CN117691168A - 电芯、二次电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电芯、二次电池及用电设备。其包括集流体，集流体包括：集流体以及覆盖在集流体上的活性物质涂层；其中，集流体具有覆盖活性物质涂层的第一区域以及未覆盖活性物质涂层的第二区域；其中，第一区域设置有避让缺口，避让缺口用于避让相邻集流体的所述第二区域，第二区域形成集流体的极耳；所述集流体的宽度为W，电芯厚度为H，避让缺口面积为S1，第二区域面积为S2，满足S1+S2＜3.6W。这样的设计在堆叠形成裸电芯以后，极耳会被容纳在裸电芯主体区域内，不需要在裸电芯头部主体区域外设置多极耳转接焊，可以提升空间利用率；同时，通过将S1+S2的最大值设定为小于3.6W，确保电芯的能量密度整体增加。

Description

电芯、二次电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种电芯、二次电池及用电设备。

背景技术

叠片电芯是采用层压技术将多个正负集流体单元叠压在一起，电流可以依次流经各个集流体单元。在叠片过程中，各集流体之间需要使用隔膜进行绝缘和连接，以确保它们可以协调工作，并稳定地提供电能。叠层结构意味着电池可以作为多极电池进行工作，使得电池本身的电阻更小，从而在充电或放电时产生的热量更少，让电池的使用寿命变得更长。

多极耳设计的叠片电芯中，需要把多层空箔沿一个方向收拢和裁切形成极耳群，再与额外的极耳连接片连接。这样的极耳结构设计会导致电极组件和壳体之间存在较大的间隙，降低空间利用率。

发明内容

本申请实施例旨在提供一种集流体、电极组件、电芯、二次电池及用电设备，可解决现有技术中叠片电芯空间利用率低的技术问题。

本申请实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

根据本申请的第一方面，本申请公开了一种叠片电芯，包括极片，极片包括 ：集流体以及活性物质涂层；极片具有覆盖活性物质涂层的第一区域以及未覆盖活性物质涂层的第二区域；

其中，第一区域设置有避让缺口，避让缺口用于避让相邻集流体的所述第二区域，第二区域形成集流体的极耳；

所述极片的宽度为Wmm，电芯厚度为Hmm，避让缺口面积为S1mm²，第二区域面积为S2mm²，满足S1+S2＜A*W, A为3.6mm。

这样，在堆叠形成裸电芯以后，极耳会被容纳在裸电芯主体区域内，不需要在裸电芯头部主体区域外设置多极耳转接焊，可以提升空间利用率；同时，通过将S1+S2的最大值设定为小于3.6W，确保电芯的能量密度整体增加。

可选地，当H＞7mm时，满足S1+S2＜A*W, A为3.6mm。

通过将S1+S2的最大值设定为小于3.6W，在H＞7mm的厚型电芯上实施该结构能确保能量密度整体增加。

可选地，当H≤7mm，满足S1+S2＜B*W, B为1.6mm。

通过将S1+S2的最大值设定为小于（1.6mm）* W，在H≤7mm的电芯上实施该结构能确保能量密度整体增加。

可选的，H≤7mm，S1+S2＜C*W, C为1.0mm，进一步的确保能量密度的增加。

可选地，避让缺口的面积S1为5-100mm²；第二区域的面积S2为5-100mm²。

可选地，避让缺口的面积S1为10-60mm²；第二区域的面积S2为10-60mm²。

可选地，极片具有多个端角；其中，避让缺口设置在极片的其中一个端角；第二区域位于极片的另一个端角。

将避让缺口和第二区域设置在极片不同的端角，使得集流体位于端角处的部分充当极耳，降低电极组件与电芯封装壳之间的空隙，提升能量密度。

可选地，极片呈矩形，具有相互平行的第一侧边和第二侧边、垂直于第一侧边的第三侧边以及垂直于第二侧边的第四侧边；其中，避让缺口位于第一侧边和第三侧边形成的第一端角；第二区域位于第一侧边和第四侧边形成的第二端角。

可选地，集流体存在平行于第三侧边的第一方向，及平行于第一侧边的第二方向；第二区域在第一方向上的最大尺寸为1-15mm；并且在第二方向上的最大尺寸为1-15mm；在第一方向上，第一侧边临近第三侧边的一端与第三侧边的距离为1-15mm；并且在第二方向上，第三侧边临近第一侧边的一端与第一侧边的距离为1-15mm。

这样，将极耳的尺寸限制在合理范围内，既能避免极耳尺寸过大，降低电芯的能量密度，又能避免极耳尺寸过小，导致电连接性差。

可选地，第二区域在第一方向上的最大尺寸为3-10 mm；并且在第二方向上的最大尺寸为3-10mm；在所述第一方向上，所述第一侧边临近所述第三侧边的一端与所述第三侧边的距离为3-10mm；并且在所述第二方向上，所述第三侧边临近所述第一侧边的一端与所述第一侧边的距离为3-10mm。

可选地，避让缺口和第二区域均呈多边形；其中，组成多边形的线段数量为3至8。

可选地，电芯还包括电极组件，电芯组件包括：层叠设置的多个阳极极片、阴极极片以及位于阳极极片和阴极极片之间的隔离膜；其中，多个阳极极片；每个所述阳极极片由以上所述的集流体涂覆阳极活性物质制成；其中，沿电极组件厚度方向观察，阳极极片的极耳位于第一位置，阳极极片设置的避让缺口位于第二位置；多个阴极极片；每个阴极极片由以上的集流体涂覆阴极活性物质形成；其中，沿电极组件厚度方向观察，阴极极片的极耳位于第二位置，阴极极片设置的避让缺口位于第一位置；隔离膜；沿电极组件厚度方向观察，隔离膜在所述第一位置和第二位置均设置有避让缺口；其中，多个阳极极片和阴极极片之间层叠设置，隔离膜位于阳极极片和阴极极片之间；位于相同位置的多个极耳形成一个极耳群；在一个所述极耳群中，任意两个相邻的极耳之间的至少一部分区域相互接触，形成电连接。

这样，在阳极极片与阴极极片堆叠形成裸电芯以后，极耳会被容纳在裸电芯主体区域内，不需要在裸电芯头部主体区域外设置多极耳转接焊，可以提升空间利用率，而且在机械滥用时，极耳聚拢形成的极耳群不容易受冲击，摆动，扭曲，避免出现极耳与裸电芯集流体短路等安全问题。

可选地，极耳群由位于相同位置的多个极耳，沿接近电极组件的厚度中心的方向倾斜形成；其中，厚度中心选自：在电极组件在厚度方向上，远离电极组件的两侧表面的中间区域内的任意一点。

可选地，在厚度方向上，极耳群与电极组件其中一侧表面之间的距离在0.3T至0.7T之间；其中，T为电极组件的厚度。

可选地，对于所述极耳群中的任意一个极耳，所述极耳与所述极耳所在的极片的集流体表面之间的夹角大于90°。

这样能够避免相邻的极耳之间错位公差，导致极耳的边沿向外翘起，与相邻极耳贴合不紧密，影响极耳群的导电性能。而将预设夹角设置为大于90°，则相邻两个极耳沿着归拢方向趋于平行，这样相互之间贴合更紧密，使得极耳群的电阻降低，提升充放电的效率。

根据本申请第二方面，本申请还公开了另一种电芯，包括：以上所述的电极组件；封装壳，电极组件收纳于封装壳内；至少两个极耳连接片；其中，一个极耳连接片与电极组件的一个极耳群电连接，极耳连接片一端与极耳群电连接，另一端延伸至封装壳外侧，以形成电能传输通道。

可选地，极耳连接片的设置在如下位置中的其中一个： 极耳群在厚度方向上的上表面；极耳群在厚度方向上的下表面；或者极耳群内部的任意两个相邻的极耳之间。

根据本申请第三方面，本申请还公开了一种二次电池，包括：电池壳体；以及以上的电芯，电芯被收容在电池壳体内。

根据本申请第四方面，本申请还公开了一种用电设备，包括：以上的二次电池。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1为本申请实施例中，极片的结构示意图；

图2为本申请实施例中，极片的剖视图；

图3为本申请实施例中，电极组件的结构示意图；

图4为本申请实施例中，电极组件的装配图；

图5为本申请实施例中，电极组件的立体结构示意图；

图6为本申请实施例中，电极组件的俯视图；

图7为图6中C-C剖视图；

图8为本申请实施例中，电芯的局部结构示意图。

附图标号及对应含义：

极片100；

集流体1、第一侧边101、第二侧边102，第三侧边103、第四侧边104，极耳10、阳极极耳10a、阴极极耳10b、第一区域11、第二区域12、极耳群13、阳极极耳群131、阴极极耳群132；

活性物质层2、阳极活性物质21、阴极活性物质22；

避让缺口3、阳极避让缺口31、阴极避让缺口32；

电极组件4、阳极极片41、阴极极片42、隔离膜43、第一位置44、第二位置45；

封装壳5、封印区50；

极耳连接片6、密封胶区60。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”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”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而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，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。除非另外定义，本申请的实施例中使用的“平行”、“垂直”和“相同”等特征均包括严格意义上的“平行”、“垂直”、“相同”等情况，以及“大致平行”、“大致垂直”、“大致相同”等包含一定误差的情况。例如，上述的“大致”可表示所比较的对象的差值为所比较的对象的平均值的10％，或者5％之内。在本申请的实施例的下文中没有特别指出一个部件或元件的数量时，意味着该部件或元件可以是一个也可以是多个，或可理解为至少一个。“至少一个”指一个或多个，“多个”指至少两个。

除非另有定义，本说明书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，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本申请的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。

本申请公开了一种叠片电芯，包括极片100，如图1及图2所示，极片100包括集流体1以及覆盖在集流体1上的活性物质涂层2，集流体1具有覆盖活性物质涂层2的第一区域11以及未覆盖活性物质涂层的第二区域12。集流体1为箔片，对极片100表面进行激光清洗、溶剂擦拭或贴胶撕除等工艺进行处理，将极片100局部的活性物质涂层2去除以形成第二区域12，第二区域12处裸露的空箔形成极片100的极耳10。其中，第一区域11设置有避让缺口3，避让缺口3用于多个极片100相互层叠设置时，露出相邻极片100的第二区域12，便于相同极性的相邻两个极耳10相互接触，也即避让缺口3在两个间隔的极耳10相互聚拢时起到避空作用。

现有叠片电芯极耳位于电极组件外部，容易受到冲击和摆动，安全风险较高。另外，沿一个方向收拢空箔的方式会导致收拢位置加厚，占用空间较大。

本实施例在堆叠形成裸电芯以后，极耳10会被容纳在裸电芯主体区域内，不需要在裸电芯头部主体区域外设置多极耳转接焊，可以提升空间利用率，而且在机械滥用时，极耳聚拢形成的极耳群不容易受冲击，摆动，扭曲，避免出现极耳与裸电芯集流体短路等安全问题。

本实施例中，裸电芯中相邻两个同极性的极片100之间间隔有一个相反极性的极片100，而该两个同极性的极耳10通中间相反极性极片100上的避让缺口3才能相互聚拢以实现电连接，从而形成极耳群。

现有的叠片电芯，由于多层空箔的极耳10沿一个方向收拢和裁切形成极耳群，这样随着极片100叠加的数量增多电芯厚度H随之增加，极耳群厚度也随之增加。这样，电极组件与封装壳之间的间隙K随着电芯厚度H的增加而变大，因而由于间隙K导致封装壳内部折损面积S0也随之增大，折损面积S0越大，参与电化学反应的活性物质占比越低，电芯能量密度越低。其中，S0=KW，W为极片100宽度。

具体地，在行业中，当电芯厚度H＞7mm时，电极组件与封装壳之间的空隙K1为4mm，对应的折损面积S0=K1W；当H≤7mm时，电极组件与封装壳之间的空隙K2为2mm，对应的折损面积S0=K2W。

本实施例中，极片100第二区域12处的空箔形成极片100，采用该极片100制造的电芯可将电极组件与封装壳之间的间隙K3降低到0.4mm，对应的折损面积S0=（0.4mm）*W。

这样，相较于现有技术，当电芯厚度H＞7mm时，电芯收益面积△S1=(K1-K3)W=（3.6mm）*W；当电芯厚度H≤7mm时，电芯收益面积△S1=(K2-K3)W =（1.6mm）*W。其中，电芯收益面积为活性物质增加的面积，电芯收益面积越大，相同尺寸的电芯能量密度越大。

但由于本实施例中的极片100存在第一区域11和第二区域12，而第一区域11和第二区域12需要洗去集流体1表面的部分活性物质，这样又导致降低活性物质所占空间的损益面积△S2增大。其中，△S2=S1+S2，S1为避让缺口3的面积，S2为第二区域12的面积。

为了确保电芯的能量密度增大，本实施例中△S2<△S1，这样只要确保S1+S2的最大值小于3.6W，就可确保H＞7mm的厚型电芯能量密度整体相对于现有技术是增大的。因而，本实施例中第一区域11和第二区域12的总面积小于(3.6mm)*W，也即，S1+S2<A*W, A为3.6mm。

进一步地，本实施例为了能够使得H≤7mm的薄型电芯能量密度整体增大，本实施例中第一区域11和第二区域12的总面积小于（1.6mm*W），也即，S1+S2<B*W，B为1.6mm。

进一步地，为了能够使得H≤7mm的薄型电池电芯能量密度整体增大，限定本实施例中第一区域11和第二区域12的总面积小于（1.0mm*W），即S1+S2＜C*W, C为1.0mm。

本实施例中，由于避让缺口3的用途是为了露出极耳10，若第二区域12面积超过第一区域11，则第二区域12超出部分无法露出，因而并无实际意义，反而造成活性物质非必要损失。反之，第一区域11面积大于第二区域12时，不仅极耳10露出，还使得部分活性物通过避让缺口3露出，同样造成活性物质不必要损失。因而，本实施例中，避让缺口3的面积S2等于第二区域12的面积S1，确保电芯能量密度最大化。

由于两个极耳10之间重叠面积越大，则该两个极耳10的电连接性越好。而避让缺口3或者第二区域12的面积越大，则电芯的能量密度损失越多。当避让缺口3的面积小于5mm²时，极耳10的面积太小，会造成相邻两个极耳10接触不良，影响极耳群的电连接性，当避让缺口3面积大于100mm²，又使电芯整体的能量密度过低，因而为了保证极耳10聚拢形成极耳群时具有良好的电连接性，本实施例中，避让缺口3的面积为5-100mm²。

在关注电芯能量密度的考虑下，避让缺口3的面积S1和第二区域12的面积S2优选5-60mm²，在这个范围内，能够保证能量密度最高，且多个极耳10之间的电连接性能较强，能够符合安全要求。

进一步的，避让缺口3的面积S1和第二区域12的面积S2优选10-40mm²，在这个范围内，进一步的提升能量密度和极耳10的电连接性能。

如图1及图2所示，极片100具有多个端角，避让缺口3与第二区域12分别位于两个不同的端角处。具体地，如图1所示，本实施例以下以极片100为矩形作为实施例性说明，极片100具有形成矩形的一组平行边第一侧边101和第二侧边102，以及另一组平行边第三侧边103和第四侧边104，其中，第一侧壁板101连接第三侧边103与第四侧边104的一端，第二侧边102连接第三侧边103与第四侧边104的另一端。其中，第一侧边101与第三侧边103连接处形成第一端角，第一侧边101与第四侧边104的连接处形成第二端角，避让缺口3设置于第一端角处，第二区域12位于第二端角处。本实施例中，如图1所示，避让缺口3和第二区域12的具体结构为设置在第一端角的倒角。

本实施例中，避让缺口3及第二区域12的倒角斜边为多边形，其边数量在3至8之间。也即，避让缺口3及第二区域12的倒角斜边可以是三条线段至8条线段。

如图3及图4所示，本申请实施例还公开了由上述极片100叠压而成的电极组件4，电极组件4包括层叠设置的多个阳极集流体41、多个阴极集流体42，以及位于阳极集流体41和阴极集流体42之间的隔离膜43。

多个阳极极片41、阴极极片42及隔膜43可按照如下方式进行堆叠：①阳极极片41、隔膜43、阴极极片42、隔膜43，按此顺序依次循环堆叠；②或阴极极片42、隔膜43、阳极极片41、隔膜43，按此顺序依次循环堆叠；③或阳极极片41上下两面先与隔膜43进行热压复合，再依次与阴极极片42，复合，再复核阳极极片41，按此顺序依次循环堆叠；④或阴极极片42上下两面先与隔膜43进行热压复合，再依次堆叠阳极极片41，阴极极片42，按此顺序依次循环堆叠。

具体地，如图2所示，集流体1表面涂布的活性物质涂层2包括阳极活性物质21和阴极活性物质22。如图4所示，极耳10根据极片100的极性不同，还包括阳极极耳10a和阴极极耳10b。根据用于避让的极耳10极性的不同，避让缺口3还包括设置在阴极极片42上的阳极避让缺口31，以及设置在阳极极片41上的阴极避让缺口32，阳极避让缺口31用于避让阳极极耳10a，阴极避让缺口32用于避让阴极极耳10b。

每个阳极极片41由集流体1涂覆阳极活性物质21制成，每个阴极极片42由集流体1涂覆阴极活性物质22制成。其中，沿电极组件4厚度方向的视角观察（俯视），阳极极片41的阳极极耳10a位于第一位置44，阳极极片41设置的阴极避让缺口32位于第二位置45；阴极极片42的阴极极耳10b位于第二位置45，阴极极片42设置的阳极极避让缺口31位于第一位置44。也即，避让缺口3和极耳10在阳极极片41和阴极极片42上的位置相反设置。

隔离膜43在第一位置44和第二位置45均设置有避让缺口3，也即，隔离膜43在第一位置44设有阳极避让缺口31，在第二位置45均设置有阴极避让缺口32。这样，阳极极耳10a与阳极避让缺口31均位于第一位置44，阴极极耳11与阴极避让缺口32均位于第二位置45。位于相同位置的多个极耳10形成一个极耳群13。具体地，阳极极耳10a透过隔离膜43及阴极极片42的阳极避让缺口31与相邻的阳极极耳10a相互聚拢，以形成对应阳极极片41的阳极极耳群131。阴极极耳10b透过隔离膜43及阳极极片41的阴极避让缺口32与相邻的阴极极耳10b相互聚拢，已形成与阴极极片42对应的阴极极耳群132。

在一个极耳群13中，任意两个相邻的极耳10之间的至少一部分区域相互接触，形成电连接。也即，在对应阳极极片41的极耳群13中，相邻的两个阳极极耳10a之间沿着聚拢方向搭接。

如图4所示，极耳群13由位于相同位置的多个极耳10向电极组件4的厚度中心的方向倾斜形成。其中，厚度中心位于在电极组件4在厚度方向上位于中间区域的一点，该点远离电极组件4的两侧最外层的极耳10。即，阳极极耳群131由位于两侧的阳极极耳10a向位于中心的阳极极耳10a收拢而形成。阴极极耳群132由位于两侧的阴极极耳10b向位于中心的阴极极耳10b收拢而形成。

如图5所示，收拢后的极耳群13距离最外侧极耳10的距离d5在0.3T至0.7T之间，其中，T为电极组件4的厚度。

另外，本实施例中，如图7所示，对于极耳群13中任意一个极耳10，极耳与与极耳所在极片的集流体表面之间形成预设夹角a，该预设夹角a大于90°，这样能够避免相邻的极耳10之间错位公差，导致极耳10的边沿向外翘起，与相邻极耳10贴合不紧密，影响极耳群13的导电性能。而将预设夹角a设置为大于90°，则相邻两个极耳10沿着归拢方向趋于平行，这样相互之间贴合更紧密，使得极耳群13的电阻降低，提升充放电的效率。

本申请实施例还公开了一种电芯，如图5及图6所示，包括电极组件4及用于收纳电极组件4的封装壳5，和至少两个极耳连接片6，每个极耳连接片6与电极组件4的一个极耳群13电连接，以形成电能传输通道。具体地，如图8所示，封装壳5内灌注有电解液，电极组件4封装于封装壳5内。极耳连接片6一端位于封装壳5内部，且与极耳群13电连接。其中，极耳连接片6通过激光焊接或超声波焊接与极耳群13电连接，二者电连接的位置可以在极耳群13的中心位置，还可以在极耳群13的两侧表面。极耳连接片6设有密封胶区60，密封胶区60位于封装壳5的封印区50内，增加封印区50的密封性，避免电芯跌落时漏液。

叠层电芯实际生产中需要通过跌落测试及极耳连接板密封性测试。

其中，（1）跌落测试过程如下：

将样品按照规定的试验方法充满电后，按1m(电池组：1000mAh 以上1m；1000mAh以下或者预定使用高度高于1.0m的便携式电子产品1.5m)的跌落高度自由落体跌落于混凝土板上。圆柱型和纽扣型样品两个端面各跌落一次，圆柱面跌落两次，共计进行四次跌落试验；方型和软包装电芯样品每个面各跌落一次，共进行六次试验。对于电池组，试验后按照规定的充放电方法继续进行一次放电充电循环跌落

通过标准：电池应不起火、不爆炸。电池组应不起火、不爆炸、不漏液。电芯跌落通过率≥80%，认为是合格品（2）极耳连接板密封性测试：

基于实际电芯生产过程，收集极耳连接板6上的密封胶区60出离封印区50的比例P。

通过标准：P≤10%，认为产品合格，具备量产条件。

由于避让缺口3的面积S1和第二区域12的面积S3会影响极耳的尺寸，而极耳10的尺寸会影响极耳连接片6的密封胶区60与封印区50的相对位置，因而极耳10的尺寸大小关系到电芯的密封性能。具体来讲，极耳10的尺寸过小，会导致极耳群13与极耳连接片6接触面积过小，在跌落测试中容易导致极耳连接片6与极耳群13分离，使得电芯无法正常使用，且有阴极和阳极短路导致燃烧或爆炸的风险，从而影响跌落测试通过率；同时，极耳1尺寸过小还会使得极耳连接片6位置外移动，导致密封胶区60移出封印区50的比例增大，破坏电芯的密封性，导致密封性测试通过率低。而极耳10的尺寸设置过大，虽然可以大幅增加跌落测试通过率，减小密封胶区60出离密封区50的比例，但会挤占参与电化学反应部分的空间，使电芯能量密度下降。

因此，极耳10的尺寸既不能过大，降低电芯的能量密度，也不能过小，导致产品影响跌落测试与极耳连接片6进折边比例测试所要求的安全标准。为此，本申请发明人对极耳10的尺寸进行了大量的实验，其实验数据如下表：

本实施例中，能量密度等级是一个相对比较概念，表示当前样品能量密度与最佳能量密度之间的差异。

其中，能量密度等级越大，则表示两者之间的差异越大，相应的样品的能量密度越低。反之亦然，即能量密度等级越低，表示越接近最佳能量密度。当能量密度等级高于或等于10级则表明两者存在显著差异，可以评价为产品不合格。即，能量密度等级在1-9之间为合格品。根据实验数据可知，避让缺口3的面积S1和第二区域的面积S2在5-100mm²之间时，能量密度等级、跌落通过率、密封性测试未通过率都达标；当S1和S2在5-60mm²时，电芯能量密度较高，当S1和S2在10-40mm²之间，能量密度、跌落通过率、密封性测试均为较高水平。

本申请实施例还公开了一种二次电池，以及包括该二次电池的用电设备，其中，二次电池包括电池壳体和收容于电池壳体内的上述电芯。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述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：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (20)

1.一种电芯，包括多个层叠设置的极片，所述极片包括：集流体以及活性物质涂层；其特征在于，所述极片具有覆盖所述活性物质涂层的第一区域以及未覆盖所述活性物质涂层的第二区域；

其中，所述第一区域设置有避让缺口，所述避让缺口用于避让相邻所述极片的第二区域，所述第二区域形成所述电芯的极耳；

所述极片的宽度为Wmm，所述避让缺口面积为S1 mm²，所述第二区域面积为S2 mm²，满足S1+S2＜A*W, A为3.6mm。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，

所述电芯厚度为H，H＞7mm。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯厚度为H ，H≤7mm，满足S1+S2＜B*W, B为1.6mm。

4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于， S1+S2＜C*W, C为1.0mm。

5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述避让缺口的面积S1为5-100mm²；所述第二区域的面积S2为5-100mm²。

6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述避让缺口的面积S1为5-60mm²；所述第二区域的面积S2为5-60mm²。

7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，

所述避让缺口的面积S1为10-40mm²，所述第二区域的面积S2为10-40mm²。

8.根据权利要求1-7任意一项所述的电芯，其特征在于，所述极片具有多个端角；

其中，所述避让缺口设置在所述极片的其中一个端角；所述第二区域位于所述极片的另一个端角。

9.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述极片具有相互平行的第一侧边和第二侧边、垂直于所述第一侧边的第三侧边以及垂直于所述第二侧边的第四侧边；

其中，所述避让缺口位于所述第一侧边和所述第三侧边形成的第一端角；所述第二区域位于所述第一侧边和所述第四侧边形成的第二端角。

10.根据权利要求9所述的电芯，其特征在于，所述极片存在平行于所述第三侧边的第一方向，及平行于所述第一侧边的第二方向；

所述第二区域在第一方向上的最大尺寸为1-15mm；并且在第二方向上的最大尺寸为1-15mm；

在所述第一方向上，所述第一侧边临近所述第三侧边的一端与所述第三侧边的距离为1-15mm；并且在所述第二方向上，所述第三侧边临近所述第一侧边的一端与所述第一侧边的距离为1-15mm。

11.根据权利要求10所述的电芯，其特征在于，所述第二区域在第一方向上的最大尺寸为3-10mm；并且在第二方向上的最大尺寸为3-10mm；

在所述第一方向上，所述第一侧边临近所述第三侧边的一端与所述第三侧边的距离为3-10mm；并且在所述第二方向上，所述第三侧边临近所述第一侧边的一端与所述第一侧边的距离为3-10mm。

12.根据权利要求1-7任意一项所述的电芯，其特征在于，所述避让缺口和所述第二区域的均呈多边形；

其中，组成所述多边形的线段数量为3至8。

13.根据权利要求1-7任一项所述的电芯，其特征在于，还包括电极组件，所述电极组件包括：层叠设置的多个阳极极片、阴极极片以及位于所述阳极极片和阴极极片之间的隔离膜；

多个阳极极片；每个所述阳极极片由所述集流体涂覆阳极活性物质制成；其中，沿所述电极组件厚度方向观察，所述阳极极片的极耳位于第一位置，所述阳极极片设置的避让缺口位于第二位置；

多个阴极极片；每个所述阴极极片由所述集流体涂覆阴极活性物质形成；其中，沿所述电极组件厚度方向观察，所述阴极极片的极耳位于所述第二位置，所述阴极极片设置的避让缺口位于所述第一位置；

隔离膜；沿所述电极组件厚度方向观察，所述隔离膜在所述第一位置和第二位置均设置有避让缺口；

其中，多个所述阳极极片和所述阴极极片之间层叠设置，所述隔离膜位于所述阳极极片和阴极极片之间；

位于相同位置的多个极耳形成一个极耳群；在一个所述极耳群中，任意两个相邻的极耳之间的至少一部分区域相互接触，形成电连接。

14.根据权利要求13所述的电芯，其特征在于，所述极耳群由位于相同位置的多个极耳沿向所述电极组件的厚度中心的方向倾斜形成；

其中，所述厚度中心选自：在所述电极组件在厚度方向上，远离所述电极组件的两侧表面的中间区域内的任意一点。

15.根据权利要求13所述的电芯，其特征在于，在所述厚度方向上，所述极耳群与所述电极组件其中一侧表面之间的距离在0.3T至0.7T之间；

其中，T为所述电极组件的厚度。

16.根据权利要求13所述的电芯，其特征在于，对于所述极耳群中的任意一个极耳，所述极耳与所述极耳所在的极片的集流体表面之间的夹角大于90°。

17.根据权利要求13所述的电芯，其特征在于，还包括：

封装壳，所述电极组件收纳于所述封装壳内；

至少两个极耳连接片；

其中，一个所述极耳连接片与所述电极组件的一个极耳群电连接，所述极耳连接片一端与所述极耳群电连接，另一端延伸至所述封装壳外侧，以形成电能传输通道。

18.根据权利要求17所述的电芯，其特征在于，所述极耳连接片设置在如下位置中的其中一个：

所述极耳群在厚度方向上的上表面；

所述极耳群在厚度方向上的下表面；或者

所述极耳群内部的任意两个相邻的极耳之间。

19.一种二次电池，其特征在于，包括：

电池壳体；以及

如权利要求1-18任一项所述的电芯，所述电芯被收容在所述电池壳体内。

20.一种用电设备，其特征在于，包括：如权利要求19所述的二次电池。