电化学装置及电子装置的制作方法

本申请涉及电化学领域，特别是涉及一种电化学装置及电子装置。

背景技术：

1、目前，电池广泛地运用于无人机、手机、平板、笔记本电脑等电子产品中。由于在某些应用场景下，单个电池单体并不能够实现期望的输出功率；因此，通常将多个电池单体相互串联、并联或混联，以使得该多个电池单体共同配合而实现期望功率的输出。然而，将多个电池单体串联、并联或混联虽然能够提高输出功率，但是整个电池组的能量密度却较低。因此，同袋串联电池的设计被提出，同袋串联电池包括壳体以及设置于同一壳体内的多个电极组件，多个电极组件在壳体外串联连接，且多个电极组件之间通过隔离件分隔开。

技术实现思路

1、然而，本申请的发明人通过研究发现，同袋串联电池的耐久性存在不足，有待进一步改善。

2、鉴于上述问题，本申请提供一种电化学装置及电子装置，以提升同袋串联电池的耐久性。

3、为解决上述技术问题，本申请第一方面提供一种电化学装置，电化学装置包括第一壳体、第二壳体、隔离件、第一电极组件以及第二电极组件。隔离件位于第一壳体和第二壳体之间，以在隔离件的两侧分别限定出第一腔体和第二腔体。第一电极组件设于第一腔体，第二电极组件设于第二腔体。其中，隔离件的li离子渗透率k1满足k1≤1.0μg/(cm2·h)。隔离件的li离子渗透率k1通过如下方法测试：在隔离件相对的两侧分别夹设第一测试壳体和第二测试壳体作为收容体，将收容体以隔离件垂直于水平面的状态放置，隔离件与第一测试壳体之间限定出第一测试腔体，隔离件与第二测试壳体之间限定出第二测试腔体；在第一测试腔体中注入碳酸二甲酯，在第二测试腔体中注入由六氟磷酸锂和碳酸二乙酯组成的测试溶液，基于测试溶液的质量，测试溶液中六氟磷酸锂的质量百分含量为12.5％；碳酸二甲酯和测试溶液的体积相等，且碳酸二甲酯在第一测试腔体中的液面与测试溶液在第二测试腔体中的液面平齐，从而形成测试体，其中，隔离件包括与碳酸二甲酯接触的第一区域以及与测试溶液接触的第二区域，沿隔离件的厚度方向，第一区域与第二区域重叠的面积为scm2；将测试体在60℃下静置24h，采用电感耦合等离子体测试第一测试腔体中的li离子含量为m1μg，隔离件的li离子渗透率k1＝m1/(s×24)μg/(cm2·h)。由于电化学装置内部的电极组件之间散热较为困难，隔离件经常处于高温工况，通过隔离件在60℃下的li离子渗透率k1满足k1≤1.0μg/(cm2·h)，能够提高隔离件在高温下对li离子的隔绝性，抑制电解液的分解以及负极金属的沉积，进而提高电化学装置的耐久性。

4、在一些实施例中，隔离件包括基材层，基材层包括金属层，电化学装置满足下列条件(1)至(2)中的至少一者：(1)金属层的针孔密度≤3个/㎝2。(2)金属层中针孔的最大孔径≤10μm。。上述方案中，能够进一步降低基材层的li离子渗透率。

5、在一些实施例中，隔离件包括基材层，基材层包括第一聚合物层，电化学装置满足下列条件(a)至(b)中的至少一者：(a)第一聚合物层的结晶度≥50％；(b)第一聚合物层的熔点≥170℃。上述方案中，能够进一步降低基材层的li离子渗透率。

6、在一些实施例中，隔离件还包括位于基材层表面的封装层。

7、在一些实施例中，金属层的材质包括ni、ti、cu、ag、au、pt、fe、sn、co、cr、w、mo、al、mg、k、na、ca、sr、ba、ge、sb、pb、in、zn或不锈钢中的至少一种。

8、在一些实施例中，第一聚合物层的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚醚醚酮、聚酰亚胺、聚酰胺、聚乙二醇、聚酰胺酰亚胺、聚碳酸酯、环状聚烯烃、聚苯硫醚、聚乙酸乙烯酯、聚四氟乙烯，聚亚甲基萘、聚偏二氟乙烯、聚碳酸亚丙酯、聚(偏二氟乙烯-六氟丙烯)、聚(偏二氟乙烯-共-三氟氯乙烯)、有机硅、维尼纶、聚丙烯、酸酐改性聚丙烯、聚乙烯、乙烯丙烯共聚物、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚醚腈、聚氨酯、聚苯醚、聚酯、聚砜、非晶态α-烯烃共聚物或上述物质衍生物中的至少一种。

9、在一些实施例中，封装层的材质包括聚丙烯、改性聚丙烯、聚乙烯、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物中的至少一种。

10、在一些实施例中，电化学装置满足下列条件(c)至(d)中的至少一者：(c)第一腔体中设有第一电解液，隔离件包括与第一电解液接触的第一表面，第一电解液在第一表面的第一接触角≤90°。(d)第二腔体中设有第二电解液，隔离件包括与第二电解液接触的第二表面，第二电解液在第二表面的第二接触角≤90°。上述方案中，隔离件的第一表面(和/或第二表面)相对于第一电解液(和/或第二电解液)的接触角较小，从而使得第一电解液(和/或第二电解液)与隔离件的第一表面(和/或第二表面)接触后能够在隔离件的第一表面(和/或第二表面)上延展更大的面积，进而能够增强隔离件与第一电解液(和/或第二电解液)的热交换，从而利于电化学装置内部的热量通过隔离件传递至四周侧壁并导出至电化学装置外，进而降低电化学装置的内部温度，从而抑制隔离件在高温下离子隔绝性的下降，提升电化学装置的耐久性。

11、在一些实施例中，第一接触角≤50°；和/或，第二接触角≤50°。上述方案中，能够进一步提升隔离件的散热效果，降低电化学装置的内部温度，从而抑制隔离件在高温下离子隔绝性的下降，提升电化学装置的耐久性。

12、在一些实施例中，第一电解液的导热率≥0.1w/(m·k)；和/或，第二电解液的导热率≥0.1w/(m·k)。上述方案中，能够进一步提升电化学装置的散热效果，降低隔离件的工作温度，抑制隔离件在高温下离子隔绝性的下降，进而提升电化学装置的耐久性。

13、在一些实施例中，第一电极组件与第二电极组件串联。上述方案中，能够提升电化学装置整体的电压，降低工作电流，从而降低电化学装置工作时的温升，从而降低隔离件的工作温度，提升电化学装置的耐久性。

14、本申请还提供了一种电子装置，包括上述任一项的电化学装置。

15、本申请提供的电化学装置，充分考虑到同袋串联电池中隔离件的工作环境，通过限制隔离件在60℃高温下的li离子渗透率k1≤1.0μg/(cm2·h)，能够提高隔离件在高温下对li离子的隔绝性，从而抑制电解液的分解以及负极金属的沉积，进而提高同袋串联电池的耐久性。

技术特征：

1.一种电化学装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述隔离件包括基材层，所述基材层包括金属层，满足下列条件(1)至(2)中的至少一者：

3.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述隔离件包括基材层，所述基材层包括第一聚合物层，满足下列条件(a)至(b)中的至少一者：

4.根据权利要求2或3所述的电化学装置，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，满足下列条件(c)至(d)中的至少一者：

6.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，

7.根据权利要求5所述的电化学装置，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一电极组件与所述第二电极组件串联。

9.一种电子装置，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的电化学装置。

技术总结
本发明公开一种电化学装置及电子装置，电化学装置包括第一壳体、第二壳体、隔离件、第一电极组件以及第二电极组件。隔离件位于第一壳体和第二壳体之间，以在隔离件的两侧分别限定出第一腔体和第二腔体。第一电极组件设于第一腔体，第二电极组件设于第二腔体。其中，隔离件的Li离子渗透率K1满足K1≤1.0μg/(cm<supgt;2</supgt;·h)。本申请的电化学装置能够具有优异的耐久性。

技术研发人员：刘道林,林森,何平
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