电化学装置及用电设备的制作方法

本技术涉及电池，具体而言，涉及一种电化学装置及用电设备。

背景技术：

1、随着新能源技术的发展，储能器件的应用越来越广泛，例如可应用在手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等上。

2、电化学装置作为储能器件一般通过电极组件和电解液发生电化学反应，从而输出电能。对于电化学装置而言，安全问题是用户主要考虑的问题之一。因此，如何提升电化学装置的安全性是亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本技术提供一种电化学装置及用电设备，以提升电化学装置的安全性能。

2、第一方面，本技术提供一种电化学装置，包括外壳、导电件、电极组件以及绝缘件。外壳具有第一壁，第一壁设有第一通孔，导电件覆盖第一通孔，电极组件容纳于外壳内，导电件与电极组件电连接，以引出电极组件的一个极性。绝缘件设置于导电件和第一壁之间，以绝缘隔离导电件和外壳。绝缘件具有第二通孔，沿第一方向，导电件的投影的至少一部分同时位于第一通孔和第二通孔内，第一方向为第一壁的厚度方向。其中，第一壁面向导电件的表面和/或导电件面向第一壁的表面设有凸部。

3、上述技术方案中，通过在导电件面向第一壁的表面和/或第一壁面向导电件的表面设置凸部，在电化学装置内部的压力达到阈值时，凸部能够破坏起绝缘密封作用的绝缘件，并支撑在第一壁和导电件之间，以使导电件与第一壁之间形成连通外壳的内部和外部的通道，外壳内部的气体能够从通道排至外壳外部，实现电化学装置泄压，降低电化学装置发生热失控导致安全事故发生的风险，提高电化学装置的安全性能。上述方案可以不需要在外壳上设置泄压机构(如常见的防爆阀或者在外壳上进行刻痕)即能在电化学装置热失控时泄压，因此，可以不破坏外壳结构的整体性，从而保证外壳的结构强度，进一步提高电化学装置的安全性能，同时提高电化学装置的空间利用率，提高能量密度。

4、在一些实施例中，凸部设置在导电件面向第一壁的表面。上述技术方案中，由于导电件是单独成型，通常整体呈片状(不排除局部会有凸起或者凹陷)，结构较为简单，在其面向第一壁的表面设置凸部的加工便利性和加工成本会较低，进而降低整体电化学装置的整体成本。

5、在一些实施例中，导电件与凸部一体成型。上述技术方案中，可通过如冲压、铣削、铸造等制造方式简单、方便的实现导电件与凸部一体成型，且使得导电件和凸部形成的整体结构强度更好。

6、在一些实施例中，电化学装置包括多个凸部，多个凸部围绕第一通孔间隔布置。上述技术方案中，多个凸部围绕第一通孔间隔布置，则在电化学装置内部的压力达到阈值后，多个凸部能够共同支撑导电件和第一壁，使得导电件和第一壁具有较为均匀受力，提高形成的通道的稳定性，有利于快速、稳定泄压。优选使多个凸部均匀间隔分布，以使得导电件和第一壁受力更加均匀，可形成的泄压通道分布更均匀，提升泄压过程的安全性。

7、在一些实施例中，凸部靠近第一通孔的一端超出第二通孔的孔壁，凸部远离第一通孔的一端超出绝缘件的外边缘或者与绝缘件的外边缘平齐。上述技术方案中，凸部靠近第一通孔的一端超出第二通孔的孔壁，凸部远离第一通孔的一端超出绝缘件的外边缘或者与绝缘件的外边缘平齐，则凸部能够将绝缘件破坏后使导电件与第一壁之间形成沿第一通孔的径向连通外壳的内部和外部的通道，有利于更加快速、顺利泄压，降低电化学装置热失控引发安全事故的风险。

8、在一些实施例中，电极组件包括极性相反的第一极耳和第二极耳，第一极耳与导电件电连接，第二极耳与外壳电连接；凸部被配置为在绝缘件熔融后使导电件和第一壁之间形成连通外壳的内部和外部的通道。上述技术方案中，第一极耳与导电件电连接，第二极耳与外壳电连接，以使导电件和外壳分别形成电化学装置极性相反的两极，当电化学装置内部的压力增大至阈值时，凸部破坏绝缘件，电化学装置短路，短路后的电化学装置温度迅速升高，高温使得绝缘件熔融，局部熔融的绝缘件在凸部和外壳内部的气体作用下，向凸部两边流动，形成截面更大的泄压通道，提高了电化学装置热失控时的泄压效率。同时凸部顶部微观下必然是高低不平，只要凸部顶部部分较高的部分与外壳接触，即可发生局部短路放热，进而可以在整个绝缘件被凸部完全破坏前，实现凸部周围绝缘件的熔融，加快了泄压通道的形成，提高了电化学装置对内部压力异常增大的反应灵敏度，降低电化学装置发生热失控导致安全事故发生的风险，提高电化学装置的安全性能。根据不同的电池设计要求，通过局部短路造成凸部周围绝缘件熔融可以是形成泄压通道的主要效应，例如，当绝缘件选择抗撕裂性能高的材料和/或凸部的顶部形状不尖锐等情况，仅通过凸部受压破坏绝缘件所需的压力值过大，难以保证安全性，此时通过凸部造成导电件与外壳的局部短路放热，可以使得电化学装置在内部压力较低的情况形成泄压通道，实现安全泄压。

9、在一些实施例中，凸部在绝缘件沿第一方向的表面形成有凹槽，以形成薄弱部。凸部插设于凹槽内并抵接于薄弱部，凸部被配置为在外壳的内部压力达到阈值时压破薄弱部，以使导电件与外壳短接。上述技术方案中，凸部压破绝缘件后，凸部支撑在导电件和第一壁之间，导电件与外壳通过凸部短接，电化学装置温度迅速升高，高温使得绝缘件熔融，从而支撑在导电件和第一壁之间的凸部能够使得在使导电件和第一壁之间能够形成连通外壳的内部和外部的通道或者凸部允许熔融后的绝缘件被电化学装置内部的气体挤出导电件和第一壁之间，从而在导电件和第一壁之间形成通道，并通过通道泄压，降低电化学装置发生热失控导致安全事故发生的风险，提高电化学装置的安全性能。通过外壳内部的压力达到阈值时凸部压破薄弱部使导电件和外壳通过凸部短接的方式实现电化学装置泄压，可以不需要在外壳上设置泄压机构即能在电化学装置热失控时泄压，可以不破坏外壳结构的整体性，从而保证外壳的结构强度。薄弱部的设置使得绝缘件能够更加容易被凸部压破，能够及时实现电化学装置短接，从而实现及时泄压。

10、在一些实施例中，薄弱部的厚度为d，满足0.01mm≤d≤0.50mm。上述技术方案中，如果薄弱部的厚度d过小，例如小于0.01mm，薄弱部容易被凸部破坏或者凸部容易使得导电件和壳体之间局部短路，电化学装置对内部压力变化过于敏感，造成性能浪费；如果薄弱部的厚度d过大，例如大于0.50mm，即电化学装置在正常状态下凸部顶部和外壳的第一壁之间的绝缘件过厚，凸部要在极大的压力作用才可能完全破坏绝缘件或者实现局部短路，使得压力阈值过高，不利于保证电化学装置的安全性。薄弱部的厚度d，满足0.01mm≤d≤0.50mm，使得薄弱部既能有较好的绝缘性能，又较为容易被凸部压破，以保证在电化学装置内部压力过大时及时泄压。

11、在一些实施例中，凸部在第一壁面向导电件的表面和/或导电件面向第一壁的表面内沿直线或曲线延伸，凸部的横截面为三角形。上述技术方案中，凸部的横截面为三角形，使得凸部的顶部更加尖锐，可以更容易压破绝缘件。根据设计需要，在其它实施例中凸部的横截面也可以是其它形状，曲边三角形、椭圆形等。

12、在一些实施例中，凸部的横截面的高度为h，凸部的横截面的宽度为l，满足1/5≤h/l≤3。上述技术方案中，如果h/l过小，例如小于1/5，则凸部的横截面为三角形的情况下，三角形整体过于扁平，尖锐度较低，难以刺破绝缘件，从而难以形成畅通的泄压通道；如果h/l过大，例如大于3，则凸部的横截面过于尖锐，在较低的压力下即可刺破绝缘件，且由于尖端放电效应，凸部也更容易实现导电件与第一壁的局部短路，使得电化学装置在较低的内部压力下泄压，造成性能浪费。1/5≤h/l≤3，则电化学装置在合理的内部压力下，凸部破坏绝缘件，使得第一壁和导电件之间形成的通道能够满足电化学装置的泄压需求，以使电化学装置能够及时、快速的泄压，降低电化学装置热失控导致安全事故发生的风险。

13、在一些实施例中，凸部的高度为h，绝缘件的厚度为k，满足0.01mm≤h＜k。上述技术方案中，凸部的高度h和绝缘件的厚度k，满足0.01mm≤h＜k，以使绝缘件具有良好的绝缘性能，且凸部压破绝缘件后能够在第一壁的厚度方向上支撑第一壁和导电件，以使第一壁和导电件之间形成横截面积较大的用于泄压的通道，以满足泄压需求。

14、在一些实施例中，导电件也可以从第一壁面向电极组件的一侧覆盖第一通孔。上述技术方案中，导电件从第一壁面向电极组件的一侧覆盖第一通孔，能够防止导电件占用外壳的内部空间，提高能量密度。

15、第二方面，本技术实施例提供一种用电设备，包括第一方面任意实施例提供的电化学装置。上述技术方案中，第一方面任意实施例提供的电化学装置的安全性较好，能够提高具备该电化学装置的用电设备的用电安全。