CN116706077A - 电芯及具有该电芯的电池 - Google Patents

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黄瑞
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Abstract

一种电芯(10)，包括电极组件(11)、收容所述电极组件(11)的包装袋(12)及电解液(13)，所述电解液(13)容纳于所述包装袋(12)内，所述电极组件(11)通过阴极极片(111)、隔膜(112)及阳极极片(113)依序卷绕或堆叠而成，所述电芯(10)包括第一封边(15)，部分所述电极组件(11)从所述第一封边(15)穿出，所述阴极极片(111)包括第一集流体(1111)和第一活性物质层(1112)。第一集流体(1111)的厚度a满足以下公式：0.02T/(L+2)≤a≤0.06T/L+b×S/1000；式中，T为所述电芯(10)的厚度，b为游离的所述电解液(13)的含量，S为所述第一封边(15)的封装强度，L为所述电极组件(11)的层数。还提供了一种具有该电芯(10)的电池。

Description

电芯及具有该电芯的电池
本申请为申请号为202080005319.7、申请日为2021年03月25日、发明名称为“电芯及具有该电芯的电池”的分案申请。
技术领域
本申请涉及电化学领域，具体涉及一种电芯及具有该电芯的电池。
背景技术
随着用户对电芯容量需求的不断加大，为满足用户的需求，电芯的重量和体积也随之增大，那么，电芯在跌落过程中出现漏液、破损和起火的风险也大大增加。此外，内置有电芯的产品若在使用中从高处跌落，即使产品的保护外壳没有破损，其内置的电芯也有可能发生破损，严重时会发生起火爆炸，对用户的安全造成威胁。针对电芯在跌落时存在的安全问题，常规的解决方案是将电芯的外包装膜的厚度和强度提升，以此来提升电芯外部抗磨损疲劳的寿命。不过，这种解决方案的弊端是损失电芯的空间利用率，降低电芯的能量密度。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种电芯，以解决上述问题。
本申请实施例提供了一种电芯，包括电极组件、收容所述电极组件的包装袋及电解液，所述电解液容纳于所述包装袋内，所述电极组件通过阴极极片、隔膜及阳极极片依序卷绕或堆叠而成，所述电芯包括第一封边，部分所述电极组件从所述第一封边穿出，所述阴极极片包括第一集流体及设置于所述第一集流体上的第一活性物质层，将一所述阳极极片、与所述阳极极片相邻的一所述阴极极片和与所述阳极极片或所述阴极极片相邻的两层隔膜定义为所述电极组件中的一层，所述第一集流体的厚度a(单位为mm)满足以下公式：0.02T/(L+2)≤a≤0.06T/L+b×S/1000，以各参数的数值来计算；
其中，T为所述电芯的厚度(单位为mm)，b为游离的所述电解液的含量(单位为g/Ah)，S为所述第一封边的封装强度(单位为N/m)，L为所述电极组件的层数。
在一些实施例中，所述电芯的厚度为1mm～12mm。
在一些实施例中，所述第一集流体的厚度为0.005mm～0.03mm。
在一些实施例中，所述游离电解液的含量为0.05g/Ah～1.6g/Ah。
在一些实施例中，所述第一封边的封装强度为0.5N/m～20N/m。
在一些实施例中，所述第一集流体的横向强度为50MPa～300MPa。
在一些实施例中，所述第一集流体的纵向强度为50MPa～300MPa。
在一些实施例中，所述隔膜与阳极极片的粘接力为0.5N/m～40N/m。
在一些实施例中，所述隔膜与阴极极片的粘接力为0.5N/m～80N/m。
在一些实施例中，第一集流体中包括Al、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe、Mg、Si、Ti、Zr、V、Zn、Pb、S、P、Sn、As、Bi、Sb中的一种或几种元素。
在一些实施例中，所述第一活性物质层包括第一活性物质和第一粘接剂，所述第一活性物质的质量分数为96％～99％，所述第一粘结剂的质量分数0.5％～2％。
在一些实施例中，所述第一粘结剂包括聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物中的一种或几种。
在一些实施例中，所述第一粘结剂经过裂解气相色谱质谱联用仪(PY-GCMS)测试后的单体产物包括丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、聚偏二氟乙烯、9-十八烯腈、丙酸丙酯、丙酸乙酯、聚丙烯酸(PAA)、N-甲基吡咯烷酮、4-苯基环己酮中的一种或几种。
在一些实施例中，所述第一活性物质层还包括导电剂，所述导电剂的质量分数为0.5％～2％。
在一些实施例中，所述导电剂包括乙炔黑、炭黑、导电炭黑(Super P)、科琴黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米碳纤维、石墨烯中的一种或几种。
在一些实施例中，所述阳极极片包括第二集流体及设置于所述第二集流体上的第二活性物质层。所述第二活性物质层包括第二活性物质和第二粘接剂，所述第二活性物质的质量分数为97％～99％，所述第二粘接剂的质量分数为0.5％～1.5％。
在一些实施例中，所述第二粘结剂经过裂解气相色谱质谱联用仪(PY-GCMS)测试后的单体产物包括丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、聚偏二氟乙烯、9-十八烯腈、丙酸丙酯、丙酸乙酯、聚丙烯酸(PAA)、N-甲基吡咯烷酮、4-苯基环己酮中的一种或几种。
在一些实施例中，所述隔膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、改性聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯、改性聚乙烯、改性聚丙烯中的一种或几种。
本申请实施例还提供了一种电池，该电池包括壳体及如上述所述的电芯，所述电芯收容于所述壳体内。
综上所述，通过限定游离的所述电解液的含量b，降低电解液对电芯的内部结构反向冲刷所造成的伤害，同时结合所述电芯的厚度T、所述电极组件的层数L、第一封边的封装强度S对所述第一集流体的厚度a进行限定，以使得b、T、L、S与a之间满足一定关系式，从而保证了电芯在跌落过程中的结构完整性，进而有效避免电芯因跌落或受到撞击等情况下发生漏液、短路起火等问题，提高电芯的使用安全性。
附图说明
图1为本申请一实施方式的电芯的内部结构示意图。
图2为本申请一实施方式的电芯的剖面示意图。
图3为本申请另一实施方式的电芯的剖面示意图。
图4为图1所示电芯的剖面示意图。
图5为图1所示电芯在跌落过程中的示意图。
图6为图1所示电池的部分结构示意图。
主要元件符号说明
电芯 10
电极组件 11
阴极极片 111
第一集流体 1111
第一活性物质层 1112
隔膜 112
阳极极片 113
第二集流体 1131
第二活性物质层 1132
阴极极耳 114
阳极极耳 115
包装袋 12
电解液 13
粘接件 14
第一封边 15
地面 200
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。本文中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。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
参阅图1，本申请实施方式提供了一种电芯10。所述电芯10包括电极组件11、收容所述电极组件11的包装袋12及电解液13。所述电解液13容纳于所述包装袋12内。所述电解液13可包括一些常见的有机溶剂，例如：碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等。
参阅图2和图3，所述电极组件11通过阴极极片111、隔膜112及阳极极片113依序卷绕或堆叠形成。其中，所述阴极极片111包括第一集流体1111及设置于所述第一集流体1111上的第一活性物质层1112。
进一步地，参阅图4，所述电芯10还包括粘接件14。所述粘接件14设置于所述包装袋12与所述电极组件11之间，以将所述包装袋12和所述电极组件11连接在一起，能够增加电芯10的刚性。如此，即使在所述电芯10发生跌落或受到撞击等情况下，所述包装袋12和所述电极组件11也不会发生相对位移，那么，所述包装袋12就不会受到电极组件11的冲击而出现冲破包装袋12造成电芯10漏液的现象。
进一步地，请一并参阅图1，所述电芯10还包括第一封边15。部分所述电极组件11从所述第一封边15穿出。在本实施方式中，所述电极组件11还包括连接阴极极片111的阴极极耳114和连接阳极极片113的阳极极耳115。阴极极耳114和阳极极耳115分别由所述第一封边15穿出。其中，所述第一封边15由所述包装袋12的一侧延伸出。所述第一封边15属于所述包装袋12的一部分。
在一些实施例中，所述第一集流体1111的横向强度为50Mpa～300Mpa。所述第一集流体1111的纵向强度为50Mpa～300Mpa。其中，第一集流体1111中包括Al、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe、Mg、Si、Ti、Zr、V、Zn、Pb、S、P、Sn、As、Bi、Sb中的一种或几种元素。所述第一集流体1111中的元素经电感耦合等离子体发射光谱仪测试得到。
在一些实施例中，所述第一活性物质层1112包括第一活性物质和第一粘接剂。所述第一活性物质的质量分数为96％～99％。所述第一粘接剂的质量分数为0.5％～2％。其中，所述第一粘接剂可选自，但不限于选自聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物中的一种或几种。所述第一粘接剂经过裂解气相色谱质谱联用仪(PY-GCMS)测试后的单体产物包括丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、聚偏二氟乙烯、9-十八烯腈、丙酸丙酯、丙酸乙酯、聚丙烯酸(PAA)、N-甲基吡咯烷酮、4-苯基环己酮中的一种或几种。
在一些实施例中，所述第一活性物质层1112还包括导电剂。所述导电剂的质量分数为0.5％～2％。其中，所述导电剂可选自，但不限于选自乙炔黑、炭黑、导电炭黑(SuperP)、科琴黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米碳纤维、石墨烯中的一种或几种。
在本实施方式中，将一所述阴极极片111、与所述阴极极片111相邻的一所述阳极极片113和与所述阴极极片111或所述阳极极片113相邻的两层隔膜112(参阅图2中的K区域，或参阅图3中的K区域)定义为所述电极组件11中的一层。所述第一集流体1111的厚度a(单位为mm)满足以下公式：0.02T/(L+2)≤a≤0.06T/L+b×S/1000，以各参数的数值来计算。该公式中，T为所述电芯10的厚度(单位为mm)，b为游离的所述电解液13的含量(单位为g/Ah)，S为所述第一封边15的封装强度(单位为N/m)，L为所述电极组件11的层数。
在本实施方式中，所述电芯10的厚度T为1mm～12mm。在一实施方式中，所述电芯10的厚度T为3mm～6mm。在另一实施方式中，所述电芯10的厚度T为1mm～5mm。又一实施方式中，所述电芯10的厚度T为2mm～10mm。
在本实施方式中，所述第一集流体1111的厚度a为0.005mm～0.03mm。在一实施方式中，所述第一集流体1111的厚度a为0.005mm～0.02mm。在另一实施方式中，所述第一集流体1111的厚度a为0.008mm～0.14mm。
在本实施方式中，游离的所述电解液13的含量b为0.05g/Ah～1.6g/Ah。在一实施方式中，游离的所述电解液13的含量b为0.05g/Ah～0.5g/Ah。在另一实施方式中，游离的所述电解液13的含量b为0.05g/Ah～1.0g/Ah。在又一实施方式中，游离的所述电解液13的含量b为0.05g/Ah～0.3g/Ah。
在本实施方式中，所述第一封边15的封装强度S为0.5N/m～20N/m。在一实施方式中，所述第一封边15的封装强度S为1N/m～10N/m。在另一实施方式中，所述第一封边15的封装强度S为2N/m～8N/m。
其中，参阅图5，当电芯10由高处跌落时，在跌落的过程中，游离的电解液13、包装袋12及电极组件11的速度方向与电芯10的跌落方向一致，而在电芯10接触地面200的瞬间，电芯10会反弹，如此通过粘接件14连接为一体的包装袋12及电极组件11则在接触地面200的瞬间，包装袋12及电极组件11的速度方向改变为与电芯10的跌落方向相反的方向。不过，游离的电解液13则由于惯性作用，其速度方向依然与电芯10的跌落方向保持一致。那么，包装袋12及电极组件11就会受到游离的所述电解液13的反向冲刷，该反向冲刷会对电芯10的内部结构(例如：包装袋12及电极组件11)造成破坏，从而导致电芯10在跌落时出现漏液、短路起火等问题，进而影响电芯的使用安全性。如此，在保证电芯10在长时间循环使用过程中有足够的电解液13的前提下，限定游离的所述电解液13的含量，可减轻游离的所述电解液13对电芯10的内部结构的反向冲刷，从而变相提高所述电芯10的抗跌落性能，保证电芯10在跌落时的安全性。另外，游离的所述电解液13的反向冲刷还会对电芯10的封装区域，例如：第一封边15区域，造成破坏。此外，由于电极组件11和包装袋12之间通过粘接件14连接，所述电极组件11和所述包装袋12的粘接区域在电芯10的反复跌落中会受到游离的所述电解液13不断的反向冲刷而对阴极极片111造成严重的破坏，如此，在限定游离的所述电解液13的含量的前提下，在保证电芯10厚度及能量密度的同时，进一步限定第一集流体1111的厚度a及第一封边15的封装强度S，来保证所述电芯10在跌落过程中的结构完整性，从而能够有效避免电芯10因跌落或受到撞击等情况下所发生的漏液、短路起火等问题。
参阅图2和图3，所述阳极极片113包括第二集流体1131及设置于所述第二集流体1131上的第二活性物质层1132。
在一些实施例中，所述第二活性物质层1132包括第二活性物质和第二粘接剂。所述第二活性物质的质量分数为97％～99％。所述第二粘接剂的质量分数0.5％～1.5％。其中，所述第二粘接剂经过裂解气相色谱质谱联用仪(PY-GCMS)测试后的单体产物包含丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、聚偏二氟乙烯、9-十八烯腈、丙酸丙酯、丙酸乙酯、聚丙烯酸(PAA)、N-甲基吡咯烷酮、4-苯基环己酮中的一种或几种。
在一些实施例中，所述隔膜112包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、改性聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯、改性聚乙烯、改性聚丙烯中的一种或几种。在一些实施例中，所述隔膜112与所述阴极极片111的粘接力为0.5N/m～80N/m，所述隔膜112与所述阳极极片113的粘接力为0.5N/m～40N/m。如此，可有效避免因游离的所述电解液13反向冲刷破坏隔膜112所导致的阴极极片111和阳极极片113暴露的问题。
下面通过实施例及对比例对本申请的电芯10进行具体说明。
实施例1
参阅图1和图4，所述电芯10包括电极组件11、收容所述电极组件11的包装袋12、电解液13、粘接件14及第一封边15。所述电解液13容纳于所述包装袋12内。所述粘接件14设置于所述包装袋12与所述电极组件11之间。所述第一封边15由所述包装袋12的一侧延伸出。其中，所述第一封边15属于所述包装袋12的一部分。
所述电极组件11通过阴极极片111、隔膜112及阳极极片113依序卷绕形成。所述阴极极片111包括第一集流体1111及设置于所述第一集流体1111上的第一活性物质层1112。在实施例1中，所述电极组件11还包括连接所述阴极极片111的阴极极耳114和连接所述阳极极片113的阳极极耳115。所述阴极极耳114和所述阳极极耳115分别由所述第一封边15穿出。
在本实施方式中，所述电芯10的厚度T为5.2mm。所述电极组件11的层数L为15层。所述第一封边15的封装强度S为4.2N/m。游离的所述电解液13的含量b为1.0g/Ah。所述第一集流体1111的厚度a为0.014mm。在实施例1中，所述第一集流体1111的厚度a满足以下公式：0.02T/(L+2)≤a≤0.06T/L+b×S/1000，以各参数的数值来计算。
其中，游离的所述电解液13的含量b通过离心差重法测得。所述离心差重法包括如下步骤：
首先，在电芯10顶部的封装区域上剪一个孔，并倒置于离心管(图未示)中；再以3000rpm/min的速率离心20min。接着，不断重复以上离心操作步骤至紧邻两次离心操作后电芯10的重量损失小于0.01g时，停止离心操作步骤。最后，将离心管中得到的所有电解液13进行测量，测得重量为m。其中，将所述电芯10的实际容量定义为n，则游离的所述电解液的含量b＝m/n。
对实施例1中的电芯10进行封装强度S的测试，所述第一封边15的封装强度S的测试方法包括如下步骤：
首先，将电芯10拆解，并取图6所示第一封边15区域的五个部分制作样品，即图6所示的样品Ⅰ、样品Ⅱ、样品Ⅲ、样品Ⅳ及样品Ⅴ。接着，用上下夹具(图未示)分别夹住每个样品的上下表面，再使用拉力机(图未示)进行拉伸。然后，记录每个样品拉伸断裂时的拉力。其中，样品的拉伸强度＝样品断裂时的拉力/样品的宽度。最后，取五个样品中拉伸强度的最小值作为所述第一封边15的封装强度S。
对实施例1中的电芯10进行跌落测试(采用通用的测试方法)。其中，所述跌落测试包括如下步骤：
首先，于常温(25摄氏度)下，将所述电芯10的荷电状态(State of Charge，SOC)满充至100％。所述电芯10的电压为4.4V。接着，将所述电芯10放置于夹具(图未示)中，并利用胶纸将电芯10的背部粘接至所述夹具，再拧紧夹具上的螺丝。其中，将装有电芯10的夹具的顶面和底面编号为A和B，将装有电芯10的夹具的右上角、右下角、左上角及左下角依次编号为C、D、E和F。然后，将装有电芯10的夹具从高度为1.8m的测试台(图未示)上，按照编号A至F的顺序依次跌落到花岗岩表面上，共循环五次，即为30次(角度45度±15度)的跌落。最后，静置24小时后观察电芯10的情况。其中，经跌落测试后的电芯10若未出现漏液、起火、爆炸等现象，则判定电芯10通过跌落测试。在实施例1中，所述电芯10在跌落测试中的通过率为100％。
对实施例1中的电芯10进行滚筒测试。其中，所述滚筒测试包括如下步骤：
首先，于常温(25摄氏度)下，将所述电芯10的荷电状态(State of Charge，SOC)满充至100％。所述电芯10的电压为4.4V。接着，将所述电芯10放置于夹具(图未示)中，并利用胶纸将电芯10的背部粘接至所述夹具，再拧紧夹具上的螺丝。然后，将装有电芯10的夹具置于滚筒测试机中进行测试，测试完成后静置24h。其中，滚筒速度为7圈/分钟，跌落高度为1米，共滚1000次。其中，经滚筒测试后的电芯10若未出现漏液、起火、爆炸等现象，则判定电芯10通过跌落测试。在实施例1中，所述电芯10在滚筒测试中的通过率为100％。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，实施例2中的游离的所述电解液13的含量b为0.8g/Ah。所述第一集流体1111的厚度a为0.012mm。在实施例2中，所述第一集流体1111的厚度a也满足上述公式。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，实施例3中的所述电极组件11的层数L为18层。所述第一封边15的封装强度S为6.8N/m。游离的所述电解液13的含量b为0.6g/Ah。所述第一集流体1111的厚度a为0.006mm。在实施例3中，所述第一集流体1111的厚度a也满足上述公式。
实施例4
实施例4与实施例3的区别在于，实施例4中的所述电极组件11的层数L为17层。所述第一集流体1111的厚度a为0.014mm。在实施例4中，所述第一集流体1111的厚度a也满足上述公式。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于，实施例5中的所述电极组件11通过阴极极片111、隔膜112及阳极极片113依序堆叠形成。
实施例6
实施例6与实施例2的区别在于，实施例6中的所述电极组件11通过阴极极片111、隔膜112及阳极极片113依序堆叠形成。
实施例7
实施例7与实施例3的区别在于，实施例7中的所述电极组件11通过阴极极片111、隔膜112及阳极极片113依序堆叠形成。
实施例8
实施例8与实施例4的区别在于，实施例8中的所述电极组件11通过阴极极片111、隔膜112及阳极极片113依序堆叠形成。
对比例1
对比例1与实施例1的区别在于，实施例1中的所述第一封边15的封装强度S为1.7N/m。所述第一集流体1111的厚度a为0.005mm。在对比例1中，所述第一集流体1111的厚度a不满足上述公式。在对比例1中，所述电芯10在跌落测试中的通过率为30％，所述电芯10在滚筒测试中的通过率为60％。
对比例2
对比例2与实施例5的区别在于，对比例2中的所述第一封边15的封装强度S为1.7N/m。所述第一集流体1111的厚度a为0.005mm。在对比例2中，所述第一集流体1111的厚度a不满足上述公式。在对比例2中，所述电芯10在跌落测试中的通过率为30％，所述电芯10在滚筒测试中的通过率为60％。
将实施例1-8及对比例1-2的制备条件及相对应的测试结果列于下表1中。
表1实施例1-8及对比例1-2的制备条件及对应的测试结果
由表1可知，比对实施例1与对比例1可知，实施例1中第一集流体1111的厚度a较对比例1厚，实施例1中第一封边15的封装强度S较对比例1增强，而实施例1中电芯10在跌落测试中的通过率较对比例1增加70％，实施例1中电芯10在滚筒测试中的通过率较对比例1增加40％。由此可知，在电芯10的厚度T、电极组件11的层数L及游离的所述电解液13的含量b一定时，电芯10在跌落测试中的通过率及滚筒测试中的通过率受到第一集流体1111的厚度a及第一封边15的封装强度S的影响。
比对实施例2与对比例1可知，实施例2中第一集流体1111的厚度a较对比例1增厚，实施例2中第一封边15的封装强度S较对比例1增强，实施例2中游离的所述电解液13的含量b较对比例1降低，而实施例2中电芯10在跌落测试中的通过率较对比例1增加70％，实施例2中电芯10在滚筒测试中的通过率较对比例1增加40％。由此可知，在电芯10的厚度T及电极组件11的层数L一定时，电芯10在跌落测试中的通过率及滚筒测试中的通过率受到第一集流体1111的厚度a、第一封边15的封装强度S及游离的所述电解液13的含量b的影响。
比对实施例1和实施例5、实施例2和实施例6、实施例3和实施例7以及实施例4和实施例8可知，在所述电芯10的厚度T、所述电极组件11的层数L、第一封边15的封装强度S、游离的所述电解液13的含量b以及所述第一集流体1111的厚度a一定的情况下，改变电芯10的类型不会影响到电芯10整体的机械性能。
综上所述，通过限定游离的所述电解液13的含量b，降低电解液13对电芯10的内部结构反向冲刷所造成的伤害，同时结合所述电芯10的厚度T、所述电极组件11的层数L、第一封边15的封装强度S对所述第一集流体1111的厚度a进行限定，以使得b、T、L、S与a之间满足该关系式，从而保证了电芯10在跌落过程中的结构完整性，进而有效避免电芯10因跌落或受到撞击等情况下发生漏液、短路起火等问题，以提高电芯的使用安全性。
另外，本申请实施例还提供了一种电池。所述电池包括壳体(未示出)及所述电芯10。所述电芯10收容于所述壳体内。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本申请技术方案的精神和实质。

Claims (19)

1.一种电芯，包括电极组件、收容所述电极组件的包装袋及电解液，所述电解液容纳于所述包装袋内，所述电极组件通过阴极极片、隔膜及阳极极片依序卷绕或堆叠而成，所述电极组件包括连接所述阴极极片的阴极极耳和连接所述阳极极片的阳极极耳；所述电芯包括第一封边，所述阴极极耳和所述阳极极耳分别从所述第一封边穿出，所述阴极极片包括第一集流体及设置于所述第一集流体上的第一活性物质层；其中，
将一所述阳极极片、与所述阳极极片相邻的一所述阴极极片和与所述阳极极片或所述阴极极片相邻的两层隔膜定义为所述电极组件中的一层，所述第一集流体的厚度a满足以下公式：
0.02T/(L+2)≤a≤0.06T/L+b×S/1000，以各参数的数值来计算；
式中，T为所述电芯的厚度，单位为mm，所述电芯的厚度为1mm～12mm；b为游离的所述电解液的含量，单位为g/Ah，所述游离电解液的含量为0.05g/Ah～1.6g/Ah；S为所述第一封边的封装强度，单位为N/m；L为所述电极组件的层数；a的单位为mm。
2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的厚度为0.005mm～0.03mm。
3.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的厚度为0.006mm～0.014mm。
4.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的厚度为0.006mm～0.012mm。
5.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述游离电解液的含量为0.6g/Ah～1.6g/Ah。
6.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述游离电解液的含量为0.6g/Ah～1.0g/Ah。
7.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述游离电解液的含量为0.6g/Ah～0.8g/Ah。
8.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一封边的封装强度为0.5N/m～20N/m。
9.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一封边的强度为1.7N/m～6.8N/m。
10.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一封边的封装强度为4.2N/m～6.8N/m。
11.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的横向强度为50MPa～300MPa。
12.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的纵向强度为50MPa～300MPa。
13.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述隔膜与阳极极片的粘接力为0.5N/m～40N/m。
14.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述隔膜与阴极极片的粘接力为0.5N/m～80N/m。
15.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件的层数为15～18。
16.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件的层数为15～17。
17.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯还包括粘接件，在所述电芯的厚度方向上，所述粘接件设置于所述电极组件和所述包装袋之间，所述电极组件通过所述粘接件与所述包装袋粘接。
18.如权利要求17所述的电芯，其特征在于，所述粘结件粘接所述包装袋的深坑面。
19.一种电池，包括壳体，其特征在于，所述电池包括如权利要求1-18中任一项所述的电芯，所述电芯收容于所述壳体内。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113875083A (zh) * 2020-12-24 2021-12-31 宁德新能源科技有限公司 电池以及应用所述电池的电子装置
WO2023044889A1 (en) * 2021-09-27 2023-03-30 Medtrum Technologies Inc. Analyte detection system
CN116111244B (zh) * 2023-04-10 2023-07-14 宁德新能源科技有限公司 电化学装置以及用电装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000012095A (ja) * 1998-06-19 2000-01-14 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池
JP2000100396A (ja) * 1998-09-18 2000-04-07 Fujimori Kogyo Co Ltd 二次電池
JP4551539B2 (ja) * 2000-07-28 2010-09-29 株式会社東芝 非水電解質二次電池
JP3988374B2 (ja) * 2000-10-06 2007-10-10 ソニー株式会社 非水電解液二次電池
JP4297166B2 (ja) * 2006-08-14 2009-07-15 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
JP4741526B2 (ja) * 2006-08-14 2011-08-03 ソニー株式会社 非水電解質二次電池
US7955731B2 (en) * 2006-08-14 2011-06-07 Sony Corporation Nonaqueous electrolyte secondary cell
US20120141849A1 (en) * 2010-12-07 2012-06-07 E-One Moli Energy (Canada) Limited Drop and Vibration Resistant Lithium-Ion Battery
KR20170050884A (ko) * 2015-11-02 2017-05-11 주식회사 코캄 파우치 타입 이차전지
CN106784549A (zh) * 2016-12-20 2017-05-31 上海恩捷新材料科技股份有限公司 一种隔离膜及其制备的抗重物冲击的电化学装置

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