一种电化学装置及用电设备的制作方法

1.本发明实施例涉及电池技术领域，特别是涉及一种电化学装置及用电设备。


背景技术：

2.电化学装置包括电芯、两个集流盘和壳体，电芯设置在壳体内，电芯的两端分别设有阴极极耳和阳极极耳，两个集流盘分别与阴极极耳和阳极极耳焊接，在电化学装置完成封装后，阳极极耳通过集流盘与壳体连接，为了防止阴极极耳与电化学装置的壳体接触导致阴极和阳极发生短路，需要在阴极极耳与壳体间以及与阴极极耳连接的集流盘和壳体间设置绝缘结构。目前的电化学装置，通过将绝缘胶纸包裹到阴极极耳背离阳极极耳的表面的周缘，再将集流盘焊接在阴极极耳背离阳极极耳的表面，最后在集流盘背向阴极极耳的表面设置绝缘片。
3.目前的电化学装置，阴极极耳背离阳极极耳的表面的周缘包裹有绝缘胶纸，且绝缘胶纸与集流盘边缘部分重叠，由于绝缘胶纸本身具有一定厚度以及弹性，导致集流盘与阴极极耳的表面存在一定间隙，无法良好地贴合在一起，并且因为集流盘与阴极极耳采用电焊的方式，有效焊接面积更小，在焊接时容易造成焊接不良。


技术实现要素：

4.本发明实施例主要解决的技术问题是提供一种电化学装置，能够提高目前电化学装置集流盘与阴极极耳之间焊接的可靠性。
5.为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种电化学装置，包括壳体、电极组件、集流盘和绝缘件。所述壳体设置有容纳腔，所述电极组件设置于所述容纳腔，所述电极组件设置有第一极耳和第二极耳。所述集流盘设置于所述第一极耳背离所述电极组件的表面，所述集流盘与所述第一极耳背离所述电极组件的表面焊接固定，其中，所述集流盘与所述第一极耳的焊接轨迹在第一极耳背离所述电极组件的表面的投影为连续的焊线；壳体与第二极耳电连接，所述绝缘件包覆所述集流盘的周缘以及所述第一极耳的周缘，以将所述第一极耳和壳体绝缘。
6.可选的，所述焊线为曲线，沿所述焊线的第一端往第二端的方向，所述焊线的连接线段的长度逐渐增大，所述焊线的连接线段为位于所述焊线相邻的波峰和波谷之间的连线，所述焊线的第二端较焊线的第一端更靠近所述集流盘的边缘。
7.可选的，所述焊线的夹角θ1满足：0
°
＜θ1≤90
°
；其中，θ1为第一切线和第二切线之间的夹角，所述第一切线为所述焊线的第一端的端点与所述焊线最大波峰的连线，所述第二切线为所述焊线的第一端的端点与所述焊线的最大波谷的连线。
8.可选的，所述焊线的变化角度θ2满足：θ2＜60
°
，所述变化角度θ2为焊线相邻两个连接线段之间的夹角。
9.可选的，所述第一极耳背离所述电极组件的表面的形状为圆形，所述焊线的第一端至第二端的总长度大于所述第一极耳背离所述电极组件的表面的半径。
10.可选的，所述焊线的数量为多条，多条所述焊线环绕所述第一极耳背离所述电极组件的表面的中心间隔排列。
11.可选的，所述焊线的宽度w1满足：50μm＜w1＜500μm。
12.可选的，所述绝缘件包覆所述电极组件设置有第一极耳的一端的外周面。
13.可选的，沿着所述第一极耳背离所述电极组件的表面的边缘朝向所述第一极耳背离所述电极组件的表面的中心点的方向，所述绝缘件的宽度w2满足：1mm≤w2≤3mm。
14.可选的，所述电化学装置还包括绝缘片，所述绝缘片盖设于所述绝缘件背离所述集流盘的表面。
15.可选的，所述电化学装置还包括绝缘片，所述绝缘片盖设于所述集流盘背离所述第一极耳的表面，所述绝缘件包覆所述绝缘片的周缘。
16.可选的，所述壳体设置有与所述容纳腔连通的开口；所述电化学装置还包括顶盖和电极，所述顶盖固定于所述开口，所述电极设置于顶盖，所述电极与所述集流盘连接，所述第二极耳与所述壳体电连接。
17.为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种用电设备，包括上述电化学装置。
18.本发明实施例的有益效果是：本发明实施例提供的电化学装置，包括壳体、电极组件、集流盘和绝缘件。壳体设置有容纳腔，电极组件设置于容纳腔，电极组件设置有第一极耳和第二极耳，集流盘设置于第一极耳背离电极组件的表面，集流盘与第一极耳背离电极组件的表面焊接固定，且集流盘与第一极耳的焊接轨迹在第一极耳背离电极组件的表面的投影为连续的焊线；绝缘件包覆集流盘的周缘以及第一极耳的周缘，以将第一极耳和第二极耳绝缘。如此，集流盘与第一极耳背离电极组件的表面直接接触，可更好地贴合在一起，且连续的焊线使集流盘与第一极耳之间有更大的有效焊接面积。即是，本技术实施例提供的电化学装置可以提高目前电化学装置集流盘与阴极极耳之间焊接的可靠性。
附图说明
19.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术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技术的一些实施例，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。
20.图1是本技术其中一实施例提供的电化学装置的剖面示意图；图2是图1的集流盘焊接于第一极耳时焊线的轨迹的示意图；图2a是图2的局部放大图；图3是本技术其中另一实施例提供的集流盘焊接于第一极耳时焊线的轨迹的示意图；图4是本技术其中又一实施例提供的集流盘焊接于第一极耳时焊线的轨迹的示意图；图5是本技术其中再一实施例提供的集流盘焊接于第一极耳时焊线的轨迹的示意图；图6是本技术其中一实施例提供的焊线的夹角θ1的示意图；
图7是本技术其中一实施例提供的焊线的变化角度θ2的示意图；图8是图2的集流盘的连接部弯折后，绝缘件包覆集流盘的周缘以及第一极耳的周缘的示意图；图9是本技术其中一实施例提供的绝缘片的示意图；图10是本技术其中一实施例提供的电化学装置的剖面示意图。
21.图中：1000、电化学装置；1、壳体；11、容纳腔；12、开口；13、限位凸起；2、电极组件；3、第一极耳；4、第二极耳；5、集流盘；51、盘体；52、连接部；53、焊线；l、连接线段；t、波峰；b、波谷；l1、第一切线；l2、第二切线；o、焊线的第一端的端点； w2、绝缘件的宽度；θ1、焊线的夹角；θ2、焊线的变化角度；6、绝缘件；61、第一部分；62、第二部分；7、绝缘片；71、通孔；8、顶盖；9、电极。
具体实施方式
22.为了便于理解本发明，下面结合附图和具体实施例，对本发明进行更详细的说明。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。
23.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发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本发明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，不是用于限制本发明。
24.请参阅图1，在本实施例中，电化学装置1000包括壳体1、电极组件2、集流盘5和绝缘件6。壳体1用于稳固、支承和保护电化学装置1000的其它部件，壳体1设置有容纳腔11，电极组件2、集流盘5和绝缘件6设置于容纳腔11内。电极组件2的两端分别设置有第一极耳3和第二极耳4，第二极耳4与壳体1电连接。集流盘5设置于第一极耳3背离电极组件2的表面，集流盘5与第一极耳3电连接。绝缘件6包覆集流盘5的周缘以及第一极耳3的周缘，绝缘件6将集流盘5和第一极耳3与壳体1的内壁隔开，以将第一极耳3和第二极耳4绝缘。
25.在本实施例中，壳体1整体呈空心圆柱体结构，壳体1具有相对设置的第一端部和第二端部，容纳腔11自壳体1的第一端部往壳体1的第二端部延伸。壳体1的第一端部设置有开口12，开口12与容纳腔11连通。壳体1的第一端部的内壁向内凸出形成环形的限位凸起13，限位凸起13用于对电极组件2起限位作用，防止电极组件2在容纳腔11内上下窜动。可以理解的是，在其它一些实施例中，壳体1的形状不限于为圆柱体，壳体1还可以为长方体或者其它柱状结构。
26.在本实施例中，电极组件2包括第一极片、第二极片和绝缘层。第一极片、绝缘层和第二极片层叠设置，第一极片和第二极片之间由绝缘层分隔开，第一极片、第二极片和绝缘层共同卷绕形成圆柱体状结构，其中，第一极片为阴极极片，第二极片为阳极极片。卷绕后的电极组件2具有相对设置的第一端面和第二端面，第一端面和第二端面的形状均为圆形。卷绕后的第一极片朝向第一端面的一侧凸出于第一端面，第一极片凸出于第一端面的部分经过揉平后形成第一极耳3，第一极耳3位于电极组件2的第一端面上，第一极耳3背离第一端面的表面的形状与第一端面相同；卷绕后的第二极片朝向第二端面的一侧凸出于第二端面，第二极片凸出于第二端面的部分经过揉平后形成第二极耳4。可以理解的是，在其它一些实施例中，第一极耳3和第二极耳4不限于为与第一极片和第二极片一体成型，经过第一极片和第二极片揉平后得到，第一极耳3和第二极耳4也可以分别与第一极片和第二极片焊接后，再进行揉平；又或者第一极耳3和第二极耳4成型为所需形态后再分别与第一极片和第二极片焊接。
27.在本实施例中，请参阅图2，集流盘5包括盘体51和连接部52，连接部52的一端与盘体51连接，连接部52用于与电化学装置1000的极柱连接。盘体51与第一极耳3背离电极组件2的表面焊接固定，其中，集流盘5与第一极耳3的焊接轨迹在第一极耳3背离电极组件2的表面的投影为连续的焊线53。焊线53的轨迹为波浪曲线，焊线53的第一端靠近第一极耳3背离第一端面的表面的中心点，焊线53的第二端靠近第一极耳3背离第一端面的表面的边缘；焊线53的数量为四条，四条焊线53环绕第一极耳3背离电极组件2的表面的中心间隔排列。传统的电化学装置在第一极耳的周缘包绝缘胶后，再将集流盘焊接于第一极耳，绝缘胶纸与集流盘边缘部分重叠，导致集流盘与阴极极耳的表面存在一定间隙，进而在焊接时容易造成焊接不良，本实施例提供的电化学装置1000，由于集流盘5直接贴合于第一极耳3的表面并焊接于第一极耳，避免了上述问题的发生；并且相较于点焊形成的分散焊点，采用连续焊接形成连续焊线53的方式，可以增加集流盘5与第一极耳3的焊接面积；连续焊线53采用激光连续划线形成，焊接的速度较使用激光点焊更快，在批量生产过程中可较大程度节省时间。
28.在一些实施例中，为使集流盘5与第一极耳3之间有足够的焊接面积，焊线53的第一端至第二端的总长度大于第一极耳3背离电极组件2的表面的半径r。
29.可以理解的是，焊线53的轨迹和焊线53的数量均不作限制，焊线53的轨迹还可以为直线、螺旋线、正弦曲线、余弦曲线，或各部分组合的曲线。由于焊线53的轨迹不同，焊线53的数量不同均会影响焊接面积，因此焊线53的数量需根据所用焊线53的轨迹相应选择。例如图3所示，焊线53为正弦曲线，焊线53的数量为四条，四条焊线53环绕第一极耳3背离电极组件2的表面的中心间隔排列；又如图4所示，焊线53为直线，焊线53的数量为六条，六条焊线53环绕第一极耳3背离电极组件2的表面的中心间隔排列；再如图5所示，焊线53为螺旋线，焊线53数量为一条，焊线53环绕第一极耳3背离电极组件2的表面的中心螺旋设置。
30.在一些实施例中，请参阅图2和图2a，焊线53的宽度w1满足：50μm＜w1＜500μm，焊线53的宽度w1在上述合适范围内，一方面，焊线53的具有较大的焊接强度，避免了因焊线53的宽度w1过小，焊线53的焊接强度低，进而导致第一极耳3和集流盘5无法良好地焊接在一起，集流盘5与第一极耳3的焊接处内阻变大的问题；另一方面，避免了因轨迹为曲线的焊线53的宽度w1过大导致相邻的连接线段l之间间距小，热影响大，散热慢，进而导致焊接时出
现爆点的问题。
31.在本实施例中，请参阅图2，第一极耳3为第一极片绕卷后，第一极片凸出于第一端面的部分经过揉平后得到，在进行揉平工序时，由于越靠近第一端面的中心点处，第一极耳3层叠的层数越多，可揉平压实形成平面度更小的表面，而远离第一端面的中心点处，第一极耳3层叠的层数少，揉平后形成的表面的平面度较大，因此，第一极耳3的背离电极组件2的表面的边缘处的平面度较大，进而导致在边缘处，盘体51朝向第一极耳3的表面与第一极耳3背离电极组件2的表面的贴合程度较差。为了消除平面度的影响，进一步的，焊线53设置为，沿焊线53的第一端往第二端的方向，焊线53的连接线段l的长度逐渐增大，焊线53的连接线段l为位于焊线53相邻的波峰t和波谷b之间的连线，焊线53的第二端较焊线53的第一端更靠近盘体51的边缘，如此，越靠近第一极耳3的边缘处，第一极耳3与集流盘5之间的焊接面积越大，从而使第一极耳3背离电极组件2的表面与盘体51朝向第一极耳3的表面更好地贴合在一起。
32.请参阅图6，焊线53的夹角θ1为第一切线l1和第二切线l2之间的夹角，其中，第一切线l1为焊线53的第一端的端点o与焊线53最大波峰t的连线，第二切线l2为焊线53的第一端的端点o与焊线53的最大波谷b的连线。焊线53的夹角θ1越大，沿着焊线53的第一端往焊线53的第二端的方向，第一极耳3与集流盘5之间的焊接面积的变化程度越大，反之，第一极耳3与集流盘5之间的焊接面积的变化程度越小。在实际生产过程中，集流盘5通过夹具夹持固定在第一极耳3背离电极组件2的表面，若焊线53的夹角θ1过大，夹具将与焊线53的焊接位置产生干涉，为了满足焊接需求，在一些实施例中，焊线53的夹角θ1满足：0
°
＜θ1≤90
°
。
33.请参阅图7，焊线53的变化角度θ2为焊线53相邻两个连接线段l的切线之间的夹角，当焊线53的变化角度θ2越大，沿着焊线53的第一端往焊线53的第二端的方向，焊线53相邻的连接线段l之间的间隔越大，即焊线53越疏松，相应的第一极耳3与集流盘5之间的焊接面积越小，反之焊线53越密集，第一极耳3与集流盘5之间的焊接面积越大。为了使第一极耳3与集流盘5之间有足够的焊接面积，使第一极耳3背离电极组件2的表面与盘体51朝向第一极耳3的表面更好地贴合在一起，在一些实施例中，焊线53的变化角度θ2满足：θ2＜60
°
。
34.在本实施例中，请参阅图1、图2和图8，绝缘件6包括第一部分61和第二部分62。连接部52朝向开口12方向弯折后，第一部分61环绕覆盖第一极耳3背离电极组件2的表面的边缘，以及，第一部分61覆盖盘体51的边缘。第二部分62是自第一部分61的外周缘朝向电极组件2的第二端弯折后延伸得到的，第二部分62覆盖第一极耳3的侧边，第二部分62远离第一部分61的一端往电极组件2的第二端延伸后覆盖电极组件2第一端的外周面。第一部分61将第一极耳3背离电极组件2的表面边缘、盘体51背离第一极耳3的表面边缘、盘体51的侧面和盘体51的侧面与盘体51背离第一极耳3的表面的连接处均与壳体1隔开，以防止第一极耳3或者集流盘5与壳体1短接；第二部分62将第一极耳3背离电极组件2的表面与第一极耳3的侧面的连接处以及第一极耳3的侧面均与壳体1隔开，以防止第一极耳3与壳体1短接；第二部分62延伸后覆盖电极组件2外周面，第一部分61和第二部分62共同夹持于电极组件2的第一端，使绝缘件6更好地固定于电极组件2。
35.在一些实施例中，为了确保第一极耳3背离电极组件2的表面以及盘体51背离第一极耳3的表面不与限位凸起13接触，沿着第一极耳3背离电极组件2的表面的边缘朝向第一极耳3背离电极组件2的表面的中心点的方向，绝缘件6的宽度w2满足：1mm≤w2≤3mm，即第
一部分61在第一极耳3背离电极组件2的表面上的投影的宽度应大于等于1mm且小于等于3mm。
36.在本实施例中，绝缘件6为绝缘胶纸，绝缘胶纸采用pet(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材料制成，绝缘胶纸具有柔性，绝缘胶纸包裹粘贴在第一极耳3、集流盘5和电极组件2的外周面上。由于绝缘件6具有柔性，从而可更好的包裹贴覆在第一极耳3、集流盘5和电极组件2的表面，且相较于使用硬质材料制成的绝缘件6，柔性材料制成的绝缘件6具有更好的适配性，当绝缘件6随电极组件2沿着开口12装入壳体1的容纳腔11内时，容许有较大的尺寸公差。
37.可以理解的是，在其它一些实施例中，绝缘件6不限于为绝缘胶纸，绝缘件6还可以为热缩膜，热缩膜套设在电极组件2的第一端，以将盘体51和第一极耳3的周缘包覆。
38.可以理解的是，在其它一些实施例中，绝缘胶纸不限于采用pet材料制成，绝缘胶纸的材料不作限制，可根据实际需求进行选择，满足相应的绝缘性能、抗拉强度、耐高温和阻燃性能即可。
39.电化学装置1000在实际使用或者运输过程中，由于振动导致绝缘件6与壳体1发生摩擦和碰撞，进而可能导致绝缘件6破损，绝缘性能降低甚至完全丧失。为了解决上述问题，在一些实施例中，电化学装置1000还包括绝缘片7，绝缘片7设置有通孔。绝缘片7盖设于绝缘件6背离集流盘5的表面，绝缘片7朝向盘体51的表面抵接于盘体51背离第一极耳3的表面，绝缘片7背向盘体51的表面抵接于限位凸起13朝向第一极耳3的表面，集流盘5和限位凸起13共同夹持固定绝缘片7，通孔用于供连接部52穿过。绝缘片7同样将第一极耳3背离电极组件2的表面边缘、盘体51背离第一极耳3的表面边缘、盘体51的侧面和盘体51的侧面与盘体51背离第一极耳3的表面的连接处均与壳体1隔开，绝缘片7起冗余保护的作用；在另一些实施例中，绝缘片7还可以设置在盘体51背离第一极耳3的表面，绝缘片7覆盖盘体51背离第一极耳3的表面的边缘，绝缘件6包覆绝缘片7的周缘，集流盘5和限位凸起13共同夹持固定绝缘片7。而在本实施例中，发明人通过改变绝缘件6的厚度方式，以替代使用采用绝缘片7的方案，具体的，绝缘胶纸的厚度为50μm至80μm。绝缘胶纸的厚度在上述合适范围，一方面，绝缘胶纸的厚度满足具有足够的强度和耐磨性，另一方面，绝缘胶纸的厚度不会因为过大，导致在电化学装置1000装配的过程中，绝缘胶纸与壳体1的内壁发生干涉，导致电极组件2无法装入容纳腔11内。可以理解的是，在其它一些实施例中，绝缘件6为采用pet材料制成的热缩膜，热缩膜的厚度同样可以为50μm至80μm，若绝缘件6为其它材料制成，则可根据实际使用情况，确定绝缘件6的厚度。
40.在本实施例中，电化学装置1000还包括顶盖8和电极9。电极9设置于顶盖8，顶盖8盖设于开口12，以将开口12封闭，顶盖8朝向容纳腔11的一端抵接于限位凸起13，限位凸起13对顶盖8起支撑作用。电极9的第一端凸出于顶盖8背离容纳腔11的表面，电极9的第二端穿过顶盖8后进入容纳腔11，集流盘5的连接部52远离盘体51的一端与电极9连接。
41.本发明实施例提供的电化学装置1000，包括壳体1、电极组件2、集流盘5和绝缘件6。壳体1设置有容纳腔11，电极组件2设置于容纳腔11，电极组件2设置有第一极耳3和第二极耳4，集流盘5设置于第一极耳3背离电极组件2的表面，集流盘5与第一极耳3背离电极组件2的表面焊接固定，且集流盘5与第一极耳3的焊接轨迹在第一极耳3背离电极组件2的表面的投影为连续的焊线53；绝缘件6包覆集流盘5的周缘以及第一极耳3的周缘，以将第一极
耳3和第二极耳4绝缘。如此，集流盘5与第一极耳3背离电极组件2的表面直接接触，可更好地贴合在一起，且连续的焊线53使集流盘5与第一极耳3之间有更大的有效焊接面积。即是，本技术实施例提供的电化学装置1000可以提高目前电化学装置1000集流盘5与阴极极耳之间焊接的可靠性。
42.基于同一发明构思，本技术另一实施例还提供一种用电设备，包括上述任意实施例中所述的电化学装置1000，对于电化学装置1000的结构和功能请参阅上述实施例，此处不再一一赘述。
43.需要说明的是，本发明的说明书及其附图中给出了本发明的较佳的实施例，但是，本发明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发明内容的额外限制，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。并且，上述各技术特征继续相互组合，形成未在上面列举的各种实施例，均视为本发明说明书记载的范围；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发明所附权利要求的保护范围。