CN111430815B - 电芯及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电芯及其制备方法和应用。该电芯包括回字形柔性隔膜和依次叠放的正极片、固态电解质层和负极片，回字形柔性隔膜包括设在正极片与固态电解质层之间的第一回字形柔性隔膜和/或设在负极片与固态电解质层之间的第二回字形柔性隔膜，第一回字形柔性隔膜具有第一内边框和第一外边框，第二回字形柔性隔膜具有第二内边框和第二外边框，在回字形柔性隔膜的投影上：第一内边框和/或第二内边框位于正极片、负极片和固态电解质层的边缘内，并且固态电解质层的边缘位于正极片和/或负极片的边缘外且位于第一外边框内和/或第二外边框内。该电芯可以解决电池在加压时固态电解质层易被压穿、损坏的问题，能显著提升电池的安全性能。

Description

电芯及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及电池领域，特别涉及一种电芯及其制备方法和应用。
背景技术
固态电池采用不可燃的固态电解质替换了可燃性的有机液态电解质，大幅提升了电池系统的安全性，同时能够更好地适配高能量正负极并减轻系统重量，实现能量密度同步提升。在各类新型电池体系中，固态电池是距离产业化最近的下一代技术，这已成为产业与科学界的共识。
全固态电池中使用固态电解质层来分隔电池的正负极，从而防止电池由正负极短接而引起的短路，其中固态电解质层的面积最大，负极层的面积次之，正极层的面积最小。但全固态电池的固态电解质层一般为了达到高电导率与低面阻抗，只在其中添加了极少量的粘结剂作为粘连，故其强度较低、质脆；同时为了提高电池的体积能量密度，需要将固态电解质层的厚度降低，这就导致了固态电解质层的机械性能极差。所以在全固态电池的叠片过程中，固态电解质层容易出现损坏，并且在电池加压测试时，正极层边缘的剪切力容易将无机电解质层切断，从而导致正负极短接造成短路。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种电芯，以优化电芯结构，解决电池加压时正极片边缘的剪切力将固态电解质层压穿、损坏而造成的正负极短接问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提出一种电芯。根据本发明的实施例，该电芯包括：回字形柔性隔膜和依次叠放的正极片、固态电解质层和负极片，其中，所述回字形柔性隔膜包括第一回字形柔性隔膜和/或第二回字形柔性隔膜：
所述第一回字形柔性隔膜设在所述正极片与所述固态电解质层之间，且所述第一回字形柔性隔膜包括第一内边框、第一外边框和位于所述第一内边框与所述第二外边框之间的柔性隔膜；
所述第二回字形柔性隔膜设在所述负极片与所述固态电解质层之间，且所述第二回字形柔性隔膜包括第二内边框、第二外边框和位于所述第二内边框与所述第二外边框之间的柔性隔膜，
在所述回字形柔性隔膜的投影上：所述第一内边框和/或所述第二内边框位于所述正极片、所述负极片和所述固态电解质层的边缘内，并且所述固态电解质层的边缘位于所述正极片和/或所述负极片的边缘外且位于所述第一外边框内和/或所述第二外边框内。
进一步地，所述回字形柔性隔膜为所述第一回字形柔性隔膜，在所述回字形柔性隔膜的投影上：所述第一内边框位于所述正极片和所述负极片的边缘内，所述固态电解质层的边缘位于所述正极片的边缘外且位于所述第一外边框内。
进一步地，所述回字形柔性隔膜为所述第二回字形柔性隔膜，在所述回字形柔性隔膜的投影上：所述第二内边框位于所述正极片和所述负极片的边缘内，所述固态电解质层的边缘位于所述负极片的边缘外且位于所述第二外边框内。
进一步地，所述回字形柔性隔膜包括所述第一回字形柔性隔膜和所述第二回字形柔性隔膜，在所述回字形柔性隔膜的投影上：所述第一内边框位于所述正极片的边缘内，所述第二内边框位于所述负极片的边缘内，所述固态电解质层的边缘位于所述正极片和所述负极片的边缘外且位于所述第一外边框内和所述第二外边框内。
进一步地，所述第一回字形柔性隔膜和所述第二回字形柔性隔膜分别独立地为具有锂离子电导性而不具有电子电导性的柔性隔膜，
进一步地，所述第一回字形柔性隔膜和所述第二回字形柔性隔膜分别独立地为矩形框结构或环形带状结构。
进一步地，所述矩形框为直角矩形框或圆角矩形框，所述环形为圆环或椭圆环。
进一步地，所述第一回字形柔性隔膜和所述第二回字形柔性隔膜分别独立地为不粘隔膜或含有粘结层的回字形胶带。
进一步地，所述回字形胶带为不含基体的单层胶带或含有聚合物基体的复合层胶带。
进一步地，所述不粘隔膜和所述聚合物基体分别独立地为选自聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物中的至少一种。
进一步地，所述复合层胶带的粘结层设在所述聚合物基体的单面或双面上。
进一步地，所述粘结层为酸性粘结层、中性粘结层或碱性粘结层。
进一步地，所述酸性粘结层包括选自水玻璃、硅溶胶和硅酸乙酯中的至少一种，所述中性粘结剂包括选自铝金属盐、铬金属盐和锆金属盐中的至少一种，所述碱性粘结层包括钙磷酸盐和/或镁磷酸盐。
相对于现有技术，本发明所述的电芯至少具有以下优势：通过在正极片与固态电解质层之间和/或负极片与固态电解质层之间进一步设置回字形柔性隔膜，并控制正极片、负极片和固态电解质层的边缘与回字形柔性隔膜内边框和外边框之间的相对位置关系，一方面可以使回字形柔性隔膜在加压过程中起到缓冲的作用，分散正极层和/或负极片边缘的剪切力，保护固态电解质层在叠片和加压过程中不受损坏，进而防止正负极的短接；另一方面，即便固态电解质层在正极/负极边缘处发生断裂，正极片和负极片之间也有回字形柔性隔膜作为分隔层，二者不会直接接触，不会发生正负极的短接。由此，本发明中上述电芯不仅可以有效解决后续电池在加压时由于正极片边缘巨大的剪切力而将固态电解质层压穿、损坏的问题，还能显著提升电芯及电池的安全性能。
本发明的另一目的在于提出一种制备电芯的方法，以降低正负极短接的风险，提高电池的安全性。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明提出一种制备上述电芯的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：
(1)基于正极片、负极片和固态电解质层的形状及尺寸对柔性隔膜进行裁切，以便得到第一回字形柔性隔膜和/或第二回字形柔性隔膜；
(2)将所述第一回字形柔性隔膜贴附于所述正极片上并使所述正极片的边缘被所述第一回字形柔性隔膜完全覆盖，和/或将所述第二回字形柔性隔膜贴附于所述负极片上并使所述负极片的边缘被所述第二回字形柔性隔膜完全覆盖；
(3)在步骤(2)的基础上将所述固态电解质层、正极片和负极片顺序叠放，并使所述固态电解质层的边缘位于所述正极片和/或所述负极片的边缘外且位于所述第一回字形柔性隔膜和/或所述第二回字形柔性隔膜的外边框内。
相对于现有技术，本发明所述的制备电芯的方法通过在正极片和/或负极片与固态电解质层的边缘处增设回字形柔性隔膜，可以分散正极层和/或负极层边缘的剪切力，由此不仅可以显著降低固态电解质层在叠片过程中的损坏率，还能保护固态电解质层在加压过程中不受损坏，有效防止正负极的短接。由此，该方法不仅工艺简单，且电芯成品率高，还能显著提高制备得到的电芯及电池的安全性能。
本发明的另一目的在于提出一种电池，以提高电池的安全性能。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：本发明提出一种电池。根据本发明的实施例，该电池具有上述电芯或采用上述制备电芯的方法得到的电芯。相对于现有技术，本发明所述的电池不易发生正负极短接，电池的安全性更高，且使用寿命更长。
本发明的另一目的在于提出一种车辆，以进一步提高车辆的竞争力。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：本发明提出一种车辆，根据本发明的实施例，该车辆具有上述电池。相对于现有技术，本发明所述的车辆安全性更高。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为根据本发明一个实施例的电芯的截面示意图；
图2为根据本发明再一个实施例的电芯的截面示意图；
图3为根据本发明又一个实施例的电芯的截面示意图；
图4为根据本发明一个实施例的回字形柔性隔膜的结构示意图；
图5为根据本发明再一个实施例的回字形柔性隔膜的结构示意图；
图6为根据本发明一个实施例的制备电芯的方法示意图；
图7为根据本发明实施例1的制备电芯的方法示意图；
图8为根据本发明实施例1制备得到的电池的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
根据本发明的第一个方面，本发明提出一种电芯。根据本发明的实施例，如图1～3所示，该电芯包括：回字形柔性隔膜200和依次叠放的正极片100、固态电解质层300和负极片400，其中，回字形柔性隔膜200包括第一回字形柔性隔膜210和/或第二回字形柔性隔膜220，第一回字形柔性隔膜210设在正极片100与固态电解质层300之间，且第一回字形柔性隔膜210包括第一内边框211、第一外边框212和位于第一内边框211与第二外边框212之间的柔性隔膜213；第二回字形柔性隔膜220设在负极片400与固态电解质层300之间，且第二回字形柔性隔膜220包括第二内边框221、第二外边框222和位于第二内边框221与第二外边框222之间的柔性隔膜223，在回字形柔性隔膜100的投影上：第一内边框211和/或第二内边框221位于正极片100、负极片400和固态电解质层300的边缘内，并且固态电解质层300的边缘位于正极片100和/或负极片400的边缘外且位于第一外边框212内和/或第二外边框222内。该电芯中，回字形柔性隔膜在加压过程中可以起到缓冲的作用，分散正/负极层边缘的剪切力，保护固态电解质层在叠片和加压过程中不受损坏，并有效防止正负极的短接。
根据本发明的一个具体实施例，发明人发现，仅在正极片与固态电解质层之间设置一层回字形柔性隔膜或仅在负极片与固态电解质层之间设置一层回字形柔性隔膜，即可满足即使固态电解质层在正极/负极边缘处发生断裂，正极片和负极片之间也有回字形柔性隔膜作为分隔层，确保正负极片不会直接接触，避免发生正负极的短接的问题，由此不仅可以进一步简化电芯的结构，还可以保证电芯及电池的电化学性能。
根据本发明的再一个具体实施例，如图1所示，回字形柔性隔膜200可以优选仅包括第一回字形柔性隔膜210，此时在回字形柔性隔膜的投影上：第一内边框211位于正极片100和负极片400的边缘内，固态电解质层300的边缘位于正极片100的边缘外且位于第一外边框212内。此时，负极片400的边缘与第一回字形柔性隔膜210的外边框212之间的位置关系并不受特别限制，例如，在回字形柔性隔膜的投影上，负极片400的边缘可以位于第一回字形柔性隔膜210的外边框212内或外边框212外，或者与第一回字形柔性隔膜210的外边框212重合。发明人发现，现有的电芯结构中，正极片的面积一般最小，对固态电解质层的剪切力也最大，通过在正极片和固态电解质层的边缘处增设一层回字形柔性隔膜，使回字形柔性隔膜的一面与正极片的边缘接触，另一面与固态无机电解质层接触，可以使回字形柔性隔膜在加压过程中起到缓冲的作用，分散正极层边缘的剪切力，保护固态电解质层在叠片和加压过程中不受损坏，防止正负极的短接。由此，不仅可以有效解决后续电池在加压时由于正极片边缘巨大的剪切力而将固态电解质层压穿、损坏的问题，还能显著提升电芯及电池的安全性能。
根据本发明的又一个具体实施例，如图3所示，回字形柔性隔膜200也可以仅包括第二回字形柔性隔膜220，此时在回字形柔性隔膜的投影上：第二内边框221位于正极片100和负极片400的边缘内，固态电解质层300的边缘位于负极片400的边缘外且位于第二外边框222内。此时，正极片100的边缘与第二回字形柔性隔膜220的外边框222之间的位置关系也不受特别限制。由此也可以确保正极层和负极层之间不会发生短接，同时还能避免负极片的剪切力对固态电解质层的破坏，保护固态电解质层在叠片和加压过程中不受损坏。
根据本发明的又一个具体实施例，如图2所示，回字形柔性隔膜200还可以包括第一回字形柔性隔膜210和第二回字形柔性隔膜220，此时在回字形柔性隔膜的投影上：第一内边框211位于正极片100的边缘内，第二内边框221位于负极片400的边缘内，固态电解质层300的边缘位于正极片100和负极片400的边缘外且位于第一外边框212内和第二外边框222内，由此可以进一步避免正负极片的剪切力对固态电解质层的破坏，保护固态电解质层在叠片和加压过程中不受损坏。优选地，当电芯中正极片和负极片的边缘均位于固态电解质层的边缘内且正极片和负极片的边缘与固态电解质层的边缘之间的距离过大时，使回字形柔性隔膜同时包括第一回字形柔性隔膜和第二回字形柔性隔膜。
根据本发明的又一个具体实施例，第一回字形柔性隔膜210和第二回字形柔性隔膜220分别独立地为具有锂离子电导性而不具有电子电导性的柔性隔膜，本发明中采用回字形柔性隔膜几乎不影响电芯及电池的电化学性能，而采用具有锂离子电导性而不具有电子电导性的回字形柔性隔膜不仅可以进一步优化锂电池的电化学性能，还可以有效避免固态电解质层破坏后回字形柔性隔膜充当电子导体将正负极连接，造成短路。
根据本发明的又一个具体实施例，本发明中回字形柔性隔膜200的形状并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，仅需满足回字形柔性隔膜的内边框和外边框与正极片边缘、负极片边缘以及固态电解质层边缘之间的相对位置关系即可。例如，如图4和图5所示，第一回字形柔性隔膜210和第二回字形柔性隔膜220可以分别独立地为矩形框结构或环形带状结构，由此可以更适用于方形叠片电池或纽扣叠片电池等；进一步地，矩形框结构又可以为直角矩形框或圆角矩形框，环形又可以为圆环或椭圆环，由此可以进一步满足实际生产的需要。
根据本发明的又一个具体实施例，第一回字形柔性隔膜210和第二回字形柔性隔膜220可以分别独立地为不粘隔膜或含有粘结层的回字形胶带，发明人发现，仅需在正/负极片和固态电解质层的边缘处增设一层柔性隔膜，使柔性隔膜同时覆盖正/负极片的边缘和固态电解质层的边缘，即可分散正/负极层边缘的剪切力，从而保护固态电解质层在叠片和加压过程中不受损坏，显然，回字形柔性隔膜是否具有粘结性并不影响其在加压过程中的缓冲作用；而当回字形柔性隔膜为含有粘结层的回字形胶带时，优选使正/负极片与粘结层接触，由此不仅可以使回字形柔性隔膜能够更准确地贴合在正/负极片的边缘，同时还能够保证正/负极片在叠片过程中不发生位移。
根据本发明的又一个具体实施例，本发明中回字形胶带的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如回字形胶带可以为不含基体的单层胶带或含有聚合物基体的复合层胶带，进一步地，复合层胶带的粘结层可以设在聚合物基体的单面或双面上，由此可以得到单面胶胶带或双面胶胶带，回字形胶带为单面胶胶带时，优选使正极片与粘结层接触；而当回字形胶带为双面胶胶带时，可以进一步有利于使正/负极片和固态电解质层在叠片过程中均不发生位移。
根据本发明的又一个具体实施例，本发明中不粘隔膜和聚合物基体的种类并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，不粘隔膜和聚合物基体可以分别独立地为选自聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物中的至少一种，由此可以进一步有利于回字形柔性隔膜在加压过程中发挥缓冲作用，从而能够更好地分散正/负极边缘的剪切力，保护无机电解质层在叠片和加压过程中不受损坏，有效防止正负极的短接。
根据本发明的又一个具体实施例，本发明中粘结层的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，粘结层可以为酸性粘结层、中性粘结层或碱性粘结层，进一步地，酸性粘结层可以包括选自水玻璃、硅溶胶和硅酸乙酯中的至少一种，中性粘结剂可以包括选自铝金属盐、铬金属盐和锆金属盐中的至少一种，碱性粘结层可以包括选自钙磷酸盐和/或镁磷酸盐。
根据本发明的又一个具体实施例，本发明上述实施例的电芯采用铝塑膜进行封装，且正极片设有正极耳，负极片设有负极耳，正极耳和负极耳延伸至电芯的封装层外。
综上所述，相对于现有技术，本发明上述电芯至少具有以下优势：
通过在正极片与固态电解质层之间和/或负极片与固态电解质层之间进一步设置回字形柔性隔膜，并控制正极片、负极片和固态电解质层的边缘与回字形柔性隔膜内边框和外边框之间的相对位置关系，一方面可以使回字形柔性隔膜在加压过程中起到缓冲的作用，分散正极层和/或负极片边缘的剪切力，保护固态电解质层在叠片和加压过程中不受损坏，进而防止正负极的短接；另一方面，即便固态电解质层在正极/负极边缘处发生断裂，正极片和负极片之间也有回字形柔性隔膜作为分隔层，二者不会直接接触，不会发生正负极的短接。由此，本发明中上述电芯不仅可以有效解决后续电池在加压时由于正极片边缘巨大的剪切力而将固态电解质层压穿、损坏的问题，还能显著提升电芯及电池的安全性能。
根据本发明的第二个方面，本发明提出了一种制备上述电芯的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：(1)基于正极片、负极片和固态电解质层的形状及尺寸对柔性隔膜进行裁切，以便得到第一回字形柔性隔膜和/或第二回字形柔性隔膜；(2)将第一回字形柔性隔膜贴附于正极片上并使正极片的边缘被第一回字形柔性隔膜完全覆盖，和/或将第二回字形柔性隔膜贴附于负极片上并使负极片的边缘被第二回字形柔性隔膜完全覆盖；(3)在步骤(2)的基础上将固态电解质层、正极片和负极片顺序叠放，并使固态电解质层的边缘位于正极片和/或负极片的边缘外且位于第一回字形柔性隔膜和/或第二回字形柔性隔膜的外边框内。采用该方法可以显著提高电芯的成品率并提高电芯的安全性能。
根据本发明的一个具体实施例，参考图6，制备电芯时，叠片的过程可以包括：(1)基于正极片、负极片和固态电解质层的形状及尺寸对柔性隔膜进行裁切，以便得到第一回字形柔性隔膜；(2)将第一回字形柔性隔膜贴附于正极片上，并使正极片的边缘被回字形柔性隔膜完全覆盖；(3)将固态电解质层覆盖在正极片上，并使固态电解质层的边缘位于正极片的边缘外和第一回字形柔性隔膜的外边框内；(4)将负极片覆盖在固态电解质层上，并使负极片的边缘位于回字形柔性隔膜的内边框外。
根据本发明的再一个具体实施例，制备电芯时，叠片的过程可以包括：(i)、将正极片裁切为指定尺寸的矩形；(ii)、将聚合物为基体、具有粘结性能的胶带裁切为规定尺寸的回字形矩形框，回字形矩形框的外边框应大于正极片的边缘，同时回字形矩形框的内边框应小于正极片的边缘；(iii)、将回字形矩形框粘贴在正极片上，需将正极片的边缘完全覆盖；(iv)、将无机固态电解质层裁切为规定尺寸的矩形，固态电解质层的边缘应大于回字形矩形框的内边框并小于回字形矩形框的外边框；(v)、将步骤(iv)中裁切的固态电解质层覆盖于步骤(iii)中的正极片之上；(vi)、将负极片裁切为指定尺寸的矩形，负极片的边缘应大于回字形矩形框的内边框，同时负极片的边缘可以小于回字形矩形框的外边框；(vii)、将步骤(vi)中裁切的负极片叠放于步骤(v)中的极片之上完成叠片。
综上所述，相对于现有技术，本发明上述制备电芯的方法通过在正极片和/或负极片与固态电解质层的边缘处增设回字形柔性隔膜，可以分散正极层和/或负极层边缘的剪切力，由此不仅可以显著降低固态电解质层在叠片过程中的损坏率，还能保护固态电解质层在加压过程中不受损坏，有效防止正负极的短接。由此，该方法不仅工艺简单，且电芯成品率高，还能显著提高制备得到的电芯及电池的安全性能。需要说明的是，上述针对电芯所描述的特征和效果通用适用于该制备电芯的方法，此处不再一一赘述。
根据本发明的第三个方面，本发明提出了一种电池。根据本发明的实施例，该电池具有上述电芯或采用上述制备电芯的方法得到的电芯。相对于现有技术，本发明的电池不易发生正负极短接，电池的安全性更高，且使用寿命更长。需要说明的是，上述针对电芯和制备电芯的方法所描述的特征和效果通用适用于该电池，此处不再一一赘述。
根据本发明的第四个方面，本发明提出了一种车辆。根据本发明的实施例，该车辆具有上述电池。相对于现有技术，本发明的车辆安全性更高。需要说明的是，上述针对电池所描述的特征和效果通用适用于该车辆，此处不再一一赘述。
下面将结合实施例对本发明的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本发明，而不应视为限定本发明的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。
实施例1
全固态电池的正极片使用铝箔为集流体，正极浆料组分包括：粘结剂、导电剂、硫化物固态电解质、正极活性物质。
全固态电池的电解质层由粘结剂与硫化物电解质组成。
全固态电池的负极片为以铜箔为集流体的锂带。
如图7所示，电芯叠片的过程主要为：
1)如图将正极片裁切为有效尺寸为34mm×34mm的矩形，并附上尺寸为13mm×8mm的铝制极耳。
2)将以聚乙烯为基体、硅橡胶为粘结剂的复合层胶带裁切为规定尺寸的“回字形矩形框”，其中回字形矩形框的外边框尺寸为40mm×40mm，回字形矩形框的内边框尺寸为30mm×30mm。
3)将回字形矩形框粘贴在正极片上，需将正极片的边缘完全覆盖。
4)将无机固态电解质层裁切为39mm×39mm的矩形。
5)将步骤4)中裁切的电解质层覆盖于步骤3)中的极片之上。
6)将负极片裁切为有效尺寸为36mm×36mm的矩形，并附上尺寸为13mm×8mm的铜质极耳。
7)将步骤6)中裁切的负极片叠放于步骤5)中的极片之上完成叠片。
使用铝塑膜对电芯封装，制作为软包电池，如图8所示。
实施例2
全固态电池的正极极片使用铝箔为集流体，正极浆料组分包括：粘结剂、导电剂、硫化物固态电解质、正极活性物质。
全固态电池的电解质层由粘结剂与硫化物电解质组成。
全固态电池的负极片以铝箔为集流体，负极浆料组分包括：粘结剂、导电剂、硫化物固态电解质、钛酸锂。
电芯叠片的过程主要为：
1)将正极极片裁切为直径为10mm的圆。
2)将以聚乙烯为基体、硅橡胶为粘结剂的复合层胶带裁切为规定尺寸的“环形带”结构，其中环形带的外边尺寸为直径为12mm的圆，环形带的内边框直径为8mm的圆。
3)将环形带粘贴在正极片上，需将正极片的边缘完全覆盖。
4)将无机固态电解质层裁切为直径为11mm的圆。
5)将步骤4)中裁切的电解质层覆盖于步骤3)中的极片之上。
6)将负极片裁切为直径为10mm的圆。
7)将步骤6)中裁切的负极片叠放于步骤5)中的极片之上完成叠片。
使用扣式电池壳对电芯封装，制作为纽扣电池。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电芯，其特征在于，包括：回字形柔性隔膜和依次叠放的正极片、固态电解质层和负极片，所述固态电解质层的面积最大，所述负极片的面积次之，所述正极片的面积最小，其中，所述回字形柔性隔膜包括第一回字形柔性隔膜和/或第二回字形柔性隔膜：
所述第一回字形柔性隔膜设在所述正极片与所述固态电解质层之间，且所述第一回字形柔性隔膜包括第一内边框、第一外边框和位于所述第一内边框与所述第一外边框之间的柔性隔膜；
所述第二回字形柔性隔膜设在所述负极片与所述固态电解质层之间，且所述第二回字形柔性隔膜包括第二内边框、第二外边框和位于所述第二内边框与所述第二外边框之间的柔性隔膜；
其中，所述第一回字形柔性隔膜和所述第二回字形柔性隔膜分别独立地为具有锂离子电导性而不具有电子电导性的柔性隔膜，且具有缓冲的作用；
所述回字形柔性隔膜为所述第一回字形柔性隔膜，在所述回字形柔性隔膜的投影上：所述第一内边框位于所述正极片和所述负极片的边缘内，所述固态电解质层的边缘位于所述正极片的边缘外且位于所述第一外边框内；或者，
所述回字形柔性隔膜为所述第二回字形柔性隔膜，在所述回字形柔性隔膜的投影上：所述第二内边框位于所述正极片和所述负极片的边缘内，所述固态电解质层的边缘位于所述负极片的边缘外且位于所述第二外边框内；或者，
所述回字形柔性隔膜包括所述第一回字形柔性隔膜和所述第二回字形柔性隔膜，在所述回字形柔性隔膜的投影上：所述第一内边框位于所述正极片的边缘内，所述第二内边框位于所述负极片的边缘内，所述固态电解质层的边缘位于所述正极片和所述负极片的边缘外且位于所述第一外边框内和所述第二外边框内。
2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一回字形柔性隔膜和所述第二回字形柔性隔膜分别独立地为不粘隔膜或含有粘结层的回字形胶带；所述不粘隔膜为选自聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一回字形柔性隔膜和所述第二回字形柔性隔膜分别独立地为矩形框结构或环形带状结构，
所述矩形框为直角矩形框或圆角矩形框，所述环形为圆环或椭圆环。
4.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述回字形胶带为不含基体的单层胶带或含有聚合物基体的复合层胶带。
5.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述聚合物基体为选自聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合物中的至少一种。
6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述复合层胶带的粘结层设在所述聚合物基体的单面或双面上，
所述粘结层为酸性粘结层、中性粘结层或碱性粘结层，
所述酸性粘结层包括选自水玻璃、硅溶胶和硅酸乙酯中的至少一种，所述中性粘结层包括选自铝金属盐、铬金属盐和锆金属盐中的至少一种，所述碱性粘结层包括钙磷酸盐和/或镁磷酸盐。
7.一种制备权利要求1~6中任一项所述的电芯的方法，其特征在于，包括：
（1）基于正极片、负极片和固态电解质层的形状及尺寸对柔性隔膜进行裁切，以便得到第一回字形柔性隔膜和/或第二回字形柔性隔膜；
（2）将所述第一回字形柔性隔膜贴附于所述正极片上并使所述正极片的边缘被所述第一回字形柔性隔膜完全覆盖，和/或将所述第二回字形柔性隔膜贴附于所述负极片上并使所述负极片的边缘被所述第二回字形柔性隔膜完全覆盖；
（3）在步骤（2）的基础上将所述固态电解质层、正极片和负极片顺序叠放，并使所述固态电解质层的边缘位于所述正极片和/或所述负极片的边缘外且位于所述第一回字形柔性隔膜和/或所述第二回字形柔性隔膜的外边框内。
8.一种电池，其特征在于，权利要求1~6任一项所述的电芯或采用权利要求7所述的方法制备得到的电芯。
9.一种车辆，其特征在于，具有权利要求8所述的电池。
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