CN116435670B - 一种电化学装置及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电化学装置及用电设备，电化学装置包括：包装袋、电极组件、第一极耳和第二极耳，包装袋包括主体部和顶封部，第一极耳的一端与电极组件连接，第一极耳的另一端自顶封部伸出于包装袋外，顶封部包括封印区，沿顶封部的厚度方向观察，封印区包括依次连接的第一基部、第一凹部和第二基部，第一基部和第二基部分别位于第一极耳的两侧，第一凹部相对于第一基部和第二基部朝远离电极组件的方向凹陷。本申请的电化学装置具有较高的热箱测试通过率，进而可提高电化学装置的安全可靠性。
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及用电设备。
背景技术
当前电池的包装形态主要分为硬壳与软包两种。相较于硬壳电池，软包电池由于其包装薄，形状可定制，可以带来能量密度的收益。作为电池的一项硬性测试要求，电池必须能够在高温箱中储存一段时候后，不起火不***。软包电池由于其外壳是使用聚丙烯等有机物质封装而成，其安全可靠性一直受到业界的关注。
发明内容
有鉴于此，本申请提供了一种电化学装置及用电设备，以提高电化学装置的热箱测试通过率，进而提高电化学装置的安全可靠性。
本申请的第一方面，提供一种电化学装置，包括：包装袋、电极组件、第一极耳和第二极耳，包装袋包括主体部和顶封部，电极组件收容于主体部，第一极耳的一端与电极组件连接，第一极耳的另一端自顶封部伸出于包装袋外，顶封部包括封印区，沿顶封部的厚度方向观察，封印区包括依次连接的第一基部、第一凹部和第二基部，第一基部和第二基部分别位于第一极耳的两侧，第一凹部相对于第一基部和第二基部朝远离电极组件的方向凹陷。本申请的电化学装置，通过将顶封部中第一极耳处的封印区设置为向外凹陷，在热箱测试过程中，随着电化学装置的膨胀，上述第一凹部作为应力集中点，拉扯第一极耳，被拉扯的第一极耳沿其延伸方向反向作用于第一凹部，可促进第一凹部处封印区的及时冲开，降低电化学装置***的风险，从而提高电化学装置热箱测试的通过率。
可选地，第一凹部包括：第一连接段、第一顶段和第三连接段，第一连接段的两端分别与第一基部和第一顶段连接；第三连接段的两端分别与第二基部和第一顶段连接。如此，可促进电化学装置受热膨胀时应力在第一凹部的集中，提高顶封部冲开的概率。
可选地，沿顶封部的厚度方向观察，第一连接段与第一基部的连接点位于第一极耳的外侧。如此，第一极耳的一侧边与封印区的连接点位于凹陷内，有利于促进电化学装置受热膨胀时顶封部的冲开，进而提高电化学装置的热箱测试通过率。
可选地，沿顶封部的厚度方向观察，第一连接段与第一顶段的连接点位于第一极耳的外侧。如此，第一极耳的一侧边与封印区的连接点位于第一顶段，有利于进一步促进电化学装置受热膨胀时顶封部的冲开，进而提高电化学装置的热箱测试通过率。
可选地，沿顶封部的厚度方向观察，第三连接段与第二基部的连接点位于第一极耳和第二极耳之间。如此，第一极耳的另一侧边与封印区的连接点位于凹陷内，有利于促进电化学装置受热膨胀时顶封部的冲开，进而提高电化学装置的热箱测试通过率。
可选地，沿顶封部的厚度方向观察，第三连接段与第一顶段的连接点位于第一极耳和第二极耳之间。如此，第一极耳的另一侧边与封印区的连接点位于第一顶段，有利于进一步促进电化学装置受热膨胀时顶封部的冲开，进而提高电化学装置的热箱测试通过率。
可选地，第一连接段与第一基部之间的夹角α为90°至170°。可选地，第三连接段与第二基部之间的夹角β为90°至170°。进一步可选地，α为120°至160°。进一步可选地，β为120°至160°。如此，可促进电化学装置受热膨胀时应力在第一凹部的集中，提高顶封部冲开的概率。
可选地，第一顶段满足：0.3A≤a≤2A；其中，A为第一极耳的宽度，a为第一顶段沿第一极耳宽度方向的长度。进一步可选地，0.5A≤a≤1.5A；如此，可促进电化学装置受热膨胀时应力在第一顶段的集中，提高顶封部冲开的概率。
可选地，第一顶段满足：0.2T1≤h1≤5T1；其中，T1为沿顶封部的宽度方向，第一基部的封印宽度；h1为沿顶封部的宽度方向，第一顶段至第一基部的距离。进一步可选地，0.42T1≤h1≤1.25T1；如此，在促进电化学装置受热膨胀时应力在第一凹部的集中，提高顶封部冲开的概率的同时，降低对电化学装置体积能量密度的影响。
可选地，第一极耳与包装袋之间的封印强度小于第一基部的封印强度。如此，可进一步提高第一极耳处的封印区冲开的概率，提高电化学装置的安全可靠性。
可选地，第二极耳的一端与电极组件连接，第二极耳的另一端自顶封部伸出于包装袋外；封印区还包括第二凹部和第三基部，第二凹部的两端分别与第二基部和第三基部连接；沿顶封部的厚度方向观察，第二基部和第三基部分别位于第二极耳的两侧；第二凹部相对于第二基部和第三基部朝远离电极组件的方向凹陷。如此，通过将顶封部中第二极耳处的封印区设置为向外凹陷，在热箱测试过程中，随着电化学装置的膨胀，上述第二凹部作为应力集中点，拉扯第二极耳，被拉扯的第二极耳沿其延伸方向反向作用于第二凹部，可促进第二凹部处封印区的及时冲开，降低电化学装置***的风险，从而进一步提高电化学装置热箱测试的通过率。
可选地，第二凹部包括第二连接段、第二顶段和第四连接段，第二连接段的两端分别与第二基部和第二顶段连接；第四连接段的两端分别与第二顶段和第三基部连接。如此，可促进电化学装置受热膨胀时应力在第二凹部的集中，提高顶封部冲开的概率。
可选地，沿顶封部的厚度方向观察，第二连接段与第二基部的连接点位于第二极耳的外侧。如此，第二极耳的一侧边与封印区的连接点位于凹陷内，有利于促进电化学装置受热膨胀时顶封部的冲开，进而提高电化学装置的热箱测试通过率。
可选地，沿顶封部的厚度方向观察，第二连接段与第二顶段的连接点位于第二极耳的外侧。如此，第二极耳的一侧边与封印区的连接点位于第二顶段，有利于进一步促进电化学装置受热膨胀时顶封部的冲开，进而提高电化学装置的热箱测试通过率。
可选地，沿顶封部的厚度方向观察，第四连接段与第三基部的连接点位于第二极耳的外侧。如此，第二极耳的另一侧边与封印区的连接点位于凹陷内，有利于促进电化学装置受热膨胀时顶封部的冲开，进而提高电化学装置的热箱测试通过率。
可选地，沿顶封部的厚度方向观察，第四连接段与第二顶段的连接点位于第二极耳的外侧。如此，第二极耳的另一侧边与封印区的连接点位于第二顶段，有利于进一步促进电化学装置受热膨胀时顶封部的冲开，进而提高电化学装置的热箱测试通过率。
可选地，第二连接段与第二基部之间的夹角θ为90°至170°。可选地，第四连接段与第三基部之间的夹角γ为90°至170°。进一步可选地，θ为120°至160°。进一步可选地，γ为120°至160°。如此，可促进电化学装置受热膨胀时应力在第二凹部的集中，提高顶封部冲开的概率。
可选地，第二极耳与包装袋之间的封印强度小于第二基部的封印强度。如此，可进一步提高第二极耳处的封印区冲开的概率，提高电化学装置的安全可靠性。
可选地，第二顶段满足：0.3B≤b≤2B；其中，B为第二极耳的宽度，b为第二顶段沿第二极耳宽度方向的长度。进一步可选地，0.5B≤b≤1.5B；如此，可促进电化学装置受热膨胀时应力在第二顶段的集中，提高顶封部冲开的概率。
可选地，第二顶段满足：0.2T2≤h2≤5T2；T2为沿顶封部的宽度方向，第二基部的封印宽度；h2为沿顶封部的宽度方向，第二顶段至第二基部的距离。进一步可选地，0.42T2≤h2≤1.25T2；如此，在促进电化学装置受热膨胀时应力在第二凹部的集中，提高顶封部冲开的概率的同时，降低对电化学装置体积能量密度的影响。
可选地，包装袋包括封装层，所述封装层的材料包括聚合物。如此，可方便地对电化学装置进行封装。
可选地，包装袋还包括金属层和保护层，金属层位于封装层与保护层之间。
可选地，保护层的材料包括聚合物。
本申请第二方面，提供一种用电设备，包括如上的电化学装置。如此，用电设备中的电化学装置不易***，具有较高的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请具体实施例中的技术方案，下面将对具体实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1是本申请一实施例中电化学装置的结构示意图；
图2是本申请一实施例中电化学装置的结构示意图；
图3是图2中O部分的放大示意图。
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”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”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。
请参阅图1和图2，本申请实施例提供了一种电化学装置100，电化学装置100包括包装袋1、电极组件2、第一极耳3和第二极耳4。其中，电极组件2可为卷绕式电极组件或叠片式电极组件，具体地，卷绕式电极组件可通过将正极极片、隔离膜和负极极片依次层叠并卷绕形成，叠片式电极组件可通过将多个正极极片和负极极片交替层叠、在相邻的正极极片和负极极片之间夹设隔离膜而形成。第一极耳3和第二极耳4中的一个与电极组件2的正极极片电连接，第一极耳3和第二极耳4中的另一个与电极组件2的负极极片电连接。同时，为了防止短路，将第一极耳3和第二极耳4间隔设置。
对于上述包装袋1，包装袋1通常由薄膜状的材料加工而成，例如包装袋1通常包括封装层，封装层的材料包括聚合物，如此，可方便地对电化学装置100进行封装。可选地，包装袋1还包括金属层和保护层，金属层位于封装层与保护层之间，如此，可提高包装袋1的结构强度和隔绝水汽的能力。可选地，保护层的材料包括聚合物，如此，可防止金属层的腐蚀，提高包装袋1的可靠性。包装袋1包括主体部11和顶封部12，主体部11设有收容腔111，电极组件2收容于收容腔111。顶封部12连接于主体部11靠近第一极耳3的一端，顶封部12具有远离电极组件2的边缘112。第一极耳3的一端与电极组件2连接，第一极耳3的另一端自顶封部12伸出于包装袋1外。
对于上述顶封部12，顶封部12包括封印区121，封印区121用于将顶封部12密封。图1中的X轴所示的方向为顶封部12的长度方向，Y轴所述的方向为顶封部的宽度方向，Z轴所示的方向为顶封部12的厚度方向。请参阅图3，沿顶封部12的厚度方向Z观察，封印区121包括依次连接的第一基部1211、第一凹部1212和第二基部1213，第一基部1211位于第一极耳3的一侧，第二基部1213位于第一极耳3的另一侧。第一凹部1212相对于第一基部1211和第二基部1213朝远离电极组件2的方向凹陷。相较于现有技术中平直结构的封印区121，申请的电化学装置100，通过将顶封部12中第一极耳3处的封印区121设置为向外凹陷，在热箱测试过程中，随着电化学装置100的膨胀，上述第一凹部1212作为应力集中点，拉扯第一极耳3，被拉扯的第一极耳3沿其延伸方向反向作用于第一凹部1212，可促进第一凹部1212处封印区121及时冲开，降低电化学装置100***的风险，从而提高电化学装置100热箱测试的通过率。
请参阅图3，在一些实施例中，第一凹部1212包括第一连接段12121、第一顶段12122和第三连接段12123，第一连接段12121的两端分别与第一基部1211和第一顶段12122连接。第三连接段12123的两端分别与第二基部1213和第一顶段12122连接。即第一连接段12121相对于第一基部1211以及第三连接段12123相对于第二基部1213均倾斜设置。如此，可促进电化学装置100受热膨胀时应力在第一凹部1212的集中，提高顶封部12冲开的概率。在一些实施例中，第一顶段12122与第一基部1211和/或第二基部1213平行设置。
请参阅图3，在一些实施例中，沿顶封部12的厚度方向Z观察，第一连接段12121与第一基部1211的连接点S1位于第一极耳3的外侧，如此，第一极耳3的一侧边与封印区121的连接点位于凹陷内，有利于促进电化学装置100受热膨胀时顶封部12的冲开，进而提高电化学装置100的热箱测试通过率。沿顶封部12的厚度方向Z观察，位于第一极耳3的两个边缘之间的区域为内侧，反之为第一极耳3的外侧。
请参阅图3，在一些实施例中，沿顶封部12的厚度方向Z观察，第一连接段12121与第一顶段12122的连接点S2位于第一极耳3的外侧， 如此，第一极耳3的一侧边与封印区121的连接点位于第一顶段12122，有利于进一步促进电化学装置100受热膨胀时顶封部12的冲开，进而提高电化学装置100的热箱测试通过率。
请参阅图3，在一些实施例中，沿顶封部12的厚度方向Z观察，第三连接段12123与第二基部1213的连接点S3位于第一极耳3和第二极耳4之间，如此，第一极耳3的另一侧边与封印区121的连接点位于凹陷内，有利于促进电化学装置100受热膨胀时顶封部12的冲开，进而提高电化学装置100的热箱测试通过率。
请参阅图3，在一些实施例中，沿顶封部12的厚度方向Z观察，第三连接段12123与第一顶段12122的连接点S4位于第一极耳3和第二极耳4之间，如此，第一极耳3的另一侧边与封印区121的连接点位于第一顶段12122，有利于进一步促进电化学装置100受热膨胀时顶封部12的冲开，进而提高电化学装置100的热箱测试通过率。
请参阅图3，在一些实施例中，第一连接段12121与第一基部1211之间的夹角α为90°至170°。在一些实施例中，第三连接段12123与第二基部1213之间的夹角β为90°至170°。示例性地，α可为90°、100°、110°、120°、140°、150°、160°、170°或上述任两者组成的范围。示例性地，β可为90°、100°、110°、120°、140°、150°、160°、170°或上述任两者组成的范围。进一步地，在一些实施例中，α为120°至160°。进一步地，在一些实施例中，β为120°至160°。如此，可促进电化学装置100受热膨胀时应力在第一凹部1212的集中，提高顶封部12冲开的概率。
请参阅图3，在一些实施例中，第一顶段12122满足0.3A≤a≤2A，其中，A为第一极耳3的宽度，a为第一顶段12122沿第一极耳3宽度方向的长度。进一步地，在一些实施例中，0.5A≤a≤1.5A；如此，可促进电化学装置100受热膨胀时应力在第一顶段12122的集中，提高顶封部12冲开的概率。
请参阅图3，在一些实施例中，第一顶段12122满足：0.2T1≤h1≤5T1，其中，T1为沿顶封部12的宽度方向Y，第一基部1211的封印宽度，h1为沿顶封部12的宽度方向Y，第一顶段12122至第一基部1211的距离。进一步地，在一些实施例中，0.42T1≤h1≤1.25T1；如此，在促进电化学装置100受热膨胀时应力在第一凹部1212的集中，提高顶封部12冲开的概率的同时，降低对电化学装置100体积能量密度的影响。
在一些实施例中，第一极耳3与包装袋1之间的封印强度小于第一基部1211的封印强度。其中，第一极耳3与包装袋1之间的封印强度表征第一极耳3与包装袋1之间的连接强度，第一基部1211的封印强度表征第一基部1211处两侧的包装袋之间的连接强度。如此，第一极耳3与包装袋1之间的连接强度较小，在热箱测试过程中，可进一步提高第一极耳3处的封印区121冲开的概率，从而提高电化学装置100的安全可靠性。
请继续参阅图1和图2，在一些实施例中，第二极耳4的一端与电极组件2连接，第二极耳4的另一端自顶封部12伸出于包装袋1外。封印区121还包括第二凹部1214和第三基部1215，第二凹部1214对应第二极耳4设置，第二凹部1214的两端分别与第二基部1213和第三基部1215连接。沿顶封部12的厚度方向Z观察，第二基部1213和第三基部1215分别位于第二极耳4的两侧，第二凹部1214相对于第二基部1213和第三基部1215朝远离电极组件2的方向凹陷。如此，通过将顶封部12中第二极耳4处的封印区121设置为向外凹陷，在热箱测试过程中，随着电化学装置100的膨胀，上述第二凹部1214作为应力集中点，拉扯第二极耳4，被拉扯的第二极耳4沿其延伸方向反向作用于第二凹部1214，可促进第二凹部1214处封印区121的及时冲开，降低电化学装置100***的风险，从而进一步提高电化学装置100热箱测试的通过率。
请参阅图3，在一些实施例中，所述第二凹部1214包括第二连接段12141、第二顶段12142和第四连接段12143，第二连接段12141的两端分别与第二基部1213和第二顶段12142连接。第四连接段12143的两端分别与第三基部1215和第二顶段12142连接。第二连接段12141相对于第二基部1213以及第四连接段12143相对于第三基部1215均倾斜设置，如此，可促进电化学装置100受热膨胀时应力在第二凹部1214的集中，提高顶封部12冲开的概率。在一些实施例中，第二顶段12142与第二基部1213和/或第三基部1215平行设置。
请参阅图3，在一些实施例中，沿顶封部12的厚度方向Z观察，第二连接段12141与第二基部1213的连接点S5位于第二极耳4的外侧，且位于第一极耳3和第二极耳4之间，如此，第二极耳4的一侧边与封印区121的连接点位于凹陷内，有利于促进电化学装置100受热膨胀时顶封部12的冲开，进而提高电化学装置100的热箱测试通过率。沿顶封部12的厚度方向Z观察，位于第二极耳4的两个边缘之间的区域为内侧，反之为第二极耳4的外侧。
请参阅图3，在一些实施例中，沿顶封部12的厚度方向Z观察，第二连接段12141与第二顶段12142的连接点S6位于第二极耳4的外侧，且位于第一极耳3和第二极耳4之间，如此，第二极耳4的一侧边与封印区121的连接点位于第二顶段12142，有利于进一步促进电化学装置100受热膨胀时顶封部12的冲开，进而提高电化学装置100的热箱测试通过率。
请参阅图3，在一些实施例中，沿顶封部12的厚度方向Z观察，第四连接段12143与第三基部1215的连接点S7位于第二极耳4的外侧，如此，第二极耳4的另一侧边与封印区121的连接点位于凹陷内，有利于促进电化学装置100受热膨胀时顶封部12的冲开，进而提高电化学装置100的热箱测试通过率。
请参阅图3，在一些实施例中，沿顶封部12的厚度方向观察，第四连接段12143与第二顶段12142的连接点S8位于第二极耳4的外侧，如此，第二极耳4的另一侧边与封印区121的连接点位于第二顶段12142，有利于进一步促进电化学装置100受热膨胀时顶封部12的冲开，进而提高电化学装置100的热箱测试通过率。
请参阅图3，在一些实施例中，第二连接段12141与第二基部1213之间的夹角θ为90°至170°。在一些实施例中，第四连接段12143与第三基部1215之间的夹角γ为90°至170°。示例性地，θ可为90°、100°、110°、120°、140°、150°、160°、170°或上述任两者组成的范围。示例性地，γ可为90°、100°、110°、120°、140°、150°、160°、170°或上述任两者组成的范围。进一步地，在一些实施例中，θ为120°至160°。进一步地，在一些实施例中，γ为120°至160°。如此，可促进电化学装置100受热膨胀时应力在第二凹部1214的集中，提高顶封部12冲开的概率。
请参阅图3，在一些实施例中，第二顶段12142满足0.3B≤b≤2B，其中，B为第二极耳4的宽度，b为第二顶段12142沿第二极耳4宽度方向的长度。进一步地，在一些实施例中，0.5B≤b≤1.5B；如此，可促进电化学装置100受热膨胀时应力在第二顶段12142的集中，提高顶封部12冲开的概率。
请参阅图3，在一些实施例中，第二顶段12142满足：0.2T2≤h2≤5T2，其中，T2为沿顶封部12的宽度方向Y，第二基部1213的封印宽度。h2为沿顶封部12的宽度方向Y，第二顶段12142至第二基部1213的距离。进一步地，在一些实施例中，0.42T2≤h2≤1.25T2；如此，在促进电化学装置100受热膨胀时应力在第二凹部1214的集中，提高顶封部12冲开的概率的同时，降低对电化学装置100体积能量密度的影响。
在一些实施例中，第二极耳4与包装袋1之间的封印强度小于第二基部1213的封印强度。其中，第二极耳4与包装袋1之间的封印强度表征第二极耳4与包装袋1之间的连接强度，第二基部1213的封印强度表征第二基部1213处两侧的包装袋之间的连接强度。如此，第二极耳4与包装袋1之间的连接强度较小，在热箱测试过程中，可进一步提高第二极耳4处的封印区121冲开的概率，从而提高电化学装置100的安全可靠性。
在一些实施例中，包装袋1的材质可为铝塑膜，铝塑膜包括聚丙烯层、金属层和尼龙层，聚丙烯层、金属层和尼龙层依次叠置，其中，金属层的材质为铝，相邻的两层之间通过黏合剂粘接。
下面以锂离子电池为例，对本申请电化学装置的安全可靠性进行评估。
封印强度测试：取宽度W的封装区域样品，采用多功能拉力测试仪，夹具夹持封装区域两侧的材料，拉伸速度取50mm/min，进行测试，得到最大拉力F，则封印强度P=F/W。
热箱测试：取5支锂离子电池进行热箱测试，将锂离子电池以0.5C恒流充电至电压为4.25V，然后以4.25V恒压充电至电流为0.05C，使锂离子电池达到满充状态，将满充状态的锂离子电池放入实验箱内，实验箱以5°C/min的温升速率进行升温，当箱内温度到达(130±2)°C后恒温，并保持60min，要求锂离子电池不起火不***，不起火不***为通过测试。热箱测试通过率=通过数/5。
对比例
正极极片的制备：将正极活性材料钴酸锂、导电剂导电炭黑（Super P）、粘结剂聚偏氟乙烯（PVDF）按重量比96：2.5：1.5的比例加入N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，搅拌均匀形成正极浆料，将正极浆料均匀涂覆于正极集流体铝箔的一侧表面，烘干，然后在铝箔的另一侧表面重复上述步骤，得到双面涂覆有正极活性层的正极极片，之后经冷压、裁切、焊接极耳后得到正极极片。
负极极片的制备：将负极活性材料人造石墨、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)和粘结剂丁苯橡胶（SBR）按重量比96：2：2的比例加入去离子水中，搅拌均匀形成负极浆料，将负极浆料均匀涂覆于负极集流体铜箔的一侧表面，烘干，然后在铜箔的另一侧表面重复上述步骤，得到双面涂覆有负极活性层的负极极片，之后经冷压、裁切、焊接极耳后得到负极极片。
隔离膜的制备：选用厚度7μm的多孔聚乙烯(PE)薄膜作为隔离膜。
电解液的制备：在含水量小于10ppm的氩气环境下，将LiPF6加入非水有机溶剂(碳酸乙烯酯(EC)：碳酸丙烯酯(PC)：碳酸二乙酯(DEC) 重量比＝1：1：1)中混合均匀，得到电解液。其中，基于电解液的质量，LiPF6的质量浓度为12.5%。
锂离子电池的制备：将制得的正极极片、隔离膜、负极极片按顺序叠好，使隔离膜处于正极极片和负极极片之间，然后卷绕得到裸电芯。将裸电芯置于包装袋铝塑膜中，并在极耳的封印处贴设极耳胶，其中极耳胶的熔点为140℃，之后热封四周，留下注液口，注入上述电解液，经过真空封装、静置、化成、脱气等工序，得到锂离子电池。其中，锂离子电池主体部的尺寸为长87mm×宽64mm×厚4.8mm；正负极极耳的尺寸A和B均为7mm；顶封部的封印区为平直结构，封印区的封印宽度T为1.2mm。
实施例1-8与对比例的区别在于，改变热封顶封部时的封头的形状，在极耳处为向外凹陷的倒梯形，α/β/θ/γ均为120°，并调整顶段的内边缘至基部外边缘的距离h。
实施例9与实施例2的区别在于，使用熔点为120℃的极耳胶。
实施例10-16与实施例5的区别在于，调整顶段的长度a和b。
实施例17-20与实施例5的区别在于，调整连接段与基部之间的夹角α/β/θ/γ。
表1锂离子电池的结构参数和热箱测试结果
从上述实验结果可知：
（1）从对比例与实施例的实验结果比较可知，本申请实施例中的锂离子电池，通过将极耳处的封印区设置为向外凹陷，能够显著提升锂离子电池的热箱测试通过率。
（2）从实施例1-8的实验结果比较可知，h范围在：0.42T≤h≤1.25T时，能够兼具较优的热箱测试通过率以及较高的体积能量密度。
（3）从实施例5和实施例10-16的实验结果比较可知，封印宽度a设置在0.5A≤a≤1.5A、封印宽度b设置在0.5B≤b≤1.5B范围内时，锂离子电池的热箱测试通过率更优。
（4）从实施例2与实施例9的实验结果比较可知，通过进一步设置极耳处的封印强度P2小于基部的封印强度P1，有利于进一步提高锂离子电池的热箱测试通过率。
（5）从实施例5和实施例1-20的实验结果比较可知，连接段与基部之间的夹角α/β/θ/γ在120°-160°范围内时，锂离子电池的热箱测试通过率更优。
本申请还提供了一种用电设备（图未示），用电设备包括上述电化学装置100。用电设备可以是手机、平板电脑、无人机、储能产品、独轮或两轮以上的电动车辆，或电动工具等。由于用电设备内供能的电化学装置100在异常产热膨胀时，顶封部12具有较高的冲开概率，可降低电化学装置100***的风险，从而使得用电设备具有较高的安全性。
需要说明的是，本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例，但是，本申请可以通过许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例，这些实施例不作为对本申请内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征可继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本申请说明书记载的范围；进一步地，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种电化学装置，包括：包装袋、电极组件、第一极耳和第二极耳，所述包装袋包括主体部和顶封部，所述电极组件收容于所述主体部，所述第一极耳的一端与所述电极组件连接，所述第一极耳的另一端自所述顶封部伸出于所述包装袋外，其特征在于，所述顶封部包括封印区，沿所述顶封部的厚度方向观察，所述封印区包括依次连接的第一基部、第一凹部和第二基部，所述第一基部和所述第二基部分别位于所述第一极耳的两侧，所述第一凹部相对于所述第一基部和所述第二基部朝远离所述电极组件的方向凹陷；所述第一极耳与所述包装袋之间的封印强度小于所述第一基部的封印强度；
所述第一凹部包括：第一连接段、第一顶段和第三连接段，所述第一连接段的两端分别与所述第一基部和所述第一顶段连接；所述第三连接段的两端分别与所述第二基部和所述第一顶段连接；沿所述顶封部的厚度方向观察，所述第一连接段与所述第一基部的连接点位于所述第一极耳的外侧；
所述第一顶段满足：0.3A≤a≤2A；其中，所述A为所述第一极耳的宽度，所述a为所述第一顶段沿所述第一极耳宽度方向的长度。
2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：
（1）沿所述顶封部的厚度方向观察，所述第一连接段与所述第一顶段的连接点位于所述第一极耳的外侧；
（2）沿所述顶封部的厚度方向观察，所述第三连接段与所述第二基部的连接点位于所述第一极耳和所述第二极耳之间；
（3）沿所述顶封部的厚度方向观察，所述第三连接段与所述第一顶段的连接点位于所述第一极耳和所述第二极耳之间；
（4）所述第一连接段与所述第一基部之间的夹角α为90°至170°；
（5）所述第三连接段与所述第二基部之间的夹角β为90°至170°。
3.根据权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：
（1）所述第一顶段满足：0.2T1≤h1≤5T1；其中，所述T1为沿所述顶封部的宽度方向，所述第一基部的封印宽度；所述h1为沿所述顶封部的宽度方向，所述第一顶段至所述第一基部的距离；
（2）α为120°至160°；
（3）β为120°至160°。
4.根据权利要求3所述的电化学装置，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：
（1）0.5A≤a≤1.5A；
（2）0.42T1≤h1≤1.25T1。
5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，
所述第二极耳的一端与所述电极组件连接，所述第二极耳的另一端自所述顶封部伸出于所述包装袋外；
所述封印区还包括第二凹部和第三基部，所述第二凹部的两端分别与所述第二基部和所述第三基部连接；沿所述顶封部的厚度方向观察，所述第二基部和所述第三基部分别位于所述第二极耳的两侧；所述第二凹部相对于所述第二基部和所述第三基部朝远离所述电极组件的方向凹陷。
6.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，所述第二凹部包括第二连接段、第二顶段和第四连接段，所述第二连接段的两端分别与所述第二基部和所述第二顶段连接；所述第四连接段的两端分别与所述第二顶段和所述第三基部连接；满足以下条件中的至少一者：
（1）沿所述顶封部的厚度方向观察，所述第二连接段与所述第二基部的连接点位于所述第二极耳的外侧；
（2）沿所述顶封部的厚度方向观察，所述第二连接段与所述第二顶段的连接点位于所述第二极耳的外侧；
（3）沿所述顶封部的厚度方向观察，所述第四连接段与所述第三基部的连接点位于所述第二极耳的外侧；
（4）沿所述顶封部的厚度方向观察，所述第四连接段与所述第二顶段的连接点位于所述第二极耳的外侧；
（5）所述第二连接段与所述第二基部之间的夹角θ为90°至170°；
（6）所述第四连接段与所述第三基部之间的夹角γ为90°至170°；
（7）所述第二极耳与所述包装袋之间的封印强度小于所述第二基部的封印强度。
7.根据权利要求6所述的电化学装置，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：
（1）所述第二顶段满足：0.3B≤b≤2B；其中，所述B为所述第二极耳的宽度，所述b为所述第二顶段沿所述第二极耳宽度方向的长度；
（2）所述第二顶段满足：0.2T2≤h2≤5T2；其中，所述T2为沿所述顶封部的宽度方向，所述第二基部的封印宽度；所述h2为沿所述顶封部的宽度方向，所述第二顶段至所述第二基部的距离；
（3）θ为120°至160°；
（4）γ为120°至160°。
8.根据权利要求7所述的电化学装置，其特征在于，满足以下条件中的至少一者：
（1）0.5B≤b≤1.5B；
（2）0.42T2≤h2≤1.25T2。
9.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电化学装置。
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