一种残膜回收机防缠绕挑膜装置的制 一种秧草收获机用电力驱动行走机构

电化学装置及电子设备的制作方法

2022-04-01 10:05:44 来源:中国专利 TAG:
电化学装置及电子设备的制作方法

本申请涉及储能器件技术领域,尤其涉及一种电化学装置及电子设备。

背景技术

随着电子设备的发展,要求电子设备的电池具有更大的容量,以满足电子设备的续航要求。电子设备的电池通常包括壳体和位于壳体内部的电极组件,该壳体对电极组件起到保护作用。其中,该壳体和电极组件可以通过绝缘胶带粘接,电子设备跌落时,可能导致绝缘胶带将电极组件撕裂,从而出现电极组件内部短路,当绝缘胶带粘接不良时,可能出现顶封冲破等风险,影响电子设备的安全性。



技术实现要素:

本申请提供了一种电化学装置及电子设备,该电化学装置能够提高电极组件与壳体之间的连接可靠性,并降低电极组件的铝箔被撕裂的风险,提升抗跌落能力。

本申请第一方面提供了一种电化学装置,该电化学装置包括:壳体、电极组件和绝缘胶带,电极组件的至少部分位于壳体内;绝缘胶带位于壳体与电极组件之间,且绝缘胶带包括与电极组件粘接的第一表面和与壳体粘接的第二表面;其中,第一表面包括粘结强度为P1的第一粘接区和粘结强度为P2的第二粘接区,0.2×P1≤P2≤0.9×P1。

本申请第二方面提供一种电化学装置,该电化学装置包括:壳体、电极组件和绝缘胶带,电极组件的至少部分位于壳体内;绝缘胶带位于壳体与电极组件之间,且绝缘胶带包括与电极组件粘接的第一表面和与壳体粘接的第二表面;其中,第二表面包括粘结强度为P3的第三粘接区和粘结强度为P4的第四粘接区,0.2×P3≤P4≤0.9×P3。

本申请第三方面提供了一种电化学装置,该电化学装置包括:壳体、电极组件和绝缘胶带,电极组件的至少部分位于壳体内;绝缘胶带位于壳体与电极组件之间,且绝缘胶带包括与电极组件粘接的第一表面和与壳体粘接的第二表面;其中,第一表面包括粘结强度为P1的第一粘接区和粘结强度为P2的第二粘接区,0.2×P1≤P2≤0.9×P1;第二表面包括粘结强度为P3的第三粘接区和粘结强度为P4的第四粘接区,0.2×P3≤P4≤0.9×P3。

在一种可能的设计中,0.3×P1≤P2≤0.9×P1。

在一种可能的设计中,0.3×P3≤P4≤0.9×P3。

在一种可能的设计中,第二粘接区具有第二内边缘和第二外边缘;第一表面的宽度为W2,第二内边缘与第二外边缘之间的距离为h1,其中,0.05×W2≤h1≤0.4×W2。在另一种可能的设计中,0.05×W2≤h1≤0.35×W2。

在一种可能的设计中,第四粘接区具有第四内边缘和第四外边缘;第二表面的宽度为W3,第四内边缘与第四外边缘之间的距离为h2,其中,0.05×W3≤h2≤0.4×W3。在另一种可能的设计中,0.1×W3≤h2≤0.3×W3。

在一种可能的设计中,第一粘接区的面积A1与第二粘接区的面积B1满足:0.05≤B1/(A1 B1)≤0.928。在另一种可能的设计中,0.1≤B1/(A1 B1)≤0.7。

在一种可能的设计中,第三粘接区的面积A2与第四粘接区的面积B2满足:0.05≤B2/(A2 B2)≤0.928。在另一种可能的设计中,0.2≤B2/(A2 B2)≤0.6。

在一种可能的设计中,第二粘接区位于第一粘接区的一侧,或者,第二粘接区位于第一粘接区相对的两侧,或者,第二粘接区位于第一粘接区的四周。

在一种可能的设计中,第四粘接区位于第三粘接区的一侧,或者,第四粘接区位于第三粘接区相对的两侧,或者,第四粘接区位于第三粘接区的四周。

在一种可能的设计中,第一粘接区与第二粘接区之间具有间隙。

在一种可能的设计中,第三粘接区与第四粘接区之间具有间隙。

在一种可能的设计中,第一粘接区具有第一外边缘,第一外边缘与第二内边缘重合。

在一种可能的设计中,第三粘接区具有第三外边缘,第三外边缘与第四内边缘重合。

在一种可能的设计中,第三粘接区在第一表面的正投影与第一粘接区重合。

在一种可能的设计中,第四粘接区在第一表面的正投影与第二粘接区重合。

在一种可能的设计中,电极组件具有与绝缘胶带粘接的第三表面,第三表面的长度为L1;第一表面具有沿电化学装置的宽度方向延伸的第一轴线,第三表面具有沿电化学装置的宽度方向延伸的第二轴线,第一轴线在第三表面的正投影与第二轴线之间的距离为D,D≤0.15×L1。

在一种可能的设计中,电极组件具有与绝缘胶带粘接的第三表面,第三表面的长度为W1;第一表面具有沿电化学装置的长度方向延伸的第三轴线,第三表面具有沿电化学装置的长度方向延伸的第四轴线,第三轴线在第三表面的正投影与第四轴线之间的距离为E,E≤0.15×W1。

在一种可能的设计中,第一表面的长度为L2,第一表面的宽度为W2;其中,0.3×L1≤L2≤0.9×L1,0.3×W1≤W2≤0.9×W1。在另一种可能的设计中,0.4×L1≤L2≤0.8×L1,0.4×W1≤W2≤0.8×W1。

在一种可能的设计中,第一表面和/或第二表面的形状选自方形、矩形、梯形、八边形、圆形、椭圆形中的任一种。

本申请第四方面提供了一种电子设备,所述电子设备包括以上所述的电化学装置。

当该电化学装置的壳体受外力(例如在跌落测试过程中壳体受外力)时,该外力能够从壳体传递至绝缘胶带的第二表面,从第二表面传递到第一表面,并从第一表面传递至电极组件,由于第一表面具有第一粘接区和第二粘接区、和/或第二表面具有第三粘接区和第四粘接区,且该粘结强度P1较大的第一粘接区能够提高绝缘胶带与电极组件之间的连接可靠性,和/或粘结强度P3较大的第三粘接区能够提高绝缘胶带与壳体之间的连接可靠性,从而提高壳体与电极组件之间的连接可靠性,降低电化学装置跌落时电极组件发生窜动导致顶封冲破的风险,提高电化学装置的使用寿命和可靠性。

同时,该粘结强度P2较小的第二粘接区在电化学装置跌落时能够脱开与电极组件之间的粘连,和/或粘结强度P4较小的第四粘接区在电化学装置跌落时能够脱开与壳体之间的粘连,从而能够吸收跌落过程中传递到电极组件的能量,进而降低跌落过程中绝缘胶带将电极组件的铝箔撕裂的风险,防止电极组件内部发生短路,进一步提高电化学装置的使用寿命和可靠性。

应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请第一种具体实施例中的壳体、电极组件、绝缘胶带的连接结构示意图;

图2为本申请第二种具体实施例中的壳体、电极组件、绝缘胶带的连接结构示意图;

图3为本申请第三种具体实施例中绝缘胶带在第三表面的投影的结构示意图;

图4为本申请第四种具体实施例中的壳体、电极组件、绝缘胶带的连接结构示意图;

图5为本申请第五种具体实施例中的壳体、电极组件、绝缘胶带的连接结构示意图;

图6为本申请第六种具体实施例中绝缘胶带在第三表面的投影的结构示意图;

图7为本申请第七种具体实施例中的壳体、电极组件、绝缘胶带的连接结构示意图;

图8为本申请第八种具体实施例中的壳体、电极组件、绝缘胶带的连接结构示意图;

图9为本申请第九种具体实施例中的壳体、电极组件、绝缘胶带的连接结构示意图;

图10为本申请所提供电化学装置的侧视图;

图11为本申请所提供电化学装置的结构示意图。

附图标记:

1-壳体;

2-电极组件;

21-第三表面;

211-第二轴线;

212-第四轴线;

3-绝缘胶带;

31-第一表面;

311-第一粘接区;

311a-第一外边缘;

312-第二粘接区;

312a-第二外边缘;

312b-第二内边缘;

313-第一轴线;

314-第三轴线;

32-第二表面;

321-第三粘接区;

321a-第三外边缘;

322-第四粘接区;

322a-第四外边缘;

322b-第四内边缘;

33-第一胶材;

34-第二胶材;

35-基材。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本申请的实施例,并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案,下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确,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。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是,本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本申请实施例的限定。此外,在上下文中,还需要理解的是,当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时,其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”,也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

本申请实施例提供一种电化学装置,如图1至图2所示,该电化学装置包括壳体1和电极组件2,壳体1具有容纳腔,电极组件2的至少部分位于该容纳腔内,该壳体1用于保护电极组件2。其中,电极组件2可以包括第一极片、第二极片和隔离膜。第一极片与第二极片中,一者为正极,另一者为负极,隔离膜用于隔开第一极片和第二极片,该隔离膜可以通过热塑性树脂支撑,例如聚乙烯或聚丙烯,该隔离膜用于使第一极片和第二极片绝缘。

该电化学装置在跌落测试时,容易发生顶封冲破、电极组件2的铝箔撕裂等风险,从而导致电极组件2发生短路,导致电化学装置损坏。为了解决该技术问题,如图1至图3所示,该电化学装置还包括绝缘胶带3,该绝缘胶带3位于壳体1与电极组件2之间,且该绝缘胶带3包括与电极组件2粘接的第一表面31和与壳体1粘接的第二表面32,即该电极组件2通过绝缘胶带3与壳体1连接,从而降低电化学装置工作过程中电极组件2在壳体1的容纳腔内发生窜动的风险,且该绝缘胶带3还能够防止电极组件2与壳体1短路,使得电化学装置能够正常工作。

当绝缘胶带3的粘结强度过小时,电化学装置跌落的过程中,在外力的作用下,绝缘胶带3与电极组件2之间的粘接可靠性下降,导致电极组件2窜动,从而导致电化学装置失效;当绝缘胶带3的粘结强度过大时,电化学装置跌落的过程中,该绝缘胶带3施加于电极组件2的拉力较大,从而导致电极组件2的铝箔撕裂,导致电化学装置内部短路而失效。

为了解决该技术问题,本实施例中,如图1和图2所示,该第一表面31包括粘结强度为P1的第一粘接区311和粘结强度为P2的第二粘接区312,其中,P1>P2。

当该电化学装置的壳体1受外力(例如在跌落测试过程中壳体1受外力)时,该外力能够从壳体1传递至绝缘胶带3的第二表面32,从第二表面32传递到第一表面31,并从第一表面31传递至电极组件2,由于第一表面31具有第一粘接区311和第二粘接区312,该粘结强度P1较大的第一粘接区311能够提高绝缘胶带3与电极组件2之间的连接可靠性,从而降低电化学装置跌落时电极组件2发生窜动导致顶封冲破的风险,提高电化学装置的使用寿命和可靠性;该粘结强度P2较小的第二粘接区312在电化学装置跌落时能够脱开与电极组件2之间的粘连,从而能够吸收跌落过程中传递到电极组件2的能量,进而降低跌落过程中绝缘胶带3将电极组件2的铝箔撕裂的风险,防止电极组件2内部发生短路,进一步提高电化学装置的使用寿命和可靠性。

具体地,如图1所示,该第一粘接区311具有第一外边缘311a,上述第二粘接区312位于第一粘接区311的一侧,或者,如图2所示,第二粘接区312位于第一粘接区311相对的两侧,或者,如图3所示,第二粘接区312位于第一粘接区311的四周。

电化学装置跌落过程中,在绝缘胶带3传递的外力作用下,靠近电极组件2的外边缘的铝箔容易被撕裂。本实施例中,该第一表面31中,粘结强度P2较小的第二粘接区312位于粘结强度P1较大的第一粘接区311的外侧,因此,电化学装置在跌落过程中,在外力的作用下,能够断开位于第一粘接区311外侧的第二粘接区312与电极组件2之间的粘接,从而降低与第二粘接区312粘接的电极组件2的铝箔(靠近电极组件2的外边缘)撕裂的风险,提高电化学装置的使用寿命和可靠性。同时,当粘结强度P1较大的第一粘接区311位于第二粘接区312的内侧时,能够降低在外力作用下第一粘接区311与电极组件2之间的粘接断开的风险。

以上各实施例中,如图1至图2所示,第一粘接区311具有第一外边缘311a,第二粘接区312具有第二外边缘312a和第二内边缘312b;如图3所示,第一表面31的宽度为W2,第二内边缘312b与第二外边缘312a之间的距离为h1,其中,0.05×W2≤h1≤0.4×W2。例如,h1具体可以为0.15×W2、0.2×W2、0.3×W2、0.35×W2等。

本实施例中,当h1过大时,表示第二内边缘312b与第二外边缘312a之间的距离为h1过大,即第二粘接区312的尺寸过大,第一粘接区311的尺寸过小,从而导致该绝缘胶带3与电极组件2之间的连接可靠性较低,在绝缘胶带3传递的外力的作用下,第一粘接区311与电极组件2之间的粘接容易断开,从而导致电化学装置的使用寿命较低;当h1过小时,表示第二内边缘312b与第二外边缘312a之间的距离为h1过小,即第二粘接区312的尺寸过小,第一粘接区311的尺寸过大,在外力的作用下,绝缘胶带3与电极组件2之间的粘接能够断开的粘接区较小,从而导致该第二粘接区312无法有效吸收绝缘胶带3对电极组件2的拉力,导致在绝缘胶带3的作用下,电极组件2的铝箔被撕裂的风险较高。因此,当0.05×W2≤h1≤0.4×W2时,第二内边缘312b与第二外边缘312a之间的距离为h1适中,从而使得绝缘胶带3与电极组件2之间具有较高的连接可靠性,并能够降低绝缘胶带3将电极组件2的铝箔撕裂的风险。

以上各实施例中,第一粘接区311的粘结强度P1与第二粘接区312的粘结强度P2之间满足:0.2×P1≤P2≤0.9×P1。其中,P2具体可以为0.3×P1、0.5×P1、0.6×P1、0.8×P1、0.9×P1等。

本实施例中,P2与P1之间的比值过大时,与第一粘接区311的粘结强度P1相比,第二粘接区312的粘结强度P2过大,导致在电化学装置跌落过程中,该第二粘接区312与电极组件2之间的粘接无法断开,从而无法有效吸收绝缘胶带3传递到电极组件2的拉力,导致绝缘胶带3将电极组件2的铝箔撕裂的风险较高;P2与P1之间的比值过小时,与第二粘接区312的粘结强度P2相比,第一粘接区311的粘结强度P1过小,导致绝缘胶带3与电极组件2之间的粘接可靠性较低,从而导致电极组件2在壳体1内发生窜动。因此,当0.2×P1≤P2≤0.9×P1时,第一粘接区311的粘结强度P1和第二粘接区312的粘结强度P2适中,能够提高绝缘胶带3与电极组件2之间的连接可靠性,并能够降低绝缘胶带3将电极组件2的铝箔撕破的风险。

其中,该绝缘胶带3的粘结强度与电化学装置的质量和尺寸等因素有关,需要满足电化学装置在跌落过程中绝缘胶带3与电极组件2之间不会发生相对窜动,且绝缘胶带3也不会撕裂电极组件2的铝箔。通常,第一粘接区311的粘结强度P1的范围为2MPa至20MPa;第三粘接区321的粘结强度P3的范围为2MPa至20MPa。

以上各实施例中,如图1和图2所示,该绝缘胶带3中,第一表面31的第一粘接区311的面积A1与第二粘接区312的面积B1满足:0.05≤B1/(A1 B1)≤0.928。在一种具体实施例中,第一粘接区311的面积A1与第二粘接区312的面积B1满足:0.1≤B1/(A1 B1)≤0.7。例如,该B1/(A1 B1)具体可以为0.05、0.1、0.3、0.5、0.8、0.9等。

以最大投影面为矩形的锂离子电池为例进行跌落试验,进行跌落通过率的对比,其中,组1具有图1结构,其在第一粘接区311的一侧存在第二粘接区312;组2具有图2结构,其在第一粘接区311相对的两侧存在第二粘接区312;组3和组4具有图3结构,其在第一粘接区311的四周存在第二粘接区312;设置锂离子电池在每个位置的重复实验次数为20次,要求通过率不小于80%(即至少16个锂离子电池跌落时不失效)为合格,跌落工况:组1为单个侧面跌落、组2为相对的两个侧面跌落、组3和组4为六面四角。其中所选择的矩形锂离子电池的绝缘胶带3的尺寸为:第一表面31的长度L2为50mm,第一表面31的宽度W2为40mm。试验结果如下表所示:

根据上表的试验结果可知:设置本申请满足:0.05×W2≤h1≤0.4×W2、0.2×P1≤P2≤0.9×P1的绝缘胶带3后,使得电化学装置在跌落测试时均具有较高的通过率,且当,0.05×W2≤h1≤0.35×W2、0.3×P1≤P2≤0.9×P1时,通过率更高(≥90%)。

在一种具体实施例中,设置本申请满足:0.05×W2≤h1≤0.4×W2、0.2×P1≤P2≤0.9×P1、0.05≤B1/(A1 B1)≤0.928的绝缘胶带3后,使得电化学装置在跌落测试时均具有较高的通过率,且当,0.05×W2≤h1≤0.35×W2、0.3×P1≤P2≤0.9×P1、0.1≤B1/(A1 B1)≤0.7时,通过率更高(≥90%)。

更具体地,如图9示,该绝缘胶带3中第一表面31的第一粘接区311与第二粘接区312之间具有间隙,即该绝缘胶带3为分体式结构,第一粘接区311和第二粘接区312分别位于不同的胶材。

本实施例中,当第一粘接区311与第二粘接区312之间具有间隙时,能够防止作用于绝缘胶带3的外力在第一粘接区311与第二粘接区312之间传递,从而降低传递至第一粘接区311的外力导致第一粘接区311与电极组件2之间的粘接断开的风险,提高绝缘胶带3与电极组件2之间的连接可靠性,从而提高电化学装置的可靠性和使用寿命。同时,当第一粘接区311与第二粘接区312位于不同的胶材时,还能够便于实现二者具有不同的粘结强度,降低绝缘胶带3的加工难度。

当绝缘胶带3的表面各处与壳体之间的粘结强度均较大时,电化学装置跌落的过程中,壳体1施加于绝缘胶带3的拉力均能够传递到电极组件2,进而导致电极组件2的铝箔撕裂,导致电化学装置内部短路而失效。

为了解决该技术问题,本实施例中,如图4和图5所示,第二表面32包括粘结强度为P3的第三粘接区321和粘结强度为P4的第四粘接区322,其中,P3>P4。

当该电化学装置的壳体1受外力(例如在跌落测试过程中壳体1受外力)时,该外力能够从壳体1传递至绝缘胶带3的第二表面32,从第二表面32传递到第一表面31,并从第一表面31传递至电极组件2。由于第二表面32具有第三粘接区321和第四粘接区322,该粘结强度P3较大的第三粘接区321能够提高绝缘胶带3与壳体1之间的连接可靠性,从而提高壳体1与电极组件2的连接可靠性,降低电化学装置跌落时电极组件2发生窜动导致顶封冲破的风险,提高电化学装置的使用寿命和可靠性;该粘结强度P4较小的第四粘接区322在电化学装置跌落时能够脱开与壳体1之间的粘连,从而能够吸收跌落过程中传递到电极组件2的能量,进而降低跌落过程中绝缘胶带3将电极组件2的铝箔撕裂的风险,防止电极组件2内部发生短路,进一步提高电化学装置的使用寿命和可靠性。

具体地,如图4所示,第三粘接区321具有第三外边缘321a,第四粘接区322位于第三粘接区321的一侧,或者,如图5所示,第四粘接区322位于第三粘接区321相对的两侧,或者,如图6所示,第四粘接区322位于第三粘接区321的四周。

电化学装置跌落过程中,在绝缘胶带3传递的外力作用下,靠近电极组件2的外边缘的铝箔容易被撕裂。本实施例中,该第二表面32中,粘结强度P4较小的第四粘接区322位于粘结强度P3较大的第三粘接区321的外侧,因此,电化学装置在跌落过程中,在外力的作用下,能够断开位于第三粘接区321外侧的第四粘接区322与壳体1之间的粘接,从而降低第四粘接区322传递至电极组件2的拉力的大小,降低电极组件2的铝箔(靠近电极组件2的外边缘)撕裂的风险,提高电化学装置的使用寿命和可靠性。同时,当粘结强度P3较大的第三粘接区321位于第四粘接区322的内侧时,能够降低在外力作用下第三粘接区321与壳体1之间的粘接断开的风险。

其中,第三粘接区321的粘结强度P3与第四粘接区322的粘结强度P4之间满足:0.2×P3≤P4≤0.9×P3。其中,P4具体可以为0.3×P3、0.5×P3、0.6×P3、0.8×P3、0.9×P3等。

本实施例中,P4与P3之间的比值过大时,与第三粘接区321的粘结强度P3相比,第四粘接区322的粘结强度P4过大,导致在电化学装置跌落过程中,该第四粘接区322与电极组件2之间的粘接无法断开,从而无法有效吸收绝缘胶带3传递到电极组件2的拉力,导致绝缘胶带3将电极组件2的铝箔撕裂的风险较高;P4与P3之间的比值过小时,与第四粘接区322的粘结强度P4相比,第三粘接区321的粘结强度P3过小,导致绝缘胶带3与电极组件2之间的粘接可靠性较低,从而导致电极组件2在壳体1内发生窜动。因此,当0.2×P3≤P4≤0.9×P3时,第三粘接区321的粘结强度P3和第四粘接区322的粘结强度P4适中,能够提高绝缘胶带3与壳体1之间的连接可靠性,并能够降低绝缘胶带3将电极组件2的铝箔撕破的风险。

其中,该绝缘胶带3的粘结强度与电化学装置的质量和尺寸等因素有关,需要满足电化学装置在跌落过程中壳体1与电极组件2之间不会发生相对窜动,且绝缘胶带3也不会撕裂电极组件2的铝箔。

以上各实施例中,如图4至图6所示,第三粘接区321具有第三外边缘321a,第四粘接区322具有第四外边缘322a和第四内边缘322b;如图6所示,第二表面32的宽度为W3,第四内边缘322b与第四外边缘322a之间的距离为h2,其中,0.05×W3≤h2≤0.4×W3。例如,h2具体可以为0.15×W3、0.2×W3、0.3×W3等。

以上各实施例中,如图4至图6所示,该绝缘胶带3中,第二表面32的第三粘接区321的面积A2与第四粘接区322的面积B2满足:0.05≤B2/(A2 B2)≤0.928。在一种具体实施例中,第二表面32的第三粘接区321的面积A2与第四粘接区322的面积B2满足:0.2≤B2/(A2 B2)≤0.6。例如,该B2/(A2 B2)具体可以为0.3、0.5、0.6等。

以最大投影面为矩形的锂离子电池为例进行跌落试验,进行跌落通过率的对比,其中,组5具有图4所示的结构,其在第三粘接区321的一侧存在第四粘接区322;组6具有图5所示的结构,其在第三粘接区321相对的两侧存在第四粘接区322;组7和组8具有图6所示的结构,其在第三粘接区321的四周存在第四粘接区322;设置锂离子电池在每个位置的重复实验次数为20次,要求通过率不小于80%(即至少16个锂离子电池跌落时不失效)为合格,跌落工况:组5为单个侧面跌落、组6为相对的两个侧面跌落、组7和组8为六面四角。其中所选择的矩形锂离子电池的绝缘胶带3的尺寸为:第二表面32的长度L3为50mm,第二表面32的宽度W3为40mm。试验结果如下表所示:

根据上表的试验结果可知:设置本申请满足0.05×W3≤h2≤0.4×W3、0.2×P3≤P4≤0.9×P3的绝缘胶带3后,使得电化学装置在跌落测试时均具有较高的通过率,且当0.1×W3≤h2≤0.3×W3、0.3×P3≤P4≤0.9×P3时,通过率更高(≥90%)。

在一种可能的设计中,设置本申请满足0.05×W3≤h2≤0.4×W3、0.2×P3≤P4≤0.9×P3、0.05≤B2/(A2 B2)≤0.928的绝缘胶带3后,使得电化学装置在跌落测试时均具有较高的通过率,且当0.1×W3≤h2≤0.3×W3、0.3×P3≤P4≤0.9×P3、0.2≤B2/(A2 B2)≤0.6时,通过率更高(≥90%)。

更具体地,如图9所示,第三粘接区321与第四粘接区322之间具有间隙,即该绝缘胶带3为分体式结构,第三粘接区321与第四粘接区322分别位于不同的胶材。

本实施例中,当第三粘接区321与第四粘接区322之间具有间隙时,能够防止作用于绝缘胶带3的外力在第三粘接区321与第四粘接区322之间传递,从而降低传递至第三粘接区321的外力导致第三粘接区321与壳体1之间的粘接断开的风险,提高绝缘胶带3与壳体1之间的连接可靠性,从而提高电化学装置的可靠性和使用寿命。同时,当第三粘接区321与第四粘接区322位于不同的胶材时,还能够便于实现二者具有不同的粘结强度,降低绝缘胶带3的加工难度。

在另一种具体实施例中,如图7至图9所示,该绝缘胶带3中,第一表面31包括粘结强度为P1的第一粘接区311和粘结强度为P2的第二粘接区312,第二表面32包括粘结强度为P3的第二粘接区312和粘结强度为P4的第四粘接区322,其中,P1>P2,且P3>P4。

当该电化学装置的壳体1受外力(例如在跌落测试过程中壳体1受外力)时,该外力能够从壳体1传递至绝缘胶带3的第二表面32,从第二表面32传递到第一表面31,并从第一表面31传递至电极组件2,由于第一表面31具有第一粘接区311和第二粘接区312、第二表面32具有第三粘接区321和第四粘接区322,且该粘结强度P1较大的第一粘接区311能够提高绝缘胶带3与电极组件2之间的连接可靠性,粘结强度P3较大的第三粘接区321能够提高绝缘胶带3与壳体1之间的连接可靠性,从而提高壳体1与电极组件2之间的连接可靠性,降低电化学装置跌落时电极组件2发生窜动导致顶封冲破的风险,提高电化学装置的使用寿命和可靠性。

同时,该粘结强度P2较小的第二粘接区312在电化学装置跌落时能够脱开与电极组件2之间的粘连,粘结强度P4较小的第四粘接区322在电化学装置跌落时能够脱开与壳体1之间的粘连,从而能够吸收跌落过程中传递到电极组件2的能量,进而降低跌落过程中绝缘胶带3将电极组件2的铝箔撕裂的风险,防止电极组件2内部发生短路,进一步提高电化学装置的使用寿命和可靠性。

在一种具体实施例中,如图7至图9所示,第二粘接区312在第一表面31的正投影与第一粘接区311重合,第四粘接区322在第一表面31的正投影与第二粘接区312重合。

本实施例中,如图7至图9所示,该绝缘胶带3中,粘结强度P2较小的第二粘接区312和粘结强度P4较小的第四粘接区322相对应,粘结强度P1较大的第一粘接区311和粘结强度P3较大的第三粘接区321相对应。该电化学装置跌落时,外力经壳体1、第三粘接区321、第一粘接区311传递到电极组件2,在第一粘接区311和第三粘接区321所对应的粘接区内,该绝缘胶带3与壳体1和电极组件2之间的粘结强度均较大,在该外力作用下,不容易断开电极组件2与壳体1之间的粘接。同时,外力经壳体1、第四粘接区322、第二粘接区312传递到电极组件2,在第二粘接区312和第四粘接区322对应的粘接区内,该绝缘胶带3与壳体1和电极组件2之间的粘结强度均较小,在该外力作用下,绝缘胶带3与壳体1和电极组件2之间的粘接均能够断开,从而吸收传递到电极组件2的拉力,防止电极组件2的铝箔被绝缘胶带3撕破。

以最大投影面为矩形的锂离子电池为例进行跌落试验,进行跌落通过率的对比,其中,组9具有图7所示的结构,其在第一粘接区311和第三粘接区321的同一侧存在第二粘接区312和第四粘接区322;组10具有图8所示的结构,其在第一粘接区311和第三粘接区321的相对侧存在第二粘接区312和第四粘接区322;组11具有在第一粘接区311和第三粘接区321的四周分别存在第二粘接区312和第四粘接区322的结构;设置锂离子电池在每个位置的重复实验次数为20次,要求通过率不小于80%(即至少16个锂离子电池跌落时不失效)为合格,跌落工况:组9为单个侧面跌落、组10为相对的两个侧面跌落、组11为六面四角。其中所选择的矩形锂离子电池的绝缘胶带3的尺寸为:第一表面31和第二表面32的长度L为50mm,第一表面31和第二表面32的宽度W为40mm。试验结果如下表所示:

根据上表的试验结果可知:设置第一表面31和第二表面32同时满足0.05×W2≤h1≤0.4×W2、0.05×W3≤h2≤0.4×W3、0.2×P1≤P2≤0.9×P1、0.2×P3≤P4≤0.9×P3的绝缘胶带3后,使得电化学装置在跌落测试时同样均具有较高的通过率。

同时,如图3所示,该第一表面31中,第一粘接区311的第一外边缘311a位于第二粘接区312的第二外边缘312a所围成的区域内,如图6所示,该第二表面32中,第三粘接区321的第三外边缘321a位于第四粘接区322的第四外边缘322a所围成的区域内。

以上各实施例中,如图10所示,该电极组件2具有与绝缘胶带3粘接的第三表面21,第三表面21的长度为L1;且该绝缘胶带3中,第一表面31具有沿电化学装置的宽度方向延伸的第一轴线313,第三表面21具有沿电化学装置的宽度方向延伸的第二轴线211,其中,沿电化学装置的长度方向,该第一表面31相对于第一轴线313对称,该第三表面21相对于第二轴线211对称。该第一轴线313在粘接表面的正投影与第二轴线211之间的距离为D,其中,该D具体可以为0,或者,根据实际情况,D与L1之间也可以满足D≤0.15×L1。例如,D可以为0.05×L1、0.06×L1、0.1×L1等。更具体地,如图10所示,第一表面31具有沿电化学装置的长度方向延伸的第三轴线314,第三表面21具有沿电化学装置的长度方向延伸的第四轴线212,且在如图6所示的实施例中,沿电化学装置的宽度方向,第一表面31相对于该第三轴线314对称,且第三表面21相对于该第四轴线212对称。该第三轴线314在第三表面21的正投影与第四轴线212之间的距离为E,其中,该E具体可以为0,或者,根据实际情况,E与W1之间也可以满足E≤0.15×W1。

本实施例中,该电极组件2在各处的重量并不均匀,而绝缘胶带3与电极组件2的连接可靠性受到电极组件2的重力的影响,因此,当电极组件2的重量不均匀时,能够通过改变绝缘胶带3在第三表面21的位置来降低电极组件2的重力对绝缘胶带3与电极组件2之间连接可靠性的影响。

以上各实施例中,如图10所示,该电极组件2具有与绝缘胶带3粘接的第三表面21,第三表面21的长度为L1,宽度为W1;上述绝缘胶带3的用于与电极组件2粘接的第一表面31的长度为L2,宽度为W2;其中,0.4×L1≤L2≤0.8×L1,0.4×W1≤W2≤0.8×W1。例如,L2具体可以为0.4×L1、0.5×L1、0.7×L1、0.8×L1等,W2具体可以为0.4×W1、0.6×W1、0.7×W1、0.8×W1等。

其中,L1与L2、W1与W2之间的关系并非仅限于以上所述,还可以根据实际情况设置,只要能够提高绝缘胶带3与电极组件2之间的连接可靠性,并防止电极组件2被扯坏即可。

在一种具体实施例中,如图1至图3所示,该绝缘胶带3包括层叠设置的第一胶材33、基材35和第二胶材34,其中,基材35位于第一胶材33和第二胶材34之间,并与二者连接,该第一胶材33与基材35之间可以为粘接,第二胶材34与基材35之间也可以为粘接该第一胶材33用于与电极组件2粘接,即上述第一表面31设置于该第一胶材33,第二胶材34用于与壳体1粘接,即上述第二表面32设置于该第二胶材34。

其中,如图1所示的实施例中,该第一表面31包括第一粘接区311和第二粘接区312时,第一胶材33可以包括至少两个胶材单体,且两个胶材单体的粘结强度分别为P1和P2,从而使得第一粘接区311和第二粘接区312的粘结强度分别为P1和P2。该绝缘胶带3可以为一体结构,即两个胶材单体均涂覆于同一片基材35上、且彼此连接;该绝缘胶带3也可以为分体设置的结构,即两个胶材单体涂覆于同一片基材35上、但彼此之间存在间隙,或者两个胶材单体分别涂覆于两片基材35上。

如图4至图6所示的实施例中,该第二表面32包括第三粘接区321和第四粘接区322时,第二胶材34可以包括至少两个胶材单体,且两个胶材单体的粘结强度分别为P3和P4,从而使得第三粘接区321和第四粘接区322的粘结强度分别为P3和P4。该绝缘胶带3可以为一体结构,即两个胶材单体均涂覆于同一片基材35上、且彼此连接;该绝缘胶带3也可以为分体设置的结构,即两个胶材单体涂覆于同一片基材35上、但彼此之间存在间隙,或者两个胶材单体分别涂覆于两片基材35上。

如图7至图9所示的实施例中,该第一表面31包括第一粘接区311和第二粘接区312、第二表面32包括第三粘接区321和第四粘接区322时,第一胶材33可以包括至少两个胶材单体,且两个胶材单体的粘结强度分别为P1和P2,第二胶材34可以包括至少两个胶材单体,且两个胶材单体的粘结强度分别为P3和P4,从而使得第一粘接区311和第二粘接区312的粘结强度分别为P1和P2、第三粘接区321和第四粘接区322的粘结强度分别为P3和P4。该绝缘胶带3可以为一体结构,即胶材单体均涂覆于同一片基材35上、且位于基材35同一侧的胶材单体彼此连接;该绝缘胶带3也可以为分体设置的结构,即胶材单体均涂覆于同一片基材35上、但位于基材35同一侧的胶材单体彼此之间存在间隙,或者粘结强度分别为P1和P3的胶材单体涂覆于一片基材35的正反面,粘结强度分别为P2和P4的胶材单体涂覆于另一片基材35的正反面。

以上各实施例中,如图11所示,该绝缘胶带3中,第一表面31和第二表面32的形状选自方形、矩形、梯形、八边形、圆形、椭圆形中的任一种。

以投影面为矩形的锂离子电池为例进行跌落通过率测试,其中,所选择的矩形锂离子电池的电极组件2的长度L1为87mm、宽度W1为64mm,绝缘胶带3中在第一粘接区311和第三粘接区321的四周分别存在第二粘接区312和第四粘接区322,P1和P3为10MPa,P2和P4为8MPa,设置锂离子电池在每个位置的重复实验次数为20次,要求通过率不小于80%(即至少16个电芯跌落时不失效)为合格,跌落工况为六面四角。其中,base组的第一表面31和第二表面32的形状和尺寸均相同,且两面均为粘结强度为10MPa的单一胶层。根据绝缘胶带3的第一表面31和第二表面32的形状不同得到测试结果如下表所示。

根据上表的试验结果可知:设置本申请的绝缘胶带3后,使得电化学装置在跌落测试时均具有较高的通过率,且当第一表面31和/或第二表面32为以上任一形状时,均能够通过跌落测试。

本申请实施例中的电化学装置可以用于多种领域,只要能够采用电化学装置供电的设备,均可采用本申请实施例中的电化学装置。例如,该电化学装置可以用于电动车的电化学装置包和电子装置等部件,电子装置可以为手机、平板电脑、桌面型计算机、膝上型计算机、手持计算机、笔记本电脑、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、上网本,以及蜂窝电话、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、增强现实(augmented reality,AR)设备、虚拟现实(virtual reality,VR)设备、人工智能(artificial intelligence,AI)设备、可穿戴式设备、车载设备、智能家居设备和/或智慧城市设备、电动工具、储能装置电动三轮车、电动汽车等,本申请实施例对该电子装置的具体类型不作特殊限制。

具体地,该电子设备可以包括外壳、屏幕、电路板和电化学装置等部件,其中,屏幕、电路板和电化学装置均安装于外壳,该电化学装置为以上任一实施例中所述的电化学装置。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

发表评论 共有条评论
用户名: 密码:
验证码: 匿名发表

相关文献