CN116093339A - 电芯及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电芯及用电设备,电芯包括外壳、电极组件、导电件和保护层。电极组件收容于外壳内。电极组件包括极性相反的第一极片和第二极片。第一极片包括第一集流体和第一活性物质层。第一集流体包括主体部和位于第一极片的宽度方向上的第一区域,主体部的表面设置有第一活性物质层,第一区域的表面未设置第一活性物质层。导电件与第一区域焊接形成焊接区。保护层设置于焊接区表面,保护层能够覆盖焊接区的毛刺、碎屑等,以降低焊接区的毛刺、碎屑等刺破电极组件的隔离膜导致电芯内部短路的风险,从而提高电芯的安全性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电芯及用电设备。
背景技术
电池广泛应用于便携式电子设备、电动交通工具、电动工具、无人机、储能设备等领域。随着应用环境及条件越来越复杂,对电芯的安全性能提出了更高的要求。
发明内容
本申请实施例提供一种电芯及用电设备,以提高电芯的安全性能。
第一方面,本申请实施例提供一种电芯,包括外壳、电极组件、导电件和保护层。电极组件收容于外壳内。电极组件包括极性相反的第一极片和第二极片。第一极片包括第一集流体和第一活性物质层。第一集流体包括第一导电层、绝缘层和第二导电层,第一集流体包括主体部和位于第一极片的宽度方向上的第一区域,主体部的表面设置有第一活性物质层,第一区域的表面未设置第一活性物质层。导电件分别设于第一导电层和第二导电层,并与第一区域焊接形成焊接区从而相互导通连接。该导通连接是指第一导电层和第二导电层通过导电件导通连接。电芯还包括保护层,保护层设置于焊接区表面。
上述技术方案中,第一集流体包括第一导电层、绝缘层和第二导电层,即第一集流体为复合集流体,有利于提高第一集流体的强度和减轻第一集流体的重量。保护层设置于焊接区的表面,保护层能够覆盖焊接区的毛刺、碎屑等,以降低焊接区的毛刺、碎屑等刺破电极组件的隔离膜导致电芯内部短路的风险,从而提高电芯的安全性能。
在本申请第一方面的一些实施例中,保护层为绝缘胶层。
上述技术方案中,保护层为绝缘材质,不仅能够起到降低焊接区的毛刺、碎屑等刺破电极组件的隔离膜导致电芯内部短路的风险的作用,还能起到绝缘隔离第一极片和第二极片的作用,进一步降低电芯内部短路的风险,从而提高电芯的安全性能。
上述技术方案中,保护层为胶层,则保护层可以通过粘接或者涂布的方式设置于焊接区的表面,设置方式简单方便。
在本申请第一方面的一些实施例中,胶层的材质包括丙烯酸类、热熔胶类、橡胶类、聚丙烯、涤纶树脂、聚酰亚胺、纤维酯类 金属基胶膜中的一种或多种。
上述技术方案中,丙烯酸类、热熔胶类、橡胶类、聚丙烯、涤纶树脂、聚酰亚胺、纤维酯类 金属基胶膜等材料使得胶层具有较好的粘接能力,能够稳定的粘接于焊接区。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一极片的宽度方向,保护层的尺寸为M1,0.5mm≤M1≤6mm。
上述技术方案中,M1<5mm,则覆盖面积较小,焊接区的毛刺、碎屑等刺破隔离膜的风险较大,若M1>5mm,则保护层的尺寸过大,占用空间较大,可能降低电芯的能量密度。因此,0.5mm≤M1≤6mm,既能使得保护层尽可能大面积覆盖焊接区,降低焊接区的毛刺、碎屑等刺破隔离膜的风险,也能降低保护层对电芯的能量密度的影响。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一极片的厚度方向观察,保护层与焊接区重叠的部分沿第一极片的厚度方向的尺寸为M2,3μm≤M2≤60μm。
上述技术方案中,M2<3μm,则保护层的厚度较小,保护层被焊接区的毛刺、碎屑等刺破的风险较大,若M2>60μm,则保护层的厚度过大,占用空间较大,可能降低电芯的能量密度。因此,3μm≤M2≤60μm,保护层沿第一极片的厚度方向的尺寸较大,被焊接区的毛刺、碎屑等刺破的风险较小,从而降低焊接区的毛刺、碎屑等刺破隔离膜的风险,也能降低保护层对电芯的能量密度的影响。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一极片的宽度方向,焊接区的尺寸为M3,1.8mm≤M3≤2.3mm。
上述技术方案中,若M3<1.8mm,则焊接区较小,导电件和第一区域的焊接强度不足,若M3>2.3mm,则焊接区较大,增加焊接难度,也可能降低第一极片的质量,因此,1.8mm≤M3≤2.3mm,使得第一区域和导电件之间具有较好的焊接强度,也能降低因焊接导致第一极片的质量变差的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一极片的厚度方向,焊接区的尺寸为M4,40μm≤M4≤45μm。
上述技术方案中,若M4<40μm,则焊接区较小,导电件和第一区域的焊接强度不足,若M4>45μm,则焊接区较大,增加焊接难度,也可能降低第一极片的质量,因此,40μm≤M4≤45μm,使得第一区域和导电件之间具有较好的焊接强度,也能降低因焊接导致第一极片的质量变差的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一极片的宽度方向,第一活性物质层的一端与保护层的一端接触。
上述技术方案中,第一活性物质层沿第一极片的宽度方向的一端与保护层沿第一极片的宽度方向的一端接触,则保护层能够尽可能多的覆盖焊接区的毛刺、碎屑等,进一步降低焊接区的毛刺、碎屑等刺破电极组件的隔离膜,而导致电芯内部短路的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一极片的宽度方向,第一活性物质层的一端与导电件的一端之间形成间隙。
上述技术方案中,第一活性物质层沿第一极片的宽度方向的一端与导电件沿第一极片的宽度方向的一端之间形成间隙,则不仅方便导电件安装,还能降低导电件安装时破坏第一活性物质层的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,保护层设置于第一区域沿第一极片的厚度方向的一侧,沿第一极片的厚度方向,保护层背离第一区域的表面不凸出第一活性物质层背离主体部的表面。
上述技术方案中,沿第一极片的厚度方向,保护层背离第一区域的表面不凸出第一活性物质层背离主体部的表面,则保护层可以利用因第一活性物质层和第一区域在第一极片的厚度方向上的厚度差形成的空间,而不占用额外的空间,避免保护层沿第一极片的厚度方向占用较大空间而降低电芯的能量密度。
在本申请第一方面的一些实施例中,第一极片为正极片,第二极片为负极片。第二极片包括第二集流体和第二活性物质层,第二活性物质层设置于第二集流体的表面,沿第一极片的厚度方向观察,焊接区与第二活性物质层具有重叠区域。
上述技术方案中,沿第一极片的厚度方向观察,焊接区与第二活性物质层具有重叠区域,使得焊接区能够与电极组件的活性主体区域重叠,这样能够沿第一极片的宽度方向减小电芯的尺寸,从而提高电芯的体积能量密度;或者第一极片的第一活性物质层和第二极片的第二活性物质层均沿靠近焊接区的方向延伸,且第二活性物质层延伸至与焊接区重叠,则增大了电极组件的活性物质量,从而有利于提高电芯的能量密度。
在本申请第一方面的一些实施例中,在第一极片的宽度方向上,第二活性物质层具有第一边缘;沿第一极片的厚度方向观察,第一边缘落入焊接区。
上述技术方案中,沿第一极片的厚度方向观察,第一边缘落入焊接区,则第二活性物质层能够完全覆盖与之相对的第一活性物质层,从而能够降低析锂风险。此外,相较于第二活性物质层沿第一极片的宽度方向完全覆盖第一活性物质层且沿第一极片的厚度方向观察,第一边缘与焊接区远离第一活性物质层的边缘平齐或者第一边缘位于焊接区远离第一活性物质层的边缘远离第一活性物质层的一侧的情况,能够尽量减小第二活性物质层的用量,有利于减小耗材度,避免材料浪费。
在本申请第一方面的一些实施例中,第一集流体包括第一导电层、绝缘层和第二导电层,沿第一极片的厚度方向,绝缘层位于第一导电层和第二导电层之间。导电件包括第一子导电件和第二子导电件,第一子导电件与第一导电层焊接,第二子导电件与第二导电层焊接。
第一子导电件与第一导电层焊接,第二子导电件与第二导电层焊接,有利于实现第一导电层和第二导电层电连接,从而有利于提高过流能力。
在本申请第一方面的一些实施例中,电芯还包括外壳,电极组件容纳于外壳内;第一子导电件的长度大于第二子导电件的长度,电芯还包括第一电极引线,第一电极引线的一端与第一子导电件连接,另一端伸出外壳。
上述技术方案中,第一子导电件与第一电极引线连接,相对于第一子导电件和第二子导电件均与第一电极引线连接的情况,连接难度较小。
在本申请第一方面的一些实施例中,第一子导电件包括依次连接的第一段、第二段和第三段,第一段与第一导电层焊接,第三段与第一电极引线连接,第三段相对第二段弯折以在第二段和第三段之间形成弯折部,第二子导电件与第一段重叠且与弯折部不重叠。
上述技术方案中,第二子导电件与第一段重叠且与弯折部不重叠,则第二子导电件在与弯折部对应的位置不会弯折,使得第一子导电件的弯折难度减小,可以具有较大程度的弯折,从而减小电芯在第一极片的宽度方向的尺寸,从而有利于提高电芯的能量密度。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一极片的宽度方向,第二子导电件的尺寸为M5,3mm≤M5≤4.5mm。
上述技术方案中,若M5<3mm,第二子导电件的尺寸较小,过流能力较弱,M5>4.5mm,第二子导电件尺寸过大,占用空间较大,降低电芯的能量密度,因此,3mm≤M5≤4.5mm,使得第二子导电件具有较好的过流能力,且能够减小第二子导电件对电芯的能量密度的影响。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一极片的厚度方向,第二子导电件的尺寸为M6,8μm≤M6≤20μm。
上述技术方案中,若M6<8μm,第二子导电件的尺寸较小,过流能力较弱,M6>20μm,第二子导电件尺寸过大,占用空间较大,降低电芯的能量密度,因此,8μm≤M6≤20μm,使得第二子导电件具有较好的过流能力,且能够减小第二子导电件对电芯的能量密度的影响。
在本申请第一方面的一些实施例中,电芯为软包电芯,外壳为包装袋。
上述技术方案中,软包电芯具有安全性能较好、重量较轻、内阻小降低电芯自耗等优点。
第二方面,本申请实施例提供了一种用电设备,包括第一方面任一实施例提供的电芯。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,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申请的某些实施例,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,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一些实施例提供的电芯的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的第一极片、导电件和保护层配合后的示意图;
图3为本申请一些实施例提供的第一极片的结构示意图;
图4为本申请另一些实施例提供的第一极片、导电件和保护层配合后的示意图;
图5为本申请再一些实施例提供的第一极片、导电件和保护层配合后的示意图;
图6为本申请又一些实施例提供的第一极片、导电件和保护层配合后的示意图;
图7为本申请又一些实施例提供的电芯的结构的局部示意图;
图8为本申请另一些实施例提供的电芯的结构的局部示意图;
图9为从图7实施例和图8实施例的对比图;
图10为本申请再一些实施例提供的电芯的结构的局部示意图;
图11为图7实施例、图8实施例和图10实施例的对比图;
图12为本申请再又一些实施例提供的电芯的结构局部示意图;
图13为图7中实施例和图12中实施例的对比图;
图14为图1中的电芯(标示出了第一子导电件的第一段、第二段、第三段和弯折部)。
图标:100-电芯;10-外壳;11-第一容纳空间;12-第二容纳空间;20-电极组件;20a-活性主体;21-第一极片;211-第一集流体;2111-主体部;2112-第一区域;2113-第一导电层;2114-绝缘层;2115-第二导电层;2116-第一空箔区;212-第一活性物质层;2121-第一端;22-第二极片;221-第二集流体;2211-本体部;2212-第二区域;222-第二活性物质层;2221-第一边缘;23-隔离膜;30-导电件;31-第一子导电件;311-第一段;312-第二段;313-第三段;314-弯折部;32-第二子导电件;33-第四端;40-保护层;41-第二端;42-第三端;50-第一电极引线;60-防护件;A-焊接区;B1-间隔;B2-间隙;B21-第一间隙;B22-第二间隙;X-第一极片的宽度方向;Y-第一极片的厚度方向。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
目前,从市场形势的发展来看,电芯的应用越加广泛。电芯被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及电动工具、无人机、储能设备等多个领域。随着电芯应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
电芯的发展要同时考虑很多因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电芯的安全性能。电芯内部短路是引发电芯安全问题的重要原因之一。电芯内部短路会导致电芯内部温度急剧上升,甚至可能出现起火、爆炸等。
电芯包括外壳和电极组件,电极组件包括极性相反的第一极片和第二极片,第一极片和第二极片中至少一者的集流体通过与导电件焊接从而引出电极组件的电极。但是,集流体和导电件的焊接区存在毛刺、碎屑等,容易刺破电极组件的隔离膜,使得第一极片和第二极片短接,从而导致电芯内部短路,严重降低了电芯的安全性能。
基于上述考虑,本申请实施例提供了一种电芯,电芯还包括保护层,保护层设置在焊接区的表面。通过将保护层设置于焊接区的表面,保护层能够覆盖焊接区的毛刺、碎屑等,以降低焊接区的毛刺、碎屑等刺破电极组件的隔离膜导致电芯内部短路的风险,从而提高电芯的安全性能。
本申请实施例公开的电芯可以但不限用于电动两轮车、电动工具、无人机、储能设备等用电设备中。也可以使用具备本申请工况的电芯作为用电设备的电源系统,这样,有利于提高电芯的安全性能和用电设备的用电安全。
本申请实施例提供一种使用电芯作为电源的用电设备,用电设备可以为但不限于电子设备、电动工具、电动交通工具、无人机、储能设备。其中,电子设备可以包括手机、平板、笔记本电脑等,电动工具可以包括电钻、电锯等,电动交通工具可以包括电动汽车、电动摩托车、电动自行车等。
如图1、图2所示,电芯100包括外壳10、电极组件20、导电件30和保护层40。电极组件20收容于外壳10内。电极组件20包括极性相反的第一极片21和第二极片22。第一极片21包括第一集流体211和第一活性物质层212。第一集流体211包括主体部2111和位于第一极片的宽度方向X上的第一区域2112,主体部2111的表面设置有第一活性物质层212,第一区域2112的表面未设置第一活性物质层212。导电件30与第一区域2112焊接形成焊接区A。保护层40设置于焊接区A表面。
保护层40设置于焊接区A的表面,保护层40能够覆盖焊接区A的毛刺、碎屑等,以降低焊接区A的毛刺、碎屑等刺破电极组件20的隔离膜23导致电芯100内部短路的风险,从而提高电芯100的安全性能。
外壳10内部形成有容纳空间。电极组件20、保护层40和导电件30均容纳于容纳空间内。
外壳10可以是硬质壳体,比如钢壳、铝壳等,从而形成硬壳电芯100。硬壳电芯100在放电过程中,外壳10膨胀程度较小。外壳10也可以为软质壳体,比如外壳10可以是铝塑膜,从而形成软包电芯100。硬质壳体和软质壳体至少在抵抗变形的能力方面有区别,硬质壳体抵抗变形的能力强于软质壳体抵抗变形的能力。在外壳10为软质壳体的实施例中,外壳10也可以称之为包装袋,通过封装工艺使得容纳空间形成密闭的空间并将电极组件20封闭在容纳空间内。包装袋的封装工艺包括但不限于熔融、焊接、设置密封件等。外壳10内还可以容纳其他内容,比如电解液。
对软包电芯100而言,外壳10内部形成第一容纳空间11和第二容纳空间12,沿电芯100的厚度方向(图1中示出的Y方向),第一容纳空间11的尺寸大于第二容纳空间12的尺寸。第一容纳空间11用于容纳电极组件20的活性主体20a,导电件30的至少部分延伸至第二容纳空间12并在第二容纳空间12内与第一电极引线50电连接,第一电极引线50从第二空间延伸出外壳10。
电极组件20包括第一极片21、第二极片22和隔离膜23,第一极片21、第二极片22和隔离膜23层叠设置。隔离膜23用于绝缘分隔第一极片21和第二极片22。电极组件20可以叠片式电极组件20,也可以是卷绕式电极组件20。
结合参照图1、图2、图3,第一极片21包括第一集流体211和第一活性物质层212,沿第一极片的厚度方向Y,第一集流体211至少一个表面涂覆有第一活性物质层212。沿第一极片的宽度方向X,第一集流体211包括相连的主体部2111和第一区域2112,第一活性物质层212涂覆于主体部2111沿第一极片的厚度方向Y的表面,第一区域2112未涂覆第一活性物质层212,即第一区域2112为第一极片21的空箔部,可以理解为,第一区域2112形成第一极片21的第一极耳。其中,在电极组件20为卷绕式电极组件20的实施例中,沿第一极片21的卷绕方向,第一集流体211可以包括间隔B1布置的多个第一区域2112,即第一极片21包括沿其卷绕方向间隔B1布置的多个第一极耳。所有第一区域2112在垂直电极组件20的卷绕轴线的方向上层叠布置,以在通过大电流时不发生熔断。
如图2、图3所示,在一些实施例中,第一集流体211包括第一导电层2113、绝缘层2114和第二导电层2115,沿第一极片的厚度方向Y,绝缘层2114位于第一导电层2113和第二导电层2115之间。第一导电层2113、绝缘层2114和第二导电层2115共同形成复合集流体。第一集流体211为复合集流体,使得第一集流体211有更好的强度和有利于减轻第一集流体211的重量。
根据第一极片21的极性不同,第一导电层2113和第二导电层2115的材质可以不同。比如,第一极片21为正极片,第一导电层2113和第二导电层2115可以为铝。第一极片21为负极片,第一导电层2113和第二导电层2115可以为铜。绝缘层2114绝缘分隔第一导电层2113和第二导电层2115。绝缘层2114的材质可以是PP(Polypropylene,聚丙烯)、PET(Polyethyleneterephthalate,涤纶树脂)等。绝缘层2114的材质也可以是其他高分子材料。
第一导电层2113沿第一极片的宽度方向X的一部分、绝缘层2114沿第一极片的宽度方向X的一部分和第二导电层2115沿第一极片的宽度方向X的一部分共同形成第一集流体211的主体部2111。在沿第一极片的厚度方向Y,第一集流体211一个表面涂覆有第一活性物质层212的实施例中,沿第一极片的厚度方向Y,第一导电层2113背离绝缘层2114的表面涂覆有第一活性物质层212或第二导电层2115背离绝缘层2114的表面涂覆有第一活性物质层212。在沿第一极片的厚度方向Y,第一集流体211两个表面均涂覆有第一活性物质层212的实施例中,沿第一极片的厚度方向Y,第一导电层2113背离绝缘层2114的表面涂覆有第一活性物质层212,以及第二导电层2115背离绝缘层2114的表面涂覆有第一活性物质层212。
第一导电层2113沿第一极片的宽度方向X的另一部分、绝缘层2114沿第一极片的宽度方向X的另一部分和第二导电层2115沿第一极片的宽度方向X的另一部分共同形成第一集流体211的第一区域2112。第一区域2112与导电件30焊接后,第一导电层2113和第二导电层2115实现电连接。
如图2所示,在一些实施例中,导电件30包括第一子导电件31和第二子导电件32,第一子导电件31与第一导电层2113焊接,第二子导电件32与第二导电层2115焊接。
导电件30由两个子导电件30组成。第一子导电件31设置于第一导电层2113背离绝缘层2114的一侧并与第一子导电件31焊接。第二子导电件32设置于第二导电层2115背离绝缘层2114的一侧并与第二子导电件32焊接。第一子导电件31和第一导电层2113焊接以及第二子导电件32和第二导电层2115焊接后,第一导电层2113和第二导电层2115层实现电连接。因此,第一子导电件31与第一导电层2113焊接,第二子导电件32与第二导电层2115焊接,有利于实现第一导电层2113和第二导电层2115电连接,从而有利于提高过流能力。
如图1、图2所示,在一些实施例中,第一子导电件31的长度大于第二子导电件32的长度,电芯100还包括第一电极引线50,第一电极引线50的一端与第一子导电件31连接,另一端伸出外壳10。
如图2所示,沿第一极片的宽度方向X,第一子导电件31靠近第一活性物质层212的一端和第二子导电件32靠近第一活性物质层212的一端平齐。第一子导电件31远离第一活性物质层212的一端超出第二子导电件32的远离第一活性物质层212的一端。
在一些实施例中,沿第一极片的宽度方向X,第二子导电件32的尺寸为M5,3mm≤M5≤4.5mm。若M5<3mm,第二子导电件32的尺寸较小,过流能力较弱,M5>4.5mm,第二子导电件32尺寸过大,占用空间较大,降低电芯100的能量密度,因此,3mm≤M5≤4.5mm,使得第二子导电件32具有较好的过流能力,且能够减小第二子导电件32对电芯100的能量密度的影响。
可选地,M5可以为3mm、3.2mm、3.3mm、3.5mm、3.7mm、4mm、4.3mm、4.5mm等。
在一些实施例中,沿第一极片的厚度方向Y,第二子导电件32的尺寸为M6,8μm≤M6≤20μm。
M6为第二子导电件32在第一极片的厚度方向Y上相对的两个表面之间的距离。
若M6<8μm,第二子导电件的尺寸较小,过流能力较弱,M6>20μm,第二子导电件32尺寸过大,占用空间较大,降低电芯的能量密度,因此,8μm≤M6≤20μm,使得第二子导电件32具有较好的过流能力,且能够减小第二子导电件32对电芯100的能量密度的影响。
可选地,M6可以为8μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm、20μm等。如图1所示,第一极片21包括多个第一区域2112。在第一极片21形成电极组件20后,多个第一区域2112沿某一方向层叠布置。每个第一区域2112对应的导电件30的第一子导电件31超出第二子导电件32层叠设置并与第一电极引线50电连接。第二子导电件32和第一电极引线50之间可以是焊接连接、通过导电胶连接等方式实现电连接。仅第一子导电件31与第一电极引线50连接,相对于第一子导电件31和第二子导电件32均与第一电极引线50连接的情况,连接难度较小。
在另一些实施例中,导电件30也可以是仅包括一部分,比如仅包括第一子导电件31。
第二极片22包括第二集流体221(图7-图13中示出)和第二活性物质层222(图7-图13中示出),沿第二极片22的厚度方向,第二集流体221至少一个表面涂覆有第二活性物质层222。沿第二极片22的宽度方向,第二集流体221包括相连的本体部2211和第二区域2212,第二活性物质层222涂覆于本体部2211沿第二极片22的厚度方向的表面,第二区域2212未涂覆第二活性物质层222,即第二区域2212为第二极片22的空箔部,可以理解为,第二区域2212形成第二极片22的第二极耳。其中,在电极组件20为卷绕式电极组件20的实施例中,沿第二极片22的卷绕方向,第二集流体221可以包括间隔B1布置的多个第二区域2212,即第二极片22包括沿其卷绕方向间隔B1布置的多个第二极耳。所有第二区域2212在垂直电极组件20的卷绕轴线的方向上层叠布置,以在通过大电流时不发生熔断。本体部2211和第二区域2212可以是一体成型,也可以是分体设置再通过粘接、焊接等方式连接形成第二集流体221。
在一些实施例中,第二集流体221包括第三导电层(图中未示出)、绝缘部(图中未示出)和第二导电层2115(图中未示出),沿第二极片22的厚度方向,绝缘部位于第三导电层和第四导电层之间。第三导电层、绝缘部和第四导电层共同形成复合集流体。第二集流体221为复合集流体,使得第二集流体221有更好的强度和有利于减轻第二集流体221的重量。第二极片22的结构可以参照第一极片21的结构。
根据第二极片22的极性不同,第三导电层和第四导电层的材质可以不同。比如,第二极片22为正极片,第三导电层和第四导电层可以为铝。第二极片22为负极片,第三导电层和第四导电层可以为铜。绝缘部绝缘分隔第三导电层和第四导电层。绝缘部的材质可以是PP(Polypropylene,聚丙烯)、PET(Polyethyleneterephthalate,涤纶树脂)等。绝缘部的材质也可以是其他高分子材料。
第三导电层沿第二极片22的宽度方向的一部分、绝缘部沿第二极片22的宽度方向的一部分和第四导电层沿第二极片22的宽度方向的一部分共同形成第二集流体221的本体部2211。在沿第二极片22的厚度方向,第二集流体221一个表面涂覆有第二活性物质层222的实施例中,沿第人极片的厚度方向,第三导电层背离绝缘层2114的表面涂覆有第二活性物质层222或第四导电层背离绝缘层2114的表面涂覆有第二活性物质层222。在沿第二极片22的厚度方向,第二集流体221两个表面均涂覆有第二活性物质层222的实施例中,沿第二极片22的厚度方向,第三导电层背离绝缘层2114的表面涂覆有第二活性物质层222,以及第四导电层背离绝缘层2114的表面涂覆有第二活性物质层222。
第三导电层沿第二极片22的宽度方向的另一部分、绝缘部沿第二极片22的宽度方向的另一部分和第四导电层沿第二极片22的宽度方向的另一部分共同形成第二集流体221的第二区域2212。第二区域2212也可以与另一个导电件30焊接,以引出电极,第二区域2212和另一个导电件30焊接后,第三导电层和第四导电层实现电连接。
第一极片21的第一活性物质层212和主体部2111、第二极片22的第二活性物质层222和本体部2211以及隔离膜23形成电极组件20的活性主体20a。
第一极片21和第二极片22极性相反,即第一极片21为正极片,第二极片22为负极片,或者第一极片21为负极片,第二极片22为正极片。电芯100主要依靠金属离子在第一极片21和第二极片22之间来回移动来工作。
以锂离子电池为例,对正极片而言,正极活性物质层可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。对负极片而言,负极活性物质层可以为碳或硅等。隔离膜23的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。电芯100生产流程为常规流程,包括正负极极片,隔膜制造,正极片、负极片和隔膜通过卷绕或叠片形成电极组件20,封装,注液,化成,容量,电压监控等常规流程。
第一区域2112和导电件30的数量可以一一对应,每个第一区域2112均对应与一个导电件30焊接,以引出电极组件20的电极。比如,若第一极片21为正极片,导电件30引出电极组件20的正极;若第一极片21为负极片,导电件30引出电极组件20的负极。
保护层40可以通过涂覆、粘接、焊接等方式设置于焊接区A的表面。其中,焊接区A的表面可以仅一部分设置有保护层40,比如,比如焊接区A沿第一极片的厚度方向Y的两个表面设有保护层40;再比如,焊接区A的外周面全部设置有保护层40,焊接区A的外周面是指焊接区A的围绕与第一极片的宽度方向X平行的轴线延伸的表面。焊接区A的表面也可以全部设置有保护层40。图2中示出了沿第一极片的厚度方向Y,焊接区A的相对的两个表面均设有保护层40的情况。
在一些实施例中,保护层40为绝缘材质。
比如保护层40为陶瓷层、橡胶层等。
保护层40为绝缘材质,不仅能够起到降低焊接区A的毛刺、碎屑等刺破电极组件20的隔离膜23导致电芯100内部短路的风险的作用,还能起到绝缘隔离第一极片21和第二极片22的作用,进一步降低电芯100内部短路的风险,从而提高电芯100的安全性能。
在另一些实施例中,保护层40也可以是导电材料或者半导体材料,这样保护层40不仅能够降低焊接区A的毛刺、碎屑等刺破隔离膜23的风险,还能参与过流,有利于提高过流能力。
在一些实施例中,保护层40为胶层。
胶层的材质包括丙烯酸类、热熔胶类、橡胶类、聚丙烯、涤纶树脂、聚酰亚胺、纤维酯类 金属基胶膜中的一种或多种。丙烯酸类、热熔胶类、橡胶类、聚丙烯、涤纶树脂、聚酰亚胺、纤维酯类 金属基胶膜等材料使得胶层具有较好的粘接能力,能够稳定的粘接于焊接区。其中,胶层可以是涂覆于焊接区A的胶水固化后形成,胶水包括但不限丙烯酸、热熔胶、橡胶、水相胶等。胶层也可以是固态的胶纸粘接于焊接区A形成,胶纸包括但不限于PP、PET、PI(Polyimide,聚酰亚胺)、金属基胶膜等。在一些实施例中,保护层40可以是透明材质。
在一些实施例中,沿第一极片的宽度方向X,保护层40的尺寸为M1,0.5mm≤M1≤6mm。
M1为保护层40沿第一极片的宽度方向X最靠近第一活性物质层212的一端(第二端41)和最远离第一活性物质层212的一端(第三端42)之间的距离。
示例性地,M1可以为0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm等。
在一些实施例中,沿第一极片的厚度方向Y观察,保护层40与焊接区A重叠的部分沿第一极片的厚度方向Y的尺寸为M2,3μm≤M2≤60μm。
若M2<3μm,则保护层40的厚度较小,保护层40被焊接区A的毛刺、碎屑等刺破的风险较大,若M2>60μm,则保护层40的厚度过大,占用空间较大,可能降低电芯100的能量密度。因此,3μm≤M2≤60μm,保护层沿第一极片的厚度方向Y的尺寸较大,被焊接区A的毛刺、碎屑等刺破的风险较小,从而降低焊接区A的毛刺、碎屑等刺破的风险,也能降低保护层40对电芯100的能量密度的影响。
示例性地,M2可以为3μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm、55μm、60μm等。
可选地,4μm≤M2≤40μm,比如M2为4μm、5μm、8μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm等。
保护层40为胶层,则保护层40可以通过粘接或者涂布的方式设置于焊接区A的表面,设置方式简单方便。
在一些实施例中,沿第一极片的宽度方向X,焊接区A的尺寸为M3,1.8mm≤M3≤2.3mm。
若M3<1.8mm,则焊接区A较小,导电件30和第一区域2112的焊接强度不足,若M3>2.3mm,则焊接区较大,增加焊接难度,也可能降低第一极片的质量,因此,1.8mm≤M3≤2.3mm,使得第一区域2112和导电件30之间具有较好的焊接强度,也能降低因焊接导致第一极片21的质量变差的风险。
M3为焊接区A沿第一极片的宽度方向X最靠近第一活性物质层212的一端与焊接区A沿第一极片的宽度方向X最远离第一活性物质层的212的一端之间的距离。
示例性地,M3可以为1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm 2.2mm、2.3mm等。
在一些实施例中,沿第一极片的厚度方向,焊接区A的尺寸为M4,40μm≤M4≤45μm。
M4为焊接区A在第一极片的厚度方向Y上相对的两个表面之间的距离。
若M4<40μm,则焊接区较小,导电件和第一区域的焊接强度不足,若M4>45μm,则焊接区较大,增加焊接难度,也可能降低第一极片的质量,因此,40μm≤M4≤45μm,使得第一区域和导电件之间具有较好的焊接强度,也能降低因焊接导致第一极片的质量变差的风险。
示例性地,M4可以为40μm、41μm、42μm、43μm、44μm、45μm等。
如图2所示,在一些实施例中,沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212的一端与保护层40的一端接触。
第一活性物质层212沿第一极片的宽度方向X的一端与保护层40沿第一极片的宽度方向X的一端接触,则保护层40能够尽可能多的覆盖焊接区A的毛刺、碎屑等,进一步降低焊接区A的毛刺、碎屑等刺破电极组件20的隔离膜23,而导致电芯100内部短路的风险。
第一活性物质层212和保护层40沿第一极片的宽度方向X并排布置。沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212最靠近保护层40的一端与保护层40最靠近第一活性物质层212的一端接触。第一活性物质层212和保护层40可以是仅抵接接触,也可以是抵接接触并连接为一体。如图2所示,沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212最靠近保护层40的一端为第一端2121,保护层40最靠近第一活性物质层212的一端为第二端41,第一端2121和第二端41接触,也可以理解为第一端2121和第二端41之间距离为0。
在一些实施例中,沿第一极片的厚度方向Y观察,第二端41也可以落入焊接区A沿第一极片的宽度方向X靠近第一活性物质层212的一侧或者第二端41与焊接区A靠近第一活性物质层212的一端平齐,以使焊接区A能够尽可能多的被保护层40覆盖,进一步降低焊接区A的毛刺、碎屑刺破隔离膜23导致电芯100内部短路的风险。图2中示出了沿第一极片的厚度方向Y观察,第三端42位于焊接区A背离第一活性物质层212的一侧的情况。
沿第一极片的宽度方向X,保护层40具有背离第一活性物质层212的第三端42,第三端42和第二端41相对布置。在沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212的一端与保护层40的一端接触的实施例中,沿第一极片的厚度方向Y观察,第三端42可以落入焊接区A沿第一极片的宽度方向X背离第一活性物质层212的一侧或者第三端42与焊接区A背离第一活性物质层212的一端平齐,则沿第一极片的宽度方向X,保护层40完全覆盖焊接区A,能够进一步降低隔离膜23被焊接区A的毛刺、碎屑等刺破的风险。
在另一些实施例中,如图4所示,沿第一极片的厚度方向Y观察,第三端42可以落入焊接区A内,减小保护层40沿第一极片的宽度方向X的尺寸。
如图5所示,在另一些实施例中,沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212的一端与保护层40的一端也可以不接触,即第一端2121和第二端41不接触,第一端2121和第二端41之间形成间隔B1,能够降低第一活性物质层212和保护层40干涉的风险。
如图2、图4、图5所示,在一些实施例中,沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212的一端与导电件30的一端之间形成间隙B2。
第一活性物质层212沿第一极片的宽度方向X的一端与导电件30沿第一极片的宽度方向X的一端之间形成间隙B2,则不仅方便导电件30安装,还能降低导电件30安装时破坏第一活性物质层212的风险。
第一活性物质层212和导电件30沿第一极片的宽度方向X并排布置。沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212最靠近导电件30的一端与导电件30最靠近第一活性物质层212的一端形成间隙B2,即不接触。沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212最靠近导电件30的一端也是第一活性物质层212最靠近保护层40的一端,即第一端2121。导电件30最靠近第一活性物质层212的一端为第四端33,第一端2121和第四端33不接触。
在导电件30包括第一子导电件31和第二子导电件32的实施例中,沿第一极片的宽度方向X,第一子导电件31最靠近第一活性物质层212的一端与第一活性物质层212的第一端2121之间形成第一间隙B21,第二子导电件32最靠近第一活性物质层212的一端与第一活性物质层212的第一端2121之间形成第二间隙B22。
如图6所示,在另一些实施例中,沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212的一端与导电件30的一端可以接触。即沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212最靠近导电件30的一端与导电件30最靠近第一活性物质层212的一端接触。可以理解地,沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212的第一端2121与导电件30的第四端33接触。第一活性物质层212和导电件30可以是仅抵接接触,也可以是抵接接触并连接为一体。
沿第一极片的宽度方向X,焊接区A最靠近第一活性物质层212的一端可以延伸至导电件30最靠近第一活性物质层212的一端,即焊接区A最靠近第一活性物质层212的一端可以延伸至导电件30的第四端33。在第一活性物质层212的一端与导电件30的一端之间形成间隙B2的实施例中,焊接区A最靠近第一活性物质层212的一端可以延伸至导电件30最靠近第一活性物质层212的一端,间隙B2可以缓解导电件30和第一区域2112焊接时的温度对第一活性物质层212的损害。
当然,如图2、图4、图5、图6所示,沿第一极片的宽度方向X,焊接区A最靠近第一活性物质层212的一端也可以不延伸至导电件30最靠近第一活性物质层212的一端,即焊接区A最靠近第一活性物质层212的一端也可以不延伸至导电件30的第四端33,可以理解地,沿第一极片的宽度方向X,焊接区A最靠近第一活性物质层212的一端与第一活性物质层212最靠近导电件30的一端(第一端2121)之间的距离大于导电件30最靠近第一活性物质层212的一端(第四端33)和第一活性物质层212最靠近导电件30的一端(第一端2121)之间形成的间隙B2的距离。使得焊接区A和第一活性物质层212沿第一极片的宽度方向X存在距离,降低第一区域2112和导电件30焊接时的高温对第一活性物质层212造成损伤的风险。
在第一活性物质层212的一端与导电件30的一端接触的实施例中,焊接区A的一端可以不延伸至第一活性物质层212,降低焊接时的高温损伤第一活性物质层212的风险。当然,焊接区A也可以延伸至第一活性物质层212,增大焊接面积,提高连接稳定性。
如图2、图4-图6所示,在一些实施例中,保护层40设置于第一区域2112沿第一极片的厚度方向Y的一侧,沿第一极片的厚度方向Y,保护层40背离第一区域2112的表面不凸出第一活性物质层212背离主体部2111的表面。
沿第一极片的厚度方向Y,保护层40背离第一区域2112的表面不凸出第一活性物质层212背离主体部2111的表面,则保护层40可以利用因第一活性物质层212和第一区域2112在第一极片的厚度方向Y上的厚度差形成的空间,而不占用额外的空间,避免保护层40沿第一极片的厚度方向Y占用较大空间而降低电芯100的能量密度。
沿第一极片的厚度方向Y,保护层40背离第一区域2112的表面与第一区域2112面向保护层40的表面之间的距离小于第一活性物质层212背离主体部2111的表面和主体部2111面向第一活性物质层212的表面之间的距离,以实现保护层40背离第一区域2112的表面不凸出第一活性物质层212背离主体部2111的表面。图2、图4-图6中均示出了保护层40背离第一区域2112的表面与第一区域2112面向保护层40的表面之间的距离小于第一活性物质层212背离主体部2111的表面和主体部2111面向第一活性物质层212的表面之间的距离的情况,即图中的L1<L2。
或者,在另一些实施例中,沿第一极片的厚度方向Y,保护层40背离第一区域2112的表面与第一区域2112面向保护层40的表面之间的距离等于第一活性物质层212背离主体部2111的表面和主体部2111面向第一活性物质层212的表面之间的距离,即保护层40背离第一区域2112的表面和第一活性物质层212背离主体部2111的表面位于同一平面内,即L1=L2,以实现保护层40背离第一区域2112的表面不凸出第一活性物质层212背离主体部2111的表面。
当然,在另一些实施例中,沿第一极片的厚度方向Y,保护层40背离第一区域2112的表面也可以凸出第一活性物质层212背离主体部2111的表面。
如图7所示,在一些实施例中,第一极片21为正极片,第二极片22为负极片。第二极片22包括第二集流体221和第二活性物质层222,第二活性物质层222设置于第二集流体221的表面,沿第一极片的厚度方向Y观察,焊接区A与第二活性物质层222不具有重叠区域。
为了实现焊接区A与第二活性物质层222不具有重叠区域,沿第一极片的宽度方向X,第一活性物质层212靠近导电件30的一端和导电件30最靠近第一活性物质层212的一端之间的距离较大,以使第一区域2112在第一活性物质层212和导电件30之间形成距离较大的第一空箔区2116,从而实现焊接区A位于第二活性物质层222沿第一极片的宽度方向X的外侧,这第一空箔区2116未设置第一活性物质层212,且与第二活性物质层222相对,可以在第一空箔区2116设置防护件60,以降低第一空箔区2116上的毛刺刺破隔离膜23导致电芯100内部短路的风险。
为了充分利用第一空箔区2116的对应的空间,如图8所示,因此,在一些实施例中,可以在第一空箔区2116设置与第一活性物质层212性质相同的活性物质,这样增大了正极片的活性物质量。这样电芯100能够在第一极片的宽度方向X的外部尺寸与第一空箔区2116未设置活性物质时的电芯100在第一极片的宽度方向X上的外部尺寸基本相同的情况下,通过增大正极片的活性物质量,从而有利于提高电芯100的能量密度。图8、图9中空心箭头所指的区域为第一集流体211第一活性物质层212和导电件30之间未设置活性物质时的第一空箔区2116,图8中的C1为设置在第一空箔区2116的与第一活性物质层212性质相同的活性物质。图9为图7和图8中两个实施例的对比图,图9中连接上下两图的两个虚线分别为第一空箔区2116的在第一极片的宽度方向X上的两个端部。
如图10所示,在另一些实施例中,可以让焊接区A与第二极片22的第二活性物质层222具有重叠区域。具体而言,第一极片21为正极片,第二极片22为负极片。第二极片22包括第二集流体221和第二活性物质层222,第二活性物质层222设置于第二集流体221的表面,沿第一极片的厚度方向Y观察,焊接区A与第二活性物质层222具有重叠区域。
如图10、图11所示,在第一活性物质层212靠近导电件30的一端和导电件30最靠近第一活性物质层212的一端之间的距离较大,以使第一区域2112在第一活性物质层212和导电件30之间形成距离较大的第一空箔区2116,且在第一空箔区2116设置防护件60的情况下,可以取消防护件60并在第一空箔区2116设置与第一活性物质层212相同的活性物质,第一空箔区2116内的活性物质的两端可以分别与第一活性物质层212和导电件30接触,增加了正极片的活性物质的量,能够实现电芯100沿第一极片的宽度方向X的整包尺寸基本不变的情况下,增大了电芯100的能量密度。增加正极片的活性物质量后,为了降低析锂的风险,可以增大第二极片22的第二活性物质层222沿第一极片的宽度方向X的尺寸,也可以理解为在第二活性物质层222的一端增大与第二活性物质层222性质相同的活性物质C2,以沿第一极片的宽度方向X观察,第二活性物质层222与焊接区A具有重叠区域为准。图10、图11中空心箭头所指的区域为第一集流体211第一活性物质层212和导电件30之间未设置活性物质时的第一空箔区2116,图10、图11中的C1为设置在第一空箔区2116的与第一活性物质层212性质相同的活性物质,图10、图11中C2为在第二活性物质层222的一端增加的与第二活性物质层222性质相同的活性物质。图11为图7实施例、图8实施例和图10实施例的对比图。图11中连接上下三个图的两个虚线分别为第一空箔区2116的在第一极片的宽度方向X上的两个端部。
在另一些实施例中,还可以使焊接区A和第一活性物质层212沿第一极片的宽度方向X上的距离足够小。比如,如图12、图13所示,在第一活性物质层212靠近导电件30的一端和导电件30最靠近第一活性物质层212的一端之间的距离较大,以使第一区域2112在第一活性物质层212和导电件30之间形成距离较大的第一空箔区2116,且在第一空箔区2116设置防护件60的情况下,可以取消防护件60并导电件30和焊接区A沿第一极片的宽度方向X向靠近第一活性物质层212的方向移动,以减小导电件30和第一活性物质层212之间的距离或者使得导电件30和第一活性物质层212接触,焊接区A能够与电极组件20的活性主体20a重叠。这样虽然第一极片21和第二极片22的活性物质量可以不变,但是电芯100的外壳10在第一极片的宽度方向X的尺寸可以减小,从而提高电芯100的体积能量密度。因此,如图12这种方式沿第一极片的厚度方向Y观察,焊接区A与第二活性物质层222具有重叠区域,使得焊接区A能够与电极组件20的活性主体20a区域重叠,这样能够沿第一极片的宽度方向X减小电芯100的尺寸,从而提高电芯100的体积能量密度。图12、图13中空心箭头所指的区域为第一集流体211的第一活性物质层212和导电件30之间未设置活性物质时的第一空箔区2116。图13为图7中实施例和图12中实施例的对比图,图13中连接上下两图的两个虚线分别为第一空箔区2116的在第一极片的宽度方向X上的两个端部。
如图12、图13所示,第一极片21的活性物质区相对图7中第一极片21中的活性物质区沿第一极片的宽度方向X拓宽,图7中设置防护件60的位置设置有活性物质,充分利用了外壳10的内部空间,能够在不改变图7中电芯100外部沿第一极片的宽度方向X的尺寸的情况下,固定体积的电芯100的外壳10的内部空间更加充分地填充活性材料,能够提升电芯100的1~2%体积能量密度。
如图10、图12所示,在沿第一极片的厚度方向Y观察,焊接区A与第二活性物质层222具有重叠区域的实施例中,在第一极片的宽度方向X上,第二活性物质层222具有第一边缘2221;沿第一极片的厚度方向Y观察,第一边缘2221落入焊接区A。
沿第一极片的厚度方向Y观察,第一边缘2221落入焊接区A,则第二活性物质层222能够完全覆盖与之相对的第一活性物质层212,从而能够降低析锂风险。此外,相较于第二活性物质层222沿第一极片的宽度方向X完全覆盖第一活性物质层212且沿第一极片的厚度方向Y观察,第一边缘2221与焊接区A远离第一活性物质层212的边缘平齐或者第一边缘2221位于焊接区A远离第一活性物质层212的边缘远离第一活性物质层212的一侧的情况,能够尽量减小第二活性物质层222的用量,有利于减小耗材度,避免材料浪费。
需要说明的是,在通过在第二活性物质层222的一端增加与第二活性物质层222性质相同的活性物质C2,而实现沿第一极片的厚度方向Y观察,第二活性物质层222和焊接区A重叠的实施例中,第一边缘2221可以为增加的活性物质C2沿第一极片的宽度方向X背离第一活性物质层212的边缘。
在另一些实施例中,沿第一极片的厚度方向Y观察,第一边缘2221也可以落入焊接区A沿第一极片的宽度方向X背离第一活性物质层212的一侧。或者,沿第一极片的厚度方向Y观察,第一边缘2221也可以与焊接区A沿第一极片的宽度方向X背离第一活性物质层212的一端平齐。
在导电件30包括第一子导电件31和第二子导电件32,且第一子导电件31的长度大于第二子导电件32的长度的实施例中,如图14所示,第一子导电件31包括依次连接的第一段311、第二段312和第三段313,第一段311与第一导电层2113焊接,第三段313与第一电极引线50连接,第三段313相对第二段312弯折以在第二段312和第三段313之间形成弯折部314,第二子导电件32与第一段311重叠且与弯折部314不重叠。
沿第一极片的宽度方向X,焊接区A的尺寸与第二导电件30的尺寸相同。第一子导电件31超出第二子导电件32的部分用于与第一电极引线50电连接。
在电极组件20包括多个第一区域2112的实施例中,则对应设有多个导电件30。多个导电件30中的至少一部分导电件30的第一子导电件31的第一段311和第三段313沿第一极片的宽度方向X相对间隔B1布置。沿第一极片的宽度方向X,第一端2121和第三段313分别位于第二段312的两侧。部分第一子导电件31的第三段313相对第二段312弯折形成弯折部314,且第一段311相对第二段312弯折也形成弯折部314。部分第一子导电件31仅第三段313相对第二段312弯折形成弯折部314,第一段311和第二段312位于同一平面内,可以理解为第一段311和第二段312未相对弯折。
第三段313相对第二段312弯折,能够减小第一子导电件31沿第一极片的宽度方向X延伸的尺寸,从而能够减小电芯100整体沿第一极片的宽度方向X的尺寸,有利于提高电芯100的体积能量密度和电芯100结构的小型化。
第二子导电件32与第一段311重叠且与弯折部314不重叠,则第二子导电件32在与弯折部314对应的位置不会弯折,使得第一子导电件31的弯折难度减小,可以具有较大程度的弯折,从而减小电芯100在第一极片的宽度方向X的尺寸,从而有利于提高电芯100的能量密度。由于第二子导电件32不会弯折,第三段313相对第二段312弯折后更有利于提高外壳10封装的可靠性。
在一些实施例中,电芯100为软包电芯100,外壳10为包装袋。软包电芯100具有安全性能较好、重量较轻、内阻小降低电芯100自耗等优点。
本申请实施例还提供一种用电设备,用电设备包括上述任意实施例提供的电芯100。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (18)
1.一种电芯,包括电极组件和导电件,所述电极组件包括极性相反的第一极片和第二极片,所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层,所述第一集流体包括第一导电层、绝缘层和第二导电层,其特征在于,沿所述第一极片的宽度方向,所述第一集流体包括主体部和第一区域,所述主体部的表面设置有所述第一活性物质层,所述第一区域的表面未设置所述第一活性物质层;
所述导电件分别设于所述第一导电层和所述第二导电层,并与所述第一区域焊接形成焊接区从而相互导通连接;
所述电芯还包括保护层,所述保护层设置于所述焊接区表面。
2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述保护层为绝缘胶层。
3.根据权利要求2所述的电芯,其特征在于,所述胶层的材质包括丙烯酸类、热熔胶类、橡胶类、聚丙烯、涤纶树脂、聚酰亚胺、纤维酯类金属基胶膜中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述第一极片的宽度方向,所述保护层的尺寸为M1,0.5mm≤M1≤6mm。
5.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述第一极片的厚度方向观察,所述保护层与所述焊接区重叠的部分沿第一极片的厚度方向的尺寸为M2,3μm≤M2≤60μm。
6.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述第一极片的宽度方向,所述焊接区的尺寸为M3,1.8mm≤M3≤2.3mm。
7.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述第一极片的厚度方向,所述焊接区的尺寸为M4,40μm≤M4≤45μm。
8.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述第一极片的宽度方向,所述第一活性物质层的一端与所述保护层的一端接触。
9.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述第一极片的宽度方向,所述第一活性物质层的一端与所述导电件的一端之间形成间隙。
10.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述保护层设置于所述第一区域沿所述第一极片的厚度方向的一侧,沿所述第一极片的厚度方向,所述保护层背离所述第一区域的表面不凸出所述第一活性物质层背离所述主体部的表面。
11.根据权利要求1-10任一项所述的电芯,其特征在于,所述第一极片为正极片,所述第二极片为负极片;
所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层,所述第二活性物质层设置于所述第二集流体的表面,沿所述第一极片的厚度方向观察,所述焊接区与所述第二活性物质层具有重叠区域。
12.根据权利要求11所述的电芯,其特征在于,在所述第一极片的宽度方向上,所述第二活性物质层具有第一边缘;沿所述第一极片的厚度方向观察,所述第一边缘落入所述焊接区。
13.根据权利要求1-10任一项所述的电芯,其特征在于,沿所述第一极片的厚度方向,所述绝缘层位于所述第一导电层和所述第二导电层之间;
所述导电件包括第一子导电件和第二子导电件,所述第一子导电件与所述第一导电层焊接,所述第二子导电件与所述第二导电层焊接。
14.根据权利要求13所述的电芯,其特征在于,所述电芯还包括外壳,所述电极组件容纳于所述外壳内;
所述第一子导电件的长度大于所述第二子导电件的长度,所述电芯还包括第一电极引线,所述第一电极引线的一端与所述第一子导电件连接,另一端伸出所述外壳。
15.根据权利要求14所述的电芯,其特征在于,所述第一子导电件包括依次连接的第一段、第二段和第三段,所述第一段与所述第一导电层焊接,所述第三段与所述第一电极引线连接,所述第三段相对所述第二段弯折以在所述第二段和所述第三段之间形成弯折部,所述第二子导电件与所述第一段重叠且与所述弯折部不重叠。
16.根据权利要求15所述的电芯,其特征在于,沿所述第一极片的宽度方向,所述第二子导电件的尺寸为M5,3mm≤M5≤4.5mm。
17. 根据权利要求16所述的电芯,其特征在于,沿所述第一极片的厚度方向,所述第二子导电件的尺寸为M6, 8μm≤M6≤20μm。
18.一种用电设备,其特征在于,包括根据权利要求1-17任一项所述的电芯。
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