。这样可使得第一导电层102的第二部分1022具有较好的过流能力的同时,也降低第二部分1022的占用空间,进而提升电化学装置01的能量密度。
其中,第一导电层102的第一部分1021和第二部分1022的材料可以相同或者不同。在本申请实施例中,第一导电层102的第一部分1021和第二部分1022的材料均相同,第一导电层102可以为Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合(合金)中的至少一种。示例性地,第一导电层102可为Cu。可以理解的是,第一导电层102的第一部分1021和第二部分1022的材料不同,例如,第一导电层102的第一部分1021和第二部分1022可各自独立地选自Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合(合金)中的至少一种。
对于上述第一活性物质层103,第一活性物质层103可为正极活性物质层,正极活性物质层包括可逆地嵌入和脱嵌锂离子的至少一种锂化插层化合物。可选地,第一活性物质层103包括但不限于钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂、锰酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸钒锂、磷酸钒氧锂、磷酸铁锂、钛酸锂或富锂锰基材料中的一种或多种。
对于上述第二导电层104,第二导电层104不仅为第二活性物质层105的承载结构,还为第二活性物质层105与电化学装置01的电解液发生电化学反应所产生的电子汇集起来并传导至极耳的导电结构。
沿第一方向X,第二导电层104的第三部分1041和第四部分1042的厚度可以相同或者不同。在本申请实施例中,第二导电层104的第四部分1042的厚度大于等于第二导电层104的第三部分1041的厚度。由于第二导电层104的第四部分1042需与极耳焊接,可通过增加第四部分1042的厚度进一步降低因焊接极耳时焊穿该部分第二导电层104和绝缘支撑层的概率,即降低焊穿电极组件1的第二电引导部1c的概率。除此之外,根据过流计算公式可知,增加第四部分1042的厚度可进一步减小该部分的内阻,可进一步提升第四部分1042的过流能力。示例性地,第二导电层104的第四部分1042的厚度为1.2μm-100μm。第二导电层104的第三部分1041的厚度为1.2μm-2μm。上述厚度的层结构能够保证过流能力,使得极片10的导电能力更佳。应当说明的是,沿第一方向X,第二导电层104的第三部分1041的厚度与第二活性物质层105的厚度之和可大于等于第二导电层104的第四部分1042的厚度。这样可使得第二导电层104的第四部分1042具有较好的过流能力的同时,也降低第四部分1042的占用空间,进而提升电化学装置01的能量密度。
其中,第二导电层104的第三部分1041和第四部分1042的材料可以相同或者不同。在本申请实施例中,第二导电层104的第三部分1041和第四部分1042的材料均相同,第二导电层104可以为Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合(合金)中的至少一种。示例性地,第二导电层104可为Al。可以理解的是,第二导电层104的第三部分1041和第四部分1042的材料不同,例如,第二导电层104的第三部分1041和第四部分1042可各自独立地选自Ni、Ti、Cu、Ag、Au、Pt、Fe、Co、Cr、W、Mo、Al、Mg、K、Na、Ca、Sr、Ba、Si、Ge、Sb、Pb、In、Zn及其组合(合金)中的至少一种。
对于上述第二活性物质层105,第二活性物质层105可为负极活性物质层,负极活性物质层可以包括任何能够电化学性地吸留、放出锂离子等金属离子的物质。示例性地,第二活性物质层105包括碳质材料、硅碳材料、合金材料或含锂金属复合氧化物材料或一种或多种。当第二活性物质为合金材料时,可使用蒸镀法、溅射法、镀敷法等方法形成负极活性物质层。当第二活性物质层105为含锂金属复合氧化物材料时,例如用具有球形绞状的导电骨架和分散在导电骨架中的金属颗粒形成第二活性物质层105,球形绞状的导电骨架可具有约5%-85%的空隙率。
可选地,第二活性物质层105沿第一方向X的相反方向在第二表面101b上的正投影面积大于第一活性物质层103沿第一方向X在第一表面101a上的正投影面积。即,沿第二方向Y,第二活性物质层105的高度大于第一活性物质层103的高度,并且,沿第三方向Z,第二活性物质层105的总宽度大于第一活性物质层103的总宽度。如此设置,可使得第二活性物质层105留有余量空穴,以用于供自第一活性物质层103脱嵌的锂离子填充,进而改善第二活性物质层105易析锂的情形。示例性地,沿第二方向Y,第二活性物质层105的高度与第一活性物质层103的高度之差为2-5mm。沿第三方向Z,第二活性物质层105的总宽度与第一活性物质层103的总宽度之差为2-5mm。这样可兼顾电化学装置01的能量密度与电化学性能。
为进一步改善第一导电层102与第二导电层104短接的情形,即第一活性物质层103、第一导电层102均与第二导电层104或者第二活性物质层105互不接触。请结合图2一并参阅图4示出的示例,该极片10还包括第一绝缘层106和/或第二绝缘层107。沿第三方向Z,第一绝缘层106可形成于第一导电层102的第二部分1022与第二导电层104的第三部分1041之间的第二表面101b。沿第三方向Z,第二绝缘层107可形成于第二导电层104的第四部分1042与第一导电层102的第一部分1021之间的第一表面101a。基于此,第一导电层102与第二导电层104之间的间隙可分别被第一绝缘层106和/或第二绝缘层107填充,在弯折第一导电层102的第二部分1022时,第二部分1022可在第一绝缘层106的隔绝作用下难以与第二导电层104的第三部分1041电导通,进而改善了该处易短接的情形。同理,在弯折第二导电层104的第四部分1042时,第四部分1042可在第二绝缘层107的隔绝作用下难以与第一导电层102的第一部分1021电导通,进而改善了该处易短接的情形。
第一绝缘层106和/或第二绝缘层107与绝缘基体101之间可以采用涂覆的方式连接。当然,第一绝缘层106和/或第二绝缘层107与绝缘基体101之间可采用一体成型的方式连接,在本申请实施例中不作具体限定。应当说明的是,沿第一方向X,第一导电层102的第二部分1022的厚度、第二导电层104的第三部分1041的厚度中的至少一者小于等于第一绝缘层106的厚度。或者,沿第一方向X,第二导电层104的第四部分1042的厚度、第一导电层102的第一部分1021的厚度中的至少一者小于等于第二绝缘层107的厚度。这样设置的好处在于,可增大第一导电层102的弯折角度,或者,可增大第二导电层104的弯折角度。即增大电极组件1的第一电引导部1a的弯折角度,或者增大电极组件1的第二电引导部1c的弯折角度,尽可能地提升电化学装置01的能量密度。
其中,第一绝缘层106和/或第二绝缘层107可为聚合物材料,其可选自聚偏氟乙烯-六氟丙烯、聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯醚、聚碳酸亚丙酯、聚环氧乙烷等及其衍生物中的至少一种。可以理解的是,第一绝缘层106和/或第二绝缘层107可为陶瓷涂层,陶瓷涂层包括无机颗粒和粘结剂,无机颗粒包括氧化铝、二氧化硅、氧化镁、钛酸钡、二氧化钛、二氧化锆、氧化钡、氢氧化镁或者勃姆石中的至少一种。或者,第一绝缘层106和/或第二绝缘层107可为单面粘性的绝缘胶纸。
为进一步改善极片10的第一活性物质层103与相邻极片10的第二活性物质层105短接的情形,即第一活性物质层103与第二活性物质层105互不接触。请参阅图5示出的示例,该极片10还可包括第一隔离层108和/或第二隔离层109。第一隔离层108形成于第一活性物质层103背离第一导电层102的表面,第二隔离层109形成于第二活性物质层105背离第二导电层104的表面,其中第一隔离层108和/或第二隔离层109用于导通离子隔离电子。换句话说,第一隔离层108和/或第二隔离层109形成于电极组件1的电生成部1b的表面。第一隔离层108和/或第二隔离层109用于隔绝电子并导通离子通过,以使得第一隔离层108和/或第二隔离层109所在的极片10以及与其相邻的极片10绝缘,进而改善极片10的第一活性物质层103与相邻极片10的第二活性物质层105短接的情形,此外,由于将第一绝缘层106和/或第二绝缘层107形成于电极组件1的电生成部1b的表面,可改善因在相邻两极片10之间设置隔离膜而带来的因隔离膜收缩变形引起第一活性物质层103和第二活性物质层105短接的情形。
在本申请实施例中,第一隔离层108和/或第二隔离层109为陶瓷涂层,陶瓷涂层包括无机颗粒和粘结剂,无机颗粒包括氧化铝、二氧化硅、氧化镁、钛酸钡、二氧化钛、二氧化锆、氧化钡、氢氧化镁或者勃姆石中的至少一种。可以理解的是,第一隔离层108和/或第二隔离层109为聚合物材料制成的集成隔膜,例如,聚合物材料为静电纺丝。
请参阅图6示出的示例,第一隔离层108与第二绝缘层107一体连接,和/或第二隔离层109与第一绝缘层106一体连接,进而改善第一导电层102的第二部分1022与第二导电层104的第三部分1041或者与第二活性物质层105短接的风险,以及改善第二导电层104的第四部分1042与第一导电层102的第一部分1021或者第一活性物质层103短接的风险。
下面对本申请另一实施例提供的电化学装置01进行说明。为了简化描述,以下仅主要介绍该实施例与上述实施例的不同之处,未描述部分可以参照上述实施例进行理解。
请参阅图7示出的示例,图7示出了本申请另一电化学装置01中的电极组件1的结构示意图。该极片10的绝缘基体101还可包括本体1011、第一延展部1012以及第二延展部1013。本体1011具有沿第二方向Y相对设置的第一侧边1011a与第二侧边1011b。第一延展部1012连接于本体1011的第一侧边1011a,第一导电层102的第一部分1021形成于第一表面101a,第一导电层102的第二部分1022形成于第一延展部1012的第一表面101a,并且第一导电层102的第二部分1022的另一端弯折延伸至第一延展部1012的第二表面101b。第二延展部1013连接于本体1011的第二侧边1011b,第二导电层104的第三部分1041形成于本体1011的第二表面101b,第二导电层104的第四部分1042形成于第二延展部1013的第二表面101b,并且第二导电层104的第四部分1042弯折延伸至第二延展部1013的第一表面101a。
如图7所示,第一延展部1012、第二延展部1013的数量、第一导电层102的第二部分1022、第二导电层104的第四部分1042的数量均为至少两个。沿第三方向Z,至少两个第一延展部1012间隔设置于本体1011的第一侧边1011a,一第一导电层102的第二部分1022与一第一延展部1012对应设置。至少两个第二延展部1013间隔设置于本体1011的第二侧边1011b,一第二导电层104的第四部分1042与一第二延展部1013对应设置。由于制备该极片10时仅需对绝缘基体101进行裁剪,能够减少裁切绝缘基体101的同时裁切第一导电层102和第二导电层104时产生的金属毛刺,进而改善单位时间内电化学装置01的电压降(K值),提升电化学装置01的安全性能。
以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电化学装置,包括电极组件与极耳,所述电极组件包括极片,其特征在于,所述极片包括:
绝缘基体,具有相对设置的第一表面和第二表面;
第一导电层,包括第一部分和第二部分,所述第一部分形成于所述第一表面,第二部分的一端与所述第一部分连接,所述第二部分的另一端弯折延伸至所述第二表面;
第一活性物质层,形成于所述第一部分的表面;
第二导电层,包括第三部分和第四部分,所述第三部分形成于所述第二表面,所述第四部分的一端与所述第三部分连接,所述第四部分的另一端弯折延伸至所述第一表面,其中,所述第四部分和所述第二部分均与所述极耳连接;以及
第二活性物质层,形成于所述第三部分的表面;
沿第一方向观察,所述第一活性物质层在所述第一表面的正投影、所述第一部分在所述第一表面的正投影均与所述第四部分在所述第一表面的正投影未重叠,且沿所述第一方向的相反方向观察,所述第二活性物质层在所述第二表面的正投影、所述第三部分在所述第二表面的正投影均与所述第二部分在所述第二表面的正投影未重叠,其中,所述第一方向为所述绝缘基体的厚度方向。
2.根据权利要求1所述的电化学装置,其特征在于,所述极片包括第一绝缘层,所述第一绝缘层形成于所述第二表面,所述第一绝缘层设置于所述第二部分与所述第三部分之间,所述第一绝缘层用于对所述第二部分与所述第三部分进行绝缘。
3.根据权利要求2所述的电化学装置,其特征在于,所述极片还包括第一隔离层,所述第一隔离层形成于所述第一活性物质层背离所述绝缘基体的表面,所述第一隔离层用于隔绝电子导通离子。
4.根据权利要求3所述的电化学装置,其特征在于,所述第一隔离层与所述第一绝缘层一体连接。
5.根据权利要求2所述的电化学装置,其特征在于,所述极片还包括第二绝缘层,所述第二绝缘层形成于所述第一表面,所述第二绝缘层设置于所述第一部分与所述第四部分之间,所述第二绝缘层用于对所述第一部分与所述第四部分进行绝缘。
6.根据权利要求5所述的电化学装置,其特征在于,所述极片还包括第二隔离层,所述第二隔离层形成于所述第二活性物质层背离所述绝缘基体的表面,所述第二隔离层用于隔绝电子导通离子。
7.根据权利要求6所述的电化学装置,其特征在于,所述第二隔离层与所述第二绝缘层一体连接。
8.根据权利要求1-6任一项所述的电化学装置,其特征在于,所述绝缘基体包括本体、第一延展部以及第二延展部,所述本体具有沿第二方向相对设置的第一侧边与第二侧边,所述第二方向垂直于所述第一方向;
所述第一延展部连接于所述本体的第一侧边,所述第一部分形成于所述本体的第一表面,所述第二部分形成于所述第一延展部的第一表面,并且所述第二部分的另一端弯折延伸至所述第一延展部的第二表面;
所述第二延展部连接于所述本体的第二侧边,所述第三部分形成于所述本体的第二表面,所述第四部分形成于所述第二延展部的第二表面,并且所述第四部分的另一端弯折延伸至所述第二延展部的第一表面。
9.根据权利要求8所述的电化学装置,其特征在于,所述第一延展部、所述第二延展部、所述第二部分和所述第四部分的数量均为至少两个;
沿第三方向,至少两个所述第一延展部间隔设置于所述本体的第一侧边,一所述第二部分与一所述第一延展部对应设置;至少两个所述第二延展部间隔设置于所述本体的第二侧边,一所述第四部分与一所述第二延展部对应设置。
10.一种电子装置,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的电化学装置。
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