电化学装置及用电设备的制作方法

1.本技术涉及储能技术领域，特别涉及电化学装置及用电设备。


背景技术：

2.纽扣电池广泛应用于蓝牙耳机中，而纽扣电池因自身磁场产生的底噪会对蓝牙耳机的音效产生影响，影响用户体验。


技术实现要素：

3.鉴于上述状况，有必要提供一种电化学装置，以降低对用电设备的电磁干扰。
4.本技术的第一方面，提供一种电化学装置，电化学装置包括壳体、收容于壳体内的电极组件、第一极耳和第二极耳。壳体包括顶壁、侧壁和底壁，顶壁设有第一电极。电极组件包括第一极片和第二极片。第一极耳连接第一极片和第一电极。第二极耳连接第二极片。沿垂直于顶壁的方向观察，第一极耳的长度方向与第二极耳的长度方向之间的夹角为θ，满足：0
°
≤θ≤60
°
。当电化学装置处于充/放电状态时，第一极耳上的电流方向和第二极耳上的电流方向趋于相反，第一极耳产生的磁场与第二极耳产生的磁场有重叠，可至少部分抵消，使得电化学装置产生的磁场减弱，从而降低对用电设备的电磁干扰。
5.进一步地，在本技术的一些实施例中，0
°
≤θ≤30
°
。此时，第一极耳产生的磁场与第二极耳产生的磁场相互抵消的效果更好，并且，端面各处的磁场强度差异性较小。
6.在本技术的一些实施例中，第一极耳包括与第一极片连接的第一连接区和与第一电极连接的第三连接区。第二极耳包括与第二极片连接的第二连接区和与壳体连接的第四连接区。沿垂直于顶壁的方向观察，第一连接区的几何中心至第三连接区的几何中心之间的距离为l1，第二连接区的几何中心至第四连接区的几何中心之间的距离为l2，满足：0.18≤l1/l2≤2.75。相较于l1/l2的其他值，当0.18≤l1/l2≤2.75时，第一极耳产生的磁场与第二极耳产生的磁场相互抵消的效果较好，有利于减弱电化学装置产生的磁场。
7.进一步地，在本技术的一些实施例中，0.45≤l1/l2≤2.2。此时，第一极耳产生的磁场与第二极耳产生的磁场相互抵消的效果更好，且端面各处的磁场强度差异性较小。
8.在本技术的一些实施例中，电化学装置还包括设于壳体外的第一连接件和第二连接件。第一连接件包括与第一电极连接的第五连接区，第一连接件远离第一电极的端部设有第六连接区。第二连接件包括与壳体连接的第七连接区，第二连接件远离第七连接区的端部设有第八连接区。沿垂直于顶壁的方向观察，第五连接区的几何中心与第六连接区的几何中心之间的连线为w1，第七连接区的几何中心与第八连接区的几何中心之间的连线为w2，w1与w2之间的夹角为β，满足：0
°
≤β≤30
°
。相较于β＞30
°
，当0
°
≤β≤30
°
时，第一连接件产生的磁场与第二连接件产生的磁场相互抵消的效果较好。
9.在本技术的一些实施例中，沿垂直于顶壁的方向观察，第五连接区的几何中心与第六连接区的几何中心之间的距离为l3，第七连接区的几何中心与第八连接区的几何中心
之间的距离为l4，满足：0.45≤l3/l4≤2.2。相较于l3/l4的其他值，当0.45≤l3/l4≤2.2时，第一连接件产生的磁场与第二连接件产生的磁场相互抵消的效果较好，且有利于降低电化学装置端面各处磁场强度的差异性。
10.在本技术的一些实施例中，电极组件为卷绕结构。第一极片包括第一活性材料层，第一活性材料层包括第一端部，第一端部设于卷绕结构的卷绕起始端。第二极片包括第二活性材料层，第二活性材料层包括第二端部，第二端部设于卷绕结构的卷绕起始端。第一极耳包括与第一极片连接的第一连接区。第二极耳包括与第二极片连接的第二连接区。沿第一极片的长度方向，第一连接区的几何中心和第一端部之间的距离为d1；沿第二极片的长度方向，第二连接区的几何中心和第二端部之间的距离为d2，满足：0.5≤d1/d2≤2。相较于d1/d2的其他值，当0.5≤d1/d2≤2时，第一极片产生的磁场与第二极片产生的磁场相互抵消的效果较好，有利于减弱电化学装置产生的磁场。
11.进一步地，在本技术的一些实施例中，0.9≤d1/d2≤1.1。此时，第一极片产生的磁场与第二极片产生的磁场相互抵消的效果更好，且端面各处磁场强度的差异性较小。
12.在本技术的一些实施例中，满足以下条件的至少一者：(a)第一极耳和第二极耳位于电极组件的相对侧；(b)顶壁具有相对的第一表面和第二表面，顶壁设有贯穿第一表面和第二表面的通孔，第一电极的至少部分设于通孔；(c)顶壁与第一电极之间设有绝缘件；(d)壳体包括金属材料。
13.本技术的第二方面，还提供一种用电设备，用电设备包括设备本体和电化学装置，所述电化学装置为上述任一实施例中的电化学装置。上述电化学装置可减弱自身产生的磁场，降低自身磁场对用电设备的影响，提高用电设备的性能。
附图说明
14.图1是本技术的一个实施例中电化学装置的第一视图。
15.图2是本技术的一个实施例中电化学装置的第二视图。
16.图3是图1中电化学装置的局部剖视图。
17.图4是本技术的另一个实施例中电化学装置的第一视图。
18.图5是本技术的另一个实施例中电化学装置的第二视图。
19.图6是图4中电化学装置的局部剖视图。
20.图7是本技术的另一个实施例中第一电极的结构示意图。
21.图8是本技术的另一个实施例中电极组件、第一极耳和第二极耳的第一视图。
22.图9是本技术的另一个实施例中电极组件、第一极耳和第二极耳的第二视图。
23.图10是本技术的另一个实施例中电极组件、第一极耳和第二极耳的第三视图。
24.图11是本技术的另一个实施例中电极组件、第一极耳和第二极耳的第四视图。
25.图12是本技术的另一个实施例中电极组件、第一极耳和第二极耳的第五视图。
26.图13是本技术的另一个实施例中电极组件、第一极耳和第二极耳的第六视图。
27.图14是本技术的另一个实施例中电化学装置的第三视图。
28.图15是本技术的试验一中磁通密度与θ的关系曲线图。
29.图16是本技术的一个实施例中用电设备的结构示意图。
30.主要元件符号说明
31.电化学装置100
32.壳体1
33.顶壁11
34.第一电极111
35.第一部分1111
36.第三表面1111a
37.第二部分1112
38.第一表面112
39.第二表面113
40.通孔114
41.侧壁12
42.底壁13
43.导电部131
44.容腔空间14
45.电极组件2
46.第一极片21
47.第一活性材料层211
48.第一端部2111
49.第二极片22
50.第二活性材料层221
51.第二端部2211
52.隔离膜23
53.第一极耳3
54.第一连接区31
55.第三连接区32
56.第二极耳4
57.第二连接区41
58.第四连接区42
59.第一连接件5
60.第五连接区51
61.第六连接区52
62.第二连接件6
63.第七连接区61
64.第八连接区62
65.绝缘件7
66.用电设备200
67.设备本体210
68.第一连接区的几何中心至第三连接区l1的几何中心之间的距离
69.第二连接区的几何中心至第四连接区l2的几何中心之间的距离
70.第五连接区的几何中心与第六连接区l3的几何中心之间的距离
71.第七连接区的几何中心与第八连接区l4的几何中心之间的距离
72.第一方向x
73.第二方向y
74.第三方向z
75.如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
76.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
77.需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
78.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技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术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，不是旨在于限制本技术。
79.本技术的实施例提供一种电化学装置，包括壳体、收容于壳体内的电极组件、第一极耳和第二极耳。壳体包括顶壁、侧壁和底壁，顶壁设有第一电极。电极组件包括第一极片和第二极片。第一极耳连接第一极片和第一电极。第二极耳连接第二极片。沿垂直于顶壁的方向观察，第一极耳的长度方向与第二极耳的长度方向之间的夹角为θ，满足：0
°
≤θ≤60
°
。当电化学装置处于充/放电状态时，第一极耳上的电流方向和第二极耳上的电流方向趋于相反，第一极耳产生的磁场与第二极耳产生的磁场有重叠，可至少部分抵消，使得电化学装置产生的磁场减弱。
80.作为示例性的，以电化学装置放置于水平面、底壁在下、顶壁在上为例作进一步的说明。
81.下面结合附图，对本技术的实施例作进一步的说明。
82.如图1、图2和图3所示，本技术的实施方式提供一种电化学装置100，电化学装置100包括壳体1、电极组件2、第一极耳3和第二极耳4。电极组件2、第一极耳3和第二极耳4设于壳体1内部，电极组件2连接第一极耳3和第二极耳4。
83.壳体1包括顶壁11、侧壁12和底壁13，顶壁11、侧壁12和底壁13围设形成容腔空间14，电极组件2、第一极耳3和第二极耳4设于容腔空间14内。
84.顶壁11设有第一电极111，第一电极111连接第一极耳3。
85.在一实施例中，顶壁11设有通孔114并包括相背离的第一表面112和第二表面113，通孔114贯穿第一表面112和第二表面113，第一表面112位于顶壁11面向容腔空间14的一侧，第二表面113位于顶壁11背离容腔空间14的一侧。
86.第一电极111的至少部分设于通孔114内。在一实施例中，电化学装置100还包括绝缘件7，绝缘件7设于顶壁11和第一电极111之间，绝缘件7连接顶壁11和第一电极111，使顶壁11与第一电极111绝缘，减少电化学装置100发生短路的风险。
87.在一实施例中，第一电极111的材质包括但不限于铝或铜金属。
88.在一实施例中，底壁13包括导电部131，导电部131连接第二极耳4。在一实施例中，导电部131包括金属材料。
89.如图4、图5和图6所示，在一实施例中，电化学装置100可进一步包括设于壳体1外的第一连接件5和第二连接件6，第一连接件5连接第一电极111，使第一连接件5和第一极耳3电连接；第二连接件6连接导电部131，使第二连接件6和第二极耳4电连接。第一连接件5和第二连接件6可用于外接用电设备，以便于电化学装置100为用电设备供电。
90.在一实施例中，第一连接件5包括金属材料。在一实施例中，第二连接件6包括金属材料。
91.在其他实施例中，第一电极111设于通孔114内(图未示)，绝缘件7设于第一电极111与通孔114的内壁之间。
92.如图3和图7所示，第一电极111包括第一部分1111和第二部分1112。
93.第一部分1111具有第三表面1111a，第二部分1112伸出于第三表面1111a。
94.第一部分1111设于容腔空间14内，第二部分1112位于通孔114内。
95.为了便于理解及描述，下面以垂直于顶壁11的方向为第三方向z，沿第三方向z观察，第一极耳3的长度方向为第一方向x、第二极耳4的长度方向为第二方向y为例作进一步的说明。
96.在一实施例中，绝缘件7为环形结构，第一电极111的第二部分1112穿过环形结构。
97.在一实施例中，绝缘件7包括但不限于密封胶。
98.如图8和图9所示，电极组件2包括第一极片21、第二极片22和隔离膜23，隔离膜23设于第一极片21和第二极片22之间。在一实施例中，第一极片21、隔离膜23和第二极片22卷绕设置。
99.第一极片21和第二极片22中的一个为正极片，另一个为负极片。
100.第一极耳3和第二极耳4中的一个为正极耳，另一个为负极耳。
101.第一极片21包括第一活性材料层211，第一极耳3具有第一连接区31，第一极耳3于第一连接区31连接于第一极片21。
102.第二极片22包括第二活性材料层221，第二极耳4具有第二连接区41，第二极耳4于第二连接区41连接于第二极片22。
103.在一实施例中，第一极耳3位于电极组件2的一侧，第二极耳4位于电极组件2相对的另一侧。在其他实施例中，第一极耳3和第二极耳4也可以位于电极组件2的同侧(图未示)。
104.请结合图3、图8和图9，第一极耳3具有第三连接区32，第一极耳3于第三连接区32连接于第一电极111。第二极耳4具有第四连接区42，第二极耳4于第四连接区42连接于底壁13。
105.请结合图8、图9和图10，在一实施例中，沿第三方向z观察，第一方向x与第二方向y之间的夹角为θ，0
°
≤θ≤60
°
。
106.本技术中，第一方向x(也即，第一极耳3的长度方向)为：沿第三方向z观察，第三连接区32的几何中心与第一连接区31的几何中心的连线方向。第二方向y(也即，第二极耳4的长度方向)为：沿第三方向z观察，第四连接区42的几何中心与第二连接区41的几何中心的连线方向。θ为：沿第三方向z观察，第一方向x与第二方向y之间的交点至第一连接区31几何
中心的射线与该交点至第二连接区41几何中心的射线之间的夹角。
107.当电化学装置100处于充/放电状态时，第一极耳3产生的磁场与第二极耳4产生的磁场可至少部分抵消，使得电化学装置100产生的磁场减弱，继而降低电化学装置100产生的磁场对用电设备的影响。
108.相较于θ＞60
°
，当0
°
≤θ≤60
°
时，第一极耳3产生的磁场与第二极耳4产生的磁场相互抵消的效果较好，电化学装置100产生的磁场对用电设备的影响较小。
109.如图11所示，进一步可选的，0
°
≤θ≤30
°
。相较于30
°
＜θ≤60
°
，当0
°
≤θ≤30
°
时，第一极耳3产生的磁场与第二极耳4产生的磁场相互抵消的效果更好，并且，电化学装置100端面各处的磁场强度差异较小。
110.如图12和图13所示，沿第三方向z观察，第一连接区31的几何中心至第三连接区32的几何中心之间的距离为l1，第二连接区41的几何中心至第四连接区42的几何中心之间的距离为l2。
111.可选的，0.18≤l1/l2≤2.75。相较于l1/l2的其他值，当0.18≤l1/l2≤2.75时，第一极耳3产生的磁场与第二极耳4产生的磁场相互抵消的效果较好，电化学装置100产生的磁场对用电设备的影响较小。
112.进一步可选的，0.45≤l1/l2≤2.2。此时，第一极耳3产生的磁场与第二极耳4产生的磁场相互抵消的效果更好，并且，电化学装置100端面各处的磁场强度差异较小。
113.请结合图8、图9、图12和图13，电极组件2为卷绕结构。在一实施例中，第一活性材料层211包括第一端部2111，第一端部2111设于卷绕结构的卷绕起始端，第二活性材料层221包括第二端部2211，第二端部2211设于卷绕结构的卷绕起始端。
114.沿第一极片21的长度方向，第一连接区31的几何中心至第一端部2111之间的距离为d1。沿第二极片22的长度方向，第二连接区41的几何中心至第二端部2211之间的距离为d2。
115.可选的，0.5≤d1/d2≤2。相较于d1/d2的其他值，当0.5≤d1/d2≤2时，第一极片21产生的磁场与第二极片22产生的磁场相互抵消的效果较好，电化学装置100产生的磁场对用电设备的影响较小。
116.进一步可选的，0.9≤d1/d2≤1.1。此时，第一极片21产生的磁场与第二极片22产生的磁场相互抵消的效果更优，并且，电化学装置100端面各处的磁场强度差异较小。
117.请参阅图4、图5和图14，第一连接件5包括第五连接区51和第六连接区52，第五连接区51连接于第一电极111，第六连接区52位于第一连接件5远离第一电极111的端部。第二连接件6包括第七连接区61和第八连接区62，第七连接区61连接于底壁13，第八连接区62位于第二连接件6远离第七连接区61的端部。
118.沿第三方向z观察，第五连接区51的几何中心与第六连接区52的几何中心之间的连线为w1，第七连接区61的几何中心与第八连接区62的几何中心之间的连线为w2，w1与w2之间的夹角为β。本技术中，β为沿第三方向z观察，w1与w2之间的交点至第六连接区52几何中心的射线与该交点至第八连接区62几何中心的射线之间的夹角。
119.可选的，0
°
≤β≤30
°
。相较于β＞30
°
，当0
°
≤β≤30
°
时，第一连接件5产生的磁场与第二连接件6产生的磁场相互抵消的效果较好，电化学装置100产生的磁场对用电设备的影响较小。
120.沿第三方向z观察，第五连接区51的几何中心与第六连接区52的几何中心之间的距离为l3，第七连接区61的几何中心与第八连接区62的几何中心之间的距离为l4。
121.可选的，0.45≤l3/l4≤2.2。相较于l3/l4的其他值，第一连接件5产生的磁场与第二连接件6产生的磁场相互抵消的效果较好，电化学装置100产生的磁场对用电设备的影响较小。
122.进一步可选的，0.9≤l3/l4≤1.1。此时，第一连接件5产生的磁场与第二连接件6产生的磁场相互抵消的效果更优，并且，电化学装置100端面各处的磁场强度差异较小。
123.为了验证本技术对电化学装置100产生的磁场的减弱效果，做了以下多个对比试验：
124.试验一：
125.使第一极耳为正极耳、第二极耳为负极耳、l1/l2的值为0.9335，改变夹角θ的大小，记录顶壁11侧的磁通密度b1、底壁13侧的磁通密度b2。
126.本技术中，磁通密度也被称为磁感应强度，可用来表示磁场的强弱。磁通密度的数值越大，表示磁场越强，对电化学装置100产生的磁场的减弱效果越小；磁通密度的数值越小，表示磁场越弱，对电化学装置100产生的磁场的减弱效果越大。
127.表1不同夹角θ的记录对比
128.角度θ(
°
)d1/d2磁通密度b1/10-6
(t)磁通密度b2/10-6
(t)00.94184.563.39300.93455.104.12600.92736.214.85900.92028.216.541200.913210.308.931500.906310.208.651800.89959.838.23
129.将上表数据绘制成曲线图，如图12所示。
130.根据图15和表1可知，当θ为0
°
时，磁通密度b1为4.56
×
10-6
t，磁通密度b2为3.39
×
10-6
t。当θ为30
°
时，磁通密度b1为5.1
×
10-6
t(约为θ为0
°
时的1.12倍)，磁通密度b2为4.12
×
10-6
t(约为θ为0
°
时的1.22倍)。当θ为60
°
时，磁通密度b1为6.21
×
10-6
t(约为θ为0
°
时的1.36倍)，磁通密度b2为4.85
×
10-6
t(约为θ为0
°
时的1.43倍)。
131.当0
°
≤θ≤30
°
时，第一极耳3上的电流方向与第二极耳4上的电流方向趋于相反，第一极耳3产生的磁场与第二极耳4产生的磁场相互抵消的效果较好，电化学装置100的电磁特性较好。并且，由图15可见，当夹角θ在0
°
至30
°
范围内变化时，磁通密度b1和b2的斜率均较小，即在该范围内第一极耳3与第二极耳4之间磁场相互抵消的效果差别较小。
132.试验二：
133.使第一极耳为正极耳、第二极耳为负极耳、夹角θ为0
°
、d1/d2为0.9418，改变l1/l2的数值大小，记录顶壁11侧的磁通密度b1、底壁13侧的磁通密度b2。
134.表2不同l1/l2比值的记录对比
[0135][0136][0137]
根据表2可知，当l1/l2为1时，磁通密度b1约为4.56
×
10-6
t，磁通密度b2约为3.43
×
10-6
t。
[0138]
当l1/l2为0.45时，磁通密度b1约为7.76
×
10-6
t(约为l1/l2为1时的1.70倍)，磁通密度b2约为5.70
×
10-6
t(约为l1/l2为1时的1.66倍)。
[0139]
当l1/l2为1.57时，磁通密度b1约为5.60
×
10-6
t(约为l1/l2为1时的1.23倍)，磁通密度b2约为6.32
×
10-6
t(约为l1/l2为1时的1.84倍)。
[0140]
当l1/l2为1.83时，磁通密度b1约为5.90
×
10-6
t(约为l1/l2为1时的1.29倍)，磁通密度b2约为7.03
×
10-6
t(约为l1/l2为1时的2.05倍)。
[0141]
当l1/l2为2.20时，磁通密度b1约为6.61
×
10-6
t(约为l1/l2为1时的1.45倍)，磁通密度b2约为7.80
×
10-6
t(约为l1/l2为1时的2.27倍)
[0142]
因此，当0.45≤l1/l2≤2.2时，第一极耳3产生的磁场与第二极耳4产生的磁场相互抵消的效果较好，顶壁11侧和底壁13侧的磁通密度均小于8
×
10-6
t，电化学装置100的电磁特性较好。此外，第一极耳3产生的磁场与第二极耳4产生的磁场之间相互抵消的更加均
匀，从而能够降低电化学装置端面各处磁场强度的差异性。进一步地，当0.45≤l1/l2≤1.57时，与l1/l2为1时的磁通密度相比，顶壁11侧和底壁13侧的磁通密度变化幅度较小，能够保证电化学装置整体具有较好的电磁特性。
[0143]
如图16所示，本技术的实施方式还提供一种用电设备200，用电设备200包括设备本体210和上述任一实施例的电化学装置100，电化学装置100设置在设备本体210上。电化学装置100可减弱自身产生的磁场，拥有较好的电磁特性，减弱自身磁场对用电设备200的影响。
[0144]
另外，本领域技术人员还可在本技术精神内做其它变化，当然，这些依据本技术精神所做的变化，都应包含在本技术所公开的范围。