CN117996154A - 电芯、用电设备及电芯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电芯、用电设备及电芯的制备方法，该电芯包括隔膜、第一活性物质膜片以及第一集流体，沿隔膜的厚度方向，隔膜具有相对的两个表面，第一活性物质膜片涂覆于两个表面的其中一个上，第一集流体设置于第一活性物质膜片远离隔膜的表面。能够减小第一活性物质膜片与隔膜之间的间隙，使得金属离子不易残留在电解液中，电芯的容量不易降低；并且间隙内需要填充的电解液较少，能够减小金属离子析出并刺穿隔膜的风险；进一步地，隔膜不易相对第一活性物质膜片和第一集流体产生位移，进而能够减小第一集流体与其他结构产生短路的可能性；在卷绕式电芯中，还能够减小电芯在卷绕时第一活性物质膜片与隔膜分离的可能性。
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、用电设备及电芯的制备方法。
背景技术
随着电子信息技术的飞速发展，各种电子设备也朝着智能化和多功能化的方向发展，对电池的安全性及使用寿命的要求也越来越高。因此，如何提高电池的安全性及使用寿命成为电池领域亟待解决的问题。
发明内容
本申请提供一种电芯、用电设备及电芯的制备方法，能够提高电芯的安全性及使用寿命。
第一方面，本申请提供一种电芯，电芯包括隔膜、第一活性物质膜片以及第一集流体，沿隔膜的厚度方向，隔膜具有相对的两个表面，第一活性物质膜片涂覆于两个表面的其中一个上，第一集流体设置于第一活性物质膜片远离隔膜的表面。
在上述技术方案中，电芯包括隔膜、第一活性物质膜片以及第一集流体，沿隔膜的厚度方向，隔膜具有相对的两个表面，第一活性物质膜片涂覆于两个表面的其中一个上，能够减小第一活性物质膜片与隔膜之间的间隙，使得金属离子在间隙内的电解液中运输路径较短，金属离子不易残留在电解液中，电芯的容量不易降低，能够延长电芯的使用寿命；并且间隙内需要填充的电解液较少，不易由于电解液的减少而造成间隙的部分空间被空气填充，进而能够减小金属离子析出并刺穿隔膜的风险；进一步地，隔膜不易相对第一活性物质膜片和第一集流体产生位移，进而能够减小第一集流体与其他结构产生短路的可能性；在卷绕式电芯中，还能够便于电芯的卷绕成形，减小电芯在卷绕时第一活性物质膜片与隔膜分离的可能性。
在本申请的一些实施例中，第一集流体为金属箔材。
在上述技术方案中，第一集流体为金属箔材，能够实现第一集流体的导电功能，且能够增强第一集流体、第一活性物质膜片组成的第一极片的强度。
在本申请的一些实施例中，第一集流体为金属粉末层。
在上述技术方案中，第一集流体为金属粉末层，能够实现第一集流体的导电功能，且通过喷涂形成，能够制备较薄的第一集流体，提高电芯的能量密度，同时金属粉末层的孔隙率较高，有利于电解液的浸润，能够提高金属离子的传输效率。
在本申请的一些实施例中，第一集流体的厚度为D，满足1μm≤D＜4μm。
在上述技术方案中，由于一般第一活性物质膜片设置在第一集流体上，第一集流体需要起到对第一活性物质膜片的支撑作用，因此第一集流体的厚度较大。而本申请中，第一集流体设置于第一活性物质膜片远离隔膜的表面，第一集流体仅起集流作用而无需支撑第一活性物质膜片，可以使得第一集流体的厚度较小。当第一集流体的厚度D大于或等于1μm，能够便于第一集流体的制备，并且第一集流体能够实现导电功能；当第一集流体的厚度D小于4μm，能够使得第一集流体占用的空间较小，电芯的能量密度较高；因此，当第一集流体的厚度D满足1μm≤D＜4μm，既能够便于第一集流体的制备，使得第一集流体能够实现导电功能，又能够使得第一集流体占用的空间较小，电芯的能量密度较高。
在本申请的一些实施例中，第一集流体远离第一活性物质膜片的一侧设置有第一凹槽，并且第一凹槽贯穿第一集流体，使得电解液能够经第一凹槽直接浸润至第一活性物质膜片表面，加快电解液的浸润速度，并使得电解液浸润更加充分，便于后续电芯中金属离子的传输。
在本申请的一些实施例中，第一活性物质膜片靠近第一集流体的一侧设置有第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽连通。
在上述技术方案中，第一活性物质膜片靠近第一集流体的一侧设置有第二凹槽，第二凹槽与第一凹槽连通，使得电解液能够经第一凹槽、第二凹槽直接浸润至第一活性物质膜片内，进一步加快电解液的浸润速度，并使得电解液浸润更加充分，便于后续电芯中金属离子的传输。
在本申请的一些实施例中，第一集流体呈格栅状。
在上述技术方案中，第一集流体呈格栅状，能够使得第一集流体占用的空间更小，电芯的能量密度更高，并且能够使得第一活性物质膜片的部分外露，便于电解液浸润至第一活性物质膜片，从而便于后续电芯中金属离子的传输。
在本申请的一些实施例中，第一集流体靠近第一活性物膜片的一侧设置有凸起，凸起嵌设于第一活性物质膜片内。
在上述技术方案中，第一集流体靠近第一活性物膜片的一侧设置有凸起，凸起嵌设于第一活性物质膜片内，能够增大第一集流体与第一活性物质膜片的连接面积，加快第一集流体和第一活性物质膜片之间的电子传输，并且使得第一集流体和第一活性物质膜片之间的连接强度更大。
在本申请的一些实施例中，沿第一集流体的厚度方向，凸起贯穿第一活性物质膜片。
在上述技术方案中，沿第一集流体的厚度方向，凸起贯穿第一活性物质膜片，能够进一步增大第一集流体与第一活性物质膜片的连接面积，加快第一集流体和第一活性物质膜片之间的电子传输，并且使得第一集流体和第一活性物质膜片之间的连接强度更大；还能够将第一活性物质膜片分隔成多个部分，适用于柔性电芯。
在本申请的一些实施例中，沿远离第一集流体的方向，凸起的横截面积逐渐减小。
在上述技术方案中，沿远离第一集流体的方向，凸起的横截面积逐渐减小，便于凸起插入第一活性物质膜片内。
在本申请的一些实施例中，电芯还包括第二活性物质膜片及第二集流体；第二活性物质膜片涂覆于两个表面的另一个上，第二集流体设置于第二活性物质膜片远离隔膜的表面。
在上述技术方案中，电芯还包括第二活性物质膜片及第二集流体，第二活性物质膜片涂覆于两个表面的另一个上，能够减小第二活性物质膜片与隔膜之间的间隙，使得金属离子在间隙内的电解液中运输路径较短，金属离子不易残留在电解液中，电芯的容量不易降低，能够延长电芯的使用寿命；并且间隙内需要填充的电解液较少，不易由于电解液的减少而造成间隙的部分空间被空气填充，进而能够减小金属离子析出并刺穿隔膜的风险；进一步地，隔膜不易相对第二活性物质膜片和第二集流体产生位移，进而能够减小第二集流体与其他结构产生短路的可能性；在卷绕式电芯中，还能够便于电芯的卷绕成形，减小电芯在卷绕时第二活性物质膜片与隔膜分离的可能性。通过设置第一活性物质膜片和第二活性物质膜片，还能够使得活性物质的体积更大，电芯的能量密度更大。第一活性物质膜片与第二活性物质膜片极性相反。
第二方面，本申请实施例提供一种用电设备，包括如上述的电芯。
第三方面，本申请实施例提供一种电芯的制备方法，包括：
在隔膜的一个表面上涂覆第一活性物质膜片；
将第一集流体设置于第一活性物质膜片远离隔膜的表面。
在上述技术方案中，通过在隔膜的一个表面上涂覆第一活性物质膜片，能够减小第一活性物质膜片与隔膜之间的间隙，使得金属离子在间隙内的电解液中运输路径较短，金属离子不易残留在电解液中，电芯的容量不易降低，能够延长电芯的使用寿命；并且间隙内需要填充的电解液较少，不易由于电解液的减少而造成间隙的部分空间被空气填充，进而能够减小金属离子析出并刺穿隔膜的风险；进一步地，隔膜不易相对第一活性物质膜片和第一集流体产生位移，进而能够减小第一集流体与其他结构产生短路的可能性；在卷绕式电芯中，还能够便于电芯的卷绕成形，减小电芯在卷绕时第一活性物质膜片与隔膜分离的可能性。
在本申请的一些实施例中，在隔膜的一个表面上涂覆第一活性物质膜片，包括：将第一活性物质原料涂覆在隔膜上并干燥，形成第一活性物质膜片。
在上述技术方案中，将第一活性物质原料涂覆在隔膜上并干燥，形成第一活性物质膜片，制备工艺简单，成本较低。
在本申请的一些实施例中，将第一集流体设置于第一活性物质膜片远离隔膜的表面，包括：将第一集流体原料涂覆在第一活性物质膜片远离隔膜的表面，以形成第一集流体。
在上述技术方案中，将第一集流体原料涂覆在第一活性物质膜片远离隔膜的表面，以形成第一集流体，制备工艺简单，成本较低。
在本申请的一些实施例中，将第一集流体原料涂覆在第一活性物质膜片远离隔膜的表面，包括：
在第一活性物质膜片远离隔膜的一侧设置第一掩模版；
将第一集流体原料涂覆在第一掩模版上，以形成格栅状的第一集流体。
在上述技术方案中，通过第一掩模版制备形成格栅状的第一集流体，能够使得第一集流体占用的空间更小，电芯的能量密度更高，还能够使得第一活性物质膜片的部分外露，便于电解液浸润至第一活性物质膜片，从而便于后续电芯中金属离子的传输。并且节省第一集流体原料。
在本申请的一些实施例中，电芯的制备方法还包括：
通过激光蚀刻，在第一集流体远离第一活性物质膜片的一侧形成第一凹槽，且第一凹槽贯穿第一集流体。
在上述技术方案中，通过激光蚀刻，精度较高，操作简便；在第一集流体远离第一活性物质膜片的一侧形成贯穿第一集流体的第一凹槽，使得电解液能够经第一凹槽到达第一活性物质膜片，从而能够加快电解液的浸润速度，并使得电解液浸润更加充分，便于后续电芯中金属离子的传输。
在本申请的一些实施例中，电芯的制备方法还包括：
通过激光蚀刻在第一活性物质膜片上形成与第一凹槽连通的第二凹槽。
在上述技术方案中，通过激光蚀刻，精度较高，操作简便；在第一集流体上形成贯穿第一集流体的第一凹槽，并且在第一活性物质膜片上形成与第一凹槽连通的第二凹槽，使得电解液能够经第一凹槽、第二凹槽直接浸润至第一活性物质膜片内，进一步加快电解液的浸润速度，并使得电解液浸润更加充分，便于后续电芯中金属离子的传输。
在本申请的一些实施例中，通过激光蚀刻将第一集流体蚀刻为格栅状。
在上述技术方案中，通过激光蚀刻，精度较高，操作简便；并且格栅状的第一集流体占用的空间更小，电芯的能量密度更高，并且能够使得第一活性物质膜片的部分外露，便于电解液浸润至第一活性物质膜片，从而便于后续电芯中金属离子的传输。
在本申请的一些实施例中，将第一集流体设置于第一活性物质膜片远离隔膜的表面，包括：将金属箔材制备成第一集流体。
在上述技术方案中，将金属箔材制备成第一集流体，使得第一集流体能够实现导电功能。
在本申请的一些实施例中，在隔膜的一个表面上涂覆第一活性物质膜片，包括：
将第一活性物质原料涂覆在隔膜的一个表面上，形成第一活性物质膜片；
将第一集流体设置于第一活性物质膜片远离隔膜的表面，包括：
制备格栅状的第一集流体；
在第一活性物质膜片的湿膜状态下，将第一集流体组装于第一活性物质膜片远离隔膜的表面，并烘干。
在上述技术方案中，在第一活性物质膜片的湿膜状态下，将第一集流体组装于第一活性物质膜片远离隔膜的表面，能够便于将成形的第一集流体与第一活性物质膜片进行组装，并且烘干后第一活性物质膜片和第一集流体的连接更牢固。
在本申请的一些实施例中，第一集流体的一侧具有凸起，在第一活性物质膜片的湿膜状态下，将第一集流体组装于第一活性物质膜片远离隔膜的表面，并烘干，包括：
在第一活性物质膜片的湿膜状态下，将第一集流体组装于第一活性物质膜片远离隔膜的表面，并使得凸起嵌入第一活性物质膜片，并烘干。
在上述技术方案中，在第一活性物质膜片的湿膜状态下，将第一集流体组装于第一活性物质膜片远离隔膜的表面，并使得凸起嵌入第一活性物质膜片，能够便于将成形的第一集流体的凸起嵌入第一活性物质膜片，并且烘干后第一活性物质膜片和第一集流体的连接更牢固。
在本申请的一些实施例中，电芯的制备方法还包括：
在隔膜远离第一活性物质膜片的表面涂覆第二活性物质膜片；
将第二集流体设置于第二活性物质膜片远离隔膜的表面。
在上述技术方案中，在隔膜远离第一活性物质膜片的表面涂覆第二活性物质膜片，能够减小第二活性物质膜片与隔膜之间的间隙，使得金属离子在间隙内的电解液中运输路径较短，金属离子不易残留在电解液中，电芯的容量不易降低，能够延长电芯的使用寿命；并且间隙内需要填充的电解液较少，不易由于电解液的减少而造成间隙的部分空间被空气填充，进而能够减小金属离子析出并刺穿隔膜的风险；进一步地，隔膜不易相对第二活性物质膜片和第二集流体产生位移，进而能够减小第二集流体与其他结构产生短路的可能性；在卷绕式电芯中，还能够便于电芯的卷绕成形，减小电芯在卷绕时第二活性物质膜片与隔膜分离的可能性。通过设置第一活性物质膜片和第二活性物质膜片，还能够使得活性物质的体积更大，电芯的能量密度更大。第一活性物质膜片与第二活性物质膜片极性相反。
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，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部分结构的剖视示意图；
图2为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图；
图3为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的一个视角的示意图；
图4为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图；
图5为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的一个视角的示意图；
图6为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图；
图7为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图；
图8为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图；
图9为本申请一些实施例提供的电芯的制备方法的流程示意图；
图10为本申请另一些实施例提供的电芯的制备方法的流程示意图；
图11为本申请另一些实施例提供的电芯的制备方法的流程示意图；
图12为本申请另一些实施例提供的电芯的制备方法的流程示意图；
图13为本申请另一些实施例提供的电芯的制备方法的流程示意图；
图14为本申请另一些实施例提供的电芯的制备方法的流程示意图；
图15为本申请另一些实施例提供的电芯的制备方法的流程示意图。
图标：10-电芯；100-隔膜；110-表面；200-第一活性物质膜片；210-第二凹槽；300-第一集流体；310-第一凹槽；320-凸起；400-第二活性物质膜片；500-第二集流体；X-隔膜的厚度方向；Y-第一集流体的长度方向；Z-第一集流体的宽度方向。
具体实施方式
为使本申请的目的、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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请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；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。
随着新能源行业的发展，电芯逐步朝着高能量密度、高功率密度的方向发展。电芯一般由隔膜和极片组成，极片包括集流体和活性物质膜片，目前一般是在集流体上设置活性物质膜片以组成极片，再将极片与隔膜层叠，使得极片的活性物质膜片与隔膜之间形成间隙，在电芯使用前期，电解液充足，能够填满间隙，但是较大的间隙会导致金属离子的运输路径较长，金属离子易残留在电解液中，造成电芯的容量降低，电芯的使用寿命较短；在电芯使用后期，电解液变少，无法填满间隙，会导致间隙内形成“断桥”(即间隙的部分空间被空气填充，隔断金属离子的运输路径)，“断桥”附近金属离子聚集会导致金属离子析出，并刺穿隔膜，电芯内部存在短路的风险；“断桥”区域中间会因为金属离子嵌入不足形成紫斑，电芯的循环容量急剧降低，进一步影响电芯的使用寿命。并且隔膜可能相对极片产生位移，造成集流体和活性物质膜片的部分外露，集流体上的毛刺可能贯穿活性物质膜片而与另一极性的极片产生短路，进而可能造成电芯热失控。在卷绕式电芯中，层叠的隔膜和极片在卷绕过程中容易使得隔膜和活性物质膜片之间的间隙进一步变大，会进一步减小电芯的容量和使用寿命。
为了提高电化学装置的安全性及使用寿命，本申请提供了一种电芯，电芯包括隔膜、第一活性物质膜片以及第一集流体，沿隔膜的厚度方向，隔膜具有相对的两个表面，第一活性物质膜片涂覆于两个表面的其中一个上，第一集流体设置于第一活性物质膜片远离隔膜的表面。
在这种结构的电芯中，电芯包括隔膜、第一活性物质膜片以及第一集流体，沿隔膜的厚度方向，隔膜具有相对的两个表面，第一活性物质膜片涂覆于两个表面的其中一个上，能够减小第一活性物质膜片与隔膜之间的间隙，使得金属离子在间隙内的电解液中运输路径较短，金属离子不易残留在电解液中，电芯的容量不易降低，能够延长电芯的使用寿命；并且间隙内需要填充的电解液较少，不易由于电解液的减少而造成间隙的部分空间被空气填充，进而能够减小金属离子析出并刺穿隔膜的风险；进一步地，隔膜不易相对第一活性物质膜片和第一集流体产生位移，进而能够减小第一集流体与其他结构产生短路的可能性；在卷绕式电芯中，还能够便于电芯的卷绕成形，减小电芯在卷绕时第一活性物质膜片与隔膜之间产生间隙的可能性。
本申请实施例提供的电芯可以是二次电池或一次电池，例如可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电化学装置可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。
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手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。
参见图1，图1为本申请一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图。
本申请实施例提供一种电芯10，电芯10包括隔膜100、第一活性物质膜片200以及第一集流体300，沿隔膜的厚度方向X，隔膜100具有相对的两个表面110，第一活性物质膜片200涂覆于两个表面110的其中一个上，第一集流体300设置于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面上。
通过将第一活性物质膜片200涂覆于两个表面110的其中一个上，能够减小第一活性物质膜片200与隔膜100之间的间隙，使得金属离子在间隙内的电解液中运输路径较短，金属离子不易残留在电解液中，电芯10的容量不易降低，能够延长电芯10的使用寿命；并且间隙内需要填充的电解液较少，不易由于电解液的减少而造成间隙的部分空间被空气填充，进而能够减小金属离子析出并刺穿隔膜的风险；进一步地，隔膜100不易相对第一活性物质膜片和第一集流体300产生位移，进而能够减小第一集流体300与其他结构产生短路的可能性。在卷绕式电芯10中，还能够便于电芯10的卷绕成形，减小电芯10在卷绕时第一活性物质膜片200与隔膜100分离的可能性。
在本申请的一些实施例中，第一集流体300为金属箔材。例如第一集流体300可以为铝材、铜材、镍材、钛材、不锈钢材、银材等，导电性能较好，能够实现第一集流体300的导电功能，且能够增强第一集流体300、第一活性物质膜片200组成的第一极片的强度。
在本申请的一些实施例中，第一集流体300为金属粉末层。例如第一集流体300可以为铝粉末层、铜粉末层、镍粉末层、钛粉末层、不锈钢粉末层、银粉末层等，导电性能较好，能够实现第一集流体300的导电功能，且通过喷涂形成，能够制备较薄的第一集流体300，提高电芯10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一集流体300的厚度为D，满足1μm≤D＜4μm。例如，D可以为1μm、2μm或3.9μm等。
由于一般第一活性物质膜片200设置在第一集流体300上，第一集流体300需要起到对第一活性物质膜片200的支撑作用，因此第一集流体300的厚度较大。而本申请中，第一集流体300设置于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面上，第一集流体300仅起集流作用而无需支撑第一活性物质膜片200，可以使得第一集流体300的厚度较小。当第一集流体300的厚度D大于或等于1μm，能够便于第一集流体300的制备，并且第一集流体300能够实现导电功能；当第一集流体300的厚度D小于4μm，能够使得第一集流体300占用的空间较小，电芯10的能量密度较高；因此，当第一集流体300的厚度D满足1μm≤D＜4μm，既能够便于第一集流体300的制备，使得第一集流体300能够实现导电功能，又能够使得第一集流体300占用的空间较小，电芯10的能量密度较高。
参见图2和图3，图2为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图，图3为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的一个视角的示意图。
在本申请的一些实施例中，第一集流体300远离第一活性物质膜片200的一侧设置有第一凹槽310且第一凹槽310贯穿第一集流体300。
通过使得沿第一集流体的厚度方向，第一凹槽310贯穿第一集流体300，使得电解液能够经第一凹槽310直接浸润至第一活性物质膜片200的表面，加快电解液的浸润速度，并使得电解液浸润更加充分，便于后续电芯10中金属离子的传输。
在一些实施例中，第一凹槽310的横截面为矩形(如图3所示)。便于第一凹槽310的制备。
其中，第一凹槽310的横截面为第一凹槽310在第一集流体的厚度方向的垂直面上的截面。第一集流体的厚度方向平行于隔膜的厚度方向X。
在另一些实施例中，第一凹槽310的横截面也可以为跑道形、椭圆形等。
在一些实施例中，沿第一集流体的厚度方向上靠近第一活性物质膜片200的方向，第一凹槽310的横截面积逐渐减小。能够便于第一凹槽310的制备，且便于电解液流入第一凹槽310。
在一些实施例中，第一凹槽310的纵截面为倒梯形(如图2所示)。其中，第一凹槽310的纵截面为第一凹槽310在第一集流体的宽度方向Z的垂直面上的截面。
在另一些实施例中，第一凹槽310的纵截面还可以为倒三角形、矩形等。
其中，需要说明的是，第一凹槽310虽然贯穿第一集流体300，但第一集流体300边缘位置仍然是连续状态(如图3所示)，即第一集流体300设置第一凹槽310后仍为一个整体，各部分相互电连通，以使得第一集流体保留集流功能。
参见图4，图4为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图。
在本申请的一些实施例中，第一活性物质膜片200靠近第一集流体300的一侧设置有第二凹槽210，第二凹槽210与第一凹槽310连通。
通过在第一活性物质膜片200靠近第一集流体300的一侧设置第二凹槽210，且第二凹槽210与第一凹槽310连通，使得电解液能够经第一凹槽310、第二凹槽210直接浸润至第一活性物质膜片200内，进一步加快电解液的浸润速度，并使得电解液浸润更加充分，便于后续电芯10中金属离子的传输。
参见图5，图5为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的一个视角的示意图。
在本申请的一些实施例中，第一集流体300呈格栅状。
通过使得第一集流体300呈格栅状，能够使得第一集流体300占用的空间更小，电芯10的能量密度更高，并且能够使得第一活性物质膜片200的部分外露，便于电解液浸润至第一活性物质膜片200，从而便于后续电芯10中金属离子的传输。
在一些实施例中，格栅状的第一集流体300的一部分平行于第一集流体的长度方向Y，另一部分平行于第一集流体的宽度方向Z，便于将第一集流体300设置于第一活性物质膜片200的表面。
参见图5和图6，图6为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图。
在本申请的一些实施例中，第一集流体300靠近第一活性物膜片的一侧设置有凸起320，凸起320嵌设于第一活性物质膜片200内。
通过在第一集流体300靠近第一活性物膜片的一侧设置凸起320，凸起320嵌设于第一活性物质膜片200内，能够增大第一集流体300与第一活性物质膜片200的连接面积，加快第一集流体300和第一活性物质膜片200之间的电子传输，并且使得第一集流体300和第一活性物质膜片200之间的连接强度更大。
在一些实施例中，凸起320一体成形于第一集流体300，能够使得电芯10的整体结构更加稳固，凸起320不易与第一集流体300分离。
在另一些实施例中，凸起320也可以通过焊接、粘接等方式与第一集流体300连接。
参见图5和图7，图7为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图。
在本申请的一些实施例中，沿第一集流体的厚度方向，凸起320贯穿第一活性物质膜片200。
通过使得沿第一集流体的厚度方向，凸起320贯穿第一活性物质膜片200，能够进一步增大第一集流体300与第一活性物质膜片200的连接面积，加快第一集流体300和第一活性物质膜片200之间的电子传输，并且使得第一集流体300和第一活性物质膜片200之间的连接强度更大；还能够将第一活性物质膜片200分隔成多个部分，适用于柔性电芯10。
在本申请的一些实施例中，沿远离第一集流体300的方向，凸起320的横截面积逐渐减小。
通过使得沿远离第一集流体300的方向，凸起320的横截面积逐渐减小，便于凸起320插入第一活性物质膜片200内。
在一些实施例中，凸起320的纵截面为倒梯形(如图6所示)。其中，凸起320的纵截面为凸起320在第一集流体的宽度方向Z的垂直面上的截面。
在另一些实施例中，凸起320的纵截面还可以为倒三角形、矩形等。
参见图1，在本申请的一些实施例中，电芯10还包括第二活性物质膜片400及第二集流体500。第二活性物质膜片400涂覆于两个表面110的另一个上，第二集流体500设置于第二活性物质膜片400远离隔膜100的表面。
通过将第二活性物质膜片400涂覆于隔膜100的两个表面110的另一个上，能够减小第二活性物质膜片400与隔膜100之间的间隙，使得金属离子在间隙内的电解液中运输路径较短，金属离子不易残留在电解液中，电芯的容量不易降低，能够延长电芯的使用寿命；并且间隙内需要填充的电解液较少，不易由于电解液的减少而造成间隙的部分空间被空气填充，进而能够减小金属离子析出并刺穿隔膜的风险；进一步地，隔膜100不易相对第二活性物质膜片400和第二集流体500产生位移，进而能够减小第二集流体500与其他结构产生短路的可能性；在卷绕式电芯10中，还能够便于电芯10的卷绕成形，减小电芯10在卷绕时第二活性物质膜片400与隔膜100分离的可能性。通过设置第一活性物质膜片200和第二活性物质膜片400，还能够使得活性物质的体积更大，电芯10的能量密度更大。第一活性物质膜片200与第二活性物质膜片400极性相反。
参见图8，图8为本申请另一些实施例提供的电芯的部分结构的剖视示意图。
在一些实施例中，电芯10可以包括多个隔膜100、多个第一活性物质膜片200、多个第一集流体300、多个第二活性物质膜片400以及多个第二集流体500。例如，在成形的第一集流体300远离第一活性物质膜片200的表面再涂覆一层第一活性物质膜片200，并且再依次设置隔膜100、第二活性物质膜片400以及第二集流体500。
在一些实施例中，以锂离子电池为例，第一集流体300为负极集流体，负极集流体的材料可以为铜，第一活性物质膜片200为负极活性物质膜片，负极活性物质可以为碳材料或硅材料等，负极集流体和负极活性物质膜片组成负极极片。第二集流体500为正极集流体，正极集流体的材料可以为铝，第二活性物质膜片400为正极活性物质膜片，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元材料或锰酸锂等，正极集流体和正极活性物质膜片组成正极极片。隔膜100的材质可以为聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等。正极极片、负极极片以及隔膜100组成电极组件。
在一些实施例中，电芯10还包括外壳(图中未示出)，外壳用于容纳电极组件和电解液。电解液可以包括有机溶剂、电解质锂盐等。电芯10主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。
在一些实施例中，电极组件也可以是由负极极片、隔膜100和正极极片通过卷绕形成的卷绕式结构。
在另一些实施例中，电极组件可以是由负极极片、隔膜100和正极极片通过层叠布置形成的叠片式结构。
本申请实施例提供一种用电设备，包括以上任一实施例提供的电芯10，电芯10用于为用电设备提供电能。
用电设备可以是前述任一应用电芯10的设备或系统。
参见图1和图9，图9为本申请一些实施例提供的电芯的制备方法的流程示意图。
本申请实施例提供一种电芯的制备方法，包括：
S11、在隔膜100的一个表面上涂覆第一活性物质膜片200。
在一些实施例中，第一活性物质可以为碳材料或硅材料等材料。
S12、将第一集流体300设置于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面。
在一些实施例中，第一集流体300可以为铝、铜等材料。
通过在隔膜100的一个表面上涂覆第一活性物质膜片200，能够减小第一活性物质膜片200与隔膜100之间的间隙，使得金属离子在间隙内的电解液中运输路径较短，金属离子不易残留在电解液中，电芯10的容量不易降低，能够延长电芯10的使用寿命；并且间隙内需要填充的电解液较少，不易由于电解液的减少而造成间隙的部分空间被空气填充，进而能够减小金属离子析出并刺穿隔膜100的风险；进一步地，隔膜100不易相对第一活性物质膜片200和第一集流体300产生位移，进而能够减小第一集流体300与其他结构产生短路的可能性。在卷绕式电芯中，还能够便于电芯10的卷绕成形，减小电芯10在卷绕时第一活性物质膜片200与隔膜100分离的可能性。
在本申请的一些实施例中，在隔膜100的一个表面110上涂覆第一活性物质膜片200，包括：S111、将第一活性物质原料涂覆在隔膜100上并干燥，形成第一活性物质膜片200。
将第一活性物质原料涂覆在隔膜100上并干燥，形成第一活性物质膜片200，制备工艺简单，成本较低。
在本申请的一些实施例中，将第一集流体300设置于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，包括：S121、将第一集流体原料涂覆在第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，以形成第一集流体300。
将第一集流体原料涂覆在第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，以形成第一集流体300，制备工艺简单，成本较低。
在一些实施例中，第一集流体原料可以通过喷涂的方式涂覆在第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，能够制备得到厚度更薄的第一集流体300，提高电芯10的体积能量密度，并且能够使得第一集流体原料在第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110分布更加均匀，第一集流体300的导电效果较好。
例如，第一集流体300的喷涂方法如下：
(1)将平均粒度为50～100nm的纯铜粉末(负极集流体)或平均粒度为50～100nm的纯铝粉末(正极集流体)放入高温高压冷喷涂系统。
(2)氮气或者氦气作为加速气体，通过高温高压冷喷涂系统在第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110喷涂，以形成第一集流体300。
参见图1、图5以及图10，图10为本申请另一些实施例提供的电芯10的制备方法的流程示意图。
在本申请的一些实施例中，将第一集流体原料涂覆在第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，包括：
S1211、在第一活性物质膜片200远离隔膜100的一侧设置第一掩模版。
S1212、将第一集流体原料涂覆在第一掩模版(图中未示出)上，以形成格栅状的第一集流体300。
通过第一掩模版制备形成格栅状的第一集流体300，能够使得第一集流体300占用的空间更小，电芯10的能量密度更高，还能够使得第一活性物质膜片200的部分外露，便于电解液浸润至第一活性物质膜片200，从而便于后续电芯10中金属离子的传输。并且节省第一集流体原料。
参见图2至图4、图11，图11为本申请另一些实施例提供的电芯10的制备方法的流程示意图。
在本申请的一些实施例中，电芯10的制备方法还包括：
S13、通过激光蚀刻，在第一集流体300远离第一活性物质膜片200的一侧形成第一凹槽310。
通过激光蚀刻，精度较高，操作简便。在第一集流体300远离第一活性物质膜片200的一侧形成第一凹槽310，能够加快电解液的浸润速度，并使得电解液浸润更加充分，便于后续电芯10中金属离子的传输。
参见图2，在一些实施例中，第一凹槽310贯穿第一集流体300。
参见图4和图12，图12为本申请另一些实施例提供的电芯10的制备方法的流程示意图。
在本申请的一些实施例中，电芯10的制备方法还包括：
S14、通过激光蚀刻，在第一集流体300上形成贯穿第一集流体300的第一凹槽310，并且在第一活性物质膜片200上形成与第一凹槽310连通的第二凹槽210。
通过激光蚀刻，精度较高，操作简便。在第一集流体300上形成贯穿第一集流体300的第一凹槽310，并且在第一活性物质膜片200上形成与第一凹槽310连通的第二凹槽210，使得电解液能够经第一凹槽310、第二凹槽210直接浸润至第一活性物质膜片200内，进一步加快电解液的浸润速度，并使得电解液浸润更加充分，便于后续电芯10中金属离子的传输。
参见图2、图5和图13，图13为本申请另一些实施例提供的电芯10的制备方法的流程示意图。
S15、在本申请的一些实施例中，通过激光蚀刻将第一集流体300蚀刻为格栅状。
通过激光蚀刻，精度较高，操作简便。并且格栅状的第一集流体300占用的空间更小，电芯10的能量密度更高，并且能够使得第一活性物质膜片200的部分外露，便于电解液浸润至第一活性物质膜片200，从而便于后续电芯10中金属离子的传输。
在本申请的一些实施例中，将第一集流体300设置于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，包括：将金属箔材制备成第一集流体300。
将金属箔材制备成第一集流体300，使得第一集流体300能够实现导电功能，并且能够增强第一集流体300和第一活性物质膜片200组成的第一极片的强度。
参见图2、图5和图14，图14为本申请另一些实施例提供的电芯10的制备方法的流程示意图。
在本申请的一些实施例中，在隔膜100的一个表面110上涂覆第一活性物质膜片200，包括：
S112、将第一活性物质原料涂覆在隔膜100的一个表面110上，形成第一活性物质膜片200。
将第一集流体300设置于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，包括：
S122、制备格栅状的第一集流体300；
S123、在第一活性物质膜片200的湿膜状态下，将第一集流体300组装于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，并烘干。
在第一活性物质膜片200的湿膜状态下，将第一集流体300组装于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，能够便于将成形的第一集流体300与第一活性物质膜片200进行组装，并且烘干后第一活性物质膜片200和第一集流体300的连接更牢固。
参见图6和图7，在本申请的一些实施例中，第一集流体300的一侧具有凸起320，在第一活性物质膜片200的湿膜状态下，将第一集流体300组装于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，并烘干，包括：
S1231、在第一活性物质膜片200的湿膜状态下，将第一集流体300组装于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，并使得凸起320嵌入第一活性物质膜片200，并烘干。
在第一活性物质膜片200的湿膜状态下，将第一集流体300组装于第一活性物质膜片200远离隔膜100的表面110，并使得凸起320嵌入第一活性物质膜片200，能够便于将成形的第一集流体300的凸起320嵌入第一活性物质膜片200，并且烘干后第一活性物质膜片200和第一集流体300的连接更牢固。
参见图1和图15，图15为本申请另一些实施例提供的电芯10的制备方法的流程示意图。
在本申请的一些实施例中，电芯10的制备方法还包括：
S16、在隔膜100远离第一活性物质膜片200的表面110涂覆第二活性物质膜片400。
S17、将第二集流体500设置于第二活性物质膜片400远离隔膜100的表面110。
在隔膜100远离第一活性物质膜片200的表面110涂覆第二活性物质膜片400，能够减小第二活性物质膜片400与隔膜100之间的间隙，使得金属离子在间隙内的电解液中运输路径较短，金属离子不易残留在电解液中，电芯10的容量不易降低，能够延长电芯10的使用寿命；并且间隙内需要填充的电解液较少，不易由于电解液的减少而造成间隙的部分空间被空气填充，进而能够减小金属离子析出并刺穿隔膜100的风险；进一步地，隔膜100不易相对第二活性物质膜片400和第二集流体500产生位移，进而能够减小第二集流体500与其他结构产生短路的可能性；在卷绕式电芯10中，还能够便于电芯10的卷绕成形，减小电芯10在卷绕时第二活性物质膜片400与隔膜100分离的可能性。通过设置第一活性物质膜片200和第二活性物质膜片400，还能够使得活性物质的体积更大，电芯10的能量密度更大。第一活性物质膜片200与第二活性物质膜片400极性相反。
参见表1，表1中T1为负极集流体的厚度，T2为正极集流体的厚度，Q为电芯的放电容量，VED为电芯的体积能量密度，F1为活性物质膜片与隔膜之间的粘接力，F2为集流体与活性物质膜片之间的粘接力，C为电芯首次出现黑斑前的循环次数，Y1为负极集流体平整性良率，Y2为正极集流体平整性良率。其中，集流体的平整性良率由工作人员人工检测10片集流体的打皱情况得出。
表1电芯的容量及体积能量密度测试
对比例1中电芯的第一制备方法为：
(1)负极极片的制备：将石墨、丁苯橡胶(SBR)、羧甲基纤维素(CMC)和导电剂按质量比98：1：0.5：0.5溶于去离子水中，经搅拌、捏合、过200目筛网后得到负极活性物质原料，原料固含量为50～60％。采用整面铜箔作为负极集流体，将负极活性物质原料涂布于负极集流体上，经过100℃烘干、冷压、分切后得到负极极片。
(2)正极极片的制备：将钴酸锂、聚偏二氟乙烯(PVDF)和导电剂按质量比98：1：1溶于N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，经搅拌、捏合、过200目筛网后得到正极活性物质原料，原料固含量为60～80％。采用整面铝箔作为正极集流体，将正极活性物质原料涂布于正极集流体上，经过90℃烘干、冷压、分切后得到正极极片。
(3)隔膜制备：隔膜的基材为聚乙烯(PE)，在基材的厚度方向的两个表面各涂覆氧化铝陶瓷层，最后在两层氧化铝陶瓷层远离基材的表面各涂覆粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)，烘干。
(4)电解液制备：在含水量小于10ppm的环境下，将碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)配制成非水有机溶剂，加入浓度为1mol/L的六氟磷酸锂(LiPF6)混合均匀得到电解液，非水有机溶剂与六氟磷酸锂的体积比85:15。
(5)电芯的制备：将正极极片、隔膜、负极极片按顺序依次叠好，使隔膜处于正极极片和负极极片中间起到隔离的作用，并卷绕得到电极组件。将电极组件置于外包装铝塑膜中，在80℃下脱去水分后，注入上述电解液并封装，经过化成，脱气，切边等工艺流程得到电芯。
实施例1-4中电芯的第二制备方法为：
(1)制备隔膜、正极活性物质原料、负极活性物质原料，其中，隔膜、正极活性物质原料、负极活性物质原料的制备与上述对比例1中类似。
(2)将正极活性物质原料、负极活性物质原料分别涂覆在隔膜沿其厚度方向的两个表面，形成正极活性物质膜片和负极活性物质膜片。
(3)采用整面铜箔作为负极集流体，并在负极活性物质膜片的湿膜状态下，将负极集流体组装于负极活性物质膜片远离隔膜的表面；采用整面铝箔作为正极集流体，并在正极活性物质膜片的湿膜状态下，将正极集流体组装于正极活性物质膜片远离隔膜的表面；烘干。
(4)将隔膜、正极活性物质膜片、负极活性物质膜片、正极集流体、负极集流体卷绕得到电极组件，将电极组件置于外包装铝塑膜中，在80℃下脱去水分后，注入上述电解液并封装，经过化成，脱气，切边等工艺流程得到电芯。
实施例5中电芯的第三制备方法为：
在第二制备方法的基础上，在步骤(3)和步骤(4)之间增加步骤(5)，通过激光蚀刻，在负极(正极)集流体远离负极(正极)活性物质膜片的一侧形成第一凹槽，第一凹槽贯穿负极(正极)集流体。
实施例6中电芯的第三制备方法为：
在第二制备方法的基础上，将步骤(3)替换为步骤(6)采用格栅状的铜箔作为负极集流体，并在负极活性物质膜片的湿膜状态下，将负极集流体组装于负极活性物质膜片远离隔膜的表面；采用格栅状的铝箔作为正极集流体，并在正极活性物质膜片的湿膜状态下，将正极集流体组装于正极活性物质膜片远离隔膜的表面；烘干。
实施例7中电芯的第四制备方法为：
在第二制备方法的基础上，将步骤(3)替换为步骤(6)采用设置有凸起的格栅状的铜箔作为负极集流体，并在负极活性物质膜片的湿膜状态下，将负极集流体组装于负极活性物质膜片远离隔膜的表面，使得凸起嵌入负极活性物质膜片；采用设置有凸起的格栅状的铝箔作为正极集流体，并在正极活性物质膜片的湿膜状态下，将正极集流体组装于正极活性物质膜片远离隔膜的表面，使得凸起嵌入正极活性物质膜片；烘干。
实施例8-10中电芯的第五制备方法为：
(1)制备隔膜、正极活性物质原料、负极活性物质原料，其中，隔膜、正极活性物质原料、负极活性物质原料的制备与上述对比例1中类似。
(2)将正极活性物质原料、负极活性物质原料分别涂覆在隔膜沿其厚度方向的两个表面，在50-130℃下进行烘干，形成正极活性物质膜片和负极活性物质膜片。
(3)将平均粒度为50～100nm纯铝粉末喷涂在正极活性物质膜片远离隔膜的表面，形成正极集流体；将平均粒度为50～100nm纯铜粉末喷涂在负极活性物质膜片远离隔膜的表面，形成负极集流体。
(4)将隔膜、正极活性物质膜片、负极活性物质膜片、正极集流体、负极集流体卷绕得到电极组件，将电极组件置于外包装铝塑膜中，在80℃下脱去水分后，注入上述电解液并封装，经过化成，脱气，切边等工艺流程得到电芯。
实施例11中电芯的第六制备方法为：
在第五制备方法的基础上，在步骤(3)和步骤(4)之间增加步骤(5)，通过激光蚀刻，在负极(正极)集流体远离第一活性物质膜片的一侧形成第一凹槽，第一凹槽贯穿第一集流体。
实施例12中电芯的第七制备方法为：
在第五制备方法的基础上，将步骤(3)替换为步骤(6)在负极(正极)活性物质膜片上设置格栅状的掩膜版，将平均粒度为50～100nm纯铝粉末喷涂在正极活性物质膜片远离隔膜的表面，形成格栅状的正极集流体；将平均粒度为50～100nm纯铜粉末喷涂在负极活性物质膜片远离隔膜的表面，形成格栅状的负极集流体。
实施例13中电芯的第八制备方法为：
在第七制备方法的基础上，将步骤(6)替换为步骤(7)通过激光蚀刻，在负极(正极)活性物质膜片远离隔膜的一侧形成第二凹槽；在负极(正极)活性物质膜片上设置格栅状的掩膜版，将平均粒度为50～100nm纯铝粉末喷涂在正极活性物质膜片远离隔膜的表面，形成格栅状的正极集流体，并使得纯铝粉末嵌入第二凹槽内；将平均粒度为50～100nm纯铜粉末喷涂在负极活性物质膜片远离隔膜的表面，形成格栅状的负极集流体，并使得纯铜粉末嵌入第二凹槽内。
电芯的放电容量测试的方法为：
(1)将电芯置于25±3℃的环境中。
(2)恒流0.2C将电芯充电至电芯的充电截止电压4.45V，恒压将电芯充电至0.05C。
(3)将电芯静置5分钟。
(4)恒流0.2C将电芯放电至电芯的放电截止电压3.0V，该放电容量即为电芯0.2C容量。
电芯的体积能量密度(VED)的计算方法为：
VED＝0.2C容量×平均放电电压/电芯体积。
电芯的极片的压实密度的测试方法为：
(1)采用冲压机制备圆形的集流体样品和活性物质膜片样品，样品的面积为1540.25mm2。
(2)采用天平对集流体样品和活性物质膜片样品，得到集流体样品的质量为m1，活性物质膜片样品的质量为m2。
(3)采用千分尺测量集流体样品和活性物质膜片样品的厚度，得到集流体样品的厚度为H1，活性物质膜片样品的厚度为H2。
(4)计算极片的压实密度ρ＝(m2-m1)×1000/((H2-H1)×1540.25)。
在表1中，对比例1及实施例1-13中，负极极片的压实密度都为1.69g/cm3，正极极片的压实密度都为4.18g/cm3。
电芯的活性物质膜片与隔膜之间、集流体与活性物质膜片之间的粘接力的测试方法为：
(1)取一段双面胶粘结在实验板上。
(2)取一块极片样品粘在双面胶上，用碾压滚轮在极片样品上来回滚压3次。
(3)放置30分钟。
(4)用剥离强度试验机将极片的活性物质膜片与隔膜剥离，得到极片粘结力。
根据表1可以得到以下结论：
(1)实施例1-13与对比例1对比，说明本申请的电芯中，负极集流体去除承载负极活性物质膜片的功能后，负极集流体的厚度可以更小，体积能量密度可以更高，电芯的放电容量更大，并且极片的活性物质膜片与隔膜的粘结力更大、电芯的循环寿命更长。
(2)实施例5与实施例3对比，说明在集流体上设置凹槽，能够使得电芯的循环寿命更长。
(3)实施例6与实施例3对比，说明将集流体设置成格栅状，能够提高电芯的体积能量密度。
(4)实施例7与实施例3对比，说明将集流体设置成带凸起的格栅状，能够使得集流体与活性物质膜片之间的粘接力更大。
(5)实施例8-10与实施例3对比，说明通过喷涂的方式制备集流体，能够降低集流体的厚度，提高电芯的体积能量密度。
(6)实施例11与实施例9对比，说明在集流体上设置凹槽，能够使得电芯的循环寿命更长。
(7)实施例12与实施例9对比，说明将集流体设置成格栅状，能够提高电芯的体积能量密度。
(8)实施例13与实施例9对比，说明将集流体设置成带凸起的格栅状，能够使得集流体与活性物质膜片之间的粘接力更大。
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结合。
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 (23)
1.一种电芯，其特征在于，包括隔膜、第一活性物质膜片以及第一集流体，沿所述隔膜的厚度方向，所述隔膜具有相对的两个表面，所述第一活性物质膜片涂覆于所述两个表面的其中一个上，所述第一集流体设置于所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面。
2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体为金属箔材。
3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体为金属粉末层。
4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的厚度为D，满足1μm≤D＜4μm。
5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体远离所述第一活性物质膜片的一侧设置有第一凹槽，所述第一凹槽贯穿所述第一集流体。
6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述第一活性物质膜片靠近所述第一集流体的一侧设置有第二凹槽，所述第二凹槽与所述第一凹槽连通。
7.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体呈格栅状。
8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体靠近所述第一活性物质膜片的一侧设置有凸起，所述凸起嵌设于所述第一活性物质膜片内。
9.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，沿所述第一集流体的厚度方向，所述凸起贯穿所述第一活性物质膜片。
10.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，沿远离所述第一集流体的方向，所述凸起的横截面积逐渐减小。
11.根据权利要求1-10任一项所述的电芯，其特征在于，还包括第二活性物质膜片及第二集流体；
所述第二活性物质膜片涂覆于所述两个表面的另一个上，所述第二集流体设置于所述第二活性物质膜片远离所述隔膜的表面。
12.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1-11任一项所述的电芯。
13.一种电芯的制备方法，其特征在于，包括：
在隔膜的一个表面上涂覆第一活性物质膜片；
将第一集流体设置于所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述在隔膜的一个表面上涂覆第一活性物质膜片，包括：
将第一活性物质原料涂覆在隔膜上并干燥，形成所述第一活性物质膜片。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述将第一集流体设置于所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面，包括：
将第一集流体原料涂覆在所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面，以形成所述第一集流体。
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述将第一集流体原料涂覆在所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面，包括：
在所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的一侧设置第一掩模版；
将第一集流体原料涂覆在所述第一掩模版上，以形成格栅状的所述第一集流体。
17.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
通过激光蚀刻，在所述第一集流体远离所述第一活性物质膜片的一侧形成第一凹槽，所述第一凹槽贯穿所述第一集流体。
18.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
通过激光蚀刻，在所述第一活性物质膜片上形成与所述第一凹槽连通的第二凹槽。
19.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，通过激光蚀刻将所述第一集流体蚀刻为格栅状。
20.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述将第一集流体设置于所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面，包括：
将金属箔材制备成第一集流体。
21.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述在隔膜的一个表面上涂覆第一活性物质膜片，包括：
将第一活性物质原料涂覆在所述隔膜的一个表面上，形成第一活性物质膜片；
所述将第一集流体设置于所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面，包括：
制备格栅状的第一集流体；
在所述第一活性物质膜片的湿膜状态下，将所述第一集流体组装于所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面，并烘干。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一集流体的一侧具有凸起，所述在所述第一活性物质膜片的湿膜状态下，将所述第一集流体组装于所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面，并烘干，包括：
所述在所述第一活性物质膜片的湿膜状态下，将所述第一集流体组装于所述第一活性物质膜片远离所述隔膜的表面，并使得所述凸起嵌入所述第一活性物质膜片，并烘干。
23.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括：
在所述隔膜远离所述第一活性物质膜片的表面涂覆第二活性物质膜片；
将第二集流体设置于所述第二活性物质膜片远离所述隔膜的表面。
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