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、随着新能源技术的快速发展，电池已经被广泛应用于电子设备、电动汽车、电动两轮车、电动工具等领域。对电池的质量、安全以及小型化等要求也越来越高。

2、电池一般包括极片和极耳，极耳与极片的空箔区连接，极片通过极耳与负载电连接。若极耳的厚度较大，极耳在其厚度方向上会超出极片，造成电池的能量密度损失；若极耳的厚度较小，则极耳的载流能力较差，且容易受损。

技术实现思路

1、本技术提供一种电芯及用电设备，能够提高电芯的能量密度。

2、第一方面，本技术提供一种电芯，电芯包括极性相反的第一极片和第二极片。第一极片包括第一集流体、第一活性物质层以及第一极耳，第一集流体具有相对设置的第一表面和第二表面。第一活性物质层设置于第一表面，第一活性物质层设置有第一凹槽，第一集流体包括第一空箔区，第一空箔区的第一表面裸露于第一凹槽。第一极耳包括第一部分和第二部分，沿第一集流体的厚度方向，第一部分的投影与第一空箔区的投影重叠，第二部分的投影位于第一空箔区的投影外，第一部分与第一空箔区连接，第一部分的厚度为h1，第二部分的厚度为h2，满足，h1＜h2。

3、在上述技术方案中，通过使得第一集流体包括第一空箔区，第一空箔区的第一表面裸露于第一凹槽，第一部分与第一空箔区连接，使得负载能够通过第一极耳与第一极片电连接；通过使得沿第一集流体的厚度方向，第一极耳的第一部分的投影与第一空箔区的投影重叠，第二部分的投影位于第一空箔区的投影外，第一部分与第一空箔区连接，第一部分的厚度h1、第二部分的厚度h2满足h1＜h2，能够使得第二部分在其厚度方向上凸出于第一部分，使得第一部分的厚度相对较小，第一部分沿第一集流体的厚度方向凸出于第一极片的部分的厚度较小或者不凸出于第一极片，使得第一极耳对电芯的整体厚度的影响较小，从而使得第一极耳对电芯的能量密度的影响较小，有利于提高电芯的能量密度；能够使得第二部分的厚度相对较大，第二部分沿第一集流体的厚度方向的截面积较大，第二部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，且第二部分在受外力作用时受损的可能性较小，有利于提高电芯的可靠性。

4、在本技术的一些实施例中，第一部分具有朝向第一集流体的第三表面和背向第一集流体的第四表面，第二部分具有沿第一集流体的厚度方向相对的第五表面和第六表面，第四表面与第六表面平齐。

5、在上述技术方案中，通过使得第一部分背向第一集流体的第四表面和第二部分的第六表面平齐，能够便于第一极耳的制备，且使得第二部分沿第一集流体的厚度方向凸出于第一极片的部分的厚度较小或者不凸出于第一极片，使得第一极耳对电芯的整体厚度的影响较小，从而使得第一极耳对电芯的能量密度的影响较小，有利于提高电芯的能量密度。

6、在本技术的一些实施例中，沿第一集流体的宽度方向，第一极耳伸出第一集流体，电芯包括第一粘接层，第一粘接层设置于第一部分和第一空箔区之间，沿第一集流体的宽度方向，第二部分的投影与第一粘接层的投影至少部分重叠。

7、在上述技术方案中，通过使得电芯包括第一粘接层，第一粘接层设置于第一部分和第一空箔区之间，能够使得第一部分和第一空箔区之间的连接强度更高，减小第一极耳脱离第一极片的可能性，从而提高电芯的可靠性；通过使得沿第一集流体的宽度方向，第二部分的投影与第一粘接层的投影至少部分重叠，使得第二部分的第五表面凸出于第一部分，且凸出部分不会增加第一极片和第一极耳的整体厚度，有利于提高电芯的能量密度。

8、在本技术的一些实施例中，第一粘接层为导电胶层。用以将第一极耳的第一部分和第一空箔区导电连接。

9、在本技术的一些实施例中，沿第一集流体的宽度方向，第一极耳伸出第一集流体，沿第一集流体的宽度方向，第二部分的投影与第一集流体的投影至少部分重叠。

10、在上述技术方案中，通过使得沿第一集流体的宽度方向，第二部分的投影与第一集流体的投影至少部分重叠，使得第二部分的第五表面凸出于第一部分，且凸出部分不会增加第一极片和第一极耳的整体厚度，有利于提高电芯的能量密度。

11、在本技术的一些实施例中，沿第一集流体的厚度方向，第一极耳不凸出于第一活性物质层。

12、在上述技术方案中，通过使得沿第一集流体的厚度方向，第一极耳不凸出于第一活性物质层，使得第一极耳不会增加第一极片和第一极耳的整体厚度，从而能够减小对电芯的厚度的影响，有利于提高电芯的能量密度。

13、在本技术的一些实施例中，0＜h2-h1≤80μm。

14、在上述技术方案中，当h2-h1大于0，能够使得第二部分在其厚度方向上凸出于第一部分，第一部分的厚度相对较小，第一部分沿第一集流体的厚度方向凸出于第一极片的部分的厚度较小或者不凸出于第一极片，使得第一极耳对电芯的整体厚度的影响较小，从而使得第一极耳对电芯的能量密度的影响较小，有利于提高电芯的能量密度；能够使得第二部分的厚度相对较大，第二部分沿第一集流体的厚度方向的截面积较大，第二部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，且第二部分在受外力作用时受损的可能性较小，有利于提高电芯的可靠性；当h2-h1≤80μm，能够使得第二部分凸出于第一部分的凸出部分的厚度较小，凸出部分不易在第一集流体的厚度方向上超出第一极片，从而减小第一极耳对电芯的整体厚度的影响，有利于提高电芯的能量密度；因此，当0＜h2-h1≤80μm，既能够使得第二部分凸出于第一部分，第一部分的厚度较小，第一部分沿第一集流体的厚度方向凸出于第一极片的部分的厚度较小或者不凸出于第一极片，有利于提高电芯的能量密度，第二部分的厚度相对较大，第二部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，且第二部分在受外力作用时受损的可能性较小，有利于提高电芯的可靠性，又能够使得第二部分凸出于第一部分的凸出部分的厚度较小，凸出部分不易在第一集流体的厚度方向上超出第一极片，有利于提高电芯的能量密度。并且如果二者厚度差值太大，容易导致第一部分和第二部分的交界处收到的剪切力较大，因此导致极耳断裂率较高。

15、在本技术的一些实施例中，20μm≤h1≤100μm，30μm≤h2≤110μm。

16、在上述技术方案中，当h1大于或等于20μm，能够使得第一部分的厚度较大，第一部分沿其厚度方向上的截面积较大，第一部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电；当h1小于或等于100μm，能够使得第一部分的厚度较小，即第一极耳凸出于第一极片的部分的厚度较小，第一极耳受力的可能性更小，能够减小第一极耳受力撕裂的风险第一部分沿第一集流体的厚度方向凸出于第一极片的部分的厚度较小或者不凸出于第一极片，使得第一极耳对电芯的整体厚度的影响较小，从而使得第一极耳对电芯的能量密度的影响较小，有利于提高电芯的能量密度；因此，当20μm≤h1≤100μm，既能够使得第一部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，又能够使得第一部分沿第一集流体的厚度方向凸出于第一极片的部分的厚度较小或者不凸出于第一极片，使得第一极耳对电芯的整体厚度的影响较小，从而使得第一极耳对电芯的能量密度的影响较小，有利于提高电芯的能量密度。

17、当h2大于或等于30μm，能够使得第二部分的厚度较大，第二部分沿其厚度方向上的截面积较大，第二部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，并且第二部分的强度较高，第一极耳受力撕裂的可能性较低；当h2大于110μm之后，载流能力提升并不是很明显，并且第二部分与电池包装袋密封所需要的极耳胶需要增加，因此造成材料的双重浪费；因此，当30μm≤h2≤110μm，既能够使得第二部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，且第一极耳受力撕裂的可能性较低，也不会造成过多的材料浪费。

18、在本技术的一些实施例中，第一部分的宽度为w1，第二部分的宽度为w2，满足，w1≥w2。

19、在上述技术方案中，当w1＝w2，能够便于第一极耳的制备；当w1＞w2，能够使得第一部分在其宽度方向上凸出于第二部分，使得第一部分的宽度相对较大，第一部分沿第一集流体的厚度方向的截面积较大，第一部分的载流能力更强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电。

20、在本技术的一些实施例中，0≤w1-w2≤10mm。

21、在上述技术方案中，当w1-w2等于0，能够便于第一极耳的制备；当w1-w2大于0，能够使得第一部分在其厚度方向上凸出于第二部分，第一部分的宽度相对较大，第一部分沿第一集流体的厚度方向的截面积较大，第一部分的载流能力更强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电；当w1-w2小于或等于10μm，能够使得第一部分凸出于第二部分的凸出部分的宽度较小，第一活性物质层用于容置第一部分的第一凹槽的宽度能够设置得较小，从而使得第一活性物质层的面积较大，有利于提高电芯的能量密度；因此，当0＜w1-w2≤10mm，既能够使得第一部分沿第一集流体的厚度方向的截面积较大，第一部分的载流能力更强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，又能够第一活性物质层用于容置第一部分的第一凹槽的宽度能够设置得较小，从而使得第一活性物质层的面积较大，有利于提高电芯的能量密度。

22、在本技术的一些实施例中，3mm≤w1≤15mm，2mm≤w2≤14mm。

23、在上述技术方案中，当w1大于或等于3μm，能够使得第一部分的宽度较大，第一部分沿其厚度方向上的截面积较大，第一部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电；当w1小于或等于15μm，能够使得第一活性物质层用于容置第一部分的第一凹槽的宽度能够设置得较小，从而使得第一活性物质层的面积较大，有利于提高电芯的能量密度；因此，当3mm≤w1≤15mm，既能够第一部分沿其厚度方向上的截面积较大，第一部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，又能够使得第一活性物质层用于容置第一部分的第一凹槽的宽度能够设置得较小，从而使得第一活性物质层的面积较大，有利于提高电芯的能量密度。

24、当w2大于或等于2μm，能够使得第二部分的宽度较大，第二部分沿其厚度方向上的截面积较大，第二部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电；由于第二部分伸出电芯的包装袋，包装袋对应第二部分设置有密封部包覆第二部分，当w2小于或等于14μm，能够便于包装袋的密封部包覆第二部分，减小电解液从第二部分和包装袋之间泄漏的可能性，提高电芯的可靠性；因此，当2mm≤w2≤14mm，既能够使得第二部分沿其厚度方向上的截面积较大，第二部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，又能够便于包装袋的密封部包覆第二部分，减小电解液从第二部分和包装袋之间泄漏的可能性，提高电芯的可靠性。

25、在本技术的一些实施例中，第一部分沿其宽度方向的两侧凸出于第二部分沿其宽度方向的两侧。

26、在上述技术方案中，通过使得第一部分沿其宽度方向的两侧凸出于第二部分沿其宽度方向的两侧，能够便于第一极耳的制备，且便于第一部分在第一凹槽内安装位置的确定，有利于提高电芯的制备效率。

27、在本技术的一些实施例中，第一极片包括第二活性物质层，第二活性物质层设置于第一集流体的第二表面；第一空箔区的第二表面被第二活性物质层覆盖；或，第二活性物质层设置有第二凹槽，第一空箔区的第二表面裸露于第二凹槽。

28、在上述技术方案中，通过使得第一空箔区的第二表面被第二活性物质层覆盖，能够使得第二活性物质层的面积更大，有利于提高电芯的能量密度；由于通过超声波焊接的方式制备凹槽时，会同时在第一集流体两侧的第一活性物质层和第二活性物质层上形成第一凹槽和第二凹槽，因此通过使得第二活性物质层设置有第二凹槽，第一空箔区的第二表面裸露于第二凹槽，能够便于通过超声波等焊接方式制备凹槽，并且，由于第一部分的厚度比较薄，因此超声波焊接需要的能量较少，减少对另外一面活性物质的影响，有利于提高电芯的制备效率。

29、在本技术的一些实施例中，第二极片包括第二集流体、第三活性物质层、第二极耳，第二集流体具有相对设置的第七表面和第八表面；第三活性物质层设置于第二集流体的第七表面，第三活性物质层设置有第三凹槽，第二集流体包括第二空箔区，第二空箔区的第七表面裸露于第三凹槽；第二极耳包括第三部分和第四部分，沿第二集流体的厚度方向，第三部分的投影与第二空箔区的投影重叠，第四部分的投影位于第二空箔区的投影外，第三部分与第二空箔区连接，第三部分的厚度为h3，第四部分的厚度为h4，满足，h3＜h4。

30、在上述技术方案中，通过使得第二集流体包括第二空箔区，第二空箔区的第七表面裸露于第三凹槽，第三部分与第二空箔区连接，使得负载能够通过第二极耳与第二极片电连接；通过使得沿第二集流体的厚度方向，第二极耳的第三部分的投影与第二空箔区的投影重叠，第二极耳的第四部分的投影位于第二空箔区的投影外，第三部分与第二空箔区连接，第三部分的厚度为h3，第四部分的厚度为h4，满足，h3＜h4，能够使得第四部分在其厚度方向上凸出于第三部分，使得第三部分的厚度相对较小，第三部分沿第二集流体的厚度方向凸出于第二极片的部分的厚度较小或者不凸出于第二极片，使得第二极耳对电芯的整体厚度的影响较小，从而使得第二极耳对电芯的能量密度的影响较小，有利于提高电芯的能量密度；能够使得第四部分的厚度相对较大，第四部分沿第二集流体的厚度方向的截面积较大，第四部分的载流能力较强，有利于实现电芯的大功率、快速充放电，且第四部分在受外力作用时受损的可能性较小，有利于提高电芯的可靠性。

31、第二方面，本技术提供一种用电设备，包括如上述的电芯，所述电芯用于提供电能。