WO2025209239A1 - 电芯及用电设备 - Google Patents

电芯及用电设备

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WO2025209239A1
WO2025209239A1 PCT/CN2025/084532 CN2025084532W WO2025209239A1 WO 2025209239 A1 WO2025209239 A1 WO 2025209239A1 CN 2025084532 W CN2025084532 W CN 2025084532W WO 2025209239 A1 WO2025209239 A1 WO 2025209239A1
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WO
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battery cell
empty foil
electrode
notch
area
Prior art date
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Application number
PCT/CN2025/084532
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English (en)
French (fr)
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陶兴华
马武
张国文
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Ningde Amperex Technology Ltd
Original Assignee
Ningde Amperex Technology Ltd
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Filing date
Publication date
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/054—Accumulators with insertion or intercalation of metals other than lithium, e.g. with magnesium or aluminium
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    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
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    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
    • H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries

Definitions

  • the present application relates to the field of battery technology, and in particular to a battery cell and an electrical device.
  • the tab of the electrode assembly is generally led out from one end of the electrode sheet in the length direction, so that a large space needs to be reserved between the shell for accommodating the electrode assembly and the end of the electrode assembly where the tab is set to accommodate the tab, which affects the energy density of the battery cell and causes the electrode assembly to shake easily relative to the shell when the battery cell is subjected to external force or falls, which may cause a short circuit between the tab and the electrode sheet, thereby increasing the risk of thermal runaway of the battery cell.
  • the present application provides a battery cell and electrical equipment, which can improve the energy density of the battery cell and reduce the possibility of battery cell short circuit.
  • the present application provides a battery cell, which includes a shell and an electrode assembly, the electrode assembly being accommodated in the shell, the electrode assembly being a laminated structure, the electrode assembly including a plurality of first electrode sheets and a plurality of second electrode sheets stacked along a first direction, the first electrode sheets and the second electrode sheets having opposite polarities, each first electrode sheet having a first notch, each second electrode sheet having a second notch, and the first notch and the second notch not overlapping when viewed along the first direction; each first electrode sheet having a first empty foil area that at least partially overlaps with the second notch, and the first empty foil areas of the plurality of first electrode sheets are stacked along the first direction; each second electrode sheet having a second empty foil area that at least partially overlaps with the first notch, and the second empty foil areas of the plurality of second electrode sheets are stacked along the first direction; the second notch and the second empty foil area are located at one end of the second electrode sheet in a longitudinal direction, and the second notch and the
  • each first electrode piece has a first notch
  • each second electrode piece has a second notch.
  • the first notch and the second notch do not overlap
  • each first electrode piece has a first empty foil area that at least partially overlaps with the second notch
  • each second electrode piece has a second empty foil area that at least partially overlaps with the first notch, so that the first empty foil area and the second empty foil area are spaced apart on a vertical plane in the first direction, which can reduce the possibility of short circuit caused by contact between the first empty foil area and the second empty foil area
  • at least part of the first empty foil area is accommodated in the second notch, and at least part of the second empty foil area is accommodated in the first notch, which can reduce the first empty foil area and the second empty foil area protruding from the first electrode piece and
  • the volume of the second electrode piece is reduced, and the interval space reserved between the electrode assembly and the shell for accommodating the first empty foil area and the second empty foil area is reduced, which can improve the energy density of
  • the electrode assembly When the battery cell is subjected to external force or falls, the electrode assembly is less likely to shake relative to the shell, and the possibility of short circuit between the first empty foil area and the second electrode piece, and the second empty foil area and the first electrode piece is also smaller, thereby reducing the risk of thermal runaway of the battery cell; the first empty foil areas of the plurality of first electrode pieces are stacked along the first direction, and the second empty foil areas of the plurality of second electrode pieces are stacked along the first direction, which facilitates the connection of the plurality of first empty foil areas and the connection of the plurality of second empty foil areas, so that the external device can connect with the plurality of first electrode pieces through the first empty foil area.
  • the first and second electrode sheets are electrically connected, and can be electrically connected to multiple second electrode sheets through the second empty foil area;
  • the second notch and the second empty foil area are located at one end of the length direction of the second electrode sheet, so that the first empty foil area and the second empty foil area can be led out from one end of the length direction of the second electrode sheet, which is convenient for the battery cell to be electrically connected to the external device through the first empty foil area and the second empty foil area;
  • the second notch and the second empty foil area are spaced apart along the width direction of the second electrode sheet, which can reduce the possibility of short circuit between the first empty foil area and the second electrode sheet, and the second empty foil area and the first electrode sheet; when the distance D1 between the end of the second electrode sheet provided with the second empty foil area and the second notch and the inner wall of the shell is greater than or equal to 0.1 mm along the length direction of the second electrode sheet, it can be convenient for the battery cell to be electrically connected to the external device through the first empty foil area and the second empty foil area
  • the distance D1 between one end of the second electrode sheet provided with the second empty foil area and the second notch and the inner wall of the outer shell is 0.3mm-1mm along the length direction of the second electrode sheet, it can further facilitate the assembly of the electrode assembly and the outer shell, and accommodate the electrolyte, and can also further make the energy density of the battery cell higher; and if no notch is provided in the battery cell to accommodate the empty foil area, the empty foil area will protrude, occupying the space between the outer shell and the electrode assembly, affecting the energy density of the battery cell.
  • a notch is provided in the electrode sheet to accommodate the empty foil area, so that the distance between the end of the second electrode sheet provided with the second empty foil area and the second notch and the inner wall of the outer shell can be limited to within the above range.
  • the first pole piece has a first angular position and a second angular position
  • the second pole piece has a third angular position and a fourth angular position
  • the first notch is located at the first angular position of the first pole piece
  • the first empty foil area is located at the second angular position of the first pole piece
  • the second notch is located at the third angular position of the second pole piece
  • the second empty foil area is located at the fourth angular position of the second pole piece.
  • the first empty foil area is located at the second corner position of the first electrode; the second notch is located at the third corner position of the second electrode, and the second empty foil area is located at the fourth corner position of the second electrode, it is possible to facilitate the preparation of the first notch, the first empty foil area, the second notch and the second empty foil area, and facilitate the lead-out of the first empty foil area and the second empty foil area, further reducing the possibility of short circuit between the first empty foil area and the second electrode, and between the second empty foil area and the first electrode.
  • the first angular position and the second angular position are two adjacent angular positions of the first electrode piece; the third angular position and the fourth angular position are two adjacent angular positions of the second electrode piece, so that the first empty foil area and the second empty foil area can be led out from the same end of the electrode assembly, making it convenient for the battery cell to be electrically connected to the external device through the first empty foil area and the second empty foil area.
  • the first pole piece has a first coating area, and along the length direction of the first pole piece, the first empty foil area does not exceed the first coating area; along the width direction of the first pole piece, the first empty foil area does not exceed the first coating area.
  • the first empty foil area does not exceed the first coated area; along the width direction of the first electrode, the first empty foil area does not exceed the first coated area, so that the first empty foil area and the second empty foil area do not protrude from the first electrode and the second electrode, and there is no need to reserve a spacing space between the electrode assembly and the shell to accommodate the first empty foil area and the second empty foil area, which can further improve the energy density of the battery cell.
  • the possibility of the electrode assembly shaking relative to the shell is further reduced, and the possibility of short circuit between the first empty foil area and the second electrode, and the second empty foil area and the first electrode is further reduced, thereby further reducing the risk of thermal runaway of the battery cell.
  • the area of the first empty foil area can be made larger, which facilitates the connection of multiple first empty foil areas and improves the connection reliability of the multiple first empty foil areas; when the projected area S1 of the first empty foil area along the first direction is less than or equal to 70 mm 2 , the space occupied by the first empty foil area can be made smaller, which is beneficial to improving the energy density of the battery cell; when the projected area S1 of the first empty foil area along the first direction is between 5 mm 2 and 70 mm 2 , both the connection reliability of the multiple first empty foil areas and the energy density of the battery cell can be improved.
  • the projection area S1 of the first empty foil area along the first direction is 10 mm 2 -60 mm 2
  • the connection reliability of the plurality of first empty foil areas can be further improved, which is conducive to further improving the energy density of the battery cell.
  • the size of the first empty foil area can be made larger, which is convenient for connecting multiple first empty foil areas, and the connection reliability of multiple first empty foil areas is better;
  • the maximum dimension L1 of the first empty foil area in the length direction of the first pole piece is less than or equal to 15 mm, and the maximum dimension W1 of the first empty foil area in the width direction of the first pole piece is less than or equal to 15 mm, the space occupied by the first empty foil area is smaller, which is beneficial to improving the energy density of the battery cell;
  • the maximum dimension L1 of the first empty foil area in the length direction of the first pole piece is 1 mm-15 mm, and the maximum dimension W1 of the first empty foil area in the width direction of the first pole piece is 1 mm-15 mm, the connection reliability of
  • 3mm ⁇ L1 ⁇ 10mm, 3mm ⁇ W1 ⁇ 10mm In some embodiments of the present application, 3mm ⁇ L1 ⁇ 10mm, 3mm ⁇ W1 ⁇ 10mm.
  • the connection reliability of the multiple first empty foil areas can be further improved, which is conducive to further improving the energy density of the battery cell.
  • the area of the first notch is S2, which satisfies 5 mm 2 ⁇ S2 ⁇ 70 mm 2 .
  • the area S2 of the first notch when the area S2 of the first notch is greater than or equal to 5 mm 2 , the area of the first notch can be made larger, which is convenient for accommodating the second empty foil area, and the possibility of the second empty foil area contacting and short-circuiting with the first electrode is reduced; when the area S2 of the first notch is less than or equal to 70 mm 2 , the space occupied by the first notch can be made smaller, which is beneficial to improving the energy density of the battery cell; when the area S2 of the first notch is between 5 mm 2 and 70 mm 2 , the possibility of the second empty foil area contacting and short-circuiting with the first electrode is reduced, and the energy density of the battery cell is also beneficial to improving.
  • 10 mm 2 ⁇ S2 ⁇ 60 mm 2 In some embodiments of the present application, 10 mm 2 ⁇ S2 ⁇ 60 mm 2 .
  • the area S2 of the first notch is 10 mm 2 -60 mm 2 , it can further reduce the possibility of short circuit between the second empty foil area and the first electrode sheet, and is conducive to further improving the energy density of the battery cell.
  • the maximum dimension of the first notch in the length direction of the first pole piece is L2, satisfying 1mm ⁇ L2 ⁇ 15mm; the maximum dimension of the first notch in the width direction of the first pole piece is W2, satisfying 1mm ⁇ W2 ⁇ 15mm.
  • 3mm ⁇ L2 ⁇ 10mm, 3mm ⁇ W2 ⁇ 10mm In some embodiments of the present application, 3mm ⁇ L2 ⁇ 10mm, 3mm ⁇ W2 ⁇ 10mm.
  • the maximum dimension L2 of the first notch in the length direction of the first pole piece is 3mm-10mm
  • the maximum dimension W2 of the first notch in the width direction of the first pole piece is 3mm-10mm
  • the electrode assembly further includes a diaphragm, which is disposed between the first electrode plate and the second electrode plate.
  • the diaphragm has a third notch and a fourth notch.
  • the first empty foil area at least partially overlaps with the third notch
  • the second empty foil area at least partially overlaps with the fourth notch.
  • the diaphragm has a third notch and a fourth notch.
  • the first empty foil area at least partially overlaps with the third notch
  • the second empty foil area at least partially overlaps with the fourth notch, so that the third notch can be used to accommodate the first empty foil area
  • the fourth notch can be used to accommodate the second empty foil area, which can facilitate the connection of multiple first empty foil areas and multiple second empty foil areas.
  • the electrode assembly also includes a diaphragm, the first electrode plate is a positive electrode plate, and the second electrode plate is a negative electrode plate; the battery cell is a soft-pack battery cell, and along the first direction, the edge areas of the two layers of diaphragm located on both sides of the second electrode plate are connected to each other.
  • the electrode assembly also includes a diaphragm, the first electrode piece is a positive electrode piece, and the second electrode piece is a negative electrode piece; the battery cell is a hard shell battery cell, and along the first direction, the edge areas of the two layers of diaphragms located on both sides of the first electrode piece are connected to each other.
  • the first empty foil areas of the plurality of first pole pieces are gathered toward the middle and connected; and/or, along the first direction, the second empty foil areas of the plurality of second pole pieces are gathered toward the middle and connected.
  • the first empty foil areas of the multiple first pole pieces are gathered toward the middle and connected; and/or, along the first direction, the second empty foil areas of the multiple second pole pieces are gathered toward the middle and connected, which can make the connection method of the multiple first empty foil areas and the multiple second empty foil areas simpler and easier to operate, and facilitate the multiple first empty foil areas and the multiple second empty foil areas to lead out the battery cell to be connected to an external device, and can make the size of the first empty foil area and the second empty foil area smaller in their extension direction, so that the space occupied by the first empty foil area and the second empty foil area is smaller, which is beneficial to improving the energy density of the battery cell.
  • the multiple first empty foil areas include two outer empty foil areas located on the outermost sides, and the angle between the bent edge of the outer empty foil area and the length direction of the first pole piece is ⁇ 1, satisfying 0 ⁇ 1 ⁇ 90°; the angle between the bent edge of the outer empty foil area and the width direction of the first pole piece is ⁇ 2, satisfying 0 ⁇ 2 ⁇ 90°.
  • the bending edge of the outer empty foil area can be inclined relative to the length direction and width direction of the first electrode piece, so that the bending edge is longer and the first empty foil area has higher impact resistance.
  • FIG1 is a schematic diagram of the three-dimensional structure of a battery cell provided in some embodiments of the present application.
  • FIG3 is a schematic diagram of an exploded structure of an electrode assembly of a battery cell provided in some embodiments of the present application.
  • FIG4 is a schematic structural diagram of a first electrode piece of a battery cell provided in some embodiments of the present application.
  • FIG7 is a partially enlarged schematic diagram of the cross-sectional structure of the battery cell along line A-A in FIG6 ;
  • FIG8 is a partially enlarged schematic diagram of the cross-sectional structure of the battery cell along line B-B in FIG6 ;
  • FIG13 is a partially enlarged schematic diagram of the cross-sectional structure of part of the structure of the battery cell in FIG12 along line E-E.
  • Icons 10-battery cell; 100-electrode assembly; 110-first pole piece; 111-first notch; 112-first empty foil area; 112a-outer empty foil area; 1121-third edge; 1122-fourth edge; 113-first coating area; 1131-first edge; 1132-second edge; 1133-first notch edge; 1133a-first section; 1133b-second section; 1133c-third section; 1134-fifth edge; 114-first adapter; 120-second pole piece; 121-second notch; 122-second empty foil area; 122a-second outer Empty foil area; 1221-eighth edge; 1222-ninth edge; 123-second coating area; 1231-sixth edge; 1232-seventh edge; 1233-second notch edge; 1234-tenth edge; 124-second adapter; 130-diaphragm; 131-third notch; 1311-third notch edge; 132-fourth notch; 1321-fourth edge
  • references to "embodiments” in this application mean that a particular feature, structure, or characteristic described in connection with the embodiment may be included in at least one embodiment of the application.
  • the appearance of this phrase in various places in the specification does not necessarily refer to the same embodiment, nor does it constitute an independent or alternative embodiment that is mutually exclusive of other embodiments.
  • each first electrode sheet has a first empty foil area that at least partially overlaps with the second notch, and the first empty foil areas of the plurality of first electrode sheets are stacked along the first direction; each second electrode sheet has a second empty foil area that at least partially overlaps with the first notch, and the second empty foil areas of the plurality of second electrode sheets are stacked along the first direction.
  • each first electrode piece has a first notch
  • each second electrode piece has a second notch.
  • the first notch and the second notch do not overlap
  • each first electrode piece has a first empty foil area that at least partially overlaps with the second notch
  • each second electrode piece has a second empty foil area that at least partially overlaps with the first notch, so that the first empty foil area and the second empty foil area are spaced apart on a vertical plane in the first direction, which can reduce the possibility of short circuit caused by contact between the first empty foil area and the second empty foil area
  • at least part of the first empty foil area is accommodated in the second notch
  • at least part of the second empty foil area is accommodated in the first notch, which can reduce the volume of the first empty foil area and the second empty foil area protruding from the first electrode piece and the second electrode piece.
  • the interval space reserved between the component and the shell for accommodating the first empty foil area and the second empty foil area is reduced, which can improve the energy density of the battery cell.
  • the electrode assembly is less likely to shake relative to the shell, and the possibility of short circuit between the first empty foil area and the second electrode piece, and the second empty foil area and the first electrode piece is also smaller, thereby reducing the risk of thermal runaway of the battery cell;
  • the first empty foil areas of the multiple first electrode pieces are stacked along the first direction
  • the second empty foil areas of the multiple second electrode pieces are stacked along the first direction, which facilitates the connection of the multiple first empty foil areas and the multiple second empty foil areas, so that the external device can be electrically connected to the multiple first electrode pieces through the first empty foil area, and can be electrically connected to the multiple second electrode pieces through the second empty foil area.
  • the battery cells provided in the embodiments of the present application may be secondary batteries or primary batteries, such as lithium-ion batteries, sodium-ion batteries, or magnesium-ion batteries, and are not limited in this embodiment.
  • the electrochemical devices may be cylindrical, flat, rectangular, or in other shapes, and are not limited in this embodiment.
  • the embodiments of the present application provide an electrical device that uses a battery cell as a power source.
  • the electrical device may be, but is not limited to, a mobile phone, a tablet, a laptop computer, an electric toy, an electric tool, an electric vehicle, an electric car, a ship, a spacecraft, and the like.
  • the present embodiment provides a battery cell 10, comprising an electrode assembly 100 and a housing 200.
  • the electrode assembly 100 is housed within the housing 200.
  • the electrode assembly 100 has a laminated structure and includes a plurality of first electrode sheets 110 and a plurality of second electrode sheets 120 stacked along a first direction X.
  • the first electrode sheets 110 and the second electrode sheets 120 have opposite polarities.
  • Each first electrode sheet 110 has a first notch 111
  • each second electrode sheet 120 has a second notch 121.
  • the first notches 111 and the second notches 121 do not overlap.
  • Each first electrode sheet 110 has a first hollow foil region 112 that at least partially overlaps the second notch 121.
  • each first electrode piece 110 has a first notch 111 and each second electrode piece 120 has a second notch 121, when viewed along the first direction X, the first notch 111 and the second notch 121 do not overlap; each first electrode piece 110 has a first empty foil area 112 that at least partially overlaps with the second notch 121, and each second electrode piece 120 has a second empty foil area 122 that at least partially overlaps with the first notch 111, so that the first empty foil area 112 and the second empty foil area 122 are spaced apart on a vertical plane in the first direction X, the possibility of the first empty foil area 112 and the second empty foil area 122 contacting each other and causing a short circuit can be reduced.
  • the electrode assembly 100 is less likely to shake relative to the shell 200, and the possibility of short circuit between the first empty foil area 112 and the second electrode sheet 120, and the second empty foil area 122 and the first electrode sheet 110 is also less, thereby reducing the risk of thermal runaway of the battery cell 10.
  • the second notch 121 and the second empty foil area 122 are located at one end of the second electrode piece in the length direction Y, and the second notch 121 and the second empty foil area 122 are spaced apart along the width direction Z of the second electrode piece.
  • the first empty foil area 112 and the second empty foil area 122 can be led out from one end of the second electrode sheet in the longitudinal direction, thereby facilitating electrical connection of the battery cell 10 with an external device via the first empty foil area 112 and the second empty foil area 122.
  • the second notch 121 and the second empty foil area 122 are spaced apart along the width direction Z of the second electrode sheet, thereby reducing the possibility of short circuit between the first empty foil area 112 and the second electrode sheet 120, and between the second empty foil area 122 and the first electrode sheet 110.
  • the distance D1 between the end of the second electrode piece 120 where the second hollow foil area 122 and the second notch 121 are provided and the inner wall of the housing 200 satisfies 0.1 mm ⁇ D1 ⁇ 1.5 mm.
  • D1 can be 0.1 mm, 0.7 mm, or 1.5 mm.
  • the distance D1 between the end of the second electrode 120 provided with the second empty foil area 122 and the second notch 121 and the inner wall of the shell 200 is greater than or equal to 0.1 mm along the length direction Y of the second electrode, it is convenient to assemble the electrode assembly 100 and the shell 200, and to accommodate more electrolyte, which can reduce the possibility of the battery cell 10 appearing to be in a cycle, thereby facilitating the cycle life of the battery cell.
  • the distance D1 of the inner wall is less than or equal to 1.5 mm, which can make the spacing between the electrode assembly 100 and the outer shell 200 smaller, and the energy density of the battery cell 10 higher; therefore, when along the length direction Y of the second electrode sheet, the distance D1 between one end of the second electrode sheet 120 provided with the second empty foil area 122 and the second notch 121 and the inner wall of the outer shell 200 is 0.1 mm-1.5 mm, which can facilitate the assembly of the electrode assembly 100 and the outer shell 200, and accommodate the electrolyte, and is beneficial to improving the cycle life of the battery cell 10, and can also make the energy density of the battery cell 10 higher.
  • the first electrode 110 has a first angular position and a second angular position
  • the second electrode 120 has a third angular position and a fourth angular position
  • the first notch 111 is located at the first angular position of the first electrode 110
  • the first empty foil area 112 is located at the second angular position of the first electrode 110
  • the second notch 121 is located at the third angular position of the second electrode 120
  • the second empty foil area 122 is located at the fourth angular position of the second electrode 120.
  • the first angular position and the second angular position are two adjacent angular positions of the first pole piece 110
  • the third angular position and the fourth angular position are two adjacent angular positions of the second pole piece 120 .
  • the first empty foil area 112 and the second empty foil area 122 can be led out from the same end of the electrode assembly 100, so that the battery cell 10 is electrically connected to an external device through the first empty foil area 112 and the second empty foil area 122.
  • first and second angles may be two opposite angles of the first electrode 110.
  • the third and fourth angles may be two opposite angles of the second electrode 120. This can be applied to a structure where the first and second empty foil regions 112, 122 need to be led out from opposite ends of the battery cell 10.
  • the housing 200 may also be made of non-metallic materials with relatively high strength, such as carbon fiber, hard plastic, etc.
  • the distance D2 between the end of the second electrode piece 120 where the second notch 121 is provided and the inner wall of the housing 200 satisfies 0.1 mm ⁇ D2 ⁇ 1.5 mm.
  • D2 can be 0.1 mm, 0.7 mm, or 1.5 mm.
  • 0.3 mm ⁇ D2 ⁇ 1 mm In some embodiments, 0.3 mm ⁇ D2 ⁇ 1 mm.
  • D2 may be 0.3 mm, 0.6 mm, or 1 mm.
  • the distance D2 between the end of the second electrode sheet 120 provided with the second notch 121 and the inner wall of the shell 200 is 0.3mm-1mm, which can further facilitate the assembly of the electrode assembly 100 and the shell 200, and accommodate the electrolyte, and can also further make the energy density of the battery cell 10 higher.
  • the distance between the end of the second electrode piece 120 opposite to the second hollow foil area 122 and the second notch 121 and the inner wall of the housing 200 is 0.1 mm-1.5 mm.
  • the first electrode 110 has a first coated area 113.
  • the first hollow foil area 112 does not exceed the first coated area 113.
  • the first hollow foil area 112 does not exceed the first coated area 113.
  • the first empty foil area 112 does not exceed the first coated area 113; along the width direction of the first electrode sheet, the first empty foil area 112 does not exceed the first coated area 113, so that the first empty foil area 112 does not protrude from the first electrode sheet 110, and there is no need to reserve an accommodation space for the first empty foil area 112 between the electrode assembly 100 and the shell 200, which can further improve the energy density of the battery cell 10, and when the battery cell 10 is subjected to external force or falls, the possibility of the electrode assembly 100 shaking relative to the shell 200 is further reduced, and the possibility of the first empty foil area 112 contacting and short-circuiting with the second electrode sheet 120 is also further reduced, thereby further reducing the risk of thermal runaway of the battery cell 10.
  • the electrode includes a current collector and an active material layer, the coated area is the area where the current collector is coated with the active material layer, and the empty foil area is the area where the current collector is not coated with the active material layer.
  • the preparation of the first empty foil area 112 can be facilitated.
  • the projection area of the first empty foil region 112 along the first direction X is S1, which satisfies 5 mm 2 ⁇ S1 ⁇ 70 mm 2.
  • S1 can be 5 mm 2 , 50 mm 2 , or 70 mm 2 .
  • the area of the first empty foil area 112 can be larger, which facilitates connection of multiple first empty foil areas 112 and improves the connection reliability of the multiple first empty foil areas 112 ;
  • the projected area S1 of the first empty foil area 112 along the first direction X is less than or equal to 70 mm 2 , the space occupied by the first empty foil area 112 can be smaller, which is beneficial to improving the energy density of the battery cell 10 ;
  • the projected area S1 of the first empty foil area 112 along the first direction X is between 5 mm 2 and 70 mm 2 , both the connection reliability of the multiple first empty foil areas 112 and the energy density of the battery cell 10 can be improved.
  • 10 mm 2 ⁇ S1 ⁇ 60 mm 2 In some embodiments of the present application, 10 mm 2 ⁇ S1 ⁇ 60 mm 2 .
  • S1 may be 10 mm 2 , 35 mm 2 , or 60 mm 2 .
  • the connection reliability of the plurality of first empty foil areas 112 can be further improved, which is beneficial to further improve the energy density of the battery cell 10 .
  • the maximum dimension of the first hollow foil region 112 in the length direction of the first electrode sheet is L1, satisfying 1 mm ⁇ L1 ⁇ 15 mm.
  • L1 can be 1 mm, 8 mm, or 15 mm.
  • the maximum dimension of the first hollow foil region 112 in the width direction of the first electrode sheet is W1, satisfying 1 mm ⁇ W1 ⁇ 15 mm.
  • W1 can be 1 mm, 7 mm, or 15 mm.
  • the size of the first empty foil area 112 can be made larger, which facilitates the connection of multiple first empty foil areas 112 and improves the connection reliability of the multiple first empty foil areas 112;
  • the maximum dimension L1 of the first empty foil area 112 in the length direction of the first electrode sheet is less than or equal to 15 mm, and the maximum dimension W1 of the first empty foil area 112 in the width direction of the first electrode sheet is less than or equal to 15 mm, the space occupied by the first empty foil area 112 can be made smaller, which is beneficial to improving the energy density of the battery cell 10; when the maximum dimension L1 of the first empty foil area 112 in the length direction of the first electrode sheet is 1 mm-15 mm, and the maximum dimension W1 of the first empty foil area 112 in the width
  • L1 may be 3 mm, 6 mm, or 10 mm.
  • W1 may be 3 mm, 7 mm, or 10 mm.
  • the connection reliability of the plurality of first empty foil areas 112 can be further improved, which is beneficial to further improve the energy density of the battery cell 10.
  • the area of the first notch 111 is S2, which satisfies 5 mm 2 ⁇ S2 ⁇ 70 mm 2.
  • S2 can be 5 mm 2 , 70 mm 2 , or 70 mm 2 , etc.
  • the area of the first notch 111 is the projected area of the portion enclosed by the first notch edge 1133, the extension line of the first edge 1131 of the first electrode piece 110, and the extension line of the fifth edge 1134 in the first direction X.
  • the fifth edge 1134 is disposed opposite the second edge 1132 in the width direction of the first electrode piece.
  • the area S2 of the first notch 111 is greater than or equal to 5 mm 2
  • the area of the first notch 111 is larger, which is convenient for accommodating the second empty foil area 122 , and reduces the possibility of the second empty foil area 122 contacting and short-circuiting with the first electrode sheet 110 .
  • the area S2 of the first notch 111 is less than or equal to 70 mm 2
  • the space occupied by the first notch 111 is smaller, which is beneficial to improving the energy density of the battery cell 10 .
  • the area S5 of the third notch 131 is between 5 mm 2 and 70 mm 2 , it can both facilitate accommodating the first empty foil area 112 and improve the energy density of the battery cell 10 and have a better isolation effect between the first empty foil area 112 and the second electrode piece 120 .
  • the length direction of the first pole piece, the length direction Y of the second pole piece, and the length direction of the diaphragm are parallel to each other.
  • the width direction of the first pole piece, the width direction Y of the second pole piece, and the width direction of the diaphragm are parallel to each other.
  • 10 mm 2 ⁇ S5 ⁇ 60 mm 2 .
  • S5 can be 10 mm 2 , 45 mm 2 , or 60 mm 2 , etc. This can not only further facilitate the accommodation of the first empty foil area 112 , but also help further improve the energy density of the battery cell 10 , and provide better isolation between the first empty foil area 112 and the second electrode sheet 120 .
  • L5 can be 3mm, 6.5mm, or 10mm.
  • W5 can be 3mm, 6mm, or 10mm. This not only facilitates accommodating the first empty foil area 112, but also helps further improve the energy density of the battery cell 10 and provides better isolation between the first empty foil area 112 and the second electrode sheet 120.
  • the area of the fourth notch 132 is the projected area of the portion enclosed by the fourth notch edge 1321 and the extension lines of the first diaphragm edge 133 and the third diaphragm edge 135 of the diaphragm 130 in the first direction X.
  • the third diaphragm edge 135 is the edge opposite to the second diaphragm edge 134 in the width direction of the diaphragm.
  • 10 mm 2 ⁇ S6 ⁇ 60 mm 2 In some embodiments, 10 mm 2 ⁇ S6 ⁇ 60 mm 2 .
  • S6 can be 10 mm 2 , 45 mm 2 , or 60 mm 2 . This not only facilitates accommodating the second empty foil area 122 , but also helps further improve the energy density of the battery cell 10 , and provides a better isolation effect between the second empty foil area 122 and the first electrode sheet 110 .
  • L6 can be 3mm, 6.5mm, or 10mm.
  • W6 can be 3mm, 6mm, or 10mm. This not only facilitates accommodating the second empty foil area 122, but also helps further improve the energy density of the battery cell 10 and provides better isolation between the second empty foil area 122 and the first electrode sheet 110.
  • Figure 10 is a schematic diagram of a partial structure of a battery cell provided in some embodiments of the present application
  • Figure 11 is a partially enlarged schematic diagram of the cross-sectional structure of the partial structure of the battery cell in Figure 10 along C-C.
  • the potential difference between the negative electrode sheet and the outer shell 200 is greater than the potential difference between the positive electrode sheet and the outer shell 200, if the negative electrode sheet contacts the outer shell 200, the possibility of corrosion of the outer shell 200 is relatively high.
  • the possibility of corrosion of the outer shell 200 due to contact between the second electrode sheet 120 and the outer shell 200 can be reduced, which is beneficial to extending the service life of the battery cell 10.
  • the material of the positive electrode collector can be aluminum, and the positive electrode active material can be lithium cobalt oxide, lithium iron phosphate, ternary material or lithium manganese oxide, etc.
  • the negative electrode sheet includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer.
  • the negative electrode active material layer is coated on the surface of the negative electrode current collector.
  • the portion of the negative electrode current collector not coated with the negative electrode active material layer serves as the negative electrode tab (i.e., the second empty foil area 122), so that electrical energy can be input or output from the negative electrode sheet through the negative electrode tab.
  • the negative electrode current collector can be made of copper, and the negative electrode active material can be made of carbon or silicon.
  • the separator can be made of polypropylene (PP) or polyethylene (PE).
  • the electrolyte can include an organic solvent, an electrolyte lithium salt, etc.
  • the width of the portion of the diaphragm 130 extending beyond the second pole piece 120 along the direction perpendicular to the first direction X is W5, satisfying 0.1 mm ⁇ D3 ⁇ 2 mm.
  • D3 may be 0.1 mm, 1 mm, or 2 mm.
  • the plurality of second hollow foil regions 122 include two outermost second outer hollow foil regions 122a.
  • the angle between the bent edge of the second outer hollow foil region 122a and the length direction Y of the second electrode sheet is ⁇ 3, satisfying 0 ⁇ 3 ⁇ 90°.
  • the angle between the bent edge of the second outer hollow foil region 122a and the width direction Z of the second electrode sheet is ⁇ 4, satisfying 0 ⁇ 4 ⁇ 90°.
  • the bent edge of the second outer hollow foil region 122a can be tilted relative to the length direction Y and the width direction Z of the second electrode sheet, thereby making the bent edge longer and the second hollow foil region 122 having higher impact resistance.
  • the long cycle 1000CLS pass rate test method includes: (1) Fully charge the battery sample at 23 ⁇ 2°C and then discharge it completely, which is counted as one cycle; (2) After the battery sample is charged and discharged for 1000 cycles, the appearance of the battery sample is counted and observed.
  • the criteria for passing the long cycle 1000CLS are: the battery energy attenuation does not exceed 20%, and the battery expansion does not exceed 8%.

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Abstract

提供了一种电芯(10)及用电设备，电芯(10)包括外壳(200)和电极组件(100)，电极组件(100)包括层叠设置的多个第一极片(110)和多个第二极片(120)，每个第一极片(110)具有第一缺口(111)，每个第二极片(120)具有第二缺口(121)，沿第一方向(X)观察，第一缺口(111)和第二缺口(121)不重叠；每个第一极片(110)具有与第二缺口(121)至少部分重叠的第一空箔区(112)；每个第二极片(120)具有与第一缺口(111)至少部分重叠的第二空箔区(122)；沿第二极片(120)的长度方向，第二极片(120)设置有第二空箔区(122)一端与外壳(200)的内壁的距离为D1，满足0.1mm≤D1≤1.5mm。能够减小第一空箔区(112)和第二空箔区(122)凸出于第一极片(110)和第二极片(120)的体积，能够提高电芯(10)的能量密度，且在电芯(10)受外力作用或跌落时，电极组件(100)相对外壳(200)晃动的可能性更小，能够减小电芯(10)产生热失控的风险。

Description

电芯及用电设备
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2024年03月31日提交的名称为“电芯及用电设备”中国专利申请CN202410383508.8的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
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
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，对电池各种性能要求也越来越高。
目前，电极组件的极耳一般由极片的长度方向的一端引出，使得用于容置电极组件的外壳与电极组件设置极耳的一端之间需预留较大的空间以容置极耳，影响电芯的能量密度，并且导致电芯在受外力作用或跌落时，电极组件容易相对外壳晃动，可能造成极耳与极片接触短路，进而导致电芯产生热失控的风险增大。
发明内容
本申请提供一种电芯及用电设备，能够提高电芯的能量密度，减小电芯短路的可能性。
第一方面，本申请提供一种电芯，电芯包括外壳和电极组件，电极组件容置于外壳内，电极组件为叠片式结构，电极组件包括沿第一方向层叠设置的多个第一极片和多个第二极片，第一极片与第二极片极性相反，每个第一极片具有第一缺口，每个第二极片具有第二缺口，沿第一方向观察，第一缺口和第二缺口不重叠；每个第一极片具有与第二缺口至少部分重叠的第一空箔区，多个第一极片的第一空箔区沿第一方向层叠设置；每个第二极片具有与第一缺口至少部分重叠的第二空箔区，多个第二极片的第二空箔区沿第一方向层叠设置；所述第二缺口和所述第二空箔区位于所述第二极片的长度方向的一端，所述第二缺口和所述第二空箔区沿所述第二极片的宽度方向间隔设置；沿所述第二极片的长度方向，所述第二极片设置有所述第二空箔区和所述第二缺口的一端与所述外壳的内壁的距离为D1，满足0.1mm≤D1≤1.5mm。
在上述技术方案中，每个第一极片具有第一缺口，每个第二极片具有第二缺口，沿第一方向观察，第一缺口和第二缺口不重叠；每个第一极片具有与第二缺口至少部分重叠的第一空箔区，每个第二极片具有与第一缺口至少部分重叠的第二空箔区，使得第一空箔区和第二空箔区在第一方向的垂直面上间隔，能够减小第一空箔区和第二空箔区接触而造成短路的可能性；并且使得第一空箔区的至少部分容置于第二缺口，第二空箔区的至少部分容置于第一缺口，能够减小第一空箔区和第二空箔区凸出于第一极片和第二极片的体积，在电极组件和外壳之间预留容置第一空箔区和第二空箔区的间隔空间减小，能够提高电芯的能量密度，且在电芯受外力作用或跌落时，电极组件相对外壳晃动的可能性更小，第一空箔区与第二极片、第二空箔区与第一极片接触短路的可能性也更小，进而能够减小电芯产生热失控的风险；多个第一极片的第一空箔区沿第一方向层叠设置，多个第二极片的第二空箔区沿第一方向层叠设置，便于实现多个第一空箔区的连接、多个第二空箔区的连接，使得外部装置能够通过第一空箔区与多个第一极片电连接，能够通过第二空箔区与多个第二极片电连接；第二缺口和第二空箔区位于第二极片的长度方向的一端，使得第一空箔区和第二空箔区能够从第二极片的长度方向的一端引出，便于电芯通过第一空箔区和第二空箔区与外部装置电连接；第二缺口和第二空箔区沿第二极片的宽度方向间隔设置，能够减小第一空箔区与第二极片、第二空箔区与第一极片接触短路的可能性；当沿第二极片的长度方向，第二极片设置有第二空箔区和第二缺口的一端与外壳的内壁的距离D1大于或等于0.1mm，能够便于电极组件和外壳的组装，及容纳电解液，且有利于提高电芯的循环寿命；当沿第二极片的长度方向，第二极片设置有第二空箔区和第二缺口的一端与外壳的内壁的距离D1小于或等于1.5mm，能够使得电极组件与外壳的间隔空间较小，电芯的能量密度较高；因此，当沿第二极片的长度方向，第二极片设置有第二空箔区和第二缺口的一端与外壳的内壁的距离D1为0.1mm-1.5mm，既能够便于电极组件和外壳的组装，及容纳电解液，且有利于提高电芯的循环寿命，又能够使得电芯的能量密度较高。
在本申请的一些实施例中，0.3mm≤D1≤1mm。
在上述技术方案中，当沿第二极片的长度方向，第二极片设置有第二空箔区和第二缺口的一端与外壳的内壁的距离D1为0.3mm-1mm，能够进一步便于电极组件和外壳的组装，及容纳电解液，也能够进一步使得电芯的能量密度较高；并且在电芯中如果不设置缺口以容置空箔区，则空箔区凸出，会占用外壳和电极组件之间的空间，影响电芯的能量密度，本方案在极片设置缺口以容置空箔区，因此能够将第二极片设置有第二空箔区和第二缺口的一端与外壳的内壁的距离限定到上述范围之内。
在本申请的一些实施例中，第一极片具有第一角位和第二角位，第二极片具有第三角位和第四角位，第一缺口位于第一极片的第一角位，第一空箔区位于第一极片的第二角位；第二缺口位于第二极片的第三角位，第二空箔区位于第二极片的第四角位。
在上述技术方案中，通过使得第一缺口位于第一极片的第一角位，第一空箔区位于第一极片的第二角位；第二缺口位于第二极片的第三角位，第二空箔区位于第二极片的第四角位，能够便于第一缺口、第一空箔区、第二缺口以及第二空箔区的制备，并且便于第一空箔区和第二空箔区引出，进一步减小第一空箔区与第二极片、第二空箔区与第一极片接触短路的可能性。
在本申请的一些实施例中，第一角位与第二角位为第一极片的两个相邻的角位；第三角位与第四角位为第二极片的两个相邻的角位。
在上述技术方案中，第一角位与第二角位为第一极片的两个相邻的角位；第三角位与第四角位为第二极片的两个相邻的角位，使得第一空箔区和第二空箔区能够从电极组件的同一端引出，便于电芯通过第一空箔区和第二空箔区与外部装置电连接。
在本申请的一些实施例中，第一极片具有第一涂覆区，沿第一极片的长度方向，第一空箔区不超出第一涂覆区；沿第一极片的宽度方向，第一空箔区不超出第一涂覆区。
在上述技术方案中，沿第一极片的长度方向，第一空箔区不超出第一涂覆区；沿第一极片的宽度方向，第一空箔区不超出第一涂覆区，能够使得第一空箔区和第二空箔区不凸出于第一极片和第二极片，在电极组件和外壳之间无需预留容置第一空箔区和第二空箔区的间隔空间，能够进一步提高电芯的能量密度，且在电芯受外力作用或跌落时，电极组件相对外壳晃动的可能性进一步减小，第一空箔区与第二极片、第二空箔区与第一极片接触短路的可能性也进一步减小，进而能够进一步减小电芯产生热失控的风险。
在本申请的一些实施例中，第一涂覆区在第一极片的长度方向上具有第一边缘，且在第一极片的宽度方向上具有第二边缘；第一空箔区在第一极片的长度方向上具有第三边缘，且在第一极片的宽度方向上具有第四边缘；第三边缘与第一边缘平齐，第四边缘与第二边缘平齐。
在上述技术方案中，通过使得第三边缘与第一边缘平齐，第四边缘与第二边缘平齐，能够便于第一空箔区和第二空箔区的制备。
在本申请的一些实施例中，第一空箔区沿第一方向的投影面积为S1，满足5mm2≤S1≤70mm2。
在上述技术方案中，当第一空箔区沿第一方向的投影面积S1大于或等于5mm2，能够使得第一空箔区的面积较大，便于多个第一空箔区连接，使得多个第一空箔区的连接可靠性更好；当第一空箔区沿第一方向的投影面积S1小于或等于70mm2，能够使得第一空箔区占用的空间较小，有利于提高电芯的能量密度；当第一空箔区沿第一方向的投影面积S1为5mm2-70mm2，既能够使得多个第一空箔区的连接可靠性更好，又有利于提高电芯的能量密度。
在本申请的一些实施例中，10mm2≤S1≤60mm2。
在上述技术方案中，当第一空箔区沿第一方向的投影面积S1为10mm2-60 mm2，即能够进一步使得多个第一空箔区的连接可靠性更好，又有利于进一步提高电芯的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一空箔区在第一极片的长度方向上的最大尺寸为L1，满足1mm≤L1≤15mm；第一空箔区在第一极片的宽度方向上的最大尺寸为W1，满足1mm≤W1≤15mm。
在上述技术方案中，当第一空箔区在第一极片的长度方向上的最大尺寸L1大于或等于1mm，第一空箔区在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W1大于或等于1mm，能够使得第一空箔区的尺寸较大，便于多个第一空箔区连接，使得多个第一空箔区的连接可靠性更好；当第一空箔区在第一极片的长度方向上的最大尺寸L1小于或等于15mm，第一空箔区在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W1小于或等于15mm，能够使得第一空箔区占用的空间较小，有利于提高电芯的能量密度；当第一空箔区在第一极片的长度方向上的最大尺寸L1为1mm-15mm，第一空箔区在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W1为1mm-15mm，即能够使得多个第一空箔区的连接可靠性更好，又有利于提高电芯的能量密度。
在本申请的一些实施例中，3mm≤L1≤10mm，3mm≤W1≤10mm。
在上述技术方案中，当第一空箔区在第一极片的长度方向上的最大尺寸L1为3mm-10mm，第一空箔区在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W1为3mm-10mm，即能够进一步使得多个第一空箔区的连接可靠性更好，又有利于进一步提高电芯的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一缺口的面积为S2，满足5mm2≤S2≤70mm2。
在上述技术方案中，当第一缺口的面积S2大于或等于5mm2，能够使得第一缺口的面积较大，便于容纳第二空箔区，使得第二空箔区与第一极片接触短路的可能性较小；当第一缺口的面积S2小于或等于70mm2，能够使得第一缺口占用的空间较小，有利于提高电芯的能量密度；当第一缺口的面积S2为5mm2-70mm2，既能够使得第二空箔区与第一极片接触短路的可能性较小，又有利于提高电芯的能量密度。
在本申请的一些实施例中，10mm2≤S2≤60mm2。
在上述技术方案中，当第一缺口的面积S2为10mm2-60 mm2，既能够进一步使得第二空箔区与第一极片接触短路的可能性较小，又有利于进一步提高电芯的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一缺口在第一极片的长度方向上的最大尺寸为L2，满足1mm≤L2≤15mm；第一缺口在第一极片的宽度方向上的最大尺寸为W2，满足1mm≤W2≤15mm。
在上述技术方案中，当第一缺口在第一极片的长度方向上的最大尺寸L2大于或等于1mm，第一缺口在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W2大于或等于1mm，能够使得第一缺口的尺寸较大，便于容纳第二空箔区，使得第二空箔区与第一极片接触短路的可能性较小；当第一缺口在第一极片的长度方向上的最大尺寸L2小于或等于15mm，第一缺口在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W2小于或等于15mm，能够使得第一缺口占用的空间较小，有利于提高电芯的能量密度；当第一缺口在第一极片的长度方向上的最大尺寸L2为1mm-15mm，第一缺口在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W2为1mm-15mm，既能够使得第二空箔区与第一极片接触短路的可能性较小，又有利于提高电芯的能量密度。
在本申请的一些实施例中，3mm≤L2≤10mm，3mm≤W2≤10mm。
在上述技术方案中，当第一缺口在第一极片的长度方向上的最大尺寸L2为3mm-10mm，第一缺口在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W2为3mm-10mm，既能够进一步使得第二空箔区与第一极片接触短路的可能性较小，又有利于进一步提高电芯的能量密度。
在本申请的一些实施例中，电极组件还包括隔膜，隔膜设置于第一极片和第二极片之间，隔膜具有第三缺口和第四缺口，沿第一方向，第一空箔区与第三缺口至少部分重叠，第二空箔区与第四缺口至少部分重叠。
在上述技术方案中，隔膜具有第三缺口和第四缺口，沿第一方向，第一空箔区与第三缺口至少部分重叠，第二空箔区与第四缺口至少部分重叠，使得第三缺口可以用于容纳第一空箔区，第四缺口可以用于容纳第二空箔区，能够便于多个第一空箔区、多个第二空箔区分别连接。
在本申请的一些实施例中，电极组件还包括隔膜，第一极片为正极极片，第二极片为负极极片；电芯为软包电芯，沿第一方向，位于第二极片两侧的两层隔膜的边缘区域相互连接。
在上述技术方案中，由于在软包电芯中，负极极片与外壳之间的电位差大于正极极片与外壳之间的电位差，因此，若负极极片与外壳接触，腐蚀外壳的可能性较大，通过使得沿第一方向，位于第二极片两侧的两层隔膜的边缘区域相互连接，能够减小第二极片与外壳接触而腐蚀外壳的可能性，有利于延长电芯的使用寿命。
在本申请的一些实施例中，电极组件还包括隔膜，第一极片为正极极片，第二极片为负极极片；电芯为硬壳电芯，沿第一方向，位于第一极片两侧的两层隔膜的边缘区域相互连接。
在上述技术方案中，由于在硬壳电芯中，负极极片可通过外壳与外部装置电连接，通过使得沿第一方向，位于第一极片两侧的两层隔膜的边缘区域相互连接，能够减小第一极片与外壳接触而造成第一极片与第二极片短路的可能性，进而能够减小电芯产生热失控的风险。
在本申请的一些实施例中，沿第一方向，多个第一极片的第一空箔区向中间收拢并连接；和/或，沿第一方向，多个第二极片的第二空箔区向中间收拢并连接。
在上述技术方案中，沿第一方向，多个第一极片的第一空箔区向中间收拢并连接；和/或，沿第一方向，多个第二极片的第二空箔区向中间收拢并连接，能够使得多个第一空箔区、多个第二空箔区的连接方式较简单，易于操作，且便于多个第一空箔区、多个第二空箔区引出电芯以与外部装置连接，并且能够使得第一空箔区、第二空箔区在其延伸方向上的尺寸较小，从而使得第一空箔区、第二空箔区占用的空间较小，有利于提高电芯的能量密度。
在本申请的一些实施例中，多个第一空箔区包括位于最外侧的两个外侧空箔区，外侧空箔区的折弯边与第一极片的长度方向的夹角为α1，满足0＜α1≤90°；外侧空箔区的折弯边与第一极片的宽度方向的夹角为α2，满足0＜α2≤90°。
在上述技术方案中，通过使得外侧空箔区的折弯边与第一极片的长度方向的夹角为α1，满足0＜α1≤90°；外侧空箔区的折弯边与第一极片的宽度方向的夹角为α2，满足0＜α2≤90°，能够使得外侧空箔区的折弯边相对第一极片的长度方向、宽度方向倾斜，从而使得折弯边较长，第一空箔区耐受冲击强度更高。
第二方面，本申请提供一种用电设备，用电设备包括如上述的电芯，电芯用于提供电能。
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立体结构示意图；
图2为本申请一些实施例提供的电芯的爆炸结构示意图；
图3为本申请一些实施例提供的电芯的电极组件的爆炸结构示意图；
图4为本申请一些实施例提供的电芯的第一极片的结构示意图；
图5为本申请一些实施例提供的电芯的第二极片的结构示意图；
图6为本申请一些实施例提供的电芯的一个视角的结构示意图；
图7为图6中电芯沿A-A的剖视结构的局部放大示意图；
图8为图6中电芯沿B-B的剖视结构的局部放大示意图；
图9为本申请一些实施例提供的电芯的隔膜的结构示意图；
图10为本申请一些实施例提供的电芯的部分结构的示意图；
图11为图10中电芯的部分结构沿C-C的剖视结构的局部放大示意图；
图12为本申请一些实施例提供的电芯的部分结构的示意图；
图13为图12中电芯的部分结构沿E-E的剖视结构的局部放大示意图。
图标：10-电芯；100-电极组件；110-第一极片；111-第一缺口；112-第一空箔区；112a-外侧空箔区；1121-第三边缘；1122-第四边缘；113-第一涂覆区；1131-第一边缘；1132-第二边缘；1133-第一缺口边缘；1133a-第一段；1133b-第二段；1133c-第三段；1134-第五边缘；114-第一转接件；120-第二极片；121-第二缺口；122-第二空箔区；122a-第二外侧空箔区；1221-第八边缘；1222-第九边缘；123-第二涂覆区；1231-第六边缘；1232-第七边缘；1233-第二缺口边缘；1234-第十边缘；124-第二转接件；130-隔膜；131-第三缺口；1311-第三缺口边缘；132-第四缺口；1321-第四缺口边缘；133-第一隔膜边缘；134-第二隔膜边缘；135-第三隔膜边缘；200-外壳；X-第一方向；Y-第二极片的长度方向；Z-第二极片的宽度方向。
具体实施例方式
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。
电芯包括外壳和电极组件，电极组件容置于外壳内，电极组件包括极片和极耳，极耳一般由极片的长度方向的一端伸出外壳，以与外部装置连接。因此，外壳与电极组件设置极耳的一端之间需预留较大的空间以容置极耳的部分，造成外壳内用于容置极片的空间被压缩，影响电芯的能量密度。并且由于电极组件与外壳之间的间隔空间较大，会导致电芯在受外力作用或跌落时，电极组件容易相对外壳产生晃动，而极耳相对外壳固定，因此可能造成极耳相对极片产生运动，进而与极片接触短路，导致电芯产生热失控的风险增大。
为了提高电芯的能量密度，减小电芯短路的可能性，本申请提供了一种电芯，电芯包括电极组件，电极组件为叠片式结构，电极组件包括沿第一方向层叠设置的多个第一极片和多个第二极片，第一极片与第二极片极性相反，每个第一极片具有第一缺口，每个第二极片具有第二缺口，沿第一方向观察，第一缺口和第二缺口不重叠；每个第一极片具有与第二缺口至少部分重叠的第一空箔区，多个第一极片的第一空箔区沿第一方向层叠设置；每个第二极片具有与第一缺口至少部分重叠的第二空箔区，多个第二极片的第二空箔区沿第一方向层叠设置。
在这种结构的电芯中，每个第一极片具有第一缺口，每个第二极片具有第二缺口，沿第一方向观察，第一缺口和第二缺口不重叠；每个第一极片具有与第二缺口至少部分重叠的第一空箔区，每个第二极片具有与第一缺口至少部分重叠的第二空箔区，使得第一空箔区和第二空箔区在第一方向的垂直面上间隔，能够减小第一空箔区和第二空箔区接触而造成短路的可能性；并且使得第一空箔区的至少部分容置于第二缺口，第二空箔区的至少部分容置于第一缺口，能够减小第一空箔区和第二空箔区凸出于第一极片和第二极片的体积，在电极组件和外壳之间预留容置第一空箔区和第二空箔区的间隔空间减小，能够提高电芯的能量密度，且在电芯受外力作用或跌落时，电极组件相对外壳晃动的可能性更小，第一空箔区与第二极片、第二空箔区与第一极片接触短路的可能性也更小，进而能够减小电芯产生热失控的风险；多个第一极片的第一空箔区沿第一方向层叠设置，多个第二极片的第二空箔区沿第一方向层叠设置，便于实现多个第一空箔区的连接、多个第二空箔区的连接，使得外部装置能够通过第一空箔区与多个第一极片电连接，能够通过第二空箔区与多个第二极片电连接。
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至图5，图1为本申请一些实施例提供的电芯的立体结构示意图；图2为本申请一些实施例提供的电芯的爆炸结构示意图；图3为本申请一些实施例提供的电芯的电极组件的爆炸结构示意图；图4为本申请一些实施例提供的电芯的第一极片的结构示意图；图5为本申请一些实施例提供的电芯的第二极片的结构示意图。
本申请实施例提供了一种电芯10，电芯10包括电极组件100和外壳200，电极组件100容置于外壳200内，电极组件100为叠片式结构，电极组件100包括沿第一方向X层叠设置的多个第一极片110和多个第二极片120，第一极片110与第二极片120极性相反。每个第一极片110具有第一缺口111，每个第二极片120具有第二缺口121，沿第一方向X观察，第一缺口111和第二缺口121不重叠。每个第一极片110具有与第二缺口121至少部分重叠的第一空箔区112，多个第一极片110的第一空箔区112沿第一方向X层叠设置。每个第二极片120具有与第一缺口111至少部分重叠的第二空箔区122，多个第二极片120的第二空箔区122沿第一方向X层叠设置。
通过使得每个第一极片110具有第一缺口111，每个第二极片120具有第二缺口121，沿第一方向X观察，第一缺口111和第二缺口121不重叠；每个第一极片110具有与第二缺口121至少部分重叠的第一空箔区112，每个第二极片120具有与第一缺口111至少部分重叠的第二空箔区122，使得第一空箔区112和第二空箔区122在第一方向X的垂直面上间隔，能够减小第一空箔区112和第二空箔区122接触而造成短路的可能性。并且使得第一空箔区112的至少部分容置于第二缺口121，第二空箔区122的至少部分容置于第一缺口111，能够减小第一空箔区112和第二空箔区122凸出于第一极片110和第二极片120的体积，在电极组件100和外壳200之间预留容置第一空箔区112和第二空箔区122的间隔空间减小，能够提高电芯10的能量密度，且在电芯10受外力作用或跌落时，电极组件100相对外壳200晃动的可能性更小，第一空箔区112与第二极片120、第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性也更小，进而能够减小电芯10产生热失控的风险。多个第一极片110的第一空箔区112沿第一方向X层叠设置，多个第二极片120的第二空箔区122沿第一方向X层叠设置，便于实现多个第一空箔区112的连接、多个第二空箔区122的连接，使得外部装置能够通过第一空箔区112与多个第一极片110电连接，能够通过第二空箔区122与多个第二极片120电连接。
在一些实施例中，第二缺口121和第二空箔区122位于第二极片的长度方向Y的一端，第二缺口121和第二空箔区122沿第二极片的宽度方向Z间隔设置。
通过使得第二缺口121和第二空箔区122位于第二极片的长度方向Y的一端，使得第一空箔区112和第二空箔区122能够从第二极片120的长度方向的一端引出，便于电芯10通过第一空箔区112和第二空箔区122与外部装置电连接。第二缺口121和第二空箔区122沿第二极片的宽度方向Z间隔设置，能够减小第一空箔区112与第二极片120、第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性。
参见图6和图7，图6为本申请一些实施例提供的电芯的一个视角的结构示意图；图7为图6中电芯沿A-A的剖视结构的局部放大示意图。
在一些实施例中，沿第二极片的长度方向Y，第二极片120设置有第二空箔区122和第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离为D1，满足0.1mm≤D1≤1.5mm。例如D1可以为0.1mm、0.7mm或1.5mm等。
当沿第二极片的长度方向Y，第二极片120设置有第二空箔区122和第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离D1大于或等于0.1mm，能够便于电极组件100和外壳200的组装，及容纳更多电解液，能够减小电芯10在循环过程中出现循环跳水现象的可能性，进而有利于提高电芯的循环寿命；当沿第二极片的长度方向Y，第二极片120设置有第二空箔区122和第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离D1小于或等于1.5mm，能够使得电极组件100与外壳200的间隔空间较小，电芯10的能量密度较高；因此，当沿第二极片的长度方向Y，第二极片120设置有第二空箔区122和第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离D1为0.1mm-1.5mm，既能够便于电极组件100和外壳200的组装，及容纳电解液，且有利于提高电芯10的循环寿命，又能够使得电芯10的能量密度较高。
在本申请的一些实施例中，0.3mm≤D1≤1mm。例如D1可以为0.3mm、0.6mm或1mm等。
当沿第二极片的长度方向Y，第二极片120设置有第二空箔区122和第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离D1为0.3mm-1mm，能够进一步便于电极组件100和外壳200的组装，及容纳电解液，也能够进一步使得电芯10的能量密度较高。并且在电芯10中如果不设置缺口以容置空箔区，则空箔区因为需要与外部装置电连接，则空箔区要凸出于极片长度方向的一端，会占用外壳200和电极组件100之间的空间，影响电芯10的能量密度，本方案在极片设置缺口以容置空箔区，因此能够将第二极片120设置有第二空箔区122和第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离限定到上述范围之内。
在一些实施例中，第一缺口111和第一空箔区112位于第一极片的长度方向的一端，第一缺口111和第一空箔区112沿第一极片的宽度方向间隔设置。
通过使得第一缺口111和第一空箔区112位于第一极片的长度方向的一端，使得第一空箔区112和第二空箔区122能够从第一极片的长度方向的一端引出，便于电芯10通过第一空箔区112和第二空箔区122与外部装置电连接。第一缺口111和第一空箔区112沿第一极片的宽度方向间隔设置，能够减小第一空箔区112与第二极片120、第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性。
在本申请的一些实施例中，第一极片110具有第一角位和第二角位，第二极片120具有第三角位和第四角位，第一缺口111位于第一极片110的第一角位，第一空箔区112位于第一极片110的第二角位。第二缺口121位于第二极片120的第三角位，第二空箔区122位于第二极片120的第四角位。
通过使得第一缺口111位于第一极片110的第一角位，第一空箔区112位于第一极片110的第二角位；第二缺口121位于第二极片120的第三角位，第二空箔区122位于第二极片120的第四角位，能够便于第一缺口111、第一空箔区112、第二缺口121以及第二空箔区122的制备，并且便于第一空箔区112和第二空箔区122引出，进一步减小第一空箔区112与第二极片120、第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性。
本申请中的角位指的是极片顶角处的位置，示例的，第一空箔区112位于第一极片110的第二角位，即第一空箔区112的两个边缘及两个边缘的夹角与第一极片110的其中两个边缘及两个边缘的夹角重合。
在另一些实施例中，第一缺口111还可以设置于第一极片110的其他部分，例如设置于第一极片110的相邻两个角位之间。第二缺口121还可以设置于第二极片120的其他部分，例如设置于第二极片120的相邻两个角位之间。
在本申请的一些实施例中，第一角位与第二角位为第一极片110的两个相邻的角位。第三角位与第四角位为第二极片120的两个相邻的角位。
通过使得第一角位与第二角位为第一极片110的两个相邻的角位；第三角位与第四角位为第二极片120的两个相邻的角位，使得第一空箔区112和第二空箔区122能够从电极组件100的同一端引出，便于电芯10通过第一空箔区112和第二空箔区122与外部装置电连接。
在另一些实施例中，第一角位与第二角位可以为第一极片110的两个相对的角位。第三角位与第四角位为第二极片120的两个相对的角位。可以适用于需将第一空箔区112和第二空箔区122从电芯10的相对的两端引出的结构中。
在一些实施例中，外壳200可以为强度较高的材料制成，例如钢铁、铝合金等金属材料，使得外壳200具有较高的受理性能，进而能够使得外壳200不易因受力或环境变化导致变形或破损，进而能够使得电芯10的可靠性更高。
在另一些实施例中，外壳200也可以为碳纤维、硬质塑料等强度较高的非金属材料。
参见图8，图8为图6中电芯沿B-B的剖视结构的局部放大示意图。
在一些实施例中，沿第二极片的宽度方向Z，第二极片120设置有第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离为D2，满足0.1mm≤D2≤1.5mm。例如D2可以为0.1mm、0.7mm或1.5mm等。
当沿第二极片的宽度方向Z，第二极片120设置有第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离D2大于或等于0.1mm，能够便于电极组件100和外壳200的组装，及容纳电解液；当沿第二极片的宽度方向Z，第二极片120设置有第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离D2小于或等于1.5mm，能够使得电极组件100与外壳200的间隔空间较小，电芯10的能量密度较高；因此，当沿第二极片的宽度方向Z，第二极片120设置有第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离D2为0.1mm-1.5mm，既能够便于电极组件100和外壳200的组装，及容纳电解液，又能够使得电芯10的能量密度较高。
在一些实施例中，0.3mm≤D2≤1mm。例如D2可以为0.3mm、0.6mm或1mm等。
当沿第二极片的宽度方向Z，第二极片120设置有第二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离D2为0.3mm-1mm，能够进一步便于电极组件100和外壳200的组装，及容纳电解液，也能够进一步使得电芯10的能量密度较高。
在一些实施例中，沿第二极片的长度方向Y，第二极片120与第二空箔区122和第二缺口121相对的一端与外壳200的内壁的距离为0.1mm-1.5mm。
在一些实施例中，沿第二极片的宽度方向Z，第二极片120设置有第二空箔区122的一端与外壳200的内壁的距离为0.1mm-1.5mm。
参见图4，在本申请的一些实施例中，第一极片110具有第一涂覆区113，沿第一极片的长度方向，第一空箔区112不超出第一涂覆区113。沿第一极片的宽度方向，第一空箔区112不超出第一涂覆区113。
在上述技术方案中，沿第一极片的长度方向，第一空箔区112不超出第一涂覆区113；沿第一极片的宽度方向，第一空箔区112不超出第一涂覆区113，能够使得第一空箔区112不凸出于第一极片110，在电极组件100和外壳200之间无需预留容置第一空箔区112的容纳空间，能够进一步提高电芯10的能量密度，且在电芯10受外力作用或跌落时，电极组件100相对外壳200晃动的可能性进一步减小，第一空箔区112与第二极片120接触短路的可能性也进一步减小，进而能够进一步减小电芯10产生热失控的风险。
在一些实施例中，极片包括集流体和活性物质层，涂覆区即集流体涂覆有活性物质层的区域，空箔区即集流体未涂覆活性物质层的区域。
在本申请的一些实施例中，第一涂覆区113在第一极片的长度方向上具有第一边缘1131，且在第一极片的宽度方向上具有第二边缘1132；第一空箔区112在第一极片的长度方向上具有第三边缘1121，且在第一极片的宽度方向上具有第四边缘1122；第三边缘1121与第一边缘1131平齐，第四边缘1122与第二边缘1132平齐。
通过使得第三边缘1121与第一边缘1131平齐，第四边缘1122与第二边缘1132平齐，能够便于第一空箔区112的制备。
在本申请的一些实施例中，第一空箔区112沿第一方向X的投影面积为S1，满足5mm2≤S1≤70mm2。例如，S1可以为5mm2、50mm2或70mm2等。
当第一空箔区112沿第一方向X的投影面积S1大于或等于5mm2，能够使得第一空箔区112的面积较大，便于多个第一空箔区112连接，使得多个第一空箔区112的连接可靠性更好；当第一空箔区112沿第一方向X的投影面积S1小于或等于70mm2，能够使得第一空箔区112占用的空间较小，有利于提高电芯10的能量密度；当第一空箔区112沿第一方向X的投影面积S1为5mm2-70mm2，既能够使得多个第一空箔区112的连接可靠性更好，又有利于提高电芯10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，10mm2≤S1≤60mm2。例如，S1可以为10mm2、35mm2或60mm2等。
当第一空箔区112沿第一方向X的投影面积S1为10mm2-60 mm2，即能够进一步使得多个第一空箔区112的连接可靠性更好，又有利于进一步提高电芯10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一空箔区112在第一极片的长度方向上的最大尺寸为L1，满足1mm≤L1≤15mm。例如，L1可以为1mm、8mm或15mm等。第一空箔区112在第一极片的宽度方向上的最大尺寸为W1，满足1mm≤W1≤15mm。例如，W1可以为1mm、7mm或15mm等。
当第一空箔区112在第一极片的长度方向上的最大尺寸L1大于或等于1mm，第一空箔区112在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W1大于或等于1mm，能够使得第一空箔区112的尺寸较大，便于多个第一空箔区112连接，使得多个第一空箔区112的连接可靠性更好；当第一空箔区112在第一极片的长度方向上的最大尺寸L1小于或等于15mm，第一空箔区112在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W1小于或等于15mm，能够使得第一空箔区112占用的空间较小，有利于提高电芯10的能量密度；当第一空箔区112在第一极片的长度方向上的最大尺寸L1为1mm-15mm，第一空箔区112在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W1为1mm-15mm，即能够使得多个第一空箔区112的连接可靠性更好，又有利于提高电芯10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，3mm≤L1≤10mm，3mm≤W1≤10mm。例如，L1可以为3mm、6mm或10mm等。例如，W1可以为3mm、7mm或10mm等。
当第一空箔区112在第一极片的长度方向上的最大尺寸L1为3mm-10mm，第一空箔区112在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W1为3mm-10mm，即能够进一步使得多个第一空箔区112的连接可靠性更好，又有利于进一步提高电芯10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一缺口111的面积为S2，满足5mm2≤S2≤70mm2。例如，S2可以为5mm2、70mm2或70mm2等。
第一缺口111的面积为第一缺口边缘1133与第一极片110的第一边缘1131的延伸线、第五边缘1134的延伸线围合成的部分在第一方向X上的投影面积。其中，第五边缘1134在第一极片的宽度方向上与第二边缘1132相对设置。
当第一缺口111的面积S2大于或等于5mm2，能够使得第一缺口111的面积较大，便于容纳第二空箔区122，使得第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性较小；当第一缺口111的面积S2小于或等于70mm2，能够使得第一缺口111占用的空间较小，有利于提高电芯10的能量密度；当第一缺口111的面积S2为5mm2-70mm2，既能够使得第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性较小，又有利于提高电芯10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，10mm2≤S2≤60mm2。例如，S2可以为10mm2、45mm2或60mm2等。
当第一缺口111的面积S2为10mm2-60 mm2，既能够进一步使得第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性较小，又有利于进一步提高电芯10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，第一缺口111在第一极片的长度方向上的最大尺寸为L2，满足1mm≤L2≤15mm。例如，L2可以为1mm、7.5mm或15mm等。第一缺口111在第一极片的宽度方向上的最大尺寸为W2，满足1mm≤W2≤15mm。例如，W2可以为1mm、8.5mm或15mm等。
第一缺口111在第一极片的长度方向上的最大尺寸，即在第一极片的长度方向上，第一缺口边缘1133与第一极片110的第一边缘1131的延伸线之间的最大距离。
第一缺口111在第一极片的宽度方向上的最大尺寸，即在第一极片的宽度方向上，第一缺口边缘1133与第一极片110的第五边缘1134的延伸线之间的最大距离。
当第一缺口111在第一极片的长度方向上的最大尺寸L2大于或等于1mm，第一缺口111在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W2大于或等于1mm，能够使得第一缺口111的尺寸较大，便于容纳第二空箔区122，使得第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性较小；当第一缺口111在第一极片的长度方向上的最大尺寸L2小于或等于15mm，第一缺口111在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W2小于或等于15mm，能够使得第一缺口111占用的空间较小，有利于提高电芯10的能量密度；当第一缺口111在第一极片的长度方向上的最大尺寸L2为1mm-15mm，第一缺口111在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W2为1mm-15mm，既能够使得第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性较小，又有利于提高电芯10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，3mm≤L2≤10mm，3mm≤W2≤10mm。例如，L2可以为3mm、6.5mm或10mm等。例如，W2可以为3mm、6mm或10mm等。
当第一缺口111在第一极片的长度方向上的最大尺寸L2为3mm-10mm，第一缺口111在第一极片的宽度方向上的最大尺寸W2为3mm-10mm，既能够进一步使得第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性较小，又有利于进一步提高电芯10的能量密度。
在一些实施例中，第一缺口边缘1133为折线形设置。例如图4所示，第一缺口边缘1133包括第一段1133a、第二段1133b以及第三段1133c，第一段1133a平行于第一极片的长度方向，第二段1133b平行于第一极片的宽度方向，第三段1133c连接于第一段1133a和第二段1133b之间，且分别相对第一极片的长度方向、第一极片的宽度方向倾斜。能够使得第一缺口111的面积较大，且便于计算第一极片110的活性物质层的面积。
在另一些实施例中，第一缺口边缘1133还可以为直线形、弧线形等。
在一些实施例中，第二缺口边缘1233可以为折线形、直线形或弧线形等，第二缺口边缘1233的形状与第一缺口边缘1133的边缘的形状类似，在此不再赘述。
在一些实施例中，第一空箔区112的边缘为折线形、直线形、弧线形等。
在一些实施例中，第二空箔区122的边缘可以为折线形、直线形或弧线形等。
参见图5，在一些实施例中，第二极片120具有第二涂覆区123，沿第二极片的长度方向Y，第二空箔区122不超出第二涂覆区123。沿第二极片的宽度方向Z，第二空箔区122不超出第二涂覆区123。能够使得第二空箔区122不凸出于第二极片120，在电极组件100和外壳200之间无需预留容置第二空箔区122的容纳空间，能够进一步提高电芯10的能量密度，且在电芯10受外力作用或跌落时，电极组件100相对外壳200晃动的可能性进一步减小，第二空箔区122与第一极片110接触短路的可能性也进一步减小，进而能够进一步减小电芯10产生热失控的风险。
在一些实施例中，第二涂覆区123在第二极片的长度方向Y上具有第六边缘1231，且在第二极片的宽度方向Z上具有第七边缘1232；第二空箔区122在第二极片的长度方向Y上具有第八边缘1221，且在第二极片的宽度方向Z上具有第九边缘1222；第八边缘1221与第六边缘1231平齐，第九边缘1222与第七边缘1232平齐。能够便于第二空箔区122的制备。
在一些实施例中，第二空箔区122沿第一方向X的投影面积为S3，满足5mm2≤S3≤70mm2。例如，S3可以为5mm2、50mm2或70mm2等。既能够使得多个第二空箔区122的连接可靠性更好，又有利于提高电芯10的能量密度。
在一些实施例中，第二空箔区122在第二极片的长度方向Y上的最大尺寸为L3，满足1mm≤L3≤15mm。例如，L3可以为1mm、8mm或15mm等。第二空箔区122在第二极片的宽度方向Z上的最大尺寸为W3，满足1mm≤W3≤15mm。例如，W3可以为1mm、7mm或15mm等。即能够使得多个第二空箔区122的连接可靠性更好，又有利于提高电芯10的能量密度。
在一些实施例中，第二缺口121的面积为S4，满足5mm2≤S4≤70mm2。例如，S4可以为5mm2、40mm2或70mm2等。
第二缺口121的面积为第二缺口边缘1233与第二极片120的第六边缘1231的延伸线、第十边缘1234的延伸线围合成的部分在第一方向X上的投影面积。其中，第十边缘1234在第二极片的宽度方向Z上与第七边缘1232相对设置。既能够使得第一空箔区112与第二极片120接触短路的可能性较小，又有利于提高电芯10的能量密度。
在一些实施例中，第二缺口121在第二极片的长度方向Y上的最大尺寸为L4，满足1mm≤L4≤15mm。例如，L4可以为1mm、7.5mm或15mm等。第二缺口121在第二极片的宽度方向Z上的最大尺寸为W4，满足1mm≤W4≤15mm。例如，W4可以为1mm、8.5mm或15mm等。既能够使得第一空箔区112与第二极片120接触短路的可能性较小，又有利于提高电芯10的能量密度。
第二缺口121在第二极片的长度方向Y上的最大尺寸，即在第二极片的长度方向Y上，第二缺口边缘1233与第二极片120的第六边缘1231的延伸线之间的最大距离。
第二缺口121在第二极片的宽度方向Z上的最大尺寸，即在第二极片的宽度方向Z上，第二缺口边缘1233与第二极片120的第十边缘1234的延伸线之间的最大距离。
参见图3和图9，图9为本申请一些实施例提供的电芯的隔膜的结构示意图。
在本申请的一些实施例中，电极组件100还包括隔膜130，隔膜130设置于第一极片110和第二极片120之间，隔膜130具有第三缺口131和第四缺口132，沿第一方向X，第一空箔区112与第三缺口131至少部分重叠，第二空箔区122与第四缺口132至少部分重叠。
通过使得隔膜130具有第三缺口131和第四缺口132，沿第一方向X，第一空箔区112与第三缺口131至少部分重叠，第二空箔区122与第四缺口132至少部分重叠，使得第三缺口131可以用于容纳第一空箔区112，第四缺口132可以用于容纳第二空箔区122，能够便于多个第一空箔区112、多个第二空箔区122分别连接。
在一些实施例中，第三缺口131的面积为S5，满足5mm2≤S5≤70mm2。例如，S5可以为5mm2、30mm2或70mm2等。
第三缺口131的面积为第三缺口边缘1311与隔膜130的第一隔膜边缘133的延伸线、第二隔膜边缘134的延伸线围合成的部分在第一方向X上的投影面积。其中，第一隔膜边缘133为隔膜的长度方向上设置有第三缺口131和第四缺口132的边缘，第二隔膜边缘134为隔膜的宽度方向上设置有第三缺口131的边缘。
当第三缺口131的面积S5大于或等于5mm2，能够使得第三缺口131的面积较大，便于容纳第一空箔区112；当第三缺口131的面积S5小于或等于70mm2，能够使得第三缺口131占用的空间较小，有利于提高电芯10的能量密度，且对第一空箔区112和第二极片120之间的隔离效果较好；当第三缺口131的面积S5为5mm2-70mm2，既能够便于容纳第一空箔区112，又有利于提高电芯10的能量密度，对第一空箔区112和第二极片120之间的隔离效果较好。
在一些实施例中，第一极片的长度方向、第二极片的长度方向Y、隔膜的长度方向两两平行。第一极片的宽度方向、第二极片的宽度方向Y、隔膜的宽度方向两两平行。
在一些实施例中，10mm2≤S5≤60mm2。例如，S5可以为10mm2、45mm2或60mm2等。既能够进一步便于容纳第一空箔区112，又有利于进一步提高电芯10的能量密度，对第一空箔区112和第二极片120之间的隔离效果较好。
在一些实施例中，第三缺口131在隔膜的长度方向上的最大尺寸为L5，满足1mm≤L5≤15mm。例如，L5可以为1mm、7.5mm或15mm等。第三缺口131在隔膜的宽度方向上的最大尺寸为W5，满足1mm≤W5≤15mm。例如，W5可以为1mm、8.5mm或15mm等。既能够便于容纳第一空箔区112，又有利于提高电芯10的能量密度，对第一空箔区112和第二极片120之间的隔离效果较好。
在一些实施例中，3mm≤L5≤10mm，3mm≤W5≤10mm。例如，L5可以为3mm、6.5mm或10mm等。例如，W5可以为3mm、6mm或10mm等。既能够进一步便于容纳第一空箔区112，又有利于进一步提高电芯10的能量密度，对第一空箔区112和第二极片120之间的隔离效果较好。
在一些实施例中，第四缺口132的面积为S6，满足5mm2≤S6≤70mm2。例如，S6可以为5mm2、35mm2或70mm2等。既能够便于容纳第二空箔区122，又有利于提高电芯10的能量密度，对第二空箔区122和第一极片110之间的隔离效果较好。
第四缺口132的面积为第四缺口边缘1321与隔膜130的第一隔膜边缘133的延伸线、第三隔膜边缘135的延伸线围合成的部分在第一方向X上的投影面积。其中，第三隔膜边缘135为隔膜的宽度方向上与第二隔膜边缘134相对的边缘。
在一些实施例中，10mm2≤S6≤60mm2。例如，S6可以为10mm2、45mm2或60mm2等。既能够进一步便于容纳第二空箔区122，又有利于进一步提高电芯10的能量密度，对第二空箔区122和第一极片110之间的隔离效果较好。
在一些实施例中，第四缺口132在隔膜的长度方向上的最大尺寸为L6，满足1mm≤L6≤15mm。例如，L6可以为1mm、7.5mm或15mm等。第四缺口132在隔膜的宽度方向上的最大尺寸为W6，满足1mm≤W6≤15mm。例如，W6可以为1mm、8.5mm或15mm等。既能够便于容纳第二空箔区122，又有利于提高电芯10的能量密度，对第二空箔区122和第一极片110之间的隔离效果较好。
在一些实施例中，3mm≤L6≤10mm，3mm≤W6≤10mm。例如，L6可以为3mm、6.5mm或10mm等。例如，W6可以为3mm、6mm或10mm等。既能够进一步便于容纳第二空箔区122，又有利于进一步提高电芯10的能量密度，对第二空箔区122和第一极片110之间的隔离效果较好。
参见图1、图10和图11，图10为本申请一些实施例提供的电芯的部分结构的示意图，图11为图10中电芯的部分结构沿C-C的剖视结构的局部放大示意图。
在本申请的一些实施例中，电极组件100还包括隔膜130，第一极片110为正极极片，第二极片120为负极极片。电芯10为软包电芯10，沿第一方向X，位于第二极片120两侧的两层隔膜130的边缘区域相互连接。
由于在软包电芯10中，负极极片与外壳200之间的电位差大于正极极片与外壳200之间的电位差，因此，若负极极片与外壳200接触，腐蚀外壳200的可能性较大，通过使得沿第一方向X，位于第二极片120两侧的两层隔膜130的边缘区域相互连接，能够减小第二极片120与外壳200接触而腐蚀外壳200的可能性，有利于延长电芯10的使用寿命。
在本申请的另一些实施例中，电极组件100还包括隔膜130，第一极片110为正极极片，第二极片120为负极极片。电芯10为硬壳电芯10，沿第一方向X，位于第一极片110两侧的两层隔膜130的边缘区域相互连接。
由于在硬壳电芯10中，负极极片可通过外壳200与外部装置电连接，通过使得沿第一方向X，位于第一极片110两侧的两层隔膜130的边缘区域相互连接，能够减小第一极片110与外壳200接触而造成第一极片110与第二极片120短路的可能性，进而能够减小电芯10产生热失控的风险。
电芯10包括电极组件100、外壳200和电解液，外壳200用于容纳电极组件100和电解液。电极组件100由正极极片、负极极片和隔膜组成。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。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂覆正极活性物质层的正极集流体的部分作为正极极耳(即第一空箔区112)，以通过正极极耳实现正极极片的电能输入或输出。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，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。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂覆负极活性物质层的负极集流体的部分作为负极极耳(即第二空箔区122)，以通过负极极耳实现负极极片的电能输入或输出。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳材料或硅材料等。隔离膜的材质可以为聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等。电解液可以包括有机溶剂、电解质锂盐等。
在一些实施例中，沿第一方向X的垂直方向，隔膜130超出第二极片120的部分的宽度为W5，满足0.1mm≤D3≤2mm。例如D3可以为0.1mm、1mm或2mm等。当沿第一方向X的垂直方向，隔膜130超出第二极片120的部分的宽度D3大于或等于0.1mm，能够便于第一极片110或第二极片120两侧的两层隔膜130的边缘区域相互连接，减小第一极片110和第二极片120接触短路的可能性；当沿第一方向X的垂直方向，隔膜130超出第二极片120的部分的宽度D3小于或等于2mm，能够减小隔膜130超出第二极片120的部分占用的空间，有利于提高电芯10的能量密度；因此，当沿第一方向X的垂直方向，隔膜130超出第二极片120的部分的宽度D3为0.1mm-2mm，既能够便于第一极片110或第二极片120两侧的两层隔膜130的边缘区域相互连接，减小第一极片110和第二极片120接触短路的可能性，又能够有利于提高电芯10的能量密度。
在一些实施例中，0.2mm≤D3≤1mm。例如D3可以为0.2mm、0.5mm或1mm等。既能够进一步便于第一极片110或第二极片120两侧的两层隔膜130的边缘区域相互连接，减小第一极片110和第二极片120接触短路的可能性，又能够有利于进一步提高电芯10的能量密度。
参见图12和图13，图12为本申请一些实施例提供的电芯的部分结构的示意图，图13为图12中电芯的部分结构沿E-E的剖视结构的局部放大示意图。
在本申请的一些实施例中，沿第一方向X，多个第一极片110的第一空箔区112向中间收拢并连接。
本申请的空箔区收拢是指沿第一方向X将空箔区压到接触在一起。
通过使得沿第一方向X，多个第一极片110的第一空箔区112向中间收拢并连接，能够使得多个第一空箔区112的连接方式较简单，易于操作，且便于多个第一空箔区112引出电芯10以与外部装置连接。并且由于部分第一空箔区112需折弯并延伸一定长度后才能够与相邻的第一空箔区112连接，通过使得多个第一极片110的第一空箔区112向中间收拢，能够使得第一空箔区112在其延伸方向(即第一空箔区112的折弯边的垂直方向)上的尺寸较小，从而使得第一空箔区112占用的空间较小，有利于提高电芯10的能量密度。
在一些实施例中，沿第一方向X，多个第二极片120的第二空箔区122向中间收拢并连接。
通过使得沿第一方向X，多个第二极片120的第二空箔区122向中间收拢并连接，能够使得多个第二空箔区122的连接方式较简单，易于操作，且便于多个第二空箔区122引出电芯10以与外部装置连接，并且能够使得第二空箔区122在其延伸方向(即第二空箔区122的折弯边的垂直方向)上的尺寸较小，从而使得第二空箔区122占用的空间较小，有利于提高电芯10的能量密度。
在一些实施例中，多个第一空箔区112的收拢高度为D4，电极组件100的厚度为D5，满足0.3≤D4/D5≤0.7。例如D4/D5可以为0.3、0.5或0.7等。
通过使得0.3≤D4/D5≤0.7，能够便于多个第一空箔区112收拢并连接，使得第一空箔区112在其延伸方向上的尺寸可以设置得更小，从而使得第一空箔区112占用的空间较小，有利于提高电芯10的能量密度。
在本申请的一些实施例中，多个第一空箔区112包括位于最外侧的两个外侧空箔区112a，外侧空箔区112a的折弯边与第一极片的长度方向的夹角为α1，满足0＜α1≤90°。外侧空箔区112a的折弯边与第一极片的宽度方向的夹角为α2，满足0＜α2≤90°。
通过使得外侧空箔区112a的折弯边与第一极片的长度方向的夹角为α1，满足0＜α1≤90°；外侧空箔区112a的折弯边与第一极片的宽度方向的夹角为α2，满足0＜α2≤90°，能够使得外侧空箔区112a的折弯边相对第一极片的长度方向、第一极片的宽度方向倾斜，从而使得折弯边较长，第一空箔区112耐受冲击强度更高。
在一些实施例中，多个第二空箔区122包括位于最外侧的两个第二外侧空箔区122a，第二外侧空箔区122a的折弯边与第二极片的长度方向Y的夹角为α3，满足0＜α3≤90°。第二外侧空箔区122a的折弯边与第二极片的宽度方向Z的夹角为α4，满足0＜α4≤90°。能够使得第二外侧空箔区122a的折弯边相对第二极片的长度方向Y、第二极片的宽度方向Z倾斜，从而使得折弯边较长，第二空箔区122耐受冲击强度更高。
在一些实施例中，电芯10还包括第一转接件114、第二转接件124，第一转接件114的一端与第一空箔区112连接，另一端伸出外壳200；第二转接件124的一端与第二空箔区122连接，另一端伸出外壳200，用于实现电极组件100与外部装置的连接。
表1电芯的能量密度提升率、跌落通过率、长循环通过率测试

参见表1，表1中D1为沿第二极片的长度方向Y，第二极片120设置有第二空箔区122和第
二缺口121的一端与外壳200的内壁的距离；S1为第一空箔区112沿第一方向X的投影面积；S2为第一缺口111的面积。
在一些实施例中，电芯10的能量密度的测试方法为：
(1)将电芯放置于25±2℃环境中。
(2)恒流0.2C将电芯充电至电池的充电截止电压(如4.45V)，恒压将电芯充电至0.025C。
(3)恒流0.2C将电芯放电至电池的放电截止电压(如3.0V)，提取电芯的放电容量。
(4)重复上述步骤3次，取平均放电容量为实际放电容量。
(5)电芯的能量密度ED＝实际放电容量×放电平台/(电芯体积)。
本申请中以对比例2为基准计算电池能量密度提升率。对比例2中电芯的极片不设置缺口，电
芯的第一空箔区和第二空箔区设置于电芯沿其长度方向的一端。对比例2中D1约为1.58mm。对比例1和3与本申请中电芯的结构类似。
在一些实施例中，跌落测试的方法包括：
(1)将电芯样品在23±2℃下充满电，测量并记录电芯样品的开路电压和电池阻抗；
(2)将电芯样品从1.5m高度(从电芯样品最低点到下落表面测量)自由下落到混凝土上，
进行5轮跌落测试，1轮跌落顺序为：正面-反面-下面-上面-左面-右面-左上角-右上角-左下角-右下角。
(3)统计和观察电芯的外观，跌落通过的判定标准：电芯样品跌落后静置1小时内不爆炸、
不冒烟、不起火、不漏液；跌落后24h电芯的电压开路电压不得低于跌落前初始值的90％。
在一些实施例中，长循环1000CLS通过率的测试方法包括：
(1)将电芯样品在23±2℃下充满电，再放完电，计作一次循环；
(2)使得电芯样品充放电1000次循环后，统计和观察电芯样品的外观，长循环1000CLS通
过的判定标准：电芯能量衰减不超过20％，电芯膨胀不超过8％。
根据表1可以得到以下结论：
(1)参见对比例1-3和实施例1-5，D1小于0.1mm时，虽然电芯的能量密度较高，但是电芯
的长循环1000CLS通过率较低，影响电芯的使用寿命；D1大于1.5mm时，电芯的能量密度较低；而D1为0.1mm-1.5mm时，电芯的能量密度较高，且电芯的跌落通过率较高，在受外力作用或跌落时损坏的可能性较低，电芯的长循环1000CLS通过率较高，电芯的使用寿命更长。
(2)参见实施例1-5，随着D1的减小，电芯的能量密度越来越高；D1越小，电芯的跌落通过
率越高，但是长循环1000CLS通过率越小。
(3)参见实施例3、6-12，S1小于5mm2时，虽然电芯的能量密度较高，但是电芯的跌落通过
率较低，电芯在受外力作用或跌落时损坏的可能性较高；S1大于70mm2时，电芯的能量密度较低；而S1为5mm2-70mm2时，电芯的能量密度较高，且电芯的跌落通过率较高，在受外力作用或跌落时损坏的可能性较低，电芯的长循环1000CLS通过率较高，电芯的使用寿命更长。
(4)参见实施例3、7-11，随着S1的减小，电芯的能量密度越来越高；S1较小时，可能影响
电芯的跌落通过率。
(5)参见实施例3、13-19，S2小于5mm2时，虽然电芯的能量密度较高，但是电芯的跌落通
过率较低，电芯在受外力作用或跌落时损坏的可能性较高；S2大于70mm2时，电芯的能量密度较低；而S2为5mm2-70mm2时，电芯的能量密度较高，且电芯的跌落通过率较高，在受外力作用或跌落时损坏的可能性较低，电芯的长循环1000CLS通过率较高，电芯的使用寿命更长。
(6)参见实施例3、14-18，随着S2的减小，电芯的能量密度越来越高；S2较小时，可能影
响电芯的跌落通过率。
本申请实施例提供一种用电设备，用电设备包括上述任一实施例提供的电芯10，电芯10用于
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。
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 (20)

  1. 一种电芯，其特征在于，包括：
    外壳；
    电极组件，容置于所述外壳内，所述电极组件为叠片式结构，所述电极组件包括沿第一方向层叠设置的多个第一极片和多个第二极片，所述第一极片与所述第二极片极性相反，每个所述第一极片具有第一缺口，每个所述第二极片具有第二缺口，沿所述第一方向观察，所述第一缺口和所述第二缺口不重叠；
    每个所述第一极片具有与所述第二缺口至少部分重叠的第一空箔区，多个所述第一极片的所述第一空箔区沿所述第一方向层叠设置；
    每个所述第二极片具有与所述第一缺口至少部分重叠的第二空箔区，多个所述第二极片的所述第二空箔区沿所述第一方向层叠设置；
    所述第二缺口和所述第二空箔区位于所述第二极片的长度方向的一端，所述第二缺口和所述第二空箔区沿所述第二极片的宽度方向间隔设置；
    沿所述第二极片的长度方向，所述第二极片设置有所述第二空箔区和所述第二缺口的一端与所述外壳的内壁的距离为D1，满足0.1mm≤D1≤1.5mm。
  2. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，0.3mm≤D1≤1mm。
  3. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极片具有第一角位和第二角位，所述第二极片具有第三角位和第四角位，所述第一缺口位于所述第一极片的所述第一角位，所述第一空箔区位于所述第一极片的所述第二角位；
    所述第二缺口位于所述第二极片的所述第三角位，所述第二空箔区位于所述第二极片的所述第四角位。
  4. 根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述第一角位与所述第二角位为所述第一极片的两个相邻的角位；
    所述第三角位与所述第四角位为所述第二极片的两个相邻的角位。
  5. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极片具有第一涂覆区，沿所述第一极片的长度方向，所述第一空箔区不超出所述第一涂覆区；沿所述第一极片的宽度方向，所述第一空箔区不超出所述第一涂覆区。
  6. 根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述第一涂覆区在所述第一极片的长度方向上具有第一边缘，且在所述第一极片的宽度方向上具有第二边缘；
    所述第一空箔区在所述第一极片的长度方向上具有第三边缘，且在所述第一极片的宽度方向上具有第四边缘；
    所述第三边缘与所述第一边缘平齐，所述第四边缘与所述第二边缘平齐。
  7. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一空箔区沿所述第一方向的投影面积为S1，满足5mm2≤S1≤70mm2。
  8. 根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，10mm2≤S1≤60mm2。
  9. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一空箔区在所述第一极片的长度方向上的最大尺寸为L1，满足1mm≤L1≤15mm；
    所述第一空箔区在所述第一极片的宽度方向上的最大尺寸为W1，满足1mm≤W1≤15mm。
  10. 根据权利要求9所述的电芯，其特征在于，3mm≤L1≤10mm，3mm≤W1≤10mm。
  11. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一缺口的面积为S2，满足5mm2≤S2≤70mm2。
  12. 根据权利要求11所述的电芯，其特征在于，10mm2≤S2≤60mm2。
  13. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一缺口在所述第一极片的长度方向上的最大尺寸为L2，满足1mm≤L2≤15mm；
    所述第一缺口在所述第一极片的宽度方向上的最大尺寸为W2，满足1mm≤W2≤15mm。
  14. 根据权利要求13所述的电芯，其特征在于，3mm≤L2≤10mm，3mm≤W2≤10mm。
  15. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件还包括隔膜，所述隔膜设置于所述第一极片和所述第二极片之间，所述隔膜具有第三缺口和第四缺口，沿所述第一方向，所述第一空箔区与所述第三缺口至少部分重叠，所述第二空箔区与所述第四缺口至少部分重叠。
  16. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件还包括隔膜，所述第一极片为正极极片，所述第二极片为负极极片；
    所述电芯为软包电芯，沿所述第一方向，位于所述第二极片两侧的两层所述隔膜的边缘区域相互连接。
  17. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件还包括隔膜，所述第一极片为正极极片，所述第二极片为负极极片；
    所述电芯为硬壳电芯，沿所述第一方向，位于所述第一极片两侧的两层所述隔膜的边缘区域相互连接。
  18. 根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，沿所述第一方向，多个所述第一极片的所述第一空箔区向中间收拢并连接；和/或，沿所述第一方向，多个所述第二极片的所述第二空箔区向中间收拢并连接。
  19. 根据权利要求1所述电芯，其特征在于，多个所述第一空箔区包括位于最外侧的两个外侧空箔区，所述外侧空箔区的折弯边与所述第一极片的长度方向的夹角为α1，满足0＜α1≤90°；所述外侧空箔区的折弯边与所述第一极片的宽度方向的夹角为α2，满足0＜α2≤90°。
  20. 一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求1至19任一项所述的电芯，所述电芯用于提供电能。
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