本申请实施例涉及电池技术领域,特别是涉及一种电芯、电池包以及用电设备。
背景技术:
电芯是一种将外界的能量转化为电能并储存于其内部,以在需要的时刻对外部用电设备(例如便携式电子设备等)进行供电的装置。目前,电芯广泛地运用于无人机、手机、平板、笔记本电脑等用电设备中。一般的,电芯包括电极组件、包装袋、第一极耳和第二极耳。电极组件收容于包装袋,电极组件包括第一极片、隔膜和第二极片,隔膜位于第一极片和第二极片之间,第一极片、隔膜和第二极片共同卷绕成卷绕结构,第一极耳与所述第一极片连接,第二极耳与第二极片连接,第一极耳和第二极耳均沿第一方向从包装袋伸出。
本申请的申请人在实现本申请的过程中,发现:包装袋和电极组件之间没有进行防护,电芯跌落时,电极组件和包装袋容易受损。
技术实现要素:
鉴于上述问题,本申请实施例提供了一种电芯、电池包以及用电设备,克服了上述问题或者至少部分地解决了上述电芯跌落容易受损的问题。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种电芯,包括电极组件、收容所述电极组件的包装袋和缓冲件,所述电极组件包括第一极片、第二极片、位于所述第一极片和第二极片之间的隔膜、第一极耳和第二极耳。所述第一极片、隔膜和第二极片卷绕形成所述电极组件,所述第一极耳设置于所述第一极片,所述第二极耳设置于所述第二极片,所述第一极耳和第二极耳均沿第一方向从所述包装袋伸出,所述卷绕结构具有平坦部和弯曲部,所述缓冲件位于第一表面和所述包装袋之间,其中,所述第一表面为所述弯曲部的最外圈靠近所述包装袋的一表面,所述第一表面弯曲设置且所述第一表面与所述第一方向平行;其中,所述弯曲部的最外圈为所述弯曲部远离所述电极组件的中轴线的一圈,其中,所述电极组件的中轴线与所述第一方向平行。通过在电芯的电极组件的弯曲部和包装袋之间设置缓冲件,则在电芯跌落时,缓冲件对电极组件中容易受损的弯曲部进行防护,从而可有效改善电芯的跌落受损。
在一种可选的方式中,所述缓冲件弯曲设置,且所述缓冲件覆盖所述第一表面,从而缓冲件对电芯的防护效果好。
在一种可选的方式中,所述弯曲部的最外圈具有第二表面,所述第二表面弯曲设置,且所述第二表面与所述第一方向平行;所述电芯还包括防护件,所述防护件位于所述第二表面与所述电极组件的中轴线之间。通过设置防护件,从而对电芯的防护效果好。
在一种可选的方式中,所述防护件弯曲设置,且所述防护件覆盖所述第二表面,从而防护件对电芯的防护效果好。
在一种可选的方式中,所述弯曲部的最外圈为所述第一极片的最外圈的一部分,所述第一极片的最外圈位于所述弯曲部的最外圈的一部分包括第一集流体和第一活性物质,所述第一活性物质设置于所述第一集流体,所述防护件具有锂离子通透性能,则既设置了防护件以使电芯获得良好的防护效果,又能减少因为防护件的设置而造成的电芯的容量损失。
在一种可选的方式中,所述缓冲件设置有沿第二方向延伸至所述平坦部的延伸部,从而对弯曲部和平坦部过度的区域也进行了防护。
在一种可选的方式中,所述第二方向与所述平坦部平行,所述延伸部沿所述第二方向的长度大于2毫米,则可方便延伸部与电极组件的连接固定。
在一种可选的方式中,所述第二方向与所述平坦部平行,所述延伸部沿所述第二方向的长度大于5毫米,则更加方便延伸部与电极组件的连接固定。
在一种可选的方式中,所述第一极耳与所述第一极片位于所述平坦部的部分连接,所述第二极耳与所述第二极片位于所述平坦部的部分连接,于所述第二方向上,所述延伸部与所述第一极耳或者第二极耳靠近所述延伸部的一端具有间隙,从而一方面设置了缓冲件对电芯进行了防护,另一方面,缓冲件的延伸部抵消了第一极耳或者第二极耳在第三方向上的尺寸,相对于在第二方向上延伸部与第一极耳或者第二极耳部分重叠或者全部重叠的情况,电芯在第三方向上的尺寸小,其中,第三方向与第一方向垂直,且第三方向与平坦部垂直。
在一种可选的方式中,所述缓冲件与所述包装袋粘结,从而加强缓冲件对电芯的防护。
在一种可选的方式中,所述缓冲件与所述电极组件粘结,从而加强缓冲件对电芯的防护。
在一种可选的方式中,所述弯曲部的数量为两个,两个所述弯曲部分别位于所述平坦部的两侧,所述缓冲件的数量为两个,一所述缓冲件设置于一所述弯曲部,在两个弯曲部均设置缓冲件,对电芯整体的防护效果好。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种电池包,包括上述的电芯。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种用电设备,包括负载和上述的电池包,所述负载和所述电池包连接。
本申请实施例的有益效果是:提供了一种电芯、电池包以及用电设备,电芯包括电极组件、容纳电极组件的包装袋以及缓冲件。其中,电极组件为第一极片、第二极片和隔膜卷绕形成的。其中,第一极片连接有第一极耳,第二极片连接有第二极耳。电极组件具有平坦部和弯曲部。缓冲件设置于弯曲部与包装袋之间,通过在电芯的电极组件的弯曲部和包装袋之间设置缓冲件,则在电芯跌落时,缓冲件对电极组件中容易受损的弯曲部进行防护,从而可有效改善电芯的跌落受损,且由于缓冲件的设置改善了电芯在受压时的受力分布,电芯的膨胀率小,电芯的变形风险低。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本申请实施例提供的电芯不包括包装袋的一种实现方式的示意图;
图2是本申请实施例提供的电芯不包括包装袋的其中一个方向的示意图;
图3是本申请实施例提供的电芯不包括包装袋的另一种实现方式的示意图;
图4是本申请实施例提供的电芯不包括包装袋的又一种实现方式的示意图;
图5是本申请实施例提供的图4中a部的放大示意图;
图6是本申请实施例提供的电芯不包括包装袋的还一种实现方式的示意图;
图7是本申请实施例提供的电芯不包括包装袋的再一种实现方式的示意图;
图8是本申请实施例提供的电芯1的示意图;
图9是本申请实施例提供的电芯2的示意图;
图10是本申请实施例提供的电芯3的示意图;
图11是本申请实施例提供的电芯4的示意图;
图12是本申请实施例提供的电芯5的示意图;
图13是本申请实施例提供的电芯6的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面结合附图和具体实施例,对本申请进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的,不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1,电芯100包括:电极组件10、收容电极组件10的包装袋、缓冲件20和防护件30,其中,缓冲件20和防护件30均用于对电极组件10进行防护。
对于上述电极组件10,请参阅图1和图2,电极组件10包括第一极片101、第二极片102和位于第一极片101和第二极片102之间的隔膜103,第一极片101、隔膜103和第二极片102共同卷绕形成电极组件10。电极组件10还包括设置于第一极片101的第一极耳104,设置于第二极片102的第二极耳105,第一极耳104和第二极耳105均沿第一方向l1从包装袋伸出。
对于上述第一极片101,请参阅图3,在一些实施例中,第一极片101的一部分包括第一集流体1011和第一活性物质1012,第一活性物质1012设置于第一集流体1011,第一极片101的另一部分也包括第一集流体1011和第一活性物质1012,其中,第一极片101的另一部分位于卷绕形成的电极组件10的卷绕起始端,第一极片101的一部分位于卷绕形成的电极组件10的卷绕收尾端。
其中,本申请中的“卷绕起始端”指电极组件10、第一极片101、第二极片102或者隔膜103开始卷绕的一端。
其中,本申请中的“卷绕收尾端”指电极组件10、第一极片101、第二极片102或者隔膜103卷绕结束的一端。
值得说明的是,在一些实施例中,第一极片101的一部分仅包括第一集流体1011,第一极片101的另一部分包括第一集流体1011和第一活性物质1012,其中,第一极片101的另一部分位于卷绕形成的电极组件10的卷绕起始端,第一极片101的一部分位于卷绕形成的电极组件10的卷绕收尾端。
对于上述第二极片102,请参阅图4,在一些实施例中,第二极片102的一部分包括第二集流体1021和第二活性物质1022,第二活性物质1022设置于第二集流体1021,第二极片102的另一部分也包括第二集流体1021和第二活性物质1022,其中,第二极片102的另一部分位于卷绕形成的电极组件10的卷绕起始端,第二极片102的一部分位于卷绕形成的电极组件10的卷绕收尾端。
值得说明的是,在一些实施例中,第二极片102的一部分仅包括第二集流体1021,第二极片102的另一部分包括第二集流体1021和第二活性物质1022,其中,第二极片102的另一部分位于卷绕形成的电极组件10的卷绕起始端,第二极片102的一部分位于卷绕形成的电极组件10的卷绕收尾端。
需要说明的是,第一极耳104可以是与第一极片101中的第一集流体1011一体成型的,或者,第一极耳104通过焊接等方式焊接于第一极片101。
需要说明的是,第二极耳105可以是与第二极片102中的第二集流体1021一体成型的,或者,第二极耳105通过焊接等方式焊接于第二极片102。
对于上述电极组件10,请参阅图1,第一极片101、隔膜103和第二极片102共同卷绕形成的电极组件10具有平坦部10a和弯曲部10b,其中,平坦部10a为第一极片101或者第二极片102或者隔膜103卷绕之后平直延伸的部分,弯曲部10b为第一极片101或者第二极片102或者隔膜103卷绕之后弯曲延伸的部分。
对于上述弯曲部10b,请参阅图2、图4和图5,弯曲部的最外圈10b1为弯曲部10b远离电极组件10的中轴线s1的一圈,其中,电极组件10的中轴线s1与第一方向l1平行。弯曲部的最外圈10b1具有第一表面10b11和第二表面10b12。
其中,第一表面10b11为弯曲部的最外圈10b1靠近包装袋的一表面,第一表面10b11弯曲设置且第一表面10b11与第一方向l1平行。
其中,第二表面10b12弯曲设置,且第二表面10b12与所第一方向l1平行。即第二表面10b12和第一表面10b11相对设置,且相对于第一表面10b11,第二表面10b12远离包装袋设置。
需要说明的是,请分别参阅图3、图4、图6和图7,弯曲部的最外圈10b1可以是第一极片的最外圈101a的一部分、第二极片的最外圈102a的一部分或者隔膜103,其中,第一极片的最外圈101a位于弯曲部的最外圈10b1的一部分可以是包括第一集流体1011和第一活性物质1012,也可以是仅包括第一集流体1011,而不包括第一活性物质1012的。其中,第二极片的最外圈102a位于弯曲部的最外圈10b1的一部分可以是包括第二集流体1021和第二活性物质1022,也可以是仅包括第二集流体1021,而不包括第二活性物质1022的。
需要说明的是,在一些实施例中,弯曲部10b的数量为两个,两个弯曲部10b分别位于平坦部10a的两侧。
电极组件10设置两个弯曲部10b,请参阅图3和图4,其中一个弯曲部的最外圈10b1可以包括第一极片的最外圈101a的一部分,其中,第一极片的最外圈101a位于其中一个弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第一集流体1011和第一活性物质1012;其中另一个弯曲部的最外圈10b1可以包括第一极片的最外圈101a的一部分,其中,第一极片的最外圈101a位于其中另一个弯曲部的最外圈10b1的一部分仅包括第一集流体1011。
可以理解的是,电极组件10设置两个弯曲部10b,其中一个弯曲部的最外圈10b1可以包括第二极片的最外圈102a的一部分,其中,第二极片的最外圈102a位于其中一个弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第二集流体1021和第二活性物质1022;其中另一个弯曲部的最外圈10b1可以包括第二极片的最外圈102a的一部分,其中,第二极片的最外圈102a位于其中另一个弯曲部的最外圈10b1的一部分仅包括第二集流体1021。
可以理解的是,电极组件10设置两个弯曲部10b,其中一个弯曲部的最外圈10b1可以包括第一极片的最外圈101a的一部分,其中,第一极片的最外圈101a位于其中一个弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第一集流体1011和第一活性物质1012;其中另一个弯曲部的最外圈10b1可以包括第二极片的最外圈102a的一部分,其中,第二极片的最外圈102a位于其中另一个弯曲部的最外圈10b1的一部分仅包括第二集流体1021。
可以理解的是,电极组件10设置两个弯曲部10b,其中一个弯曲部的最外圈10b1可以包括第二极片的最外圈102a的一部分,其中,第二极片的最外圈102a位于其中一个弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第二集流体1021和第二活性物质1022;其中另一个弯曲部的最外圈10b1可以包括第一极片的最外圈101a的一部分,其中,第一极片的最外圈101a位于其中另一个弯曲部的最外圈10b1的一部分仅包括第一集流体1011。
对于上述电极组件10和缓冲件20,请参阅图4和图5,缓冲件20位于电极组件10的弯曲部的最外圈10b1的第一表面10b11和包装袋之间。
由于电极组件10的弯曲部10b为第一极片101或者第二极片102或者隔膜103卷绕之后弯曲延伸的部分,因此在弯曲部10b容易产生应力集中,通过在弯曲部的最外圈10b1的第一表面10b11和包装袋之间设置缓冲件20,从而电芯100跌落时,不容易受损。
由于弯曲部10b相对于平坦部10a在第三方向l3上的尺寸小,其中,第三方向l3与第一方向l1垂直,且第三方向l3与平坦部10a垂直,通过在弯曲部10b设置缓冲件20,则可改善电极组件10各部分在第三方向l3上的尺寸差,则电芯100在受压时,能改善电芯100的受力分布,优化电极组件10的平坦部10a和弯曲部10b的受力,从而降低电芯100满充、循环变形风险。
需要说明的是,在一些实施例中,缓冲件20弯曲设置,且缓冲件20覆盖第一表面10b11,从而缓冲件20对电芯100的防护效果好。
需要说明的是,在一些实施例中,缓冲件20与包装袋粘结,或者缓冲件20分别与包装袋和电极组件10粘结。
在一些实施例中,缓冲件20设置有沿第二方向l2延伸至平坦部10a的延伸部201,延伸部201用于对平坦部10a和弯曲部10b的连接处进行防护。
其中,第二方向l2可以是缓冲件20朝向平坦部10a延伸的任何方向,当第二方向l2与平坦部10a平行时,延伸部201对平坦部10a和弯曲部10b的连接处的防护效果最好。
其中,当第二方向l2与平坦部10a平行时,延伸部201沿第二方向l2的长度大于2毫米,优选的,延伸部201沿第二方向l2的长度大于5毫米。
需要说明的是,在一些实施例中,延伸部201与包装袋粘结,或者延伸部201分别与包装袋和电极组件10粘结。
可以理解的是,缓冲件20与电极组件10粘结,延伸部201与电极组件10粘结时,由于延伸部201位于电极组件10的平坦部10a,从而便于缓冲件20与电极组件10的粘结固定。
值得说明的是,请参阅图4,在一些实施例中,第一极耳104与第一极片101位于平坦部10a的部分连接,第二极耳105与第二极片102位于平坦部10a的部分连接,在与平坦部10a平行的第二方向l2上,延伸部201与第一极耳104或者第二极耳105靠近延伸部201的一端具有间隙2011。即在第二方向l2上,延伸部201未延伸至第一极耳104,也未延伸至第二极耳105,从而使得电芯100在第三方向l3上的尺寸小,从而一方面通过设置缓冲件20改善了电芯100的跌落受损,另一方面又没有增加电芯100在第三方向l3上的尺寸,则扩展了电芯100的应用场景,其中,第三方向l3与第一方向l1垂直,且第三方向l3与平坦部10a垂直,第二方向l2平行与平坦部10a时,第三方向l3与第二方向l2垂直。
值得说明的是,缓冲件20绝缘,缓冲件20具备锂离子通透性能,后者具备锂离子非通透性能。
需要说明的是,弯曲部10b的数量为两个时,缓冲件20的数量为两个,一缓冲件20设置于一弯曲部10b。
当然,弯曲部10b的数量为两个时,缓冲件20的数量也可以为一个,缓冲件20设置于其中一个弯曲部10b。
对于上述电极组件10和防护件30,请参阅图3、图4和图5,防护件30位于电极组件10的弯曲部的最外圈10b1的第二表面10b12和电极组件10的中轴线s1之间。其中,弯曲部的最外圈10b1为第一极片101或者第二极片102。
由于电极组件10的弯曲部10b为第一极片101或者第二极片102卷绕之后弯曲延伸的部分,因此在弯曲部10b容易产生应力集中,通过在弯曲部的最外圈10b1的第二表面10b12和电极组件10的中轴线s1之间设置防护件30,从而电芯100跌落时,不容易受损。
由于弯曲部10b相对于平坦部10a在第三方向l3上的尺寸小,其中,第三方向l3与第一方向l1垂直,且第三方向l3与平坦部10a垂直,通过在弯曲部10b设置防护件30,则可改善电极组件10各部分在第三方向l3上的尺寸差,则电芯100在受压时,能改善电芯100的受力分布,优化电极组件10的平坦部10a和弯曲部10b的受力,从而降低电芯100满充、循环变形风险。
需要说明的是,在一些实施例中,防护件30弯曲设置,且防护件30覆盖第二表面10b12,从而防护件30对电芯100的防护效果好。
需要说明的是,在一些实施例中,防护件30与电极组件10粘结,例如防护件30与第二表面10b12粘结,或者防护件30分别与第二表面10b12和电极组件10位于弯曲部10b,且靠近弯曲部的最外圈10b1的部分粘结。
在一些实施例中,防护件30设置有沿第二方向l2延伸至平坦部10a的防损部301,防损部301用于对平坦部10a和弯曲部10b的连接处进行防护。
其中,第二方向l2可以是防护件30朝向平坦部10a延伸的任何方向,当第二方向l2与平坦部10a平行时,防损部301对平坦部10a和弯曲部10b的连接处的防护效果最好。
其中,当第二方向l2与平坦部10a平行时,防损部301沿第二方向l2的长度大于2毫米,优选的,防损部301沿第二方向l2的长度大于5毫米。
需要说明的是,请参阅图2和图4,在一些实施例中,防损部301与电极组件10粘结,例如防损部301与平坦部10a的最外圈靠近电极组件10的中轴线s1的一表面粘结,或者防损部301与平坦部10a的最外圈靠近电极组件10的中轴线s1的一表面粘结,且防损部301与电极组件10位于平坦部10a,且靠近平坦部10a的最外圈的部分粘结。
其中,平坦部10a的最外圈为平坦部10a远离电极组件10的中轴线s1的一圈,其中,电极组件10的中轴线s1与第一方向l1平行。
可以理解的是,防护件30与电极组件10粘结,防损部301与电极组件10粘结时,由于防损部301位于电极组件10的平坦部10a,从而便于防护件30与电极组件10的粘结固定。
值得说明的是,在一些实施例中,第一极耳104与第一极片101位于平坦部10a的部分连接,第二极耳105与第二极片102位于平坦部10a的部分连接,在与平坦部10a平行的第二方向l2上,防损部301与第一极耳104或者第二极耳105靠近防损部301的一端具有间隔空间3011。即在第二方向l2上,防损部301未延伸至第一极耳104,也未延伸至第二极耳105,从而使得电芯100在第三方向l3上的尺寸小,从而一方面通过设置防护件30改善了电芯100的跌落受损,另一方面又没有增加电芯100在第三方向l3上的尺寸,则扩展了电芯100的应用场景,其中,第三方向l3为与第一方向l1和第二方向l2垂直的方向。
值得说明的是,在一些实施例中,防护件30具有锂离子通透性能。请参阅图3,弯曲部的最外圈10b1为第一极片的最外圈101a的一部分,第一极片的最外圈101a位于弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第一集流体1011和第一活性物质1012,第一活性物质1012设置于第一集流体1011,则防护件30具有锂离子通透性能。或者,弯曲部的最外圈10b1为第二极片的最外圈102a的一部分,第二极片的最外圈102a位于弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第二集流体1021和第二活性物质1022,第二活性物质1022设置于第二集流体1021,则防护件30具有锂离子通透性能。防护件30具有锂离子通透性能则即可以对电芯100进行跌落防护,又能减少因为防护件30的设置而造成的电芯100的容量损失。
值得说明的是,在一些实施例中,防护件30具备锂离子非通透性能。在实际应用中,卷绕形成的电极组件10的卷绕收尾端位于平坦部10a,电极组件10的卷绕收尾端可以是第一极片的卷绕收尾端101b(请参阅图3)、第二极片的卷绕收尾端102b(请参阅图4)或者隔膜的卷绕收尾端103b(请参阅图6),其中,请参阅图3,当第一极片的卷绕收尾端101b与第二极片的最外圈102a之间没有隔膜103,或者,请参阅图1,当第一极片的卷绕收尾端101b临近两层隔膜103,则第一极片的卷绕收尾端101b仅包括第一集流体1011,请参阅图4,当第二极片的卷绕收尾端102b与第一极片的最外圈101a之间没有隔膜103,或者当第二极片的卷绕收尾端102b临近两层隔膜103,则第二极片的卷绕收尾端102b仅包括第二集流体1021,此时,防护件30可具备锂离子非通透性,从而代替收尾绿胶。请参阅图3,当第一极片101为正极片,则防护件30延伸的防损部301沿与平坦部10a平行的第二方向l2的尺寸大于第一极片101的收尾端沿与平坦部10a平行的第二方向l2的尺寸,且防损部301绝缘,当此时的防损部301与第一极片的卷绕收尾端101b粘结,且与第二极片的最外圈102a粘结,则防损部301可代替收尾绿胶使用。
需要说明的是,弯曲部10b的数量为两个时,请参阅图3,防护件30的数量为两个,一防护件30设置于一弯曲部10b。
当然,弯曲部10b的数量为两个时,防护件30的数量也可以为一个,请参阅图6,防护件30设置于其中一个弯曲部10b。
值得说明的是,在一些实施例中,也可不设置防护件30,请参阅图7,也可实现本申请对电极组件10的弯曲部10b进行防护,改善电极组件10跌落受损的申请目的。
为了方便读者理解本申请实施例的发明构思,以下列举出5个具体的电芯,电芯1、电芯2、电芯3、电芯4、电芯5和电芯6以供参考,其中电芯6为对比例。
请参阅图8-13,列举的6个电芯具有的相同的结构为:电芯100包括电极组件10以及收容电极组件10的包装袋,电极组件10包括第一极片101、第二极片102和位于第一极片101和第二极片102之间的隔膜103,第一极片101、隔膜103和第二极片102卷绕形成电极组件10,电极组件10进一步包括设置于第一极片101的第一极耳104,和设置于第二极片102的第二极耳105,第一极耳104和第二极耳105均沿第一方向l1从包装袋伸出,卷绕结构具有平坦部10a和弯曲部10b,弯曲部10b的数量为两个,两个弯曲部10b分别位于平坦部10a的两侧。
其中,请参阅图8-12,电芯1-5还包括缓冲件20,缓冲件20位于第一表面10b11和包装袋之间,其中,第一表面10b11为弯曲部的最外圈10b1靠近包装袋的一表面,第一表面10b11弯曲设置且第一表面10b11与第一方向l1平行;其中,缓冲件20分别与电极组件10和包装袋粘结;其中,弯曲部的最外圈10b1为弯曲部10b远离电极组件10的中轴线s1的一圈,其中,电极组件10的中轴线s1与第一方向l1平行。缓冲件20的数量为两个,一缓冲件20设置于一弯曲部10b。缓冲件20延伸的延伸部201分别与包装袋和电极组件10粘结。
电芯1、电芯2、电芯3、电芯4、电芯5和电芯6的不同之处如下文。
电芯1:请参阅图8,弯曲部的最外圈10b1为第二极片的最外圈102a的一部分,第二极片102为负极片,电芯1包括缓冲件20-1和缓冲件20-2,缓冲件20-1位于其中一个弯曲部10b,缓冲件20-2位于其中另一个弯曲部10b,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延展长度均为25毫米,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2的尺寸均为5毫米。缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近延伸部201的一端具有间隙2011。电芯1还包括防护件30-1和防护件30-2,防护件30-1位于其中一个弯曲部10b,防护件30-2位于其中另一个弯曲部10b,防护件30-1和防护件30-2的延展长度均为35毫米,防护件30-1和防护件30-2的防损部301在与平坦部10a平行的第二方向l2上的尺寸均为10毫米,防护件30-1和防护件30-2的防损部301在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近防损部301的一端具有间隔空间3011。防护件30-1和防护件30-2分别与弯曲部的最外圈10b1的第二表面10b12以及电极组件10位于弯曲部10b,且靠近弯曲部的最外圈10b1的部分粘结。防损部301与平坦部10a的最外圈靠近电极组件10的中轴线s1的一表面粘结,且防损部301与电极组件10位于平坦部10a,且靠近平坦部10a的最外圈的部分粘结。第二极片的最外圈102a于弯曲部10b临近两层隔膜103,防护件30-1和防护件30-2具备锂离子非通透性。
电芯2:请参阅图9,其中一个弯曲部的最外圈10b1为第二极片的最外圈102a的一部分,第二极片102为负极片,第二极片的最外圈102a位于其中一个弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第二集流体1021和第二活性物质1022;其中另一个弯曲部的最外圈10b1为第一极片的最外圈101a的一部分,第一极片101为正极片,第一极片的最外圈101a位于另一个弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第一集流体1011,第一极片的卷绕收尾端101b自其中另一个弯曲部的最外圈10b1延伸至平坦部10a,第一极片的卷绕收尾端101b与第二极片的最外圈102a之间没有隔膜103。电芯2包括缓冲件20-1和缓冲件20-2,缓冲件20-1位于其中一个弯曲部10b,缓冲件20-2位于其中另一个弯曲部10b,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延展长度均为25毫米,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2的尺寸均为5毫米。缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近延伸部201的一端具有间隙2011。电芯2还包括防护件30-1和防护件30-2,防护件30-1位于其中一个弯曲部10b,防护件30-2位于其中另一个弯曲部10b,防护件30-1的延展长度为35毫米,防护件30-2的延展长度与第一极片的卷绕收尾端101b在与平坦部10a平行的第二方向l2上的尺寸相关,防护件30-1的防损部301在与平坦部10a平行的第二方向l2上的尺寸为10毫米,防护件30-1的防损部301在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近防损部301的一端具有间隔空间3011。防护件30-2的防损部301远离第一极片的卷绕收尾端101b的一端在与平坦部10a平行的第二方向l2上的尺寸为10毫米,防护件30-2的防护部远离第一极片的卷绕收尾端101b的一端在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近防护部的一端具有间隔空间3011。防护件30-2的防损部301靠近第一极片的卷绕收尾端101b的一端在与平坦部10a平行的第二方向l2上的尺寸大于第一极片的卷绕收尾端101b在与平坦部10a平行的第二方向l2上的尺寸,且防损部301绝缘,防护件30-1和防护件30-2分别与弯曲部的最外圈10b1的第二表面10b12以及电极组件10位于弯曲部10b,且靠近弯曲部的最外圈10b1的部分粘结。防损部301与平坦部10a的最外圈靠近电极组件10的中轴线s1的一表面粘结,且防损部301与电极组件10位于平坦部10a,且靠近平坦部10a的最外圈的部分粘结。防护件30-1具备锂离子通透性,防护件30-2具备锂离子非通透性。防损部301靠近第一极片的卷绕收尾端101b的一端可代替收尾绿胶使用。
电芯3:请参阅图10,其中一个弯曲部的最外圈10b1为第二极片的最外圈102a的一部分,第二极片102为负极片,第二极片的最外圈102a位于其中一个弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第二集流体1021和第二活性物质1022;其中另一个弯曲部的最外圈10b1为隔膜的最外圈103a的一部分,隔膜的卷绕收尾端103b自其中另一个弯曲部的最外圈10b1延伸至平坦部10a。电芯3包括缓冲件20-1和缓冲件20-2,缓冲件20-1位于其中一个弯曲部10b,缓冲件20-2位于其中另一个弯曲部10b,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延展长度均为25毫米,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2的尺寸均为5毫米。缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近延伸部201的一端具有间隙2011。电芯3还包括防护件30-1,防护件30-1位于其中一个弯曲部10b,防护件30-1的延展长度为35毫米,防护件30-1的防损部301在与平坦部10a平行的第二方向l2上的尺寸为10毫米,防护件30-1的防损部301在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近防损部301的一端具有间隔空间3011。防护件30-1分别与弯曲部的最外圈10b1的第二表面10b12以及电极组件10位于弯曲部10b,且靠近弯曲部的最外圈10b1的部分粘结。防损部301与平坦部10a的最外圈靠近电极组件10的中轴线s1的一表面粘结,且防损部301与电极组件10位于平坦部10a,且靠近平坦部10a的最外圈的部分粘结。防护件30-1具备锂离子通透性。
电芯4:请参阅图11,其中一个弯曲部的最外圈10b1为第二极片的最外圈102a的一部分,第二极片102为负极片,第二极片的最外圈102a位于其中一个弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第二集流体1021和第二活性物质1022;其中另一个弯曲部的最外圈10b1为第二极片的最外圈102a的一部分,第二极片的最外圈102a位于另一个弯曲部的最外圈10b1的一部分包括第一集流体1011,第二极片的卷绕收尾端102b自其中另一个弯曲部的最外圈10b1延伸至平坦部10a,第二极片的卷绕收尾端102b与第二极片的最外圈102a之间没有隔膜103。电芯4包括缓冲件20-1和缓冲件20-2,缓冲件20-1位于其中一个弯曲部10b,缓冲件20-2位于其中另一个弯曲部10b,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延展长度均为25毫米,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2的尺寸均为5毫米。缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近延伸部201的一端具有间隙2011。电芯4还包括防护件30-1和防护件30-2,防护件30-1位于其中一个弯曲部10b,防护件30-2位于其中另一个弯曲部10b,防护件30-1和防护件302的延展长度均为35毫米,防护件30-1和防护件302的防损部301在与平坦部10a平行的第二方向l2上的尺寸均为10毫米,防护件30-1和防护件302的防损部301的防损部301在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近防损部301的一端均具有间隔空间3011。防护件30-1和防护件30-2分别与弯曲部的最外圈10b1的第二表面10b12以及电极组件10位于弯曲部10b,且靠近弯曲部的最外圈10b1的部分粘结。防损部301与平坦部10a的最外圈靠近电极组件10的中轴线s1的一表面粘结,且防损部301与电极组件10位于平坦部10a,且靠近平坦部10a的最外圈的部分粘结。防护件30-1具备锂离子通透性,防护件30-2具备锂离子非通透性。防损部301靠近第二极片的卷绕收尾端102b的一端可代替收尾绿胶使用。
电芯5:请参阅图12,其中一个弯曲部的最外圈10b1为隔膜的最外圈103a的一部分,其中另一个弯曲部的最外圈10b1为隔膜的最外圈103a的一部分,隔膜的卷绕收尾端103b自其中另一个弯曲部的最外圈10b1延伸至平坦部10a。电芯5包括缓冲件20-1和缓冲件20-2,缓冲件20-1位于其中一个弯曲部10b,缓冲件20-2位于其中另一个弯曲部10b,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延展长度均为25毫米,缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2的尺寸均为5毫米。缓冲件20-1和缓冲件20-2的延伸部201在与平坦部10a平行的第二方向l2上与第一极耳104或者第二极耳105靠近延伸部201的一端具有间隙2011。
电芯6:请参阅图13,电芯6包括缓冲件20-3和防护件30-3,缓冲件20-3设置于平坦部10a的最外圈远离电极组件10的中轴线s1的一表面与包装袋之间,缓冲件20-3分别与包装袋以及平坦部10a的最外圈远离电极组件10的中轴线s1的一表面粘结;防护件30-3设置于平坦部10a的最外圈靠近电极组件10的中轴线s1的另一表面与电极组件10的中轴线s1之间,防护件30-3与平坦部10a的最外圈靠近电极组件10的中轴线s1的另一表面粘结,且防护件30-3与电极组件10位于平坦部10a,且靠近平坦部10a的最外圈的部分粘结。缓冲件20-3与第一极耳104和/或第二极耳105部分叠置。防护件30-3与第一极耳104和/或第二极耳105部分叠置。
其中,电芯1-6的包装袋均具有第一外表面、第二外表面、第一角、第二角、第三角和第四角,其中,在第二方向l2上,第一外表面和第二外表面分别与电极组件10的平坦部10a平行,第一角为其中一个弯曲部10b在第一方向l1上靠近第一极耳104或者第二极耳105的一端,第二角为其中一个弯曲部10b在第一方向l1上靠近第一极耳104或者第二极耳105的一端,第三角为其中另一个弯曲部10b在第一方向l1上靠近第一极耳104或者第二极耳105的一端,第四角为其中另一个弯曲部10b在第一方向l1上靠近第一极耳104或者第二极耳105的一端。
对上述电芯1-6进行1.8米的跌落试验,跌落试验的进行高度为电芯100的跌落起始点距离跌落面的垂直距离为1.8米,跌落试验的次数为3轮总共18次,其中,1轮为电芯100的第一外表面、第二外表面、第一角、第二角、第三角和第四角依次跌落至跌落面,跌落试验的判断标准为不起火、不爆炸和不漏液。其中,每一种电芯100均使用10个电芯100进行跌落试验。试验结果表明电芯1-6均通过了1.8米的跌落试验。
对上述电芯1-6进行1.2米的跌落试验,跌落试验的进行高度为电芯100的跌落起始点距离跌落面的垂直距离为1.2米,跌落试验的次数为3轮总共18次,其中,1轮为电芯100的第一外表面、第二外表面、第一角、第二角、第三角和第四角依次跌落至跌落面,跌落试验的判断标准为不起火、不爆炸和不漏液。其中,每一种电芯100均使用10个电芯100进行跌落试验。试验结果表明电芯1-6均通过了1.2米的跌落试验。
对上述电芯1-6满充后在第三方向l3上的厚度h1分别进行测试,对上述电芯1-6半充后在第三方向l3上的厚度h2分别进行测试,分别计算膨胀率,其中,膨胀率为(h1-h2)/h2。实现结果为,电芯1-5的膨胀率为2%,电芯6的膨胀率为3%。由于电芯1-5的缓冲件20和/或防护件30位于弯曲部10b,弯曲部10b在第三方向l3上的尺寸小于平坦部10a在第三方向l3的尺寸,而缓冲件20和/或防护件30的设置改善了弯曲部10b和平坦部10a在第三方向l3上的尺寸的差距,电芯1-5在受压时,电芯100的受力分布被优化,因此电芯1-5的膨胀率小于对比例电芯6,电芯1-5的变形风险低。
综上,由于在于平坦部10a平行的第二方向l2上,缓冲件20的延伸部201与第一极耳104或者第二极耳105之间具有间隙2011,防护件30的至少一端的防护部与第一极耳104或者第二极耳105之间具有间隔空间3011,则电芯1-5相对于电芯6,没有增加电芯100在第三方向l3上的尺寸,电芯1-5的应用范围广。另外,电芯1-5的缓冲件20和/或防护件30设于弯曲部10b与包装袋之间,则可有效改善电芯1-5的跌落受损。最后,由于缓冲件20和/或防护件30的设置改善了电芯100在受压时的受力分布,电芯1-5的膨胀率小,电芯1-5的变形风险低。
在本申请实施例中,通过在电芯100的电极组件10的弯曲部10b和包装袋之间设置缓冲件20,则在电芯100跌落时,缓冲件20对电极组件10中容易受损的弯曲部10b进行防护,从而可有效改善电芯100的跌落受损,且由于缓冲件20的设置改善了电芯100在受压时的受力分布,电芯100的膨胀率小,电芯100的变形风险低。当缓冲件20的延伸部201与第一极耳104或者第二极耳105之间具有间隙2011,则电芯100在第三方向l3上的尺寸没有增加,电芯100的应用范围广。
本申请实施例还提供了一种电池包的实施例,电池包包括电芯100。对于电芯100的具体结构和功能可参阅上述实施例,此处不再一一赘述。
本申请实施例还提供了一种用电设备的实施例,用电设备包括负载和上述电池包。电池包用于对负载供电。
用电设备可以是储能产品、手机、平板、无人机、独轮或两轮以上的电动车辆,或电动清洁工具等。
例如,对于上述无人机,电池包搭载在无人机上,电池包用于对无人机上包括飞行系统、控制系统和摄像系统等在内的负载进行供电。
需要说明的是,本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例,但是,本申请可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例,这些实施例不作为对本申请内容的额外限制,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本申请说明书记载的范围;进一步地,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。