[发明专利]电化学装置及包括该电化学装置的用电设备

说明书

本申请提供一种电化学装置和用电设备，所述电化学装置包括第一极片、第一端子和第二端子，所述第一极片包括复合集流体，所述复合集流体包括基底层、第一导电层和第二导电层，所述第一导电层包括第一区域和第二区域，所述第一端子和所述第二端子电连接至所述第一区域。本申请提供的电化学装置和用电设备，通过对复合集流体设置加热区用于连接加热电路，优化了加热结构的引入方式，进而有效改善了现有加热方式存在的诸多问题。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电化学装置及包括该电化学装置的用电设备。

背景技术

众所周知，锂离子电池的使用受温度影响较大。通常在低温环境中其充电能力降低，容量得不到完全发挥，电子电导和离子电导降低，动力学性能急剧下降，导致锂离子电池在大倍率充电过程中出现析锂，恶化电池界面，存在安全风险；同时，在低温环境中，电池活性材料容量发挥降低，电压平台降低，使得电池能量密度损失。

现有改善锂离子电池低温性能的方法主要包括对电池进行加热，常用的加热方案分为外部加热和内部加热。外部加热是通过在电池或者电池模组外增加加热装置，来提升电池低温性能。该方案加热效率低，提升作用有限，加热过程电池各部分之间温差较大，对电极材料影响较大，导致电池循环性能恶化，存在安全风险。内部加热则是通过将加热片嵌入电池内部，通过对电池内部加热，实现电池温度升高，提升电池动力学，进而提升电池在低温环境下的充放电能力。内部加热过程，升温速率快且电池各部分温差小，在实现电池快速升温的同时对电池损伤较小。

然而，加热片的嵌入会引发一些问题，如：加热片占据一定空间，影响电池能量密度；加热片劣化电池内界面接触，进而引发循环衰减加快，局部析锂等问题；加热片边角可能刺穿隔膜，引发严重自放电问题；加热片与电池主体固定不稳固，跌落时易脱落进而引发电池失效等。

发明内容

有鉴于此，本申请旨在提供一种具备自身加热功能的电化学装置和用电装置，以解决上述内部加热方式存在的至少一个问题。

本申请第一方面，提供一种电化学装置，其包括第一极片、第一端子和第二端子；第一极片包括复合集流体，复合集流体包括：基底层，基底层具有相对设置的第一表面和第二表面；第一导电层，第一导电层设置于第一表面上；和第二导电层，第二导电层设置于第二表面上；其中，第一导电层包括第一区域和第二区域，第一端子和第二端子电连接至第一区域。其中，第一区域作为加热区，用于对电化学装置进行加热。

一些实施方式中，第一端子与第二端子之间具有第一电阻R1，满足：R1≥5mΩ。进一步地，R1≥20mΩ。

一些实施方式中，电化学装置还包括正极极耳和负极极耳，正极极耳和负极极耳之间具有内阻R，满足：0.05≤R1/R≤5000。进一步地，1≤R1/R≤1000。

当电化学装置的温度低于正常运行温度(例如，低于约5℃)时，第一端子和第二端子将连接加热电路并对电化学装置进行加热，由于电阻R1可比电化学装置正常运行时的内阻大得多，且在充电时可方便地提高加热电路的电流，电化学装置的内部温度将快速升高，从而可迅速提升电化学装置的电化学性能。

一些实施方式中，第一区域从第二区域一体延伸形成。

一些实施方式中，第一区域位于复合集流体长度方向上的端部。

一些实施方式中，第一区域包括图案。

一些实施方式中，第二导电层包括第三区域和第四区域，电化学装置还包括第三端子和第四端子，第三端子和第四端子电连接至第三区域；第三端子与第四端子之间具有第二电阻R2，满足：R2≥5mΩ。进一步地，R2≥20mΩ。其中，第三区域作为加热区，用于对电化学装置进行加热。

一些实施方式中，第三区域从第四区域一体延伸形成；

一些实施方式中，第三区域位于复合集流体长度方向上的端部。