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      電芯及用電設備的制作方法

      文檔序號:40390983發(fā)布日期:2024-12-20 12:14閱讀:4來源:國知局
      電芯及用電設備的制作方法

      本技術涉及電芯,具體而言,涉及一種電芯及用電設備。


      背景技術:

      1、近些年,隨著新能源技術的快速發(fā)展,電池已經(jīng)被廣泛應用于電子設備、電動汽車、電動兩輪車、電動工具等用電設備。

      2、隨著電芯的應用場景的增加,為了滿足不同的設置環(huán)境,電芯的形狀也隨之改變。在同一個電芯中,會設置不同尺寸的多個極片組,極片組中的相鄰的兩個極片需要通過隔膜分隔;針對不同尺寸的多個極片組需要分別進行熱壓,并在多個極片組復合組裝時再次熱壓,從而使得部分隔膜因為多次熱壓厚度減小,從而影響電芯的可靠性。因此,如何提高電芯的可靠性是亟需解決的技術問題。


      技術實現(xiàn)思路

      1、本技術實施例提供一種電芯及用電設備,能夠提高電芯的可靠性。

      2、第一方面,本技術實施例提供一種電芯,其包括外殼和電極組件,所述電極組件容納于所述外殼內;所述電極組件包括第一極片組、第二極片組和隔膜。第一極片組包括沿第一方向層疊設置的多個第一極片;所述第一極片組和所述第二極片組沿所述第一方向層疊設置,所述第二極片組包括沿所述第一方向層疊設置的多個第二極片,沿第二方向,所述第二極片組的長度大于所述第一極片組的長度,所述第二方向垂直于所述第一方向;隔膜包括多個第一折疊部、多個第二折疊部、至少一個第一連接部、至少一個第二連接部和一個第三連接部,沿第二方向,第二折疊部的長度大于第一折疊部,多個所述第一折疊部沿所述第一方向間隔設置,相鄰的兩個所述第一折疊部之間設置有一個所述第一極片,所述第一連接部連接相鄰的兩個所述第一折疊部;多個所述第二折疊部沿所述第一方向間隔設置,相鄰的兩個所述第二折疊部之間設置有一個所述第二極片,所述第二連接部連接相鄰的兩個所述第二折疊部;所述第三連接部連接相鄰的所述第一折疊部和所述第二折疊部。

      3、根據(jù)本技術實施例的電芯,第二極片組和第一極片組在第二方向上的長度不同,以使電芯的形狀能夠適配用電設備的電池倉形狀。隔膜為連續(xù)結構,其中,第一折疊部與多個第一極片層疊設置,相鄰兩個第一折疊部通過第一連接部連接;第二折疊部與多個第二極片層疊設置,相鄰兩個第二折疊部通過第二連接部連接;相鄰的第一折疊部和第二折疊部通過第三連接部連接。連續(xù)結構的隔膜與多個第一極片和第二極片層疊復合時,隔膜能夠包裹第一極片和第二極片的端部,在第一極片和第二極片的端部與外殼之間形成絕緣隔離,從而可以將第一極片和第二極片的端部與外殼之間的距離設計的較小,一方面,降低電極組件與外殼接觸短路的風險,從而提高電芯的安全性能,另一方面,提高外殼內的空間利用率,提高電芯的能量密度。同時連續(xù)結構的隔膜可以在一次堆疊過程中完成對不同尺寸的多個極片組的堆疊,進而便于在一次熱壓中完成對同一極片組中極片和隔膜的熱壓,并完成對不同尺寸的多個極片組之間復合組裝的熱壓,從而相對于對不同尺寸的多個極片組分別進行熱壓,并在多個極片組復合組裝時再次熱壓的實施方式,降低了電極組件的熱壓次數(shù),一方面,降低了對電極組件熱壓所需要投入的熱壓裝置的數(shù)量,降低了生產(chǎn)成本的投入;另一方面,減少了位于極片組中的隔膜的熱壓次數(shù),降低了因多次熱壓導致隔膜的部分厚度較小的風險,進而降低了因隔膜的部分厚度較小導致電芯的絕緣耐壓性能降低的風險,提高了電芯的可靠性。

      4、在本技術第一方面的一些實施例中,多個所述第一極片中距離所述第二極片組最近的一者為第一端部極片,多個所述第二極片中距離所述第一極片組最近的一者為第二端部極片;所述第二端部極片與所述第一端部極片的極性相反,所述第二端部極片與所述第一端部極片之間設置有一個所述第一折疊部。

      5、在以上一個或多個可選的實施方式中,由于在第二方向上第二折疊部的長度大于第一折疊部的長度,進而在第二折疊部和第一折疊部在其他方向上的尺寸一致時,第二折疊部的體積大于第一折疊部的體積,從而相對于在第二端部極片與第一端部極片之間設置有一個第二折疊部,在第二端部極片與第一端部極片之間設置有一個第一折疊部,減少了隔膜的體積,從而減少了隔膜占用外殼內的空間,便于外殼內設置較多的活性物質,便于提高電芯的能量密度。

      6、在本技術第一方面的一些實施例中,所述第一端部極片在所述第二方向上具有相對設置的第一端和第二端,所述第二極片組中與所述第一端部極片極性相同的第二極片在所述第二方向上具有相對設置的第三端和第四端;沿所述第二方向,所述第四端與所述第二端齊平,所述第三端超出所述第一端;所述第一連接部包裹所述第一端。

      7、在以上一個或多個可選的實施方式中,沿第二方向,第二極片組的長度大于第一極片組的長度,且沿第二方向,第四端與第二端齊平,第三端超出第一端,從而使得第二端部極片的部分區(qū)域超出第一端,第一連接部包裹第一端。從而在熱壓時,第一連接部能夠對第一端部極片進行結構限位,從而降低第一端部極片沿第二方向靠近第二端部極片超出第一端的區(qū)域運動導致電極組件堆疊錯位的風險,并降低了因第一端部極片沿第二方向運動使得第一端部極片和第二端部極片超出第一端的區(qū)域接觸導致電極組件內部短路的風險,提高了電芯的生產(chǎn)良品率。

      8、在本技術第一方面的一些實施例中,多個所述第一極片中距離所述第二極片組最近的一者為第一端部極片,多個所述第二極片中距離所述第一極片組最近的一者為第二端部極片;所述第二端部極片與所述第一端部極片的極性相反,所述第二端部極片與所述第一端部極片之間設置有一個所述第二折疊部。

      9、在以上一個或多個可選的實施方式中,第二折疊部覆蓋第二端部極片在第二方向上超出第一端部極片的部分區(qū)域,從而降低了第一端部極片與第二端部極片在第二方向上超出第一端部極片的部分區(qū)域接觸短路的風險,從而提高電芯的可靠性。

      10、在本技術第一方面的一些實施例中,所述第一端部極片在所述第二方向上具有相對設置的第一端和第二端,所述第二極片組中與所述第一端部極片極性相同的第二極片在所述第二方向上具有相對設置的第三端和第四端;沿所述第二方向,所述第四端與所述第二端齊平,所述第三端超出所述第一端;所述第三連接部包裹所述第二端。

      11、在以上一個或多個可選的實施方式中,第三連接部包裹第二端,從而降低了第二端與外殼接觸短路的風險,從而提高電芯的可靠性,同時在第三連接部包裹第二端的情況下,可以將第二端與外殼在第二方向上的間隙設置的更小,從而提高外殼內的空間利用率,提高電芯的能量密度。

      12、在本技術第一方面的一些實施例中,多個所述第二極片中距離所述第一極片組最近的一者為第二端部極片;所述第二端部極片為正極極片,所述第二端部極片包括與所述第一極片組中的正極極片重疊的第一區(qū)域和與所述第一極片組中的正極極片不重疊的第二區(qū)域;或,所述第二端部極片為負極極片,所述第二端部極片包括與第一極片組中的負極極片重疊的第一區(qū)域和與所述第一極片組中的負極極片不重疊的第二區(qū)域;沿所述第一方向,所述第一區(qū)域的兩側均設置有活性物質層,所述第二區(qū)域的僅在背離所述第一極片組的一側設置有活性物質層。

      13、在以上一個或多個可選的實施方式中,第二端部極片的第二區(qū)域僅在背離第一極片組的一側設置有活性物質層,減少了不發(fā)揮容量的活性物質和避免不發(fā)揮容量的活性物質占用空間,進一步減少了電芯在第一方向的能量密度損失,同時減少了活性物質的使用量,降低了第二端部極片的生產(chǎn)成本,進而降低了電芯的生產(chǎn)成本。

      14、在本技術第一方面的一些實施例中,多個所述第二極片中距離所述第一極片組最近的一者為第二端部極片;所述第二端部極片為正極極片,所述第二端部極片包括與所述第一極片組中的正極極片重疊的第一區(qū)域和與所述第一極片組中的正極極片不重疊的第二區(qū)域;或,所述第二端部極片為負極極片,所述第二端部極片包括與第一極片組中的負極極片重疊的第一區(qū)域和與所述第一極片組中的負極極片不重疊的第二區(qū)域;沿所述第一方向,所述第一區(qū)域的兩側均設置有活性物質層,所述第二區(qū)域的兩側均設置有活性物質層。

      15、在以上一個或多個可選的實施方式中,第二端部極片的第二區(qū)域的兩側均設置有活性物質層,從而在涂覆第二端部極片面向第一極片組的一側時,可以將活性物質層同時涂布在第二端部極片的第一區(qū)域和第二區(qū)域上,避免第二區(qū)域因為只有一面設置活性物質層,兩面的張力不同而帶來的極片曲翹的問題。

      16、在本技術第一方面的一些實施例中,多個所述第一極片中距離所述第二極片組最遠的一者為第三端部極片,所述第三端部極片僅在面向所述第二極片組的一側設置有活性物質層;多個所述第二極片中距離所述第一極片組最遠的一者為第四端部極片,所述第四端部極片僅在面向所述第一極片組的一側設置有活性物質層。

      17、在以上一個或多個可選的實施方式中,第三端部極片僅在面向第二極片組的一側設置有活性物質層,能夠合理利用外殼內部空間,便于提高電芯的能量密度;同時,第三端部極片的背離第二極片組的一側未設置活性物質層,以便于與其他部件(如絕緣件、外殼等)的粘接。第四端部極片僅在面向第一極片組的一側設置有活性物質層,能夠合理利用外殼內部空間,便于提高電芯的能量密度;同時,第四端部極片的背離第一極片組的一側未設置活性物質層,以便于與其他部件(如絕緣件、外殼等)的粘接。

      18、在本技術第一方面的一些實施例中,所述外殼包括沿所述第一方向相對設置的第一壁和第二壁,所述第一壁包括第一子壁、第二子壁及第一連接壁,沿遠離所述第二壁的方向,所述第二子壁凸出于所述第一壁,所述第一連接壁連接所述第一子壁和所述第二子壁;所述第二極片組設置于所述第一子壁與所述第二壁之間,所述第一極片組設置于所述第二子壁與所述第二極片組之間。

      19、在以上一個或多個可選的實施方式中,沿遠離第二壁的方向,第二子壁凸出于第一子壁,第一連接壁連接第一子壁和第二子壁,以在第一壁背離第二壁的表面形成臺階,該臺階夠用于放置元器件,使得電芯能夠占據(jù)用電設備的電池倉內除元器件所在的空間外的其他空間,從而能夠提高電池倉的空間利用率,進而提高用電設備的內部結構的緊湊性;第二極片組設置于第一子壁與第二壁之間,第一極片組設置于第二子壁與第二極片組之間,使得電極組件能夠充分占據(jù)外殼的內部空間,從而使得電池倉的體積一定時,電芯的能量密度更高,有利于提高用電設備的續(xù)航能力。

      20、第二方面,本技術還提供了一種用電設備,其包括根據(jù)上述任一實施例提供的電芯,所述電芯用于提供電能。

      21、本技術的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出,部分將從下面的描述中變得明顯,或通過本技術的實踐了解到。

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