电芯壳体、电化学装置及其制备方法、用电设备与流程

1.本技术涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯壳体、电化学装置及其制备方法、用电设备。


背景技术：

2.随着电子信息技术的飞速发展，各种电子设备也朝着智能化和多功能化的方向发展，对电池的能量密度要求也越来越高。因此，如何提高电池的能量密度成为电池领域亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.本技术提供一种电芯壳体、电化学装置及其制备方法、用电设备，能够有效提高电化学装置的能量密度。
4.第一方面，本技术提供一种电芯壳体，包括底壁、侧壁和法兰部，侧壁围设于底壁的周围，并和底壁共同围成具有开口的容纳空间，法兰部设置于侧壁远离底壁的一端，法兰部的至少一部分凸出于侧壁的内表面和/或外表面；
5.其中，法兰部具有法兰面和过渡面，法兰面大致垂直侧壁，且用于与电芯壳盖连接；过渡面弯曲连接法兰面和侧壁的内表面和/或外表面，过渡面在侧壁的厚度方向上的宽度为w1，侧壁的壁厚为t1，满足0＜w1≤t1。
6.在上述技术方案中，电芯壳体包括底壁、侧壁和法兰部，侧壁围设于底壁的周围，并和底壁共同围成具有开口的容纳空间，使得电极组件能够经开口容置于容纳空间内；法兰部设置于侧壁远离底壁的一端，法兰部的至少一部分凸出于侧壁的内表面和/或外表面，使得法兰部能够用于与电芯壳盖连接，并增大与电池壳盖的连接面积；法兰部具有法兰面和过渡面，法兰面大致垂直侧壁，且用于与电芯壳盖连接；过渡面弯曲连接法兰面和侧壁的内表面和/或外表面，过渡面在侧壁的厚度方向上的宽度为w1，侧壁的壁厚为t1，满足0＜w1≤t1，使得法兰面的宽度较大，同时法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较小，能够使得电芯壳体的占用空间较小，从而能够增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度，并且能够使得侧壁的壁厚较小，从而进一步增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度。若w1较大(例如大于t1)，则有可能造成法兰面的宽度较小或法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较大，法兰面的宽度较小可能会影响电芯壳体与电芯壳盖的连接强度，法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较大则可能压缩容纳空间，影响电化学装置的能量密度。
7.在第一方面的一些实施例中，0＜w1≤0.7*t1。
8.在上述技术方案中，通过使得0＜w1≤0.7*t1，能够进一步使得法兰面的宽度更大，同时法兰部凸出于侧壁的部分的宽度更小，从而进一步增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度，并且能够进一步使得侧壁的壁厚更小，从而增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度。
9.在第一方面的一些实施例中，法兰面在侧壁的厚度方向上的宽度为w2，满足w2≥
0.7*t1。
10.在上述技术方案中，通过使得法兰面在侧壁的厚度方向上的宽度w2满足w2≥0.7*t1，能够使得法兰面与电芯壳盖的连接面积更大，电芯壳体与电芯壳盖的连接更加稳固，密封性更好，电化学装置不易因受力或环境变化导致电芯壳体与电芯壳盖之间产生间隙或者分离，电化学装置的可靠性更高。若w2较小(例如小于0.7*t1)，则可能影响电芯壳体和电芯壳盖的连接强度，进而影响电化学装置的密封性。
11.在第一方面的一些实施例中，法兰面为平面，过渡面为弧形面。
12.在上述技术方案中，通过将法兰面设置为平面，能够使得法兰面能够更好地与电芯壳盖贴合，以便于法兰面与电芯壳盖连接。将过渡面设置为弧形面，便于法兰部的制备。
13.在第一方面的一些实施例中，法兰部的至少一部分凸出于侧壁的外表面，法兰部凸出于侧壁的外表面的部分在侧壁的厚度方向上的宽度为w3，满足0.05mm≤w3≤0.3mm。
14.在上述技术方案中，法兰部的至少一部分凸出于侧壁的外表面，通过使得法兰部凸出于侧壁的外表面的部分在侧壁的厚度方向上的宽度w3满足0.05mm≤w3≤0.3mm，一方面能够使得法兰面的宽度较大，电芯壳体与电芯壳盖的连接面积较大，连接强度较好，另一方面能够减小法兰部凸出于侧壁的外表面的部分占据的空间，进而使得电化学装置的尺寸一定的情况下，容纳空间的体积更大，电极组件的体积更大，电化学装置的能量密度更大。若w3较小(例如小于0.05mm)，则法兰面的宽度较小，电芯壳体与电芯壳盖的连接面积较小，连接强度较低，电化学装置受力或环境变化时，电芯壳体与电芯壳盖之间可能产生间隙或者分离，影响电化学装置的密封性。若w3较大(例如大于0.3mm)，则法兰部凸出于侧壁的外表面的部分占据的空间较大，进而使得电化学装置的尺寸一定的情况下，容纳空间的体积较小，电极组件的体积较小，电化学装置的能量密度也较小。
15.在第一方面的一些实施例中，0.05mm≤w3≤0.15mm。
16.在上述技术方案中，通过使得0.05mm≤w3≤0.15mm，能够进一步减小法兰部凸出于侧壁的外表面的部分占据的空间，进而使得电化学装置的尺寸一定的情况下，容纳空间的体积更大，电极组件的体积更大，电化学装置的能量密度更大。
17.在第一方面的一些实施例中，法兰部的至少一部分凸出于侧壁的外表面，法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的厚度为t2，满足0.7*t1≤t2≤1.1*t1。
18.在上述技术方案中，通过使得法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的厚度t2满足0.7*t1≤t2≤1.1*t1，一方面能够使得法兰部的强度较大，不易变形，还能够为电芯壳体与电芯壳盖的焊接连接预留足够的焊接深度，使得电芯壳体与电芯壳盖的连接强度较大，另一方面能够使得过渡面的宽度较小，进而能够增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度。若t2较小(例如小于0.7*t1)，则法兰部的强度较小，可能容易因受力或环境变化而产生变形，同时限制了电芯壳体与电芯壳盖的焊接深度，可能影响电芯壳体与电芯壳盖的连接强度。若t2较大(例如大于1.1*t1)，则不便于形成宽度较小的过渡面，可能影响容纳空间的体积，进而影响电化学装置的能量密度。
19.在第一方面的一些实施例中，0.05mm≤t1≤0.15mm。
20.在上述技术方案中，通过使得侧壁的壁厚t1满足0.05mm≤t1≤0.15mm，一方面，能够使得电芯壳体的强度较大，不易因受力或环境变化而产生变形或破损，能够更好地起到对电极组件的保护作用及维持电化学装置正常工作，另一方面，能够减小电芯壳体占用的
空间，在电化学装置的尺寸一定的情况下，预留更大的容纳空间，使得电极组件的体积更大，电化学装置的能量密度更高。若t1较小(例如小于0.05mm)，则电芯壳体的强度较小，可能因受力或环境变化而产生变形或破损，影响对电极组件的保护作用及电化学装置的正常工作。若t1较大(例如大于0.15mm)，则会使得电芯壳体占用的空间较大，在电化学装置的尺寸一定的情况下，预留的容纳空间更小，使得电极组件的体积更小，电化学装置的能量密度更小。
21.在第一方面的一些实施例中，0.05mm≤t1≤0.1mm。
22.在上述技术方案中，通过使得0.05mm≤t1≤0.1mm，能够进一步减小电芯壳体占用的空间，在电化学装置的尺寸一定的情况下，预留更大的容纳空间，使得电极组件的体积更大，电化学装置的能量密度更高。
23.在第一方面的一些实施例中，法兰部对应过渡面的部分的厚度为t3，满足t3＞t1。
24.在上述技术方案中，通过使得法兰部对应过渡面的部分的厚度t3满足t3＞t1，能够使得法兰部与侧壁的连接更加牢固，法兰部不易与侧壁分离，电芯壳体的整体结构更加稳固。
25.在第一方面的一些实施例中，t3满足：t1《t3《1.5*t1。
26.在上述的技术方案中，使得法兰部对应过渡面的部分的厚度t3满足t1《t3《1.5*t1，当过渡面的部分的厚度过大时，会导致电芯壳体的能量密度降低，t3满足上述条件以平衡电芯壳体中法兰部与侧壁连接牢固和电芯能量密度的关系。
27.在第一方面的一些实施例中，法兰部对应过渡面的部分的厚度为t3，满足0.06mm≤t3≤0.2mm。
28.在上述技术方案中，法兰部对应过渡面的部分的厚度t3满足0.06mm≤t3≤0.2mm，过渡面的部分厚度过小会影响法兰部的连接强度，厚度过大将对电芯能量密度造成影响，采用上述方案能够保证连接强度的同时减少能量密度损失。
29.在第一方面的一些实施例中，法兰部对应过渡面的部分的厚度为t3，满足0.09mm≤t3≤0.12mm。
30.在上述技术方案中，法兰部对应过渡面的部分的厚度t3满足0.09mm≤t3≤0.12mm，采用上述方案更能够更大程度保证连接强度的同时减少能量密度损失。
31.第二方面，本技术提供一种电化学装置，包括如上述的电芯壳体、电芯壳盖、电极组件，电极组件容置于容纳空间内，电芯壳盖盖设于开口。
32.在第二方面的一些实施例中，电芯壳盖沿其第一方向的长度为d1，电芯壳盖沿第二方向的长度为d2，电芯壳体沿第一方向的长度为d3，电芯壳体沿第二方向的长度为d4，满足d1≤d3，d2≤d4；第一方向、第二方向和电芯壳盖的厚度方向两两垂直。
33.在上述技术方案中，通过使得电芯壳盖沿其第一方向的长度d1，电芯壳盖沿第二方向的长度d2，电芯壳体沿第一方向的长度d3，电芯壳体沿第二方向的长度d4，满足d1≤d3，d2≤d4，能够便于电芯壳体与电芯壳盖的连接，使得电芯壳体与电芯壳盖的连接较稳固，且能够减小电芯壳盖凸出于电芯壳体的可能性，有利于提高电化学装置的能量密度。
34.在第二方面的一些实施例中，电芯壳体沿第一方向的两侧超出电芯壳盖的长度分别为e1和e2，电芯壳体沿第二方向的两侧超出电芯壳盖的长度分别为e3和e4，e1、e2、e3、e4平均值为满足
35.在上述技术方案中，电芯壳体沿第一方向的两侧超出电芯壳盖的长度分别为e1和e2，电芯壳体沿第二方向的两侧超出电芯壳盖的长度分别为e3和e4，通过使得e1、e2、e3、e4的平均值满足能够使得法兰面未超出电芯壳盖的部分的长度较大，即法兰面与电芯壳盖连接的部分的长度较大，从而能够进一步便于电芯壳体与电芯壳盖的连接，使得电芯壳体与电芯壳盖的连接更加稳固，电化学装置的密封性更好，电化学装置不易因受力或环境变化导致电芯壳体与电芯壳盖之间产生间隙或者分离，电化学装置的可靠性更高。若较大(例如大于0.05mm)，则法兰面未超出电芯壳盖的部分的长度较小，即法兰面与电芯壳盖连接的部分的长度较小，可能影响电芯壳体和电芯壳盖的连接强度。
36.在第二方面的一些实施例中，电芯壳体和电芯壳盖为焊接连接或粘接连接。
37.在上述技术方案中，电芯壳体和电芯壳盖通过焊接连接或粘接连接，能够使得电芯壳体和电芯壳盖的连接稳固，电化学装置的密封性较好，电化学装置不易因受力或环境变化导致电芯壳体与电芯壳盖之间产生间隙或者分离，电化学装置的可靠性较高。
38.在第二方面的一些实施例中，电芯壳体和电芯壳盖为焊接连接，电芯壳体与电芯壳盖之间形成焊接部，焊接部在底壁的厚度方向上的深度为h，焊接部在侧壁的厚度方向上的宽度为w4，满足h≥0.5*t1，w4≥t1。
39.在上述技术方案中，通过使得焊接部在底壁的厚度方向上的深度h，焊接部在侧壁的厚度方向上的宽度w4满足h≥0.5*t1，w4≥t1，能够使得电芯壳体与电芯壳盖的焊接强度较高，电芯壳体和电芯壳盖的连接稳固，电化学装置的密封性较好，电化学装置不易因受力或环境变化导致电芯壳体与电芯壳盖之间产生间隙或者分离，电化学装置的可靠性较高。若h、w4较小(例如h小于0.5*t1，w4小于t1)，则电芯壳体与电芯壳盖的焊接强度较低，电化学装置可能因受力或环境变化导致电芯壳体与电芯壳盖之间产生间隙或者分离，影响电化学装置的可靠性。
40.在第二方面的一些实施例中，电芯壳体和电芯壳盖为焊接连接，电芯壳体与电芯壳盖之间形成焊接部，焊接部的部分凸出于电芯壳盖的侧边，且凸出的部分的外表面为弧形面。
41.在上述技术方案中，使得焊接部的部分凸出于电芯壳盖的侧边，能够使得焊接部的体积较大，电芯壳体与电芯壳盖之间的连接强度更高，电芯壳体和电芯壳盖的连接稳固，电化学装置的密封性较好，电化学装置不易因受力或环境变化导致电芯壳体与电芯壳盖之间产生间隙或者分离，电化学装置的可靠性较高。使得焊接部凸出于电芯壳盖的部分的外表面为弧形面，能够减小焊接部与其他装置产生干涉时，焊接部和其他装置受损的可能性。
42.第三方面，本技术提供一种用电设备，包括如上述的电化学装置，电化学装置用于提供电能。
43.第四方面，本技术提供一种电化学装置的制备方法，包括：
44.对原料板进行冲压，以形成电芯壳体；
45.在冲压过程中，通过拍平和挤负角的方式将电芯壳体的法兰部的过渡面向电芯壳体的内侧挤压成型，以使得过渡面在电芯壳体的侧壁的厚度方向上的宽度w1和电芯壳体的侧壁的壁厚t1满足0＜w1≤t1；
46.将电极组件安装于电芯壳体的容纳空间内；
47.将电芯壳盖盖设于电芯壳体的开口，并将电芯壳盖与电芯壳体固定连接。
48.在上述技术方案中，在冲压过程中通过拍平和挤负角的方式使得电芯壳体的过渡面在电芯壳体的侧壁的厚度方向上的宽度w1和电芯壳体的侧壁的壁厚t1满足0＜w1≤t1，使得电芯壳体的法兰面的宽度较大，同时电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较小，从而能够增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度，并且能够使得侧壁的壁厚较小，从而进一步增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度。
49.在第四方面的一些实施例中，将电芯壳盖与电芯壳体固定连接的方法包括：
50.通过摆动焊的方式将电芯壳盖与电芯壳体焊接连接。
51.在上述技术方案中，通过摆动焊的方式将电芯壳盖与电芯壳体焊接连接，能够进一步增加电芯壳体与电芯壳盖的焊接强度，使得电芯壳体和电芯壳盖的连接稳固，电化学装置的密封性较好，电化学装置不易因受力或环境变化导致电芯壳体与电芯壳盖之间产生间隙或者分离，电化学装置的可靠性较高。
附图说明
52.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
53.图1为本技术一些实施例提供的电芯壳体的立体结构示意图；
54.图2为本技术一些实施例提供的电芯壳体的一个视角的结构示意图；
55.图3为图2所示的电芯壳体沿a-a方向的剖视示意图；
56.图4为图3所示的电芯壳体的b处的局部放大的结构示意图；
57.图5为本技术一些实施例提供的电化学装置的立体结构示意图；
58.图6为本技术一些实施例提供的电化学装置的爆炸结构示意图；
59.图7为本技术一些实施例提供的电化学装置的一个视角的结构示意图；
60.图8为图7所示的电化学装置沿c-c方向的剖视示意图；
61.图9为图8所示的电化学装置的d处的局部放大的结构示意图；
62.图10为图8所示的电化学装置另一状态的d处的局部放大的结构示意图；
63.图11为本技术一些实施例提供的电化学装置的制备方法的流程示意图。
64.图标：10-电化学装置；100-电芯壳体；101-容纳空间；102-开口；110-底壁；120-侧壁；121-注液孔；130-法兰部；140-极柱；200-电芯壳盖；210-焊接部；211-底面；300-电极组件；310-第一电连接件；320-第二电连接件；x-第一方向；y-第二方向；z-第三方向。
具体实施方式
65.为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
66.除非另有定义，本技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中
的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
67.本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
68.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
69.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
70.在本技术的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本技术实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本技术构成任何限定。
71.随着新能源行业的发展，电池逐步朝着高能量密度、高功率密度的方向发展。然而用电设备用于容置电化学装置的电池仓的体积有限，使得通过增大电化学装置的体积而提高电化学装置的能量密度的方式受限。因此，通过改变电化学装置本身的结构以提高电化学装置的能量密度的可行性更高。
72.电芯壳体一般包括底壁和侧壁，侧壁围设于底壁的周围，并和底壁共同围成具有开口的容纳空间，使得电极组件能够经开口容置于容纳空间内。电极组件安装后，需在电芯壳体上设置电芯壳盖，以覆盖开口，使得容纳空间与外界隔离。目前，电芯壳体和电芯壳盖的连接方式主要有两种，一种是旋切壳体加顶部焊接的方式，具体为电芯壳体不设置法兰部，电芯壳盖与电芯壳体的侧壁顶面抵接，并将电芯壳盖与侧壁的顶面焊接。为了使得侧壁的顶面具有足够的焊接面积，侧壁需具有较大的厚度，会造成电芯壳体的占据空间较大，压缩容纳空间的体积，使得电极组件的体积减小，影响电化学装置的能量密度。另一种是大法兰加顶部焊接的方式，具体为在电芯壳体的侧壁远离底壁的一端设置宽度较大的法兰部，法兰部向远离容纳空间的方向凸出，能够形成法兰面，用于与电芯壳盖连接，能够减小侧壁的厚度，但是法兰部会增大电芯壳体的整体尺寸，在电芯壳体的整体尺寸不变的情况下，设置法兰部就会压缩容纳空间，使得电极组件的体积减小，影响电化学装置的能量密度。
73.为了提高电化学装置的能量密度，本技术提供了一种电芯壳体，电芯壳体包括底壁、侧壁和法兰部，侧壁围设于底壁的周围，并和底壁共同围成具有开口的容纳空间，法兰部设置于侧壁远离底壁的一端，法兰部的至少一部分凸出于侧壁的内表面和/或外表面；其中，法兰部具有法兰面和过渡面，法兰面大致垂直侧壁，且用于与电芯壳盖连接；过渡面弯曲连接法兰面和侧壁的内表面和/或外表面，过渡面在侧壁的厚度方向上的宽度为w1，侧壁的壁厚为t1，满足0＜w1≤t1。
74.在这种结构的电芯壳体中，电芯壳体包括底壁、侧壁和法兰部，侧壁围设于底壁的周围，并和底壁共同围成具有开口的容纳空间，使得电极组件能够经开口容置于容纳空间内；法兰部设置于侧壁远离底壁的一端，法兰部的至少一部分凸出于侧壁的外表面，使得法兰部能够用于与电芯壳盖连接，并增大与电池壳盖的连接面积；法兰部具有法兰面和过渡
面，法兰面大致垂直侧壁，且用于与电芯壳盖连接；过渡面弯曲连接法兰面和侧壁的内表面，过渡面在侧壁的厚度方向上的宽度为w1，侧壁的壁厚为t1，满足0＜w1≤t1，使得法兰面的宽度较大，同时法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较小，能够使得电芯壳体的占用空间较小，从而能够增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度，并且能够使得侧壁的壁厚较小，从而进一步增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度。若w1较大(例如大于t1)，则有可能造成法兰面的宽度较小或法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较大，法兰面的宽度较小可能会影响电芯壳体与电芯壳盖的连接强度，法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较大则可能压缩容纳空间，影响电化学装置的能量密度。
75.本技术实施例提供一种包括电芯壳体的电化学装置，电化学装置可以是二次电池或一次电池，例如可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本技术实施例对此并不限定。电化学装置可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本技术实施例对此也不限定。
76.本技术实施例提供一种使用电化学装置作为电源的用电设备，用电设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。
77.参见图1至图4，图1为本技术一些实施例提供的电芯壳体的立体结构示意图，图2为本技术一些实施例提供的电芯壳体的一个视角的结构示意图，图3为图2所示的电芯壳体沿a-a方向的剖视示意图，图4为图3所示的电芯壳体的b处的局部放大的结构示意图。本技术实施例提供了一种电芯壳体100，电芯壳体100包括底壁110、侧壁120和法兰部130，侧壁120围设于底壁110的周围，并和底壁110共同围成具有开口102的容纳空间101，法兰部130设置于侧壁120远离底壁110的一端，法兰部130的至少一部分凸出于侧壁120的外表面。其中，法兰部130具有法兰面131和过渡面132，法兰面131大致垂直侧壁120，且用于与电芯壳盖200连接；过渡面132弯曲连接法兰面131和侧壁120的内表面，过渡面132在侧壁120的厚度方向上的宽度为w1，侧壁120的壁厚为t1，满足0＜w1≤t1。
78.法兰面131大致垂直侧壁120，即法兰面131所在的平面与侧壁120的外表面或内表面所在的平面之间的夹角与90
°
的差值在预设差值的范围内。
79.在一些实施例中，电芯壳体100可以为强度较高的材料制成，例如钢铁、铝合金等金属材料，使得电芯壳体100具有较高的受力性能，进而能够使得电芯壳体100不易因受力或环境变化导致变形或破损，进而能够使得电化学装置10的可靠性更高。
80.在另一些实施例中，电芯壳体100也可以为碳纤维、硬质塑料等强度较高的非金属材料。
81.法兰是两个部件之间相互连接的零件，用于部件端部之间的连接。法兰连接是指设置有法兰的部件与另一个部件相互连接作为一组组合密封结构的可拆连接。凡是在两个平面周边通过固定连接方式连接同时封闭的连接零件，一般都称为“法兰”。
82.在一些实施例中，法兰部130围设于侧壁120的周围，且向远离容纳空间101的方向延伸，以使得法兰部130的至少一部分凸出于侧壁120的外表面。
83.在一些实施例中，底壁110、侧壁120和法兰部130为一体成形设置，能够使得电芯壳体100的整体结构稳固，不易因受力或环境变化而在底壁110与侧壁120之间、侧壁120与法兰部130之间形成间隙或相互分离，电芯壳体100的密封性较好。
84.在另一些实施例中，底壁110、侧壁120和法兰部130也可以分别制备成形后，再通过焊接或粘接等方式固定连接。
85.在一些实施例中，侧壁120的厚度方向垂直于第三方向z，侧壁120的厚度方向包括第一方向x和第二方向y。
86.例如图2和图4所示，位于法兰部130沿第一方向x相对的两个部分的过渡面132的宽度为过渡面132沿第一方向x的尺寸，位于法兰部130沿第二方向y相对的两个部分的过渡面132的宽度为过渡面132沿第二方向y的尺寸。
87.例如图2和图4所示，位于侧壁120沿第一方向x相对的两个部分的壁厚为侧壁120沿第一方向x的尺寸，位于侧壁120沿第二方向y相对的两个部分的壁厚为侧壁120沿第二方向y的尺寸。
88.电芯壳体100包括底壁110、侧壁120和法兰部130，侧壁120围设于底壁110的周围，并和底壁110共同围成具有开口102的容纳空间101，使得电极组件300能够经开口102容置于容纳空间101内。法兰部130设置于侧壁120远离底壁110的一端，法兰部130的至少一部分凸出于侧壁120的外表面，使得法兰部130能够用于与电芯壳盖200连接，并增大与电池壳盖200的连接面积，同时开口102的面积较大，便于电极组件300的安装。法兰部130具有法兰面131和过渡面132，法兰面131大致垂直侧壁120，且用于与电芯壳盖200连接；过渡面132弯曲连接法兰面131和侧壁120的内表面，过渡面132在侧壁120的厚度方向上的宽度为w1，侧壁120的壁厚为t1，满足0＜w1≤t1，例如w1可以为0.5*t1、0.8*t1或t1，使得法兰面131的宽度较大，同时法兰部130凸出于侧壁120的部分的宽度较小，从而能够增大容纳空间101的体积，增大电化学装置10的能量密度，并且能够使得侧壁120的壁厚较小，从而进一步增大容纳空间101的体积，增大电化学装置10的能量密度。若w1较大(例如大于t1)，则有可能造成法兰面131的宽度较小或法兰部130凸出于侧壁120的部分的宽度较大，法兰面131的宽度较小可能会影响电芯壳体100与电芯壳盖200的连接强度，法兰部130凸出于侧壁120的部分的宽度较大则可能压缩容纳空间101，影响电化学装置10的能量密度。
89.在另一些实施例中，法兰部130的部分也可以凸出于侧壁120的内表面，过渡面132弯曲连接法兰面131和侧壁120的外表面，能够减小电芯壳体100的占用空间，有利于提高电化学装置10的能量密度。并通过使得过渡面132在侧壁120的厚度方向上的宽度w1和侧壁120的壁厚t1满足0＜w1≤t1，使得法兰面131的宽度较大，同时法兰部130凸出于侧壁120的部分的宽度较小，便于电极组件300的安装。若w1较大(例如大于t1)，则有可能造成法兰面131的宽度较小或法兰部130凸出于侧壁120的部分的宽度较大，法兰面131的宽度较小可能会影响电芯壳体100与电芯壳盖200的连接强度，法兰部130凸出于侧壁120的部分的宽度较大则可能影响电极组件300的安装，从而造成电极组件300的体积较小，影响电化学装置10的能量密度。
90.在另一些实施例中，法兰部130的一部分可以凸出于侧壁120的内表面设置，同时一部分可以凸出于侧壁120的外表面设置，法兰部130形成两个过渡面132，一个过渡面132弯曲连接法兰面131和侧壁120的外表面，另一个过渡面132弯曲连接法兰面131和侧壁120的内表面，能够进一步增大法兰面131的宽度，提高电芯壳体100与电芯壳体200的连接强度。并通过使得过渡面132在侧壁120的厚度方向上的宽度w1和侧壁120的壁厚t1满足0＜w1≤t1，使得法兰部130对容纳空间101的占用较小，有利于提高电化学装置10的能量密度。
91.在一些实施例中，0＜w1≤0.7*t1，例如w1可以为0.7*t1、0.6*t1或0.4*t1等。
92.通过使得0＜w1≤0.7*t1，能够进一步使得法兰面131的宽度更大，同时法兰部130
凸出于侧壁120的部分的宽度更小，从而进一步增大容纳空间101的体积，增大电化学装置10的能量密度，并且能够进一步使得侧壁120的壁厚更小，从而增大容纳空间101的体积，增大电化学装置10的能量密度。
93.在一些实施例中，法兰面131在侧壁120的厚度方向上的宽度为w2，满足w2≥0.7*t1，例如w2可以为0.7*t1、0.8*t1或t1等。
94.例如图2和图4所示，位于法兰部130沿第一方向x相对的两个部分的法兰面131的宽度为法兰面131沿第一方向x的尺寸，位于法兰部130沿第二方向y相对的两个部分的法兰面131的宽度为法兰面131沿第二方向y的尺寸。
95.通过使得法兰面131在侧壁120的厚度方向上的宽度w2满足w2≥0.7*t1，能够使得法兰面131与电芯壳盖200的连接面积更大，电芯壳体100与电芯壳盖200的连接更加稳固，密封性更好，电化学装置10不易因受力或环境变化导致电芯壳体100与电芯壳盖200之间产生间隙或者分离，电化学装置10的可靠性更高。若w2较小(例如小于0.7*t1)，则可能影响电芯壳体100和电芯壳盖200的连接强度，进而影响电化学装置10的密封性。
96.在一些实施例中，法兰面131为平面，过渡面132为弧形面。
97.在一些实施例中，法兰面131垂直于侧壁120，即法兰面131垂直于侧壁120的内表面或外表面，侧壁120的内表面或外表面与第三方向z平行。
98.通过将法兰面131设置为平面，法兰面131垂直于侧壁120的内表面或外表面，即法兰面131平行于x-y方向，使得法兰面131能够更好地与电芯壳盖200贴合，以便于法兰面131与电芯壳盖200连接。将过渡面132设置为弧形面，便于法兰部130的制备。其中，法兰部130可由电芯壳体100的侧壁折弯形成。
99.在一些实施例中，法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分在侧壁120的厚度方向上的宽度为w3，满足0.05mm≤w3≤0.3mm，例如w3可以为0.05mm、0.1mm或0.3mm等。
100.例如图2和图4所示，位于法兰部130沿第一方向x相对的两个部分的法兰部130凸出于侧壁120的部分的宽度为法兰部130凸出于侧壁120的部分沿第一方向x的尺寸，位于法兰部130沿第二方向y相对的两个部分的法兰部130凸出于侧壁120的部分的宽度为法兰部130凸出于侧壁120的部分沿第二方向y的尺寸。
101.通过使得法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分在侧壁120的厚度方向上的宽度w3满足0.05mm≤w3≤0.3mm，一方面能够使得法兰面131的宽度较大，电芯壳体100与电芯壳盖200的连接面积较大，连接强度较好，另一方面能够减小法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分占据的空间，进而使得电化学装置10的尺寸一定的情况下，容纳空间101的体积更大，电极组件300的体积更大，电化学装置10的能量密度更大。若w3较小(例如小于0.05mm)，则法兰面131的宽度较小，电芯壳体100与电芯壳盖200的连接面积较小，连接强度较低，电化学装置10受力或环境变化时，电芯壳体100与电芯壳盖200之间可能产生间隙或者分离，影响电化学装置10的密封性。若w3较大(例如大于0.3mm)，则法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分占据的空间较大，进而使得电化学装置10的尺寸一定的情况下，容纳空间101的体积较小，电极组件300的体积较小，电化学装置10的能量密度也较小。
102.在一些实施例中，0.05mm≤w3≤0.15mm，例如w3可以为0.05mm、0.1mm或0.15mm等。
103.通过使得0.05mm≤w3≤0.15mm，能够进一步减小法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分占据的空间，进而使得电化学装置10的尺寸一定的情况下，容纳空间101的体积更
大，电极组件300的体积更大，电化学装置10的能量密度更大。
104.在一些实施例中，法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分的厚度为t2，满足0.7*t1≤t2≤1.1*t1，例如t2可以为0.7*t1、0.9*t1或1.1*t1等。
105.在一些实施例中，法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分的厚度为法兰部130在底壁110的厚度方向(第三方向z)上的尺寸。
106.在一些实施例中，底壁110的厚度方向与侧壁120的厚度方向垂直。
107.在一些实施例中，电芯壳体100制备成形后，还可以通过切削的方式减小过渡面132的宽度w1。例如沿电芯壳体100的底壁110的厚度方向的垂直方向(x-y平面的平行方向)对电芯壳体100的顶面进行切削，能够进一步减小过渡面132的宽度w1，增大法兰面131的宽度w2，同时法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分的厚度t2也会减小。
108.在一些实施例中，电芯壳体100的制备过程中，可以将原料板向电芯壳体100的侧壁120远离底壁110的一端挤压，从而使得法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分的厚度t2能够大于侧壁120的壁厚t1。
109.通过使得法兰部130凸出于侧壁120的外表面的部分的厚度t2满足0.7*t1≤t2≤1.1*t1，一方面能够使得法兰部130的强度较大，不易变形，还能够为电芯壳体100与电芯壳盖200的焊接连接预留足够的焊接深度，使得电芯壳体100与电芯壳盖200的连接强度较大，另一方面能够使得过渡面132的宽度较小，进而能够增大容纳空间101的体积，增大电化学装置10的能量密度。若t2较小(例如小于0.7*t1)，则法兰部130的强度较小，可能容易因受力或环境变化而产生变形，同时限制了电芯壳体100与电芯壳盖200的焊接深度，可能影响电芯壳体100与电芯壳盖200的连接强度。若t2较大(例如大于1.1*t1)，则不便于形成宽度较小的过渡面132，可能影响容纳空间101的体积，进而影响电化学装置10的能量密度。
110.在一些实施例中，0.05mm≤t1≤0.15mm，例如t1可以为0.05mm、0.09mm或0.15mm等。
111.通过使得侧壁120的壁厚t1满足0.05mm≤t1≤0.15mm，一方面，能够使得电芯壳体100的强度较大，不易因受力或环境变化而产生变形或破损，能够更好地起到对电极组件300的保护作用及维持电化学装置10正常工作，另一方面，能够减小电芯壳体100占用的空间，在电化学装置10的尺寸一定的情况下，预留更大的容纳空间101，使得电极组件300的体积更大，电化学装置10的能量密度更高。若t1较小(例如小于0.05mm)，则电芯壳体100的强度较小，可能因受力或环境变化而产生变形或破损，影响对电极组件300的保护作用及电化学装置10的正常工作。若t1较大(例如大于0.15mm)，则会使得电芯壳体100占用的空间较大，在电化学装置10的尺寸一定的情况下，预留的容纳空间101更小，使得电极组件300的体积更小，电化学装置10的能量密度更小。
112.在一些实施例中，0.05mm≤t1≤0.1mm，例如t1可以为0.05mm、0.07mm或0.1mm等。
113.通过使得0.05mm≤t1≤0.1mm，能够进一步减小电芯壳体100占用的空间，在电化学装置10的尺寸一定的情况下，预留更大的容纳空间101，使得电极组件300的体积更大，电化学装置10的能量密度更高。
114.在一些实施例中，法兰部130对应过渡面132的部分的厚度为t3，满足t3＞t1。
115.法兰部130对应过渡面132的部分的厚度为法兰部130在过渡面132的垂直方向上的尺寸。图4中示例性地标出了法兰部130对应过渡面132上的一处的厚度。
116.通过使得法兰部130对应过渡面132的部分的厚度t3满足t3＞t1，能够使得法兰部130与侧壁120的连接更加牢固，法兰部130不易与侧壁120分离，电芯壳体100的整体结构更加稳固。
117.在另外的一些实施例中，t3满足：t1《t3《1.5*t1。
118.通过使得法兰部130对应过渡面132的部分的厚度t3满足t1《t3《1.5*t1，当过渡面132的部分的厚度过大时，会导致电芯壳体100的能量密度降低，t3满足上述条件以平衡电芯壳体100中法兰部130与侧壁120连接牢固和电芯能量密度的关系。
119.在一些实施例中，法兰部对应过渡面的部分的厚度为t3，满足0.06mm≤t3≤0.2mm。
120.通过设计法兰部对应过渡面的部分的厚度t3满足0.06mm≤t3≤0.2mm，过渡面的部分厚度过小会影响法兰部的连接强度，厚度过大将对电芯能量密度造成影响，采用上述方案能够保证连接强度的同时减少能量密度损失。
121.在另外的一些实施例中，法兰部对应过渡面的部分的厚度为t3，满足0.09mm≤t3≤0.12mm。
122.通过设计法兰部对应过渡面的部分的厚度t3满足0.09mm≤t3≤0.12mm，能够更大程度保证连接强度的同时减少能量密度损失，其中t3的大小可以处于0.09mm、0.1mm、0.11mm、0.12mm中任意两个数值的范围。
123.参见图5和图6，图5为本技术一些实施例提供的电化学装置的立体结构示意图，图6为本技术一些实施例提供的电化学装置的爆炸结构示意图。本技术实施例提供了一种电化学装置10，包括以上任一方案的电芯壳体100、电芯壳盖200、电极组件300，电极组件100容置于容纳空间101内，电芯壳盖200盖设于开口102。
124.在一些实施例中，电芯壳盖200可以为强度较高的材料制成，例如钢铁、铝合金等金属材料，使得电芯壳体200具有较高的受力性能，进而能够使得电芯壳盖200不易因受力或环境变化导致变形或破损，进而能够使得电化学装置10的可靠性更高。
125.在另一些实施例中，电芯壳盖200也可以为碳纤维、硬质塑料等强度较高的非金属材料。
126.电化学装置包括电池壳体100、电池壳盖200、电极组件300和电解液，壳体100和电池壳盖200用于容纳电极组件300和电解液。电极组件300由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电化学装置主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂覆正极活性物质层的正极集流体的部分作为正极极耳，以通过正极极耳实现正极极片的电能输入或输出。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂覆负极活性物质层的负极集流体的部分作为负极极耳，以通过负极极耳实现负极极片的电能输入或输出。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳材料或硅材料等。隔离膜的材质可以为聚丙烯(pp)或聚乙烯(pe)等。电解液可以包括有机溶剂、电解质锂盐等。
127.在一些实施例中，电极组件300可以是由负极极片、隔离膜和正极极片通过层叠布置形成的叠片式结构。
128.在另一些实施例中，电极组件也300可以是由负极极片、隔离膜和正极极片通过卷绕形成的卷绕式结构。
129.在一些实施例中，电化学装置10呈长方体设置，且顶角呈圆角设置，能够更好地适配用电设备内的圆角电池仓。
130.在另一些实施例中，电化学装置10的顶角也可以呈方角设置。
131.在一些实施例中，电芯壳盖200的厚度方向平行于第三方向z，第一方向x、第二方向y和第三方向z两两垂直。
132.参见图1和图6，在一些实施例中，电池壳体100上设置有注液孔121，用于在电池壳体100与电芯壳盖200装配后，通过注液孔121向容纳空间101注入电解液，以使得电解液能够浸润电极组件300。
133.在一些实施例中，注液孔121可以设置在电池壳体100的侧壁120上，便于通过注液孔121向容纳空间101注入电解液。
134.在一些实施例中，电化学装置10还包括注液塞(图中未示出)，注液塞用于在注入电解液后封堵注液孔121，以实现电化学装置10的密封，减小外界水汽进入容纳空间101或电解液从容纳空间101泄漏的可能性。
135.在一些实施例中，注液孔121可以为圆孔，便于通过注液孔121注入电解液，也便于注液塞封堵注液孔121，减小电解液泄漏的可能性。
136.在另一些实施例中，注液孔121也可以为方形孔、异形孔等。
137.在一些实施例中，电化学装置10还包括第一电连接件310和第二电连接件320，电池壳体100上设置有贯穿电池壳体100的极柱140，第一电连接件310的一端与正极极片上的正极极耳电连接，另一端与极柱140电连接，使得外部装置能够通过极柱140、第一电连接件310与正极极片电连接。第二电连接件320的一端与负极极片上的负极极耳电连接，另一端与电芯壳体100电连接，使得外部装置能够通过壳体100、第二电连接件320与负极极片电连接。
138.在另一些实施例中，电化学装置10还包括第一电连接件310和第二电连接件320，电池壳体100上设置有贯穿电池壳体100的两个极柱140，第一电连接件310的一端与正极极片电连接，另一端与其中一个极柱140电连接，使得外部装置能够通过极柱140、第一电连接件310与正极极片电连接。第二电连接件320的一端与负极极片电连接，另一端与另一个极柱140电连接，使得外部装置能够通过极柱140、第二电连接件320与负极极片电连接。
139.在一些实施例中，第一电连接件310与正极极耳可以为焊接连接，第二电连接件320与负极极耳可以为焊接连接。
140.在另一些实施例中，第一电连接件310与正极极耳可以为一体成形设置，第二电连接件320与负极极耳可以为一体成形设置。
141.在一些实施例中，第一电连接件310和第二电连接件320可以采用导电性能较好的材料制成，例如铅或铜等金属材料。
142.在一些实施例中，极柱140呈椭圆形设置，在电芯壳体100的厚度受限的情况下能够增大极柱140的横截面(极柱140在x-z面上的截面)面积，从而增大极柱140与第二电连接件310和外部装置的连接面积，提高极柱140与第二电连接件310和外部装置的连接可靠性。
143.在另一些实施例中，极柱140也可以呈圆形、方形设置。
144.在一些实施例中，极柱140可以采用导电性能较好的材料制成，例如铅或铜等金属材料。
145.在一些实施例中，极柱140可以设置在电池壳体100的侧壁120上，便于极柱140与外部装置电连接。
146.在一些实施例中，注液孔121沿第二方向y的投影与第一电连接件310、第二电连接件320沿第二方向y的投影不重叠，能够减小注液孔121对第一电连接件310与极柱140的电连接、第二电连接件320与电芯壳体100的电连接的影响。
147.在一些实施例中，注液孔121和极柱140可以设置在侧壁120的同一侧，便于电芯壳体100的制备。
148.在另一些实施例中，注液孔121和极柱140可以设置在侧壁120的不同侧。
149.参见图2和图7，图7为本技术一些实施例提供的电化学装置的一个视角的结构示意图。在一些实施例中，电芯壳盖200沿其第一方向x的长度为d1，电芯壳盖200沿第二方向y的长度为d2，电芯壳体100沿第一方向x的长度为d3，电芯壳体100沿第二方向y的长度为d4，满足d1≤d3，d2≤d4。
150.在一些实施例中，电芯壳盖200可以为板状结构，使得电芯壳盖200能够盖合与电芯壳体100的开口侧，电芯壳体100与电芯壳盖200共同限定出容纳空间101。
151.通过使得电芯壳盖200沿其第一方向x的长度d1，电芯壳盖200沿第二方向y的长度d2，电芯壳体100沿第一方向x的长度d3，电芯壳体100沿第二方向y的长度d4，满足d1≤d3，d2≤d4，能够便于电芯壳体100与电芯壳盖200的连接，使得电芯壳体100与电芯壳盖200的连接较稳固，且能够减小电芯壳盖200凸出于电芯壳体100的可能性，有利于提高电化学装置10的能量密度。
152.由于制备电芯壳体100和电芯壳盖200的精度和成本受限，在生产中可能无法使得电芯壳体100的尺寸与电芯壳盖200的尺寸完全匹配，即d1＝d3，d2＝d4，通过使得电芯壳盖200的尺寸略小于电芯壳体100的尺寸，能够使得电芯壳盖200与电芯壳体100连接稳固的同时，减少电芯壳盖200与电芯壳体100装配后，电芯壳盖200凸出于电芯壳体100的可能性，从而减小因电芯壳盖200的装配而增大电化学装置10的整体尺寸的可能性，有利于提高电化学装置10的能量密度。
153.一并参见图8和图9，图8为图7所示的电化学装置沿c-c方向的剖视示意图，图9为图8所示的电化学装置的d处的局部放大的结构示意图。在一些实施例中，电芯壳体100沿第一方向x的两侧超出电芯壳盖200的长度分别为e1和e2，电芯壳体100沿第二方向y的两侧超出电芯壳盖200的长度分别为e3和e4，e1、e2、e3、e4平均值为满足例如可以为0.05mm、0.04mm或0.03mm等。
154.在图9中，示意性标出电芯壳体100沿第一方向x的一侧超出电芯壳盖200的尺寸e1，其他尺寸如e2、e3、e4与e1类似，未在图中标出。
155.电芯壳体100沿第一方向x的两侧超出电芯壳盖200的长度分别为e1和e2，电芯壳体100沿第二方向y的两侧超出电芯壳盖200的长度分别为e3和e4，通过使得e1、e2、e3、e4的平均值满足能够使得法兰面131未超出电芯壳盖200的部分的长度较大，即法兰面131与电芯壳盖200连接的部分的长度较大，从而能够进一步便于电芯壳体100与电芯壳盖200的连接，使得电芯壳体100与电芯壳盖200的连接更加稳固，电化学装置10的密封性
更好，电化学装置10不易因受力或环境变化导致电芯壳体100与电芯壳盖200之间产生间隙或者分离，电化学装置10的可靠性更高。若较大(例如大于0.05mm)，则法兰面131未超出电芯壳盖200的部分的长度较小，即法兰面131与电芯壳盖200连接的部分的长度较小，可能影响电芯壳体100和电芯壳盖200的连接强度。
156.在一些实施例中，电芯壳体100沿第一方向x的两侧，沿第二方向y的两侧可以都超出电芯壳盖200。
157.在另一些实施例中，电芯壳体100的侧边也可以与电芯壳盖200对齐，或者电芯壳盖200的侧边也可以超出电芯壳体100。例如，当电芯壳盖200沿第一方向x的一侧超出电芯壳体100时，e1为负数。但是，通过使得能够使得电芯壳盖200四个侧边不过于超出电芯壳体100，从而减小电芯壳体100和电芯壳盖200的整体占用空间，有利于提高电化学装置10的能量密度。
158.例如，e1≤0.05mm，e2≤0.05mm，e3≤0.05mm，e4≤0.05mm，能够使得法兰面131与电芯壳体100连接的部分的长度较大，电芯壳盖200与电芯壳体100连接稳固的同时，减少电芯壳盖200与电芯壳体100装配后，电芯壳盖200凸出于电芯壳体100的可能性，从而减小因电芯壳盖200的装配而增大电化学装置10的整体尺寸的可能性，有利于提高电化学装置10的能量密度。
159.在另一些实施例中，电芯壳盖200也可以为一侧开口的空心结构，电芯壳盖200的开口侧盖合于电芯壳体100的开口侧，共同形成容纳空间101。电芯壳盖200也可以设置法兰部(图中未示出)，电芯壳盖200的法兰部与电芯壳体100的法兰部130的结构类似，在此不再赘述，电芯壳盖200的法兰部可以与电芯壳体100的法兰部130配合实现连接。
160.在一些实施例中，电芯壳体100和电芯壳盖200可以为焊接连接。
161.通过使得电芯壳体100和电芯壳盖200焊接连接，能够使得电芯壳体100和电芯壳盖200的连接稳固，电化学装置10的密封性较好，电化学装置10不易因受力或环境变化导致电芯壳体100与电芯壳盖200之间产生间隙或者分离，电化学装置10的可靠性较高。
162.在另一些实施例中，电芯壳体100和电芯壳盖200还可以为粘接连接。
163.参见图10，图10为图8所示的电化学装置另一状态的d处的局部放大的结构示意图。在一些实施例中，电芯壳体100和电芯壳盖200为焊接连接，电芯壳体100与电芯壳盖200之间形成焊接部210，焊接部210在底110壁的厚度方向上的深度为h，焊接部210在侧壁120的厚度方向上的宽度为w4，满足h≥0.5*t1，w4≥t1，例如h可以为0.5*t1、0.8*t1或t1等，w4可以为t1、1.2*t1或1.4*t1等。
164.在一些实施例中，电芯壳体100和电芯壳盖200的焊接方式可以为激光焊接，即使得激光透过电芯壳盖200到达电芯壳体100，将电芯壳体100和电芯壳盖200的连接处熔融，形成焊接部210。
165.在一些实施例中，焊接部210的深度为焊接部210在第三方向z上的尺寸，焊接部210的宽度为焊接部210在第三方向z的垂直方向(包括第一方向x和第二方向y)上的尺寸。例如图2和图4所示，位于焊接部210沿第一方向x相对的两个部分的宽度为焊接部210沿第一方向x的尺寸，位于焊接部210沿第二方向y相对的两个部分的宽度为焊接部210在第二方向y上的尺寸。
166.在旋切壳体加顶部焊接的方式中，电芯壳体100与电芯壳盖200之间形成的焊接部
是沿第三方向z的反方向形成，且焊接部沿第三方向z的反方向的宽度逐渐减小，其焊接宽度为焊接部在电芯壳体100的顶面(侧壁120或法兰部远离底壁110的一端的端面)所在的平面上的截面的宽度，能够达到电芯壳体100的侧壁的壁厚t1的1/4，因此焊接宽度较小，导致电芯壳体100与电芯壳盖200的焊接强度较小，电化学装置10可能因受力或环境变化导致电芯壳体100与电芯壳盖200之间产生间隙或者分离，影响电化学装置10的可靠性。
167.在大法兰加顶部焊接的方式中，电芯壳体100与电芯壳盖200之间形成的焊接部是沿第三方向z的反方向形成，且焊接部沿第三方向z的反方向的宽度逐渐减小，其焊接宽度为焊接部在电芯壳体100的顶面(侧壁120或法兰部远离底壁110的一端的端面)所在的平面上的截面的宽度，能够达到电芯壳体100的侧壁的壁厚t1的1/2，焊接宽度较小，导致电芯壳体100与电芯壳盖200的焊接强度较小，电化学装置10可能因受力或环境变化导致电芯壳体100与电芯壳盖200之间产生间隙或者分离，影响电化学装置10的可靠性。
168.本技术实施例中，通过使得焊接部210在底壁110的厚度方向上的深度h，焊接部210在侧壁120的厚度方向上的宽度w4满足h≥0.5*t1，w4≥t1，能够使得电芯壳体100与电芯壳盖200的焊接强度较高，电芯壳体100和电芯壳盖200的连接稳固，电化学装置10的密封性较好，电化学装置10不易因受力或环境变化导致电芯壳体100与电芯壳盖200之间产生间隙或者分离，电化学装置的10可靠性较高。若h、w4较小(例如h小于0.5*t1，w4小于t1)，则电芯壳体100与电芯壳盖200的焊接强度较低，电化学装置10可能因受力或环境变化导致电芯壳体100与电芯壳盖200之间产生间隙或者分离，影响电化学装置10的可靠性。
169.在一些实施例中，焊接部210的部分凸出于电芯壳盖200的侧边，且凸出的部分的外表面为弧形面。
170.在目前的焊接方式中，焊接部部210是形成于电芯壳体100和电芯壳盖200之间，且位于电芯壳体100和电芯壳盖200的内部，即与电芯壳体100和电芯壳盖200的侧边间隔，焊接部210的体积较小，使得电芯壳体100和电芯壳盖200之间的连接强度较低。
171.本技术实施例中，使得焊接部210的部分凸出于电芯壳盖200的侧边，能够使得焊接部210的体积较大，电芯壳体100与电芯壳盖200之间的连接强度更高，电芯壳体100和电芯壳盖200的连接稳固，电化学装置10的密封性较好，电化学装置10不易因受力或环境变化导致电芯壳体100与电芯壳盖200之间产生间隙或者分离，电化学装置10的可靠性较高。
172.在一些实施例中，焊接部210的部分也可以同时凸出于电芯壳体100和电芯壳盖200的侧边。
173.若焊接部210凸出于电芯壳盖200的部分的外表面具有棱角，则在焊接部210与其他装置产生干涉时，焊接部210容易存在应力集中而导致受损的问题，并且容易破坏其他装置。本技术实施例中，使得焊接部210凸出于电芯壳盖200的部分的外表面为弧形面，能够在焊接部210与其他装置产生干涉时，减小焊接部210和其他装置受损的可能性。
174.表1电化学装置的能量密度提升及焊接强度提升
[0175] t1w1w2w3t2t3q1q2q3对比例10.200.20.0750.0750.075///对比例20.150.20.20.30.150.0750.05％25.87％35.60实施例10.150.120.230.20.120.0750.62％102.80％57.36实施例20.150.120.130.10.120.0751.20％99.30％56.37
实施例30.150.120.080.050.120.0751.49％99.30％56.37实施例40.10.070.180.150.070.0752.26％81.82％51.42实施例50.10.070.130.10.070.0752.56％78.32％50.43实施例60.10.070.1050.0750.0550.0752.70％80.07％50.93实施例70.10.030.120.050.040.0752.85％76.57％49.94实施例80.0750.070.1550.150.0550.0752.94％39.86％39.56实施例90.0750.070.080.0750.0550.0753.38％39.86％39.56实施例100.0750.070.0550.050.0550.0753.53％39.86％39.56实施例110.050.030.170.150.040.0753.62％39.86％39.56实施例120.050.030.120.10.040.0753.91％39.86％39.56实施例130.050.030.070.050.040.0754.21％25.87％35.60
[0176]
参见表1，表1中的t1为电芯壳体的侧壁的壁厚，w1为电芯壳体的过渡面的宽度，w2为电芯壳体的法兰面的宽度，w3为电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的宽度，t2为电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的厚度，t3为电芯壳盖的厚度，q1为对比例2及实施例1-13相比对比例1的能量密度提升率，q2为对比例2及实施例1-13相比对比例1的焊接强度提升率，q3为对比例2及实施例1-13相比对比例1的焊接强度提升值。其中，各部位的厚度、宽度的单位都为mm，焊接强度值的单位为n/mm。对比例1中为电芯壳体未设置法兰部，电芯壳盖直接与电芯壳体的侧壁顶面连接的方式，对比例2中为电芯壳体设置法兰部，但未对法兰部进行处理的方式。
[0177]
电芯壳体与电芯壳体的焊接强度测量方法为：将焊接好的电芯壳体与电芯壳体的沿焊缝的垂直方向切割预定的宽度s，并将样品对折成t字形，使用高铁拉力机将焊缝两端的金属部件拉开，测得的最大拉力值为f，那么焊接强度即为：f/s。
[0178]
根据表1可以得到以下结论：
[0179]
1、参见对比例1和对比例2，通过在电芯壳体设置法兰部，能够减小电芯壳体的壁厚t1，提高电化学装置的能量密度和电芯壳体与电芯壳体的焊接强度。
[0180]
2、参见对比例2、实施例1、实施例4、实施例11，随着电芯壳体的过渡面的宽度w1的减小，电芯壳体的壁厚t1减小，进而能够提高电化学装置的能量密度。
[0181]
3、分别参见实施例1-3，实施例4-6，实施例11-13，随着电芯壳体的法兰面的宽度w2的减小，电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的宽度w3也减小，能够提高电化学装置的能量密度，但电芯壳体与电芯壳体的焊接强度降低。
[0182]
4、参见实施例1-3，实施例8-10，电芯壳体的法兰面的宽度w2的减小，但是电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的厚度t2不变时，能够提高电化学装置的能量密度，但是对电芯壳体与电芯壳体的焊接强度的影响较小。
[0183]
5、参见实施例7和实施例12，电芯壳体的过渡面的宽度w1不变，电芯壳体的法兰面的宽度w2，电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的宽度w3增大，能够减小电芯壳体的壁厚t1，从而能够提高电化学装置的能量密度。
[0184]
6、参见实施例6和8，电芯壳体的过渡面的宽度w1不变，电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的厚度t2不变，电芯壳体的法兰面的宽度w2变大，但是电芯壳体的壁厚t1变小，会对电芯壳体与电芯壳体的焊接强度产生较大的影响。
[0185]
表2电化学装置的焊接强度测试
[0186] 对比例1对比例2实施例4t10.15mm0.1mm0.1mmt30.075mm0.075mm0.075mmw30.075mm0.3mm0.075mm焊接强度125n/mm35n/mm49n/mm焊接强度228n/mm38n/mm54n/mm焊接强度325n/mm36n/mm45n/mm焊接强度434n/mm40n/mm46n/mm焊接强度530n/mm33n/mm54n/mm焊接强度627n/mm37n/mm51n/mm焊接强度731n/mm34n/mm52n/mm焊接强度829n/mm32n/mm57n/mm焊接强度均值28.625n/mm35.625n/mm51n/mm
[0187]
参见表2，表2中的t1为电芯壳体的侧壁的壁厚(在测试的对比例和实施例中，电芯壳体的底壁的壁厚与侧壁的壁厚相等)，t3为电芯壳盖的厚度，w3为电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的宽度。对比例1中为电芯壳体未设置法兰部，电芯壳盖直接与电芯壳体的侧壁顶面连接的方式，对比例2中为电芯壳体设置法兰部，但未对法兰部进行处理的方式。实施例4为表1中实施例4的电化学装置。
[0188]
根据表2可以看出，实施例4相比对比例1，电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的宽度w3相等，电芯壳体的侧壁的壁厚t1更小，电化学装置的焊接强度得到较大提高，具体的，焊接强度平均提高43.87％，同时结合表1，电化学装置的能量密度也提升了2.26％。实施例4相比对比例2，电芯壳体的侧壁的壁厚t1相等，电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的外表面的部分的宽度w3更小，电化学装置的焊接强度得到较大提高，具体的，焊接强度平均提高30.15％，同时结合表1，电化学装置的能量密度也提升了2.2％。
[0189]
由此可知，本技术提供的实施例能够增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度，还能够使得电芯壳体与电芯壳体之间具有较高的焊接强度。
[0190]
本技术实施例提供一种用电设备，包括以上任一方案的电化学装置10，电化学装置10用于为用电设备提供电能。
[0191]
用电设备可以是前述任一应用电化学装置10的设备或系统。
[0192]
参见图11，图11为本技术一些实施例提供的电化学装置的制备方法的流程示意图。电化学装置的制备方法包括：
[0193]
s410、对原料板进行冲压，以形成电芯壳体。
[0194]
在一些实施例中，原料板可以为钢板，也可以为其他金属板。
[0195]
s420、在冲压过程中，通过拍平和挤负角的方式将电芯壳体的法兰部的过渡面向电芯壳体的内侧挤压成型，以使得过渡面在电芯壳体的侧壁的厚度方向上的宽度w1和电芯壳体的侧壁的壁厚t1满足0＜w1≤t1。
[0196]
在另一些实施例中，也可以只通过拍平的方式将电芯壳体的法兰部的过渡面向电芯壳体的内侧挤压成型，或者只通过挤负角的方式将电芯壳体的法兰部的过渡面向电芯壳
体的内侧挤压成型。
[0197]
在另一些实施例中，也可以在冲压后，对电芯壳体的法兰部进行加工，使得过渡面在电芯壳体的侧壁的厚度方向上的宽度w1和电芯壳体的侧壁的壁厚t1满足0＜w1≤t1。
[0198]
s430、将电极组件安装于电芯壳体的容纳空间内。
[0199]
在一些实施例中，将电极组件放置于容纳空间内后，使得电极组件的第一电连接件与电芯壳体的极柱连接，使得电极组件的第二电连接件与电芯壳体连接，以实现电极组件的安装。
[0200]
s440、将电芯壳盖盖设于电芯壳体的开口，并将电芯壳盖与电芯壳体固定连接。
[0201]
在一些实施例中，将电芯壳盖与电芯壳体固定连接后，还需通过电芯壳体的注液孔向电芯壳体的容纳空间内注入电解液，并封堵注液孔，电解液浸润电极组件后，电化学装置可正常工作。
[0202]
在冲压过程中通过拍平和挤负角的方式使得电芯壳体的过渡面在电芯壳体的侧壁的厚度方向上的宽度w1和电芯壳体的侧壁的壁厚t1满足0＜w1≤t1，使得电芯壳体的法兰面的宽度较大，同时电芯壳体的法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较小，从而能够增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度，并且能够使得侧壁的壁厚较小，从而进一步增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度。若w1较大(例如大于t1)，则有可能造成法兰面的宽度较小或法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较大，法兰面的宽度较小可能会影响电芯壳体与电芯壳盖的连接强度，法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较大则可能压缩容纳空间，影响电化学装置的能量密度。
[0203]
在一些实施例中，将电芯壳盖与电芯壳体固定连接的方法包括：通过摆动焊的方式将电芯壳盖与电芯壳体焊接连接。
[0204]
摆动焊即使得激光来回摆动，以在电芯壳体和电芯壳盖之间形成沿曲线延伸的焊接部，能够增大焊接部的面积。
[0205]
线焊即使得激光沿直线运动，以在电芯壳体和电芯壳盖之间形成沿直线延伸的焊接部。
[0206]
由于摆动焊需要预留一定的焊接宽度，目前电芯壳盖与电芯壳体预留的焊接宽度较窄的结构中不易采用摆动焊进行焊接，一般采用线焊等方式。而本技术实施例中，电芯壳体的过渡面在电芯壳体的侧壁的厚度方向上的宽度w1和电芯壳体的侧壁的壁厚t1满足0＜w1≤t1，能够使得电芯壳体的法兰面的宽度较大，便于采用摆动焊方式。
[0207]
通过摆动焊的方式将电芯壳盖与电芯壳体焊接连接，相比线焊等方式，能够增大焊接部的面积，从而进一步增加电芯壳体与电芯壳盖的焊接强度，使得电芯壳体和电芯壳盖的连接稳固，电化学装置的密封性较好，电化学装置不易因受力或环境变化导致电芯壳体与电芯壳盖之间产生间隙或者分离，电化学装置的可靠性较高。
[0208]
在另一些实施例中，也可以通过线焊等方式将电芯壳盖与电芯壳体焊接连接。
[0209]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
[0210]
以上仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电芯壳体，其特征在于，包括底壁、侧壁和法兰部，所述侧壁围设于所述底壁的周围，并和所述底壁共同围成具有开口的容纳空间，所述法兰部设置于所述侧壁远离所述底壁的一端，所述法兰部的至少一部分凸出于所述侧壁的内表面和/或外表面；其中，所述法兰部具有法兰面和过渡面，所述法兰面大致垂直所述侧壁，且用于与电芯壳盖连接；所述过渡面弯曲连接所述法兰面和所述侧壁的内表面和/或外表面，所述过渡面在所述侧壁的厚度方向上的宽度为w1，所述侧壁的壁厚为t1，满足0＜w1≤t1。2.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，0＜w1≤0.7*t1。3.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述法兰面在所述侧壁的厚度方向上的宽度为w2，满足w2≥0.7*t1。4.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述法兰面为平面，所述过渡面为弧形面。5.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述法兰部的至少一部分凸出于所述侧壁的外表面，所述法兰部凸出于所述侧壁的外表面的部分在所述侧壁的厚度方向上的宽度为w3，满足0.05mm≤w3≤0.3mm。6.根据权利要求5所述的电芯壳体，其特征在于，0.05mm≤w3≤0.15mm。7.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述法兰部的至少一部分凸出于所述侧壁的外表面，所述法兰部凸出于所述侧壁的外表面的部分的厚度为t2，满足0.7*t1≤t2≤1.1*t1。8.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，0.05mm≤t1≤0.15mm。9.根据权利要求8所述的电芯壳体，其特征在于，0.05mm≤t1≤0.1mm。10.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述法兰部对应所述过渡面的部分的厚度为t3，满足t3＞t1。11.根据权利要求10所述的电芯壳体，其特征在于，所述t3满足：t1<t3<1.5*t1。12.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述法兰部对应所述过渡面的部分的厚度为t3，满足0.06mm≤t3≤0.2mm。13.根据权利要求12所述的电芯壳体，其特征在于，所述t3满足：0.09mm≤t3≤0.12mm。14.一种电化学装置，其特征在于，包括如权利要求1至13任一项所述的电芯壳体、电芯壳盖、电极组件，所述电极组件容置于所述容纳空间内，所述电芯壳盖盖设于所述开口。15.根据权利要求14所述的电化学装置，其特征在于，所述电芯壳盖沿第一方向的长度为d1，所述电芯壳盖沿第二方向的长度为d2，所述电芯壳体沿所述第一方向的长度为d3，所述电芯壳体沿所述第二方向的长度为d4，满足d1≤d3，d2≤d4；所述第一方向、所述第二方向和所述电芯壳盖的厚度方向两两垂直。16.根据权利要求14所述的电化学装置，其特征在于，所述电芯壳体沿所述第一方向的两侧超出所述电芯壳盖的长度分别为e1和e2，所述电芯壳体沿所述第二方向的两侧超出所述电芯壳盖的长度分别为e3和e4，e1、e2、e3、e4的平均值为满足满足17.根据权利要求14所述的电化学装置，其特征在于，所述电芯壳体和所述电芯壳盖为焊接连接或粘接连接。18.根据权利要求14所述的电化学装置，其特征在于，所述电芯壳体和所述电芯壳盖为焊接连接，所述电芯壳体与所述电芯壳盖之间形成焊接部，所述焊接部在所述底壁的厚度
方向上的深度为h，所述焊接部在所述侧壁的厚度方向上的宽度为w4，满足h≥0.5*t1，w4≥t1。19.根据权利要求14所述的电化学装置，其特征在于，所述电芯壳体和所述电芯壳盖为焊接连接，所述电芯壳体与所述电芯壳盖之间形成焊接部，所述焊接部的部分凸出于所述电芯壳盖的侧边，且凸出的部分的外表面为弧形面。20.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求14至19任一项所述的电化学装置，所述电化学装置用于提供电能。21.一种电化学装置的制备方法，其特征在于，包括：对原料板进行冲压，以形成电芯壳体；在冲压过程中，通过拍平和挤负角的方式将所述电芯壳体的法兰部的过渡面向所述电芯壳体的内侧挤压成型，以使得所述过渡面在电芯壳体的侧壁的厚度方向上的宽度w1和所述电芯壳体的侧壁的壁厚t1满足0＜w1≤t1；将电极组件安装于所述电芯壳体的容纳空间内；将电芯壳盖盖设于电芯壳体的开口，并将所述电芯壳盖与所述电芯壳体固定连接。22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，将所述电芯壳盖与所述电芯壳体固定连接的方法包括：通过摆动焊的方式将所述电芯壳盖与所述电芯壳体焊接连接。

技术总结
本申请提供了一种电芯壳体、电化学装置及其制备方法、用电设备，该电芯壳体包括底壁、侧壁和法兰部，并和底壁共同围成具有开口的容纳空间，法兰部设置于侧壁远离底壁的一端，法兰部的至少一部分凸出于侧壁的内表面和/或外表面；其中，法兰部的法兰面大致垂直侧壁，且用于与电芯壳盖连接；法兰部的过渡面弯曲连接法兰面和侧壁的内表面和/或外表面，过渡面在侧壁的厚度方向上的宽度为W1，侧壁的壁厚为T1，满足0＜W1≤T1，使得法兰面的宽度较大，同时法兰部凸出于侧壁的部分的宽度较小，并且能够使得侧壁的壁厚较小，从而增大容纳空间的体积，增大电化学装置的能量密度。大电化学装置的能量密度。大电化学装置的能量密度。


技术研发人员：杨建辉 马武
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：2023.07.14
技术公布日：2023/10/11