本申请提供一种电化学装置、用电装置和充电装置，电化学装置包括电极组件和用于接收充电电流为电化学装置进行充电的充电电路，第一极片包括第一集流体、设置在第一集流体表面的第一活性材料层和X个第一极耳，X为大于1的整数，X个第一极耳与第一集流体一体成型。第二极片包括第二集流体、设置在第二集流体表面的第二活性材料层和与第二集流体电连接的Y个第二极耳，Y为大于或等于1的整数，Y＜X。本申请提供的电化学装置、用电装置和充电装置，可避免活性材料损失，同时规避了削薄差导致的一系列问题。另外，相较于多极耳结构，电化学装置可保存完整的容量和能量密度。并且，搭配脉冲充电方式，电化学装置在低温下的充电能力明显提升。电化学装置在低温下的充电能力明显提升。电化学装置在低温下的充电能力明显提升。
【技术实现步骤摘要】
电化学装置、用电装置和充电装置
[0001]本申请涉及电池
，尤其涉及一种电化学装置、包括该电化学装置的用电装置以及与所述电化学装置连接并为所述电化学装置充电的充电装置。
技术介绍
[0002]目前快速充电锂电池
，普遍采用多极耳或中间极耳结构，来减小极化，提升充电能力和充电速度。针对多极耳结构，正极极片需要焊接过多的镍极耳，对应部分需要采用PCL(聚己内酯)胶纸或者激光清洗，导致活性材料的有效面积损失，进而造成活性材料整体容量和能量密度的损失。针对中间极耳结构，负极极耳位置边缘电流密度增大，且负极中间焊接极耳需要激光清洗出槽位，这就存在边缘削薄的问题，导致负极极耳边缘极容易析锂，引起循环衰减和安全问题。
[0003]基于边缘削薄的问题，现有技术中有采用泡棉挡板和胶带以提高削薄精度的方法，但此方法对设备要求极高，且操作复杂。此外，现有技术中还有设置倒角结构的L形挡流板和分流板的方法，进行二次削薄，然而此方法成本较高，且对产能有所降低。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，有必要提出一种电化学装置，以解决极耳边缘削薄导致的析锂问题，同时保持容量和能量密度无损失。
[0005]另，还有必要提出一种包括该电化学装置的用电装置以及与所述电化学装置连接并为所述电化学装置充电的充电装置。
[0006]本申请的技术方案是：一种电化学装置，其包括电极组件和用于接收充电电流为所述电化学装置进行充电的充电电路，所述电极组件由第一极片、隔膜和第二极片卷绕N圈而成，所述隔膜设置在所述第一极片和所述第二极片之间。所述第一极片包括第一集流体、设置在第一集流体表面的第一活性材料层和X个第一极耳，X为大于1的整数，所述X个第一极耳与所述第一集流体一体成型。所述第一极耳和所述第一集流体一体成型所述第二极片包括第二集流体、设置在所述第二集流体表面的第二活性材料层、和与所述第二集流体电连接的至少一个第二极耳，所述第二极耳的数量为Y，Y＜X。
[0007]通过在第一集流体上一体成型第一极耳，可避免第一极片因清洗槽位或粘贴PCL胶纸等方式造成的活性材料损失，同时规避了削薄差导致的一系列问题，电化学装置的容量和能量密度得以保存。另外，本申请中第二极耳的数量小于第一极耳的数量，相较于正极的多极耳结构，该结构减小削薄区域，可保存完整的容量和能量密度。
[0008]一种实施方式中，1≤X≤4*N。一种实施方式中(1/2)*N≤X≤4*N。一种实施方式中，1≤Y≤2*N。
[0009]此结构可有效地降低负极的欧姆极化，相较于一般的多极耳结构其充电能力得到有效提升，从原本3C充电，可以提升至4C甚至5C充电而不析锂。另外，在同样层数和涂布重量的条件下，此结构的电化学装置可以提升容量约5～10％。相较于中间极耳结构，负极极
耳边缘的析锂现象不复存在，并且充电容量可提升10～20％。
[0010]一种实施方式中，所述充电电流为脉冲电流。
[0011]由于脉冲充电的充电和放电搭配，充电过程存在吸热的过程，放电过程均为放热反应。而本申请中，由于第二极片极化比第一极片极化更大，因此在充电过程二者的总电流大小一致。第二极片欧姆极化大，根据焦耳热定律，产热正比于阻抗，所以第二极片的升温速度比第一极片更快，而第二极片不会析锂。当第二极片温度高于第一极片时，会均匀地传热至第一极片，第一极片的温度得以均匀地提升。所以此结构搭配脉冲充电，在低温下的充电能力明显提升。
[0012]一种实施方式中，所述脉冲电流的正向电压占空比为60％至90％，负向电压占空比为10％至40％，频率范围为100Hz至1000Hz。所述正向电压占空比指的是正向电压占一个周期内的时间比，所述负向电压占空比指的是负向电压占一个周期内的时间比。
[0013]一种实施方式中，所述脉冲电流的正向电压占空比为80％至90％，负向电压占空比为10％至20％，频率范围为500Hz至1000Hz。
[0014]通过调整脉冲的充电参数频率和占空比等参数，可以在不同程度下提升低温充电能力。具体的，当满充充电频率高于100Hz时效果更佳，当负向电压占空比不低于10％时效果更佳。
[0015]一种实施方式中，所述充电电流为阶段式充电电流，所述阶段式充电电流包括第一阶段的恒定电流和第二阶段的恒压电流。在第一阶段，所述充电电路接收所述恒定电流，将所述电化学装置充电至预设电压，此时，所述电化学装置的容量为第一容量。在第二阶段，所述充电电路接收所述恒压电流，将所述电化学装置充电至预设电流，此时，所述电化学装置的容量为第二容量。
[0016]一种实施方式中，所述电化学装置的工作温度为20摄氏度至30摄氏度，所述恒定电流的大小为2.5C至3.5C，所述第一容量为所述第二容量的72％至88.7％。一种实施方式中，所述电化学装置的工作温度为25摄氏度，所述恒定电流的大小为3C，所述第一容量为所述第二容量的72％至88.7％。
[0017]一种实施方式中，所述电化学装置的工作温度为20摄氏度至30摄氏度，所述恒定电流的大小为1C至2C，所述第一容量为所述第二容量的40％至69％。
[0018]一种实施方式中，所述电化学装置的工作温度为25摄氏度，所述恒定电流的大小为1.5C，所述第一容量为所述第二容量的40％至69％。
[0019]一种实施方式中，所述至少一个第一极耳在所述第一极片的长度方向上等间距设置。
[0020]一种实施方式中，所述至少一个第二极耳在所述第二极片的长度方向上等间距设置。
[0021]一种实施方式中，所述第二极耳的数量为1，所述第二极耳设于所述第二极片的长度方向的中间位置。
[0022]本申请还提供一种用电装置，所述用电装置包括如上所述的电化学装置，所述电化学装置为所述用电装置供电。
[0023]本申请还提供一种充电装置，所述充电装置与如上所述的电化学装置连接，为所述电化学装置充电。
[0024]本申请提供的电化学装置、用电装置和充电装置，所述电化学装置通过在第一集流体上一体成型第一极耳，可避免第一极片因清洗槽位或粘贴PCL胶纸等方式造成的活性材料损失，同时规避了削薄差导致的一系列问题，电化学装置的容量和能量密度得以保存。另外，第二极耳采用中间单极耳或少量极耳，减小削薄区域，相较于多极耳结构，所述电化学装置可保存完整的容量和能量密度。并且，搭配脉冲充电方式，所述电化学装置在低温下的充电能力明显提升。
附图说明
[0025]下面结合附图和具体实施方式对本申请作进一步详细的说明。
[0026]图1为本申请一实施方式提供的电化学装置中电极组件的结构示意图。
[0027]图2为本申请一实施方式提供的第一极片的结构示意图。
[0028]图3为本申请一实施方式提供的第二极片的结构示意图。
[0029]图4为本申请实施例1提供的电化学装置充电过程中的外观示意图。
[0030]图5为对比例1提供的电化学装置充电过程中的外观示意图。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种电化学装置，其特征在于，包括电极组件和用于接收充电电流为所述电化学装置进行充电的充电电路，所述电极组件包括第一极片、第二极片和设置在所述第一极片和所述第二极片之间的隔离膜，所述第一极片包括第一集流体、设置在所述第一集流体表面的第一活性材料层、和X个第一极耳，X为大于1的整数，所述X个第一极耳与所述第一集流体一体成型；所述第二极片包括第二集流体、设置在所述第二集流体表面的第二活性材料层、和与所述第二集流体电连接的Y个第二极耳，Y为大于或等于1的整数，Y＜X。2.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述电极组件由所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片卷绕N圈而成，1<N，X≤4*N，Y≤2*N。3.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述第一极片为负极极片，所述第二极片为正极极片。4.如权利要求1所述的电化学装置，其特征在于，所述充电电流为脉冲电流，且所述脉冲电流的正向电压占空比为60％至90％，负向电压占空比为10％至40％，频率范围为100Hz至1000Hz，或所述充电电流为脉冲电流，所述脉冲电流的正向电压占空比为80％至90％，负向电压占空比为10％至20％，频率范围为500Hz至1000Hz。5.如权利要求1所述的电化学装置...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶威，
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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