CN219226533U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

电池单体、电池及用电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN219226533U
CN219226533U CN202320553900.3U CN202320553900U CN219226533U CN 219226533 U CN219226533 U CN 219226533U CN 202320553900 U CN202320553900 U CN 202320553900U CN 219226533 U CN219226533 U CN 219226533U
Authority
CN
China
Prior art keywords
separator
battery cell
electrode sheet
battery
positive electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202320553900.3U
Other languages
English (en)
Inventor
泉贵岭
马云建
喻鸿钢
张加锡
高杰
张伟鸿
王利钦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority to CN202320553900.3U priority Critical patent/CN219226533U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN219226533U publication Critical patent/CN219226533U/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本申请适用于电池技术领域,提供了一种电池单体、电池及用电装置。电池单体包括按预设顺序排布的负极片、隔膜和正极片,隔膜至少部分超出正极片,隔膜超出正极片的部分的热收缩率小于隔膜与正极片重叠部分的热收缩率;隔膜在横向上超出正极片的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率;和/或,隔膜在纵向上超出正极片的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率。本申请提供的电池单体、电池及用电装置,可降低电池单体发生短路而失效的风险。

Description

电池单体、电池及用电装置
技术领域
本申请属于电池技术领域,尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。
背景技术
在动力电池快速发展的时期,动力电池的安全问题被广泛关注。电池单体作为动力电池的核心部件,其安全性同样被广泛关注。但目前的电池单体中隔膜在高温下容易收缩至正极片、负极片的重叠区域内,导致正极片和负极片直接接触,进而电池单体失效。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池单体、电池及用电装置,旨在降低隔膜在高温下收缩至正极片、负极片的重叠区域内导致电池单体失效的风险。
第一方面,本申请提供了一种电池单体,包括按预设顺序排布的负极片、隔膜和正极片;所述隔膜至少部分超出所述正极片,所述隔膜超出所述正极片的部分的热收缩率小于所述隔膜与所述正极片重叠部分的热收缩率。
采用本申请提供的电池单体,由于隔膜超出正极片的部分的热收缩率小于隔膜与正极片重叠部分的热收缩率,如此测试或者使用时,隔膜接收到正极片和/或负极片发出的热量后,隔膜超出极片的部分不易发生收缩,这样可降低该部分因环境温度较高而导致收缩尺寸较大,进而收缩至正极片和负极片重叠区域的风险,从而降低电池单体发生短路而失效的风险。
在一些实施例中,所述隔膜在横向上超出正极片的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率;和/或,所述隔膜在纵向上超出正极片的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率。
采用这一方案,隔膜的结构简单,便于制备。
在一些实施例中,所述隔膜与所述正极片的极耳位对应的部分的热收缩率小于所述隔膜与所述正极片重叠区域中的其他区域对应的部分的热收缩率。采用本实施例提供的方案,相较仅隔膜超出正极片的部分的热收缩率小于隔膜与正极片重叠部分的热收缩率,增大了隔膜中热收缩率小的区域面积,从而进一步降低了隔膜受热时收缩至正极片和负极片重叠区域内的风险。
在一些实施例中,所述隔膜包括基体层和功能层,所述基体层具有与所述正极片重叠的主体部分和超出所述正极片的边缘部分,所述边缘部分的至少部分区域上设有所述功能层,所述功能层和所述边缘部分中被所述功能层覆盖部分组成的层叠结构的热收缩率小于其他部分的热收缩率。本实施例所采用的隔膜,可以在现有隔膜的基础上通过增设功能层实现,便于取材和加工。
在一些实施例中,所述边缘部分包括首尾相接的多个边部,至少一个所述边部上设有所述功能层。隔膜采用本实施例提供的方案,便于设计和加工。
在一些实施例中,在所述隔膜的横向上,所述边缘部分的至少一个边部设有所述功能层;和/或,在所述隔膜的纵向上,所述边缘部分的至少一个边部设有所述功能层。采用这一方案,隔膜的结构简单,便于制备。
在一些实施例中,所述边缘部分中相对设置的两个表面均设有所述功能层。采用本实施例提供的方案,相较仅在边缘部分的其中一个表面设置功能层,功能层的可设置方式增多,有助于进一步降低隔膜受热发生较大收缩的风险,即降低电池单体发生短路的风险。
在一些实施例中,所述边缘部分的第一表面具有第一区域和第二区域,所述第一表面为所述边缘部分中用于与负极片相接的一面,所述第一区域为与所述负极片重叠的区域,所述第二区域为超出所述负极片的区域;在所述第一表面上,所述功能层位于所述第二区域内。采用本实施例提供的隔膜,可使得其应用于电池单体时,功能层不与负极片重叠,进而降低了功能层的加设对电池单体能量密度的不良影响。
在一些实施例中,所述主体部分中与所述正极片的极耳位对应的区域上设有所述功能层。采用本实施例提供的方案,相较仅在边缘部分上设置功能层,增大了隔膜中热收缩率小的区域面积,从而进一步降低了隔膜受热时收缩至正极片和负极片重叠区域内的风险。
在一些实施例中,所述功能层包括耐热层和/或隔热层。功能层采用本实施例提供的各方案,均可以减小隔膜相应区域受热时发生收缩的程度,以降低电池单体发生短路的风险,同时便于加工和设计。
在一些实施例中,在所述隔膜的同一端,所述隔膜的所有超出极片的部分依次相接形成一个组合结构。采用本实施例提供的结构,实现了多个隔膜至少一端的聚拢成型,使得隔膜相应端部在受热向内收缩时,同时会受到相邻隔膜施加的向外拉动的摩擦力,以增强隔膜的相应端部对热收缩的物理抵制能力,从而可以降低隔膜受热收缩至正极片和负极片重叠区域内的风险,进而可以降低电池单体短路的风险。
在一些实施例中,所述电池单体还包括束缚件,所述束缚件将所述隔膜同一端的所有超出极片的部分聚拢并束缚为一个整体。采用本实施例提供的结构,实现了多个隔膜至少一端的聚拢成型,使得隔膜相应端部在受热向内收缩时,同时会受到相邻隔膜施加的向外拉动的摩擦力,从而可以降低隔膜受热收缩至正极片和负极片重叠区域内的风险,进而可以降低电池单体短路的风险。
在一些实施例中,所述束缚件将所述负极片、所述正极片和所述隔膜组成的组合件的除极耳连接端以外的部分包覆其中。本实施例中的束缚件将电池单体的绝大部分包覆其中,可以对隔膜具有较强的束缚力,进一步降低使用过程中隔膜受热收缩至正极片和负极片重叠区域内的风险,即降低电池单体发生短路的风险。
在一些实施例中,所述束缚件设有两个,两个所述束缚件分设于所述负极片、所述正极片和所述隔膜组成的组合件在所述隔膜横向或纵向上的两端。采用本实施例提供的方案,可以有效降低隔膜在横向或纵向上超出正极片的部分发生较大尺寸收缩的风险,且相较上一实施例,可以减小束缚件的体积,进而降低束缚件的设置对电池单体的能量密度的不良影响,也可以降低生产成本。
在一些实施例中,各所述束缚件分别位于所述隔膜相应端部超出所述正极片的部分所对应的区域内。采用本实施例提供的电池单体,可降低束缚件的设置对电池单体能量密度的不良影响。
在一些实施例中,在所述隔膜的同一端,所述束缚件满足以下条件:a≤f≤a+b;其中,a为所述负极片超出所述正极片的宽度,f为所述束缚件的宽度,b为所述隔膜超出所述负极片的宽度。
当f大于a+b时,会使得束缚件40延伸至与正极片20重叠区域,导致电池单体的能量密度损失,当f小于a时,则束缚件40对于隔膜30超出正极片20部分的束缚效果不佳,因此,采用本实施例提供的方案,可以使得束缚件40的束缚效果良好,且在一定程度上不会损失电池单体的能量密度。
在一些实施例中,所述束缚件上设有用于供电解液通过的孔隙。孔隙的设置可以降低束缚件的设置对电解液进入电池单体内的不良影响,使得电池的电解液浸润效果较佳。
在一些实施例中,在所述束缚件的同一表面上,所述孔隙的面积占所述束缚件的总面积的30%-50%。采用这一比例,可使得束缚件的结构稳定,不易损坏,且电解液可以顺畅通过孔隙进入电池单体内,使得电池的电解液浸润效果良好。
在一些实施例中,所述束缚件包括塑封膜。束缚件采用这一结构,便于制备,且生产成本较低。
第二方面,本申请提供了一种电池,包括上述任一实施例所述的电池单体。本申请提供的电池,采用了上述任一方案提供的电池单体,可以有效降低电池使用或者测试过程中发生失效的风险。
第三方面,本申请提供了一种用电装置,包括上述任一实施例所述的电池单体或上述任一实施例所述的电池,所述电池单体或所述电池用于为所述用电装置提供电能。本申请提供的用电装置,采用了上述任一实施例所述的电池单体或上述任一方案提供的电池,可以有效降低电池使用或者测试过程中发生失效的风险,进而提高用电装置的使用安全性。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例的电池单体内部结构的结构示意图;
图3为本申请一些实施例的电池单体内部结构的侧视结构示意图,图中Y为垂直纸面的方向;
图4为本申请一些实施例所采用的隔膜的主视结构示意图;
图5为本申请一些实施例所采用的基体层的主视结构示意图;
图6为本申请一些实施例的电池单体内部结构的局部侧视结构示意图;
图7为本申请一些实施例的电池单体内部结构的局部侧视结构示意图;
图8为本申请一些实施例的电池单体内部结构的局部侧视结构示意图;
图9为本申请一些实施例的电池单体内部结构的局部侧视结构示意图;
图10为本申请一些实施例的电池单体内部结构的局部侧视结构示意图;
图11为本申请一些实施例的电池单体的立体结构示意图;
图12为图11所示电池单体的侧视结构示意图;
图13为本申请一些实施例的电池单体的立体结构示意图;
图14为本申请一些实施例沿图13中A-A线的剖视结构图;
图15为本申请一些实施例的电池单体的立体结构示意图;
图16为本申请一些实施例的电池单体的立体结构示意图;
图17为本申请一些实施例所采用的束缚件与隔膜和极片的位置关系示意图,图中束缚件为未束缚前状态。
具体实施方式中的附图标号如下:
1000、车辆;
100、电池;200、控制器;300、马达;400、电池单体;
10、负极片;20、正极片;30、隔膜;40、束缚件;
110、极耳;310、第一部分;320、第二部分;330、基体层;340、功能层;331、主体部分;332、边缘部分;333、边部;334、第一表面;335、第一区域;336、第二区域;337、组合结构;410、孔隙;
X、隔膜的横向;Y、隔膜的纵向。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
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。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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实施例和简化描述,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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还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,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
然而,在动力电池快速发展的时期,动力电池的安全问题被广泛关注。为保证出厂的动力电池符合安全要求,电池生产后往往需要进行一系列的安全测试,其中不乏一些高温测试,如热箱(Hotbox)测试(该测试一般需要在130℃~135℃之间的环境温度下进行)。在进行上述高温测试过程中,电池中的电池单体由于内部自产热和压力的影响,实际温度比环境温度更高,特别是电池单体极耳位(即极片中极耳与集流体的焊接位置)温度更高,而极耳位与隔膜超出极片的部分临近,由于温度的快速传递,此位置处隔膜会快速收缩,从而造成正极片和负极片短接,而使得电池单体失效,带来安全隐患。除此之外,若使用不当,电池在使用中电池单体温度也有可能超出正常使用温度,进而发生上述情况。
为降低高温测试或者使用过程中,因隔膜受热发生较大尺度热收缩进而导致电池单体失效的风险,本申请实施例提供了一种电池单体。具体地,该电池单体包括按预设顺序排布的负极片、正极片和隔膜;在隔膜中,隔膜超出正极片的部分的热收缩率小于隔膜与正极片重叠部分的热收缩率。这样当极片发出的热量传导至隔膜上时,隔膜至少部分超出极片的部分,不易因受热收缩至正极片和负极片的重叠区域内,从而可以降低电池单体相应部分发生短路的风险,进而可以降低电池单体失效的风险。
本申请实施例公开的电池可以用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。用电装置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。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
电池包括箱体和电池单体,电池单体容纳于箱体内。其中,箱体用于为电池单体提供容纳空间。箱体可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池中,电池单体可以是多个,多个电池单体之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体内;当然,电池也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。电池还可以包括其他结构,例如,该电池还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体之间的电连接。
其中,每个电池单体可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
在一些情形下,电池单体也可以直接装车而无需箱体或壳体,即无需构成电池包,车体自身的结构作为电池单体的固定结构。
电池单体是指组成电池的最小单元。电池单体包括有端盖、壳体、电芯组件以及其他的功能性部件。
端盖是指盖合于壳体的开口处以将电池单体的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖的形状可以与壳体的形状相适应以配合壳体。可选地,端盖可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电池单体电连接,以用于输出或输入电池单体的电能。在一些实施例中,端盖上还可以设置有用于在电池单体的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体内的电连接部件与端盖,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体是用于配合端盖以形成电池单体的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电池单体、电解液以及其他部件。壳体和端盖可以是独立的部件,可以于壳体上设置开口,通过在开口处使端盖盖合开口以形成电池单体的内部环境。不限地,也可以使端盖和壳体一体化,具体地,端盖和壳体可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体的内部时,再使端盖盖合壳体。壳体可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体的形状可以根据电池单体的具体形状和尺寸大小来确定。壳体的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电芯组件是电池单体中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或更多个电芯组件。如图2所示,电池单体400主要由正极片20和负极片10卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片20与负极片10之间设有隔膜30。正极片20和负极片10具有活性物质的部分构成电池单体400的主体部,正极片20和负极片10不具有活性物质的部分各自构成极耳(图中未示出极耳)。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
为一定程度上减小析锂,电池单体400中负极片10的尺寸一般大于正极片20,即负极片10的长度一般大于正极片20的长度,负极片10的宽度一般大于正极片20的宽度。为了防止正极片20和负极片10直接接触导致电池单体400短路,隔膜30的尺寸一般大于正极片20和负极片10的尺寸,以将相邻两个正极片20和负极片10完全隔开,即隔膜30的长度大于负极片10的长度,隔膜30的宽度大于负极片10的宽度。
根据本申请的一些实施例,参照图3。本申请实施例提供了一种电池单体400。该电池单体400包括按预设顺序排布的负极片10、隔膜30和正极片20。隔膜30至少部分超出正极片20,隔膜30超出正极片20的部分的热收缩率小于隔膜30与正极片20重叠部分的热收缩率。
本实施例中的电池单体400可以为叠片式电池单体,也可以为卷绕式电池单体。当电池单体400为卷绕式电池单体时,负极片10、隔膜30和正极片20一般按照正极片20、隔膜30、负极片10、隔膜30,或者负极片10、隔膜30、正极片20、隔膜30的预设顺序依次层叠设置。当卷绕式电池单体采用多个负极片10和多个正极片20时层叠原理与上述相当,这里不做赘述。当电池单体400为叠片式电池单体时,负极片10、隔膜30和正极片20一般按照隔膜30、极片、隔膜30、极片、隔膜30、极片…的预设顺序排布方式循环且层叠设置,相邻两个极片的极性相反,如隔膜30、正极片20、隔膜30、负极片10、隔膜30、正极片20、…,或者隔膜30、负极片10、隔膜30、正极片20、隔膜30、负极片10、…。
热收缩率是指隔膜30一定温度条件下和时间内自身尺寸的变化率。计算公式为:T=(L1-L2)*100%/L1;其中,T为隔膜30的热收缩率,单位为%;L1为隔膜30受热前的长度,单位为mm;L2为隔膜30受热后的长度,单位为mm。这里所说的长度可以为隔膜横向X的长度,也可以为隔膜纵向Y的尺寸,只要L1、L2相对应即可,即若L1是隔膜在横向X上受热前的长度,L2需是隔膜在横向X上受热后的长度,若L1是隔膜在纵向Y上受热前的长度,L2需是隔膜在纵向Y上受热后的长度。需要说明的是,隔膜30超出正极片20的部分的热收缩率小于隔膜30与正极片20重叠部分的热收缩率,不仅包括隔膜30超出正极片20的部分的任一区域的热收缩率均小于隔膜30与正极片20重叠部分任一区域的热收缩率,还包括隔膜30超出正极片20的部分中部分区域的热收缩率等于或者大于隔膜30与正极片20重叠部分某一区域的热收缩率,但隔膜30超出正极片20或者负极片10的部分的整体的热收缩率小于其他部分整体的热收缩率的情况。
为便于描述,下文部分内容将隔膜30超出正极片20的部分称为第二部分320,将隔膜30与正极片20重叠部分称为第一部分310。
本实施例中的第一部分310和第二部分320可以分别采用不同材料制成,如第一部分310采用材料一制成,第二部分320采用材料二制成,其中材料二的热收缩率小于材料一的热收缩率;也可以第一部分310采用单层结构,第二部分320采用多层结构,如隔膜30的基体层采用同一材料制成,之后在基体层的相应边部上贴附或者设置能够加强其热收缩率的功能层,如图4所示。需要说明的是,上述各材料可以为组分单一的材料,也可以为组分多样的混合材料。
另需说明的是,当第二部分320中仅部分区域的热收缩率小于第一部分310的热收缩率时,可以是第二部分320中热收缩率小的部分采用一种材料或者结构制成,剩余部分可以采用与第一部分310相同的材料或者结构制成。
采用本申请实施例提供的电池单体,由于隔膜30超出正极片20的部分的热收缩率小于隔膜30与正极片20重叠部分的热收缩率,如此测试或者使用时,隔膜30接收到正极片20和/或负极片10发出的热量后,隔膜30超出极片的部分不易发生收缩,这样可降低该部分因环境温度较高而导致收缩尺寸较大,进而收缩至正极片20和负极片10重叠区域的风险,从而降低电池单体400发生短路而失效的风险。
根据本申请的一些实施例,如图3所示,隔膜30在横向X上超出正极片20的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率;和/或,隔膜30在纵向Y上超出正极片20的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率。
隔膜30的纵向是隔膜30的机械方向(Machine Direction,MD),隔膜30的横向(Transverse Direction,TD)是垂直于机械方向的方向。其中,隔膜的机械方向是指制备隔膜时隔膜的卷绕方向。
本实施例提供的隔膜30存在多种情况:
第一种情况,隔膜30在横向X上超出正极片20的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率。此时,其他部分为隔膜30中除隔膜30在横向X上超出正极片20的部分外的所有部分。
第二种情况,隔膜30在纵向Y上超出正极片20的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率。此时,其他部分为隔膜30中除隔膜30在纵向Y上超出正极片20的部分外的所有部分。
第三种情况,隔膜30在横向X和纵向Y上超出正极片20的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率。此时,其他部分为隔膜30中除隔膜30在横向X和纵向Y上超出正极片20的部分外的所有部分。
需要说明的是,当隔膜采用四边形隔膜时,一般在横向X上存在两个超出正极片的边部,在纵向Y上也存在两个超出正极片的边部。上述第一种情况和第三种情况中说的隔膜30在的横向X上超出正极片20的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率,可以是隔膜30在横向上超出正极片20的任一边部的热收缩率小于其他部分的热收缩率,也可以是隔膜30在横向上超出正极片20的所有边部的热收缩率均小于其他部分的热收缩率。上述第二种情况和第三种情况中说的隔膜30在纵向Y上超出正极片20的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率,可以是隔膜30在纵向上超出正极片20的任一边部的热收缩率小于其他部分的热收缩率,也可以是隔膜30在纵向上超出正极片20的两个边部的热收缩率均小于其他部分的热收缩率。
由于实际使用中,当电池单体400为卷绕式电池单体时,相较隔膜30在纵向上超出正极片20的部分,隔膜30在横向上超出正极片20的部分受热收缩至正极片20和负极片10重叠区域内的风险更大,因此电池单体400为卷绕式电池单体时可以采用上述第一种情况的方案。采用这一方案,隔膜30的结构简单,便于制备。
当电池单体400为叠片式电池单体时,隔膜30在横向和纵向上超出正极片20的部分均存在受热收缩至正极片20和负极片10重叠区域内的风险,此时隔膜30采用上述三种情况中的任一方案均可减小电池单体400发生短路的风险,当采用第三种情况时效果最佳,采用第一种情况和第二种情况对应的方案时,隔膜30的结构简单,便于制备。
为进一步提高隔膜30在使用或者测试过程中因受热收缩尺寸过大的风险,在一些实施例中,隔膜30与正极片20的极耳位对应的部分的热收缩率小于隔膜30与正极片20重叠区域中的其他区域对应的部分的热收缩率。
采用本实施例提供的方案,相较仅隔膜30超出正极片20的部分的热收缩率小于隔膜30与正极片20重叠部分的热收缩率,增大了隔膜30中热收缩率小的区域面积,从而进一步降低了隔膜30受热时收缩至正极片20和负极片10重叠区域内的风险。
在一些实施例中,如图4所示,隔膜30包括基体层330和功能层340,基体层330具有与正极片20重叠的主体部分331和超出正极片20的边缘部分332,边缘部分332的至少部分区域上设有功能层340,功能层340和边缘部分332中被功能层340覆盖部分组成的层叠结构的热收缩率小于其他部分的热收缩率。这里所说的其他部分包括边缘部分332未被功能层340覆盖的部分以及主体部分331。
本实施例中的基体层330可以采用现有隔膜中的任一种隔膜。功能层340可以包括贴设于基体层330上能够增强基体层330相应部分热收缩率的薄膜,也可以包括涂覆于基体层330上能够增强基体层330相应部分热收缩率的涂层,还可以采用上述涂层和薄膜的组合结构。当采用组合结构时,可以是涂层和薄膜均设置于基体层330上,即基体层330的一部分区域设置薄膜,另一部分区域设置涂层,也可以为涂层和薄膜依次层叠设置于基体层330上,可以是涂层与基体层330相接触,也可以是薄膜与基体层330相接触。
需要说明的是,隔膜30为薄膜结构,一般具有正面和反面,上述边缘部分332的至少一侧设有功能层340,可以是边缘部分332的其中一表面(正面或者反面)设有功能层340,也可以是边缘部分332的两个表面(正面和反面)均设有功能层340。如图6至图9所示,无论边缘部分332的哪一个表面设有功能层340,功能层340可以仅覆盖相应表面的其中一部分区域,也可以覆盖相应表面的全部区域,具体可以根据使用需要而定。如所需第二部分320的热收缩率要求越小越好,则可以将边缘部分332的两面均铺满功能层340,如所需第二部分320的热收缩率要求仅达到一定范围即可,此时功能层340仅覆盖边缘部分332的其中一个表面的部分区域即可实现,则仅在相应区域内设置功能层340即可。
本实施例所采用的隔膜30,可以在现有隔膜30的基础上通过增设功能层340实现,便于取材和加工。
在一些实施例中,如图5所示,边缘部分332包括首尾相接的多个边部333,至少一个边部333上设有功能层340。如前述,边缘部分332为框型结构,当主体部分331为方形结构时,边缘部分332一般包括上边部、下边部、左边部和右边部。当主体部分331为其他形状时,边缘部分332相应的具有其他个数的边部333。隔膜30采用本实施例提供的方案,便于设计和加工。
在一些实施例中,在隔膜30的横向X上,边缘部分332的至少一个边部333设有功能层340;和/或,在隔膜30的纵向Y上,边缘部分332的至少一个边部333设有功能层340。
本实施例提供的隔膜30存在多种情况:
第一种情况,在隔膜30的横向上,边缘部分332的至少一个边部333设有功能层340。
第二种情况,在隔膜30的纵向上,边缘部分332的至少一个边部333设有功能层340。
第三种情况,在隔膜30的横向上,边缘部分332的至少一个边部333设有功能层340。同时,在隔膜30的纵向上,边缘部分332的至少一个边部333设有功能层340。
上述第一种情况和第三种情况中说的在隔膜30的横向上,边缘部分332的至少一个边部333设有功能层340,可以是在隔膜30横向上的某一个或多个边部333上设有功能层340,也可以是在隔膜30横向上的所有边部333上均设有功能层340,无论哪种情况,均可使得第二部分320在隔膜30横向上超出正极片20的部分的热收缩率小于第一部分310的热收缩率。上述第二种情况和第三种情况中说的在隔膜30的纵向上,边缘部分332的至少一个边部333设有功能层340,可以是在隔膜30纵向上的某一个或多个边部333上设有功能层340,也可以是在隔膜30纵向上的所有边部333上均设有功能层340,无论哪种情况,均可使得第二部分320在隔膜30纵向上超出正极片20的部分的热收缩率小于第一部分310的热收缩率。
由于实际使用中,当电池单体400为卷绕式电池单体时,隔膜30在横向上超出正极片20的部分存在受热收缩至正极片20和负极片10重叠区域内的风险大于其在纵向上超出正极片20的部分的风险,因此电池单体400为卷绕式电池单体时可以采用上述第一种情况的方案。采用这一方案,隔膜30的结构简单,便于制备。
当电池单体400为叠片式电池单体时,隔膜30在横向和纵向上超出正极片20的部分均存在受热收缩至正极片20和负极片10重叠区域内的风险,此时隔膜30采用上述三种情况中的任一方案均可减小电池单体400发生短路的风险,当采用第三种情况时效果最佳,采用第一种情况和第二种情况对应的方案时,隔膜30的结构简单,便于制备。
在一些实施例中,边缘部分332中相对设置的两个表面均设有功能层340。如前述,由于隔膜30为薄膜结构,一般具有正面和反面,也是隔膜30用于与极片接触的表面。这里所说的边缘部分332中相对设置的两个表面即为边缘部分332的正面和反面。需要说明的是,位于边缘部分332两面的功能层340的位置可以对应,也可以不对应。如可以在边缘部分332的上边部的正面设置功能层340,在边缘部分332的下边部的背面设置功能层340,也可以在边缘部分332的上边部的正面和背面均设置功能层340。同时,位于边缘部分332两面的功能层340的结构和尺寸可以相同,也可以不同。采用本实施例提供的方案,相较仅在边缘部分332的其中一个表面设置功能层340,功能层340的可设置方式增多,有助于进一步降低隔膜30受热发生较大收缩的风险,即降低电池单体400发生短路的风险。
在一些实施例中,如图6、图7至图9所示,边缘部分332的第一表面334具有第一区域335和第二区域336。其中,第一表面334为边缘部分332中用于与负极片10相接的一面,第一区域335为与负极片10相接的区域,第二区域336为超出负极片10的区域。在第一表面334上,功能层340位于第二区域336内。
采用本实施例提供的隔膜30,可使得其应用于电池单体400时,功能层340不与负极片10重叠,进而降低了功能层340的加设对电池单体400能量密度的不良影响。
为进一步提高隔膜30在使用或者测试过程中因受热收缩尺寸过大的风险,在一些实施例中,如图10所示,主体部分331中与正极片20的极耳位对应的区域上设有功能层340。
采用本实施例提供的方案,相较仅在边缘部分332上设置功能层340,增大了隔膜30中热收缩率小的区域面积,从而进一步降低了隔膜30受热时收缩至正极片20和负极片10重叠区域内的风险。
在一些实施例中,功能层340包括耐热层和/或隔热层。
本实施例包括以下三种情况:
第一种情况,功能层340包括耐热层。
第二种情况,功能层340包括隔热层。
第三种情况,功能层340包括耐热层和隔热层。此种情况下,耐热层和隔热层可以均设置在基体层330上,即基体层330中预备设置功能层340的区域中的其中一部分设置耐热层,另一部分设置隔热层;也可以耐热层和隔热层层叠设置,此时可以是耐热层与基体层330相接,也可以是隔热层与基体层330相接。
上述各情况中,耐热层可以为能够提高隔膜30相应部分耐热性的涂层、贴膜或者其他结构。隔热层可以为能够阻隔正极片20和/或负极片10散发的热量到达基体层330的涂层、贴膜或者其他结构,或者隔热层还可以为减小正极片20和/或负极片10散发的热量到达基体层330的涂层、贴膜或者其他结构。
功能层340采用本实施例提供的各方案,均可以减小隔膜30相应区域受热时发生收缩的程度,以降低电池单体400发生短路的风险,同时便于加工和设计。
在一些实施例中,如图11及图12所示,在隔膜30的同一端,隔膜30的所有超出极片的部分依次相接形成一个组合结构337。如前述,一般情况下,隔膜30在横向上的两端均会超出正极片和负极片的相应端部,且在纵向上的两端也均会超出正极片和负极片的相应端部。上述在隔膜30的同一端,是指上述四个端部中的任一个端部。所有隔膜30超出极片的部分是指位于同一端的所有隔膜30超出极片的部分。相接可以是粘接,也可以是借助辅助件紧密接触。辅助件可以为夹具、塑封膜、橡胶圈等。在隔膜30的同一端,隔膜30的所有超出极片的部分依次相接形成一个组合结构337,是指至少有一个端部能够形成组合结构337即可,无需每个端部均形成组合结构337。
采用本实施例提供的结构,实现了多个隔膜30至少一端的聚拢成型,使得隔膜30相应端部在受热向内收缩时,同时会受到相邻隔膜30施加的向外拉动的摩擦力,以增强隔膜30的相应端部对热收缩的物理抵制能力,从而可以降低隔膜30受热收缩至正极片和负极片重叠区域内的风险,进而可以降低电池单体400短路的风险。
在一些实施例中,如图13至图16所示,电池单体400还包括束缚件40,束缚件40将隔膜30的同一端的所有超出极片的部分聚拢并束缚为一个整体。束缚件40可以为能够实现上述效果的任一结构或者件体,如可以为能够将多个隔膜30的相应端部聚拢并束缚为一个整体的夹具、橡胶圈等。
需要说明的是,当隔膜30的至少一端,所有隔膜30超出极片的部分依次相接形成一个组合结构337时,束缚件40可以设置在组合结构337外,以进一步增强组合结构337对应部分隔膜30之间的摩擦力,束缚件40也可以设置于没有设置组合结构337的端部,即束缚件40和组合结构337位于隔膜30的不同端部,各自发挥作用。
采用本实施例提供的结构,实现了多个隔膜30至少一端的聚拢成型,使得隔膜30相应端部在受热向内收缩时,同时会受到相邻隔膜30施加的向外拉动的摩擦力,从而可以降低隔膜30受热收缩至正极片20和负极片10重叠区域内的风险,进而可以降低电池单体400短路的风险。
在一些实施例中,如图13及图14所示,束缚件40将负极片10、正极片20和隔膜30组成的组合件的除极耳110连接端以外的部分包覆其中。如前述,负极片10和正极片20均包括具有活性物质的部分(即主体部)以及不具有活性物质的部分(即极耳110)。极耳110连接端是极耳110与外接电连接件连接的端部。本实施例中的束缚件40将电池单体400的绝大部分包覆其中,可以对隔膜30具有较强的束缚力,进一步降低使用过程中隔膜30受热收缩至正极片20和负极片10重叠区域内的风险,即降低电池单体400发生短路的风险。
在一些实施例中,束缚件40设有两个,两个束缚件40分设于负极片10、正极片20和隔膜30组成的组合件在隔膜30横向上的两端。采用本实施例提供的方案,可以有效降低隔膜30在横向上超出正极片20的部分发生较大尺寸收缩的风险,且相较上一实施例,可以减小束缚件40的体积,进而降低束缚件40的设置对电池单体400的能量密度的不良影响,也可以降低生产成本。
可以理解地,在一些实施例中,束缚件40设有两个,两个束缚件40分设于负极片10、正极片20和隔膜30组成的组合件在隔膜30纵向上的两端。采用本实施例提供的方案,可以有效降低隔膜30在纵向上超出正极片20的部分发生较大尺寸收缩的风险,且相较上一实施例,其同样可以减小束缚件40的体积,进而降低束缚件40的设置对电池单体400的能量密度的不良影响,也可以降低生产成本。
在一些实施例中,各束缚件40分别位于隔膜30相应端部超出正极片20的部分所对应的区域内。即当束缚件40分设于负极片10、正极片20和隔膜30组成的组合件在隔膜30横向上的两端时,每个束缚件40在隔膜30横向上的宽度,均小于或者等于隔膜30在横向上超出正极片20的宽度;当束缚件40分设于负极片10、正极片20和隔膜30组成的组合件在隔膜30纵向上的两端时,每个束缚件40在隔膜30纵向上的宽度,均小于或者等于隔膜30在纵向上超出正极片20的宽度。采用本实施例提供的电池单体400,可降低束缚件40的设置对电池单体400能量密度的不良影响。
如图17所示,在一些实施例中,在隔膜30的同一端,束缚件40满足以下条件:
a≤f≤a+b;
其中,a为负极片10超出正极片20的宽度,f为束缚件40的宽度,b为隔膜30超出负极片10的宽度。
需要说明的是,上述各宽度为同一方向上的尺寸,如束缚件40设置在隔膜30横向X超出极片的部分上,则以上宽度为相应部件在横向X上的尺寸,如束缚件40设置在隔膜30纵向Y超出极片的部分上,则以上宽度为相应部件在纵向Y上的尺寸。为便于描述和理解,图17中将其中一端负极片10超出正极片20的宽度a记为a1,隔膜30超出负极片10的宽度b记为b1,束缚件40的宽度f记为f1,将另一端负极片10超出正极片20的宽度a记为a2,隔膜30超出负极片10的宽度b记为b2,束缚件40的宽度f记为f2。
当f大于a+b时,会使得束缚件40延伸至与正极片20重叠区域,导致电池单体的能量密度损失,当f小于a时,则束缚件40对于隔膜30超出正极片20部分的束缚效果不佳,因此,采用本实施例提供的方案,可以使得束缚件40的束缚效果良好,且在一定程度上不会损失电池单体的能量密度。
在一些实施例中,束缚件40上设有用于供电解液通过的孔隙410。孔隙410的设置可以降低束缚件40的设置对电解液进入电池单体400内的不良影响,使得电池的电解液浸润效果较佳。
在束缚件40的结构和材料不变的情况下,束缚件40对隔膜30的束缚强度一般与束缚件40的孔隙率呈反比,为使得束缚件40对隔膜30的束缚强度符合预设要求,在一些实施例中,在束缚件40的同一表面上,孔隙410的面积占束缚件40的总面积的30%-50%。这里所说的同一表面一般是束缚件40的正表面,也可以为束缚件40的后表面。采用这一比例,可使得束缚件40的结构稳定,不易损坏,且电解液可以顺畅通过孔隙410进入电池单体400内,使得电池的电解液浸润效果良好。
在一些实施例中,束缚件40包括塑封膜。本实施例中塑封膜可以带孔,也可以不带孔,即可以为设有孔隙410的塑封膜,也可以为不设置孔隙410的塑封膜。其中,不带孔的塑封膜的塑封效果更好,但是会影响电解液浸润。带孔的塑封膜的塑封效果相较于不带孔的塑封膜会降低,但是可以改善电池单体400的电解液浸润。因此本领域技术人员可以根据自己对电池单体400隔膜30的塑封需求选择不同的塑封膜结构。束缚件40采用这一结构,便于制备,且生产成本较低。
当束缚件40采用带有孔隙410的塑封膜时,上述孔隙410的结构和孔隙410密度影响塑封膜对隔膜30的塑封强度和电解液渗透效果。孔隙410的横截面可以为圆形、菱形、方形等任一形状,具体可以根据使用需要灵活设定。当孔隙410的横截面为圆形时可使得塑封膜不同方向的受力均匀。当孔隙410的横截面为菱形等非各方向均对称的形状时,使得塑封膜不同方向的强度可能存在差异。因此可以根据使用需要灵活选择孔隙410的结构。
孔隙410密度越大,单位面积下的孔隙410占比越多,塑封膜非孔区与隔膜30的粘连面积减小,塑封膜的封印效果降低,对隔膜30热收缩的物理抵制能力越弱。同时,孔隙410密度大,电解液的渗透效果好。
孔隙410密度越小,单位面积下的孔隙410占比越少,塑封膜非孔区与隔膜30的粘连面积越大,塑封膜的封印效果越好,对隔膜30热收缩的物理抵制能力越强。同时,孔隙410密度小,电解液的渗透效果相应减弱。
请参照图6至图16所示,根据本申请的一些实施例,提供了一种电池单体400,包括按预设顺序排布的负极片10、正极片20和隔膜30。隔膜30包括基体层330和功能层340。基体层330具有与隔膜30和正极片20的重叠部分相对应的主体部分331和与隔膜30超出正极片20的部分相对应的边缘部分332。边缘部分332的至少部分区域上设有功能层340,功能层340和边缘部分332中被功能层340覆盖部分组成的层叠结构的热收缩率小于其他部分的热收缩率。功能层340为喷涂于边缘部分332上的耐热胶形成的耐热层。
边缘部分332的两表面均设有功能层340。无论哪面的功能层340均与相应表面对应的极片无重叠区域,即功能层340位于相应极片的一侧。如此可在一定程度上降低功能层340的设置对电池单体400的能量密度造成不良影响。另外,功能层340可以与相应极片之间存在间隔,也可以相接;同时,功能层340还可以与隔膜30的边界线之间存在间隔,或者齐平。
隔膜30在横向上超出极片的部分通过胶水粘接成一个组合结构,以增强隔膜30在横向上超出正极片20的部分的热收缩的物理抵制能力。该组合结构由于向内聚拢,侧面一般呈下凹的弧面。
电池单体400还包括束缚件40,束缚件40用于将所有隔膜30至少一端超出极片的部分聚拢并束缚为一个整体。束缚件40为没有孔隙410的塑封膜,或者开设有孔隙410的塑封膜。当采用开设有孔隙410的塑封膜时,使用时,电解液可以通过孔隙410进入电池单体400内。其中,塑封膜的孔隙率可以为30%-50%。
塑封膜可以设置一个,将隔膜30与极耳110连接端相对应的一端包覆其中,形成组合结构,也可以将隔膜30与极耳110连接端相对的一端包覆其中,形成组合结构,还可以将负极片10、正极片20和隔膜30组成的组合件除极耳110连接端以外的部分包覆其中。
塑封膜还可以设置两个,其中一个将隔膜30与极耳110连接端相对应的一端包覆其中,形成组合结构,另一个将隔膜30与极耳110连接端相对的一端包覆其中,形成组合结构。
当塑封膜仅将隔膜30与极耳110连接端相对应的一端包覆其中,或者塑封膜仅将隔膜30与极耳110连接端相对的一端包覆其中,或者塑封膜仅将上述两端包覆其中时,塑封膜在隔膜30横向上的宽度应小于等于隔膜30在横向上单边超出正极片20的部分的宽度,以降低塑封膜的设置对电池单体400的能量密度的不良影响。具体表现为,制备好的电池单体400在隔膜30和正极片20的超出区域内部喷涂耐热胶,外部通过塑封膜塑封。如图17所示,将电池单体400近极耳端,即电池单体400的顶端,负极片10超出正极片20的部分在隔膜30横向上的宽度a记为a1,隔膜30在横向上超出负极片10的部分的宽度b记为b1,取宽度f记为f1的塑封膜进行塑封,则f1应满足以下关系式:a1≤f1≤a1+b1。将电池单体400远极耳端,即电池单体400的底端,负极片10超出正极片20的部分的宽度a记为a2,隔膜30超出负极片10的部分的宽度b记为b2,取宽度f记为f2的塑封膜进行塑封,则f2应满足以下关系式:a2≤f2≤a2+b2。需要说明的是,图17中塑封膜为未收缩状态。
塑封膜对隔膜30的塑封强度与塑封膜的面积成正比。上述多种方案中,塑封膜将负极片10、正极片20和隔膜30组成的组合件的除极耳110连接端以外的部分包覆其中,这一方案对应的塑封膜的塑封强度大于塑封膜设置一个时对应方案中的塑封膜的塑封强度,即全封的塑封效果优于半封的塑封效果。而对于塑封膜设置一个时的另两个方案来说,由于塑封膜封印在隔膜30超出正极片20的区间,可在一定程度上减小能量密度损失,由此本领域技术人员可以根据自己对隔膜30的塑封需求选择不同的塑封方式。
本实施例提供的电池单体400通过在隔膜30超出负极片10的区域内进行喷涂耐热层和塑封的方式,降低隔膜30超出负极片10的区域的热收缩率,达到隔膜30超出负极片10的区域的尺寸始终大于0的效果,从而有效降低电池单体400在高温环境下的安全风险。
在一些实施例中,上一实施例的电池单体400为软包电池单体,在隔膜30的横向X上,隔膜30超出正极片20的部分一般总宽度在1mm~6mm之间,单边边缘部分的宽度在0.5mm~3mm之间,占整个隔膜30横向宽度的比例小于5%,极限情况下小于0.5%。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池,包括以上任一方案提供的电池单体。如前述,本实施例中的电池还可以包括壳体、电解液等,具体设置方式在此不再赘述。
本申请实施例提供的电池,采用了上述任一方案提供的电池单体,可以有效降低电池使用或者测试过程中发生失效的风险。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,包括以上任一方案提供的电池单体或以上任一方案提供的电池,电池单体或电池用于为用电装置提供电能。
用电装置可以是前述任一应用电池的设备或系统。用电装置一般除电池外还包括其他结构,如用电装置为车辆时,还可以包括车架、控制器等,具体根据用电装置的具体类型而定,这里不做赘述。
本申请实施例提供的用电装置,采用了以上任一方案提供的电池单体或上述任一方案提供的电池,可以有效降低电池使用或者测试过程中发生失效的风险,进而提高用电装置的使用安全性。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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,或者对其中部分或者全部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,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (21)

1.一种电池单体,其特征在于,包括按预设顺序排布的负极片、隔膜和正极片;所述隔膜至少部分超出所述正极片,所述隔膜超出所述正极片的部分的热收缩率小于所述隔膜与所述正极片重叠部分的热收缩率。
2.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述隔膜在横向上超出所述正极片的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率;
和/或,所述隔膜在纵向上超出所述正极片的部分的热收缩率小于其他部分的热收缩率。
3.如权利要求1或2所述的电池单体,其特征在于,所述隔膜与所述正极片的极耳位对应的部分的热收缩率小于所述隔膜与所述正极片重叠区域中的其他区域对应的部分的热收缩率。
4.如权利要求1或2所述的电池单体,其特征在于,所述隔膜包括基体层和功能层,所述基体层具有与所述正极片重叠的主体部分和超出所述正极片的边缘部分,所述边缘部分的至少部分区域上设有所述功能层,所述功能层和所述边缘部分中被所述功能层覆盖部分组成的层叠结构的热收缩率小于其他部分的热收缩率。
5.如权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述边缘部分包括首尾相接的多个边部,至少一个所述边部上设有所述功能层。
6.如权利要求5所述的电池单体,其特征在于,在所述隔膜的横向上,所述边缘部分的至少一个边部设有所述功能层;
和/或,在所述隔膜的纵向上,所述边缘部分的至少一个边部设有所述功能层。
7.如权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述边缘部分中相对设置的两个表面均设有所述功能层。
8.如权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述边缘部分的第一表面具有第一区域和第二区域,所述第一表面为所述边缘部分中用于与负极片相接的一面,所述第一区域为与所述负极片重叠的区域,所述第二区域为超出所述负极片的区域;
在所述第一表面上,所述功能层位于所述第二区域内。
9.如权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述主体部分中与所述正极片的极耳位对应的区域上设有所述功能层。
10.如权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述功能层包括耐热层和/或隔热层。
11.如权利要求1或2所述的电池单体,其特征在于,在所述隔膜的同一端,所述隔膜的所有超出极片的部分依次相接形成一个组合结构。
12.如权利要求1或2所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括束缚件,所述束缚件将所述隔膜的同一端的所有超出极片的部分聚拢并束缚为一个整体。
13.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述束缚件将所述负极片、所述正极片和所述隔膜组成的组合件的除极耳连接端以外的部分包覆其中。
14.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述束缚件设有两个,两个所述束缚件分设于所述负极片、所述正极片和所述隔膜组成的组合件在所述隔膜横向或纵向上的两端。
15.如权利要求14所述的电池单体,其特征在于,各所述束缚件分别位于所述隔膜相应端部超出所述正极片的部分所对应的区域内。
16.如权利要求14所述的电池单体,其特征在于,在所述隔膜的同一端,所述束缚件满足以下条件:
a≤f≤a+b;
其中,a为所述负极片超出所述正极片的宽度,f为所述束缚件的宽度,b为所述隔膜超出所述负极片的宽度。
17.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述束缚件上设有用于供电解液通过的孔隙。
18.如权利要求17所述的电池单体,其特征在于,在所述束缚件的同一表面上,所述孔隙的面积占所述束缚件的总面积的30%-50%。
19.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述束缚件包括塑封膜。
20.一种电池,其特征在于,包括权利要求1~19中任一项所述的电池单体。
21.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求1-19中任一项所述的电池单体或权利要求20所述的电池,所述电池单体或所述电池用于为所述用电装置提供电能。
CN202320553900.3U 2023-03-21 2023-03-21 电池单体、电池及用电装置 Active CN219226533U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202320553900.3U CN219226533U (zh) 2023-03-21 2023-03-21 电池单体、电池及用电装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202320553900.3U CN219226533U (zh) 2023-03-21 2023-03-21 电池单体、电池及用电装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN219226533U true CN219226533U (zh) 2023-06-20

Family

ID=86735780

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202320553900.3U Active CN219226533U (zh) 2023-03-21 2023-03-21 电池单体、电池及用电装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN219226533U (zh)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN213692271U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN212161993U (zh) 电极组件、电池、电池模块、电池组、使用电池的装置和电极组件的制造装置
CN219303812U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN216720252U (zh) 一种卷绕式电极组件、电池单体、电池及用电装置
CN216120530U (zh) 电池和用电装置
CN215896616U (zh) 电极组件、电池单体、电池及用电设备
CN214411248U (zh) 电极组件、电池单体、电池以及用电设备
CN214589019U (zh) 电池及用电设备
CN218274970U (zh) 电芯组件、电池和用电装置
CN218548747U (zh) 绝缘膜、电池和用电装置
CN219658948U (zh) 电池模块、电池和用电设备
CN115064757B (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN219226533U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN217468711U (zh) 电极组件、电池单体、电池及用电装置
CN214848798U (zh) 绝缘膜、电池单体、电池和用电设备
KR20230132552A (ko) 전극 조립체 및 그 제조 방법, 배터리 셀, 배터리 및전기기기
CN115968515A (zh) 电池、用电设备、制备电池的方法和设备
CN220774537U (zh) 电池外壳、电池单体、电池及用电装置
CN219779153U (zh) 隔离板组件、电池和用电装置
CN221407462U (zh) 隔热结构、电池及用电设备
CN221328042U (zh) 电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备
CN220527145U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN218414626U (zh) 电极组件、电池单体、电池及用电装置
CN220456475U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN221102270U (zh) 电池单体、电池及用电装置

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant