一种电芯、电池单体、电池和用电装置的制作方法

1.本发明涉及二次电池技术领域，尤其涉及一种电芯、电池单体、电池和用电装置。


背景技术：

2.本部分提供的仅仅是与本技术相关的背景信息，其并不必然是现有技术。
3.二次电池以超长寿命、使用安全、大容量等优势受到广泛关注，其电化学特性的稳定性和可靠性是重要的。基础组件，例如隔膜和极片，其性能直接影响二次电池的电化学特性，有必要在二次电池的形成过程以及制成之后，保证基础组件的工艺水平。


技术实现要素：

4.本技术主要解决的技术问题是在隔膜相对于极片的过量部容易被撕裂和刺穿的问题。
5.为解决上述技术问题，本技术采用的一个技术方案是：一种电芯，包括极片和隔膜；极片包括集流体和活性物质层，集流体包括极耳部；极片包括阴极极片和阳极极片；隔膜包括相对于阳极极片突出的第一过量部；第一过量部包括沿td方向间隔设置的第一子过量部和第二子过量部；第一子过量部与极耳部部分层叠；
6.其中，第一子过量部的至少一个表面设置有第一涂层，第一涂层的厚度小于极片的厚度。
7.本技术通过在第一子过量部的至少一个表面设置有第一涂层，增加了隔膜的强度和韧性，提高了隔膜的抗撕裂和抗刺穿的能力，有效降低了隔膜与外力接触位置发生撕裂的可能性，进而提高了电芯的性能可靠性。通过对第一涂层的厚度限制，避免了对电芯的电化学性能的影响。
8.在一些实施例中，第一涂层的厚度小于极片的厚度的二分之一，一方面避免因第一涂层的设置，对电芯的主体厚度产生影响；另一方面，两层第一涂层可填补相邻的两层第一子过量部之间的间隙，使得电芯在热压时，各部分受压情况均匀；
9.可选地，第一涂层的厚度小于活性物质层的厚度，使得第一涂层的设置不对极耳部产生干涉；
10.可选地，第一涂层的厚度为0.5μm～10μm。
11.在一些实施例中，第一涂层为高分子涂层。
12.本技术通过在第一过量部的表面设置高分子涂层，提高第一过量部的表面的致密性以及机械强度，使得第一过量部表面抗刺穿、抗撞击的能力显著增加，而且提高了第一过量部的表面的弹性和拉伸性能，使得第一过量部受到外力挤压或拉扯时，耐挤压、耐撕裂的性能显著增加。
13.在一些实施例中，高分子涂层的材料包括丁苯橡胶、聚乙烯、聚偏氟乙烯、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸酯中的一种或多种。
14.在一些实施例中，第一子过量部的两个相对表面均设置有第一涂层，使得第一子
过量部的两个相对表面的强度和韧性均增强，相对于仅一个表面设置第一涂层，或两个表面均不设置第一涂层，隔膜的抗撕裂和抗刺穿的能力更高。
15.在一些实施例中，第二子过量部的表面设置有第一涂层；本技术在第一子过量部的表面设置有第一涂层的基础上，第二子过量部的表面设置有第一涂层，进一步增加了隔膜的强度和韧性；
16.或，第二子过量部的表面不设置第一涂层，在保证电芯的抗挤压、抗撞击的性能满足电芯的使用需求的前提下，简化制程和工艺。
17.在一些实施例中，第一隔膜和第二隔膜分别设于极片的相对两个表面；其中，集流体仅一个表面设置有活性物质层；第一隔膜设置于活性物质层远离集流体的表面，第二隔膜设置于集流体远离活性物质层的表面；第一隔膜的第一子过量部靠近活性物质层的表面设有连续的第一涂层，第二隔膜的第一子过量部靠近集流体的表面设有在极耳部位置不连续的第一涂层，或不设置第一涂层，使得第二隔膜与集流体之间的间距不受影响，且简化制程和工艺；或，
18.集流体的相对两个表面均设置有活性物质层；第一隔膜和第二隔膜靠近极片的表面均设有连续的第一涂层，使得第一隔膜和第二隔膜靠近极片的表面均设置有连续的第一涂层，也不会干涉对集流体的极耳部产生干涉。
19.在一些实施例中，隔膜还包括相对于阴极极片突出且与阳极极片层叠的第二过量部；第二过量部包括沿td方向间隔设置的第三子过量部和第四子过量部；
20.其中，第三子过量部靠近阴极极片的表面设置有第二涂层，第二涂层的厚度小于极片的厚度。
21.本实施例通过在第三子过量部的至少一个表面设置有第二涂层，进一步增加了隔膜的强度和韧性，提高了隔膜的抗撕裂和抗刺穿的能力，进而进一步提高了电芯的性能可靠性。
22.在一些实施例中，第一涂层仅设置在第一子过量部的表面，第二涂层仅设置在第三子过量部的表面，以提高隔膜在靠近极耳部的一侧的强度和韧性，同时简化工序。
23.在一些实施例中，第一涂层设置在第一子过量部和第二过量部的表面，第二涂层设置在第三子过量部和第四子过量部的表面，以进一步增强隔膜相对于阴极极片的防刺穿性能。
24.在一些实施例中，隔膜的材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺中的一种或多种。
25.在一些实施例中，隔膜的材料为聚丙烯。
26.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：一种电池单体，包括外壳和上述电芯；外壳包括相互扣合的壳体和盖板；盖板靠近电芯的一侧设置有绝缘隔离件；绝缘隔离件与隔膜的第一子过量部压接。
27.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：一种电池，包括箱体和多个位于箱体内的如上述的电池单体。
28.为解决上述技术问题，本技术采用的另一个技术方案是：一种用电装置，包括上述电池。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
30.图1是本技术提供的电芯的第一实施例的结构示意图；
31.图2是图1提供的电芯的俯视结构示意图；
32.图3是图2提供的电芯沿a-a线的剖面结构示意图；
33.图4是本技术提供的电芯的第二实施例的结构示意图；
34.图5是本技术提供的电芯的第三实施例的结构示意图；
35.图6是本技术提供的电芯的第四实施例的结构示意图；
36.图7是本技术提供的电芯的第五实施例的结构示意图；
37.图8是本技术提供的电芯的第六实施例的结构示意图；
38.图9是本技术提供的电芯的第七实施例的结构示意图；
39.图10是本技术提供的电池单体的结构示意图；
40.图11是本技术提供的电池的结构示意图；
41.图12是本技术提供的用电装置的结构示意图。
42.附图说明：
43.100-电芯、10-极片、20-隔膜、101-集流体、102-活性物质层、101a
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主体部、101b-极耳部、11-阴极极片、12-阳极极片、21-第一过量部、211
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第一子过量部、212-第二子过量部、31-第一涂层、22-第二过量部、221
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第三子过量部、222-第四子过量部、32-第二涂层、201-第一隔膜、202
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第二隔膜、200-外壳、210-壳体、220-盖板、230-绝缘隔离件、300-电池单体、400-箱体、500-电池、600-电动汽车、601-控制器、602-马达。
具体实施方式
44.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.本技术中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
46.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技术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。
47.在目前的电化学装置中，隔膜在其宽度方向和长度方向均超过阳极极片，以避免极片受到损坏。阳极极片在其宽度方向和长度方向均超过阴极极片，以避免充电过程中阴极活性材料脱出的锂离子过多，无法完全插入阳极活性材料中，从而在阳极极片表面出现析锂现象，带来安全风险。
48.本技术发明人在研发中注意：由于隔膜在宽度方向和长度方向上均超过极片，相较于极片，隔膜的过量部在电芯装配以及使用的过程中，容易受到外力的挤压和/或碰撞，使得隔膜受到外力作用的位置发生撕裂等损伤，进而可能引发隔膜与极片重叠的部分也发生损伤，进而可能导致阴极极片与阳极极片发生短路等问题。
49.另外，阴极极片和/或阳极极片的边缘若有毛刺，则容易刺破或刺穿隔膜，容易引发隔膜自放电的问题，尤其是阴极极片边缘若有毛刺，隔膜被刺伤或刺穿，更容易引发阴极极片和阳极极片的短路等问题。
50.本技术发明人进一步发现：上述问题的产生均与隔膜的性质有关。在二次电池中，隔膜要求有较高的孔隙率，以实现离子迁移，因此对于隔膜的致密程度有一定限制，导致隔膜被刺穿或其它损伤的可能性增加。其次，市场化的隔膜材料以聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)等聚烯烃类隔膜常见，聚丙烯隔膜的耐高温性能较好，有利于作为隔膜材料，但其具一定脆性，受压后更容易发生撕裂现象，导致电芯安全性能下降。
51.鉴于以上问题，本技术发明人经过深入研究，提出了一种包括涂层的电芯，涂层设于隔膜超过极片的过量部，增加了隔膜的强度和韧性，提高隔膜的抗撕裂和防刺穿的能力，进而提高电芯的性能可靠性。进一步地，本技术采用高分子涂层，增加了隔膜过量部表面的致密度、韧性、拉伸性能、抗撕裂和防刺穿性能，提高了电芯的安全性和使用寿命。本技术实施例描述的技术方案适用于电芯、电池单体、电池和用电装置。
52.本技术公开的电芯可用于锂离子二次电池，还可用于其它储能电池中，本技术不做限制。
53.下面结合附图和实施例对本技术进行详细的说明。
54.请参阅图1-图3，图1是本技术提供的电芯的第一实施例的结构示意图，图2是图1提供的电芯的俯视结构示意图，图3是图1提供的电芯沿a-a线的剖面结构示意图。
55.请结合图1-图3，本技术提供一种电芯100，包括极片10和隔膜20。极片10包括集流体101和活性物质层102，集流体101包括极耳部101b。极片10包括阴极极片11和阳极极片12。隔膜20包括相对于阳极极片 12突出的第一过量部21。第一过量部21包括沿td方向间隔设置的第一子过量部211和第二子过量部212。第一子过量部211与极耳部101b 部分层叠。
56.其中，第一子过量部211的至少一个表面设置有第一涂层31，第一涂层31的厚度小于极片10的厚度。
57.本技术中，电芯100表示二次电池中发生电化学反应的部件。电芯100主要由极片10(阴极极片11和阳极极片12)卷绕或层叠放置形成，并且在阴极极片11和阳极极片12之间放置隔膜20(阴极极片11和阳极极片12分别设置于隔膜20的两个相对表面)。本实施例，如
图2所示，提供一种卷绕式的电芯100，可以理解，电芯100还可以为层叠式，根据需要设置即可，本技术不做限制。
58.极片10由集流体101和活性物质层102构成。集流体101通常采用金属材料，以锂离子电池为例，阴极极片11的集流体101的材料可以为铝箔，阳极极片12的集流体101的材料可以为铜箔。活性物质层 102至少涂覆于集流体101的一个表面，以锂离子电池为例，阴极极片 11的活性物质层102的材料可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等，阳极极片12的活性物质层102的材料可以为碳或硅等。
59.隔膜20用于将阴极极片11和阳极极片12隔开，其材质可以为聚丙烯或聚乙烯等。集流体101包括主体部101a和极耳部101b，主体部 101a为涂覆有活性物质层102的部分，极耳部101b为突出于主体部101a 的部分。阴极极片11的极耳部101b和阳极极片12的极耳部101b可以共同位于主体部101a的一端(如图1所示)或是位于主体部101a的两端(图未示)。在电芯100的充放电过程中，阴极极片11的活性物质层102和阳极极片12的活性物质层102与电解液发生反应，阴极极片 11的极耳部101b和阳极极片12的极耳部101b连接各自的电极端子以形成电流回路。可以理解，本技术中极耳部101b的数量可以根据需求进行调整。
60.td方向(transverse direction)表示电芯100的宽度方向。电芯100 的长度方向与td方向垂直，为md方向(machine direction)。第一过量部21(overhang)表示在td方向，隔膜20超出阳极极片12的部分，即隔膜20与阳极极片12的非重叠部分，第一过量部21沿td方向的尺寸根据电芯100的实际应用进行设计。第一过量部21的设置可避免极片10与封装电芯100的壳体直接接触，以减少极片10损坏的可能，且减少阴极极片11和阳极极片12发生短路的可能。隔膜20需沿td方向和md方向均完全覆盖阳极极片12。
61.其中，沿td方向上，第一过量部21分为第一子过量部211和第二子过量部212，第一子过量部211和第二子过量部212间隔设置，第一子过量部211和第二子过量部212之间即为隔膜20与阳极极片12的重叠部分。其中，本技术中，第一子过量部211设于极片10设置极耳部 101b的一侧。可以理解，沿md方向，第一过量部21还有间隔设置的子过量部(图未示)。第一子过量部211与极耳部101b部分层叠表示极耳部101b的一部分与第一子过量部211层叠，另一部分突出于第一子过量部211，以突出于电芯100的主体部分与电极端子连接。
62.第一涂层31设于至少部分的第一过量部21上，用于至少增加第一过量部21沿td方向的强度和柔韧性，以至少提高第一过量部21沿td 方向的拉伸、抗撕裂和抗刺穿强度。可以理解，电芯100装配过程中，第一过量部21容易受到沿td方向的挤压力。第一涂层31可通过涂覆的方式附着在第一过量部21的表面。第一涂层31至少设置在第一子过量部211的一个表面。第一涂层31的厚度小于极片10的厚度，在增加第一过量部21沿td方向的强度和柔韧性的基础上，避免影响第一涂层 31对极片10、隔膜20之间的距离，从而避免影响电芯100的电化学性能。
63.本实施例通过在第一子过量部211的至少一个表面设置有第一涂层 31，增加了隔膜20的强度和韧性，提高了隔膜20的抗撕裂和抗刺穿的能力，有效降低了隔膜20与外力接触位置发生撕裂的可能性，进而提高了电芯100的性能可靠性。通过对第一涂层31的厚度限制，避免了对电芯100的电化学性能的影响。
64.在一些实施例中，第一涂层31的厚度小于极片10的厚度的二分之一。如图2所示，电芯100包括多层片层，电芯100的阴极极片11的部分片层设有极耳部101b，部分片层不设
有极耳部101b。阳极极片12 的部分片层设有极耳部101b，部分片层不设有极耳部101b。对于不设有极耳部101b的部分片层，与其相邻的两层隔膜20上设置的第一涂层 31的厚度优选小于极片10的厚度的二分之一。这种设置方式，一方面避免因第一涂层31的设置，对电芯100的主体厚度产生影响，进而避免对电芯100的电化学性能产生影响；另一方面，两层第一涂层31的设置，填补了相邻的两层第一子过量部211之间的间隙，使得电芯100 在热压时，各部分受压情况均匀，使得电芯100的性能稳定。可以理解，电芯100的多层片层中，阴极极片11可以仅部分片层设有极耳部101b，其它片层均未设有极耳部101b(图未示)；也可以阴极极片11的片层均设有极耳部101b(如图2所示)；阳极极片12的片层可以仅部分片层设置极耳部101b，其它片层均未设有极耳部101b(图未示)；也可以阳极极片12的片层均设有极耳部101b(如图2所示)，根据实际需求选择极耳部101b的设置即可。
65.在一些实施例中，第一涂层31的厚度小于活性物质层102的厚度。如图3-图4所示，电芯100中，极耳部101b延伸出电芯100的主体部分，因此，对于设有极耳部101b的部分片层，与其相邻的两层隔膜20 上设置的第一涂层31的厚度优选小于活性物质层102的厚度，从而使得第一涂层31的设置不对极耳部101b产生干涉。
66.在一些实施例中，第一涂层31的厚度为0.5μm～10μm。该厚度范围的第一涂层31在具有足够增强作用的前提下，更容易制备，降低成本。在一些具体的实施例中，第一涂层31的厚度可以为0.5μm，也可以为 10μm，还可以为5μm。在一些其它的实施例中，第一涂层31的厚度还可以为1μm、2μm、3μm、4μm、4.5μm、5.5μm、6μm、7μm、8μm、9μm 或其它在0.5μm～10μm范围内的厚度。
67.在一些实施例中，第一涂层31为高分子涂层。本实施例通过在第一过量部21的表面设置高分子涂层，利用高分子材料的高密度、高弹性，提高了第一过量部21的表面的致密性以及机械强度，使得第一过量部21表面抗刺穿、抗撞击的能力显著增加，而且提高了第一过量部21的表面的弹性和拉伸性能，使得第一过量部21受到外力挤压或拉扯时，耐挤压、耐撕裂的性能显著增加，并且由于高弹性的第一涂层31 的设置，降低了隔膜20，尤其是聚丙烯材质的隔膜20的脆性，提高隔膜20本体的韧性，提高了电芯100的安全性和使用寿命。
68.在一些具体的实施例中，将高分子涂层的材料添加至水或有机溶剂中，在一定温度下，搅拌均匀后形成浆料，将形成的浆料以涂覆、浸渍或刮涂等方式在第一过量部21的表面形成涂层，所得涂层经干燥、固化后形成高分子涂层。在一些具体的实施例中，温度可以为10℃～100℃，例如可以为10℃、50℃、100℃，还可以为15℃、20℃、25℃、30℃或35℃，满足10℃～100℃的温度范围即可。在一些具体的实施例中，有机溶剂包括n-甲基吡咯烷酮(nmp)、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜(dmso)、甲苯中的一种或多种。有机溶剂还可以选择其它有机溶剂，根据需求选择即可。
69.在一些实施例中，高分子涂层的材料包括丁苯橡胶(sbr)、聚乙烯(pe)、聚偏氟乙烯(pvdf)、羧甲基纤维素钠(cmc-钠)、聚丙烯酸酯中的一种或多种。在一些具体的实施例中，高分子涂层的材料可以为固态材料，固态材料可以为颗粒状或粉末状。在一些具体的实施例中，高分子涂层的材料可以为胶乳态材料。高分子涂层的材料的状态根据需求选择即可。
70.请参阅图4，图4是本技术提供的电芯的第二实施例的结构示意图。
71.如图4所示，本实施例提供的电芯100与图3所示的电芯100的区别之处在于：第一
子过量部211的两个相对表面均设置有第一涂层31。本实施例通过在部分隔膜20的第一子过量部211的两个相对表面均设置有第一涂层31，使得第一子过量部211的两个相对表面的强度和韧性均增强，相对于仅一个表面设置第一涂层31，或两个表面均不设置第一涂层31，隔膜20的抗撕裂和抗刺穿的能力更高。
72.请参阅图5，图5是本技术提供的电芯的第三实施例的结构示意图。
73.如图5所示，本实施例提供的电芯100与图3所示的电芯100的区别之处在于：第二子过量部212的表面设置有第一涂层31；或，第二子过量部212的表面不设置第一涂层31(如图3所示)。第一子过量部 211的表面设置有第一涂层31的基础上，第二子过量部212的表面设置有第一涂层31，进一步增加了隔膜20的强度和韧性，有利于提高电芯 100装配以及使用过程中的抗挤压性能和抗撞击性能。在一些具体的实施例中，如图3所示，第一子过量部211的表面设置有第一涂层31的基础上，第二子过量部212的表面不设置第一涂层31，在保证电芯100 的抗挤压、抗撞击的性能满足电芯100的使用需求的前提下，简化制程和工艺。申请人在研究中发现，第一子过量部211容易受到封装电芯100 的外壳的盖体的挤压和/或碰撞，第二子过量部212容易受到壳体底壁的挤压。
74.请参阅图6，图6是本技术提供的电芯的第四实施例的结构示意图。
75.如图6所示，本实施例提供的电芯100与图3所示的电芯100的区别之处在于：第一隔膜201和第二隔膜202分别设于极片10的相对两个表面。其中，集流体101仅一个表面设置有活性物质层102。第一隔膜201设置于活性物质层102远离集流体101的表面，第二隔膜202设置于集流体101远离活性物质层102的表面。第一隔膜201的第一子过量部211靠近活性物质层102的表面设有连续的第一涂层31，第二隔膜 202靠近集流体101的表面不设置第一涂层31，使得第二隔膜202与集流体101之间的间距不受影响，且简化制程和工艺。
76.在一些其它的实施例中，第二隔膜202靠近集流体101的表面设有在极耳部101b位置不连续的第一涂层31(图未示)，使得第二隔膜202 上设置的第一涂层31在极耳部101b位置不增加隔膜20与集流体101 之间的间距，且在其它位置增加第二隔膜202的强度和韧性。
77.请参阅图7，图7是本技术提供的电芯的第五实施例的结构示意图。
78.如图7所示，本实施例提供的电芯100与图3所示的电芯100的区别之处在于：集流体101的相对两个表面均设置有活性物质层102。第一隔膜201和第二隔膜202靠近极片10的表面均设有第一涂层31。本实施例中，由于集流体101的相对两个表面均设置有活性物质层102，集流体101设置在两层活性物质层102之间，使得第一隔膜201和第二隔膜202靠近极片10的表面均设置有第一涂层31，也不会干涉对集流体101的极耳部101b产生干涉。进一步地，在一些优选的实施例中，本实施例中的第一涂层31的厚度小于活性物质层102的厚度。
79.请参阅图8，图8是本技术提供的电芯的第六实施例的结构示意图。
80.如图8所示，本实施例提供的电芯100与图3所示的电芯100的区别之处在于：本实施例中，隔膜20还包括相对于阴极极片11突出且与阳极极片12层叠的第二过量部22。第二过量部22包括沿td方向间隔设置的第三子过量部221和第四子过量部222。
81.其中，第三子过量部221的至少一个表面设置有第二涂层32，第二涂层32的厚度小于极片10的厚度。
82.本实施例中，第二过量部22表示在td方向，隔膜20超出阴极极片11且未超出阳极极片12的部分，即隔膜20与阴极极片11非重叠且与阳极极片12重叠的部分，第二过量部22
沿td方向的尺寸根据电芯100的实际应用进行设计。阳极极片12需沿td方向和md方向均完全覆盖阴极极片11。
83.沿td方向上，第二过量部22分为第三子过量部221和第四子过量部222，第三子过量部221和第四子过量部222间隔设置，第三子过量部221和第四子过量部222之间即为隔膜20与阴极极片11的重叠部分。其中，本技术中，第三子过量部221设于极片10设置极耳部101b的一侧。可以理解，沿md方向，第二过量部22还有间隔设置的子过量部 (图未示)。
84.本实施例通过在第三子过量部221的至少一个表面设置有第二涂层 32，进一步增加了隔膜20的强度和韧性，提高了隔膜20的抗撕裂和抗刺穿的能力，进而进一步提高了电芯100的性能可靠性。具体地，本技术第二涂层32的设置，增强了隔膜20靠近阴极极片11的一侧表面的强度和韧性，有效提高了隔膜20对于阴极极片11边缘的毛刺的防刺穿性能。通过对第二涂层32的厚度限制，避免了对电芯100的电化学性能的影响。可以理解，阴极极片11边缘的毛刺一旦刺穿第二过量部22，阴极极片11即与第二过量部22层叠的阳极极片12之间的分隔功能失效，导致阴极极片11和阳极极片12发生短路，对于电芯100存在较大的安全隐患。因此，本技术通过在第二过量部22的表面设置第二涂层 32，在不增加整体工序难度的情况下，解决了电芯100存在的安全隐患。
85.可以理解，由于第二过量部22的一个表面靠近阴极极片11，另一个表面靠近阳极极片12，第二过量部22与阳极极片12层叠设置，若第二过量部22靠近阳极极片12的表面设置第二涂层32，则直接影响阳极极片12容纳和释放离子的能力，使得阳极极片12超过阴极极片11的设置失去意义，因此，本技术中第二涂层32仅可设置于第二过量部22 靠近阴极极片11的表面，而不能设置于第二过量部22靠近阳极极片12 的表面。
86.在一些实施例中，如图8所示，第一涂层31仅设置在第一子过量部211的表面，第二涂层32仅设置在第三子过量部221的表面。本技术实施例中，第一子过量部211和第三子过量部221受外力挤压或碰撞的概率相对于其它部分的过量部更高，因此，通过第一涂层31仅设置在第一子过量部211的表面，第二涂层32仅设置在第三子过量部221 的表面，一方面提高了隔膜20在靠近极耳部101b的一侧的强度和韧性，另一方面简化了工序。
87.请参阅图9，图9是本技术提供的电芯的第七实施例的结构示意图。
88.如图9所示，本实施例提供的电芯100与图8所示的电芯100的区别之处在于：第一子过量部211和第二子过量部212的表面设置有第一涂层31，第三子过量部221和第四子过量部222的表面设置有第二涂层 32。以进一步增强隔膜20相对于阴极极片11的防刺穿性能。
89.在一些实施例中，隔膜20的材料包括聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚酰亚胺(pi)中的一种或多种。在一些具体的实施例中，本技术隔膜 20的材料还可以为偏氟乙烯(pvdf)、纤维素复合膜等材料。本技术的隔膜20的选材根据需要选择即可，本技术不做限制。
90.在一些实施例中，隔膜20的材料为聚丙烯(pp)。至今商品化锂电池隔膜材料仍主要采用聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)微孔膜。其中，相较于聚乙烯隔膜，聚丙烯隔膜的耐高温性能更好，有利于作为电芯100 的隔膜材料，但其具一定脆性，受压后容易发生撕裂现象，导致电芯100 性能下降。本实施例通过对聚丙烯隔膜施行本技术的技术方案，改善聚丙烯隔膜的脆性，有效提高聚丙烯隔膜的韧性和机械强度。
91.请参阅图10，图10是本技术提供的电池单体的结构示意图。
92.参见图10，本实施例提供一种电池单体300，包括外壳200和上述电芯100。外壳200包括相互扣合的壳体210和盖板220。盖板220靠近电芯100的一侧设置有绝缘隔离件230。绝缘隔离件230与隔膜20的第一子过量部211压接。
93.盖板220是指盖合于壳体210的开口处以将电芯100的内部环境隔绝于外部环境的部件。盖板220的形状可以与壳体210的形状相适应以配合壳体210。可选地，盖板220可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，盖板220在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电芯100能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。盖板220 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芯 100电连接，以用于输出或输入电芯100的电能。绝缘隔离件230可以用于隔离壳体210内的电连接部件与盖板220，以降低短路的风险。示例性的，绝缘隔离件230可以是塑料、橡胶等。壳体210是用于配合盖板220以形成电池单体300的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电芯100、电解液(在图中未示出)以及其他部件。壳体 210和盖板220可以是独立的部件，也可以使壳体210和盖板220一体化，具体地，盖板220和壳体210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210的内部时，再使盖板220盖合壳体210。壳体210可以是多种形状和多种尺寸的，壳体210的形状可以根据电芯 100的具体形状和尺寸大小来确定。壳体210的材质可以是多种，本技术实施例对此不作特殊限制。
94.绝缘隔离件230会对隔膜20的第一子过量部211局部形成挤压。隔膜20的第一子过量部211被绝缘隔离件230压接的部位受到挤压，容易发生撕裂等损伤。本技术提供的电池单体300通过在第一子过量部 211的至少一个表面设置有第一涂层31，增加了隔膜20的强度和韧性，提高了隔膜20的抗撕裂和抗刺穿的能力，有效降低了隔膜20与绝缘隔离件230的接触位置发生撕裂的可能性，进而提高了电芯100的性能可靠性。
95.请参阅图11，图11是本技术提供的电池的结构示意图。
96.参阅图11，本实施例提供一种电池500，包括箱体400和多个位于箱体400内的如上述的电池单体300。电池500还可包括箱体400，用于为电池单体300提供容纳空间，箱体400可为多种形状。电池500中，多个电池单体300之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体300 中既有串联又有并联。多个电池单体300之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体300构成的整体容纳于箱体400内；当然，电池500也可以是多个电池单体300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 400内。电池500还可以包括其他结构，例如，该电池500还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体300之间的电连接。其中，每个电池单体300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300可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，但不局限于此。
97.请参阅图12，图12是本技术提供的用电装置的结构示意图。
98.参见图12，本实施例提供一种用电装置，包括上述电池500。用电装置可以为手机、电脑、电动摩托、电动汽车600等。本实施例以电动汽车600为例进行说明。电动汽车600的内部设置有电池500，电池500 可以设置在电动汽车600的底部或头部或尾部。电池500可以用于电动汽车600的供电，例如，电池500可以作为电动汽车600的操作电源。电动汽车600还可以包括控制器601和马达602，控制器601用来控制电池500为马达602供电，例如，用于电动汽车600的启动、导航和行驶时的工作用电需求。在本技术一些实施例中，电池500不仅可以
作为电动汽车600的操作电源，还可以作为电动汽车600的驱动电源，为电动汽车600提供驱动动力。
99.本技术通过以聚丙烯(pp)隔膜为具体实验对象，通过对聚丙烯隔膜设置不同的第一涂层31和/或第二涂层32的方案，形成多个实施例和对比例，以验证本技术技术方案的技术效果。
100.实施例1
101.本实施例提供一种电芯100，如图1所示，包括极片10和隔膜20。隔膜20的厚度为12μm。极片10包括集流体101和活性物质层102，集流体101包括主体部101a和突出于主体部101a的极耳部101b。极片10 包括阴极极片11和阳极极片12，阴极极片11和阳极极片12分别设置于隔膜20的两个相对表面。隔膜20包括相对于阳极极片12突出的第一过量部21。第一过量部21包括沿td方向间隔设置的第一子过量部 211和第二子过量部212。第一子过量部211与极耳部101b部分层叠。
102.其中，第一子过量部211的一个表面设置有第一涂层31，第一涂层 31的材料为丁苯橡胶，第一涂层31的厚度为1μm，第一涂层31沿td 方向的宽度为4mm。
103.按照常规的卷绕方式将阴极极片11、阳极极片12以及设置有第一涂层31的聚丙烯隔膜组装成完整的卷绕式的电芯100，再将卷绕式的电芯100与壳体210、盖板220等机械件进行焊接，盖板220靠近电芯100 的一侧设置有绝缘隔离件230，该绝缘隔离件230具体为下塑胶，形成含下塑胶的电池单体300。
104.对本实施例形成的隔膜20进行td方向拉伸强度测试和刺穿强度测试，拉伸强度测试和刺穿强度测试均采用拉力机测试，测试标准采用美国锂电池隔膜检测标准ul2591-2018。对本实施例形成的电池单体300 进行过量部处撕裂情况测试。撕裂情况测试采用gbt3148振动测试标准，对电池单体300进行振动测试，再拆解电池单体300，确认过量部处是否有撕裂。
105.测试结果表明：本实施例形成的隔膜20的td方向拉伸强度为 170kg/cm2，刺穿强度为268gf，本实施例形成的电池单体300在第一子过量部211处未撕裂。
106.实施例2
107.本实施例与实施例1的区别之处在于：本实施例中第一涂层31的厚度为2μm。
108.对本实施例形成的隔膜20进行td方向拉伸强度测试和刺穿强度测试，对本实施例形成的电池单体300进行过量部处撕裂情况测试。测试结果表明：本实施例形成的隔膜20的td方向拉伸强度为173kg/cm2，刺穿强度为270gf，本实施例形成的电池单体300在第一子过量部211 处未撕裂。
109.实施例3
110.本实施例与实施例1的区别之处在于：本实施例的第一子过量部211 的相对的两个表面设置均有第一涂层31，每一层第一涂层31的厚度均为1μm，第一涂层31沿td方向的宽度均为4mm。
111.对本实施例形成的隔膜20进行td方向拉伸强度测试和刺穿强度测试，对本实施例形成的电池单体300进行过量部处撕裂情况测试。测试结果表明：本实施例形成的隔膜20的td方向拉伸强度为180kg/cm2，刺穿强度为275gf，本实施例形成的电池单体300在第一子过量部211 处未撕裂。
112.实施例4
113.本实施例与实施例2的区别之处在于：本实施例的第一涂层31为聚乙烯材料。
114.对本实施例形成的隔膜20进行td方向拉伸强度测试和刺穿强度测试，对本实施例形成的电池单体300进行过量部处撕裂情况测试。测试结果表明：本实施例形成的隔膜20的td方向拉伸强度为380kg/cm2，刺穿强度为300gf，本实施例形成的电池单体300在第一子过量部211 处未撕裂。
115.实施例5
116.本实施例与实施例2的区别之处在于：本实施例的第一涂层31为聚丙烯酸酯。
117.对本实施例形成的隔膜20进行td方向拉伸强度测试和刺穿强度测试，对本实施例形成的电池单体300进行过量部处撕裂情况测试。测试结果表明：本实施例形成的隔膜20的td方向拉伸强度为175kg/cm2，刺穿强度为265gf，本实施例形成的电池单体300在第一子过量部211 处未撕裂。
118.对比例
119.本对比例与实施例1的区别之处在于：本对比例未设置第一涂层31。
120.对本对比例未设置涂层的隔膜20进行td方向拉伸强度测试和刺穿强度测试，对本对比例形成的电池单体300进行第一子过量部211处撕裂情况测试。测试结果表明：本对比例形成的隔膜20的td方向拉伸强度为162kg/cm2，刺穿强度为262gf，本对比例形成的电池单体300在第一子过量部211处撕裂。
121.通过本技术的具体实施例和对比例的测试结果可以看出：
122.(1)通过在电芯100的第一子过量部211的一个表面设置有第一涂层31，即可大幅提高隔膜20沿td方向的拉伸强度和刺穿强度，并大幅提高隔膜20的抗撕裂性能；
123.(2)在一定范围内，提高第一涂层31的厚度，有利于提高隔膜20 的拉伸强度、刺穿强度和抗撕裂性能。
124.(3)在一定范围内，聚乙烯作为第一涂层31的材料，相较于其它材料，提高隔膜20的拉伸强度、刺穿强度和抗撕裂性能的能力更强。
125.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
126.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
127.以上所述仅为本技术的实施方式，并非因此限制本技术的专利范围，凡是利用本技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本技术的专利保护范围内。