电化学装置及电子装置的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，具体涉及一种电化学装置及电子装置。


背景技术：

2.随着4g的广泛应用，5g时代来临，锂离子电池已经广泛应用于手机、智能手环、ar、vr等领域，应用场景越来越复杂，与人的交互越来越频繁。新场景对电芯的安全性能越来越高，尤其是机械安全性能，如针刺、重物冲击。
3.锂离子电池包括集流体和与所述集流体电连接的极耳。仅作为示例，极耳可以焊接在所述集流体上。在锂离子电池的制造过程中，为了预留极耳焊接位置，集流体存在较多铝箔外露区域，存在安全薄弱点。需要提供一种方案，解决前述问题。


技术实现要素：

4.针对于现有技术，本技术实施例提供一种电化学装置及电子装置，用以改善极片暴露的导电区域较大导致安全风险较高的问题。
5.第一方面，本技术的实施例提供一种电化学装置，包括极片和极耳，极片包括集流体、第一活性材料层和第一绝缘层。集流体包括相对设置的第一表面和第二表面；集流体的第一表面包括第一区域、第二区域和第三区域的第一部分，第一区域设置有第一活性材料层，第二区域设置有第一绝缘层，第二区域沿集流体厚度方向的正投影至少部分围绕第三区域的第一部分沿集流体厚度方向的正投影，未设置第一绝缘层的第三区域的第一部分为极耳所暴露的导电区域。本技术的实施例包括的技术效果：集流体的外露区域(包括第三区域的第一部分)较小，使得极片所暴露的导电区域较小，可以降低安全风险，例如在对电化学装置进行穿刺操作时减小发生短路的风险。
6.在本技术的一些实施例中，极耳设置在集流体上，第三区域的第一部分沿集流体厚度方向的正投影部分围绕极耳沿集流体厚度方向的正投影。集流体包括：第一端部、第二端部、第三端部和第四端部。第一端部和第二端部沿第一方向设置，第一方向为集流体的宽度方向，第一端部包括集流体第一侧边，第二端部包括集流体第二侧边；第三端部和第四端部沿第二方向设置，第二方向为集流体的长度方向，第三端部包括集流体第三侧边，第四端部包括集流体第四侧边。沿第一方向，第三区域的第一部分设置在第一端部，沿第二方向，第三区域的第一部分设置在所述第三端部。极耳包括极耳第一侧边、极耳第二侧边、极耳第三侧边和极耳第四侧边。极耳第一侧边和极耳第二侧边沿第一方向相对设置，沿第一方向，极耳第二侧边与集流体第二侧边的距离小于极耳第一侧边与集流体第二侧边的距离。极耳第三侧边和极耳第四侧边沿第二方向相对设置，沿第二方向，极耳第三侧边与集流体第三侧边的距离小于极耳第四侧边与集流体第三侧边的距离。第三区域的第一部分包括：第一部分第一侧边、第一部分第二侧边、第一部分第三侧边和第一部分第四侧边。第一部分第一侧边和第一部分第二侧边沿第一方向相对设置，沿第一方向，第一部分第二侧边与极耳第二侧边相邻。第一部分第三侧边和第一部分第四侧边沿第二方向相对设置，其中，沿第二方
向，第一部分第三侧边与极耳第三侧边相邻，第一部分第四侧边与极耳第四侧边相邻。本技术的一些实施例包括的技术效果：极耳的各个侧边与第三区域的第一部分的各个侧边之间具有一定距离，通过控制该距离，例如缩小相邻两个侧边之间的距离，可以进一步减少极片所暴露的导电区域，另外，在极耳与第三区域的第一部分连接时，避免极耳与邻近第三区域的第一部分的第一绝缘层接触，有利于提高极耳与第三区域的第一部分连接的稳定性。
7.在本技术的一些实施例中，沿第一方向，第一部分第二侧边与极耳第二侧边之间的距离为l2，第一部分第三侧边与极耳第三侧边的距离为l3，第一部分第四侧边与极耳第四侧边的距离为l4，满足以下条件中的至少一个：a1)l2≤10mm；b1)l3≤10mm；c1)l4≤10mm。本技术的一些实施例包括的技术效果：极耳的各个侧边与第三区域的第一部分的各个侧边之间的距离较小，可以进一步减少极片所暴露的导电区域。
8.在本技术的一些实施例中，第二区域沿集流体厚度方向的正投影围绕第三区域沿集流体厚度方向的正投影。本技术的一些实施例包括的技术效果：集流体的外露区域仅包括第三区域的第一部分，使得极片所暴露的导电区域较小，可以降低安全风险，例如在对电化学装置进行穿刺操作时减小发生短路的风险。
9.在本技术的一些实施例中，第一部分第一侧边与集流体第一侧边的距离w1满足0《w1≤10mm。本技术的一些实施例包括的技术效果：在由整张极片胚料裁剪得到单个极片的场景中，允许裁剪工艺误差的存在，降低裁剪工艺精度。
10.在本技术的一些实施例中，沿第二方向，第一部分第一侧边的长度与第一部分第二侧边的长度的差异度不大于5％。本技术的一些实施例包括的技术效果：在改善极耳与极片电连接稳定的同时，使得极片暴露的导电区域较小。
11.在本技术的一些实施例中，第二区域沿集流体厚度方向的正投影与集流体第一侧边沿集流体厚度方向的正投影的一部分共同围绕第三区域的第一部分沿集流体厚度方向的正投影。本技术的一些实施例包括的技术效果：沿集流体厚度方向观察，第一部分第一侧边与集流体第一侧边重合，在由整张极片胚料裁剪得到单个极片的场景中，裁剪工艺精准，使得极片暴露的导电区域符合设计。
12.在本技术的一些实施例中，第一部分第一侧边的长度与第一部分第二侧边的长度的差异度大于5％。本技术的一些实施例包括的技术效果：在改善极耳与极片电连接稳定的同时，使得极片暴露的导电区域较小。
13.在本技术的一些实施例中，第一部分第一侧边的长度小于第一部分第二侧边的长度。本技术的一些实施例包括的技术效果：减少极耳和第一绝缘层的叠加，降低电化学装置的厚度，有利于提高电化学装置的能量密度。
14.在本技术的一些实施例中，第一部分第三侧边和第一部分第四侧边各自独立地包括弧形部分或类弧形部分，弧形部分或类弧形部分设置在第一端部。本技术的一些实施例包括的技术效果：减少极耳和第一绝缘层在集流体的第三端部叠加，降低电化学装置的厚度，有利于提高电化学装置的能量密度。
15.在本技术的一些实施例中，沿第一方向，弧形部分或类弧形部分的延伸长度不大于10mm。本技术的一些实施例包括的技术效果：控制弧形部分或类弧形部分的延伸长度较小，弧形缺口的区域较小，使得弧形缺口不会影响极耳与第三区域的第一部分连接的稳定性。
16.在一些实本技术的实施例中，第三区域还包括第二部分，沿第一方向，第三区域的第二部分设置在第二端部。本技术的一些实施例包括的技术效果：在由整张极片胚料裁剪得到单个极片的场景中，允许裁剪工艺误差的存在，降低裁剪工艺精度。
17.在本技术的一些实施例中，沿集流体厚度方向，第二区域的正投影与集流体第二侧边的正投影一起围绕第三区域的第二部分的正投影。本技术的一些实施例包括的技术效果：第三区域的第二部分和第三区域的第一部分之间具有一定距离，这两个部分之间设置有第一绝缘层，即使存在裁剪工艺误差，也可以使得极片所暴露的导电区域较小，从而仍可以降低安全风险。
18.在本技术的一些实施例中，第三区域的第二部分包括：第二部分第一侧边、第二部分第二侧边、第三侧边和第二部分第四侧边。第二部分第一侧边和第二部分第二侧边沿第一方向相对设置，沿第一方向，第二部分第一侧边与集流体第二侧边相邻，第二部分第二侧边与集流体第二侧边重合；第二部分第三侧边和第二部分第四侧边沿第二方向相对设置。第三区域的第二部分满足以下条件中的至少一个：a2)沿第一方向，第二部分第一侧边与集流体第二侧边的距离w2满足不大于0《w2≤10mm；b2)沿第二方向，第二部分第一侧边的长度与第一部分第二侧边的长度的差异度不大于5％；c2)第二部分第三侧边与第一部分第三侧边位于一条直线上；d2)第二部分第四侧边与第一部分第四侧边位于一条直线上。本技术的一些实施例包括的技术效果：使得第三区域的第二部分的尺寸较小，进一步降低极片所暴露的导电区域。
19.在本技术的一些实施例中，极片包括第二活性材料层和第二绝缘层，集流体的第二表面包括第四区域、第五区域和第六区域，第四区域设置有第二活性材料层，第五区域设置有第二绝缘层，第五区域沿集流体厚度方向的正投影至少部分围绕第六区域沿集流体厚度方向的正投影。本技术的一些实施例包括的技术效果：第六区域允许焊接时实现单面焊双面成型，有利于提高极耳与第三区域的第一部分焊接的稳定性。
20.在本技术的一些实施例中，第六区域和第三区域满足下列条件之一：a3)第六区域沿集流体厚度方向的正投影落入第三区域沿集流体厚度方向的正投影内；b3)第三区域沿集流体厚度方向的正投影落入第六区域沿集流体厚度方向的正投影内；c3)第六区域沿集流体厚度方向的正投影与第三区域沿集流体厚度方向的正投影重合。本技术的一些实施例包括的技术效果：沿集流体的厚度方向，第六区域和第三区域至少部分重叠，有利于提高极耳与第三区域焊接的稳定性。
21.在本技术的一些实施例中，第三区域包括集流体暴露的空白区。本技术的一些实施例包括的技术效果：集流体直接与极耳连接，有利于降低极耳在集流体的第三端部叠加，降低电化学装置的厚度，提高电化学装置的能量密度。
22.在本技术的一些实施例中，第三区域设有镀层，极耳通过镀层与集流体连接。本技术的一些实施例包括的技术效果：该镀层可以有利于极耳与集流体的稳定连接，有利于实现两者之间良好的电性接触。
23.在本技术的一些实施例中，镀层的热导率大于集流体的热导率。本技术的一些实施例包括的技术效果：有利于将集流体及电化学装置内部产生的热量通过镀层传导至极耳并传导至外界，有利于电化学装置散热。
24.在本技术的一些实施例中，第一绝缘层包括第一绝缘材料，第一绝缘材料包括氧
化铝、氢氧化铝、氧化硅、勃姆石、氧化钛和氧化锆组成的组合中的至少一个。本技术的一些实施例包括的技术效果：电气绝缘性能良好。
25.在本技术的一些实施例中，第一活性材料层包括活性材料，活性材料包括锂过渡金属复合氧化物和含锂过渡金属磷酸化合物组成的组合中的至少一个。本技术的一些实施例包括的技术效果：有利于以电化学方式吸藏和释放金属离子。
26.第二方面，本技术的实施例提供一种电子装置，包括负载、以及上述任一项所述的电化学装置，电化学装置为电子装置供电。
27.在本技术的电化学装置及电子装置中，沿集流体厚度方向，集流体的第二区域的正投影至少部分围绕第三区域的第一部分沿的正投影，使得沿极片的集流体的宽度方向，极片所暴露的导电区域的长度小于极片的长度，极片所暴露的导电区域较小，在极片与极耳连接后，极片未被极耳遮盖的区域较小，可以降低安全风险，例如在对电化学装置进行穿刺操作时减小发生短路的风险。
附图说明
28.图1是本技术一实施例的电化学装置的结构展开示意图；
29.图2是本技术第一实施例的极片胚料的结构示意图；
30.图3是裁剪图2所示的极片胚料得到的单个极片的结构示意图；
31.图4是极耳与图3所示的极片连接的结构示意图；
32.图5是沿图1所示的a-a’方向极耳与极片连接后的截面示意图；
33.图6是沿图1所示的b-b’方向极耳与极片连接后的截面示意图；
34.图7是本技术第二实施例的极片胚料的结构示意图；
35.图8是裁剪图7所示的极片胚料得到的单个极片的结构示意图；
36.图9是极耳与图8所示的极片连接的结构示意图；
37.图10是本技术第三实施例的单个极片的结构示意图；
38.图11是极耳与图10所示的极片连接的结构示意图；
39.图12是本技术第四实施例的极片胚料的结构示意图；
40.图13是裁剪图12所示的极片胚料得到的单个极片的结构示意图；
41.图14是极耳与图13所示的极片连接的结构示意图；
42.图15是本技术一实施例的极片的第二表面的结构示意图；
43.图16是本技术另一实施例的极片的第二表面的结构示意图。
44.其中，附图标记说明如下：
45.电化学装置1
46.极片10极片胚料10a虚线o1虚线o2虚线o3
47.第一活性材料层12第一绝缘层13第二活性材料层12a第二绝缘层13a
48.集流体11
49.第一区域z1第二区域z2第三区域z3
50.第四区域z4第五区域z5第六区域z6
51.第三区域z3的第一部分z31
52.第一部分第一侧边z311第一部分第二侧边z312
53.第一部分第三侧边z313第一部分第四侧边z314
54.第三区域z3的第二部分z32
55.第二部分第一侧边z321第二部分第二侧边z322
56.第二部分第三侧边z323第二部分第四侧边z324
57.极耳20
58.极耳第一侧边21极耳第二侧边22
59.极耳第三侧边23极耳第四侧边24
60.包装袋30
61.收容腔31主体部30a封装部30b极耳胶32
62.第一方向x第二方向y
具体实施方式
63.本技术实施例提供的电化学装置，包括极片和极耳。本技术的极片具有如下设置：极片的集流体包括第一区域、第二区域和第三区域的第一部分，第一区域设置有第一活性材料层，第二区域设置有第一绝缘层，第二区域沿集流体厚度方向的正投影至少部分围绕第三区域的第一部分沿集流体厚度方向的正投影，即，沿集流体的宽度方向，集流体的第三区域的第一部分的长度小于极片的长度，使得集流体暴露的导电区域较小，以此降低安全风险，例如在对电化学装置进行穿刺操作时减小发生短路的风险。
64.电化学装置是利用化学反应产生电能的装置。在具体场景中，电化学装置包括但不限于所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池和电容器(例如超级电容器)电池。电化学装置可优选为锂二次电池，包括但不限于锂金属二次电池、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。本技术实施例的电化学装置可以以单个电池或者电池模组的形式存在。
65.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合各个实施例及各个实施例的附图，对本技术技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述实施例仅是一部分实施例，而非全部。基于本技术中的实施例，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。
66.应该理解的是，在本技术实施例的描述中，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是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术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技术的限制。
67.请参阅图1，为本技术一实施例的电化学装置1的结构展开示意图。电化学装置1包括电极组件(未图示)、极耳20以及包装袋30。
68.包装袋30形成有收容腔31，电化学装置1的内部元件(例如电极组件、电解液等)内置于收容腔31中，利用包装袋30对这些内部元件进行保护，有利于提高电化学装置1的防护效果以及安全性。
69.包装袋30包括主体部30a和封装部30b。电极组件及电解液设于主体部30a形成的收容腔31内，封装部30b和极耳20由主体部30a的一端延伸出。封装部30b用于密封主体部
30a的端部，从而避免电解液从端部泄露以及包装袋30外的水氧等杂质进入包装袋30内。应理解，封装部30b也对极耳20的伸出区域进行密封，例如在包装袋30与极耳20结合处设置有极耳胶32，从而实现包装袋30与极耳20结合处的密封，极耳20伸出于封装部30b的封装区域，可称为顶封区。在图5所示的场景中，极耳20从主体部30a的上端伸出，则顶封区设于主体部30a的上端。
70.电极组件可以由若干极片10卷绕形成，在电化学装置1包括正极性和负极性的场景中，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。极耳20的一端伸入包装袋30内，并与对应极性的极片10电连接，极耳20的另一端从包装袋30的一侧伸出。
71.极耳20包括第一极耳和第二极耳，第一极耳为负极极耳，第二极耳为正极极耳。第一极耳与负极极片电连接，并从包装袋30内延伸至包装袋30外，第二极耳与正极极片电连接，并从包装袋30内延伸至包装袋30外。在其他实施例中，第一极耳可以为正极极耳，第二极耳为负极极耳。本文的某些之处以其中一个极耳为例，描述本技术的极耳20的结构。另外，本文的某些之处以其中一个极性的极片为例，描述本技术的极片10的结构。
72.第一实施例
73.请一并参阅图1至图6所示，极片10包括集流体11、以及设置于集流体11表面上的第一活性材料层12和第一绝缘层13。集流体11包括相对设置的第一表面和第二表面。图中示出的是第一表面。
74.集流体11的第一表面包括第一区域z1、第二区域z2和第三区域z3的第一部分z31。第一区域z1设置有第一活性材料层12，第二区域z2设置有第一绝缘层13，第二区域z2沿集流体11厚度方向的正投影围绕第三区域z3的第一部分z31沿集流体11厚度方向的正投影。也就是说，沿集流体11厚度方向观察，第二区域z2围绕第三区域z3的第一部分z31。在一些实施例中，可以采用凹版印刷的方式将绝缘层(例如，第一绝缘层13或第二绝缘层13a中的至少一个)涂布到集流体11上。本技术可以采用公众所知的凹版印刷技术，在此不做限定。
75.集流体11包括第一端部和第二端部、第三端部和第四端部。第一端部和第二端部沿第一方向x设置，第一端部包括集流体第一侧边111，第二端部包括集流体第二侧边112。第三端部和第四端部沿第二方向y设置，第二方向y为集流体11的长度方向，第三端部包括集流体第三侧边113，第四端部包括集流体第四侧边114。沿第一方向x，第三区域z3的第一部分z31设置在第一端部，沿第二方向y，第三区域z3的第一部分z31设置在第三端部。
76.在本实施例中，所谓端部可以理解为：以某一元件为例，端部为该元件的具有一侧边的边缘部分，沿该侧边朝向元件中心的方向，该边缘部分的长度与该元件的长度之比小于预定阈值，例如，预定阈值为d，满足：10％≤d≤30％。于此，请参阅图3所示的场景，集流体11的第一端部为：第一端部为集流体11的上边缘部分，沿第一方向x，该上边缘部分的长度与集流体11的宽度(即集流体11沿第一方向x的长度)之比小于预定阈值，例如预定阈值d为10％。
77.参见图4，极耳20设置在第三区域z3的第一部分z31上，第三区域z3的第一部分z31沿集流体11厚度方向的正投影部分围绕极耳20沿集流体11厚度方向的正投影。极耳20包括极耳第一侧边21和极耳第二侧边22、极耳第三侧边23和极耳第四侧边24。极耳第一侧边21和极耳第二侧边22沿第一方向x相对设置，沿第一方向x，极耳第二侧边22与集流体第二侧
边112的距离小于极耳第一侧边21与集流体第二侧边112的距离，即，极耳第二侧边22靠近集流体第二侧边112。极耳第三侧边23和极耳第四侧边24沿第二方向y相对设置，沿第二方向y，极耳第三侧边23与集流体第三侧边113的距离小于极耳第四侧边24与集流体第三侧边113的距离，即，极耳第三侧边23靠近集流体第三侧边113。
78.第三区域z3的第一部分z31包括第一部分第一侧边z311和第一部分第二侧边z312、第一部分第三侧边z313和第一部分第四侧边z314。第一部分第一侧边z311和第一部分第二侧边z312沿第一方向x相对设置，沿第一方向x，第一部分第二侧边z312与极耳第二侧边22相邻，两者之间距离为l2；第一部分第三侧边z313和第一部分第四侧边z314沿第二方向y相对设置，沿第二方向y，第一部分第三侧边z313与极耳第三侧边23相邻，两者之间距离为l3，第一部分第四侧边z314与极耳第四侧边24相邻，两者之间距离为l4。
79.在图4所示的场景中，第三区域z3的第一部分z31的各个侧边以及极耳20的各个侧边可以均为直线，相邻两个侧边平行，例如第一部分第二侧边z312与极耳第二侧边22平行、第一部分第三侧边z313和第一部分第四侧边z314平行、第一部分第四侧边z314与极耳第四侧边24平行。相邻两个侧边之间的距离可以为垂直并连接于这两个侧边的线段的长度。
80.而在相邻两个侧边不平行的场景中，也就是说，在本技术的其他实施例中，第三区域z3的第一部分z31以及极耳20的形状可以并非为图4至图16所示的矩形，而可以是梯形等其他非规则形状，该第三区域z3的第一部分z31以及极耳20的侧边可以包括沿第一方向x和/或沿第二方向y延伸的直线，也可以是未沿第一方向x和第二方向y延伸的斜线，甚至是弧线、曲线等，对此，获取相邻两个侧边之间的距离的方式包括但不限于如下之一：
81.一、可以为沿对应方向的最小距离。例如，沿第一方向x，第一部分第二侧边z312与极耳第二侧边22之间的最小距离为这两个侧边之间的距离l2。
82.二、可以为相邻两个侧边之间的平均距离。仍以测量第一部分第二侧边z312与极耳第二侧边22之间的距离l2为例，沿第二方向y将第一部分第二侧边z312与极耳第二侧边22分别划分为等距离设置的多段，划分的分段越多，测量结果越准确。在每一分段中设置沿第一方向x设置的两个采样点a1、a2，这两个采样点a1、a2分别位于第一部分第二侧边z312与极耳第二侧边22上，采样点a1、a2为位于第一方向x上的两个点，沿第一方向x每一段之间的距离为两个采样点a1、a2之间的距离，以此为例，测量全部分段中两个采样点a1、a2之间的距离，并计算平均值，将该平均值作为相邻两个侧边之间的距离。
83.极耳20的各个侧边与第三区域z3的第一部分z31的各个侧边之间具有一定距离，通过控制该距离，例如缩小相邻两个侧边之间的距离，可以进一步减少极片10所暴露的导电区域，另外，在极耳20与第三区域的第一部分z31连接时，避免极耳20与邻近第三区域z3的第一部分z31的第一绝缘层13接触，有利于提高极耳20与第三区域z3的第一部分z31连接的稳定性。在一些实施例中，满足以下条件中的至少一个：l2≤10mm；l3≤10mm；l4≤10mm。上述相邻侧边之间的距离，有利于在改善极耳20与极片10电连接稳定的同时，使得极片10的未被极耳20遮盖的导电区域较小。可选地，极耳20与第三区域z3的第一部分z31的比例可以为0.3至1，极片10所暴露的导电区域较小。
84.极片10可以由整张极片胚料10a裁剪得到，例如，请一并参阅图2和图4所示，理论上沿虚线o1裁剪极片胚料10a，可得到两个极片10。应理解，在实际裁剪过程中，由于工艺误差等原因，实际裁剪的路线并非为虚线o1，而可以是沿虚线o2，从而得到图3和图4所示的极
片10。
85.请参阅图4所示，第一部分第一侧边z311与集流体第一侧边111之间的距离w1满足0《w1≤10mm。w1可以根据电化学装置1的尺寸、类型等适应性设置，例如w1的取值可以为8mm，5mm，3mm，2mm等。于此，本实施例允许裁剪工艺误差的存在，有利于降低裁剪工艺精度。
86.第三区域z3的第一部分z31可以是规则的矩形，也可以是其他形状，本技术不予以限制。例如制备工艺等误差，导致沿第二方向y，第一部分第一侧边z311的长度与第一部分第二侧边z312的长度不相等。在一些实施例中，第一部分第一侧边z311的长度与第一部分第二侧边z312的长度的差异度在一定阈值内，例如不大于5％，有利于在改善极耳20与极片10电连接稳定的同时，使得极片10的未被极耳20遮盖的导电区域较小。差异度可以理解为两侧边的长度差值与第一部分第一侧边z311和第一部分第二侧边z312中最长的一个侧边的百分比。在图2至图4所示的场景中，第一部分第一侧边z311的长度与第一部分第二侧边z312的长度相等，这两个侧边的长度的差异度为零。
87.请参阅图1至图6所示，第一绝缘层13为采用绝缘材料形成的膜，该第一绝缘层13设置于第二区域z2，并用于将第二区域z2与其他导电元件(例如极耳20、电解液等)电气绝缘，沿集流体11厚度方向，第二区域z2的正投影围绕第三区域z3的第一部分z31的正投影，第三区域z3的第一部分z31可以为极片10与极耳20电连接的区域，该区域为导电区域。于此，沿第一方向x，第一方向x为集流体11的宽度方向，极片10所暴露的导电区域的长度小于极片10的长度，极片10所暴露的导电区域较小，在极片10与极耳20连接后，极片10未被极耳20遮盖的区域较小，从而可以降低安全风险，例如在对电化学装置1进行穿刺操作时减小发生短路的风险。
88.进一步可选地，极耳20与极片10电连接的区域可以设置有密封件(图未示出)，该密封件不仅覆盖极耳20与极片10的连接区域，用于避免连接区域的焊接毛刺刺破包装袋30，还可以覆盖整个第三区域z3的第一部分z31。在一实施例中，密封件包括但不限于为胶纸或密封胶等绝缘件。
89.第二实施例
90.本技术采用相同标号以标识相同名称的结构元件。在前述实施例的描述基础上，但与其不同的是，请参阅图7至图9，在本实施例中，第二区域z2沿集流体11厚度方向的正投影与集流体第一侧边111沿集流体11厚度方向的正投影的一部分，共同围绕第三区域z3的第一部分z31沿集流体11厚度方向的正投影。也就是说，沿集流体11厚度方向观察，第一部分第一侧边z311与集流体第一侧边111重合，w1＝0。相比较于前述图4所示，请参阅图7和图9所示，沿虚线o1裁剪极片胚料10a，可得到本实施例的两个极片10，裁剪工艺精准，使得极片10暴露的导电区域(第三区域z3的第一部分z31)符合设计。
91.第三实施例
92.在制备形成第三区域z3的第一部分z31时，为了尽可能避免极耳20和第一绝缘层13在集流体11的第三端部叠加、增加电化学装置1的厚度，以及进而对电化学装置1的能量密度产生不利影响，可以采用冲压工艺冲掉第一部分第三侧边z313和集流体第一侧边111之间的第一绝缘层13，并留下弧形缺口。请参阅图10和图11，在本实施例中，第一部分第三侧边z313和第一部分第四侧边z314各自独立地包括弧形部分。该弧形部分设置在集流体11的第一端部。其他实施例可以包括类弧形部分。下面以弧形部分为例进行描述。
93.在一些实施例中，沿第一方向x，弧形部分的延伸长度不大于10mm，弧形部分的延伸长度较小，弧形缺口的区域较小，使得弧形缺口不会影响极耳20与第三区域z3的第一部分z31连接的稳定性。所谓延伸长度可以理解为：沿第一方向x，弧形部分的起点与终点之间的直线距离。于此，通过测量弧形部分沿沿第一方向x的起点与终点之间的直线距离，即可得到弧形部分的延伸长度。
94.所述弧形部分的起点指的是：弧形部分沿第一方向x最左端的点，即弧形部分与集流体第三侧边113距离最近的点。
95.所述弧形部分的终点指的是：弧形部分沿第一方向x最右端的点，即弧形部分与集流体第三侧边113距离最远的点。
96.在一些实施例中，第一部分第一侧边z311的长度与第一部分第二侧边z312的长度的差异度可以大于5％。例如，在图12和13所示的场景中，第三区域z3的第一部分z31的上端设置有弧形部分，形成弧形缺口，第一部分第一侧边z311的长度小于第一部分第二侧边z312的长度。应理解，第一部分第一侧边z311的长度为：沿第二方向y，第一部分第三侧边z313的弧形部分的终点与第一部分第四侧边z314的弧形部分的终点之间的距离。
97.第四实施例
98.在前述第二实施例的描述基础上，但与其不同的是，请参阅图12至图14，在本实施例中，第三区域z3还包括第二部分z32，第三区域z3的第一部分z31和第三区域z3的第二部分z32沿第一方向x相对设置。第二区域z2沿集流体11厚度方向的正投影与集流体第二侧边112沿集流体11厚度方向的正投影一起围绕第三区域z3的第二部分z32沿集流体厚度方向的正投影。
99.第三区域z3的第二部分z32包括第二部分第一侧边z321和第二部分第二侧边z322、第二部分第三侧边z323和第二部分第四侧边z324。第二部分第一侧边z321和第二部分第二侧边z322沿第一方向x相对设置，沿第一方向x，第二部分第一侧边z321与集流体第二侧边112相邻。第二部分第二侧边z322与集流体第二侧边112重合。第二部分第三侧边z323和第二部分第四侧边z324沿第二方向y相对设置。
100.在一些实施例中，第三区域z3的第二部分z32满足以下四个条件中的至少一个：
101.(1)沿第一方向x，第二部分第一侧边z321与集流体第二侧边112的距离w2满足不大于0《w2≤10mm，第三区域z3的第二部分z32在第一方向x上的长度较小，进一步降低极片10所暴露的导电区域。
102.(2)沿第二方向y，第二部分第一侧边z321的长度与第一部分第二侧边z312的长度的差异度不大于5％。
103.(3)第二部分第三侧边z323与第一部分第三侧边z313位于一条直线上。
104.(4)第二部分第四侧边z324与第一部分第四侧边z314位于一条直线上。
105.相比较于前述图2和图3所示，请参阅图12和图13所示，沿虚线o3裁剪极片胚料10a，相邻两条虚线o3之间的部分，即可得到本实施例的一个极片10。在由整张极片胚料10a裁剪得到单个极片10的场景中，允许裁剪工艺误差的存在，降低裁剪工艺精度。基于此裁剪工艺，前述条件(3)和(4)中的两条侧边位于一条直线上，包括：两条侧边位于一条直线上，或者大致位于一条直线上。大致位于一条直线上可以理解为：沿第二方向y，两条侧边之间的最大距离小于预设阈值。该预设阈值可以根据生产工艺误差而设定，例如为2mm。
106.另外，对于其他形状的第三区域z3的第一部分z31和第三区域z3的第二部分z32，极片胚料10a的相邻两条虚线o3之间的部分为其他形状，前述条件(3)和(4)中的两条侧边可能完全无法位于一条直线上，例如，在对极片胚料10a裁剪之前，第二部分第三侧边z323与第一部分第三侧边z313是位于一条弧线上，在裁剪之后，由于这两个侧边为相邻两条虚线o3之间的同一个图形的一个侧边，因此，沿第二方向y，第二部分第一侧边z321的长度与第一部分第二侧边z312的长度的差异度应当位于一定阈值范围内，例如不大于5％。
107.应理解，前述任一实施例的极片10的结构设计，仅为示例性展示，其他实施例可以设置第三区域z3的形状不同于前述，只要实现：第二区域z2沿集流体11厚度方向的正投影至少部分围绕第三区域z3的第一部分z31沿集流体11厚度方向的正投影，于此，沿第一方向x，极片10所暴露的导电区域的长度小于极片10的长度，极片10所暴露的导电区域较小，在极片10与极耳20连接后，极片10未被极耳20遮盖的区域较小，从而可以降低安全风险，例如在对电化学装置1进行穿刺操作时减小发生短路的风险。
108.在前述任一实施例的描述基础上，请一并参阅图15至图16所示，极片10还包括第二活性材料层12a和第二绝缘层13a，集流体11的第二表面包括第四区域z4、第五区域z5和第六区域z6。第四区域z4设置有第二活性材料层12a，第五区域z5设置有第二绝缘层13a，第五区域z5沿集流体11厚度方向的正投影至少部分围绕所述第六区域z6沿集流体11厚度方向的正投影。
109.第二活性材料层12a和第一活性材料层12的材料可以相同，也可以不相同。第二绝缘层13a和第一绝缘层13的材料可以相同，也可以不相同。制备第二绝缘层13a和第一绝缘层13的绝缘材料以及绝缘性能可根据实际所需而定，例如，在一些场景中，任一绝缘层的绝缘材料可包括氧化铝、氧化锆中的一种或组合；在一些场景中，任一绝缘层的绝缘阻抗可以大于或等于0.1gohm，可选地，绝缘阻抗大于或等于1gohm，电气绝缘性能良好。
110.于此，沿集流体11厚度方向，第六区域z6和第三区域z3至少部分重叠，有利于提高极耳20与第三区域z3焊接的稳定性。
111.在一些实施例中，第六区域z6和第三区域z3满足下列三个条件之一：
112.(1)第六区域z6沿集流体11厚度方向的正投影落入第三区域z3沿集流体厚度方向的正投影内。
113.(2)第三区域z3沿集流体11厚度方向的正投影落入第六区域z6沿集流体11厚度方向的正投影内。
114.(3)第六区域z6沿集流体11厚度方向的正投影与第三区域z3沿集流体11厚度方向的正投影重合，例如图15和图16所示。
115.另外，在本技术的一些实施例中，第三区域z3包括集流体11暴露的空白区，该空白区直接暴露集流体11的表面，也就是说，集流体11直接与极耳20连接，有利于降低极耳20在集流体11的第三端部叠加，降低电化学装置1的厚度，提高电化学装置1的能量密度。
116.在本技术的一些实施例中，第三区域z3设有镀层(未图示)，极耳20通过镀层与集流体11连接。该镀层可以有利于极耳20与集流体11的稳定连接，有利于实现两者之间良好的电性接触。该镀层的具体种类，本技术不予以限制，例如，镀层的热导率可以大于集流体11的热导率，有利于将集流体11及电化学装置1内部产生的热量通过镀层传导至极耳20并传导至外界，有利于电化学装置1的散热。又例如，镀层的导电性能大于集流体11的导电性
能，有利于提高集流体11与极耳20的电性连接，降低电性连接的电阻。
117.前述任一实施例的极片10既可以为正极极片，也可以为负极极片，还可以正极极片和负极极片均采用上述任一实施例的极片10设计。
118.正极极片
119.正极极片可以包括正极集流体和形成于正极集流体的两个表面上的正极活性物质层(例如第一活性材料层12和第二活性材料层12a)、绝缘层(例如第一绝缘层13和第二绝缘层13a)，该正极活性物质层包含正极活性物质。
120.正极集流体(例如集流体11)的材质没有特别限制，可以为任何适于用作正极集流体的材质。在一些实例中，正极集流体包括但不限于：铝(al)、不锈钢、镍(ni)、钛(ti)、钽(ta)等金属材料；碳布、碳纸等碳材料。
121.在一些实现中，正极活性物质层可以是一层或多层，多层正极活性物质中的每层包含相同或不同的正极活性物质。正极活性物质为能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子等金属离子的物质。优选地，正极活性物质层的可充电容量小于负极活性物质层的放电容量，以防止充电时锂金属析出在负极极片上。
122.本技术实施例并不限定正极活性物质的种类，只要是能够以电化学方式吸藏和释放金属离子(例如，锂离子)即可。在一些实现中，正极活性物质可以为含有锂和至少一种过渡金属的物质。正极活性物质的实例可包括但不限于：锂过渡金属复合氧化物和含锂过渡金属磷酸化合物，过渡金属包括但不限于为钒(v)、钛(ti)、铬(cr)、锰(mn)、铁(fe)、钴(co)、镍(ni)、铜(cu)等。
123.在正极活性物质的表面可附着与其组成不同的物质。该附着物质包括但不限于：氧化铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化锆、氧化镁、氧化钙、氧化硼、氧化锑、氧化铋等氧化物；硫酸锂、硫酸钠、硫酸钾、硫酸镁、硫酸钙、硫酸铝等硫酸盐；碳酸锂、碳酸钙、碳酸镁等碳酸盐；碳等。
124.物质附着于正极活性物质层表面的方法包括但不限于：使附着物质溶解或悬浮于溶剂中而渗入添加到该正极活性物质中并进行干燥的方法；使附着物质溶解或悬浮于溶剂中，在渗入添加到该正极活性物质中后，利用加热等使其反应的方法；添加到正极活性物质前体中同时进行烧制的方法等。在附着碳的实例中，可以使用碳材料(例如活性炭等)进行机械附着的方法。
125.在正极活性物质层表面附着物质，可抑制正极活性物质层表面的电解液的氧化反应，有利于提高电化学装置1的寿命。本文的描述中，可以将正极活性物质层及其表面的附着物质也称为正极活性物质层。
126.正极绝缘层包括但不限于为氧化铝、氧化锆、氢氧化铝、氧化硅、勃姆石和氧化钛等中的至少一种，或者多种的组合。可选地，加入质量比3-15％的粘结剂混合而成。
127.负极极片
128.负极极片可以包括负极集流体和形成于负极集流体的两个表面上的负极活性物质层(例如第一活性材料层12和第二活性材料层12a)、绝缘层(例如第一绝缘层13和第二绝缘层13a)，该负极活性物质层包含负极活性物质。
129.在一些实现中，负极集流体(例如集流体11)包括但不限于为：金属箔、金属薄膜、金属网、冲压金属板、发泡金属板等；导电性树脂板。
130.在一些实现中，负极活性物质层可以是一层或多层，多层负极活性物质中的每层可以包含相同或不同的负极活性物质。负极活性物质为任何能够可逆地嵌入和脱嵌锂离子等金属离子的物质。
131.本技术实施例不限定负极活性物质的种类，只要是能够以电化学方式吸藏和释放金属离子即可。在一些实例中，负极活性物质包括但不限于：锂过渡金属复合氧化物、含锂过渡金属磷酸化合物、石墨、硬质碳、软质碳等碳材料、硅(si)、以siox(0＜x＜2)表示的硅氧化物等含硅化合物、金属锂、与锂形成合金的金属及其合金、以二氧化锡等氧化物为主体的非晶化合物和钛酸锂。
132.负极绝缘层包括但不限于为氧化铝、氧化锆、氢氧化铝、勃姆石、氧化硅和氧化钛等中的至少一种，或者多种的组合。可选地，加入质量百分比为3-15％的粘结剂混合而成。
133.隔离层
134.隔离层，设置于正极极片和负极极片之间，用于隔离正极极片和负极极片，并使电化学装置1内的电子不能自由穿过，而让电解液中的离子自由通过。正极极片、负极极片以及隔离层卷绕形成电化学装置1的电极组件。
135.在前述各个实施例所示的场景中，第三区域z3设置于极片10的头部，在卷绕形成的电极组件中，与该第三区域z3电连接的极耳20位于极片10的头部，即位于电极组件的最内圈。
136.在卷绕形成的电极组件中，第三区域z3也可以设置于正极极片的尾部，与该第三区域z3电连接的极耳20位于正极极片的尾部，即位于电极组件的最外圈。或者，在其他实施例中，第三区域z3可以设置于负极极片的头部或尾部，也可以实现前述有益效果。
137.本技术又一实施例提供一种电子装置，包括上述任一实施例的电化学装置1。
138.电子装置可以以各种具体形式来实施，例如，无人机、电动车、电动清洁工具、储能产品、电动汽车、电动自行车、电动导航工具等电子产品。在实用场景中，电子装置具体包括但不限于为：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。
139.本领域技术人员可理解的是，除特别用于移动目的的元件之外，根据本技术实施例的构造也能够应用于固定类型的电子装置。
140.由于电子装置具有前述任一实施例的电化学装置1，因此，该电子装置能够产生对应实施例的电化学装置1具有的有益效果。
141.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。
142.另外，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。
143.以下通过具体实施例对本技术的技术方案做示例性描述：
144.实施例1
145.正极极片采用上述图9所示结构设计，并卷绕形成电极组件，l2为2mm，l3和l4均为2mm，第一绝缘层13由质量百分比为90％的氧化铝和10％的粘结剂结成。
146.实施例2：
147.正极极片采用上述图9所示结构设计，并卷绕形成电极组件，l2为1.5mm，l3和l4均为2mm，第一绝缘层13由质量百分比为90％的氧化铝和10％的粘结剂结成。
148.实施例3：
149.正极极片采用上述图9所示结构设计，并卷绕形成电极组件，l2为2mm，l3和l4均为1.5mm，第一绝缘层13由质量百分比为90％的氧化铝和10％的粘结剂结成。
150.实施例4：
151.正极极片采用上述图9所示结构设计，并卷绕形成电极组件，l2为2mm，l3和l4均为2mm，第一绝缘层13由质量百分比为85％的氧化铝和15％的粘结剂结成。
152.实施例5：
153.正极极片采用上述图9所示结构设计，并卷绕形成电极组件，l2为1.5mm，l3和l4均为2mm，第一绝缘层13由质量百分比为85％的氧化铝和15％的粘结剂结成。
154.实施例6：
155.正极极片采用上述图9所示结构设计，并卷绕形成电极组件，l2为2mm，l3和l4均为1.5mm，第一绝缘层13由质量百分比为85％的氧化铝和15％的粘结剂结成。
156.实施例7：
157.正极极片采用上述图14所示结构设计，并卷绕形成电极组件，第三区域z3的第一部分z31为矩形，第三区域z3的第一部分z31的长度为2mm，宽度为8mm，第一绝缘层13由质量百分比为90％的氧化铝和10％的粘结剂结成。
158.实施例8：
159.正极极片采用上述图14所示结构设计，并卷绕形成电极组件，第三区域z3的第一部分z31为矩形，第三区域z3的第一部分z31的长度为1.5mm，宽度为8mm，第一绝缘层13由质量百分比为90％的氧化铝和10％的粘结剂结成。
160.实施例9：
161.正极极片采用上述图14所示结构设计，并卷绕形成电极组件，第三区域z3的第一部分z31为矩形，第三区域z3的第一部分z31的长度为3mm，宽度为8mm，第一绝缘层13由质量百分比为90％的氧化铝和10％的粘结剂结成。
162.实施例10：
163.正极极片采用上述图14所示结构设计，并卷绕形成电极组件，第三区域z3的第一部分z31为矩形，第三区域z3的第一部分z31的长度为2mm，宽度为10mm，第一绝缘层13由质量百分比为90％的氧化铝和10％的粘结剂结成。
164.实施例11：
165.正极极片采用上述图14所示结构设计，并卷绕形成电极组件，第三区域z3的第一
部分z31为矩形，第三区域z3的第一部分z31的长度为2mm，宽度为12mm，第一绝缘层13由质量百分比为90％的氧化铝和10％的粘结剂结成。
166.实施例12：
167.正极极片采用上述图14所示结构设计，并卷绕形成电极组件，第三区域z3的第一部分z31为矩形，第三区域z3的第一部分z31的长度为2mm，宽度为14mm，第一绝缘层13由质量百分比为90％的氧化铝和10％的粘结剂结成。
168.对比例：
169.正极极片采用现有技术，并卷绕形成电极组件。正极极片的活性材料包括钴酸锂，集流体为铝箔且厚度为9mm。
170.针刺测试方法
171.1)将锂离子电池充电至4.2v-4.4v；
172.2)用直径2.5mm的钢钉穿透整个锂离子电池(即电化学装置1)；
173.3)测量整个过程的温度，观察现象；
174.通过标准为锂离子电池不着火、不爆炸。
175.实施例1-12与对比例的性能测试结果如下表所示。在下表中，针刺通过率为通过针刺测试的锂离子电池的比例，表示为“m/n”,n为测试的锂离子电池的数量，m为通过针刺测试且未发生短路的锂离子电池的数量。
[0176] 针刺通过率实施例110/10实施例210/10实施例310/10实施例410/10实施例510/10实施例610/10实施例710/10实施例810/10实施例910/10实施例1010/10实施例1110/10实施例1210/10对比例4/10
[0177]
结果表明，相比于传统的锂离子电池(对比例)，本技术实施例的电化学装置1具有如下特点：在对电化学装置1进行穿刺操作时，可以减小发生短路的风险，从而可以降低安全风险。
[0178]
以上所述仅为本技术的部分实施例，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包括在本技术的专利保护范围内。