电化学装置和电子装置

技术领域

本申请涉及一种电化学装置和具有所述电化学装置的电子装置。

背景技术

电化学装置(如电池)在电子移动设备、电动工具及电动汽车等电子装置中有着广泛使用，人们对电化学装置的安全性能要求也越来越高。电子装置在充电或者使用过程中，电化学装置内部可能会产生大量的热，若在短时间内热量难以散去，容易导致电化学装置热失控，降低其使用安全性。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种有利于改善散热性能和使用安全性的电化学装置。

本申请一实施例提供了一种电化学装置，包括电极组件、外壳、密封件以及极耳。外壳包括收容电极组件的主体部和与主体部连接的密封部。密封件的至少部分设置于密封部中，密封件包括第一密封件和第二密封件。极耳与电极组件电连接且从密封部穿出，且极耳设置于第一密封件与第二密封件之间。第一密封件包括第一密封层以及设置于第一密封层上的第二密封层，第一密封层位于极耳与第二密封层之间。第一密封层的熔点小于第二密封层的熔点，第一密封层与第二密封层之间的熔点差为35℃-50℃。

本申请实施例通过设置第一密封层的熔点小于第二密封层的熔点，第一密封层与第二密封层之间的熔点差为35℃-50℃。因此，当电化学装置内部温度升高时，第一密封层发生熔融，使得第一密封层与极耳之间的粘结力小于第二密封层与外壳之间的粘结力，从而第一密封层与极耳之间的粘接面被电化学装置内部的气体冲击并剥离开，从而使得电化学装置内部的热量释放出来，以改善电化学装置的使用安全性。

在一些可能的实现方式中，第一密封层的熔点为110℃-120℃，第二密封层的熔点为150℃-160℃。

在一些可能的实现方式中，第一密封层粘结极耳，第二密封层粘结外壳，当电化学装置的温度大于预设值时，第一密封层与极耳之间的粘结力小于第二密封层与外壳之间的粘结力，使得第一密封层与极耳之间的粘接面被电化学装置内部的气体冲击并剥离开，从而使得电化学装置内部的热量释放出来，以改善电化学装置的使用安全性。

在一些可能的实现方式中，沿电化学装置的厚度方向，第一密封层的厚度为2μm-40μm，第二密封层的厚度为40μm-78μm。

在一些可能的实现方式中，第一密封件还包括第三密封层，第三密封层位于极耳与第一密封层之间且粘结极耳，第二密封层粘结外壳，当电化学装置的温度大于预设值时，第一密封层与第三密封层之间的粘结力小于第二密封层与外壳之间的粘结力，使得第一密封层与第三密封层之间的粘接面被电化学装置内部的气体冲击并剥离开，从而使得电化学装置内部的热量释放出来，以改善电化学装置的使用安全性。

在一些可能的实现方式中，第一密封层与第三密封层之间的熔点差为35℃-50℃。因此，当电化学装置内部温度升高时，第一密封层发生熔融，使得第一密封层与第三密封层之间的粘结力小于第二密封层与外壳之间的粘结力，从而第一密封层与第三密封层之间的粘接面被电化学装置内部的气体冲击并剥离开，从而使得电化学装置内部的热量释放出来，以改善电化学装置的使用安全性。

在一些可能的实现方式中，第三密封层的熔点为150℃-160℃。

在一些可能的实现方式中，第二密封层与第三密封层之间的熔点差为0℃-20℃。

在一些可能的实现方式中，当电化学装置的温度大于110℃且小于或等于140℃时，第一密封层与极耳之间或第三密封层与第一密封层之间的粘结力下降1N/6mm-2N/6mm。

在一些可能的实现方式中，当电化学装置的温度大于110℃且小于或等于120℃时，第一密封层与极耳之间或第三密封层与第一密封层之间的粘结力大于0，且小于或等于0.7N/mm。

在一些可能的实现方式中，沿电化学装置的厚度方向，第一密封层的厚度为2μm-26μm，第二密封层的厚度为27μm-39μm，第三密封层的厚度为27μm-39μm。

在一些可能的实现方式中，第一密封层、第二密封层和第三密封层的材质均为聚乙烯、聚丙烯以及聚氨酯中的至少一种。

本申请另一实施例还提供了一种电子装置，包括上述任一种的电化学装置。

本申请实施例通过设置密封件的第一密封层的熔点小于第二密封层的熔点，且第一密封层与第二密封层之间的熔点差为35℃-50℃。因此，当电化学装置内部温度升高时，第一密封层发生熔融，使得第一密封层与极耳之间的粘结力小于第二密封层与外壳之间的粘结力，从而第一密封层与极耳的粘接面被电化学装置内部的气体冲击并剥离开，从而使得电化学装置内部的热量释放出来，以改善电化学装置的使用安全性。

附图说明

图1为本申请一实施方式提供的电化学装置的整体结构示意图。

图2为图1所示的电化学装置于一些实施例中沿II-II的剖视图。

图3为图1所示的电化学装置于另一些实施例中沿II-II的剖视图。

图4为本申请一实施方式提供的电子装置的模块组成图。

主要元件符号说明

电化学装置 100

外壳 10

主体部 101

密封部 102

密封件 20

第一密封件 21

第一密封层 211

第二密封层 212

第三密封层 213

第二密封件 22

极耳 30

电子装置 200

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。

除非另有定义，本文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。本文中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，不是旨在于限制本申请。

为能进一步阐述本申请达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施方式，对本申请作出如下详细说明。

请参阅图1，本申请一实施方式提供了一种电化学装置100，包括电极组件(图未示)、外壳10、密封件20以及极耳30。

电极组件包括第一极片、第二极片和隔离膜，隔离膜设置于第一极片和第二极片之间。隔离膜用于防止第一极片和第二极片直接接触，从而防止电极组件发生短路。在一些实施例中，电极组件为卷绕结构，即第一极片、隔离膜和第二极片依次层叠并卷绕形成电极组件。在另一些实施例中，电极组件也可以为叠片结构，即第一极片、隔离膜和第二极片依次层叠形成电极组件，本申请对此并不作限制。

外壳10包括收容电极组件的主体部101和与主体部101连接的密封部102。在一些实施例中，外壳10可以是采用封装膜(如铝塑膜)封装得到的包装袋，即电化学装置100可以为软包电芯。

请一并参阅图2，密封件20的至少部分设置于密封部102中。密封件20包括第一密封件21和第二密封件22。

在一些实施例中，第一密封件21包括第一密封层211以及设置于第一密封层211上的第二密封层212。第一密封层211位于极耳30与第二密封层212之间，第一密封层211用于粘结极耳30，第二密封层212用于粘结外壳10。第一密封层211的熔点小于第二密封层212的熔点，第一密封层211与第二密封层212之间的熔点差为35℃-50℃。因此，当电化学装置100内部温度升高时，第一密封层211发生熔融，使得第一密封层211与极耳30之间的粘结力小于第二密封层212与外壳10之间的粘结力，从而第一密封层211与极耳30之间的粘接面被电化学装置100内部的气体冲击并剥离开，从而使得电化学装置100内部的热量释放出来，以改善电化学装置100的使用安全性。在一些实施例中，第一密封层211的熔点为110℃-120℃，第二密封层212的熔点为150℃-160℃。各密封层的熔点可采用现有的一些测试方法获得，如DSC曲线等。

其中，当电化学装置100的温度大于预设值时，第一密封层211发生熔融。在一些实施例中，该预设值可为110℃。在另一些实施例中，该预设值还可为其他温度，如120℃。

在一些实施例中，沿电化学装置100的厚度方向，第一密封层211的厚度为2μm-40μm，第二密封层212的厚度为40μm-78μm。第一密封层211和第二密封层212的材质均为聚乙烯、聚丙烯以及聚氨酯中的至少一种。

请参阅图3，在另一些实施例中，第一密封件21还包括第三密封层213。第三密封层213位于极耳30与第一密封层211之间且粘结极耳30，第二密封层212粘结外壳10。第一密封层211与第三密封层213之间的熔点差为35℃-50℃，第二密封层212与第三密封层213之间的熔点差为0℃-20℃。因此，当电化学装置100内部温度升高时，第一密封层211发生熔融，使得第一密封层211与第三密封层213之间的粘结力小于第二密封层212与外壳10之间的粘结力，从而第一密封层211与第三密封层213之间的粘接面被电化学装置100内部的气体冲击并剥离开，从而使得电化学装置100内部的热量释放出来，以改善电化学装置100的使用安全性。在一些实施例中，第三密封层213的熔点为150℃-160℃。

在一些实施例中，沿电化学装置100的厚度方向，第一密封层211的厚度为2μm-26μm，所第二密封层213的厚度为27μm-39μm，第三密封层213的厚度为27μm-39μm。第三密封层213的材质为聚乙烯、聚丙烯以及聚氨酯中的至少一种。

在一些实施例中，当电化学装置100的温度大于110℃且小于或等于140℃时，第一密封层211与极耳30之间或第三密封层213与第一密封层211之间的粘结力下降1N/6mm-2N/6mm。其中，6mm表示后续将该封装样品切割成宽度为6mm的待测样品进行测试。

在一些实施例中，当电化学装置100的温度大于110℃且小于或等于120℃时，第一密封层211与极耳30之间或第三密封层213与第一密封层211之间的粘结力大于0，且小于或等于0.7N/mm。

请参阅图3，在电极组件的厚度方向上，第二密封件22与第一密封件21分别位于极耳30的两侧，且第二密封件22与第一密封件21相互粘结。第二密封件22与第一密封件21的结构以及性质相同。具体地，在一些实施例中，第二密封件22包括第一密封层211以及设置于第一密封层211上的第二密封层212。在另一些实施例中，第二密封件22还包括第三密封层213。第二密封件22的性质以及设置位置，在此不再详述，具体可参照第一密封件21。

请参阅图1，极耳30与电极组件电连接且从密封部102穿出，且极耳30设置于第一密封件21与第二密封件22之间。极耳30的数量为两个，其中一个为阳极极耳，另一个为阴极极耳。极耳30用于与外部元件(图未示)电性连接。

请参阅图4，本申请另一实施方式还提供了一种电子装置200，电子装置200包括如上任一种的电化学装置100。本申请实施例的电子装置200可以是，但不限于，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。

下面通过实施例和对比例对本申请做进一步说明。其中，以电化学装置为钴酸锂/石墨电池为例并结合具体制备过程和测试方法对本申请进行说明，本领域技术人员应理解，本申请中描述的制备方法仅是实例，其他任何合适的制备方法均在本申请的范围内。

实施例1

电池中的第一密封件包括第一密封层以及设置于第一密封层上的第二密封层，第一密封层位于极耳与第二密封层之间，第一密封层粘结极耳，第二密封层粘结外壳。其中，第一密封层的材质是聚乙和聚丙烯的混合材质，第一密封层的熔点是120℃，第一密封层的厚度为2μm；第二密封层的材质是聚乙烯，第二密封层的熔点是160℃，第二密封层的厚度为78μm；极耳的厚度为80μm。

实施例2

与实施例1不同之处在于，第一密封层的熔点是110℃，第二密封层的熔点是150℃。

实施例3

与实施例1不同之处在于，第一密封层的厚度为40μm，第二密封层的厚度为40μm。

实施例4

与实施例1不同之处在于，第一密封层的熔点是110℃，第一密封层的厚度为40μm，第二密封层的熔点是150℃，第二密封层的厚度为40μm。

实施例5

与实施例1不同之处在于，第一密封件还包括第三密封层，第三密封层位于极耳与第一密封层之间且粘结极耳，其中，第二密封层的厚度为76μm，第三密封层的材质是聚乙烯，第三密封层的熔点是160℃，第三密封层的厚度为76μm。

实施例6

与实施例1不同之处在于，第一密封层的厚度为26μm，第二密封层的厚度为28μm。

实施例7

与实施例1不同之处在于，第一密封层的熔点是110℃，第二密封层的熔点是150℃，第二密封层的厚度为76μm。

实施例8

与实施例1不同之处在于，第一密封层的熔点是110℃，第一密封层的厚度为26μm，第二密封层的熔点是150℃，第二密封层的厚度为28μm。

对比例1

与实施例1不同之处在于，第一密封件不包括第一密封层，第二密封层粘结极耳和外壳，第二密封层的厚度为80μm。

对比例2

与实施例1不同之处在于，第一密封件不包括第一密封层，第二密封层粘结极耳和外壳，第二密封层的熔点是150℃，第二密封层的厚度为28μm。

对各实施例和对比例的电池进行封装拉力(即粘结力)测试，并将对应的封装拉力的测试结果记录于表1中。其中，封装拉力测试的具体方法为：将电池中极耳处的密封部切割成宽度为6mm的待测样品，并将该待测样品夹到高铁拉力机上，设定环境温度，升温至预定温度110℃后，保温5min，测试180°剥离力，拉伸速度为175±5mm/min。

对各实施例和对比例的电池进行热箱测试，每组实施例和对比例的电池各取20个进行测试，然后分别统计每组实施例和对比例的电池通过测试的比例，并将结果记录于表1中。其中，热箱测试的具体方法为：将电池放置在温度为125℃和130℃的热箱中，并保温60min，观察电池的状态。判断标准：电池不起火、不燃烧以及不爆炸，则认为通过测试。其中，20/20pass表示：已测试的20个电池中，通过测试的电池的数量为20个；18/20pass表示：已测试的20个电池中，通过测试的电池的数量为18个。其它比例值的含义以此类推。

表1

从表1数据可知，相较于对比例1-2，实施例1-8中的电池的封装拉力(即第一密封层与极耳之间的粘结力或第一密封层与第三密封层之间的粘结力)较小，表明实施例1-8中的电池温度升高时，第一密封层发生熔融。

从表1数据还可知，相较于对比例1-2，实施例1-8中的电池在125℃和130℃的大部分未发生起火、燃烧以及爆炸，同时也可得知，实施例1-8中的电池的热稳定性比对比例1-2中的电池的热稳定性显著提高，表明实施例1-8中的电池的使用安全性得到显著改善。

以上说明仅仅是对本申请一种优化的具体实施方式，但在实际的应用过程中不能仅仅局限于这种实施方式。对本领域的普通技术人员来说，根据本申请的技术构思做出的其他变形和改变，都应该属于本申请的保护范围。