CN114300755A - 电芯、电池组件和电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种电芯、电池组件和电子设备。电芯包括：第一电极片、第二电极片、隔膜和固定件。第一电极片、隔膜和第二电极片顺次叠层卷绕形成裸电芯本体，且第一电极片位于裸电芯本体的最外侧；第一电极片包括位于裸电芯本体的外表面的第一端部，第一电极片设有延伸至第一端部的第一活性层，且第一端部通过固定件固定于裸电芯本体的外表面。基于第一活性层延伸至第一端部，第一端部通过固定件固定于裸电芯本体的外表面，位于最外侧的第一电极片不存在空白的集流体，这使第一电极片能够存储较多的电能，利于提升电芯的能量密度。

Description

电芯、电池组件和电子设备

技术领域

本公开涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯、电池组件和电子设备。

背景技术

随着电子设备的发展，具有较大能量密度的电池备受人们的青睐。电池的能量密度受电池材料、电芯结构和电芯上活性层含量的影响。举例而言，电芯包括顺次叠层的第一电极片、隔膜和第二电极片，第一电极片、隔膜和第二电极片卷绕形成裸电芯本体，第一电极片位于最外侧，第一电极片和第二电极片上活性层含量的多少影响电芯的能量密度。但是，第一电极片需要预留空白集流体以满足封装要求，这不利于提升电芯的能量密度。

发明内容

本公开提供了一种改进的电芯、电池组件和电子设备。

本公开的一个方面提供一种电芯，所述电芯包括：第一电极片、第二电极片、隔膜和固定件；

所述第一电极片、隔膜和所述第二电极片顺次叠层卷绕形成裸电芯本体，且所述第一电极片位于裸电芯本体的最外侧；

所述第一电极片包括位于所述裸电芯本体的外表面的第一端部，所述第一电极片设有延伸至所述第一端部的第一活性层，且所述第一端部通过所述固定件固定于所述裸电芯本体的外表面。

可选地，所述第一端部和所述固定件的一端连接，所述固定件的另一端沿所述第一电极片的卷绕轨迹的延伸方向缠绕固定于所述裸电芯本体的外表面。

可选地，所述裸电芯本体包括第一板面、与所述第一板面相对的第二板面和位于所述第一板面和所述第二板面之间的第一弯曲弧面，所述固定件由所述第一板面绕所述第一弯曲弧面延伸至所述第二板面。

可选地，所述固定件包括胶纸，所述胶纸缠绕粘结于所述裸电芯本体的外表面。

可选地，所述电芯还包括绝缘保护件，所述第二电极片包括位于最外侧的第三端部，所述绝缘保护件设于所述第一端部和所述固定件的连接处与所述第三端部之间。

可选地，所述绝缘保护件粘结于所述第三端部。

可选地，所述绝缘保护件设于所述隔膜和所述第三端部之间。

可选地，所述第三端部设有第二活性层。

可选地，位于最外侧的所述隔膜的末端面向所述固定件超出所述第三端部。

本公开的另一个方面提供一种电池组件，所述电池组件包括上述提及的任一种所述的电芯。

本公开的另一个方面提供一种电子设备，所述电子设备包括上述提及的所述的电池组件。

本公开提供的技术方案至少具有以下有益效果：

本公开实施例提供的电芯，基于第一电极片、隔膜和第二电极片顺次叠层卷绕形成裸电芯本体，第一电极片位于裸电芯本体的最外侧，第一电极片包括位于裸电芯本体的外表面的第一端部，由于第一活性层延伸至第一端部，第一端部通过固定件固定于裸电芯本体的外表面，位于最外侧的第一电极片不存在空白的集流体，这使第一电极片能够存储较多的电能，第一电极片充分利用裸电芯本体的空间，利于提升电芯的能量密度。

附图说明

图1所示为相关技术示出的电芯的结构示意图；

图2所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的结构示意图；

图3所示为本公开根据一示例性实施例示出的第一电极片的局部结构示意图；

图4所示为本公开根据一示例性实施例示出的第二电极片的局部结构示意图；

图5所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构示意图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。除非另作定义，本公开使用的技术术语或者科学术语应当为本公开所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本公开说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。除非另行指出，“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。

在本公开说明书和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

图1所示为相关技术示出的电芯的结构示意图。参考图1，电芯包括：第一电极片110、第二电极片120、隔膜130和固定件140。第一电极片110、隔膜130和第二电极片120顺次叠层卷绕形成裸电芯本体，且第一电极片110位于最外侧。第一电极片110包括未设置活性层的空白集流体111，通过该空白集流体111卷绕包裹在裸电芯本体的外表面，然后通过固定件140将空白集流体111固定在裸电芯本体的外表面。由于空白集流体111上未设置活性层，不能为电芯存储电能，而且空白集流体111占用了裸电芯本体的空间，这样不利于提高电芯的能量密度。

为了解决上述问题，本公开实施例提供了一种电芯、电池组件和电子设备，以下结合附图进行详细阐述：

本公开一些实施例提供了一种电子设备，电子设备包括电池组件。电子设备包括但不限于：手机、平板电脑、iPad、数字广播终端、消息收发设备、游戏控制台、医疗设备、健身设备、个人数字助理、智能可穿戴设备、智能电视、扫地机器人、智能音箱等。

本公开实施例提供的电池组件用于为电子设备供电，电池组件包括电芯。电池组件还可以包括电池保护板，电芯与电池保护板连接，电池保护板与电子设备的主板连接，电子设备的主板与充电接口连接。通过电池保护板调整向电芯输入的充电电流和由电芯输出的供电电流。

示例性地，电池组件为锂离子电池组件，电芯为锂离子电芯。

图2所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的结构示意图。参考图2，电芯包括：第一电极片210、第二电极片220、隔膜230和固定件240。

第一电极片210、隔膜230和第二电极片220顺次叠层卷绕形成裸电芯本体250，且第一电极片210位于最外侧。可以理解的是，将顺次叠层的第一电极片210、隔膜230和第二电极片220当作一层，卷绕后时，第一电极片210始终位于最外侧，第二电极片220始终位于最内侧。示例性地，第一电极片210和第二电极片220中的一者为正电极片，另一者为负电极片。示例性地，第一电极片210可以为正电极片，第二电极片220可以为负电极片。

图3所示为本公开根据一示例性实施例示出的第一电极片的局部结构示意图，图4所示为本公开根据一示例性实施例示出的第二电极片的局部结构示意图。示例性地，参考图3，第一电极片210的两个表面可以均设有第一活性层211，参考图4，第二电极片220的两个表面可以均设有第二活性层221，这样，利于提升电芯的能量密度。当第一电极片210为正电极片时，第一活性层211为正极活性层，当第二电极片220为负电极片时，第二活性层221为负极活性层。

图5所示为本公开根据一示例性实施例示出的电芯的局部结构示意图。参考图5，第一电极片210包括位于裸电芯本体250的外表面的第一端部213，第一电极片210设有延伸至第一端部213的第一活性层211，且第一端部213通过固定件240固定于裸电芯本体250的外表面。需要说明的是，第一电极片210包括第一端部213和与第一端部213相对的第二端部，第二端部卷绕在裸电芯本体250内，第一端部213位于裸电芯本体250的外表面。示例性地，继续参考图3，第一电极片210包括第一集流体212和覆盖于第一集流体212的第一活性层211，继续参考图4，第二电极片220包括第二集流体222和覆盖于第二集流体222的第二活性层221。

基于上述，本公开实施例提供的电芯，基于第一电极片210、隔膜230和第二电极片220顺次叠层卷绕形成裸电芯本体250，第一电极片210位于裸电芯本体250的最外侧，第一电极片210包括位于裸电芯本体250的外表面的第一端部213，由于第一活性层211延伸至第一端部213，第一端部213通过固定件240固定于裸电芯本体250的外表面，位于最外侧的第一电极片210不存在空白的集流体，这使第一电极片210能够存储较多的电能，第一电极片210充分利用裸电芯本体的空间，进而利于提升电芯的能量密度。

在一些实施例中，继续参考图5，第一端部213和固定件240的一端连接，固定件240的另一端沿第一电极片210的卷绕轨迹的延伸方向缠绕固定于裸电芯本体250的外表面。可以理解的是，第一电极片210的卷绕轨迹的延伸方向为卷绕方向，固定件240缠绕在裸电芯本体250的外表面，也即，固定件240缠绕在第一电极片210的外表面。这样，利于通过固定件240牢固地将地第一电极片210固定，进而稳定整个裸电芯本体250的结构。

在本公开实施例中，裸电芯本体250可设为多种结构，比如圆柱状结构、方形体结构或其他规则或不规则的结构。在一些实施例中，继续参考图2，裸电芯本体250包括第一板面251、与第一板面251相对的第二板面252和位于第一板面251和第二板面252之间的第一弯曲弧面253，固定件240由第一板面251绕第一弯曲弧面253延伸至第二板面252。换言之，裸电芯本体250呈类似方形体的结构，固定件240缠绕第一弯曲弧面253。可以理解的是，第一弯曲弧面253由裸电芯本体250的内部向外凸出，第一弯曲弧面253为第一板面251和第二板面252之间最外侧的弧面，第一弯曲弧面253为由第一电极片210弯曲形成的弧面。这样，利于第一电极片210通过固定件240牢固地固定在裸电芯本体250的外表面。示例性地，沿卷绕轨迹的延伸方向，第一板面251的尺寸和第二板面252的尺寸均大于第一弯曲弧面253的尺寸，这样，可以采用较短长度的固定件240缠绕，进而避免固定件240占用较大空间而影响电芯的能量密度。

进一步地，在一些实施例中，继续参考图2和图5，电芯本体还包括与第一弯曲弧面253相对的第二弯曲弧面254，第二弯曲弧面254位于第一板面251和第二板面252之间；固定件240包括固定于第一板面251的第一固定端部241和固定于第二板面252的第二固定端部242，第一固定端部241和第二固定端部242在第一弯曲弧面253和第二弯曲弧面254之间均靠近第一弯曲弧面253。可以理解的是，第一固定端部241和第二固定端部242之间的固定件240缠绕在第一弯曲弧面253。这样，在使固定件240能够牢固地将裸电芯本体250稳定固定的前提下，使用较短的固定件240，减小固定件240的占用空间，利于提升电芯的能量密度。

在一些实施例中，固定件240包括胶纸，胶纸缠绕粘结于裸电芯本体250的外表面。胶纸的厚度较薄，占用空间小，利于提升电芯的能量密度，且通过胶纸粘结的方式简单，方便固定裸电芯本体250。

在一些实施例中，继续参考图5，第二电极片220包括位于最外侧的第三端部223和位于裸电芯本体250内部的第四端部，第三端部223设有第二活性层221。第二电极片220的第三端部223面向固定件240超出第一电极片210的第一端部213，这样，第二电极片220的第三端部223不可避免出现毛刺，毛刺容易刺穿隔膜230和固定件240，这容易使第二电极片220的第三端部223和裸电芯本体250的铝塑膜等包装外壳之间电导通。当第一电极片210为正电极片，第二电极片220为负电极片时，第二电极片220和铝塑膜等包装外壳之间容易形成短路或电化学腐蚀，因而容易导致铝塑膜等包装外壳出现短路和腐蚀等安全问题。为了解决该问题，在一些实施例中，继续参考图2或图5，第二电极片220包括位于最外侧的第三端部223，电芯还包括绝缘保护件260，绝缘保护件260设于第一端部213和固定件240的连接处与第二电极片220的第三端部223之间。通过绝缘保护件260能够避免第二电极片220的第三端部223刺破固定件240，进而避免裸电芯本体250的铝塑膜等包装外壳出现短路和腐蚀等问题。

在一些实施例中，继续参考图2，绝缘保护件260设于隔膜230和第三端部223之间。示例性地，绝缘保护件260设于隔膜230上，以避免第二电极片220的第三端部223刺穿隔膜230。示例性地，绝缘保护件260设于第三端部223，以避免第二电极片220的第三端部223刺穿隔膜230。进一步地，示例性地，绝缘保护件260粘结于第三端部223。粘结方式简单，容易操作。示例性地，绝缘保护件260可以为绝缘胶层。

在一些实施例中，位于最外侧的隔膜230的末端面向固定件240超出第三端部223。示例性地，位于最外侧的隔膜230的末端面向固定件240超出第三端部223的长度为2～10mm，比如可以为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等。这样，使隔膜230和绝缘保护件260配合，以有效阻挡第二电极片220的第三端部223刺穿固定件240。

在一些实施例中，继续参考图2，第一电极片210包括缠绕于裸电芯本体250内部的第一空白集流体部214，第二电极片220包括缠绕于裸电芯本体250内部的第二空白集流体部224，电芯还包括第一极耳270和第二极耳280，第一极耳270与第一空白集流体部214电连接，第二极耳280与第二空白集流体部224电连接。

在一些实施例中，继续参考图5，位于裸电芯本体250最外侧的第一电极片210的内表面设置有第一活性层211，位于裸电芯本体250最外侧的第一电极片210的外表面未设置第一活性层211。这样，充分利用裸电芯本体250的空间，避免浪费第一活性层211。

综上，本公开实施例提供的电芯、电池组件和电子设备，基于第一电极片210、隔膜230和第二电极片220顺次叠层卷绕形成裸电芯本体250，第一电极片210位于最外侧，第一电极片210包括位于裸电芯本体250的外表面的第一端部213，由于第一活性层211延伸至第一端部213，第一端部213通过固定件240固定于裸电芯本体250的外表面，位于最外侧的第一电极片210不存在空白的集流体，这使第一电极片210能够存储较多的电能，第一电极片210充分利用裸电芯本体250的空间，进而利于提升电芯的能量密度。通过将绝缘保护件260设在第一电极片210的第一端部213与固定件240的连接处和第三端部223之间，避免第二电极片220的第三端部223的毛刺刺穿隔膜230和固定件240，进而避免裸电芯本体250的铝塑膜等包装外壳出现短路或腐蚀的问题。

本公开上述各个实施例，在不产生冲突的情况下，可以互为补充。

以上所述仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括：第一电极片、第二电极片、隔膜和固定件；

所述第一电极片、所述隔膜和所述第二电极片顺次叠层卷绕形成裸电芯本体，且所述第一电极片位于所述裸电芯本体的最外侧；

所述第一电极片包括位于所述裸电芯本体的外表面的第一端部，所述第一电极片设有延伸至所述第一端部的第一活性层，所述第一端部通过所述固定件固定于所述裸电芯本体的外表面。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一端部和所述固定件的一端连接，所述固定件的另一端沿所述第一电极片的卷绕轨迹的延伸方向缠绕固定于所述裸电芯本体的外表面。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述裸电芯本体包括第一板面、与所述第一板面相对的第二板面和位于所述第一板面和所述第二板面之间的第一弯曲弧面，所述固定件由所述第一板面绕所述第一弯曲弧面延伸至所述第二板面。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述固定件包括胶纸，所述胶纸缠绕粘结于所述裸电芯本体的外表面。

5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第二电极片包括位于最外侧的第三端部，所述电芯还包括绝缘保护件，所述绝缘保护件设于所述第一端部和所述固定件的连接处与所述第三端部之间。

6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述绝缘保护件设于所述隔膜和所述第三端部之间。

7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述绝缘保护件粘结于所述第三端部。

8.根据权利要求5～7任一项所述的电芯，其特征在于，位于最外侧的所述隔膜的末端面向所述固定件超出所述第三端部。

9.一种电池组件，其特征在于，所述电池组件包括权利要求1～8任一项所述的电芯。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括权利要求9所述的电池组件。

Images