本申请提供了一种电化学装置及用电设备。电化学装置包括壳体和卷绕式电极组件；电极组件容纳于壳体内，电极组件具有卷绕中心线，电极组件包括正极片和负极片，沿正极片的卷绕方向，正极片的正极活性物质层具有正极卷绕起始端和正极卷绕收尾端；将经过正极卷绕收尾端且与卷绕中心线正交的直线定义为第一参考线，将与第一参考线正交且与卷绕中心线正交的直线定义为第二参考线，将经过正极卷绕起始端且与卷绕中心线正交的直线定义为第三参考线，第三参考线和第二参考线之间具有零角或锐角α，满足0
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学装置及用电设备
[0001]本申请涉及电池
，具体而言，涉及一种电化学装置及用电设备。
技术介绍
[0002]随着便携式电子设备、电动交通工具、电动工具、无人机、储能设备等领域的快速发展，人们对其中电池的使用寿命也提出了越来越高的要求。
技术实现思路
[0003]本申请提供一种电化学装置及用电设备，以提高电化学装置的使用寿命。
[0004]第一方面，本申请提供了一种电化学装置，包括壳体和卷绕式电极组件；所述壳体的内部形成容纳空间；所述卷绕式电极组件容纳于所述容纳空间内，所述卷绕式电极组件具有卷绕中心线，所述卷绕式电极组件包括正极片和负极片，所述正极片包括正极活性物质层，沿所述正极片的卷绕方向，所述正极活性物质层具有正极卷绕起始端和正极卷绕收尾端；沿所述卷绕中心线方向观察，将经过所述正极卷绕收尾端且与所述卷绕中心线正交的直线定义为第一参考线，将与所述第一参考线正交且与所述卷绕中心线正交的直线定义为第二参考线，将经过所述正极卷绕起始端且与所述卷绕中心线正交的直线定义为第三参考线，所述第三参考线和所述第二参考线之间具有零角或锐角α，满足0
°
≤α≤30
°
。
[0005]本申请的专利技术人研究发现，电化学装置充电时，极片会发生体积膨胀，由于卷绕内圈曲率较小，相同的体积膨胀下，卷绕内圈需要的半径变化更大，然而，卷绕内圈的半径变化受限，从而形成向内的径向压力，长此以往，容易导致卷绕内圈的极片发生塌陷，影响电化学装置的使用寿命。由于卷绕式电极组件为螺旋渐开线结构，其于第一参考线处的直径最大，向内的径向压力也最大，随着循环的进行，电极组件倾向于沿第二参考线方向变形，形成椭圆，本申请通过设置第三参考线和第二参考线之间具有零角或锐角α，满足0
°
≤α≤30
°
，则正极活性物质层的正极卷绕起始端靠近第二参考线设置，一方面，由于第二参考线位于椭圆的长轴附近，椭圆长轴端点处的曲率较小，所能承受的压力较大，从而能够抑制极片卷绕起始端的塌陷失效；另一方面，正极卷绕起始端位于椭圆的长轴端点附近，能够起到良好的拱形支撑作用，使得卷绕内圈的极片能够承受更大的沿第一参考线方向的径向压力，从而抑制卷绕内圈极片的塌陷，降低电化学装置因卷绕内圈极片塌陷导致的失效的风险，从而有利于提高电化学装置的使用寿命。
[0006]在一些实施方式中，0
°
≤α≤25
°
。此时，正极活性物质层的正极卷绕起始端更加靠近第二参考线设置，一方面，能够更好地抑制极片卷绕起始端的塌陷失效；另一方面，能够更好的支撑卷绕内圈极片，进一步抑制卷绕内圈极片的塌陷，提高电化学装置的使用寿命。进一步地，在一些实施方式中，0
°
≤α≤10
°
。
[0007]在一些实施方式中，所述卷绕式电极组件具有卷绕中心孔，所述卷绕中心孔的半径为r，所述卷绕式电极组件的半径为R，满足r≥0.15R。此时，卷绕内圈受到径向压力时，能够具有足够的缓冲空间，从而进一步抑制卷绕内圈极片的塌陷。
[0008]在一些实施方式中，r≥0.3R。此时，卷绕内圈受到径向压力时的缓冲空间更大，从而进一步降低卷绕内圈极片塌陷的风险。
[0009]在一些实施方式中，r≤0.5R。此时，能够避免因卷绕中心孔的半径过大而使得电化学装置的能量密度较低。
[0010]在一些实施方式中，r≥1mm。此时，卷绕中心孔具有足够的空间，卷绕内圈极片塌陷的风险较小，还有利于电解液充分浸润卷绕式电极组件，从而有利于电化学装置容量的充分发挥。
[0011]在一些实施方式中，所述负极片包括负极活性物质层，所述负极活性物质层具有负极卷绕收尾端和负极卷绕起始端，沿所述卷绕式电极组件的卷绕方向，所述负极卷绕收尾端超出所述正极卷绕收尾端。
[0012]在一些实施方式中，沿所述卷绕式电极组件的卷绕方向的反方向，所述负极卷绕起始端超出所述正极卷绕起始端。
[0013]上述技术方案中，负极卷绕收尾端超出正极卷绕收尾端，和/或负极卷绕起始端超出正极卷绕起始端，有利于正极活性物质层被负极活性物质层充分覆盖，降低电化学装置析锂的风险，从而提高电化学装置的使用安全性。
[0014]在一些实施方式中，沿所述卷绕式电极组件的卷绕方向，所述负极卷绕收尾端超出所述正极卷绕收尾端的长度大于或等于1mm。此时，有利于正极活性物质层被负极活性物质层充分覆盖，能够降低电化学装置析锂的风险。
[0015]在一些实施方式中，沿所述卷绕式电极组件的卷绕方向的反方向，所述负极卷绕起始端超出所述正极卷绕起始端的长度大于或等于1mm。此时，有利于正极活性物质层被负极活性物质层充分覆盖，能够降低电化学装置析锂的风险。
[0016]在一些实施方式中，所述卷绕式电极组件的最外圈极片为所述负极片，和/或所述卷绕式电极组件的最内圈极片为所述负极片。此时，有利于该卷绕式电极组件的正极片被负极片充分覆盖，使得电化学装置析锂的风险更小。
[0017]在一些实施方式中，所述壳体包括盖体、侧壁和底壁，所述侧壁呈圆柱形，所述电化学装置还包括电极端子和正极集流构件，所述卷绕式电极组件包括正极耳，所述电极端子设置于所述盖体并通过所述正极集流构件与所述正极耳导电连接。上述技术方案中，电极端子和正极耳通过正极集流构件导电连接，有利于提高电极端子和正极耳导电连接的稳定性。
[0018]在一些实施方式中，所述电化学装置还包括负极集流构件，所述卷绕式电极组件包括负极耳，所述底壁通过所述负极集流构件与所述负极耳导电连接。上述技术方案中，底壁和负极耳通过负极集流构件导电连接，有利于提高负极端子和负极耳导电连接的稳定性。
[0019]在一些实施方式中，所述壳体包括盖体、侧壁和底壁，所述侧壁呈圆柱形；所述电化学装置还包括电极端子和正极集流构件，所述正极片还包括正极集流体，所述正极集流体包括正极涂覆区和正极耳区，所述正极耳区位于所述正极集流体宽度方向的一端；所述正极活性物质层设于所述正极涂覆区表面，所述正极耳区朝向所述卷绕中心线弯折以形成所述卷绕式电极组件的第一端面，所述电极端子设置于所述盖体并通过所述正极集流构件与所述第一端面导电连接。上述技术方案中，电极端子设置于盖体并通过正极集流构件与
第一端面连接，有利于提高正极集流构件和正极片的连接面积，从而提高电化学装置的倍率性能。
[0020]在一些实施方式中，所述电化学装置包括负极活性物质层和负极集流构件，所述负极片还包括负极集流体，所述负极集流体包括负极涂覆区和负极耳区，所述负极耳区位于所述负极集流体宽度方向的一端；所述负极活性物质层设于所述负极涂覆区表面，所述负极耳区朝向所述卷绕中心线弯折以形成所述卷绕式电极组件的第二端面，所述底壁通过所述负极集流构件与所述第二端面连接。上述技术方案中，底壁通过负极集流构件与第二端面连接，有利于提高负极集流构件和负极片的连接面积，从而提高电化学装置的倍率性能。
[0021]第二方面，本本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电化学装置，包括：壳体，所述壳体的内部形成容纳空间；卷绕式电极组件，容纳于所述容纳空间内，所述卷绕式电极组件具有卷绕中心线，所述卷绕式电极组件包括正极片和负极片，所述正极片包括正极活性物质层，沿所述正极片的卷绕方向，所述正极活性物质层具有正极卷绕起始端和正极卷绕收尾端；沿所述卷绕中心线方向观察，将经过所述正极卷绕收尾端且与所述卷绕中心线正交的直线定义为第一参考线，将与所述第一参考线正交且与所述卷绕中心线正交的直线定义为第二参考线，将经过所述正极卷绕起始端且与所述卷绕中心线正交的直线定义为第三参考线，所述第三参考线和所述第二参考线之间具有零角或锐角α，满足0
°
≤α≤30
°
。2.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，0
°
≤α≤25
°
。3.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述卷绕式电极组件具有卷绕中心孔，所述卷绕中心孔的半径为r，所述卷绕式电极组件的半径为R，满足r≥0.15R。4.根据权利要求3所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：(1)r≥0.3R；(2)r≤0.5R；(3)r≥1mm。5.根据权利要求1所述的电化学装置，其中，所述负极片包括负极活性物质层，所述负极活性物质层具有负极卷绕收尾端和负极卷绕起始端，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：(1)沿所述卷绕式电极组件的卷绕方向，所述负极卷绕收尾端超出所述正极卷绕收尾端；(2)沿所述卷绕式电极组件的卷绕方向的反方向，所述负极卷绕起始端超出所述正极卷绕起始端。6.根据权利要求5所述的电化学装置，其中，所述电化学装置满足下列条件中的至少一者：(1)沿所述卷绕式电极组件的卷绕方向，所述负极卷绕收尾端超出所述正极卷绕收尾端的长度大于或等于1mm...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈腾腾，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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