电化学装置以及电子装置的制作方法

本申请涉及电池，特别是涉及一种电化学装置以及电子装置。

背景技术：

1、电化学装置(例如锂离子电池)作为诸如便携式电子装置等的主要能量源，其直接关系到这类便携式电子装置的制造成本、使用寿命、安全性能等等。相关技术中，电化学装置在充放电循环过程中，电极组件会发生膨胀且不断累积，容易出现正负极极片之间的界面不良，因而电化学装置的容量迅速衰减，导致电化学装置的循环寿命缩短。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供了一种电化学装置以及电子装置，旨在延缓电化学装置中电极组件的膨胀速度，进而改善电化学装置的循环寿命。

2、根据本申请的第一方面，提供一种电化学装置，其包括：壳体、电极组件和第一夹持件。所述电极组件和所述第一夹持件均容置于所述壳体内。所述第一夹持件包括沿所述电极组件的厚度方向相对设置的第一夹持体和第二夹持体。所述第一夹持体与所述电极组件在第一区域接触，所述第二夹持与所述电极组件在第二区域接触。

3、所述第一夹持件被配置为：在所述电极组件的温度小于第一温度时，沿所述电极组件的厚度方向，所述第一区域与所述第二区域之间的距离为第一距离h1；在所述电极组件的温度大于第一温度时，沿所述电极组件的厚度方向，所述第一区域与所述第二区域之间的距离为第二距离h2；其中，h1＜h2，且3％≤(h2-h1)/h2。

4、在所述电极组件的温度小于第一温度时，第一区域与所述第二区域的距离较小，有效缩短沿电极组件厚度方向，处于第一区域和第二区域之间的第一极片和隔离膜，以及第二极片和隔离膜之间的间隙，从而减小电化学装置的整体阻抗。电化学装置在充电过程中，处于电极组件第一部分内的锂离子从第一极片脱出后，更易嵌入第二极片，减少锂离子在第二极片表面的积累。

5、在所述电极组件的温度大于第一温度时，第一区域与所述第二区域的距离较大。沿电极组件厚度方向，处于第一区域和第二区域之间的第一极片和隔离膜，以及第二极片和隔离膜之间的间隙较大，有利于电解液的补充和扩散，从而改善电化学装置析锂的情形。

6、通过上述设置，可以延缓电化学装置的膨胀速度，进而改善电化学装置的循环寿命

7、在本申请一些实施例中，5％≤(h2-h1)/h2≤20％。通过设置5％≤(h2-h1)/h2≤20％，电化学装置具有较优的循环性能。优于(h2-h1)/h2大于20％的电化学装置的循环性能。这可能是因为，当(h2-h1)/h2过大，电极组件被夹持部分的厚度变化过大，受到的夹持力变化过大，容易引起电极组件内部正极和隔离膜之间以及负极和隔离膜之间的相互运动，影响正极活性材料层表面和负极活性材料层表面材料的局部损失，影响电化学装置的循环性能。

8、在本申请一些实施例中，10％≤h2-h1)/h2≤15％。

9、在本申请一些实施例中，所述第一夹持体与所述第二夹持体中的至少一个包括形状记忆材料。使用形状记忆材料，形状记忆材料具有记忆温度，在低于记忆温度和高于记忆温度可以维持不同的形态。易于产业制造，且与电极组件接触稳定性比较好。

10、在本申请一些实施例中，所述形状记忆材料包括形状记忆合金、形状记忆高分子材料或形状记忆陶瓷材料中的至少一种。

11、在本申请一些实施例中，所述第一温度为30℃～65℃。

12、在本申请一些实施例中，所述第一夹持件包括第一连接部，所述第一连接部分别连接所述第一夹持体和所述第二夹持体；

13、沿所述电极组件的长度方向，所述第一连接部设置在所述电极组件和所述壳体之间。第一连接部设置在电极组件和壳体之间，可以在电极组件跌落时，起缓冲作用，提升电极组件安全性能。

14、在本申请一些实施例中，所述电极组件还包括极耳；

15、所述电极组件包括沿电极组件长度方向相对设置的第一端和第二端；

16、所述极耳设置在所述第二端；

17、所述第一区域和所述第二区域设置在所述第一端。

18、电解液从第一端进入电极组件内部。将第一区域和第二区域设置在第一端，即，夹持件夹持第一端，一方面，由于第一端的第一极片和隔离膜，以及第二极片与隔离膜之前的的间隙较大，在电极组件温度小于第一温度时，夹持第一端，第一端的第一极片和隔离膜以及第二极片与隔离膜之间的间隙可以起到更明显的改产效果。可以明显改产内阻。

19、另一方面，由于电解液可以从第一端进入电极组件内部，夹持第一端，在电极组件温度大于第一温度时，夹持体较之前张开，更多的电解液可以扩散进入电极组件内部。即，改善电解液扩散的效果更好。

20、在本申请一些实施例中，所述电化学装置包括第二夹持件。所述第二夹持件包括沿所述电极组件厚度方向相对设置的第三夹持体和第四夹持体。所述第三夹持体与所述电极组件在第三区域接触，所述第四夹持体与所述电极组件在第四区域接触。所述第一区域和所述第二区域设置在所述电极组件的第二端。

21、所述第二夹持件被配置为：在所述电极组件的温度小于第一温度时，沿所述电极组件厚度方向，所述第三区域与所述第四区域之间的距离为第三距离h3；在所述电极组件的温度小于第一温度时，沿所述电极组件厚度方向，所述第三区域与所述第四区域之间的距离为第四距离h4；其中，h3＜h4；且3％≤(h3-h4)/h4。

22、根据本申请的第二方面，提供一种电子装置，包括上述任意一项的电化学装置。

23、本申请实施例的有益效果是：本申请实施例中的第一夹持件布置在在电极组件上，当电极组件的温度低于第一温度时，第一夹持件施加给电极组件的夹持力较大，有效地缩短处于第一极片的端缘和第二极片的端缘之间的间隙，从而减小电化学装置的整体阻抗，反映到电化学装置在充电过程中，处于电极组件内的锂离子从第一极片脱出后，更易嵌入第二极片，减少锂离子在第二极片表面的积累。

24、当电极组件的温度高于第一夹持件的第一温度时，第一夹持件施加给电极组件的夹持力减弱，第一极片的端缘和第二极片的端缘之间的间隙增加，电化学装置的其他区域电解液可补充至第一极片的端缘和第二极片的端缘之间的区域，在电化学装置充电末期，第一极片的端缘和第二极片的端缘之间的区域也不容易过充，从而改善电化学装置析锂的情形。由此可共同延缓电化学装置的膨胀速度，进而改善电化学装置的循环寿命。

技术特征：

1.一种电化学装置，包括壳体、电极组件和第一夹持件，所述电极组件和所述第一夹持件容置于所述壳体内，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，5％≤(h2-h1)/h2≤20％。

3.根据权利要求2所述的电化学装置，其特征在于，10％≤(h2-h1)/h2≤15％。

4.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一夹持体与所述第二夹持体中的至少一个包括形状记忆材料。

5.根据权利要求4所述的电化学装置，其特征在于，所述形状记忆材料包括形状记忆合金、形状记忆高分子材料或形状记忆陶瓷材料中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一温度为30℃～65℃。

7.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一夹持件包括第一连接部，所述第一连接部连接所述第一夹持体和所述第二夹持体；

8.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电极组件还包括极耳；

9.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电化学装置进一步包括第二夹持件；

10.一种电子装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的电化学装置。

技术总结
本申请涉及电池技术领域，公开了一种电化学装置及电子装置，该电化学装置包括壳体、电极组件和第一夹持件。电极组件和第一夹持件均容置于壳体内。第一夹持件包括沿电极组件厚度方向相对设置的第一夹持体和第二夹持体。第一夹持体与电极组件在第一区域接触，第二夹持与电极组件在第二区域接触。第一夹持件被配置为：在电极组件的温度小于第一温度时，沿电极组件厚度方向，第一区域与第二区域之间的距离为第一距离H<subgt;1</subgt;；在电极组件的温度大于第一温度时，沿电极组件厚度方向，第一区域与第二区域之间的距离为第二距离H<subgt;2</subgt;；其中，H<subgt;1</subgt;＜H<subgt;2</subgt;，且3％≤(H<subgt;2</subgt;‑H<subgt;1</subgt;)/H<subgt;2</subgt;。本申请的技术方案能够延缓电化学装置的膨胀速度，进而改善电化学装置的循环寿命。

技术研发人员：李佳原,黄永强,黄宗传,张莹
受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15