CN114631211B - 一种电芯组件及电化学装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电化学装置技术领域，公开了一种电芯组件及电化学装置，所述电芯组件包括第一卷绕体及第二卷绕体，第一卷绕体包括第一极片组件，所述第一卷绕体由所述第一极片组件绕第一卷绕轴线卷绕形成；第二卷绕体包括第二极片组件，所述第二卷绕体由所述第二极片组件绕第二卷绕轴线卷绕形成；其中，所述第一极片组件的最外圈和所述第二极片组件的最外圈相电性连接，所述第一卷绕体和所述第二卷绕体同层布置，所述第一卷绕体的至少一侧超出所述第二卷绕体，从而直接通过卷绕形成异形的电芯结构，有效缓解了工艺复杂，结构受限，转接焊带来的风险。
Description
【技术领域】
本申请涉及电化学装置技术领域，尤其涉及一种电芯组件及电化学装置。
【背景技术】
目前，电子信息技术飞速发展，各种电子设备集成化程度越来越高，重量和体积朝着轻薄化方向发展。在有限的空间内，电子设备如何进一步提高空间利用率，是现阶段急需解决的问题。
【发明内容】
为了缓解上述技术问题，本申请实施例提供一种电芯组件及电化学装置，直接通过卷绕形成异形的电芯结构，有效缓解了工艺复杂，结构受限，转接焊带来的风险。
为了缓解上述技术问题，本申请实施例提供以下技术方案：
一方面，本申请的实施例提供了一种电芯组件，包括第一卷绕体及第二卷绕体：第一卷绕体包括第一极片组件，所述第一卷绕体由所述第一极片组件绕第一卷绕轴线卷绕形成；第二卷绕体包括第二极片组件，所述第二卷绕体由所述第二极片组件绕第二卷绕轴线卷绕形成；其中，所述第一极片组件的最外圈和所述第二极片组件的最外圈相电性连接，所述第一卷绕体和所述第二卷绕体同层布置，所述第一卷绕体和所述第二卷绕体的尺寸不同。
另一方面，本申请的实施例还提供了一种电化学装置，其包括如上所述的电芯组件。
与现有技术相比较，本申请实施例提供的电芯组件中，所述电芯组件包括第一卷绕体及第二卷绕体：第一卷绕体包括第一极片组件，所述第一卷绕体由所述第一极片组件绕第一卷绕轴线卷绕形成；第二卷绕体包括第二极片组件，所述第二卷绕体由所述第二极片组件绕第二卷绕轴线卷绕形成；其中，所述第一极片组件的最外圈和所述第二极片组件的最外圈相电性连接，所述第一卷绕体和所述第二卷绕体同层布置，其中，所述第一卷绕体的至少一侧超出所述第二卷绕体，从而直接通过卷绕形成异形的电芯结构，有效缓解了工艺复杂，结构受限，转接焊带来的风险。
【附图说明】
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1为本申请实施例1提供的一种电芯组件的结构示意图，其中电芯组件呈“L”字形构造；
图2为图1所示的电芯组件的极片组件的结构示意图，其中极片组件处于展开状态；
图3为图1所示的电芯组件的极片组件的剖面示意图；
图4为图1所示的电芯组件的部分剖面示意图，其主要示出了电芯组件的连接组件的结构；
图5为图1所示的电芯组件在另一种实现方式的部分剖面示意图，其主要示出了电芯组件的连接组件的结构；
图6为图1所示的电芯组件的另一个视角的结构示意图，其主要示出了电芯组件的第一卷绕体和第二卷绕体的结构；
图7为图6所示的电芯组件配置有支撑板的结构示意图；
图8为图7所示的电芯组件将支撑板拆除的结构示意图；
图9为图7所示的电芯组件配置有另一种支撑板的结构示意图，其中支撑板的边缘设置有翘曲部；
图10为图6所示的电芯组件的局部放大图，其主要示出了电芯组件的第一卷绕体和第二卷绕体相交错的状态；
图11为图10所示的电芯组件的几何化的示意图，其主要示出了电芯组件的第一卷绕体和第二卷绕体之间的几何关系；
图12为图1所示的电芯组件在另一种实现方式的结构示意图，其主要示出了电芯组件的第一卷绕体和第二卷绕体可相互转动；
图13为图12所示的电芯组件在另一种状态的结构示意图；
图14为图1所示的电芯组件在另一种实现方式的结构示意图，其中电芯组件的第一卷绕体和第二卷绕体的方向相同；
图15为本申请实施例2提供的一种电芯组件的结构示意图，其中电芯组件呈“L”字形构造，但电芯组件的第一卷绕体和第二卷绕体的卷绕轴线相垂直；
图16为图15所示的电芯组件的极片组件的结构示意图，其中极片组件处于展开状态；
图17为图15所示的电芯组件在另一种实现方式的结构示意图，其中电芯组件的第二卷绕体的卷绕方向不同；
图18为本申请实施例3提供的一种电芯组件的结构示意图，其中电芯组件呈“T”字形构造；
图19为图18所示的电芯组件的极片组件的结构示意图，其中极片组件处于展开状态；
图20为图18所示的电芯组件在另一种实现方式的结构示意图；其中电芯组件的第二卷绕体的卷绕方向不同；
图21为本申请实施例4提供的电芯组件的结构示意图，其中电芯组件呈“T”字形构造；
图22为图21所示的电芯组件的极片组件的结构示意图，其中极片组件处于展开状态；
图23为本申请实施例5提供的电芯组件的结构示意图，其中电芯组件呈“Z”字形构造；
图24为图23所示的电芯组件的极片组件的结构示意图，其中极片组件处于展开状态；
图25为本申请实施例6提供的电芯组件的结构示意图，其中电芯组件呈台阶状构造；
图26为图25所示的电芯组件的极片组件的结构示意图，其中极片组件处于展开状态；
图27至图30为本申请实施例7提供的电化学装置的结构示意图，其中电化学装置分别呈“L”字形构造，“T”字形构造，“Z”字形构造以及台阶状构造。
【具体实施方式】
为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施方式，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本说明书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。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方式的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
实施例1
请参阅图1，为本申请实施例1提供的一种电芯组件100，电芯组件100包括第一卷绕体10和第二卷绕体20。第一卷绕体10与第二卷绕体20相连，第一卷绕体10的至少一侧超出第二卷绕体20，第一卷绕体10和第二卷绕体20同层布置呈异形的电芯结构。
需要说明，两个卷绕体同层布置，即卷绕体皆为扁平结构，卷绕体的两个面积较大的面为卷绕体的顶面和底面，一个卷绕体在另一个卷绕体的顶面所在平面与底面所在平面之间的空间内，包括两个卷绕体的顶面或者底面共平面的情况。此外，第一卷绕体10的一侧可以为第一卷绕体10在其卷绕方向的一侧，即第一卷绕体10的一端部，也可以为第一卷绕体10在厚度方向的一侧。
为了便于理解本申请，设第一卷绕体10的长度方向为L，设第一卷绕体10的宽度方向为W，设第一卷绕体10的厚度方向为H。
第二卷绕体20位于第一卷绕体10的W方向一侧。第一卷绕体10具有第一端部和第二端部，第一端部和第二端部分别为第一卷绕体沿L方向的两端，其中，第一端部在L方向上超出第二卷绕体20，以使得第一卷绕体10和第二卷绕体20同层布置呈异形的电芯结构。
第一卷绕体10和第二卷绕体20同层布置呈“L”字形构造。
可以理解，根据实际情况，第一卷绕体10和第二卷绕体20并不仅限于布置呈“L”字形构造。如图18所示，第一卷绕体10和第二卷绕体20也可以同层布置呈“T”字形构造。如图23所示，第一卷绕体10和第二卷绕体20还可以同层布置呈“Z”字形构造。只要第一卷绕体10和第二卷绕体20能够同层布置呈异形的电芯结构即可。
第一卷绕体10在L方向上的尺寸与第二卷绕体20在L方向上的尺寸不同。第一卷绕体10的第二端部与第二卷绕体20沿L方向相齐平，以使得第一卷绕体10和第二卷绕体20同层布置呈“L”字形构造。
第一卷绕体10在W方向上的尺寸与第二卷绕体20在W方向上的尺寸不同，具体地，第一卷绕体10在W方向上的尺寸大于第二卷绕体20在W方向上的尺寸。根据实际情况，第一卷绕体10在W方向上的尺寸也可以小于或者等于第二卷绕体20在W方向上的尺寸，对此本申请不作限制。
第一卷绕体10在H方向上的尺寸与第二卷绕体20在H方向上的尺寸不同，具体地，第一卷绕体10在H方向上的尺寸大于第二卷绕体20在H方向上的尺寸，通过配置第一卷绕体10与第二卷绕体20在W方向上的距离，能够使得第一卷绕体10和第二卷绕体20在W方向上相交错，进而减少电芯组件100在W方向上的尺寸，提高电芯组件100的能量密度。第一卷绕体10和第二卷绕体20相交错的情况将在下文详细说明。根据实际情况，第一卷绕体10在H方向上的尺寸也可以小于或者等于与第二卷绕体20在W方向上的尺寸，对此本申请不作限制。
第一卷绕体10包括第一极片组件11。第一卷绕体10由第一极片组件11绕第一卷绕轴线O1卷绕形成，第一卷绕轴线O1平行于L方向。第二卷绕体20包括第二极片组件21。第二卷绕体20由第二极片组件21绕第二卷绕轴线O2卷绕形成，第二卷绕轴线O2平行于L方向。第一极片组件11的最外圈与第二极片组件21的最外圈相连。
可以理解，根据实际情况，第二卷绕轴线O2并不仅限于平行于L方向。如图15所示，第二卷绕轴线O2也可以平行于W方向。只要第一卷绕体10和第二卷绕体20能够同层布置呈“L”字形构造即可。
第一极片组件11的卷绕方向与第二极片组件12的卷绕方向相反。
可以理解，根据实际情况，第一极片组件11的卷绕方向并不仅限于与第二极片组件21的卷绕方向相同。如图14所示，第一极片组件11的卷绕方向也可以与第二极片组件21的卷绕方向相同，对此本申请不作限制。
第一极片组件11和第二极片组件21分别为同一极片组件101的两部分，也即第一极片组件11和第二极片组件21一体成型，展开后的极片组件101如图2所示。第一卷绕体10和第二卷绕体20皆由极片组件101卷绕形成。极片组件101具有第一末端1011和第二末端1012，第一末端1011位于第一极片组件11的内圈，第二末端1012位于第二极片组件21的内圈。
可以理解，根据实际情况，第一极片组件11和第二极片组件21可以为相互独立的两个极片组件，第一极片组件11具有第一末端1011和第三末端，第二极片组件11具有第二末端1012和第四末端。第一末端1011位于第一极片组件11的内圈，第二末端1012位于第二极片组件21的内圈，第三末端与第四末端相连接，以形成第一极片组件11和第二极片组件21之间的交界部位。第三末端和第四末端可以通过焊接的方式连接在一起。
请一并参阅图2，在极片组件101展开后，极片组件101基本呈沿W方向延伸的条状。第二极片组件21位于第一极片组件11在W方向的一侧，第一极片组件11在L方向的一侧与第二极片组件21齐平，第一极片组件11在L方向的另一侧超出第二极片组件21。
第一极片组件11在W方向的尺寸大于第二极片组件21在W方向的尺寸，以使得在将极片组件101卷绕形成第一卷绕体10和第二卷绕体20后，第一卷绕体10的卷绕卷数大于第二卷绕体20的卷绕圈数，以使得第一卷绕体10在W方向上的尺寸大于第二卷绕体20在W方向上的尺寸，并且第一卷绕体10在H方向上的尺寸大于第二卷绕体20在H方向上的尺寸。
极片组件101卷绕形成第一卷绕体10和第二卷绕体20的过程如下：
将第一末端1011沿W方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第一卷绕体10。将第二末端1012沿W方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第二卷绕体20。
请一并参阅图3，第一极片组件11和第二极片组件21皆包括正极片110，负极片112以及隔离膜114。隔离膜114设置于正极片110和负极片112之间，以隔离正极片110与负极片112。
请一并参阅图4，第一极片组件11的最外圈和第二极片组件21的最外圈通过连接组件30连接，连接组件30为第一极片组件11和第二极片组件21的交界部位。连接组件30整体呈片状构造，连接组件30包括第一隔离膜31，第一极片32，第二隔离膜33以及第二极片34。在由第一极片组件11或第二极片组件21的内圈指向外圈的方向上，第一隔离膜31、第一极片32、第二隔离膜33以及第二极片34依次层叠。第一极片32和第二极片组件34互为阴阳极，用于电性连接第一极片组件11和第二极片组件21。第一隔离膜31用于将第一极片组件11或第二极片组件21的内圈与第一极片32相分隔开，第二隔离膜33用于将第一极片32和第二极片34相分隔开，以避免短路。
可以理解，根据实际情况，连接组件30的结构并不限于如上所述的形式，在其他一些实施例中，连接组件30包括无活性物质的空基材料和隔离膜。
第一极片32为阳极极片，第二极片34为阴极极片。阳极极片分别与第一极片组件11的正极片110和第二极片组件21的正极片110相连，阴极极片分别与第二极片组件21的负极片112和第二极片组件21的负极片112相连。
可以理解，根据实际情况，第一极片32也可以为阴极极片，第二极片34也可以为阳极极片。只要第一极片32和第二极片34两者中的一者为阳极极片，另一者为阴极极片即可。
第一极片32双面均设置胶层。胶层长度宜超过第一极片32或第二极片34两侧各1.5毫米，胶层的规格可以为厚度10微米或16微米，宽度宜超过空铝区厂度。第二极片34包括第一极片部340和第二极片部342。第一极片部340和第二极片部342之间形成间隙，可填充无活性物质的空基材料。其中，第一极片部340与第一极片组件11的最外圈相连，第二极片部342与第二极片组件21的最外圈相连。通过如上设置，连接组件30不易析锂，安全性能好。胶层可以为绿胶层或者热熔胶层。
可以理解，根据实际情况，为减少电芯容量损失的问题，第一隔离膜31和第二隔离膜33也可以采用其他的结构。在其他一些实施例中，如图5所示，第一极片32及第二极片34设置相应膜片，膜片可以为活性物质层。具体如下：第一极片32双面皆涂覆第一膜片35，第二极片33靠近第一极片32的一面涂覆第二膜片36。第一膜片35可以为与第一极片32极性对应的复合锂材料与石墨，第二膜片36可以为与第二极片34极性对应的复合锂材料与石墨。可采用与电芯相同涂覆重量的第一膜片35和第二膜片36，以使涂覆过程中不需要间隙涂覆，从而减少优率损失，进而减少工艺成本，并且第一隔离膜31，第一极片32，第二隔离膜33以及第二极片34四层材料厚度能够保持一致，以减少厚度不一致导致极片变形或打折等问题。
请参阅图6，第一极片组件11包括依次相连的第一弧面部111，第一平面部113，第二弧面部115以及第二平面部117。第一弧面部111与第二弧面部115相对，第一平面部113与第二平面部117相对且皆位于第一弧面部111和第二弧面部115之间。第一弧面部111，第一平面部113，第二弧面部115以及第二平面部117共同围成第一极片组件11的最外圈。相似地，第二极片组件21包括依次相连的第三弧面部211，第三平面部213，第四弧面部215以及第四平面部217。第三弧面部211与第四弧面部215相对，第三平面部213与第四平面部217相对且皆位于第三弧面部211与第四弧面部215之间。第三弧面部211，第三平面部213，第四弧面部215以及第四平面部217共同围成第二极片组件21的最外圈。第二平面部117与第四平面部217通过连接组件30相连，连接组件30在图6中未示出。
设第二平面部117所在的平面为基准面P，第一极片组件11及第二极片组件21皆位于基准面P的同一侧。第四平面部217也位于基准面P上，第三平面部213位于基准面P的一侧。
可以理解，根据实际情况，如图14所示，在第一极片组件11及第二极片组件32的卷绕方向相同的情况下，连接组件30呈相对于基准面P倾斜的状态。
请一并参阅图7和图8，电芯组件100还包括支撑板40。支撑板40与基准面P重合，第一极片组件11及第二极片组件21皆同层布置在支撑板40的同一侧。其中，第二平面部117与第四平面部217与支撑板40相接触，并固定在支撑板40上，以固定第一极片组件11及第二极片组件21的位置。
支撑板40可以采用塑料板或者不锈钢板等刚性材质板材，在将电芯组件封装为电化学装置时，支撑板40位于电化学装置内部，以增强电芯组件100的刚性。支撑板40所采用的材质宜具有以下特点：防腐蚀，防高温(在85摄氏度的温度环境下不易老化和变形)，高强度(正面可以承受2兆帕以上压强不断裂)。支撑板40具体可使用聚碳酸酯材料、聚丙烯、高密度聚乙烯、尼龙66或其它达到要求等形成板材，或使用17-4PH不锈钢、316L不锈钢等不锈钢材质成型为不锈钢板材。
如图8所示，第二平面部117及第四平面部217在支撑板40上的正投影与支撑板40的外轮廓相重合，以使得支撑板40的重量，体积以及成本得到控制。第二平面部117和第四平面部217可采用胶粘的方式固定于支撑板40上，根据实际情况，也可采用焊接等方式固定于支撑板40上，本申请不作限制。
第二平面部117和支撑板40可采用双面热融胶粘结，第二平面部117和支撑板40之间的第一胶粘区域41面积宜占第二平面部117面积的30％，根据实际情况，第一胶粘区域41面积可以更多或更少，只要第一胶粘区域41面积占第二平面部面积的15％～45％即可。相似地，第四平面部217和支撑板40可采用热熔胶粘结，第四平面部217和支撑板40之间的第二胶粘区域43面积宜占第四平面部面积的30％，根据实际情况，第二胶粘区域43面积可以更多或更少，只要第二胶粘区域43面积占第四平面部217面积的15％～45％即可。
请一并参阅图9，支撑板40靠近第二弧面部115的边缘成型有第一翘曲部42。第一翘曲部42的翘曲度与第二弧面部115的弧度相适配，第一翘曲部42至少部分地覆盖第二弧面部115，第一翘曲部42用于承托第二弧面部115，以进一步将第一极片组件11固定。第一翘曲部42与第二弧面部115可以通过第一侧边胶层44进行固定。第一翘曲部42部分地覆盖第二弧面部115，第一侧边胶层44覆盖第二弧面部115裸露的部分以及第一翘曲部42，以将第二弧面部115和第一翘曲部42固定在一起。第一侧边胶层44可以为热熔胶层或者绿胶层。
相似地，支撑板40靠近第四弧面部215的边缘成型有第二翘曲部46。第二翘曲部46翘曲的弧度与第四弧面部215相适配，第二翘曲部46至少部分地覆盖第四弧面部215，第二翘曲部46用于承托第四弧面部215，以进一步将第二极片组件21固定。第二翘曲部46与第四弧面部215可以通过第二侧边胶层48进行固定。第二翘曲部46部分地覆盖第四弧面部215，第二侧边胶层48覆盖第四弧面部215裸露的部分以及第二翘曲部46，以将第四弧面部215和第二翘曲部46固定在一起。第二侧边胶层48可以为热熔胶层或者绿胶层。
可以理解，根据实际需要，第一翘曲部42和第二翘曲部46可以省略其中之一。
请参阅图10，第一弧面部111与基准面P之间形成间隙1110。如前所述，第一卷绕体10在H方向上的尺寸大于第二卷绕体20在H方向上的尺寸，通过配置第一卷绕体10和第二卷绕体20在W方向上的距离，以使得第二卷绕体20至少部分地伸入间隙1110内，第一卷绕体10和第二卷绕体20在W方向相交错，进而减少电芯组件100在W方向上的尺寸，提高电芯组件100的能量密度。
可以理解，根据实际情况，第一卷绕体10在H方向上的尺寸也可以小于第二卷绕体20在H方向上的尺寸，此时，第二弧面部211与基准面P之间形成间隙1110，可通过配置第一卷绕体10和第二卷绕体20在W方向上的距离，以使得第一卷绕体10至少部分地伸入间隙1110内，第一卷绕体10和第二卷绕体20在W方向相交错，进而减少电芯组件100在W方向上的尺寸，提高电芯组件100的能量密度。综上，只要第一卷绕体10和第二卷绕体20两者中的一个在H方向上的尺寸较大，并且与基准面P形成间隙1110，第一卷绕体10和第二卷绕体20两者中的另一个至少部分地伸入间隙1110内即可。
请一并参阅图11，将第一弧面部111近似成第一半圆弧，将第三弧面部211近似成第二半圆弧，并且第一半圆弧和第二半圆弧近似相切，可以计算第一卷绕体10和第二卷绕体20在W方向上相交错的距离y，如下。
构建一个直角三角形△ABC，设点A与第一半圆弧的圆心重合，设点C与第二半圆弧的圆心重合，设线段BC平行于W方向，设线段AB平行于H方向。
设第一半圆弧与第二半圆弧相切于点D，以点D作垂直于线段BC的直线，并相交于点E，设第二半圆弧与线段BC相交于点F。
根据相似三角形可计算线段FE的长度
其中，R1为第一半圆弧的直径，R2为第二半圆弧的直径。
以点A作平行于W方向的直线，并与第一半圆弧相交于点G，以点D作垂直于线段AG的直线，并与线段AG相交于点I，线段IG的长度
第一卷绕体和第二卷绕体在W方向上相交错的距离
通过第一卷绕体和第二卷绕体在W方向上相交错的距离y，可以计算电芯组件100所增加的总能量
E＝xyzw,
其中，x为第一卷绕体10及第二卷绕体20在L方向上相交错的距离，z为第一卷绕体10及第二卷绕体20在H方向上的相交错的距离，w为单位体积内的能量密度。
在本实施例中，x等于第二卷绕体20在L方向上的尺寸，y等于第二卷绕体20在H方向上的尺寸。
在一些实施例中，所述第一卷绕体的厚度为所述第二卷绕体厚度的2倍或2倍以上。
可以理解，根据实际情况，第一卷绕体10和第二卷绕体20在W方向上的距离并不仅限于使得第一卷绕体10和第二卷绕体20在W方向上相交错，在其他一些实施例中，如图12和图13所示，第一卷绕体10和第二卷绕体20在W方向上的距离使得第一卷绕体10和第二卷绕体20相分散，也即连接组件在W方向上的尺寸使得第一卷绕体10和第二卷绕体20相分散，连接组件30可弯折，以使得第一卷绕体10和第二卷绕体20可绕L方向相互转动，可应用于折叠屏的电子产品，随屏幕折叠而转动。
实施例2
请参阅图15，为本申请实施例2提供的一种电芯组件100a，电芯组件100a与实施例1提供的电芯组件基本相同，第一卷绕体10和第二卷绕体20也同层布置呈“L”字形构造，区别主要在于，在本实施例中，第二卷绕轴线O2平行于W方向。
第一极片组件11的卷绕方向和第二极片组件21的卷绕方向被配置为使得连接组件30与基准面P相重合，根据实际情况，如图17所示，第一极片组件11的卷绕方向和第二极片组件21的卷绕方向也可以被配置为使得连接组件30呈相对基准面P倾斜的状态，对此本申请不作限制。
请参阅图16，第一卷绕体10由第一极片组件11卷绕形成，第二卷绕体20由第二极片组件21卷绕形成，将第一极片组件11和第二极片组件21展开后，基本呈“L”字形。第二极片组件21位于第一极片组件11在W方向的一侧，第一极片组件11基本沿W方向延伸，第二极片组件21基本沿L方向延伸。第一极片组件11在L方向的一侧超出第二极片组件21，第一极片组件11在L方向的另一侧被第二极片组件21超过。
第一极片组件11卷绕形成第一卷绕体10时，将第一极片组件11第沿W方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第一卷绕体10。第二极片组件21卷绕形成第二卷绕体20时，将极片组件21沿L方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第二卷绕体20。
实施例3
请参阅图18，为本申请实施例3提供的一种电芯组件100b，与实施例1提供的电芯组件基本相同，第一卷绕体10的第一端部在L方向上超出第二卷绕体20，区别主要在于，在本实施例中，第一卷绕体10的第二端部在L方向上超出第二卷绕体20，以使第一卷绕体10和第二卷绕体20同层布置呈“T”字形构造。
第二卷绕轴线O2平行于L方向，根据实际情况，第二卷绕轴线并不仅限于平行于L方向，如图20所示，第二卷绕轴线O2也可以平行于W方向。只要第一卷绕体10和第二卷绕体20能够同层布置呈“T”字形构造即可。
第一卷绕体10的卷绕方向与第二卷绕体20的卷绕方向相反，连接组件30与基准面P相重合，根据实际情况，如图20所示，第一卷绕体10的卷绕方向也可以与第二卷绕体20的卷绕方向相同，使得连接组件30呈相对于基准面P倾斜的状态。对此本申请不作限制。
请一并参阅图19，第一卷绕体10由第一极片组件11卷绕形成，第二卷绕体20由第二极片组件21卷绕形成，将第一极片组件11和第二极片组件21展开后，基本呈沿W方向延伸的条状。第二极片组件21位于第一极片组件11在W方向的一侧，第一极片组件11在L方向上的两侧皆超过第二极片组件21。
第一极片组件11卷绕形成第一卷绕体10时，将第一极片组件11沿W方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第一卷绕体10。第二极片组件21卷绕形成第二卷绕体20时，将极片组件21沿W方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第二卷绕体20。
实施例4
请参阅图21，为本申请实施例4提供的一种电芯组件100c，与实施例3提供的电芯组件基本相同，第一卷绕体10和第二卷绕体20同层布置呈“T”字形构造，区别主要在于，在本实施例中，第二卷绕轴线O2平行于W方向。
第一卷绕体10的卷绕方向和第二卷绕体20的卷绕方向被配置为使得连接组件与基准面P重合，根据实际情况，第一卷绕体的卷绕方向和第二卷绕体的卷绕方向也可以被配置为使得连接组件呈相对于参考平面倾斜的状态。对此本申请不作限制。
请参阅图22，第一卷绕体10由第一极片组件11卷绕形成，第二卷绕体20由第二极片组件21卷绕形成，将第一极片组件11和第二极片组件21展开后，第一极片组件11和第二极片组件21形成“L”字形。第二极片组件21位于第一极片组件11的W方向一侧，第一极片组件11沿W方向延伸，第二极片组件21沿L方向延伸。第一极片组件11在L方向的一侧超出第二极片组件21，第一极片组件11在L方向的另一侧被第二极片组件21超过。
第一极片组件11卷绕形成第一卷绕体10时，将第一极片组件11第沿W方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第一卷绕体10。第二极片组件21卷绕形成第二卷绕体20时，将极片组件21沿L方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第二卷绕体20。
实施例5
请参阅图23，为本申请实施例5提供的一种电芯组件100d，与实施例1提供的电芯组件基本相同，第一卷绕体10的第一端部在L方向上超出第二卷绕体20，区别主要在于，在本实施例中，第二卷绕体20在L方向上超出第一卷绕体10的第二端部，以使第一卷绕体10和第二卷绕体20同层布置呈“Z”字形构造。
第一卷绕体10在L方向上的尺寸可以与第二卷绕体20的在L方向上的尺寸相同或者不同，对此本申请不作限制。
第二卷绕轴线平行于L方向。
如图24所示，第一卷绕体10由第一极片组件11卷绕形成，第二卷绕体20由第二极片组件21卷绕形成，将第一极片组件11和第二极片组件21展开后，第一极片组件11和第二极片组件21基本呈沿W方向延伸的条状。第二极片组件21位于第一极片组件11在W方向的一侧，第一极片组件11在L方向的一侧超出第二极片组件21，第一极片组件11在L方向的另一侧被第二极片组件21超过。
第一极片组件11卷绕形成第一卷绕体10时，将第一极片组件11沿W方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第一卷绕体10。第二极片组件21卷绕形成第二卷绕体20时，将极片组件21沿W方向朝交界部位卷绕，在卷绕至交界部位时形成第二卷绕体20。
实施例6
请一并参阅图25，为本申请实施例5提供的一种电芯组件100e，与实施例1提供的电芯组件基本相同，区别主要在于，在本实施例中，第一卷绕体10的第一端部和第二端部在L方向上皆与第二卷绕体20齐平，第一卷绕体10的厚度大于第二卷绕体20，也即第一卷绕体10在W方向上的一侧超出第二卷绕体20，以使得第一卷绕体10和第二卷绕体20同层布置呈台阶状构造。
第一极片组件11的卷绕方向和第二极片组件21的卷绕方向相反，根据实际需要，第一极片组件11的卷绕方向也可以与第二极片组件21的卷绕方向相同，对此本申请不作限制。
请参阅图26，第一卷绕体10由第一极片组件11卷绕形成，第二卷绕体20由第二极片组件21卷绕形成，将第一极片组件11和第二极片组件21展开后，基本呈沿L方向延伸的条状，其中第一极片组件11在L方向上的尺寸大于第二极片组件21在L方向上的尺寸。
实施例7
请一并参阅图27至图30，本申请实施例7提供一种电化学装置200，包括实施例1至6任意一个所述的电芯组件。
在一些实施例中，电化学装置200为电池。
在一些实施例中，如图27所示，当电化学装置200的电芯组件为实施例1提供的电芯组件100或实施例2提供电芯组件时，电化学装置200呈“L”字形板状结构。
在一些实施例中，如图28所示，当电化学装置200的电芯组件为实施例3提供的电芯组件或实施例4提供的电芯组件100c时，电化学装置200呈“T”字形板状构造。
在一些实施例中，如图29所示，当电化学装置200的电芯组件为实施例5提供的电芯组件时，电化学装置200呈“Z”字形板状构造。
在一些实施例中，如图30所示，当电化学装置200的电芯组件为实施例6提供的电芯组件时，电化学装置200呈台阶状构造。
电化学装置200还包括极耳。极耳设置于第一卷绕体10或第二卷绕体20。
与现有技术相比较，本申请实施例提供的电芯组件中，所述第一卷绕体和所述第二卷绕体同层布置，其中，所述第一卷绕体的至少一侧超出所述第二卷绕体，从而直接通过卷绕形成异形的电芯结构，有效缓解了工艺复杂，结构受限，转接焊带来的风险。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (14)
1.一种电芯组件，其特征在于，包括：
第一卷绕体，包括第一极片组件，所述第一卷绕体由所述第一极片组件绕第一卷绕轴线卷绕形成；及
第二卷绕体，包括第二极片组件，所述第二卷绕体由所述第二极片组件绕第二卷绕轴线卷绕形成；
其中，所述第一极片组件的最外圈和所述第二极片组件的最外圈相电性连接，所述第一卷绕体和所述第二卷绕体同层布置，所述第一卷绕体的至少一侧超出所述第二卷绕体；
所述第一极片组件包括依次相连的第一弧面部、第一平面部、第二弧面部以及第二平面部；所述第一弧面部、所述第一平面部、所述第二弧面部以及所述第二平面部围成所述第一极片组件的最外圈；
所述第二极片组件包括依次相连的第三弧面部、第三平面部、第四弧面部以及第四平面部；所述第三弧面部、所述第三平面部、所述第四弧面部以及所述第四平面部围成所述第二极片组件的最外圈；
所述第二平面部与所述第四平面部相连；
所述第二平面部位于基准面，所述第一卷绕体和所述第二卷绕体皆位于所述基准面的同一侧；
所述第四平面部位于所述基准面；
所述第一弧面部与所述基准面之间形成间隙；
所述第一卷绕体在厚度方向的尺寸大于所述第二卷绕体在厚度方向的尺寸；
所述第一卷绕轴线平行于所述第二卷绕轴线，所述第一卷绕体的卷绕方向与所述第二卷绕体的卷绕方向相反，所述第三弧面部伸入所述间隙内。
2.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述第一卷绕体沿所述第一卷绕轴线的两端皆与所述第二卷绕体相齐平。
3.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述第一卷绕体具有第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部分别为所述第一卷绕体沿所述第一卷绕轴线的两端；其中，所述第一端部在沿所述第一卷绕轴线的方向上超出所述第二卷绕体。
4.根据权利要求3所述的电芯组件，其特征在于，所述第二端部在沿所述第一卷绕轴线的方向上超出所述第二卷绕体，或者所述第二端部在沿所述第一卷绕轴线的方向上与所述第二卷绕体相齐平，或者所述第二卷绕体在沿所述第一卷绕轴线的方向上超出所述第二端部。
5.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述第一卷绕体的厚度为所述第二卷绕体厚度的2倍或2倍以上。
6.根据权利要求1至5任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯组件还包括支撑板；
所述第一卷绕体和所述第二卷绕体皆同层布置在所述支撑板的同一侧。
7.根据权利要求6所述的电芯组件，其特征在于，所述第二平面部及所述第四平面部在所述支撑板上的正投影与所述支撑板的外轮廓相重合。
8.根据权利要求7所述的电芯组件，其特征在于，所述支撑板靠近所述第二弧面部的边缘成型有第一翘曲部，所述第一翘曲部至少部分地覆盖所述第二弧面部；和/或
所述支撑板靠近所述第四弧面部的边缘成型有第二翘曲部，所述第二翘曲部至少部分地覆盖所述第四弧面部。
9.根据权利要求8所述的电芯组件，其特征在于，当所述支撑板成型有所述第一翘曲部时，所述第一翘曲部通过第一侧边胶层与所述第二弧面部相固定，其中，所述第一侧边胶层覆盖所述第二弧面部裸露的部分及所述第一翘曲部；
当所述支撑板成型有所述第二翘曲部时，所述第二翘曲部通过第二侧边胶层与所述第二弧面部相固定，其中，所述第二侧边胶层覆盖所述第四弧面部裸露的部分及所述第二翘曲部。
10.根据权利要求1至5任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述第一极片组件和所述第二极片组件分别为同一极片组件的两部分，所述第一卷绕体和所述第二卷绕体皆由所述极片组件卷绕形成，所述极片组件具有第一末端和第二末端，所述第一末端位于所述第一极片组件的内圈，所述第二末端位于所述第二极片组件的内圈。
11.根据权利要求1至5任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述第一极片组件具有第一末端和第三末端，所述第二极片组件具有第二末端和第四末端；
所述第一末端位于所述第一极片组件的内圈，所述第二末端位于所述第二极片组件的内圈；
所述第三末端与所述第四末端相连接，以形成所述第一极片组件和所述第二极片组件之间的交界部位。
12.根据权利要求1至5任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述第一极片组件和所述第二极片组件之间的交界部位包括由内至外依次层叠的第一隔离膜、第一极片、第二隔离膜以及第二极片；
所述第一极片双面皆设置胶层；其中，所述胶层超出所述第一极片两侧，和/或所述胶层的宽度超过空铝区长度。
13.根据权利要求1至5任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述第一极片组件和所述第二极片组件之间的交界部位包括由内至外依次层叠的第一隔离膜、第一极片、第二隔离膜以及第二极片；
所述第一极片及所述第二极片设置相应活性物质层。
14.一种电化学装置，其特征在于，包括根据权利要求1至13任一项所述的电芯组件。
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| GR01 | Patent grant | ||
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