电芯及用电设备的制作方法

本技术涉及电池，具体而言，涉及一种电芯及用电设备。

背景技术：

1、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，对电池的安全性要求也越来越高。

2、目前，电极组件一般包括正极极片和负极极片，并通过在正极极片和负极极片之间设置隔膜以实现正极极片和负极极片之间的绝缘。但是在叠片式结构的电芯中，多个正极极耳或多个负极极耳沿正极极片和负极极片的层叠方向收拢时，会作用于隔膜，使得隔膜边缘弯折变形，可能造成正极极片和负极极片接触短路，进而使得电芯产生热失控等问题，影响电芯的安全性。

技术实现思路

1、本技术提供一种电芯及用电设备，能够有效提高电芯的安全性。

2、第一方面，本技术实施例提供一种电芯，包括电极组件，电极组件为叠片式结构，电极组件包括多个第一极片和多个第二极片，多个第一极片和多个第二极片沿第一方向层叠设置，第一极片与第二极片极性相反；第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一集流体包括第一涂覆区和第一空箔区，第一涂覆区的表面设置第一活性物质层，第一空箔区的表面未设置第一活性物质层；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，第一空箔区沿第二方向超出隔膜，多个第一极片的第一空箔区沿第一方向层叠设置并收拢；其中，隔膜沿第二方向具有超出第一涂覆区的边缘部，边缘部上设置有切口，切口位于第一空箔区在第三方向上靠近第一涂覆区的一侧，第一方向、第二方向和第三方向两两垂直。

3、在上述技术方案中，隔膜设置于第一极片和第二极片之间，能够起到第一极片和第二极片之间的绝缘作用；第一空箔区沿第二方向超出隔膜，多个第一极片的第一空箔区沿第一方向层叠设置并收拢，能够便于第一空箔区引出电芯，以实现电芯与负载的电连接；通过在隔膜的边缘部设置切口，切口位于第一空箔区在第三方向上靠近第一涂覆区的一侧，能够使得多个第一极片的第一空箔区收拢时，隔膜的边缘部与第一空箔区重叠的部分随第一空箔区收拢弯折，而隔膜的边缘部的其他部分不易产生形变，以保持在第一极片和第二极片之间，能够减小第一极片和第二极片接触短路的可能性，进而减小电芯产生热失控的风险，提高电芯的安全性。

4、在本技术的一些实施例中，沿第一方向，隔膜的投影与第一空箔区的投影具有重叠区域，沿第二方向，重叠区域的长度为l1，切口的长度为l2，满足l2≤l1。

5、在上述技术方案中，通过使得沿第二方向，重叠区域的长度l1、切口的长度l2满足l2≤l1，使得切口不超出隔膜的边缘部，隔膜能够覆盖第一涂覆区，能够减小第一极片和第二极片接触短路的可能性，进而减小电芯产生热失控的风险，提高电芯的安全性。

6、在本技术的一些实施例中，沿第一方向，位于第一极片两侧的两层隔膜的边缘部相互连接。

7、在上述技术方案中，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部相互连接，能够减小第一极片与第二极片或电芯壳体接触的可能性，从而能够减小第一极片和第二极片短路的可能性，进而减小电芯产生热失控的风险，提高电芯的安全性。

8、在本技术的一些实施例中，沿第三方向，第一空箔区与第一涂覆区具有间隔空间，沿第一方向，切口的投影落入间隔空间。

9、在上述技术方案中，沿第三方向，第一空箔区与第一涂覆区具有间隔空间，能够使得多个第一空箔区收拢时，第一涂覆区不易随第一空箔区产生形变；沿第一方向，切口的投影落入间隔空间，能够将隔膜的边缘部中与第一空箔区重叠的部分和与第一涂覆区重叠的部分分离，从而使得隔膜的边缘部与第一空箔区重叠的部分随第一空箔区收拢弯折，而隔膜的边缘部与第一涂覆区重叠的部分不易产生形变，能够减小第一极片和第二极片接触短路的可能性，进而减小电芯产生热失控的风险，提高电芯的安全性。

10、在本技术的一些实施例中，第一涂覆区在第二方向上的一端具有第一边缘，在第三方向上的一端具有第二边缘，第一涂覆区还具有相连的第三边缘和第四边缘，第三边缘与第一边缘连接，第四边缘与第二边缘连接；第一涂覆区沿第二方向与第一空箔区交界的边缘为第四边缘，沿第三方向，第一空箔区与第三边缘之间形成间隔空间，第三边缘相对于第二方向倾斜设置，沿远离第四边缘的方向，间隔空间在第三方向上的宽度逐渐增大。

11、在上述技术方案中，通过使得第三边缘相对于第二方向倾斜设置，沿远离第四边缘的方向，间隔空间在第三方向上的宽度逐渐增大，能够减小多个第一空箔区在收拢形变的过程中与第二极片接触短路的可能性，进而减小电芯产生热失控的风险，提高电芯的安全性。

12、在本技术的一些实施例中，第二极片的第一角位具有第一缺口，沿第一方向观察，第一空箔区与第一缺口至少部分重叠。

13、在上述技术方案中，通过使得沿第一方向观察，第一空箔区与第一缺口至少部分重叠，能够减小第一空箔区凸出于第一涂覆区的体积，在电极组件和电芯壳体之间预留的用于容置第一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，电极组件相对电芯壳体晃动的可能性更小，第一空箔区与第二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，提高电芯的安全性。

14、在本技术的一些实施例中，第一极片的第二角位具有第二缺口，沿第一方向观察，第一缺口和第二缺口不重叠；第二极片包括第二空箔区，沿第一方向观察，第二空箔区与第二缺口至少部分重叠，多个第二极片的第二空箔区沿第一方向层叠设置并收拢。

15、在上述技术方案中，沿第一方向观察，第一缺口和第二缺口不重叠，第二空箔区与第二缺口至少部分重叠，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；多个第二极片的第二空箔区沿第一方向层叠设置并收拢，能够便于第二空箔区引出电芯，以实现电芯与负载的电连接。

16、在本技术的一些实施例中，隔膜具有第三缺口和第四缺口，沿第一方向观察，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。

17、在上述技术方案中，隔膜具有第三缺口和第四缺口，沿第一方向观察，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。

18、在本技术的一些实施例中，第一空箔区上设置有绝缘层，绝缘层与第一活性物质层连接。

19、在上述技术方案中，通过在第一空箔区上设置绝缘层，使得绝缘层与第一活性物质层连接，能够起到第一空箔区和第二极片之间的绝缘作用，减小第二极片超出第一涂覆区的端面的毛刺与第一空箔区接触短路的可能性，并且绝缘层能够减小第一空箔区收拢后与第二极片接触短路的可能性，从而能够减小电芯产生热失控的可能性，提高电芯的安全性。

20、在本技术的一些实施例中，沿第二方向，绝缘层超出隔膜的边缘。

21、在上述技术方案中，通过使得沿第二方向，绝缘层超出隔膜的边缘，能够进一步减小第二极片超出第一涂覆区的端面的毛刺与第一空箔区接触短路的可能性，并且绝缘层能够减小第一空箔区收拢后与第二极片接触短路的可能性，从而能够减小电芯产生热失控的可能性，提高电芯的安全性。

22、在本技术的一些实施例中，沿第一方向，隔膜的投影与第一空箔区的投影具有重叠区域，沿第二方向，重叠区域的长度为l1，绝缘层的长度为l3，满足l3＞l1。

23、在上述技术方案中，通过使得沿第二方向，重叠区域的长度l1、绝缘层的长度l3满足l3＞l1，能够进一步减小第二极片超出第一涂覆区的端面的毛刺与第一空箔区接触短路的可能性，并且绝缘层能够减小第一空箔区收拢后与第二极片接触短路的可能性，从而能够减小电芯产生热失控的可能性，提高电芯的安全性。

24、在本技术的一些实施例中，绝缘层的厚度为h1，第一活性物质层的厚度为h2，满足h1≤h2。

25、在上述技术方案中，通过使得绝缘层的厚度h1、第一活性物质层的厚度为h2满足h1≤h2，能够使得绝缘层在厚度方向上不超出第一活性物质层，从而使得设置绝缘层不会增加电极组件的厚度，有利于提高电芯的能量密度。

26、在本技术的一些实施例中，绝缘层的厚度为h，满足0.005mm≤h≤0.1mm。

27、在上述技术方案中，当绝缘层的厚度h大于或等于0.005mm，能够使得绝缘层的厚度较大，对第一空箔区和第二极片之间的绝缘效果较好，绝缘可靠性较高，能够减小第一空箔区与第二极片接触短路的可能性，从而能够减小电芯产生热失控的可能性；当绝缘层的厚度h小于或等于0.1mm，能够使得绝缘层在厚度方向上不超出第一活性物质层，从而使得设置绝缘胶层不会增加电极组件的厚度，有利于提高电芯的能量密度；因此，当绝缘层的厚度h为0.005mm-0.1mm，既能够使得绝缘层对第一空箔区和第二极片之间的绝缘效果较好，绝缘可靠性较高，能够减小第一空箔区与第二极片接触短路的可能性，从而能够减小电芯产生热失控的可能性；又能够使得绝缘层在厚度方向上不超出第一活性物质层，从而使得设置绝缘层不会增加电极组件的厚度，有利于提高电芯的能量密度。

28、在本技术的一些实施例中，0.01mm≤h≤0.05mm。

29、在上述技术方案中，当绝缘层的厚度h大于或等于0.01mm，能够进一步使得绝缘层的厚度较大，对第一空箔区和第二极片之间的绝缘效果较好，绝缘可靠性较高，能够减小第一空箔区与第二极片接触短路的可能性，从而能够减小电芯产生热失控的可能性；当绝缘层的厚度h小于或等于0.05mm，能够进一步使得绝缘层在厚度方向上不超出第一活性物质层，从而使得设置绝缘胶层不会增加电极组件的厚度，有利于提高电芯的能量密度；因此，当绝缘层的厚度h为0.01mm-0.05mm，既能够进一步使得绝缘层对第一空箔区和第二极片之间的绝缘效果较好，绝缘可靠性较高，能够减小第一空箔区与第二极片接触短路的可能性，从而能够减小电芯产生热失控的可能性；又能够进一步使得绝缘层在厚度方向上不超出第一活性物质层，从而使得设置绝缘层不会增加电极组件的厚度，有利于提高电芯的能量密度。

30、在本技术的一些实施例中，绝缘层包括聚合物材料及辅助材料，聚合物材料包括乙烯、丙烯、偏氟乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、聚酰胺、马来酸酐、氯乙烯和氯丙烯中的至少一者，辅助材料包括羧甲基纤维素和聚氧乙烯醚。

31、在上述技术方案中，绝缘层包括聚合物材料及辅助材料，聚合物材料包括乙烯、丙烯、偏氟乙烯、丙烯酸、丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、聚酰胺、马来酸酐、氯乙烯和氯丙烯中的至少一者，辅助材料包括羧甲基纤维素和聚氧乙烯醚，能够使得绝缘层的硬度较低，不易在第一空箔区收拢时损伤第一空箔区；使得绝缘层能够与隔膜粘接，减小隔膜的边缘部在受外力作用或跌落时翘起的可能性，从而能够减小第一极片和第二极片接触短路的可能性，减小电芯产生热失控的可能性，提高电芯的安全性；并且能够使得绝缘层的制备难度和成本都较低，绝缘层能够沿不同形状贴附于第一空箔区，使用范围较大。

32、在本技术的一些实施例中，第一极片为正极极片，第二极片为负极极片。

33、第二方面，本技术实施例提供一种用电设备，包括如上述的电芯，电芯用于提供电能。