CN113036269A - 电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电池及用电设备。电池包括电芯本体和保护层，电芯本体包括金属壳体和内置于金属壳体中的电极组件，保护层形成于金属壳体的外表面上，保护层包括聚合物基体、填料及功能添加剂，可以通过喷印工艺、转移印工艺、涂覆工艺或沉积工艺形成，且保护层的厚度D与填料粒径d之间满足d≤0.75*D，保护层的厚度较小。本申请能够简化金属壳体的封装工艺，实现电气绝缘及防腐蚀，并提高安全可靠性及散热性，以及有利于提高电池容量。

Description

电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池及用电设备。

背景技术

为确保电池的结构强度及安全性，很多电池采用金属外壳如钢壳进行封装，因此又称钢壳电池。这类电池一般使用钢壳作为负极，正极通过电极向外引出或者正负极均通过电极向外引出。为了使得钢壳与外界电绝缘，在电池封装工序中业界一般将胶纸贴附于钢壳的外表面。但是，胶纸的贴附工艺复杂，贴附稳定性较差，尤其对于异形电池，钢壳的形状不规则，边和角较多，贴附的稳定性更差，温湿度等环境因素变化时胶纸容易起翘、褶皱、空包等，防水防潮性差，导致安全可靠性差，并且，胶纸的厚度大，不利于散热，对于固定尺寸的电池，会使得电芯的体积减小，不利于提高电池容量。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种电池及用电设备，以解决钢壳电池封装工艺复杂、安全可靠性及散热性差、不利于提高电池容量的问题。

本申请提供一种电池，包括电芯本体和保护层。电芯本体包括金属壳体和内置于金属壳体的电极组件，保护层形成于金属壳体的外表面，保护层包括聚合物基体、填料包括二氧化硅颗粒，三氧化二铝颗粒，氧化锆颗粒及或陶瓷粉末颗粒及功能添加剂；填料的D90≤20μm；保护层的厚度为D，二氧化硅的粒径为d，满足d≤0.75*D。

可选地，保护层的厚度大于或等于0.01μm且小于或等于100μm。优选地，保护层的厚度大于或等于5μm且小于或等于15μm。

可选地，电芯本体设有电极和电路板，电极与电极组件连接并从金属壳体的第一侧面伸出，电极包括连接区，电路板与电极连接区电连接，保护层还形成于电极朝向电路板的表面，或，电极的除连接区之外的表面。

可选地，保护层还形成于电路板的外表面，并暴露电路板的外接端子。

可选地，设于电路板外表面的保护层与设于金属壳体外表面的保护层连接。

可选地，电池还包括注塑体，注塑体设于电芯本体设有电极的一端，电路板设于注塑体内，电路板的外接端子延伸出注塑体，保护层还形成于注塑体的外表面。

可选地，设于注塑体外表面的保护层与设于金属壳体外表面的保护层连接。

可选地，保护层包括一个子层或者层叠设置的多个子层。

可选地，保护层还包括标识；或者，电池还包括标识，标识设置于保护层上；标识包括字符、图形、条形码及二维码中的至少一个。

可选地，保护层的绝缘阻抗大于或等于0.1Gohm，优选地，绝缘阻抗大于或等于1Gohm。

可选地，填料在保护层的成膜材料中的质量百分比小于10％。

可选地，聚合物基体的材料包括丙烯酸酯类物质、聚氯乙烯类物质、聚乙烯类物质中的至少一种，优选地，为丙烯酸酯类物质。

可选地，填料包括二氧化硅颗粒、三氧化二铝颗粒、氧化锆颗粒及/或陶瓷粉末颗粒中的至少一种，优选地，为二氧化硅颗粒。

可选地，功能添加剂包括固化引发剂，进一步可选地，还包括乙二醇丁醚、流平剂、消泡剂、润湿剂及颜料中的一种或多种。

可选地，丙烯酸酯类物质包括单官能团丙烯酸酯、二官能团丙烯酸酯和三官能团丙烯酸酯中的一种或多种。

可选地，单官能团丙烯酸酯包括：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、2-丙烯酸十二烷基酯、N-乙烯基己内酰胺、丙烯酸吗啉、4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯、丙烯酸四氢糠基酯、5-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯中的一种或两种。

可选地，二官能团丙烯酸酯包括：三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、6-[(4'-氰基-4-联苯基)氧基]己基甲基丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

可选地，三官能团丙烯酸酯包括：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、和/或季戊四醇三丙烯酸酯。

可选地，固化引发剂为UV固化引发剂或者热固化引发剂。

可选地，UV固化引发剂在保护层的成膜材料中的质量百分比为0.5～19％。

可选地，热固化引发剂在所述保护层的成膜材料中的质量百分比为0.5～25％。

可选地，UV固化引发剂包括：有机过氧化物引发剂，无机过氧化物引发剂，偶氮类引发剂，氧化还原引发剂中的至少一种。

可选地，有机过氧化物引发剂包括酰类过氧化物、氢过氧化物、二烷基过氧化物、酯类过氧化物、酮类过氧化物、二碳酸酯过氧化物中的至少一种；所述无机过氧化物引发剂包括：过硫酸盐类物质；所述偶氮类引发剂包括：偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈。

可选地，热固化引发剂包括：氧化苯甲酰、过氧化2-乙基己基酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯、1,1'-双(叔戊基过氧)环己烷、1,1'-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、安息香二甲醚中的至少一种。

可选地，消泡剂包括：疏水基硬脂酸酯、二甲基聚硅氧烷、聚丙二醇、聚醚、聚醚改性硅氧烷中的至少一种。

可选地，润湿剂包括：油酸、硬脂酸、棕榈酸、亚油酸、软脂酸中的至少一种。

可选地，流平剂包括：烯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。

可选地，颜料包括炭黑或有机染料色粉、以及1,6-己二醇二丙烯酸酯。

本申请提供的一种用电设备，包括负载以及上述任一项所述的电池，电池为负载供电。

在本申请的电池及用电设备中，金属壳体的外表面上形成保护层，可实现金属壳体与外接的电气绝缘及防腐蚀，保护层包括聚合物基体、二氧化硅及功能添加剂，这些材料允许通过较为简单的喷印工艺、转移印工艺、涂覆工艺或沉积工艺形成，有利于简化电池封装工艺，这些工艺有利于将保护材料施加于边和角，适用于形状不规则的金属壳体，且采用导热性好的材料可使得保护层的散热性好，另外这些工艺形成的保护层与金属壳体的附着性好，安全可靠性高，尤其地，保护层的厚度D与填料粒径d之间满足d≤0.75*D，保护层的厚度比填料的粒径略大，即保护层的厚度较小，优选地厚度介于5μm至15μm之间，利于提高电池容量。

附图说明

图1和图2是本申请第一实施例的电池的结构示意图；

图3是图1所示的电池沿A-A方向的部分截面示意图；

图4是图1所示的电池沿B-B方向的部分截面示意图；

图5是本申请第二实施例的电池的结构示意图；

图6是本申请第三实施例的电池的结构示意图；

图7是本申请第四实施例的电池的结构示意图；

图8是本申请第五实施例的电池的结构示意图。

具体实施方式

在具体场景中，本申请的电池包括但不限于所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池和电容器(例如超级电容器)电池。电池可优选为锂二次电池，包括但不限于锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池和锂离子聚合物二次电池。电池的封装方式，本申请也不予以限制，例如电池采用例如钢壳封装。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述实施例仅是一部分实施例，而非全部。基于本申请中的实施例，在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

请一并参阅图1至图4所示，本申请一实施例的电池10包括电芯本体11和第一保护层12。

电芯本体11包括金属壳体111、电极组件(图未示)和电极113。电极组件设置于金属壳体111内，电极组件可以由若干极片卷绕或堆叠形成，电极113的一端伸入金属壳体111内并与对应极性的极片电连接，电极113的另一端从金属壳体111的一侧伸出。

按照电池10具有正负极性的设计，极片包括正极片(又称阴极片)和负极片(又称阳极片)，适应地，电极113也具有正负极性设计。在一实现中，金属壳体111的一部分可作为电池10的负极，电极113伸出金属壳体111并作为正极。在另一实现中，电极113可包括负电极和正电极，负电极与阳极片电连接，正电极与阴极片电连接。在一些实现中，电极113与对应极性的极片的集流体电连接，例如阴极片的集流体与正电极焊接，并通过绝缘片、胶(Sealant)、胶纸或保护材料至少覆盖焊接区域，以使得焊接区域与金属壳体111之间绝缘。

电极113可与电路板13、用电设备等电连接。电路板13的功用根据实际所需而定。例如，电路板13为PCM板(Protection Circuit Module,电池保护板)或BMS(Batterymanagement system,电池管理系统)，可用于保护电池10不过放、不过充、不过流、输出短路保护等。

第一保护层12形成于金属壳体111的外表面上，可使得金属壳体111与外界电气绝缘及防腐蚀。例如，以采用丙烯酸酯类物质制得的第一保护层12为例，在通过盐雾测试第一保护层12的防腐蚀性能的场景中，将电池10放入盐雾试验箱中，在盐雾试验箱的容积空间内造成盐雾环境来对产品的耐盐雾腐蚀性能进行考核，在高温条件下经过预定时间(例如1小时)后，第一保护层12的腐蚀面积与总面积之比几乎为零，使得金属壳体111可以很好的防止外界腐蚀。

又例如，以采用丙烯酸酯类物质制得的第一保护层12为例，在第一保护层12的一侧接入直流电压，金属壳体111的一侧接地，然后通过绝缘电阻测试表读取直流电压端和接地端之间的阻抗，多次测试读取到的阻抗数值均大于0.1Gohm，电气绝缘性能良好。

第一保护层12是由保护材料通过例如喷印工艺、转移印工艺、涂覆工艺或沉积工艺形成，相比较于胶纸贴附工艺，无需考虑所设置区域的结构复杂度，例如金属壳体111表面的平整度，对操作精度要求也低，从而能够有利于简化电池封装工艺。

在一实现中，涂覆工艺包括但不限于：喷墨、油墨印刷、数码印刷、油墨移印、含浸印刷中的至少一种工艺；沉积工艺包括但不限于：化学气相沉积(Chemical VaporDeposition,CVD)、离子体增强化学的气相沉积(Plasma Enhanced Chemical VaporDeposition,PEVCD)、物理气相沉积(Physical Vapor Deposition,PVD)、溅射中的至少一种工艺。

喷印工艺可理解为：通过喷头将包含保护材料的溶液喷涂于金属壳体111的外表面上，并通过烘干等操作，使保护材料成膜。

转移印工艺可理解为：先将保护材料或者包含保护材料的溶液印在介质(例如疏油纸，硅胶印头)上，然后再采用例如压印等方式，将保护材料转移到金属壳体111的外表面上，得到成膜的保护材料。

采用上述任一工艺形成的第一保护层12与金属壳体111之间的附着性好，出现翘起、褶皱、空包等问题的风险较小，也不容易因温湿度等环境因素变化而翘起，防水防潮性良好，安全可靠性高，并且第一保护层12还能提高其所设置区域的金属壳体111的结构强度。

另外，上述任一工艺能够使得保护材料成膜的厚度较小，在一些场景中，保护材料成膜的厚度介于0.01μm至150μm之间，如果采用与金属壳体111的亲和性较好的材料(例如丙烯酸酯类物质)来制备第一保护层12，则第一保护层12的厚度可以介于5μm至15μm之间，厚度较薄，避免占据电芯本体11的尺寸空间，有利于提高电池容量。

对于采用导热性好的保护材料，第一保护层12的散热性好，能够将金属壳体111的热量快速传导至空气中，从而能够有利于电池10的散热，降低过热导致安全事故的风险。

金属壳体111围设形成电芯本体11的形状，并可限定电芯本体11的外观。电芯本体11的内部元件(例如电极组件及电解液)置于金属壳体111中，利用金属壳体111对电芯本体11内的元器件进行保护，确保电芯本体11的防护效果及安全性。但，本申请的实施例不限定金属壳体111的材质，例如包括但不限于为钢、铜、铝等，也不限定金属壳体111的形状，例如可以为图1和图2所示的矩形体，或者为图5所示的圆柱体，又或者为图6至图8所示的矩形体。为便于展示与描述，本申请的实施例采用相同的标号标识相同名称的元件。

如图5所示，圆柱体的电池10的径向尺寸逐渐变化，例如沿从上至下变大，电池10包括多个台阶，采用传统的胶纸贴附工艺，胶纸很难覆盖与台阶的面完全贴合，容易出现包空、翘起等问题，而采用喷印工艺、转移印工艺、涂覆工艺或沉积工艺，形成的第一保护层12可以充分与台阶的面贴合，第一保护层12的附着性好。

对于图6所示的电池10包括一个电芯本体11，图7所示的电池10包括沿水平方向并排的两个电芯本体11，以及图8所示的电池10包括沿竖直方向堆叠的两个电芯本体11，可以采用与前述相同的工艺形成第一保护层12，在保障与例如电路板13良好电连接的前提下，第一保护层12可覆盖每一电芯本体11的金属壳体111的所有外表面。

应理解，对于不同形状的电池10，电极113的形状可以适应性而定。例如，图1和图2所示的电池10中，电极113呈圆柱状，又可称为电极柱；而在图5所示的电池10中，电极113可以呈外露的块状。

电极113虽然与金属壳体111之间设置有绝缘件，例如橡胶圈等，但电极113伸出金属壳体111的一部分仍会暴露，对此，在一实现中，第一保护层12还可以附着于电极113朝向电路板13的表面上，或者覆盖于电极113的除连接区之外的表面，该连接区为电极113与电路板13电连接的区域。于此，第一保护层12可提高电极113与除电路板13之外的其他元件之间的绝缘性能，避免电极113与其他元件短接的风险，还可以提高电极113的防腐蚀防水抗氧化性能。

在另一实现中，电池10还可以设置第二保护层16，第二保护层16由保护材料通过喷印工艺、转移印工艺、涂覆工艺或沉积工艺形成于电路板13的外表面，并暴露电路板13的外接端子。

可选地，第二保护层16可以与第一保护层12连接，相当于两者连接形成一完整的保护层，覆盖电路板13与金属壳体111之间的区域，有利于避免水气、灰尘等杂质由这一区域进入。

请一并参阅图1、图6至图8，在一些场景中，电池10还包括注塑体14，注塑体14可以通过一次成型(例如低压注塑成型，模型成型molding工艺)的方式形成，并设于电芯本体11设置电极113的一端，例如设于电芯本体11的头部。电路板13设于注塑体14内，电路板13的外接端子延伸出注塑体14。注塑体14可以保护电路板13和电极113。

对于此结构，本实施例的电池10可以设置第三保护层15，该第三保护层15由保护材料通过喷印工艺、转移印工艺、涂覆工艺或沉积工艺形成于注塑体14的外表面。第三保护层15的厚度较小，对电池10整体厚度的影响较小，且可以保护注塑体14。

可选地，第三保护层15可以与第一保护层12连接，可视为两者连接形成一完整的保护层，覆盖注塑体14与金属壳体111之间的区域，有利于避免水气、灰尘等杂质由这一区域进入注塑体14内。

需要说明的是，第一保护层12、第二保护层16和第三保护层15仅为便于区别不同区域及结构件上的保护层，三者均可统称为保护层。前述任一保护层，例如第一保护层12和/或第三保护层15，可由保护材料通过一次或多次工艺叠层形成。即，任一保护层可包括多个层叠设置的子层或者一个子层，每一子层通过一次工艺形成。例如，对于附着于电路板13表面上的第二保护层16，鉴于电池10为电路板13预留的空间较小，本实施例优选第二保护层16仅包含一个子层。

通过控制每一次工艺成膜的厚度、以及工艺的次数，电池10可以得到预定厚度的各个保护层。每一次工艺成膜的厚度可以相同，也可以不相同，本申请的实施例不予以限制。

在一些实现中，电池10的上述任一保护层还包括标识，包括但不限于字符、图形、条形码及二维码中的至少一个，可用于展示电池10的产品型号、性能参数、使用注意事项等。标识与其附着的保护层可以通过一次工艺(例如喷印工艺、转移印工艺、涂覆工艺或沉积工艺)形成，也可以通过独立的一次工艺形成。

或者，标识可以采用不同于保护层的工艺形成于保护层上，例如，在通过喷印工艺、转移印工艺、涂覆工艺或沉积工艺形成保护层之后，可以通过喷印等方式在第一保护层12上形成该标识。

形成标识及前述各个保护层的保护材料，可根据实际所需选定。为了提高绝缘性，上述保护层中至少一者的绝缘阻抗可以大于或等于0.1Gohm，优选地，绝缘阻抗大于或等于1Gohm。

另外，保护材料的颜色可以为单色或者多色，可选地，保护材料的颜色包括但不限于：黑色、白色、黄色、蓝色、绿色和银色中的至少一种。于此，前述各个保护层的颜色可以相同，也可以不同，能够为电池10的外观提供更多的选择，利于提升外观美感。

在一些场景中，保护材料可以包括聚合物基体、填料及功能添加剂。可选地，聚合物基体包括丙烯酸酯类物质、聚氯乙烯类物质、聚乙烯类物质等，优选采用丙烯酸酯类物质，于此，保护材料可称为固化丙烯酸酯类墨水。丙烯酸酯类物质与金属壳体111的亲和性较好，能够改善保护层与金属壳体111的附着性。丙烯酸酯类物质包括但不限于单官能团丙烯酸酯、二官能团丙烯酸酯和三官能团丙烯酸酯中的一种或多种。

保护材料中的填料如二氧化硅颗粒、三氧化二铝颗粒、氧化锆颗粒及/或陶瓷粉末颗粒中的至少一种，用于改善保护材料的性能，同时作为降低材料成本的固体添加剂，其作用包括但不限于：降低保护材料的收缩率，提高成膜(即保护层)的尺寸稳定性、表面平光性或无光性；提高成膜(即保护层)的耐磨性，改善导热性；提高颜料的着色效果。

填料的D90≤20μm，能够改善保护层的厚度均匀性。填料的D90表示填料在粒度分布中的中位粒径，用于表示：在每一保护层中，粒径小于或等于20μm的填料颗粒与所有填料颗粒的比例为90％。

保护层的厚度D与填料粒径d之间满足关系式：d≤0.75*D。保护层的厚度比填料的粒径略大，可实现厚度较小的保护层。

基于该关系式，成膜得到的保护层的厚度可以介于0.01μm至150μm之间，而根据对保护层的结构强度及绝缘性能、散热性的实际所需，选取填料的粒径d，优选地，保护材料成膜的厚度可以介于5μm至15μm之间。下面以聚合物基体为丙烯酸酯类物质、填料为二氧化硅颗粒为例进行说明。

例如，选取二氧化硅的粒径d为0.0075μm，并可选地将二氧化硅颗粒单层分布，则根据关系式d≤0.75*D，保护层的厚度D最小可以达到0.01μm，从而能够得到超薄的保护层，尽可能避免占据电芯本体11的尺寸空间，有利于提高电池容量。

再例如，选取二氧化硅的粒径d为112.5μm，并可选地将二氧化硅颗粒单层分布，则根据前述关系式，保护层的厚度D可以为150μm，较大的厚度可以使得保护层具有较好的结构强度，并且二氧化硅的粒径大，也能够提高保护层的结构强度及绝缘性能。

又例如，选取二氧化硅的粒径d为3.75μm，并可选地将二氧化硅颗粒单层分布，则根据前述关系式，保护层的厚度D可以为5μm。而选取二氧化硅的粒径d为11.25μm，并可选地将二氧化硅颗粒单层分布，则根据前述关系式，保护层的厚度D可以为15μm。

保护层的厚度介于5μm至15μm之间，既能够确保保护层的结构强度，还可以兼具良好的散热性以及绝缘性能。

进一步可选地，控制填料的质量百分比(即质量分数)在预定范围内，例如二氧化硅在保护层的成膜材料中的质量百分比小于10％，能够降低填料对聚合物基体成膜为保护层后的性能影响。

功能添加剂包括固化引发剂，利于聚合物基体材料固化成膜，即利于形成稳定性较好的保护层。在一应用场景中，固化引发剂可以为UV固化引发剂或者热固化引发剂。

进一步可选地，功能添加剂还可以包括：乙二醇丁醚、流平剂、消泡剂、润湿剂及颜料中的一种或多种。

乙二醇丁醚的作用包括但不限于：作为丙烯酸酯类物质和固化引发剂的溶剂，可以防雾防皱，提高保护材料成膜的流动性。流平剂利于改善成膜得到保护层的厚度均匀性。消泡剂用于降低保护层中出现气泡的风险。润湿剂可用于改善保护材料的表面张力和渗透性，使其能够更好地润湿底材(例如金属壳体111)，从而提高附着力。颜料用于使得成膜后的保护层具有产品需要的色彩外观。

在一些实现中，UV固化丙烯酸酯类墨水的黏度可为6～300mPa·S，包括按质量分数计算的如下表所示组分：

组分	质量分数(％)
		单官能团丙烯酸酯	10～67
二官能团丙烯酸酯	3～31
		三官能团丙烯酸酯	1～25
UV固化引发剂	0.5～19
		乙二醇丁醚	＜1
填料	＜3
		流平剂	0.5～1.5
消泡剂	0.6～1.5
		润湿剂	0.3～2
颜料	2.1～3.9

在一些实现中，热固化丙烯酸酯类墨水的黏度可为6～1000mPa·S，包括按质量分数计算的如下表所示组分：

组分	质量分数(％)
		单官能团丙烯酸酯	10～67
二官能团丙烯酸酯	3～31
		三官能团丙烯酸酯	1～25
热固化引发剂	0.5～25
		乙二醇丁醚	＜1
填料	＜3
		流平剂	0.5～1.5
消泡剂	0.6～1.5
		润湿剂	0.3～2
颜料	2.1～3.9

可选地，单官能团丙烯酸酯包括但不限于：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、2-丙烯酸十二烷基酯、N-乙烯基己内酰胺、丙烯酸吗啉、4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯、丙烯酸四氢糠基酯、5-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯中的一种或两种。

二官能团丙烯酸酯包括但不限于：三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、6-[(4'-氰基-4-联苯基)氧基]己基甲基丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯中的至少一种。

三官能团丙烯酸酯包括但不限于：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、和/或季戊四醇三丙烯酸酯。

在一些场景中，UV固化引发剂占单官能团丙烯酸酯、二官能团丙烯酸酯和三官能团丙烯酸酯的质量总和的0.5～19％。UV固化引发剂包括：有机过氧化物引发剂，无机过氧化物引发剂，偶氮类引发剂，氧化还原引发剂中的至少一种。

可选地，有机过氧化物引发剂包括酰类过氧化物、氢过氧化物、二烷基过氧化物、酯类过氧化物、酮类过氧化物、二碳酸酯过氧化物中的至少一种。无机过氧化物引发剂包括：过硫酸盐类物质。偶氮类引发剂包括：偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈。

热固化引发剂占单官能团丙烯酸酯、二官能团丙烯酸酯、三官能团丙烯酸酯、固化引发剂和乙二醇丁醚的质量总和的0.5～25％。热固化引发剂包括：氧化苯甲酰、过氧化2-乙基己基酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯、1,1'-双(叔戊基过氧)环己烷、1,1'-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、安息香二甲醚中的至少一种。

消泡剂包括但不限于：疏水基硬脂酸酯、二甲基聚硅氧烷、聚丙二醇、聚醚、聚醚改性硅氧烷中的至少一种。

润湿剂包括但不限于：油酸、硬脂酸、棕榈酸、亚油酸、软脂酸中的至少一种。

流平剂包括但不限于：烯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。

颜料包括但不限于炭黑或有机染料色粉、以及1,6-己二醇二丙烯酸酯。进一步可选地，所述炭黑或有机染料色粉的质量分数为0.1～3.9％，优选为0.5％。所述颜料可以经过行星式球磨机研磨获得，在一些场景中，研磨的转数为2000～3800，球磨时间为3～11小时。

应理解，前述各个保护层可以根据实际场景，例如制造设备所能喷涂至金属壳体111上的角度，来确定工序的先后顺序及数量。每一保护层可以一次成型或者分步成型，或者，可以一次成型多个保护层的全部或部分。即，第一保护层12、第二保护层16、第三保护层15，可以由保护材料通过涂覆工艺或沉积工艺一步或分步形成。

本申请又一实施例提供一种用电设备，包括负载以及上述任一实施例的电池10，电池10为负载供电。

用电设备可以以各种具体形式来实施，例如，无人机、电动车、电动清洁工具、储能产品、电动汽车、电动自行车、电动导航工具等电子产品。在实用场景中，用电设备具体包括但不限于为：笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。

本领域技术人员可理解的是，除特别用于移动目的的元件之外，根据本申请实施例的构造也能够应用于固定类型的用电设备。

由于用电设备具有前述任一实施例的电池10，因此，该用电设备能够产生对应实施例的电池10具有的有益效果。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

应理解，在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请相应实施例的技术方案和简化描述，而非指示或暗示装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

另外，尽管本文采用术语“第一、第二、第三”等描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。术语“或”和“及/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

Claims (19)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括电芯本体和保护层，所述电芯本体包括金属壳体和内置于所述金属壳体中的电极组件，所述保护层形成于所述金属壳体的外表面上，

所述保护层包括聚合物基体、填料及功能添加剂；

所述填料的D90<20um；

所述保护层的厚度为D，所述填料颗粒的粒径为d，所述保护层的厚度D与所述二氧化硅粒径d之间满足如下关系式：

d≤0.75*D。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述保护层的厚度大于或等于0.01μm且小于或等于100μm。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述保护层的厚度大于或等于5μm且小于或等于15μm。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电芯本体设有电极和电路板，所述电极与所述电极组件连接并从所述金属壳体的第一侧面伸出，所述电极包括连接区，所述电路板与所述电极连接区电连接，

所述保护层还形成于所述电极朝向所述电路板的表面，或，所述电极的除所述连接区之外的表面。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述保护层还形成于所述电路板的外表面，并暴露所述电路板的外接端子。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，设于所述电路板外表面的保护层与设于所述金属壳体外表面的保护层连接。

7.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述电池还包括注塑体，所述注塑体设于所述电芯本体设有电极的一端，所述电路板设于所述注塑体内，所述电路板的外接端子延伸出所述注塑体，所述保护层还形成于所述注塑体的外表面。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，设于所述注塑体外表面的保护层与设于所述金属壳体外表面的保护层连接。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述保护层包括一个子层或者层叠设置的多个子层。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述保护层还包括标识；或者，所述电池还包括标识，所述标识设置于所述保护层上。

11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，所述标识包括字符、图形、条形码及二维码中的至少一个。

12.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述保护层的绝缘阻抗大于或等于0.1Gohm。

13.根据权利要求12所述的电池，其特征在于，所述绝缘阻抗大于或等于1Gohm。

14.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述填料颗粒在所述保护层的成膜材料中的质量百分比小于10％。

15.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，

所述聚合物基体的材料包括丙烯酸酯类物质、聚氯乙烯类物质、聚乙烯类物质中的至少一种；

所述填料包括二氧化硅颗粒、三氧化二铝颗粒、氧化锆颗粒及/或陶瓷粉末颗粒中的至少一种；

所述功能添加剂包括固化引发剂。

16.根据权利要求15所述的电池，其特征在于，所述聚合物基体的材料包括丙烯酸酯类物质；所述填料为二氧化硅颗粒；所述功能添加剂还包括乙二醇丁醚、流平剂、消泡剂、润湿剂及颜料中的一种或多种。

17.根据权利要求15所述的电池，其特征在于，

所述丙烯酸酯类物质包括单官能团丙烯酸酯、二官能团丙烯酸酯和三官能团丙烯酸酯中的一种或多种，

所述单官能团丙烯酸酯包括：丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、四氢呋喃丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸异癸酯、2-丙烯酸十二烷基酯、N-乙烯基己内酰胺、丙烯酸吗啉、4-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯、丙烯酸四氢糠基酯、5-(N,N-二甲氨基)苯甲酸乙酯中的一种或两种；

所述二官能团丙烯酸酯包括：三乙二醇二甲基丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、1,9-壬二醇二丙烯酸酯、己二醇二丙烯酸酯、6-[(4'-氰基-4-联苯基)氧基]己基甲基丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二丙烯酸酯中的至少一种；

所述三官能团丙烯酸酯包括：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、和/或季戊四醇三丙烯酸酯；

所述固化引发剂为UV固化引发剂或者热固化引发剂，

所述UV固化引发剂包括：有机过氧化物引发剂，无机过氧化物引发剂，偶氮类引发剂，氧化还原引发剂中的至少一种；

所述有机过氧化物引发剂包括酰类过氧化物、氢过氧化物、二烷基过氧化物、酯类过氧化物、酮类过氧化物、二碳酸酯过氧化物中的至少一种；所述无机过氧化物引发剂包括：过硫酸盐类物质；所述偶氮类引发剂包括：偶氮二异丁腈和/或偶氮二异庚腈；

所述热固化引发剂包括：氧化苯甲酰、过氧化2-乙基己基酸叔戊酯、过氧化2-乙基己基酸叔丁酯、1,1'-双(叔戊基过氧)环己烷、1,1'-双(叔丁基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化苯甲酸叔丁酯、安息香二甲醚中的至少一种；

所述消泡剂包括：疏水基硬脂酸酯、二甲基聚硅氧烷、聚丙二醇、聚醚、聚醚改性硅氧烷中的至少一种；

所述润湿剂包括：油酸、硬脂酸、棕榈酸、亚油酸、软脂酸中的至少一种；

所述流平剂包括：烯丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、烯丙基三乙氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种；

所述颜料包括炭黑或有机染料色粉、以及1,6-己二醇二丙烯酸酯。

18.根据权利要求15所述的电池，其特征在于，所述UV固化引发剂在所述保护层的成膜材料中的质量百分比为0.5～19％；

所述热固化引发剂在所述保护层的成膜材料中的质量百分比为0.5～25％。

19.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括负载以及权利要求1至18中任一项所述的电池，所述电池为所述负载供电。

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