CN114788085A - 电芯以及应用所述电芯的用电设备 - Google Patents

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Abstract

一种电芯，包括交替叠置的第一极片和第二极片，第一极片和第二极片之间设有隔离膜。第一极片包括第一集流体和设置于第一集流体的表面的第一活性物质层。第二极片包括第二集流体和设置于第二集流体的表面的第二活性物质层。第一极片还包括由第一活性物质层缺失形成的第一凹部，以及设置于第一凹部的第一极耳。第二极片包括由第二活性物质层缺失形成的第二凹部。沿电芯的厚度方向，第一凹部和第二凹部相向设置。第一极耳的表面设有第一绝缘层，第二凹部设有第一绝缘占位件，从而有利于提高电芯的结构平整度及安全性。

Description

电芯以及应用所述电芯的用电设备
技术领域
本申请涉及一种电芯以及一种应用所述电芯的用电设备。
背景技术
电池以其高能量密度，高工作电压、长循环寿命及环保安全等优点，一直以来在各类电子产品中得到大量应用。因而，对于电池的安全性的要求越来越高。而在电芯中，由于极耳的设置，往往容易导致电芯在极耳与极片连接区域的厚度增加，影响电芯整体结构的平整度，进而影响电芯使用的安全性。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种有利于结构平整度及安全性的电芯。
本申请提供了一种电芯，包括交替叠置的第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片之间设有隔离膜。所述第一极片包括第一集流体和设置于所述第一集流体的表面的第一活性物质层。第二极片包括第二集流体和设置于所述第二集流体的表面的第二活性物质层。所述第一极片还包括由所述第一活性物质层缺失形成的第一凹部，以及设置于所述第一凹部的第一极耳。所述第二极片包括由所述第二活性物质层缺失形成的第二凹部。沿所述电芯的厚度方向，所述第一凹部和所述第二凹部相向设置。其中，所述第一极耳的表面设有第一绝缘层；所述第二凹部设有第一绝缘占位件。通过在第二凹部设置第一绝缘占位件，有利于补强第二极片在第二凹部处的强度及厚度，降低电芯在受力(例如压合)时对第二极片在第二凹部处与第二极片其他区域之间造成的差异，进而降低对电芯界面一致性的影响。本申请所公开的电芯，有利于降低所述电芯的整体厚度，进而有利于降低所述第一极耳的设置对所述电芯的整体厚度的影响，有利于提升所述电芯结构的平整度，从而提高所述电芯的安全性。
根据本申请的一种实施方式，第一凹部和第二凹部相向设置是指在电芯厚度方向上，第一凹部和第二凹部的投影至少部分重叠。
根据本申请的一种实施方式，在形成上述第一凹部和/或第二凹部时，相应的活性物质层缺失可以暴露相应极性的集流体的表面以形成第一凹部和/或第二凹部。根据本申请的另一种实施方式，在形成上述第一凹部和/或第二凹部时，相应的活性物质层缺失后也可以暴露其他涂覆于相应集流体上的其他功能层，比如底涂层等。根据本申请的又一种实施方式，在形成上述第一凹部和/或第二凹部时，相应的活性物质层也可以部分缺失，以形成底表面为相应的活性层的第一凹部和/或第二凹部。由此，本领域技术人员可以根据不同的需求选择不同的凹部形成方式。
作为本申请的一种方案，沿所述电芯的厚度方向，所述第一极片在所述第一极耳处的厚度为h1。所述第一极片中所述第一集流体的相对两表面均设有第一活性物质层的区域为第一极片主体区，所述第一极片主体区的平均厚度为h2，其中h2＞h1＞h2/2，有利于进一步地提升电芯结构的平整度，同时保证第一极片对应第一极耳处的强度，从而提高电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，所述第一集流体包括与所述第一凹部连接并与所述第一极片主体区对应的主区域，所述第一凹部包括底壁以及连接所述底壁与所述第一集流体的主区域的侧壁，所述底壁与所述侧壁之间的夹角为钝角，以充分利用第一集流体的面积，有利于在提升电芯结构的平整度的同时提升电芯的能量密度。其中，第一集流体与第一极片主体区对应的区域为主区域，即，该区域的第一集流体的相对的两表面均设有第一活性物质层以形成第一极片主体区。
作为本申请的一种方案，定义所述第一极耳伸出所述第一极片的方向为长度方向，同时垂直于所述长度方向和所述厚度方向的方向为宽度方向。沿所述宽度方向，所述第一绝缘层超出所述第一极耳设置。沿所述长度方向，所述第一绝缘层超出所述第一极耳设于所述第一凹部的端部。该方案有利于降低第一极耳与第二极片接触短路的风险，提高电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，所述第二凹部在垂直于所述电芯的厚度方向的投影面上的正投影落入所述第一凹部在所述投影面上的正投影的范围内，有利于降低电芯在使用时出现的析锂风险，从而提高电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，所述第二凹部设有第一绝缘占位件，所述第一绝缘占位件的表面设有第二绝缘层。沿所述宽度方向，所述第一绝缘层的宽度为Wt1，所述第二绝缘层的宽度为Wt2，其中，Wt1＞Wt2，有利于降低电芯在使用时的析锂风险。沿所述长度方向，所述第一绝缘层超出所述第二绝缘层，从而降低第二凹部与第一极片之间接触短路的风险，从而有利于提高电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，所述第一绝缘占位件和所述第二活性物质层之间设有第二间隙，所述第二间隙填充有所述第二绝缘层，有利于降低电芯在受力(例如压合)时对第二极片在第二凹部处与第二极片其他区域之间造成的差异，进而降低对电芯界面一致性的影响。
作为本申请的一种方案，沿所述电芯的厚度方向，所述第一绝缘占位件的厚度小于所述第二活性物质层的厚度，从而有利于提升电芯结构的平整度。
作为本申请的一种方案，所述第一凹部的宽度为Wr1，所述第二凹部的宽度为Wr2，其中，Wr2＞Wr1；且沿所述宽度方向，所述第二凹部的边缘超出所述第一凹部的边缘。
作为本申请的一种方案，沿所述长度方向，所述第一凹部的边缘超出所述第二凹部的边缘，有利于降低电芯在使用时出现的析锂风险。
作为本申请的一种方案，在垂直于所述电芯的厚度方向的投影面上，所述第二凹部的正投影位于所述第一绝缘层的正投影内。
作为本申请的一种方案，所述第一绝缘占位件包括绿胶、热熔胶中的一种。
作为本申请的一种方案，所述第一极耳沿所述厚度方向间隔的两个表面均设有所述第一绝缘层，有利于降低第一极耳与第二极片接触短路的风险，提高电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，H2-H1≥0.02mm，以利于提升电芯结构的平整度，从而提高电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，沿所述电芯的厚度方向，所述电芯在所述第一极耳处的厚度为H1，所述电芯的平均厚度为H2，其中H2≥H1。有利于降低所述电芯的整体厚度，进而有利于降低所述第一极耳的设置对所述电芯的整体厚度的影响，有利于提升所述电芯结构的平整度，从而提高所述电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，所述第一凹部处的所述第一集流体的两个表面均暴露，以在所述第一极片的相对的两个表面分别形成第一槽体和第二槽体。
作为本申请的一种方案，所述第一极耳设置于所述第一槽体。所述第二凹部包括第一对位槽和第二对位槽。所述第一对位槽与所述第一槽体相向设置，所述第二对位槽与所述第二槽体相向设置，有利于降低所述第一极耳的设置对所述电芯的整体厚度的影响，有利于提升所述电芯结构的平整度，从而提高所述电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，所述第一对位槽和所述第二对位槽的边缘错开设置，增加电芯的薄弱区域的强度与厚度，进而降低对电芯界面一致性的影响。
作为本申请的一种方案，所述第一槽体和所述第二槽体的边缘错开设置，增加电芯的薄弱区域的强度与厚度，进而降低对电芯界面一致性的影响。
作为本申请的一种方案，所述第一对位槽和所述第一槽体的边缘错开设置，增加电芯的薄弱区域的强度与厚度，进而降低对电芯界面一致性的影响。
作为本申请的一种方案，所述第二极片进一步包括由所述第二活性物质层缺失形成的第三凹部。所述电芯还包括设置于所述第三凹部的第二极耳，其中，所述第二极耳的两个表面相对应的第一极片处。所述第一活性物质层缺失形成第四凹部，有利于降低所述第二极耳的设置对所述电芯的整体厚度的影响，有利于提升所述电芯结构的平整度，从而提高所述电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，所述第二极耳的表面设有第三绝缘层。所述第四凹部设有第二绝缘占位件，所述第二绝缘占位件的表面设有第四绝缘层，所述第四绝缘层超出所述第三绝缘层，有利于降低第二极耳与第一极片接触短路的风险，提高电芯的安全性。
作为本申请的一种方案，定义所述第一极耳伸出所述第一极片的方向为长度方向，同时垂直于所述长度方向和所述厚度方向的方向为宽度方向。沿所述宽度方向，所述第一凹部的两侧设有所述第一活性物质层。
作为本申请的一种方案，沿所述长度方向，所述第一凹部贯通所述第一活性物质层。
作为本申请的一种方案，定义所述第一极耳伸出所述第一极片的方向为长度方向；沿所述长度方向，所述第一凹部相对的第一侧和第二侧均设有所述第一活性物质层，有利于在形成第一凹部的工艺过程中降低溢胶的风险，同时有利于补强电芯在此处的强度及厚度。
作为本申请的一种方案，沿所述长度方向，所述第一极耳从所述第一凹部的所述第一侧伸出，设于所述第一侧的所述第一活性物质层的宽度为2mm至4mm。
作为本申请的一种方案，沿所述长度方向，设于所述第一侧的所述第一活性物质层的宽度为3mm。
作为本申请的一种方案，所述电芯为卷绕式电芯，所述第一极片包括复数个第一极耳，且沿所述电芯的厚度方向，复数个所述第一极耳层叠设置。
本申请还提供了一种用电设备，包括负载和如上所述的电芯，所述电芯用于向所述负载供电。
附图说明
图1a为本申请一实施方式的电芯的结构示意图。
图1b为本申请一实施方式的第一极片的结构示意图。
图2为本申请另一实施方式的电芯的结构示意图。
图3为本申请一实施方式的电芯在III处的局部放大剖面示意图。
图4a为本申请一实施方式的电芯沿垂直于宽度方向所在平面的局部放大剖面示意图。
图4b为本申请一实施方式的电芯未设极耳时沿垂直于厚度方向所在平面的局部截面示意图。
图5为本申请另一实施方式的电芯沿垂直于宽度方向所在平面的局部截面示意图。
图6为本申请又一实施方式的电芯沿垂直于厚度方向所在平面的截面示意图。
图7为本申请再一实施方式的电芯沿垂直于厚度方向所在平面的局部截面示意图。
图8为本申请另一实施方式的电芯沿垂直于长度方向所在平面的局部放大剖面示意图。
图9为本申请又一实施方式的电芯沿垂直于长度方向所在平面的局部放大剖面示意图。
图10为本申请另一实施方式的电芯沿垂直于长度方向所在平面的局部放大剖面示意图。
图11为本申请另一实施方式的电芯沿垂直于宽度方向所在平面的局部放大剖面示意图。
图12为本申请另一实施方式的电芯沿垂直于长度方向所在平面的局部截面示意图。
图13为本申请又一实施方式的电芯沿垂直于长度方向所在平面的局部放大剖面示意图。
图14为本申请一实施方式的电芯在XIV处的局部放大示意图。
图15为本申请另一实施方式的电芯垂直于宽度方向所在平面的局部放大剖面示意图。
图16为本申请又一实施方式的电芯的结构示意图。
图17为本申请一实施方式的用电设备的结构示意图。
主要元件符号说明
Figure BDA0003661541810000061
Figure BDA0003661541810000071
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请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，不是旨在于限制本申请。
下文，将详细地描述本申请的实施方式。但是，本申请可体现为许多不同的形式，并且不应解释为限于本文阐释的示例性实施方式。而是，提供这些示例性实施方式，从而使本申请透彻的和详细的向本领域技术人员传达。
另外，为了简洁和清楚，在附图中，各种组件、层的尺寸或厚度可被放大。遍及全文，相同的数值指相同的要素。如本文所使用，术语“及/或”、“以及/或者”包括一个或多个相关列举项目的任何和所有组合。另外，应当理解，当要素A被称为“连接”要素B时，要素A可直接连接至要素B，或可能存在中间要素C并且要素A和要素B可彼此间接连接。
进一步，当描述本申请的实施方式时使用“可”指“本申请的一个或多个实施方式”。
本文使用的专业术语是为了描述具体实施方式的目的并且不旨在限制本申请。如本文所使用，单数形式旨在也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。应进一步理解，术语“包括”，当在本说明书中使用时，指存在叙述的特征、数值、步骤、操作、要素和/或组分，但是不排除存在或增加一个或多个其他特征、数值、步骤、操作、要素、组分和/或其组合。
空间相关术语，比如“上”等可在本文用于方便描述，以描述如图中阐释的一个要素或特征与另一要素(多个要素)或特征(多个特征)的关系。应理解，除了图中描述的方向之外，空间相关术语旨在包括设备或装置在使用或操作中的不同方向。例如，如果将图中的设备翻转，则描述为在其他要素或特征“上方”或“上”的要素将定向在其他要素或特征的“下方”或“下面”。因此，示例性术语“上”可包括上面和下面的方向。
应理解，当元件或层被称作“在”另一元件或层“上”、“与”另一元件或层“连接”、“与”另一元件或层“结合”或者“邻近于”另一元件或层时，该元件或层可能“直接在”另一元件或层“上”、“直接结合到”另一元件或层、“直接与”另一元件或层“连接”、“直接与”另一元件或层“结合”或“直接邻近于”另一元件或层，或者可能存在一个或更多个中间元件或中间层。此外，“连接”、“所连接的”等也可以基于它们被用作本领域技术人员将理解的内容而表示“电连接”、“电气地连接”等。此外，当一个元件、组件、区域、层和/或部分被称作“在”两个元件、组件、区域、层和/或部分之间时，它可以是这两个元件、组件、区域、层和/或部分之间的唯一元件、组件、区域、层和/或部分，或者也可以存在一个或更多个中间元件、组件、区域、层和/或部分。
应理解，尽管术语第一、第二、第三等可在本文用于描述各种要素、组分、区域、层和/或部分，但是这些要素、组分、区域、层和/或部分不应受这些术语的限制。这些术语用于区分一个要素、组分、区域、层或部分与另一要素、组分、区域、层或部分。因此，下面讨论的第一要素、组分、区域、层或部分可称为第二要素、组分、区域、层或部分，而不背离示例性实施方式的教导。
下面对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例/实施方式及实施例/实施方式中的特征可以相互组合。
请参阅图1a和图2，电芯100包括第一极片10、第二极片30以及隔离膜50。隔离膜50位于第一极片10和第二极片30之间。请参阅图1a，第一极片10、隔离膜50以及第二极片30层叠后形成堆叠体，堆叠体卷绕形成卷绕式的电芯。其中，卷绕式的电芯包括平直部100a和连接于平直部100a相对两端的弯折部100b。定义第一极片10、隔离膜50以及第二极片30对应平直部100a的部分的层叠方向为电芯的厚度方向X，即垂直于电芯主平面的方向。请参阅图2，第一极片10、隔离膜50以及第二极片30还可直接层叠形成堆叠体，进而获得堆叠式的电芯。此时，电芯的厚度方向X为第一极片10、隔离膜50以及第二极片30的层叠方向。
请参阅图1a至图4b，第一极片10包括第一集流体11和设置于第一集流体11的表面的第一活性物质层13。其中，第一极片10上还设有由第一活性物质层13的部分缺失形成的第一凹部15，且第一极片10还包括设置于第一凹部15并与其连接的第一极耳17。在本申请中，定义第一极耳17从第一集流体11伸出的方向为长度方向Y，而同时垂直于厚度方向X以及长度方向Y的方向为宽度方向Z。
第二极片30包括第二集流体31和设置于第二集流体31的表面的第二活性物质层33。其中，第二极片30上还设有由第二活性物质层33的部分缺失形成的第二凹部35。
请结合参阅图1a及图2，沿电芯的厚度方向X，第一凹部15与第二凹部35相向设置，并且，沿电芯的厚度方向X，电芯对应第一极耳17处的厚度为H1，而电芯的平均厚度为H2，其中，H2≥H1，有利于降低电芯的整体厚度，进而有利于降低第一极耳的设置对电芯的整体厚度的影响，有利于提升电芯结构的平整度，从而提高电芯的安全性。
优选的，H2-H1≥0.02mm，以利于提升电芯结构的平整度，从而提高电芯的安全性。
当第一极片10为阴极极片时，第二极片30为阳极极片。当第一极片10为阳极极片时，第二极片30为阴极极片。本申请中，以第一极片10为阴极极片，第二极片30为阳极极片为例进行进一步说明。
请参阅图3，沿宽度方向Z，第一凹部15的两侧均设有第一活性物质层13。沿长度方向Y，第一凹部15的至少一侧设有第一活性物质层13。如图4所示，沿长度方向Y，第一凹部15相对的第一侧12a和第二侧12b均设有第一活性物质层13。其中，沿长度方向Y，第一极耳17从第一凹部15的第一侧12a伸出，设于第一侧12a的第一活性物质层13的宽度可为2mm至4mm。优选的，沿长度方向Y，设于第一侧12a的第一活性物质层13的宽度可为3mm。沿长度方向Y上设于第一侧12a的第一活性物质层13有利于在形成第一凹部15的工艺过程中降低溢胶的风险，同时，在当第二凹部35与其对应的区域填充第二活性物质层33或胶层等材料时，沿长度方向Y上第一极耳17从第一凹部15伸出的一侧的第一活性物质层13有利于补强电芯100在此处的强度及厚度。
在另一些实施方式中，如图5所示，沿长度方向Y，第一凹部15的一侧可设有第一活性物质层13，另一侧可延伸至第一集流体11的边缘。
在又一些实施方式中，请参阅图6，沿长度方向Y，第一凹部15也可贯穿所述第一活性物质层13。
请参阅图1b及图3，第一极片10中第一集流体11的相对两表面均设有第一活性物质层13的区域为第一极片主体区101。在一些实施方式中，沿电芯的厚度方向X，第一极片10对应第一极耳17处的厚度为h1，第一极片主体区101的平均厚度为h2，其中，h1和h2之间可满足h2＞h1＞h2/2，有利于进一步地提升电芯结构的平整度，同时保证第一极片10对应第一极耳17处的强度，从而提高电芯的安全性。其中，在一些实施方式中，75微米≤h2≤120微米，68微米≤h1＜120微米。
第一集流体11包括与第一凹部15连接的并与第一极片主体区101对应的主区域111。在一些实施方式中，第一凹部15可相较于第一集流体11的主区域111朝背离与该第一凹部15连接的第一极耳17的方向凹陷，以留出空间设置第一极耳17，有利于降低第一极耳17的设置对电芯的该处厚度的影响，从而有利于在设置第一极耳17后提升电芯结构的平整度。
第一凹部15包括底壁151以及连接底壁151与第一集流体11的主区域111的侧壁153。第一凹部15和对应第一凹部15由于第一活性物质层缺失而形成的空间共同构成设置第一极耳17的容纳区，从而充分利用第一极片10在厚度方向上的空间，降低第一极耳17在厚度方向上超出第一极片10的风险，同时也降低了第一集流体11裁切断面的毛刺在厚度方向超出第一极片10的风险，从而减小短路的可能性。底壁151与侧壁153之间的夹角α为钝角，以充分利用第一集流体11的面积，有利于在提升电芯结构的平整度的同时提升电芯的能量密度。在一些实施方式中，第一极耳17设置于底壁151并与第一活性物质层13之间可隔开设置形成第一间隙18。侧壁153从第一间隙18露出，底壁151的周边区域也可从第一间隙18露出。
优选的，在一些实施方式中，135°≤α＜180°，以保证第一集流体11不过分凹陷，进而保证第一集流体11裁切面的毛刺不从厚度方向穿透隔膜造成内短路，同时降低第一集流体在焊接过程中断裂的风险。
在一些实施方式中，请结合参阅图3、7，电芯100还可包括第一绝缘层21，第一绝缘层21设于第一极耳17的表面。其中，沿宽度方向Z，第一绝缘层21超出第一极耳17，即第一绝缘层21的边缘从第一极耳17的边缘伸出，从而使得第一绝缘层21在宽度方向Z上完全覆盖第一极耳17，从而有利于降低第一极耳17与第二极片30接触短路的风险，提高电芯的安全性。沿长度方向Y，第一绝缘层21超出第一极耳17设于第一凹部15中的端部171，即第一绝缘层21的边缘从第一极耳17的端部171伸出，从而使得第一绝缘层21在长度方向Y上完全覆盖第一极耳17的端部171，从而进一步有利于降低第一极耳17与第二极片30接触短路的风险，提高电芯的安全性。其中，沿宽度方向Z，第一绝缘层21的宽度为Wt1。在一些实施方式中，沿宽度方向Z，第一绝缘层21超出第一极耳17一侧超出的宽度可大于或等于0.5mm且小于15mm。
所述第一绝缘层21的材质包含胶层。
在一些实施方式中，请参阅图7，第二凹部35在垂直于电芯的厚度方向X的投影面上的正投影可落入第一凹部15在该投影面上的正投影中，有利于降低电芯在使用时出现的析锂风险。
请参阅图3，电芯100还可包括第一绝缘占位件22，第一绝缘占位件22设置第二凹部35中，从而有利于补强第二极片30在第二凹部35处的强度及厚度，降低电芯在受力(例如压合)时对第二极片30在第二凹部35处与第二极片30其他区域之间造成的差异，进而降低对电芯界面一致性的影响。
沿电芯的厚度方向X，第一绝缘占位件22的厚度优选小于同侧第二集流体31上围设该第二凹部35的第二活性物质层33的厚度，即，第一绝缘占位件22的厚度小于同侧第二活性物质层33的平均厚度或同侧第二活性物质层33对应第一集流体11的主区域111的主体厚度，从而有利于提升电芯结构的平整度。在一些实施方式中，沿电芯的厚度方向X，第一绝缘占位件22与同侧围设该第二凹部35的第二活性物质层33的厚度差大于0且小于70微米。
第一绝缘占位件22可为但不仅限于绝缘胶体，例如绿胶、热熔胶等。当第一绝缘占位件22为热熔胶时，在受热的情况下有利于第一绝缘占位件22有效地填充第二凹部35，进而有利于第一绝缘占位件22与第二活性物质层33的无缝连接，进一步地降低电芯在受力(例如压合)时对第二极片30在第二凹部35处与第二极片30其他区域之间造成的差异，进而降低对电芯界面一致性的影响。
在一些实施方式中，如图8所示，第一绝缘占位件22与第二活性物质层33之间也可隔开设置形成第二间隙36。
请参阅图3和图7，电芯100还可进一步包括第二绝缘层23，第二绝缘层23设置于第一绝缘占位件22的表面。优选的，第二绝缘层23完全覆盖第一绝缘占位件22。其中，沿宽度方向Z，第二绝缘层23的宽度为Wt2，Wt1＞Wt2，有利于降低电芯在使用时的析锂风险。
在一些实施方式中，第二绝缘层23的周缘还可自第一绝缘占位件22的周缘超出，并覆盖部分围设形成该第二凹部35的第二活性物质层33的表面，从而降低第二凹部与第一极片10之间接触短路的风险，从而有利于提高电芯的安全性。在一些实施方式中，第二绝缘层23覆盖位于第二凹部35一侧的第二活性物质层33的表面的宽度大于0且小于11.5mm。
在一些实施方式中，如图9所示，第二绝缘层23也可自第一绝缘占位件22的表面超出，并填充第二间隙36，以进一步地降低电芯在受力(例如压合)时对第二极片30在第二凹部35处与第二极片30其他区域之间造成的差异，进而降低对电芯界面一致性的影响。此时，第二绝缘层23中可包含热熔胶，以便于在将第二绝缘层23压合在第二极片30上时填充第二间隙36。
在一些实施方式中，请参阅图10，沿宽度方向Z，第一凹部15的宽度为Wr1，第二凹部35的宽度为Wr2，其中，也可满足Wr2＞Wr1。进一步地，沿宽度方向Z，第二凹部35的边缘超出第一凹部15的边缘。此时，为了降低电芯在使用时出现的析锂风险，沿宽度方向Z，第一绝缘层21的边缘超出第二凹部35的边缘。而沿宽度方向Z，设于第二凹部35中的第一绝缘占位件22的边缘可超出第一凹部15的边缘，从而有效地降低第一极耳17以及第一凹部15分别与第二凹部35接触短路的风险，从而有利于提高电芯的安全性。
在一些实施方式中，沿宽度方向Z，第二凹部35的边缘超出第一凹部15的边缘的宽度L1可满足：0＜L1＜11.5mm。第一绝缘层21的边缘超出第二凹部35的边缘的宽度L2可满足：1.5mm＜L2＜13mm。第一绝缘占位件22的边缘超出第一凹部15的边缘的宽度L3可满足：0＜L3＜13mm。
为了降低电芯在使用时出现的析锂风险，沿长度方向Y，第一凹部15的边缘可超出第二凹部35的边缘。在一些实施方式中，沿长度方向Y，第一凹部15的边缘可超出第二凹部35的边缘的长度可满足大于1.5mm且小于第一极片10沿长度方向Y的长度。
在一些实施方式中，请参阅图11，沿长度方向Y，第二凹部35的边缘也可超出第一凹部15的边缘。即第一凹部15在垂直于电芯的厚度方向X的投影面上的正投影可落入第二凹部35在该投影面上的正投影中。此时，为了降低电芯在使用时出现的析锂风险，在垂直于电芯的厚度方向X的投影面上，第二凹部35的正投影完全位于第一绝缘层21的正投影中。而在垂直于电芯的厚度方向X的投影面上，第一凹部15的正投影线可完全位于设于第二凹部35中的第一绝缘占位件22的正投影，从而进一步地降低第一极耳17以及第一凹部15分别与第二凹部35接触短路的风险，从而有利于提高电芯的安全性，同时此时还可省略第二绝缘层23。
请参阅图3，第一集流体11位于第一凹部15处的两相对表面均暴露，以在第一极片10的相对两侧分别形成相对的第一槽体15a和第二槽体15b。在本实施方式中，第一极耳17设置于第一槽体15a中。
第一极耳17沿电芯的厚度方向X间隔的两个表面可分别设置第一绝缘层21。具体的，一第一绝缘层21设置于第一极耳17背离第二槽体15b的表面，另一第一绝缘层21覆盖第二槽体15b背离第一槽体15a的一侧并覆盖部分第一活性物质层13。
请参阅图12，第一槽体15a的边缘可与第二槽体15b的边缘错开设置，有利于避免第一槽体15a周边的间隙与第二槽体15b周边的间隙重合，增加电芯的薄弱区域的强度与厚度，进而降低对电芯界面一致性的影响。在一些实施方式中，第一槽体15a的边缘也可与第二槽体15b的边缘重合或者部分错开。
在一些实施方式中，请参阅图3及图10，第二凹部35包括第一对位槽35a和第二对位槽35b，其中，第一对位槽35a与第一槽体15a相向设置，第二对位槽35b与第二槽体15b相向设置。
请参阅图13，第一对位槽35a的边缘可与第二对位槽35b的边缘错开设置，有利于避免第一对位槽35a周边的间隙与第二对位槽35b周边的间隙重合，增加电芯的薄弱区域的强度与厚度，进而降低对电芯界面一致性的影响。在一些实施方式中，第一对位槽35a的边缘也可与第二对位槽35b的边缘重合或者部分错开。
第一对位槽35a的边缘可与第一槽体15a的边缘错开设置，第二对位槽35b的边缘可与第二槽体15b的边缘错开设置，同样有利于增加电芯的薄弱区域的强度与厚度，进而降低对电芯界面一致性的影响。
在一些实施方式中，请参阅图1a及14，第二极片30还可设有由第二活性物质层33的部分缺失形成的第三凹部38。第二极片30还可包括设置于第三凹部38并与其连接的第二极耳37。
第二极耳37的表面可设有第三绝缘层25。其中，沿宽度方向Z，第三绝缘层25超出第二极耳37，即第三绝缘层25的边缘从第二极耳37的边缘伸出，使得第三绝缘层25在宽度方向Z上完全覆盖第二极耳37，从而有利于降低第二极耳37与第一极片10接触短路的风险，提高电芯的安全性。请结合参阅图15，沿长度方向Y，第三绝缘层25超出第二极耳37设于第三凹部38中的端部371，即第三绝缘层25的边缘从第二极耳37的端部371伸出，使得第三绝缘层25在长度方向Y上完全覆盖第二极耳37的端部371，从而进一步有利于降低第二极耳37与第一极片10接触短路的风险，提高电芯的安全性。
请参阅图14，沿电芯的厚度方向X上，第一极片10对应第三凹部38或第二极耳37的区域，由于第一活性物质层13缺失形成第四凹部19。沿电芯的的厚度方向X，第四凹部19与第三凹部38相向设置。
电芯100还可包括设置于第四凹部19中的第二绝缘占位件26，从而有利于补强第一极片10在第四凹部19处的强度及厚度，降低电芯在受力(例如压合)时对第一极片10在第四凹部19处与第一极片10其他区域之间造成的差异，进而降低对电芯界面一致性的影响。
沿电芯的厚度方向X，第二绝缘占位件26的厚度优选小于第一集流体11上围设该第四凹部19的第一活性物质层13的厚度，从而有利于提升电芯结构的平整度。
第二绝缘占位件26可为但不仅限于绝缘胶体，例如绿胶、热熔胶等。当第二绝缘占位件26为热熔胶时，在受热的情况下有利于第二绝缘占位件26有效地填充第四凹部19，进而有利于第二绝缘占位件26与第一活性物质层13的无缝连接，进一步地降低电芯在受力(例如压合)时对第一极片10在第四凹部19处与第一极片10其他区域之间造成的差异，进而降低对电芯界面一致性的影响。在一些实施方式中，第二绝缘占位件26与第一活性物质层13之间也可存在间隙。
电芯100还可进一步包括第四绝缘层27，第四绝缘层27设置于第二绝缘占位件26的表面。在一些实施方式中，第四绝缘层27的周缘还可自第二绝缘占位件26的周缘超出，并覆盖部分围设形成该第四凹部19的第一活性物质层13的表面，从而有利于进一步地降低第二极耳37上的毛刺与第一极片10之间接触短路的风险，从而有利于提高电芯的安全性。优选的，在垂直于电芯的厚度方向X的投影面上，第三绝缘层25的正投影完全位于第四绝缘层27的正投影内。在一些实施方式中，第四绝缘层27的正投影的边缘超出同侧的第三绝缘层25的边缘的宽度大于或等于1.5mm。
在一些实施方式中，请参阅图16，当电芯100为卷绕式电芯时，第一极片10可包括复数个第一极耳17，且沿电芯的厚度方向X，复数个第一极耳17可层叠设置。同理，第二极片30也可包括复数个第二极耳37，且沿电芯的厚度方向X，复数个第二极耳37可层叠设置。
请参阅图17，上述电芯100可应用于用电设备200中，所述用电设备200可为但不仅限于储能产品或电动车辆，例如电动玩具、汽车、游戏设备、电脑等。所述用电设备200还包括负载(图未示)，所述电芯100用于向负载供电。
本申请的电芯100及应用上述电芯100的用电设备200，沿电芯的厚度方向X，第一凹部15与第二凹部35相向设置，并且，沿电芯的厚度方向X，电芯对应第一极耳17处的厚度为H1，而电芯的平均厚度为H2，其中，H2≥H1，有利于降低电芯的整体厚度，进而有利于降低第一极耳的设置对电芯的整体厚度的影响，有利于提升电芯结构的平整度，从而提高电芯的安全性。
厚度测试方法
电芯整体厚度的测量
测量仪器：PPG软包电池测厚仪
测试流程：
S1.启动测量工具，将读表归零；
S2.将待测电芯置于测试台，并调整至合适的测量位置；
S3.读取合适压力下测量仪器所测得的稳定数值。
电芯局部厚度的测量
测量仪器：数显千分尺
测试流程：
S1.将读表归零，旋转轴套，使合金测量面张开；
S2.用手拿住电芯主体非测量位置,将电芯的测量位置升入合金测量面之间；
S3.旋转轴套至合金测量面与电芯测量位置轻轻接触；然后旋转棘轮3次，说明电芯与测量面完全接触；
S4.读取液晶显示屏中的数据，该数值即为电芯测量位置的；
S5.用同样的方法测量三处H1和H2位置厚度，取均值记录。
另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本申请的保护范围。

Claims (29)

1.一种电芯，包括交替叠置的第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片之间设有隔离膜，所述第一极片包括第一集流体和设置于所述第一集流体的表面的第一活性物质层，第二极片包括第二集流体和设置于所述第二集流体的表面的第二活性物质层，其特征在于，
所述第一极片还包括由所述第一活性物质层缺失形成的第一凹部，以及设置于所述第一凹部的第一极耳；
所述第二极片包括由所述第二活性物质层缺失形成的第二凹部；
沿所述电芯的厚度方向，所述第一凹部和所述第二凹部相向设置；
其中，所述第一极耳的表面设有第一绝缘层；
所述第二凹部设有第一绝缘占位件。
2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，沿所述电芯的厚度方向，所述第一极片在所述第一极耳处的厚度为h1，所述第一极片中所述第一集流体的相对两表面均设有第一活性物质层的区域为第一极片主体区，所述第一极片主体区的平均厚度为h2，其中h2＞h1＞h2/2。
3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体包括与所述第一凹部连接并与所述第一极片主体区对应的主区域，所述第一凹部包括底壁以及连接所述底壁与所述第一集流体的主区域的侧壁，所述底壁与所述侧壁之间的夹角为钝角。
4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，定义所述第一极耳伸出所述第一极片的方向为长度方向，同时垂直于所述长度方向和所述厚度方向的方向为宽度方向；
沿所述宽度方向，所述第一绝缘层超出所述第一极耳设置；
沿所述长度方向，所述第一绝缘层超出所述第一极耳设于所述第一凹部的端部。
5.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述第二凹部在垂直于所述电芯的厚度方向的投影面上的正投影落入所述第一凹部在所述投影面上的正投影的范围内。
6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述第二凹部设有第一绝缘占位件，所述第一绝缘占位件的表面设有第二绝缘层；
沿所述宽度方向，所述第一绝缘层的宽度为Wt1，所述第二绝缘层的宽度为Wt2，其中，Wt1＞Wt2；
沿所述长度方向，所述第一绝缘层超出所述第二绝缘层。
7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述第一绝缘占位件和所述第二活性物质层之间设有第二间隙，所述第二间隙填充有所述第二绝缘层。
8.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，沿所述电芯的厚度方向，所述第一绝缘占位件的厚度小于所述第二活性物质层的厚度。
9.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，沿所述宽度方向，所述第一凹部的宽度为Wr1，所述第二凹部的宽度为Wr2，其中，Wr2＞Wr1；且沿所述宽度方向，所述第二凹部的边缘超出所述第一凹部的边缘。
10.根据权利要求9所述的电芯，其特征在于，沿所述长度方向，所述第一凹部的边缘超出所述第二凹部的边缘。
11.根据权利要求10所述的电芯，其特征在于，在垂直于所述电芯的厚度方向的投影面上，所述第二凹部的正投影位于所述第一绝缘层的正投影内。
12.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一绝缘占位件包括绿胶、热熔胶中的一种。
13.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述第一极耳沿所述厚度方向间隔的两个表面均设有所述第一绝缘层。
14.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，沿所述电芯的厚度方向，所述电芯在所述第一极耳处的厚度为H1，所述电芯的平均厚度为H2，其中H2≥H1。
15.根据权利要求14所述的电芯，其特征在于，H2-H1≥0.02mm。
16.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一凹部处的所述第一集流体的两个表面均暴露，以在所述第一极片的相对的两个表面分别形成第一槽体和第二槽体。
17.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，所述第一极耳设置于所述第一槽体；
所述第二凹部包括第一对位槽和第二对位槽；所述第一对位槽与所述第一槽体相向设置，所述第二对位槽与所述第二槽体相向设置。
18.根据权利要求17所述的电芯，其特征在于，所述第一对位槽和所述第二对位槽的边缘错开设置。
19.根据权利要求17所述的电芯，其特征在于，所述第一槽体和所述第二槽体的边缘错开设置。
20.根据权利要求17所述的电芯，其特征在于，所述第一对位槽和所述第一槽体的边缘错开设置。
21.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第二极片进一步包括由所述第二活性物质层缺失形成的第三凹部，所述电芯还包括设置于所述第三凹部的第二极耳；所述第二极耳的两个表面相对应的第一极片处，所述第一活性物质层缺失形成第四凹部。
22.根据权利要求21所述的电芯，其特征在于，所述第二极耳的表面设有第三绝缘层；
所述第四凹部设有第二绝缘占位件，所述第二绝缘占位件的表面设有第四绝缘层，所述第四绝缘层超出所述第三绝缘层。
23.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，定义所述第一极耳伸出所述第一极片的方向为长度方向，同时垂直于所述长度方向和所述厚度方向的方向为宽度方向；
沿所述宽度方向，所述第一凹部的两侧设有所述第一活性物质层。
24.根据权利要求23所述的电芯，其特征在于，沿所述长度方向，所述第一凹部贯通所述第一活性物质层。
25.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，定义所述第一极耳伸出所述第一极片的方向为长度方向；沿所述长度方向，所述第一凹部相对的第一侧和第二侧均设有所述第一活性物质层。
26.根据权利要求25所述的电芯，其特征在于，沿所述长度方向，所述第一极耳从所述第一凹部的所述第一侧伸出，设于所述第一侧的所述第一活性物质层的宽度为2mm至4mm。
27.根据权利要求26所述的电芯，其特征在于，沿所述长度方向，设于所述第一侧的所述第一活性物质层的宽度为3mm。
28.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯为卷绕式电芯，所述第一极片包括复数个第一极耳，且沿所述电芯的厚度方向，复数个所述第一极耳层叠设置。
29.一种用电设备，其特征在于，包括负载和如权利要求1-28中任一项所述的电芯，所述电芯用于向所述负载供电。
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