电芯及具有该电芯的电池的制作方法

本申请涉及电化学领域，具体涉及一种电芯及具有该电芯的电池。

背景技术：

1、随着用户对电芯容量需求的不断加大，为满足用户的需求，电芯的重量和体积也随之增大，那么，电芯在跌落过程中出现漏液、破损和起火的风险也大大增加。此外，内置有电芯的产品若在使用中从高处跌落，即使产品的保护外壳没有破损，其内置的电芯也有可能发生破损，严重时会发生起火爆炸，对用户的安全造成威胁。针对电芯在跌落时存在的安全问题，常规的解决方案是将电芯的外包装膜的厚度和强度提升，以此来提升电芯外部抗磨损疲劳的寿命。不过，这种解决方案的弊端是损失电芯的空间利用率，降低电芯的能量密度。

技术实现思路

1、有鉴于此，有必要提供一种电芯，以解决上述问题。

2、本申请实施例提供了一种电芯，包括电极组件、收容所述电极组件的包装袋及电解液，所述电解液容纳于所述包装袋内，所述电极组件通过阴极极片、隔膜及阳极极片依序卷绕或堆叠而成，所述电芯包括第一封边，部分所述电极组件从所述第一封边穿出，所述阴极极片包括第一集流体及设置于所述第一集流体上的第一活性物质层，将一所述阳极极片、与所述阳极极片相邻的一所述阴极极片和与所述阳极极片或所述阴极极片相邻的两层隔膜定义为所述电极组件中的一层，所述第一集流体的厚度a(单位为mm)满足以下公式：0.02t/(l+2)≤a≤0.06t/l+b×s/1000，以各参数的数值来计算；

3、其中，t为所述电芯的厚度(单位为mm)，b为游离的所述电解液的含量(单位为g/ah)，s为所述第一封边的封装强度(单位为n/m)，l为所述电极组件的层数。

4、在一些实施例中，所述电芯的厚度为1mm～12mm。

5、在一些实施例中，所述第一集流体的厚度为0.005mm～0.03mm。

6、在一些实施例中，所述游离电解液的含量为0.05g/ah～1.6g/ah。

7、在一些实施例中，所述第一封边的封装强度为0.5n/m～20n/m。

8、在一些实施例中，所述第一集流体的横向强度为50mpa～300mpa。

9、在一些实施例中，所述第一集流体的纵向强度为50mpa～300mpa。

10、在一些实施例中，所述隔膜与阳极极片的粘接力为0.5n/m～40n/m。

11、在一些实施例中，所述隔膜与阴极极片的粘接力为0.5n/m～80n/m。

12、在一些实施例中，第一集流体中包括al、ni、mn、cr、cu、fe、mg、si、ti、zr、v、zn、pb、s、p、sn、as、bi、sb中的一种或几种元素。

13、在一些实施例中，所述第一活性物质层包括第一活性物质和第一粘接剂，所述第一活性物质的质量分数为96％～99％，所述第一粘结剂的质量分数0.5％～2％。

14、在一些实施例中，所述第一粘结剂包括聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物中的一种或几种。

15、在一些实施例中，所述第一粘结剂经过裂解气相色谱质谱联用仪(py-gcms)测试后的单体产物包括丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、聚偏二氟乙烯、9-十八烯腈、丙酸丙酯、丙酸乙酯、聚丙烯酸(paa)、n-甲基吡咯烷酮、4-苯基环己酮中的一种或几种。

16、在一些实施例中，所述第一活性物质层还包括导电剂，所述导电剂的质量分数为0.5％～2％。

17、在一些实施例中，所述导电剂包括乙炔黑、炭黑、导电炭黑(super p)、科琴黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米碳纤维、石墨烯中的一种或几种。

18、在一些实施例中，所述阳极极片包括第二集流体及设置于所述第二集流体上的第二活性物质层。所述第二活性物质层包括第二活性物质和第二粘接剂，所述第二活性物质的质量分数为97％～99％，所述第二粘接剂的质量分数为0.5％～1.5％。

19、在一些实施例中，所述第二粘结剂经过裂解气相色谱质谱联用仪(py-gcms)测试后的单体产物包括丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、聚偏二氟乙烯、9-十八烯腈、丙酸丙酯、丙酸乙酯、聚丙烯酸(paa)、n-甲基吡咯烷酮、4-苯基环己酮中的一种或几种。

20、在一些实施例中，所述隔膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、改性聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯、改性聚乙烯、改性聚丙烯中的一种或几种。

21、本申请实施例还提供了一种电池，该电池包括壳体及如上述所述的电芯，所述电芯收容于所述壳体内。

22、综上所述，通过限定游离的所述电解液的含量b，降低电解液对电芯的内部结构反向冲刷所造成的伤害，同时结合所述电芯的厚度t、所述电极组件的层数l、第一封边的封装强度s对所述第一集流体的厚度a进行限定，以使得b、t、l、s与a之间满足一定关系式，从而保证了电芯在跌落过程中的结构完整性，进而有效避免电芯因跌落或受到撞击等情况下发生漏液、短路起火等问题，提高电芯的使用安全性。

技术特征：

1.一种电芯，包括电极组件、收容所述电极组件的包装袋及电解液，所述电解液容纳于所述包装袋内，所述电极组件通过阴极极片、隔膜及阳极极片依序卷绕或堆叠而成，所述电极组件包括连接所述阴极极片的阴极极耳和连接所述阳极极片的阳极极耳；所述电芯包括第一封边，所述阴极极耳和所述阳极极耳分别从所述第一封边穿出，所述阴极极片包括第一集流体及设置于所述第一集流体上的第一活性物质层；其中，

2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的厚度为0.005mm～0.03mm。

3.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的厚度为0.006mm～0.014mm。

4.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的厚度为0.006mm～0.012mm。

5.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述游离电解液的含量为0.6g/ah～1.6g/ah。

6.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述游离电解液的含量为0.6g/ah～1.0g/ah。

7.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述游离电解液的含量为0.6g/ah～0.8g/ah。

8.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一封边的封装强度为0.5n/m～20n/m。

9.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一封边的强度为1.7n/m～6.8n/m。

10.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一封边的封装强度为4.2n/m～6.8n/m。

11.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的横向强度为50mpa～300mpa。

12.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的纵向强度为50mpa～300mpa。

13.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述隔膜与阳极极片的粘接力为0.5n/m～40n/m。

14.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述隔膜与阴极极片的粘接力为0.5n/m～80n/m。

15.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件的层数为15～18。

16.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件的层数为15～17。

17.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯还包括粘接件，在所述电芯的厚度方向上，所述粘接件设置于所述电极组件和所述包装袋之间，所述电极组件通过所述粘接件与所述包装袋粘接。

18.如权利要求17所述的电芯，其特征在于，所述粘结件粘接所述包装袋的深坑面。

19.一种电池，包括壳体，其特征在于，所述电池包括如权利要求1-18中任一项所述的电芯，所述电芯收容于所述壳体内。

技术总结
一种电芯(10)，包括电极组件(11)、收容所述电极组件(11)的包装袋(12)及电解液(13)，所述电解液(13)容纳于所述包装袋(12)内，所述电极组件(11)通过阴极极片(111)、隔膜(112)及阳极极片(113)依序卷绕或堆叠而成，所述电芯(10)包括第一封边(15)，部分所述电极组件(11)从所述第一封边(15)穿出，所述阴极极片(111)包括第一集流体(1111)和第一活性物质层(1112)。第一集流体(1111)的厚度a满足以下公式：0.02T/(L+2)≤a≤0.06T/L+b×S/1000；式中，T为所述电芯(10)的厚度，b为游离的所述电解液(13)的含量，S为所述第一封边(15)的封装强度，L为所述电极组件(11)的层数。还提供了一种具有该电芯(10)的电池。

技术研发人员：闫东阳,黄瑞,肖良针
受保护的技术使用者：宁德新能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15