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CN120237300A - 电化学装置及电子装置 - Google Patents

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CN120237300A
CN120237300A CN202510378087.4A CN202510378087A CN120237300A CN 120237300 A CN120237300 A CN 120237300A CN 202510378087 A CN202510378087 A CN 202510378087A CN 120237300 A CN120237300 A CN 120237300A
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CN
China
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electrochemical device
electrode assembly
bonding
adhesive layer
projection
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CN202510378087.4A
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孙振贺
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Ningde Amperex Technology Ltd
Original Assignee
Ningde Amperex Technology Ltd
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Publication date
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Abstract

一种电化学装置，包括壳体和设置于壳体内的电极组件和电解液。电极组件包括极片以及设置于相邻的极片之间的隔离膜。隔离膜包括多孔基材和设置于多孔基材表面的第一粘结层。第一粘结层包括多个间隔设置的第一粘结区。定义电极组件的厚度方向为第一方向，在第一方向上，电极组件的投影的外接矩形具有对角线和第一边，对角线与第一边的夹角为θ1，第一粘结区的投影与第一边的夹角为θ2，θ1/2≤θ2≤(θ1/2+45°)。本申请还提供一种具有上述电化学装置的电子装置。本申请的电化学装置能够兼顾界面粘结力和电解液传输能力，且具有改善的抗变形能力和循环性能。

Description

电化学装置及电子装置
本申请为申请号为202110338853.6、申请日为2021年03月30日、发明名称为“电化学装置及电子装置”的分案申请。
技术领域
本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电化学装置及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设备中有着广泛应用。随着该类电子设备的发展，人们对电化学装置的循环性能的要求越来越严格。
发明内容
为解决现有技术的不足之处，有必要提供一种电化学装置。
另外，还有必要提供一种具有上述电化学装置的电子装置。
本申请提供一种电化学装置，包括壳体和设置于壳体内的电极组件和电解液。电极组件包括极片以及设置于相邻的极片之间的隔离膜。隔离膜包括多孔基材和设置于多孔基材表面的第一粘结层。第一粘结层包括多个间隔设置的第一粘结区。定义电极组件的厚度方向为第一方向，在第一方向上，电极组件的投影的外接矩形具有对角线和第一边，对角线与第一边的夹角为θ1，第一粘结区的投影与第一边的夹角为θ2，θ1/2≤θ2≤(θ1/2+45°)。
本申请设置隔离膜的第一粘结层包括多个间隔设置的第一粘结区，提高隔离膜与极片的界面粘结力，同时两个相邻的第一粘结区之间的间隙为电解液传输预留空间，因此能同时兼顾界面粘结力和电解液传输的需求。再者，本申请设置θ1/2≤θ2≤(θ1/2+45°)，使得第一粘结区相对于电极组件在厚度方向的投影的外接矩形的第一边倾斜设置，因此第一粘结层的粘结力在第一边的方向上连续分布，提高了电化学装置的抗变形能力；同时，通过设置θ2与θ1的关系，还使得第一粘结区的倾斜角度相较于外接矩形的对角线的倾斜角度在一定的偏差范围内，因此各个第一粘结区能够与电极组件的端部和侧部形成相对稳定的三角固定关系，进一步提高电化学装置的抗变形能力，改善循环性能。
在一些可能的实现方式中，隔离膜还包括第二粘结层，多孔基材位于第一粘结层和第二粘结层之间。第二粘结层包括多个间隔设置的第二粘结区。因此，两个相邻的第二粘结区之间的间隙也可作为供电解液传输的通道，进一步提高提高电解液传输性能。在第一方向上，第二粘结区的投影与第一粘结区的投影的夹角为θ3，0＜θ3＜180°。因此，第二粘结区也倾斜设置，使得第二粘结层的粘结力同样在第一边的方向上连续分布，进一步提高了电化学装置的抗变形能力。
在一些可能的实现方式中，θ3＝180°-2θ2。通过进一步限定θ3与θ2的关系，能够进一步提高电极组件的抗变形能力。
在一些可能的实现方式中，θ2＝θ1。通过进一步限定θ2与θ1相等，使得各个第一粘结区与电极组件的第二端部和侧部形成最稳定的三角固定关系，从而进一步提高电极组件的抗变形能力。
在一些可能的实现方式中，定义一第一粘结区至另一相邻的第一粘结区的方向为第二方向。在第二方向上，第一粘结区的宽度为d1mm，相邻第一粘结区之间的距离为d2mm，d1和d2满足：0.1<d1<10，0.1<d2<10。其中，当d1过小时，第一粘结层与极片之间粘结力降低，抗变形能力也相应降低；当d1过大时，d2对应减小，从而使得可供电解液传输的空间减小，电解液浸润不良。当d2过小时，同样使得可供电解液传输的空间减小，电解液浸润不良；当d2过大时，d1对应减小，同样会使得第一粘结层与极片之间粘结力降低，抗变形能力也相应降低。
在一些可能的实现方式中，定义一第一粘结区至另一相邻的第一粘结区的方向为第二方向。在第二方向上，第一粘结区的宽度为d1mm，相邻第一粘结区之间的距离为d2mm，d1和d2满足：0.1<d1/d2<5。其中，当d1/d2过小时，第一粘结区的面积占比降低，同样会使得第一粘结层与极片之间粘结力降低，抗变形能力也相应降低；当d1/d2过大时，第一粘结区的面积占比提高，同样会使得可供电解液传输的空间减小，电解液浸润不良。
在一些可能的实现方式中，在第一方向上，第一粘结层的厚度为t1μm，0.15<t1d1/(d1+d2)<2。其中，当t1d1/(d1+d2)过小时，第一粘结层受热软化后扩散面积占比降低，同样会使得第一粘结层与极片之间粘结力降低，抗变形能力也相应降低；当t1d1/(d1+d2)过大时，第一粘结层受热软化后扩散面积占比提高，同样使得可供电解液传输的空间减小，电解液浸润不良。
在一些可能的实现方式中，在第一方向上，第一粘结层的厚度为t1μm，0.1≤t1≤6。其中，当t1过小时，第一粘结层与极片之间粘结力降低；当t1过大时，会降低隔离膜整体的透气性，造成电解液传输不良。
在一些可能的实现方式中，多个第一粘结区相互平行。其中，当多个第一粘结区相互平行时，相邻两个第一粘结区之间可存在一定的夹角，夹角为-5°至+5°。
在一些可能的实现方式中，每一第一粘结区为连续或间断设置。其中，间断设置的每一第一粘结区中的间隙也可作为供电解液传输的通道，进一步提高提高电解液传输性能。
在一些可能的实现方式中，在第一方向上，电极组件的投影包括矩形、弧形或L形。因此，电化学装置可根据电子装置的内部空间形状进行设置，从而充分利用电子装置内的空间，提高电化学装置的容量。
在一些可能的实现方式中，电极组件还包括与极片电连接的极耳，在第一方向上，极耳的投影从第一边的对边伸出，便于极耳电连接外部元件。
在一些可能的实现方式中，电极组件包括卷绕结构或叠片结构。
在一些可能的实现方式中，多孔基材包括以下任一种聚合物或两种以上的混合物形成的聚合物膜、多层聚合物膜、或无纺布：聚烯烃、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纤维素、聚酰亚胺、聚酰胺、氨纶或聚苯二甲酰苯二胺中的至少一种。这些聚合物具有较高的热稳定性，且易于在多孔基材上涂覆第一粘结层，另外这些聚合物韧性较好，易于折弯。
在一些可能的实现方式中，第一粘结层包括粘结材料，粘结材料包括偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯的共聚物、聚酰亚胺、聚氧化乙烯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰基乙基支链淀粉、氰基乙基聚乙烯醇、氰基乙基纤维素、氰基乙基蔗糖、支链淀粉、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、苯乙烯-丁二烯的共聚物或聚偏二氟乙烯中的至少一种。这些聚合物能够产生较强的粘结作用，将隔离膜和极片粘结在一起。
本申请还提供一种电子装置，包括如上电化学装置。
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所示的电化学装置的电极组件于一些实施例中的主视图。
图3为图1所示的电化学装置的电极组件于另一些实施例中的主视图。
图4为图1所示的电化学装置的电极组件于又一些实施例中的主视图。
图5为图2所示的电极组件于一些实施例中的俯视图。
图6为图2所示的电极组件于另一些实施例中的俯视图。
图7为图5所示的电极组件沿V-II-VII的剖视图。
图8为图2所示的电极组件的隔离膜于一些实施例中的主视图。
图9为图2所示的电极组件的隔离膜于另一些实施例中的主视图。
图10为图2所示的电极组件的隔离膜的背视图。
图11为本申请一实施方式提供的电子装置的结构示意图。
主要元件符号说明
电子装置 1
壳体 10
主体部 11
封装部 12
电极组件 20
第一极片 21
第二极片 22
隔离膜 23
第一极耳 30
第二极耳 40
电化学装置 100
顶面 111
底面 112
上表面 113
第一侧面 114
第二侧面 115
投影 200
第一边 201
第二边 202
对角线 203
第一集流体 211
第一活性物质层 212
第二集流体 221
第二活性物质层 222
多孔基材 230
第一粘结层 231
第二粘结层 232
第一粘结区 2311
第二粘结区 2321
外接矩形 R
间隙 G1、G2、G3
第一方向 D1
第二方向 D2
第三方向 D3
第四方向 D4
宽度 d1
距离 d2
厚度 t1
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。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
电化学装置通常包括极片和设置于相邻极片之间的隔离膜。一般使用具有高粘结性能的隔离膜，将相邻极片与隔离膜紧密粘结在一起，保证隔离膜与极片的界面粘结力，减少电化学装置内部产气时的膨胀变形。然而，设置具有高粘结性能的隔离膜会使得隔离膜与极片之间的间隙较小，电解液较难充分浸润极片。尤其对于卷绕电池而言，电极组件拐角区域更容易出现电解液分布不均匀的问题，导致循环过程中产生紫斑析锂，影响电化学装置的循环性能。
请参阅图1，本申请一实施方式提供一种电化学装置100，包括壳体10、收容于壳体10中的电极组件20(在图5和图6中示出)和电解液、第一极耳30和第二极耳40。图5和图6示出电化学装置100包括一个电极组件20，然而可以理解，为了实现高电压输出，电化学装置100也可包括多个串联连接的电极组件20，本申请并不作限制。
如图5和图6所示，电极组件20包括极片和设置于相邻极片之间的隔离膜23。其中，极片包括第一极片21和第二极片22，隔离膜23设置于第一极片21和第二极片22之间，隔离膜23用于防止第一极片21和第二极片22直接接触而短路。在一些实施例中，电极组件20由第一极片21、隔离膜和第二极片22经卷绕后得到，即电极组件20为卷绕结构。在另一些实施例中，电极组件20也可由第一极片21、隔离膜和第二极片22经叠片后得到，即电极组件20为叠片结构。
第一极耳30和第二极耳40分别电连接于电极组件20，并从壳体10伸出以连接外部元件(图未示)。具体地，第一极片21包括第一集流体211和设置于第一集流体211表面的第一活性物质层212，第一极耳30电连接于第一集流体211。第二极片22包括第二集流体221和设置于第二集流体221表面的第二活性物质层222，第二极耳40电连接于第二集流体221。在一些实施例中，第一极片21为正极极片，第二极片22为负极极片。
如图1所示，壳体10可以是采用封装膜封装得到的包装袋。即，电化学装置100可以为软包电池。此时，壳体10包括主体部11和封装部12。主体部11用于收容电极组件20和电解液。封装部12连接于主体部11，第一极耳30和第二极耳40伸出封装部12。其中，主体部11包括顶面111、底面112、上表面113、下表面(图未示)、第一侧面114和第二侧面115。顶面111和底面112相对。上表面113和下表面相对，且连接于顶面111和底面112之间。第一侧面114和第二侧面115相对，且连接于顶面111和底面112之间。封装部12连接于顶面111。在其它实施例中，电化学装置100并不限于软包电池，还可以为钢壳电池或铝壳电池等，本申请并不作限制。
请参阅图7，隔离膜23包括多孔基材230和设置于多孔基材230表面的第一粘结层231，第一粘结层231粘结第一极片21。在另一实施方式中，第一粘结层231也可粘结第二极片22。
请一并参照图8，第一粘结层231包括多个间隔设置的第一粘结区2311。即，两个相邻的第一粘结区2311之间存在间隙G1。在一些实施例中，多个第一粘结区2311平行设置。可以理解，当两元件平行设置时，两元件之间可存在一定的夹角，夹角为-5°至+5°，因此并非限定两元件之间必须严格平行。
定义电极组件20的厚度方向(即上表面113至下表面的方向)、长度方向(即底面112至顶面111的方向)和宽度方向(即第一侧面114至第二侧面115的方向)分别为第一方向D1、第三方向D3和第四方向D4。其中，第三方向D3即为第一极耳30和第二极耳40伸出的方向。请参考图2，在一些实施例中，在第一方向D1上，电极组件20的投影200为矩形，且具有第一边201、第二边202及同时连接第一边201和第二边202的对角线203。
其中，如图2所示，电极组件20具有第一端部20a、第二端部20b和连接于第一端部20a和第二端部20b之间的侧部20c。第一端部20a为电极组件20设有第一极耳30和第二极耳40的头部，第二端部20b为电极组件20与头部相对的尾部。第二端部20b在第一方向D1上的投影形成第一边201，侧部20c在第一方向D1上的投影形成第二边202。在这种情况下，在第一方向D1上，第一极耳30和第二极耳40的投影从第一边201的对边伸出，便于第一极耳30和第二极耳40电连接外部元件。
请一并参阅图2和图8，定义对角线203与第一边201的夹角为θ1，由于外接矩形R的对角线203倾斜设置于第一边201，即0°＜θ1＜90°。第一粘结区2311的投影与第一边201的夹角为θ2，θ1和θ2满足以下关系：θ1/2≤θ2≤(θ1/2+45°)。
如图8所示，在一些实施例中，每一第一粘结区2311可以呈条状设置于多孔基材230表面。即，每一第一粘结区2311连续设置。此时，每一第一粘结区2311的投影也呈条状，第一粘结区2311的投影与第一边201的夹角θ2即为条状投影与第一边201的夹角。如图9所示，在另一实施例中，每一第一粘结区2311也可以为间断设置，如呈多个块状或多个岛状设置于多孔基材230表面。此时，每一第一粘结区2311的投影也呈多个块状或多个岛状，第一粘结区2311的投影与第一边201的夹角θ2即为块状或岛状投影的连接线与第一边201的夹角。
其中，间断设置的每一第一粘结区2311中也设有间隙G2，能够作为供电解液传输的通道，进一步提高电解液传输性能。
本申请设置隔离膜的第一粘结层231包括多个间隔设置的第一粘结区2311，第一粘结区2311能够粘结第一极片21或第二极片22，提高隔离膜23与极片的界面粘结力，减少电化学装置100内部产气时的膨胀变形，即提高电化学装置100的抗变形能力，减小电极组件变形和结构被破坏的风险，保持电极组件20中整个导电网络的畅通，从而改善电化学装置100的循环性能。同时，两个相邻的第一粘结区2311之间存在间隙G1，从而为电解液传输预留空间，在注液后，电解液能够流经上述间隙G1并充分地浸润极片，同样有助于改善电化学装置100的循环性能。本申请的电化学装置100能同时兼顾界面粘结力和电解液传输的需求。
再者，本申请设置θ1/2≤θ2≤(θ1/2+45°)，由于0°＜θ1＜90°，因此0°＜θ2＜90°，即使得第一粘结区2311的投影也倾斜设置于第一边201，因此，第一粘结层231的粘结力在第一边201的方向上连续分布，即隔离膜23与极片之间的粘结力在第一边201的方向上连续分布，提高电化学装置100的抗变形能力，从而改善循环性能。同时，通过设置θ2与θ1的关系，还使得第一粘结区2311的倾斜角度相较于外接矩形R的对角线203的倾斜角度在一定的偏差范围内。因此，各个第一粘结区2311能够与电极组件20的第二端部20b和侧部20c形成相对稳定的三角固定关系，这也能够进一步提高电化学装置100的抗变形能力，从而改善循环性能。
可以理解，为了提高电子装置竞争力，部分消费电子装置正朝向异形化转变，而具有异形形状的电化学装置可以充分利用该类电子装置内的不规则空间，从而提高整个电化学装置的容量。因此在本申请中，在第一方向D1上，电极组件20的投影200并不限于矩形，还可以为其它异形形状。如图3和图4所示，在另一实施例中，当电极组件20为叠片结构时，在第一方向D1上，电极组件20的投影200为弧形或L形。此时，电极组件20的投影200的外接矩形R也具有第一边201、第二边202及连接于第一边201和第二边202之间的对角线203。可以理解，如图2所示，当电极组件20的投影200为矩形时，投影200的外接矩形R即为投影200本身。
在一些实施例中，多孔基材230包括以下任一种聚合物或两种以上的混合物形成的聚合物膜、多层聚合物膜、或无纺布：聚烯烃、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纤维素、聚酰亚胺、聚酰胺、氨纶和聚苯二甲酰苯二胺。此类聚合物具有较高的热稳定性，并且易于进行表面处理，从而易于在多孔基材230上涂覆第一粘结层231。另外，该类聚合物韧性较好，易于折弯。
第一粘结层231包括粘结材料，粘结材料包括以下聚合物中的至少一种：偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯的共聚物、聚酰亚胺、聚氧化乙烯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰基乙基支链淀粉、氰基乙基聚乙烯醇、氰基乙基纤维素、氰基乙基蔗糖、支链淀粉、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、苯乙烯-丁二烯的共聚物或聚偏二氟乙烯。这些聚合物能够产生较强的粘结作用，将隔离膜23和第一极片21或第二极片22粘结在一起。
如图7所示，在一些实施例中，隔离膜23还包括第二粘结层232，多孔基材230位于第一粘结层231和第二粘结层232之间。当第一粘结层231粘结第一极片21时，第二粘结层232粘结第二极片22。请一并参照图10，第二粘结层232包括多个间隔设置的第二粘结区2321。即，两个相邻的第二粘结区2321之间也存在间隙G3，作为供电解液传输的通道。因此，第二粘结区2321的设置进一步提高了电解液的浸润效果。在一些实施例中，多个第二粘结区2321平行设置。
在第一方向D1上，第二粘结区2321的投影200与第一粘结区2311的投影200的夹角为θ3，则0°＜θ3＜180°。即，第二粘结区2321也倾斜设置于第一边201。因此，第二粘结层232的粘结力同样在第一边201的方向上连续分布，进一步提高了电化学装置100的抗变形能力。
进一步地，θ2和θ3还可满足以下关系：θ3＝180°-2θ2。通过进一步限定θ3与θ2的关系，能够进一步提高电极组件20的抗变形能力。
在一些实施例中，θ2＝θ1。通过进一步限定θ2与θ1相等，使得各个第一粘结区2311与电极组件20的第二端部20b和侧部20c形成最稳定的三角固定关系，从而进一步提高电极组件20的抗变形能力。
如图8所示，在一些实施例中，定义一第一粘结区2311至另一相邻的第一粘结区2311的方向为第二方向D2。在第二方向D2上，第一粘结区2311的宽度为d1mm，相邻第一粘结区2311之间的距离为d2mm，d1和d2满足：0.1<d1<10，0.1<d2<10。其中，当d1过小时，第一粘结层231与极片之间粘结力降低，抗变形能力也相应降低；当d1过大时，在极片面积一定的情况下d2对应减小，从而使得可供电解液传输的空间减小，电解液浸润不良。当d2过小时，同样使得可供电解液传输的空间减小，电解液浸润不良；当d2过大时，在极片面积一定的情况下d1对应减小，同样会使得第一粘结层231与极片之间粘结力降低，抗变形能力也相应降低。
在一些实施例中，d1和d2满足：0.1<d1/d2<5。其中，当d1/d2过小时，第一粘结区2311的面积占比降低，同样会使得第一粘结层231与极片之间粘结力降低，抗变形能力也相应降低；当d1/d2过大时，第一粘结区2311的面积占比提高，同样会使得可供电解液传输的空间减小，电解液浸润不良。
在一些实施例中，在第一方向D1上，第一粘结层231的厚度为t1μm，0.15<t1d1/(d1+d2)<2。其中，当t1d1/(d1+d2)过小时，第一粘结层231受热软化后扩散面积占比降低，同样会使得第一粘结层231与极片之间粘结力降低，抗变形能力也相应降低；当t1d1/(d1+d2)过大时，第一粘结层231受热软化后扩散面积占比提高，同样使得可供电解液传输的空间减小，电解液浸润不良。
请一并参阅图7和图8，在一些实施例中，0.1≤t1≤6。其中，当t1过小时，第一粘结层231与极片之间粘结力降低；当t1过大时，会降低隔离膜23整体的透气性，造成电解液传输不良。
其中，本申请的电化学装置100可以是所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池和电容器(例如超级电容器)。特别地，所述二次电池可以为锂二次电池，包括锂金属二次电池、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。
请参阅图11，本申请一实施方式还提供一种电子装置1，电子装置1包括如上电化学装置100。本申请的电子装置1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、备电子源、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。
以下通过具体实施例和对比例对本申请作详细说明。其中，以电化学装置为软包电芯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。
对比例1
隔离膜为双面涂覆，具有第一粘结层和第二粘结层。利用第一极片、第二极片和隔离膜依次层叠并卷绕得到电极组件。在第一方向上，电极组件的投影为矩形，投影的对角线与第一边的夹角θ1为45°；第一粘结层的第一粘结区的投影与第一边的夹角θ2为90°；第二粘结层的第二粘结区的投影与第一粘结区的投影的夹角θ3为23°。第一粘结区的宽度d1为0.21mm，相邻第一粘结区之间的距离d2为0.04mm，第一粘结区的厚度t1为2μm。
将电极组件和电解液封装至铝塑膜内，得到电化学装置。
对比例2-5与实施例1-12
与对比例1不同之处在于：θ1、θ2或θ3的取值不同；隔离膜省略第二粘结层；或者，第一粘结层和第二粘结层为均匀涂覆(即粘结层均匀涂覆于多孔基材的整个表面上)。
对各实施例和对比例的电化学装置进行容量保持率测试和三点弯曲测试，并将对应的测试结果记录于表1中。其中，容量保持率测试的步骤包括：在45摄氏度的高温炉中，以1C恒定电流将电化学装置充电至4.43V，然后恒压充电至0.05C，接着静置5min，再采用0.7C放电至3.0V，此放电容量为电池首次放电容量，计为100％。按以上充放电步骤依次循环400圈，循环后电化学装置放电容量与首次容量的比值乘以100％即为容量保持率。
三点弯曲测试的步骤包括：在干燥环境中，将电化学装置固定于具有一定距离的两个支撑点上，采用压头在两个支撑点的中点处对电化学装置施加压力。然后，记录压头下压的位移量及与位移量对应的电化学装置所承受的压力，当记录的压力值发生跳变(断崖式减小)时，则表明电化学装置内部出现断裂，此时压力值可用于表征电化学装置的硬度。
表1
从表1数据可知，相较于对比例1-4，由于实施例1-4满足θ1/2≤θ2≤(θ1/2+45°)，因此实施例1-4的电化学装置具有较高的硬度(即抗变形能力)，容量保持率也得到改善。其中，由于实施例4进一步满足θ2＝θ1，因此具有更高的抗变形能力和容量保持率。对比例5由于隔离膜的粘结层为均匀涂覆，因此循环性能最低。
进一步地，对比实施例1-6可知，当满足θ1/2≤θ2≤(θ1/2+45°)时，随着θ3增大，电化学装置的抗变形能力和容量保持率呈现先提高后降低的趋势，θ3＝180°-2θ2时电化学装置具有更高的抗变形能力和容量保持率。因此实施例4的电化学装置具有更高的抗变形能力和容量保持率。
更进一步地，对比实施例4、7-10可知，当满足θ3＝180°-2θ2时，随着θ2增大，电化学装置的抗变形能力和容量保持率呈现先提高后降低的趋势，θ2＝θ1时电化学装置具有更高的抗变形能力和容量保持率。因此实施例4的电化学装置具有更高的抗变形能力和容量保持率。
而且，当满足θ2＝θ1时，θ1的具体取值也可以调整。对比实施例10可知，由于实施例11-12满足θ2＝θ1时，因此电化学装置具有更高的抗变形能力和容量保持率。
实施例13-26
与实施例1不同之处在于，进一步设定t1、d1和d2的取值，且实施例13-26中t1、d1或d2的取值不同。
对各实施例和对比例的电化学装置进行容量保持率测试和三点弯曲测试，并将对应的测试结果记录于表2中。
表2
其中，在满足θ1/2≤θ2≤(θ1/2+45°)的条件下，d2的取值也会影响电化学装置的容量保持率。由表2数据可知，相较于实施例13-17，由于实施例18的d2>10mm，因此隔离膜与极片之间的粘结力相对降低，从而也相对降低了电化学装置的硬度(即抗变形能力)，同时容量保持率也相对降低。
其次，d1的取值也会影响电化学装置的容量保持率。相较于实施例16、19-21，由于实施例22的d1>10mm，因此可供电解液传输的空间减小，容量保持率也相对降低。
再次，d1/d2的取值也会影响电化学装置的容量保持率。对比实施例19、20和22，由于实施例21的d1/d2>5，因此电化学装置的容量保持率相对降低。
最后，t1d1/(d1+d2)的取值也会影响电化学装置的容量保持率。对比例实施例19、23-24，由于实施例25-26的t1d1/(d1+d2)>2，因此电化学装置的容量保持率相对降低。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换。

Claims (19)

1.一种电化学装置，包括壳体和设置于所述壳体内的电极组件和电解液，所述电极组件包括极片以及设置于相邻的所述极片之间的隔离膜，其中，
所述隔离膜包括多孔基材和设置于所述多孔基材表面的第一粘结层，所述第一粘结层包括多个间隔设置的第一粘结区，
定义所述电极组件的厚度方向为第一方向，在所述第一方向上，所述电极组件的投影的外接矩形具有对角线和第一边，所述对角线与所述第一边的夹角为θ1，所述第一粘结区的投影与所述第一边的夹角为θ2，θ1/2≤θ2≤(θ1/2+45°)；
所述隔离膜还包括第二粘结层，所述多孔基材位于所述第一粘结层和所述第二粘结层之间，所述第二粘结层包括多个间隔设置的第二粘结区，
在所述第一方向上，所述第二粘结区的投影与所述第一粘结区的投影的夹角为θ3，45°≤θ3≤120°。
2.如权利要求2所述的电化学装置，其中，80°≤θ3≤120°。
3.如权利要求2所述的电化学装置，其中，θ3＝180°-2θ2。
4.如权利要求1所述的电化学装置，其中，θ2＝θ1。
5.如权利要求1所述的电化学装置，其中，定义一所述第一粘结区至另一相邻的所述第一粘结区的方向为第二方向，在所述第二方向上，所述第一粘结区的宽度为d1mm，相邻所述第一粘结区之间的距离为d2mm，d1和d2满足以下条件至少一者：
0.1<d1<10，0.1<d2<10；
0.095<d1/d2<5。
6.如权利要求5所述的电化学装置，其中，0.1<d1/d2<5。
7.如权利要求5所述的电化学装置，其中，在所述第一方向上，所述第一粘结层的厚度为t1μm，0.15<t1d1/(d1+d2)<2。
8.如权利要求7所述的电化学装置，其中，0.17<t1d1/(d1+d2)<1.86。
9.如权利要求1所述的电化学装置，其中，在所述第一方向上，所述第一粘结层的厚度为t1μm，0.1≤t1≤6。
10.如权利要求9所述的电化学装置，其中，0.52≤t1≤2.4。
11.如权利要求10所述的电化学装置，其中，2≤t1≤2.4。
12.如权利要求1所述的电化学装置，其中，多个所述第一粘结区相互平行。
13.如权利要求1所述的电化学装置，其中，每一所述第一粘结区为连续或间断设置。
14.如权利要求1所述的电化学装置，其中，在所述第一方向上，所述电极组件的投影包括矩形、弧形或L形。
15.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电极组件还包括与所述极片电连接的极耳，在所述第一方向上，所述极耳的投影从所述第一边的对边伸出。
16.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述电极组件包括卷绕结构或叠片结构。
17.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述多孔基材包括以下任一种聚合物或两种以上的混合物形成的聚合物膜、多层聚合物膜、或无纺布：聚烯烃、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纤维素、聚酰亚胺、聚酰胺、氨纶或聚苯二甲酰苯二胺中的至少一种。
18.如权利要求1所述的电化学装置，其中，所述第一粘结层包括粘结材料，所述粘结材料包括偏二氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、偏二氟乙烯-三氯乙烯的共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯腈、聚乙烯基吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯的共聚物、聚酰亚胺、聚氧化乙烯、乙酸纤维素、乙酸丁酸纤维素、乙酸丙酸纤维素、氰基乙基支链淀粉、氰基乙基聚乙烯醇、氰基乙基纤维素、氰基乙基蔗糖、支链淀粉、羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂、丙烯腈-苯乙烯-丁二烯的共聚物、聚乙烯醇、聚乙烯醚、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、苯乙烯-丁二烯的共聚物或聚偏二氟乙烯中的至少一种。
19.一种电子装置，包括如权利要求1至18中任一项所述的电化学装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3303694B2 (ja) * 1996-12-17 2002-07-22 三菱電機株式会社 リチウムイオン二次電池及びその製造方法
KR101446162B1 (ko) * 2011-05-13 2014-10-01 주식회사 엘지화학 세퍼레이터 및 이를 구비한 전기화학소자
CN108598338A (zh) * 2017-12-27 2018-09-28 上海恩捷新材料科技股份有限公司 一种隔离膜及包含该隔离膜的电化学装置
KR20200124223A (ko) * 2018-02-26 2020-11-02 니폰 제온 가부시키가이샤 이차 전지용 적층체의 제조 방법
KR102354261B1 (ko) * 2018-06-12 2022-01-20 주식회사 엘지화학 패턴화 전극접착층이 구비된 전기화학소자용 분리막 및 상기 분리막의 제조방법
KR102684621B1 (ko) * 2018-09-28 2024-07-11 주식회사 엘지화학 패턴화 전극 접착층이 구비된 전기화학소자용 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자
CN111224047A (zh) * 2019-10-17 2020-06-02 上海恩捷新材料科技有限公司 一种隔膜及包含该隔膜的电化学装置
CN113410581A (zh) * 2021-06-07 2021-09-17 珠海冠宇电池股份有限公司 一种隔膜及包括该隔膜的锂离子电池
CN113206350A (zh) * 2021-06-07 2021-08-03 珠海冠宇电池股份有限公司 一种隔膜以及包括该隔膜的锂离子电池

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