WO2024138542A1 - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

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杨道栓
黄冰洪
刘萍
刘良成
王龙
张文帅
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Definitions

  • a battery cell comprising at least one electrode assembly, the electrode assembly comprising a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, a separator, an insulating layer and a glue layer;
  • the positive electrode sheet, the separator and the negative electrode sheet are stacked and wound, and the electrode assembly has a bending area;
  • At least a portion of the insulating layer and at least a portion of the adhesive layer are arranged in the bending area, and the insulating layer is bonded to the positive electrode sheet or the negative electrode sheet through the adhesive layer; in the thickness direction of the insulating layer, the projected area of the adhesive layer is smaller than the projected area of the insulating layer.
  • the battery cell provided in the embodiment of the present application can firmly and reliably bond the insulating layer to the bending part of any circle of the positive electrode sheet or the negative electrode sheet through the adhesive layer, so that the insulating layer can be permanently and reliably stabilized in the bending area during the use of the battery cell, which can effectively reduce the risk of displacement and falling off of the insulating layer, thereby ensuring that the insulating layer can be permanently, stably and reliably effective at a specific position during the use of the battery cell.
  • the negative impact of the adhesive layer on the extension and deformation properties of the insulating layer can be effectively reduced during the winding and pre-pressing of the electrode assembly and during the use of the battery cell, so that the insulating layer can be extended and deformed adaptively with the electrode sheet, which can facilitate the insulating layer to be durable and reliable during the use of the battery cell, and can effectively reduce the risk of tearing defects in the insulating layer during the use of the battery cell, and can correspondingly ensure and extend the service life of the insulating layer.
  • the insulating layer especially the edge of the insulating layer, can be firmly and reliably bonded to the bent part of any circle of positive pole piece or negative pole piece through multiple colloids, especially the colloids arranged near the edge of the insulating layer, so that the insulating layer can be permanently and reliably stabilized and play its role.
  • the colloid is a strip-shaped colloid, and a plurality of colloids are arranged at intervals along the width direction of the insulating layer, or a plurality of colloids are arranged at intervals along the length direction of the insulating layer.
  • the number of colloids and the occupied area can be effectively reduced, so that the negative impact of the adhesive layer on the extension performance and deformation performance of the insulating layer can be effectively reduced, so that the insulating layer can be extended and deformed adaptively with the pole piece, which can be conducive to ensuring the effectiveness and service life of the insulating layer.
  • the colloid is a block-shaped colloid, and at least a portion of the colloid is distributed at each corner of the insulating layer.
  • the insulating layer especially the corners and edges of the insulating layer, can be firmly and reliably bonded to the bent part of any circle pole piece through multiple block colloids, especially the block colloids distributed at the corners of the insulating layer, so that the insulating layer can be permanently and reliably stabilized and effective.
  • the colloid is block-shaped and multiple block colloids can be optimally arranged on one side of the insulating layer, it is beneficial to effectively reduce the number of colloids and the occupied area on the basis of ensuring the fastening effect of the glue layer on the insulating layer, thereby effectively reducing the negative impact of the glue layer on the extension performance and deformation performance of the insulating layer, so that the insulating layer can be extended and deformed adaptively with the pole piece, which is beneficial to ensure the effectiveness and service life of the insulating layer.
  • multiple block colloids can be spaced apart adaptively with the insulating layer, so as to ensure that the fastening effect of the glue layer on the insulating layer is durable and effective.
  • the adhesive layer is a hot melt adhesive resistant to electrolyte.
  • a hot melt adhesive with the characteristics of rapid bonding, firm bonding, and stable performance can be used to form an adhesive layer, so as to conveniently, quickly, and reliably firmly bond the insulating layer to the bent portion of the pole piece.
  • it can also ensure that the adhesive layer can play a lasting and effective fastening effect on the insulating layer during the use of the battery cell.
  • the ratio of the projected area of the adhesive layer to the projected area of the insulating layer is 20% to 50%.
  • the phenomenon of "dendrites directly causing internal short circuit of the battery cell” can be effectively delayed between the innermost positive electrode sheet and the second innermost negative electrode sheet, and the phenomenon of "dendrites heating up due to short circuit and melting the diaphragm around the dendrite, causing the positive electrode sheet part and the negative electrode sheet part where the diaphragm melts directly contact and short circuit” can be effectively delayed, thereby correspondingly extending the service life of the battery cell and correspondingly improving the safety of the battery cell.
  • the bent parts of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet i.e., the parts of the electrode sheet corresponding to the bending area
  • the radius of curvature will be smaller as the inner circle is formed, which will cause the positive active material in the bent part of the positive electrode sheet to partially fall off (i.e., powdering will occur), and the negative active material in the bent part of the negative electrode sheet will also fall off.
  • the radius of curvature of the negative electrode sheet of any circle is relatively smaller than the radius of curvature of the positive electrode sheet of the same circle, the powdering phenomenon of the bent part of the negative electrode sheet during bending will be relatively serious.
  • the dendrites will generate heat and melt the diaphragm portion around the dendrite, causing the diaphragm defects to expand, resulting in direct contact and short circuit between the positive and negative pole pieces at the place where the diaphragm melts, thereby aggravating the short circuit phenomenon and seriously affecting the safety of the battery cell.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of the structure of a vehicle provided in some embodiments of the present application.
  • the vehicle can be a fuel vehicle, a gas vehicle or a new energy vehicle, and the new energy vehicle can be a pure electric vehicle, a hybrid vehicle or an extended-range vehicle, etc.
  • a battery 1 is arranged inside the vehicle, and the battery 1 can be arranged at the bottom, head or tail of the vehicle.
  • the battery 1 is used to power the vehicle, for example, the battery 1 can be used as an operating power source for the vehicle.
  • the vehicle may also include a controller 2 and a motor 3, and the controller 2 is used to control the battery 1 to power the motor 3, for example, for the starting, navigation and working power requirements of the vehicle during driving.
  • FIG. 2 is a schematic diagram of an exploded view of a battery 1 provided in some embodiments of the present application.
  • the battery 1 includes a battery cell 100 and a box 200, wherein the battery cell 100 is contained in the box 200.
  • the box 200 is used to provide a storage space for the battery cell 100, and the box 200 can adopt a variety of structures.
  • the box 200 can include a first part 201 and a second part 202, wherein the first part 201 and the second part 202 cover each other, and the first part 201 and the second part 202 jointly define a storage space for accommodating the battery cell 100.
  • the electrode terminal 50 can be used to electrically connect to the electrode assembly 10 for outputting or inputting electrical energy.
  • a pressure relief mechanism (not shown in the figure) for releasing the internal pressure when the internal pressure or temperature of the battery cell reaches a threshold value can also be provided on the end cap 40.
  • an insulating member (not shown) may be provided inside the end cap 40 to isolate the electrical connection components in the housing 30 from the end cap 40 to reduce the risk of short circuit.
  • the insulating member may be plastic, rubber, etc.
  • the positive electrode sheet 11 is a continuous positive electrode sheet 11
  • the negative electrode sheet 12 is a continuous negative electrode sheet 12
  • the separator 13 is a continuous separator 13.
  • Two continuous separators 13 are provided. Before winding, one of the continuous separators 13 is provided between the continuous positive electrode sheet 11 and the continuous negative electrode sheet 12, and the other continuous separator 13 is provided on the side of the continuous negative electrode sheet 12 away from the continuous positive electrode sheet 11, or on the side of the continuous positive electrode sheet 11 away from the continuous negative electrode sheet 12.
  • the multiple colloids 151 at least some of the colloids 151 are distributed in the edge area of the insulating layer 14, that is, at least some of the colloids 151 are arranged close to the edge of the insulating layer 14.
  • one colloid 151 may be arranged close to one side edge of the insulating layer 14.
  • four colloids 151 may be arranged close to four side edges of the insulating layer 14, respectively.
  • the number of colloids 151 and the occupied area can be effectively reduced, so that the negative impact of the adhesive layer 15 on the extension performance and deformation performance of the insulating layer 14 can be effectively reduced, so that the insulating layer 14 can be extended and deformed adaptively with the electrode, which is conducive to ensuring the effectiveness and service life of the insulating layer 14.
  • the plurality of strip-shaped colloids 151 can be spaced apart, extended and deformed adaptively with the insulating layer 14 , thereby ensuring that the adhesive layer 15 can permanently and reliably fasten the insulating layer 14 .
  • the colloid 151 is a strip-shaped colloid 151 , and a plurality of colloids 151 are arranged at intervals along the length direction a of the insulating layer 14 .
  • the colloid 151 is a strip-shaped colloid 151, that is, the colloid 151 is extended in a strip shape.
  • a plurality of colloids 151 are arranged at intervals along the length direction a of the insulating layer 14, that is, a plurality of colloids 151 are arranged in sequence at intervals along the length direction a of the insulating layer 14.
  • the extension direction of the colloid 151 intersects with the length direction a of the insulating layer 14, for example, the extension direction of the colloid 151 may be parallel to the width direction b of the insulating layer 14.
  • multiple strip-shaped colloids 151 can be arranged in sequence along the length direction a of the insulating layer 14, so that multiple colloids 151 can be optimally arranged on one side of the insulating layer 14, especially the two colloids 151 that are farthest apart along the length direction a of the insulating layer 14 can be respectively arranged close to the two side edges of the insulating layer 14. Based on this, on the one hand, it can be ensured that each strip-shaped colloid 151 can firmly and reliably bond the insulating layer 14, especially the two side edges of the insulating layer 14, to the bending part of any circle electrode, so that the insulating layer 14 can be permanently and reliably stabilized and play its role.
  • the number of colloids 151 and the occupied area can be effectively reduced, so that the negative impact of the adhesive layer 15 on the extension performance and deformation performance of the insulating layer 14 can be effectively reduced, so that the insulating layer 14 can be extended and deformed adaptively with the electrode, which is conducive to ensuring the effectiveness and service life of the insulating layer 14.
  • the plurality of strip-shaped colloids 151 can be spaced apart, extended and deformed adaptively with the insulating layer 14 , thereby ensuring that the adhesive layer 15 can permanently and reliably fasten the insulating layer 14 .
  • the colloid 151 is a block-shaped colloid 151 , and at least a portion of the colloid 151 is distributed at each corner of the insulating layer 14 .
  • the colloid 151 is a block-shaped colloid 151 , for example, it may be a round block-shaped colloid 151 , or for example, it may be a rectangular block-shaped colloid 151 .
  • the multiple block colloids 151 at least some of the block colloids 151 are distributed at the corners of the insulating layer 14.
  • the insulating layer 14 has four corners on one side along the thickness direction, and four or more block colloids 151 may be respectively arranged at the four corners of the insulating layer 14.
  • the block colloids 151 distributed at the corners of the insulating layer 14 may be arranged close to the edge of the insulating layer 14.
  • the insulating layer 14, especially the corners and edges of the insulating layer 14, can be firmly and reliably bonded to the bent part of any circle pole piece through multiple block colloids 151, especially the block colloids 151 distributed at the corners of the insulating layer 14, so that the insulating layer 14 can be permanently and reliably stabilized and play its role.
  • the colloid 151 is block-shaped, and multiple block colloids 151 can be optimally arranged on one side of the insulating layer 14, it is beneficial to effectively reduce the number of colloids 151 and the occupied area on the basis of ensuring the fastening effect of the glue layer 15 on the insulating layer 14, so that the negative impact of the glue layer 15 on the extension performance and deformation performance of the insulating layer 14 can be effectively reduced, so that the insulating layer 14 can be extended and deformed adaptively with the pole piece, which is beneficial to ensure the effectiveness and service life of the insulating layer 14.
  • the plurality of block-shaped colloids 151 can be adaptively spaced apart with the insulating layer 14 , thereby ensuring that the overall fastening effect of the adhesive layer 15 on the insulating layer 14 is durable and effective.
  • the adhesive layer 15 is a hot melt adhesive resistant to the electrolyte 20 .
  • hot melt adhesive is a plastic adhesive that is solid at room temperature and can be quickly bonded after being heated and melted. Hot melt adhesive has the characteristics of rapid bonding, firm bonding, stable performance and low cost.
  • the adhesive layer 15 can be formed by hot melt adhesive with the characteristics of rapid bonding, firm bonding, and stable performance, so as to conveniently, quickly, and reliably firmly bond the insulating layer 14 to the bent portion of the pole piece.
  • the adhesive layer 15 can play a lasting and effective fastening effect on the insulating layer 14 during the use of the battery cell.
  • the ratio of the projected area of the adhesive layer 15 to the projected area of the insulating layer 14 is 20% to 50%.
  • the area ratio of the glue layer 15 relative to the insulating layer 14 can be effectively reduced on the basis of ensuring the fastening effect of the glue layer 15 on the insulating layer 14, thereby effectively reducing the negative impact of the glue layer 15 on the extension and deformation properties of the insulating layer 14, thereby facilitating the insulating layer 14 to extend and deform adaptively with the pole piece, facilitating the insulating layer 14 to perform its function durably and reliably during the use of the battery cell, effectively reducing the risk of tearing defects in the insulating layer 14 during the use of the battery cell, and effectively ensuring and extending the service life of the insulating layer 14.
  • the thickness of the adhesive layer 15 is 2 um to 8 um.
  • the thickness of the adhesive layer 15 refers to the dimension of the adhesive layer 15 along the thickness direction thereof, that is, the dimension of the adhesive layer 15 along the thickness direction of the insulating layer 14 .
  • the thickness of the glue layer 15 can be effectively reduced while ensuring the fastening effect of the glue layer 15 on the insulating layer 14, thereby facilitating the protection and improvement of the energy density of the electrode assembly 10 and the battery cell.
  • At least one insulating layer 14 is bonded to the inner side of the innermost positive electrode plate 112 through the adhesive layer 15 .
  • an insulating layer 14 may be provided in one bending area 17, or multiple bending areas 17 may be provided with insulating layers 14. In the bending area 17 provided with the insulating layer 14, at least one insulating layer 14 is bonded to the inner side of the bent portion of the innermost positive electrode plate 112 through the adhesive layer 15.
  • the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112 and the bent portion of the innermost negative electrode sheet 122 will be subjected to greater bending stress and will be more likely to lose powder, resulting in metal precipitation between the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112 and the bent portion of the innermost negative electrode sheet 122.
  • the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112 is relatively located outside the bent portion of the innermost negative electrode sheet 122, metal precipitation is likely to occur from the bent portion of the innermost negative electrode sheet 122 during the charging process of the battery cell.
  • the growing dendrites can be insulated and blocked by the insulating layer 14 arranged on the inner side of the bent part of the innermost circle positive electrode sheet 112 to prevent the dendrites from directly contacting and conducting the positive electrode sheet 11 and the negative electrode sheet 12, thereby effectively delaying the phenomenon of "dendrites directly causing internal short circuit of the battery cell” between the innermost circle positive electrode sheet 112 and the innermost circle negative electrode sheet 122 where metal precipitates are easily generated, and effectively delaying the phenomenon of "dendrites generating heat due to short circuit and melting the diaphragm 13 around the dendrites, causing direct contact and short circuit between the positive electrode sheet 11 and the negative electrode sheet 12 at the place where the diaphragm 13 melts", thereby correspondingly extending the service life of
  • the insulating layer 14 disposed inside the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112 can buffer the extrusion stress borne by the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112, so as to reduce the risk of a reduction in active material due to a tear defect in the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112; and even the tensile stress borne by the bent portion of the innermost negative electrode sheet 122 can be buffered, so as to reduce the risk of a reduction in active material due to a tear defect in the bent portion of the innermost negative electrode sheet 122.
  • the risk of aggravating the metal precipitation phenomenon due to the reduction in active material can be effectively reduced, and the growth rate of the dendrites between the innermost positive electrode sheet 112 and the innermost negative electrode sheet 122 can be effectively alleviated, so as to correspondingly extend the service life of the battery cell and improve the safety of the battery cell.
  • At least one insulating layer 14 is bonded to the outer side of the innermost positive electrode plate 112 through the adhesive layer 15 .
  • an insulating layer 14 may be provided in one bending area 17, or multiple bending areas 17 may be provided with insulating layers 14. In the bending area 17 provided with the insulating layer 14, at least one insulating layer 14 is bonded to the outer side of the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112 through the adhesive layer 15.
  • the tensile stress borne by the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112 can be buffered by the insulating layer 14 disposed outside the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112 during the winding and pre-pressing of the electrode assembly 10 and during the use of the battery cell, so as to reduce the risk of tearing defects in the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112 leading to a reduction in active materials; and even the compressive stress borne by the bent portion of the second innermost negative electrode sheet 123 can be buffered, so as to reduce the risk of tearing defects in the bent portion of the second innermost negative electrode sheet 123 leading to a reduction in active materials.
  • the risk of aggravating the metal precipitation phenomenon due to the reduction in active materials can be effectively reduced, and the growth rate of the dendrites between the innermost positive electrode sheet 112 and the second innermost negative electrode sheet 123 can be effectively alleviated, so as to correspondingly extend the service life of the battery cell and correspondingly improve the safety of the battery cell.
  • the second inner circle negative electrode sheet 123 is a circle of negative electrode sheets 12 located outside the innermost circle positive electrode sheet 112.
  • the active ions provided by the outer surface of the innermost circle positive electrode sheet 112 can move to the second inner circle negative electrode sheet 123 and be embedded in the negative active material of the second inner circle negative electrode sheet 123.
  • the insulating layer 14 disposed outside the bent portion of the innermost positive electrode sheet 112 can be used to insulate and block the dendrites growing toward it, so as to prevent the dendrites from directly contacting and conducting the innermost positive electrode sheet 112 and the second innermost negative electrode sheet 123.
  • the phenomenon of "dendrites directly causing internal short circuits in the battery cell” can be effectively delayed between the innermost positive electrode sheet 112 and the second innermost negative electrode sheet 123, and the phenomenon of "dendrites generating heat due to short circuits melt the diaphragm 13 around the dendrites, causing the positive electrode sheet 11 and the negative electrode sheet 12 to directly contact and short circuit at the place where the diaphragm 13 melts" can be effectively delayed, thereby correspondingly extending the service life of the battery cell and correspondingly improving the safety of the battery cell.
  • the bending area 17 is provided with two insulating layers 14, one of which is bonded to the inner side of the innermost positive electrode plate 112 through the glue layer 15, and the other insulating layer 14 is bonded to the outer side of the innermost positive electrode plate 112 through the glue layer 15.
  • the bending zone 17 can effectively delay the risk of short circuit through two insulating layers 14 in the "innermost positive electrode sheet 112 and the innermost negative electrode sheet 122" and “innermost positive electrode sheet 112 and the second innermost negative electrode sheet 123" where metal precipitation is easy to occur and the metal precipitation is relatively serious, and effectively relieve the compression stress and tensile stress at the bending part of the innermost positive electrode sheet 112 which is subjected to large bending stress and prone to tearing defects, thereby reducing the risk of bending and tearing, thereby effectively extending the service life of the battery cell and effectively improving the safety of the battery cell.
  • the number of insulating layers 14 can also be reduced, thereby ensuring and improving the energy density of the electrode assembly 10 and the battery cell.
  • the electrode assembly 10 has a main body region 16 and a bending region 17 disposed at the end side of the main body region 16.
  • the insulating layer 14 has a bending section 141 bent at the bending region 17, and an extension section 142 connected to the end of the bending section 141 and disposed at the main body region 16.
  • the electrode assembly 10 in a rolled structure has a main area 16 and a bending area 17.
  • the main area 16 is a relatively straight part of the rolled structure that is relatively located in the middle, while the bending area 17 is a bent part of the rolled structure that is located at the end side of the main area 16.
  • the insulating layer 14 Since the insulating layer 14 is bonded to the preset position of the continuous positive electrode sheet 11 or the continuous negative electrode sheet 12 by the adhesive layer 15 before winding, by adopting the above scheme, the setting area of the insulating layer 14 can be extended accordingly, and the preset position of the insulating layer 14 on the continuous positive electrode sheet 11 or the continuous negative electrode sheet 12 has a wider tolerance range, thereby effectively ensuring that when the electrode assembly 10 is wound, the insulating layer 14 can retain the bent section 141 clamped between the bent part of the electrode sheet and the diaphragm 13, and the extended section 142 that can extend to the main area 16 according to the position tolerance, thereby effectively reducing the accuracy requirements for the preset position of the insulating layer 14 on the continuous positive electrode sheet 11 or the continuous negative electrode sheet 12, and effectively ensuring and improving the production yield of the electrode assembly 10.
  • the insulating layer 14 is provided with a plurality of holes. Since the projection area of the adhesive layer 15 in the thickness direction of the insulating layer 14 is smaller than the projection area of the insulating layer 14 in the thickness direction thereof, at least part of the plurality of holes of the insulating layer 14 is not blocked by the adhesive layer 15. The holes not blocked by the adhesive layer 15 are available for the active ions to penetrate freely.
  • the active ions can freely penetrate the pores of the insulating layer 14 and the diaphragm 13, and move between the positive electrode sheet 11 and the negative electrode sheet 12. This can effectively ensure that the setting of the insulating layer 14 will not have a significant impact on the charge and discharge process of the battery cell, and can effectively ensure the charge and discharge performance of the battery cell.
  • the absolute value of the difference between the porosity of the insulating layer 14 and the porosity of the diaphragm 13 is less than or equal to 25%.
  • the porosity of the insulating layer 14 may be greater than the porosity of the diaphragm 13, and the difference between the porosity of the insulating layer 14 and the porosity of the diaphragm 13 is less than or equal to 25%.
  • the porosity of the insulating layer 14 is 50%
  • the porosity of the diaphragm 13 is 35%
  • the difference between the porosity of the insulating layer 14 and the porosity of the diaphragm 13 is 15%.
  • the porosity of the insulating layer 14 can be made to be not much different from the porosity of the diaphragm 13. Based on this, active ions can freely and normally penetrate the insulating layer 14 and the diaphragm 13, thereby effectively ensuring that the setting of the insulating layer 14 will not have a significant impact on the charging and discharging process of the battery cell, and effectively ensuring the charging and discharging performance of the battery cell.
  • the porosity of the insulating layer 14 can be set to be similar to the porosity of the diaphragm 13, so that the active ions can freely and normally penetrate the insulating layer 14 and the diaphragm 13, and move between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12, thereby effectively ensuring that the setting of the insulating layer 14 will not have a significant impact on the charging and discharging process of the battery cell, and effectively ensuring the charging and discharging performance of the battery cell.
  • the insulating layer 14 Since the insulating layer 14 is arranged in the bending area 17, the insulating layer 14 is subjected to a certain tensile force during the winding and pre-pressing of the electrode assembly 10 and during the use of the battery cell. Based on this, by adopting the above scheme, it can be ensured that the insulating layer 14 has sufficient tensile strength in its width direction b, which can effectively reduce the risk of fracture and cracking defects of the insulating layer 14 under the action of tension, thereby ensuring and improving the insulation barrier effect of the insulating layer 14 on dendrites growing from the defects of the diaphragm 13, and effectively reducing the risk of dendrites continuing to grow along the fracture and cracking defects of the insulating layer 14, thereby correspondingly extending the service life of the battery cell and correspondingly improving the safety of the battery cell.

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Abstract

本申请公开一种电池单体、电池(1)及用电装置。电池单体包括电极组件(10)。电极组件(10)包括正极极片(11)、负极极片(12)、隔膜(13)、绝缘层(14)和胶层(15)。正极极片(11)、隔膜(13)和负极极片(12)层叠并卷绕设置,电极组件(10)具有弯折区(17)。绝缘层(14)的至少一部分和胶层(15)的至少一部分设置于弯折区(17),绝缘层(14)通过胶层(15)粘接至正极极片(11)或负极极片(12)。在绝缘层(14)的厚度方向上,胶层(15)的投影面积小于绝缘层(14)的投影面积。基于上述结构,可延长电池单体的使用寿命,可提升电池单体的安全性。

Description

电池单体、电池及用电装置 技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体涉及一种电池单体、电池及用电装置。
背景技术
电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。电极组件包括正极极片、负极极片以及将正极极片和负极极片隔开的隔膜。正极极片、隔膜和负极极片可卷绕形成卷状的电极组件,使得电极组件具有主体区以及设置于主体区的端侧的弯折区。然而,在电池单体使用期间,电极组件的弯折区容易析出金属,并随着时间延长,容易在弯折区生长出枝晶,枝晶容易造成电池单体内部短路,影响电池单体的安全性。
技术问题
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电装置,以解决在电池单体使用期间,电极组件容易在弯折区生长枝晶,造成电池单体内部短路,影响电池单体的安全性的问题。
技术解决方案
本申请实施例采用的技术方案是:
第一方面,提供了一种电池单体,电池单体包括至少一个电极组件,电极组件包括正极极片、负极极片、隔膜、绝缘层和胶层;
正极极片、隔膜和负极极片层叠并卷绕设置,电极组件具有弯折区;
绝缘层的至少一部分和胶层的至少一部分设置于弯折区,绝缘层通过胶层粘接至正极极片或负极极片;在绝缘层的厚度方向上,胶层的投影面积小于绝缘层的投影面积。
本申请实施例提供的电池单体,可通过胶层将绝缘层稳固、可靠地粘接至任意圈正极极片或负极极片的弯折部分,使得绝缘层在电池单体使用期间能够持久、可靠地稳定在弯折区,可有效降低绝缘层发生移位、脱落的风险,从而可保障绝缘层在电池单体使用期间能够持久、稳定、可靠地在特定位置发挥效用。并且,还通过使胶层在绝缘层的厚度方向上的投影面积小于绝缘层在其厚度方向的投影面积,以在电极组件卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,有效降低胶层对绝缘层的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层随极片适应地发生延伸、变形,可便于绝缘层在电池单体使用期间持久、可靠地发挥效用,可有效降低绝缘层在电池单体使用期间出现撕裂缺陷的风险,可相应保障并延长绝缘层的使用寿命。
本申请实施例提供的电池单体,还可在电极组件卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,通过设于弯折区的绝缘层,对极片的弯折部分承受的弯折应力形成缓冲效用,从而可有效降低极片的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险,可有效降低电极组件的弯折区因活性物质减少而加剧析出金属现象的风险,可有效缓解枝晶的生长速率,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。并且,即使随着使用时间的延长,电极组件的弯折区生长出了枝晶,通过具有绝缘特性的绝缘层也可对朝其生长的枝晶形成绝缘阻碍,可阻止枝晶直接接触导通正极极片和负极极片,甚至可阻碍、延缓枝晶的生长,从而可有效延缓“枝晶直接造成电池单体内部短路”的现象发生,可有效延缓“枝晶因短路而发热融掉枝晶周侧的隔膜,造成隔膜融掉处的正极极片部分和负极极片部分直接接触短路”的现象发生,可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
在一些实施例中,胶层包括多个胶体,至少部分胶体分布于绝缘层的边沿区域。
通过采用上述方案,可通过多个胶体,尤其通过靠近绝缘层的边沿进行设置的胶体,实现将绝缘层尤其绝缘层的边沿稳固、可靠地粘接至任意圈正极极片或负极极片的弯折部分,从而可使得绝缘层能够持久、可靠地稳定位置并发挥效用。并且,还可在保障胶层对绝缘层的紧固效用的基础上,利于减少胶体的设置数量和占用区域,从而可有效降低胶层对绝缘层的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层随极片适应地发生延伸、变形,可利于保障绝缘层的效用和使用寿命。
在一些实施例中,胶体为条状胶体,多个胶体沿绝缘层的宽度方向间隔设置,或多个胶体沿绝缘层的长度方向间隔设置。
通过采用上述方案,可使得多个胶体能够在绝缘层的一侧优化布局,尤其使得相距最远的两个胶体能够分别靠近绝缘层的两侧边沿进行设置。基于此,一方面,可保障各条状胶体能够稳固、可靠地将绝缘层尤其绝缘层的两侧边沿粘接至任意圈极片的弯折部分,从而使得绝缘层能够持久、可靠地稳定位置并发挥效用。一方面,可在优化布局各条状胶体的布局以保障对绝缘层的紧固效用的基础上,有效减少胶体的设置数量和占用区域,从而可有效降低胶层对绝缘层的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层随极片适应地发生延伸、变形,可利于保障绝缘层的效用和使用寿命。一方面,可在绝缘层随极片适应地发生延伸、变形的期间,使得多个条状胶体能够随绝缘层适应地拉开间距、延伸变形,从而可保障胶层能够持久、可靠地对绝缘层发挥紧固效用。
在一些实施例中,胶体为块状胶体,至少部分胶体分布于绝缘层的各角部。
通过采用上述方案,可通过多个块状胶体,尤其通过分布于绝缘层的各角部的块状胶体,实现将绝缘层尤其绝缘层的角部和边沿,稳固、可靠地粘接至任意圈极片的弯折部分,从而可使得绝缘层能够持久、可靠地稳定位置并发挥效用。并且,由于胶体呈块状,且多个块状胶体能够在绝缘层的一侧优化布局,从而可利于在保障胶层对绝缘层的紧固效用的基础上,有效减少胶体的设置数量和占用区域,从而可有效降低胶层对绝缘层的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层随极片适应地发生延伸、变形,可利于保障绝缘层的效用和使用寿命。并且,在绝缘层随极片适应地发生延伸、变形的期间,多个块状胶体可随绝缘层适应地拉开间距,从而可保障胶层整体对绝缘层的紧固效用持久有效。
在一些实施例中,胶层为耐电解液的热熔胶。
通过采用上述方案,可通过具有粘接迅速、粘接牢固、性能稳定等特性的热熔胶形成胶层,以便于方便、快捷、可靠地将绝缘层牢固地粘接至极片的弯折部分。并且,基于热熔胶的耐电解液特性,还可保障胶层在电池单体使用期间能够对绝缘层发挥持久有效的紧固效用。
在一些实施例中,在绝缘层的厚度方向上,胶层的投影面积与绝缘层的投影面积的比值为20%~50%。
通过采用上述方案,在电极组件卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,可在保障胶层对绝缘层的紧固效用的基础上,有效降低胶层相对于绝缘层的面积占比,从而可有效降低胶层对绝缘层的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层随极片适应地发生延伸、变形,可便于绝缘层在电池单体使用期间持久、可靠地发挥效用,可有效降低绝缘层在电池单体使用期间出现撕裂缺陷的风险,可有效保障并延长绝缘层的使用寿命。
在一些实施例中,胶层的厚度为2 微米(um) ~8 um。
通过采用上述方案,可在保障胶层对绝缘层的紧固效用的基础上,有效减薄胶层的厚度,从而可利于保障并提高电极组件及电池单体的能量密度。
在一些实施例中,弯折区中,至少一个绝缘层通过胶层粘接在最内圈的正极极片的内侧。
通过采用上述方案,一方面,可在“最内圈的负极极片的弯折部分产生析出金属,并随着时间延长,从隔膜的弯折部分的缺陷处生长出枝晶”时,通过设置在最内圈的正极极片的弯折部分内侧的绝缘层,对生长的枝晶进行绝缘阻隔,以阻止枝晶直接接触导通正极极片和负极极片,从而可在容易产生析出金属的最内圈的正极极片和最内圈的负极极片之间,有效延缓“枝晶直接造成电池单体内部短路”的现象发生,有效延缓“枝晶因短路而发热融掉枝晶周侧的隔膜,造成隔膜融掉处的正极极片部分和负极极片部分直接接触短路”的现象发生,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
另一方面,可在电极组件卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,通过设置在最内圈的正极极片的弯折部分内侧的绝缘层,对最内圈的正极极片的弯折部分承受的挤压应力进行缓冲,以降低最内圈的正极极片的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险;甚至还可对最内圈的负极极片的弯折部分承受的拉伸应力进行缓冲,以降低最内圈的负极极片的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险。从而可有效降低因活性物质减少而加剧析出金属现象的风险,可有效缓解最内圈的正极极片和最内圈的负极极片之间的枝晶的生长速率,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
在一些实施例中,弯折区中,至少一个绝缘层通过胶层粘接在最内圈的正极极片的外侧。
通过采用上述方案,可在电极组件卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,通过设置在最内圈的正极极片的弯折部分外侧的绝缘层,对最内圈的正极极片的弯折部分承受的拉伸应力进行缓冲,以降低最内圈的正极极片的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险;甚至还可对次内圈的负极极片的弯折部分承受的挤压应力进行缓冲,以降低次内圈的负极极片的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险。从而可有效降低因活性物质减少而加剧析出金属现象的风险,可有效缓解最内圈的正极极片和次内圈的负极极片之间的枝晶的生长速率,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
通过采用上述方案,还可在电池单体使用期间,通过设置在最内圈的正极极片的弯折部分外侧的绝缘层,对朝向其生长的枝晶进行绝缘阻隔,以阻止枝晶直接接触导通最内圈的正极极片和次内圈的负极极片。从而可在最内圈的正极极片和次内圈的负极极片之间,有效延缓“枝晶直接造成电池单体内部短路”的现象发生,有效延缓“枝晶因短路而发热融掉枝晶周侧的隔膜,造成隔膜融掉处的正极极片部分和负极极片部分直接接触短路”的现象发生,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
在一些实施例中,弯折区设有两个绝缘层,其中一个绝缘层通过胶层粘接在最内圈的正极极片的内侧,另外一个绝缘层通过胶层粘接在最内圈的正极极片的外侧。
通过采用上述方案,弯折区可通过两个绝缘层,在容易产生析出金属、析出金属情况相对严重的“最内圈的正极极片和最内圈的负极极片之间”以及“最内圈的正极极片和次内圈的负极极片之间”有效延缓短路风险,并在承受弯折应力较大、容易出现撕裂缺陷的最内圈的正极极片的弯折部分处有效缓解挤压应力和拉伸应力,实现降低弯折撕裂风险,从而可有效延长电池单体的使用寿命,可有效提升电池单体的安全性。在最大化绝缘层的效用的同时,通过采用上述方案,还可减少绝缘层的设置数量,而实现保障并提高电极组件及电池单体的能量密度。
在一些实施例中,电极组件具有主体区以及设置于主体区的端侧的弯折区;绝缘层具有弯曲设置于弯折区的弯曲段,以及与弯曲段的端部连接且设于主体区的延伸段。
通过采用上述方案,可相应延长绝缘层的设置区域,并使得绝缘层在连续式正极极片或连续式负极极片上的预设位置具有较宽的容错范围,从而可有效保障在卷绕成型电极组件时,绝缘层能够保有被夹持于极片的弯折部分和隔膜之间的弯曲段,以及可根据位置容错性适应延伸至主体区的延伸段,从而可有效降低对绝缘层在连续式正极极片或连续式负极极片上的预设位置的精度要求,可有效保障并提高电极组件的生产良率。
在一些实施例中,绝缘层设有多个孔。
通过采用上述方案,在电池单体充放电过程中,活性离子可自由穿透绝缘层和隔膜的孔隙,而实现在正极极片和负极极片之间运动。从而可有效保障绝缘层的设置不会对电池单体充放电过程造成较大影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
在一些实施例中,绝缘层的孔隙率与隔膜的孔隙率的差值的绝对值小于或等于25%。
通过采用上述方案,可使得绝缘层的孔隙率与隔膜的孔隙率相差不大,基于此,可便于活性离子自由、正常地穿透绝缘层和隔膜,从而可有效保障绝缘层的设置不会对电池单体充放电过程造成较大影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
在一些实施例中,绝缘层的孔隙率与隔膜的孔隙率的差值的绝对值小于或等于10%。
通过采用上述方案,可使得绝缘层的孔隙率与隔膜的孔隙率相近设置,如此,可便于活性离子自由、正常地穿透绝缘层和隔膜,从而可有效保障绝缘层的设置不会对电池单体充放电过程造成较大影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
在一些实施例中,绝缘层为聚烯烃隔膜。
通过采用上述方案,可通过采用如聚丙烯隔膜等聚烯烃隔膜制成绝缘层,以保障绝缘层的孔隙率与隔膜的孔隙率相近设置甚至相同设置,从而可保障活性离子能够自由、正常地穿透绝缘层和隔膜,可有效保障绝缘层的设置不会对电池单体充放电过程造成较大影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
在一些实施例中,绝缘层的孔隙率为40%~50%。
通过采用上述方案,一方面,可保障绝缘层的透气度适中,可保障活性离子能够自由、正常穿透绝缘层。另一方面,可保障胶层在涂覆于绝缘层的侧面时渗入绝缘层的孔隙中的胶水量较少,而留置于绝缘层的表面的胶水量较多,从而可保障胶层的粘接力,可保障绝缘层能够经由胶层与极片实现可靠固定,并可降低胶层对绝缘层的孔隙的封堵影响,可保障活性离子能够自由、正常穿透绝缘层,可保障电导率。
在一些实施例中,绝缘层的孔的孔径为A,绝缘层的厚度为B,24≤B/A≤400。
通过采用上述方案,可使得绝缘层的厚度B和绝缘层的孔的孔径A均适中,基于此,一方面,可使得枝晶不容易刺破绝缘层或者穿过绝缘层,从而可保障绝缘层对枝晶的阻隔效果;另一方面,可使得活性离子容易在绝缘层中穿梭且穿梭路径较短,从而可降低活性离子因穿梭困难而析出的风险。由此,即可有效延长电池单体的使用寿命,可有效提升电池单体的安全性。
在一些实施例中,绝缘层的孔的孔径A为0.05 um~0.5 um。
通过采用上述方案,一方面,可保障绝缘层的透气度适中,可保障活性离子能够自由、正常穿透绝缘层的孔隙。一方面,可保障胶层在涂覆于绝缘层的侧面时渗入绝缘层的孔隙中的胶水量较少,而留置于绝缘层的表面的胶水量较多,从而可保障胶层的粘接力,可保障绝缘层能够经由胶层与极片实现可靠固定,并可降低胶层对绝缘层的孔隙的封堵影响,可保障活性离子能够自由、正常穿透绝缘层,可保障电导率。一方面,可在电池单体使用期间,保障绝缘层对从隔膜的缺陷处生长出的枝晶的阻隔效果,并降低从绝缘层的孔隙中生长出枝晶的风险,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
在一些实施例中,绝缘层的厚度B为12 um~20 um。
通过采用上述方案,可保障绝缘层的厚度B适中,以在保障绝缘层能够对朝其生长的枝晶形成较佳的绝缘阻隔效果的基础上,降低绝缘层对电池单体的能量密度以及活性离子穿透绝缘层的穿透率的影响,从而可保障电导率,可保障电池单体的充放电性能,可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
在一些实施例中,在绝缘层的厚度方向上,胶层避让孔。
通过采用上述方案,可在保障胶层对绝缘层的紧固效用的基础上,较大程度地降低胶层对绝缘层的孔的封堵影响,从而可便于活性离子在电池单体充放电过程中自由穿透绝缘层和隔膜的孔隙,而实现在正极极片和负极极片之间运动,从而可有效降低绝缘层的设置对电池单体充放电过程的影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
在一些实施例中,绝缘层在其宽度方向上的抗张强度大于或等于1000 千克力每平方厘米(kgf / cm 2)。
通过采用上述方案,可保障绝缘层在其宽度方向具有足够的抗张强度,可有效降低绝缘层在拉力作用下发生断裂、开裂缺陷的风险,从而可保障并提高绝缘层对从隔膜的缺陷处生长出的枝晶的绝缘阻隔效用,可有效降低枝晶沿绝缘层的断裂、开裂缺陷继续生长的风险,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
在一些实施例中,绝缘层在其宽度方向上的延伸率大于或等于10%。
通过采用上述方案,可保障绝缘层在其宽度方向具有足够的延伸率,以保障绝缘层能够随电极组件适应性延伸变形,从而可保障绝缘层的效用范围能够覆盖极片的对应区域,可保障绝缘层能够对从隔膜的缺陷处生长出的枝晶形成可靠的绝缘阻隔效用。
在一些实施例中,绝缘层在105摄氏度(℃)的收缩率为0~3%。
通过采用上述方案,可在电池单体使用期间,保障绝缘层随电池单体内部温度发生的尺寸收缩程度较小,从而可保障绝缘层的效用范围能够覆盖极片的对应区域,可保障绝缘层能够对从隔膜的缺陷处生长出的枝晶形成可靠的绝缘阻隔效用。
第二方面,提供了一种电池,电池包括本申请实施例提供的电池单体。
通过采用上述方案,电池可通过应用本申请实施例提供的电池单体,保障并延长电池的使用寿命,保障并提高电池的使用安全性。
第三方面,提供了一种用电装置,用电装置包括本申请实施例提供的电池或电池单体。
通过采用上述方案,用电装置可通过应用本申请实施例提供的电池或电池单体,保障并延长用电装置的使用寿命,保障并提高用电装置的使用安全性。
附图说明
为了清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对本申请实施例或示范性技术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申请的一些实施例,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。
图1为本申请实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的电池的分解示意图;
图3为本申请实施例提供的电池单体的分解示意图;
图4为本申请实施例提供的电池单体的剖面示意图;
图5为本申请实施例提供的电极组件的结构示意图;
图6为图5提供的电极组件的局部示意图一;
图7为图5提供的电极组件的局部示意图二;
图8为本申请一个实施例提供的绝缘层和胶层的结构示意图,其中,多个条状胶体沿绝缘层的宽度方向间隔设置;
图9为本申请另一个实施例提供的绝缘层和胶层的结构示意图,其中,多个条状胶体沿绝缘层的长度方向间隔设置;
图10为本申请另一个实施例提供的绝缘层和胶层的结构示意图,其中,至少部分块状胶体分布于绝缘层的各角部。
其中,图中各附图标记:
1-电池,2-控制器,3-马达;100-电池单元,200-箱体,201-第一部分,202-第二部分;
10-电极组件,11-正极极片,111-正极极耳,112-最内圈的正极极片,12-负极极片,121-负极极耳,122-最内圈的负极极片,123-次内圈的负极极片,13-隔膜,14-绝缘层,141-弯曲段,142-延伸段,15-胶层,151-胶体,16-主体区,17-弯折区;20-电解液;30-壳体,40-端盖,50-电极端子。
本发明的实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
电池单体是存储和输出电能的最小单元。电池单体的内部通常设置至少一个电极组件。电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。电极组件包括正极极片、负极极片以及将正极极片和负极极片隔开的隔膜。正极极片、隔膜和负极极片可卷绕形成卷状的电极组件,使得电极组件具有主体区以及设置于主体区的端侧的弯折区。当电池单体充电时,正极极片会生成活性离子,正极极片所提供的活性离子可穿透隔膜的孔隙运动至负极极片并嵌入负极极片的负极活性物质中;反之,当电池单体放电时,嵌在负极极片的负极活性物质中的活性离子脱出,从负极极片脱出的活性离子可穿透隔膜的孔隙运动至正极极片并嵌入正极极片的正极活性物质中。
然而,申请人发现:
一、在弯折区,由于任意圈的正极极片位于相同圈的负极极片的外侧,任意圈的正极极片的曲率半径会相对大于相同圈的负极极片的曲率半径,例如,由于最内圈的正极极片位于最内圈的负极极片的外侧,最内圈的正极极片的曲率半径会相对大于最内圈的负极极片的曲率半径。基于此,在弯折区,任意圈的正极极片的面积会相对大于相同圈的负极极片的面积,导致在电池单体充电过程中,面积较大、正极活性物质相对较多的正极极片会生成较多的活性离子,但面积较小、负极活性物质相对较少的负极极片却没有足够位置供活性离子嵌入,导致无法嵌入负极活性物质的活性离子析出,产生析出金属现象。
二、在将正极极片、隔膜和负极极片卷绕形成卷状的电极组件的期间,由于正极极片和负极极片的弯折部分(即极片对应弯折区的部分)会弯曲、弯折,且越内圈的曲率半径会越小,导致正极极片的弯折部分的正极活性物质会部分脱落(即出现掉粉现象),负极极片的弯折部分的负极活性物质也会出现掉粉现象。且由于任意圈的负极极片的曲率半径相对小于相同圈的正极极片的曲率半径,负极极片的弯折部分在弯折期间的掉粉现象会相对严重。掉粉现象会减少极片上的活性物质的含量,导致在电池单体充电过程中,负极活性物质减少的负极极片中可供活性离子嵌入的位置减少,从而导致无法嵌入负极活性物质的活性离子增多,析出金属现象加剧。
三、在电极组件卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,正极极片和负极极片的弯折部分会因弯折承受较大的受力,且越内圈的曲率半径越小、受力越大,导致正极极片和负极极片的弯折部分可能出现撕裂缺陷。若发生撕裂缺陷,撕裂处的活性物质便会脱落,如此,也会导致在电池单体充放电过程中,无法嵌入活性物质、析出的活性离子增多,从而加剧析出金属现象。
基于此,申请人发现,在电池单体使用期间,电极组件的弯折区容易产生析出金属现象。而连续式隔膜又可能在局部区域存在孔径较大、破损等缺陷,导致随着电池单体的使用时间的延长,析出的活性离子容易在弯折区的隔膜的缺陷处生长出枝晶。随着枝晶的生长,枝晶容易接触、导通正极极片和负极极片,造成电池单体内部短路,从而影响电池单体的安全性。而在短路期间,枝晶又会发热而融掉枝晶周侧的隔膜部分,造成隔膜缺陷扩大,造成隔膜融掉处的正极极片部分和负极极片部分直接接触短路,从而加剧短路现象,严重影响电池单体的安全性。
由此,本申请的一些实施例提供了一种电池单体,该电池单体可通过胶层将绝缘层稳固、可靠地粘接至任意圈正极极片或负极极片的弯折部分,以在电极组件卷绕和预压成型期间,以及在电池单体使用期间,通过设于弯折区的绝缘层,对极片的弯折部分承受的弯折应力形成缓冲效用,从而可有效降低极片的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险,可有效降低电极组件的弯折区因活性物质减少而加剧析出金属现象的风险,可有效缓解枝晶的生长速率,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。并且,即使随着使用时间的延长,电极组件的弯折区生长出了枝晶,该电池单体也可通过具有绝缘特性的绝缘层,对朝其生长的枝晶形成绝缘阻碍,阻止枝晶直接接触导通正极极片和负极极片,甚至阻碍、延缓枝晶的生长,从而可有效延缓“枝晶直接造成电池单体内部短路”的现象发生,可有效延缓“枝晶因短路而发热融掉枝晶周侧的隔膜,造成隔膜融掉处的正极极片部分和负极极片部分直接接触短路”的现象发生,可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
本申请实施例公开的电池单体可以独立使用,也可以配合其他电池单体形成能够提供更高电压和容量的模块化的电池,例如电池模块、电池模组或电池包。本申请实施例公开的电池单体和电池可以用于使用电池单体和电池作为电源的用电装置,或者用于使用电池单体和电池作为储能元件的各种储能系统。用电装置可为但不限于为车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等。电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。
为了说明本申请所提供的技术方案,以下结合具体附图及实施例,并以“用电装置为车辆”为例,进行详细说明。
请参阅图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆的内部设置有电池1,电池1可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池1用于为车辆供电,例如,电池1可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器2和马达3,控制器2用来控制电池1为马达3供电,例如,用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池1不仅可以作为车辆的操作电源,还可以作为车辆的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。
请参阅图2,图2为本申请一些实施例提供的电池1的分解示意图。电池1包括电池单元100和箱体200,电池单元100容纳于箱体200内。其中,箱体200用于为电池单元100提供容纳空间,箱体200可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体200可以包括第一部分201和第二部分202,第一部分201与第二部分202相互盖合,第一部分201和第二部分202共同限定出用于容纳电池单元100的容纳空间。第二部分202可以为一端开口的空心结构,第一部分201可以为板状结构,第一部分201盖合于第二部分202的开口侧,以使第一部分201与第二部分202共同限定出容纳空间;第一部分201和第二部分202也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分201的开口侧盖合于第二部分202的开口侧。当然,第一部分201和第二部分202形成的箱体200可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池1中,电池单元100可以是多个,多个电池单元100之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单元100中既有串联又有并联。
具体地,电池单元100可以是电池单体。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体200内。其中,电池单体可以是锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等等;电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其他形状等等;电池单体可采用不同封装方式,形成柱形电池单体、方形电池单体或软包电池单体等等;本申请对此均不做限制。
或者,电池单元100可以是电池模块或电池模组。多个电池单体可以先串联或并联或混联组成模块化结构,即电池模块或电池模组;多个电池模块或电池模组再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体200内。
当然,电池1还可以包括其他结构,例如,该电池1还可以包括汇流部件(图中未示出),用于实现多个电池单元100之间的电连接。
当然,在一些实施例中,电池1可以不包括箱体200,而是将多个电池单体进行电连接,并通过必要的固定结构形成一整体后装配到用电装置中。
请参阅图3和图4,图3和图4为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图。电池单体是存储和输出电能的最小单元。电池单体包括电极组件10、电解液20、壳体30、端盖40等部件。
端盖40是指盖合于壳体30的开口处以将电池单体的内部环境隔绝于外部环境的部件。在一些实施例中,端盖40的形状可以与壳体30的形状相适应以配合壳体30。在一些实施例中,端盖40可以由具有一定硬度和强度的材质制成,这样,端盖40在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。当然,本实施例对端盖40的材质并不做唯一限定,端盖40可以由铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等材质制成。在一些实施例中,端盖40上可以设置如电极端子50等功能性部件。电极端子50可以用于与电极组件10电连接,以用于输出或输入电能。在一些实施例中,端盖40上还可以设置用于在电池单体的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构(图中未示出)。在一些实施例中,在端盖40的内侧还可以设置绝缘件(图中未示出),绝缘件可以用于隔离壳体30内的电连接部件与端盖40,以降低短路的风险。可选地,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体30是用于配合端盖40以形成电池单体的内部环境的部件。壳体30配合端盖40共同围合形成的内部环境可以用于容纳电极组件10、电解液20等部件。在一些实施例中,壳体30和端盖40可以是独立的部件,可以于壳体30上设置开口,通过在开口处使端盖40盖合开口以形成电池单体的内部环境。在一些实施例中,也可以使端盖40和壳体30一体化,具体地,端盖40和壳体30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30的内部时,再使端盖40盖合壳体30。其中,壳体30可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体、圆柱体、六棱柱等。具体地,壳体30的形状可以根据电极组件10的具体形状和尺寸大小来确定。其中,壳体30的材质可以是多种,例如铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不做唯一限定。
电极组件10是电池单体中发生电化学反应的部件。壳体30内可以包括一个或多个电极组件10。请参阅图5,电极组件10包括正极极片11、负极极片12和隔膜13,隔膜13将正极极片11和负极极片12隔开。正极极片11、负极极片12以及将正极极片11和负极极片12隔开的隔膜13可经由卷绕方式加工形成卷状结构,呈卷状结构的电极组件10具有主体区16以及设置于主体区16的端侧的弯折区17。其中,正极极片11和负极极片12二者的不具有活性物质的部分各自构成极耳,极耳为电极组件10的电流传输端,用于与电极端子50连接并传输电流。正极极片11的极耳为正极极耳111,负极极片12的极耳为负极极耳121,正极极耳111和负极极耳121可以共同位于主体区16的一侧或分别位于主体区16的相对两侧。
电解液20是浸润电极组件10的液体。当电池单体充电时,正极极片11会生成活性离子,正极极片11所提供的活性离子可穿透隔膜13的孔隙、经由电解液20运动至负极极片12并嵌入负极极片12的负极活性物质中。反之,当电池单体放电时,嵌在负极极片12的负极活性物质中的活性离子脱出,从负极极片12脱出的活性离子可穿透隔膜13的孔隙、经由电解液20运动至正极极片11并嵌入正极极片11的正极活性物质中。
请参阅图4、图5、图6、图7,本申请的一些实施例提供了一种电池单体,电池单体包括至少一个电极组件10。电极组件10包括正极极片11、负极极片12、隔膜13、绝缘层14和胶层15。正极极片11、隔膜13和负极极片12层叠并卷绕设置,电极组件10具有弯折区17。绝缘层14的至少一部分和胶层15的至少一部分设置于弯折区17,绝缘层14通过胶层15粘接至正极极片11或负极极片12。在绝缘层14的厚度方向上,胶层15的投影面积小于绝缘层14的投影面积。
需要说明的是,电极组件10是电池单体中发生电化学反应的部件。电池单体的内部可设置一个或多个电极组件10。
电极组件10中,正极极片11为连续式正极极片11,负极极片12为连续式负极极片12,隔膜13为连续式隔膜13。连续式隔膜13设置两个,在卷绕前,其中一个连续式隔膜13设置在连续式正极极片11和连续式负极极片12之间,另外一个连续式隔膜13设置在连续式负极极片12背离连续式正极极片11的一侧,或设置在连续式正极极片11背离连续式负极极片12的一侧。基于此,在将正极极片11、隔膜13和负极极片12卷绕并预压形成卷状结构时,两个连续式隔膜13即可将正极极片11和负极极片12隔开,以防止正极极片11和负极极片12直接接触造成短路。其中,隔膜13具有若干孔隙,可供活性离子自由穿透。
如图5所示,呈卷状结构的电极组件10具有主体区16和弯折区17,主体区16是卷状结构中相对设于中部的部分,而弯折区17则是卷状结构中设于主体区16端侧且弯折的部分。弯折区17的数量为一个或多个。
还需要说明的是,电极组件10中,可一个弯折区17设置绝缘层14,也可多个弯折区17均设置绝缘层14。在设有绝缘层14的弯折区17中,可设置一个或多个绝缘层14。其中,请一并参阅图8,绝缘层14的长度方向a对应极片的延伸方向,也是极片的卷绕方向;绝缘层14的宽度方向b对应极片的宽度方向;绝缘层14的厚度方向垂直于其长度方向和宽度方向,也对应极片的厚度方向。
绝缘层14沿其厚度方向的一侧设有胶层15。绝缘层14可通过胶层15粘接在任意圈正极极片11的弯折部分的内侧或外侧,此时,绝缘层14位于正极极片11的弯折部分和隔膜13之间。绝缘层14也可通过胶层15粘接在任意圈负极极片12的弯折部分的内侧或外侧,此时,绝缘层14位于负极极片12的弯折部分和隔膜13之间。
具体地,在卷绕前,便可将绝缘层14经由胶层15粘接至连续式正极极片11或连续式负极极片12的特定位置处,以稳定绝缘层14相对于极片的相对位置和相对状态。基于此,在卷绕成型电极组件10的期间,即可保障绝缘层14和胶层15能够以相对于极片稳定的位置和状态,随连续式正极极片11或连续式负极极片12进行卷绕,而被卷绕至弯折区17。从而可方便、快捷地实现绝缘层14和胶层15的安装,可方便、快捷地成型电极组件10,可有效保障并提高电极组件10的生产效率和生产良率。
其中,胶层15和绝缘层14均具有耐电解液特性,即胶层15和绝缘层14均不易溶解于电解液20中。基于此,在电极组件10和电解液20被封装至电池单体的内部时,且在电池单体使用期间,均可保障绝缘层14能够经由胶层15与极片可靠地粘接固定,而牢固地稳定相对位置和相对状态,从而可有效降低绝缘层14发生移位、脱落的风险,可保障绝缘层14在电池单体使用期间能够持久、稳定、可靠地在特定位置发挥效用。
其中,绝缘层14具有较佳的绝缘特性。基于此,当绝缘层14设置在任意圈正极极片11的弯折部分时,即使在电池单体充电过程中,活性离子从负极极片12的弯折部分析出,并随着电池单体的使用时间的延长,从隔膜13的弯折部分的缺陷处生长出枝晶,通过设置在任意圈正极极片11的弯折部分的绝缘层14,也可对生长的枝晶进行绝缘阻隔,阻止枝晶直接接触导通正极极片11和负极极片12,甚至可在一定程度阻碍、延缓枝晶的生长速率。从而可有效延缓“枝晶直接造成电池单体内部短路”的现象发生,可有效延缓“枝晶因短路而发热融掉枝晶周侧的隔膜13,造成隔膜13融掉处的正极极片11部分和负极极片12部分直接接触短路”的现象发生,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
类似地,当绝缘层14设置在任意圈负极极片12的弯折部分时,即使在电池单体充电过程中,活性离子从负极极片12的弯折部分析出,通过设置在任意圈负极极片12的弯折部分的绝缘层14,也可对隔膜13的弯折部分进行遮挡、防护。从而可有效延缓“析出的活性离子突破绝缘层14,从隔膜13的弯折部分的缺陷处生长出枝晶”的现象发生,可有效延缓“枝晶直接造成电池单体内部短路”的现象发生,可有效延缓“枝晶因短路而发热融掉枝晶周侧的隔膜13,造成隔膜13融掉处的正极极片11部分和负极极片12部分直接接触短路”的现象发生,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
其中,绝缘层14具有较佳的缓冲特性。基于此,在电极组件10卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,均可通过绝缘层14对极片的弯折部分承受的较大弯折应力形成缓冲效用,从而可有效降低极片的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险,可有效降低电极组件10的弯折区17因活性物质减少而加剧析出金属现象的风险,可有效延缓枝晶的生长速率,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
其中,在绝缘层14的厚度方向上,胶层15的投影面积小于绝缘层14的投影面积。即,胶层15涂覆于绝缘层14的侧面的部分区域。基于此,在电极组件10卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,可在通过胶层15稳固绝缘层14相对于极片的位置和状态的基础上,有效降低胶层15对绝缘层14的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形,可便于绝缘层14在电池单体使用期间持久、可靠地发挥效用,可有效降低绝缘层14在电池单体使用期间出现撕裂缺陷的风险,可有效保障并延长绝缘层14的使用寿命。
综上,本申请实施例提供的电池单体,可通过胶层15将绝缘层14稳固、可靠地粘接至任意圈正极极片11或负极极片12的弯折部分,使得绝缘层14在电池单体使用期间能够持久、可靠地稳定在弯折区17,可有效降低绝缘层14发生移位、脱落的风险,从而可保障绝缘层14在电池单体使用期间能够持久、稳定、可靠地在特定位置发挥效用。并且,还通过使胶层15在绝缘层14的厚度方向上的投影面积小于绝缘层14在其厚度方向的投影面积,以在电极组件10卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,有效降低胶层15对绝缘层14的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形,可便于绝缘层14在电池单体使用期间持久、可靠地发挥效用,可有效降低绝缘层14在电池单体使用期间出现撕裂缺陷的风险,可相应保障并延长绝缘层14的使用寿命。
在此基础上,本申请实施例提供的电池单体,还可在电极组件10卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,通过设于弯折区17的绝缘层14,对极片的弯折部分承受的弯折应力形成缓冲效用,从而可有效降低极片的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险,可有效降低电极组件10的弯折区17因活性物质减少而加剧析出金属现象的风险,可有效缓解枝晶的生长速率,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。并且,即使随着使用时间的延长,电极组件10的弯折区17生长出了枝晶,通过具有绝缘特性的绝缘层14也可对朝其生长的枝晶形成绝缘阻碍,可阻止枝晶直接接触导通正极极片11和负极极片12,甚至可阻碍、延缓枝晶的生长,从而可有效延缓“枝晶直接造成电池单体内部短路”的现象发生,可有效延缓“枝晶因短路而发热融掉枝晶周侧的隔膜13,造成隔膜13融掉处的正极极片11部分和负极极片12部分直接接触短路”的现象发生,可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,胶层15包括多个胶体151,至少部分胶体151分布于绝缘层14的边沿区域。
需要说明的是,基于“在绝缘层14的厚度方向上,胶层15的投影面积小于绝缘层14的投影面积”的设置,本实施例将胶层15划分成多个胶体151,任意两个胶体151之间可以抵接设置,也可以间隔设置,本实施例对此不做限制。
绝缘层14沿其厚度方向的一侧具有多侧边沿。例如,当绝缘层14呈长方体时,绝缘层14沿其厚度方向的一侧具有四侧边沿。
多个胶体151中,至少部分胶体151分布于绝缘层14的边沿区域,即至少部分胶体151靠近绝缘层14的边沿进行设置。例如,可以是一个胶体151靠近绝缘层14的一侧边沿进行设置。又例如,可以是四个胶体151分别靠近绝缘层14的四侧边沿进行设置。
通过采用上述方案,可通过多个胶体151,尤其通过靠近绝缘层14的边沿进行设置的胶体151,实现将绝缘层14尤其绝缘层14的边沿稳固、可靠地粘接至任意圈正极极片11或负极极片12的弯折部分,从而可使得绝缘层14能够持久、可靠地稳定位置并发挥效用。并且,还可在保障胶层15对绝缘层14的紧固效用的基础上,利于减少胶体151的设置数量和占用区域,从而可有效降低胶层15对绝缘层14的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形,可利于保障绝缘层14的效用和使用寿命。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,胶体151为条状胶体151,多个胶体151沿绝缘层14的宽度方向b间隔设置。
需要说明的是,胶体151为条状胶体151,即胶体151呈条状延伸设置。多个胶体151沿绝缘层14的宽度方向b间隔设置,即多个胶体151沿绝缘层14的宽度方向b依次间隔排布。其中,胶体151的延伸方向相交于绝缘层14的宽度方向b,例如,胶体151的延伸方向可以平行于绝缘层14的长度方向a。
通过采用上述方案,可通过使多个条状胶体151沿绝缘层14的宽度方向b依次间隔排布,使得多个胶体151能够在绝缘层14的一侧优化布局,尤其使得沿绝缘层14的宽度方向b相距最远的两个胶体151能够分别靠近绝缘层14的两侧边沿进行设置。基于此,一方面,可保障各条状胶体151能够稳固、可靠地将绝缘层14尤其绝缘层14的两侧边沿粘接至任意圈极片的弯折部分,从而使得绝缘层14能够持久、可靠地稳定位置并发挥效用。一方面,可在优化布局各条状胶体151的布局以保障对绝缘层14的紧固效用的基础上,有效减少胶体151的设置数量和占用区域,从而可有效降低胶层15对绝缘层14的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形,可利于保障绝缘层14的效用和使用寿命。一方面,可在绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形的期间,使得多个条状胶体151能够随绝缘层14适应地拉开间距、延伸变形,从而可保障胶层15能够持久、可靠地对绝缘层14发挥紧固效用。
请参阅图6、图7、图9,在本申请的一些实施例中,胶体151为条状胶体151,多个胶体151沿绝缘层14的长度方向a间隔设置。
需要说明的是,胶体151为条状胶体151,即胶体151呈条状延伸设置。多个胶体151沿绝缘层14的长度方向a间隔设置,即多个胶体151沿绝缘层14的长度方向a依次间隔排布。其中,胶体151的延伸方向相交于绝缘层14的长度方向a,例如,胶体151的延伸方向可以平行于绝缘层14的宽度方向b。
通过采用上述方案,可通过使多个条状胶体151沿绝缘层14的长度方向a依次间隔排布,使得多个胶体151能够在绝缘层14的一侧优化布局,尤其使得沿绝缘层14的长度方向a相距最远的两个胶体151能够分别靠近绝缘层14的两侧边沿进行设置。基于此,一方面,可保障各条状胶体151能够稳固、可靠地将绝缘层14尤其绝缘层14的两侧边沿粘接至任意圈极片的弯折部分,从而使得绝缘层14能够持久、可靠地稳定位置并发挥效用。另一方面,可在优化布局各条状胶体151的布局以保障对绝缘层14的紧固效用的基础上,有效减少胶体151的设置数量和占用区域,从而可有效降低胶层15对绝缘层14的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形,可利于保障绝缘层14的效用和使用寿命。一方面,可在绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形的期间,使得多个条状胶体151能够随绝缘层14适应地拉开间距、延伸变形,从而可保障胶层15能够持久、可靠地对绝缘层14发挥紧固效用。
请参阅图6、图7、图10,在本申请的一些实施例中,胶体151为块状胶体151,至少部分胶体151分布于绝缘层14的各角部。
需要说明的是,胶体151为块状胶体151,例如可以是圆形块状胶体151,又例如可以是矩形块状胶体151。
绝缘层14沿厚度方向的一侧具有多个角部,例如当绝缘层14呈长方体时,绝缘层14沿厚度方向的一侧具有四个角部。
多个块状胶体151中,至少部分块状胶体151分布于绝缘层14的各角部,例如,绝缘层14沿厚度方向的一侧具有四个角部,可以是四个及以上的块状胶体151分别设置于绝缘层14的四个角部。其中,分布于绝缘层14的各角部的块状胶体151可相当于靠近绝缘层14的边沿进行设置。
通过采用上述方案,可通过多个块状胶体151,尤其通过分布于绝缘层14的各角部的块状胶体151,实现将绝缘层14尤其绝缘层14的角部和边沿,稳固、可靠地粘接至任意圈极片的弯折部分,从而可使得绝缘层14能够持久、可靠地稳定位置并发挥效用。并且,由于胶体151呈块状,且多个块状胶体151能够在绝缘层14的一侧优化布局,从而可利于在保障胶层15对绝缘层14的紧固效用的基础上,有效减少胶体151的设置数量和占用区域,从而可有效降低胶层15对绝缘层14的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形,可利于保障绝缘层14的效用和使用寿命。并且,在绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形的期间,多个块状胶体151可随绝缘层14适应地拉开间距,从而可保障胶层15整体对绝缘层14的紧固效用持久有效。
请参阅图4、图6、图7,在本申请的一些实施例中,胶层15为耐电解液20的热熔胶。
需要说明的是,热熔胶是一种可塑性的粘合剂,常温呈固体状态,加热融化后能快速粘接。热熔胶具有粘接迅速、粘接牢固、性能稳定、成本低廉等特点。
通过采用上述方案,可通过具有粘接迅速、粘接牢固、性能稳定等特性的热熔胶形成胶层15,以便于方便、快捷、可靠地将绝缘层14牢固地粘接至极片的弯折部分。并且,基于热熔胶的耐电解液20特性,还可保障胶层15在电池单体使用期间能够对绝缘层14发挥持久有效的紧固效用。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,在绝缘层14的厚度方向上,胶层15的投影面积与绝缘层14的投影面积的比值为20%~50%。
需要说明的是,在绝缘层14的厚度方向上,胶层15的投影面积小于绝缘层14的投影面积。通过将胶层15的投影面积除以绝缘层14的投影面积,可得到胶层15的投影面积与绝缘层14的投影面积的比值,该比值为20%~50%,例如为25%。
通过采用上述方案,在电极组件10卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,可在保障胶层15对绝缘层14的紧固效用的基础上,有效降低胶层15相对于绝缘层14的面积占比,从而可有效降低胶层15对绝缘层14的延伸性能和变形性能的负面影响,从而可便于绝缘层14随极片适应地发生延伸、变形,可便于绝缘层14在电池单体使用期间持久、可靠地发挥效用,可有效降低绝缘层14在电池单体使用期间出现撕裂缺陷的风险,可有效保障并延长绝缘层14的使用寿命。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,胶层15的厚度为2 um ~8 um。
需要说明的是,胶层15的厚度指的是胶层15沿其厚度方向上的尺寸,也即是胶层15沿绝缘层14的厚度方向上的尺寸。
通过采用上述方案,可在保障胶层15对绝缘层14的紧固效用的基础上,有效减薄胶层15的厚度,从而可利于保障并提高电极组件10及电池单体的能量密度。
请参阅图5、图6、图7,在本申请的一些实施例中,弯折区17中,至少一个绝缘层14通过胶层15粘接在最内圈的正极极片112的内侧。
需要说明的是,电极组件10中,可一个弯折区17设置绝缘层14,也可多个弯折区17均设置绝缘层14。在设有绝缘层14的弯折区17中,至少一个绝缘层14通过胶层15粘接在最内圈的正极极片112的弯折部分的内侧。
由于越内圈的曲率半径越小,最内圈的正极极片112的弯折部分以及最内圈的负极极片122的弯折部分会受到较大的弯折应力,且会比较容易掉粉,导致最内圈的正极极片112的弯折部分和最内圈的负极极片122的弯折部分之间会比较容易产生析出金属。又由于最内圈的正极极片112的弯折部分相对位于最内圈的负极极片122的弯折部分的外侧,主要是在电池单体充电过程中容易从最内圈的负极极片122的弯折部分产生析出金属现象。
因而,通过采用上述方案,一方面,可在“最内圈的负极极片122的弯折部分产生析出金属,并随着时间延长,从隔膜13的弯折部分的缺陷处生长出枝晶”时,通过设置在最内圈的正极极片112的弯折部分内侧的绝缘层14,对生长的枝晶进行绝缘阻隔,以阻止枝晶直接接触导通正极极片11和负极极片12,从而可在容易产生析出金属的最内圈的正极极片112和最内圈的负极极片122之间,有效延缓“枝晶直接造成电池单体内部短路”的现象发生,有效延缓“枝晶因短路而发热融掉枝晶周侧的隔膜13,造成隔膜13融掉处的正极极片11部分和负极极片12部分直接接触短路”的现象发生,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
另一方面,可在电极组件10卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,通过设置在最内圈的正极极片112的弯折部分内侧的绝缘层14,对最内圈的正极极片112的弯折部分承受的挤压应力进行缓冲,以降低最内圈的正极极片112的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险;甚至还可对最内圈的负极极片122的弯折部分承受的拉伸应力进行缓冲,以降低最内圈的负极极片122的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险。从而可有效降低因活性物质减少而加剧析出金属现象的风险,可有效缓解最内圈的正极极片112和最内圈的负极极片122之间的枝晶的生长速率,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
请参阅图5、图6、图7,在本申请的一些实施例中,弯折区17中,至少一个绝缘层14通过胶层15粘接在最内圈的正极极片112的外侧。
需要说明的是,电极组件10中,可一个弯折区17设置绝缘层14,也可多个弯折区17均设置绝缘层14。在设有绝缘层14的弯折区17中,至少一个绝缘层14通过胶层15粘接在最内圈的正极极片112的弯折部分的外侧。
由于最内圈的正极极片112的弯折部分会受到较大的弯折应力,通过采用上述方案,可在电极组件10卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,通过设置在最内圈的正极极片112的弯折部分外侧的绝缘层14,对最内圈的正极极片112的弯折部分承受的拉伸应力进行缓冲,以降低最内圈的正极极片112的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险;甚至还可对次内圈的负极极片123的弯折部分承受的挤压应力进行缓冲,以降低次内圈的负极极片123的弯折部分出现撕裂缺陷导致活性物质减少的风险。从而可有效降低因活性物质减少而加剧析出金属现象的风险,可有效缓解最内圈的正极极片112和次内圈的负极极片123之间的枝晶的生长速率,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
其中,次内圈的负极极片123是位于最内圈的正极极片112外侧的一圈负极极片12。当电池单体充电时,最内圈的正极极片112的外表面提供的活性离子可运动至次内圈的负极极片123,并嵌入次内圈的负极极片123的负极活性物质中。
因而,通过采用上述方案,还可在电池单体使用期间,通过设置在最内圈的正极极片112的弯折部分外侧的绝缘层14,对朝向其生长的枝晶进行绝缘阻隔,以阻止枝晶直接接触导通最内圈的正极极片112和次内圈的负极极片123。从而可在最内圈的正极极片112和次内圈的负极极片123之间,有效延缓“枝晶直接造成电池单体内部短路”的现象发生,有效延缓“枝晶因短路而发热融掉枝晶周侧的隔膜13,造成隔膜13融掉处的正极极片11部分和负极极片12部分直接接触短路”的现象发生,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
请参阅图5、图6、图7,在本申请的一些实施例中,弯折区17设有两个绝缘层14,其中一个绝缘层14通过胶层15粘接在最内圈的正极极片112的内侧,另外一个绝缘层14通过胶层15粘接在最内圈的正极极片112的外侧。
需要说明的是,电极组件10中,可一个弯折区17设置绝缘层14,也可多个弯折区17均设置绝缘层14。在设有绝缘层14的弯折区17中,在最内圈的正极极片112的弯折部分的内侧和外侧各设置一个绝缘层14,绝缘层14通过胶层15与极片粘接。
通过采用上述方案,弯折区17可通过两个绝缘层14,在容易产生析出金属、析出金属情况相对严重的“最内圈的正极极片112和最内圈的负极极片122之间”以及“最内圈的正极极片112和次内圈的负极极片123之间”有效延缓短路风险,并在承受弯折应力较大、容易出现撕裂缺陷的最内圈的正极极片112的弯折部分处有效缓解挤压应力和拉伸应力,实现降低弯折撕裂风险,从而可有效延长电池单体的使用寿命,可有效提升电池单体的安全性。在最大化绝缘层14的效用的同时,通过采用上述方案,还可减少绝缘层14的设置数量,而实现保障并提高电极组件10及电池单体的能量密度。
请参阅图5、图6、图7,在本申请的一些实施例中,电极组件10具有主体区16以及设置于主体区16的端侧的弯折区17。绝缘层14具有弯曲设置于弯折区17的弯曲段141,以及与弯曲段141的端部连接且设于主体区16的延伸段142。
需要说明的是,如图5所示,呈卷状结构的电极组件10具有主体区16和弯折区17,主体区16是卷状结构中相对设于中部且相对平直的部分,而弯折区17则是卷状结构中设于主体区16端侧且弯折的部分。
绝缘层14具有弯曲段141,绝缘层14的弯曲段141设置于弯折区17,即设置于极片的弯折部分的内侧或外侧。绝缘层14具有一个或两个延伸段142,当延伸段142设置一个时,延伸段142从弯曲段141的一端延伸形成,并设置于主体区16;当延伸段142设置两个时,两个延伸段142分别从弯曲段141的相对两端延伸形成,并均设置于主体区16,两个延伸段142的延伸长度可相同也可不同。
由于在卷绕前便将绝缘层14通过胶层15粘接在连续式正极极片11或连续式负极极片12的预设位置处,通过采用上述方案,可相应延长绝缘层14的设置区域,并使得绝缘层14在连续式正极极片11或连续式负极极片12上的预设位置具有较宽的容错范围,从而可有效保障在卷绕成型电极组件10时,绝缘层14能够保有被夹持于极片的弯折部分和隔膜13之间的弯曲段141,以及可根据位置容错性适应延伸至主体区16的延伸段142,从而可有效降低对绝缘层14在连续式正极极片11或连续式负极极片12上的预设位置的精度要求,可有效保障并提高电极组件10的生产良率。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,绝缘层14设有多个孔。
需要说明的是,绝缘层14设有多个孔。由于胶层15在绝缘层14的厚度方向上的投影面积小于绝缘层14在其厚度方向的投影面积,绝缘层14的多个孔中的至少部分未被胶层15封堵。未被胶层15封堵的孔可供活性离子自由穿透。
通过采用上述方案,在电池单体充放电过程中,活性离子可自由穿透绝缘层14和隔膜13的孔隙,而实现在正极极片11和负极极片12之间运动。从而可有效保障绝缘层14的设置不会对电池单体充放电过程造成较大影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
请参阅图5、图6、图7,在本申请的一些实施例中,绝缘层14的孔隙率与隔膜13的孔隙率的差值的绝对值小于或等于25%。
需要说明的是,本实施例中,孔隙率可以通过气体置换法进行确定。具体地,可以参考GB/T 24586-2009,通过下列步骤确定:将绝缘层14或隔膜13浸渍于碳酸甲乙酯(EMC)中清洗,再填入具体的设备,利用气体置换法测定。其中,绝缘层14中的孔体积占绝缘层14总体积的百分比即为绝缘层14的孔隙率,隔膜13中的孔体积占隔膜13总体积的百分比即为隔膜13的孔隙率。具体地,孔隙率=(V‑V0)/V×100%,其中V0为真体积,V为表观体积。
还需要说明的是,绝缘层14的孔隙率可以大于隔膜13的孔隙率,且绝缘层14的孔隙率减隔膜13的孔隙率得到的差值小于或等于25%。例如,绝缘层14的孔隙率为50%,隔膜13的孔隙率为35%,绝缘层14的孔隙率与隔膜13的孔隙率的差值为15%。又例如,绝缘层14的孔隙率为40%,隔膜13的孔隙率为35%,绝缘层14的孔隙率与隔膜13的孔隙率的差值为5%。
绝缘层14的孔隙率也可以小于隔膜13的孔隙率,且隔膜13的孔隙率减绝缘层14的孔隙率得到的差值小于或等于25%。
通过采用上述方案,可使得绝缘层14的孔隙率与隔膜13的孔隙率相差不大,基于此,可便于活性离子自由、正常地穿透绝缘层14和隔膜13,从而可有效保障绝缘层14的设置不会对电池单体充放电过程造成较大影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
请参阅图5、图6、图7,在本申请的一些实施例中,绝缘层14的孔隙率与隔膜13的孔隙率的差值的绝对值小于或等于10%。
通过采用上述方案,可使得绝缘层14的孔隙率与隔膜13的孔隙率相近设置,如此,可便于活性离子自由、正常地穿透绝缘层14和隔膜13,而实现在正极极片11和负极极片12之间运动,从而可有效保障绝缘层14的设置不会对电池单体充放电过程造成较大影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
请参阅图5、图6、图7,在本申请的一些实施例中,绝缘层14为聚烯烃隔膜,例如为聚丙烯(PP)隔膜。
通过采用上述方案,可通过采用如聚丙烯隔膜等聚烯烃隔膜制成绝缘层14,以保障绝缘层14的孔隙率与隔膜13的孔隙率相近设置甚至相同设置,从而可保障活性离子能够自由、正常地穿透绝缘层14和隔膜13,可有效保障绝缘层14的设置不会对电池单体充放电过程造成较大影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,绝缘层14的孔隙率为40%~50%。
需要说明的是,理论上,绝缘层14的孔隙率越大,透气度越好。但是,随着绝缘层14的孔隙率的增大,相同质量的胶层15在涂覆于绝缘层14的侧面时,渗入绝缘层14的孔隙中的胶水量会增多,留置于绝缘层14的表面的胶水量会减少,致使绝缘层14的透气度以及胶层15的粘接力会变差,从而致使绝缘层14与极片的固定效果变差,致使活性离子的穿透率和电导率变差。
因而,通过采用上述方案,一方面,可保障绝缘层14的透气度适中,可保障活性离子能够自由、正常穿透绝缘层14。另一方面,可保障胶层15在涂覆于绝缘层14的侧面时渗入绝缘层14的孔隙中的胶水量较少,而留置于绝缘层14的表面的胶水量较多,从而可保障胶层15的粘接力,可保障绝缘层14能够经由胶层15与极片实现可靠固定,并可降低胶层15对绝缘层14的孔隙的封堵影响,可保障活性离子能够自由、正常穿透绝缘层14,可保障电导率。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,绝缘层14的孔的孔径为A,绝缘层14的厚度为B,24≤B/A≤400。
需要说明的是,绝缘层14具有若干孔隙,绝缘层14的孔的孔径A指的是绝缘层14的各孔的径向尺寸。
可以理解的是,绝缘层14的各孔的孔径A可以完全相同,也可以不尽相同,该孔径可以是指各孔孔径相同情况下的孔径,也可以是各孔孔径不完全相同情况下的任意部分孔的孔径。
可以理解的是,绝缘层14的各孔的形状可以呈圆形,也可以呈如矩形等其他形状。当孔的形状呈圆形时,孔的孔径A指的是孔的直径;当孔的形状呈矩形等其他形状时,孔的孔径A指的是孔在垂直于中轴线的径向上的尺寸。
还需要说明的是,绝缘层14的厚度B指的是绝缘层14沿其厚度方向a上的尺寸。
B/A指的是绝缘层14的厚度B与绝缘层14的孔的孔径A在单位相同情况下的比值。
当B/A小于24时,绝缘层14的厚度B会过小,而绝缘层14的孔的孔径A会过大,此时,枝晶会比较容易刺破绝缘层14或者穿过绝缘层14,无法起到阻隔效果。
当B/A大于400时,绝缘层14的厚度B会过大,而绝缘层14的孔的孔径A会过小,此时,活性离子在绝缘层14中穿梭的路径会过长,并且因绝缘层14的孔的孔径A过小,活性离子穿梭困难,容易造成更多的活性离子析出。
因而,通过采用上述方案,可使得绝缘层14的厚度B和绝缘层14的孔的孔径A均适中,基于此,一方面,可使得枝晶不容易刺破绝缘层14或者穿过绝缘层14,从而可保障绝缘层14对枝晶的阻隔效果;另一方面,可使得活性离子容易在绝缘层14中穿梭且穿梭路径较短,从而可降低活性离子因穿梭困难而析出的风险。由此,即可有效延长电池单体的使用寿命,可有效提升电池单体的安全性。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,绝缘层14的孔的孔径为0.05 um~0.5 um。
需要说明的是,理论上,绝缘层14的孔的孔径越大,透气度越好。但是,随着绝缘层14的孔的孔径的增大,相同质量的胶层15在涂覆于绝缘层14的侧面时,渗入绝缘层14的孔隙中的胶水量会增多,留置于绝缘层14的表面的胶水量会减少,致使绝缘层14的透气度以及胶层15的粘接力会变差,从而致使绝缘层14与极片的固定效果变差,致使活性离子的穿透率和电导率变差。并且,随着绝缘层14的孔的孔径的增大,在电池单体使用期间,绝缘层14对从隔膜13的缺陷处生长出的枝晶的阻隔效果会变差,甚至可能出现从绝缘层14的孔隙中生长出枝晶的风险。
因而,通过采用上述方案,一方面,可保障绝缘层14的透气度适中,可保障活性离子能够自由、正常穿透绝缘层14的孔隙。一方面,可保障胶层15在涂覆于绝缘层14的侧面时渗入绝缘层14的孔隙中的胶水量较少,而留置于绝缘层14的表面的胶水量较多,从而可保障胶层15的粘接力,可保障绝缘层14能够经由胶层15与极片实现可靠固定,并可降低胶层15对绝缘层14的孔隙的封堵影响,可保障活性离子能够自由、正常穿透绝缘层14,可保障电导率。一方面,可在电池单体使用期间,保障绝缘层14对从隔膜13的缺陷处生长出的枝晶的阻隔效果,并降低从绝缘层14的孔隙中生长出枝晶的风险,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,绝缘层14的厚度为12 um~20 um。
需要说明的是,理论上,绝缘层14的厚度越大,绝缘层14对枝晶的绝缘阻隔效果越佳。但是,随着绝缘层14的厚度的增大,电池单体的能量密度会降低,且活性离子穿透绝缘层14的穿透率会变差,从而致使电导率变差,甚至致使析出金属现象加剧。
因而,通过采用上述方案,可保障绝缘层14的厚度适中,以在保障绝缘层14能够对朝其生长的枝晶形成较佳的绝缘阻隔效果的基础上,降低绝缘层14对电池单体的能量密度以及活性离子穿透绝缘层14的穿透率的影响,从而可保障电导率,可保障电池单体的充放电性能,可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,在绝缘层14的厚度方向上,胶层15避让孔。
需要说明的是,基于“在绝缘层14的厚度方向上,胶层15的投影面积小于绝缘层14的投影面积”的设置,本实施例可将胶层15避让、避开绝缘层14的孔进行设置,以避免胶层15对绝缘层14的孔形成封堵。
通过采用上述方案,可在保障胶层15对绝缘层14的紧固效用的基础上,较大程度地降低胶层15对绝缘层14的孔的封堵影响,从而可便于活性离子在电池单体充放电过程中自由穿透绝缘层14和隔膜13的孔隙,而实现在正极极片11和负极极片12之间运动,从而可有效降低绝缘层14的设置对电池单体充放电过程的影响,可有效保障电池单体的充放电性能。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,绝缘层14在其宽度方向b上的抗张强度大于或等于1000 kgf / cm 2
需要说明的是,绝缘层14的长度方向a对应极片的延伸方向,也是极片的卷绕方向,绝缘层14的宽度方向b对应极片的宽度方向。通过对绝缘层14施加沿宽度方向b的拉力,直至绝缘层14无法承受拉力而被拉断时,可测得绝缘层14在其宽度方向b上的抗张强度。绝缘层14在其宽度方向b上的抗张强度,能够反映绝缘层14在受到拉力时于其宽度方向b抵抗破坏的能力。
由于绝缘层14设置于弯折区17,在电极组件10卷绕和预压成型期间以及在电池单体使用期间,绝缘层14均承受一定的拉力。基于此,通过采用上述方案,可保障绝缘层14在其宽度方向b具有足够的抗张强度,可有效降低绝缘层14在拉力作用下发生断裂、开裂缺陷的风险,从而可保障并提高绝缘层14对从隔膜13的缺陷处生长出的枝晶的绝缘阻隔效用,可有效降低枝晶沿绝缘层14的断裂、开裂缺陷继续生长的风险,从而可相应延长电池单体的使用寿命,可相应提升电池单体的安全性。
补充说明的是,当绝缘层14在其宽度方向b具有足够的抗张强度时,绝缘层14在其延伸方向上的抗张强度基本也能够满足需求。因此,本实施例对绝缘层14在其延伸方向上的抗张强度不做具体限定。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,绝缘层14在其宽度方向b上的延伸率大于或等于10%。
需要说明的是,通过对绝缘层14施加沿宽度方向b的拉力,直至绝缘层14无法承受拉力而被拉断时,绝缘层14在其宽度方向b上的拉伸变形部分与原长的百分比值即为绝缘层14在其宽度方向b上的延伸率。
由于在电池单体使用期间,电极组件10可能出现膨胀变形,设置于电极组件10的弯折区17的绝缘层14需具备一定的延伸变形的性能。基于此,通过采用上述方案,可保障绝缘层14在其宽度方向b具有足够的延伸率,以保障绝缘层14能够随电极组件10适应性延伸变形,从而可保障绝缘层14的效用范围能够覆盖极片的对应区域,可保障绝缘层14能够对从隔膜13的缺陷处生长出的枝晶形成可靠的绝缘阻隔效用。
请参阅图6、图7、图8,在本申请的一些实施例中,绝缘层14在105℃的收缩率为0~3%。
需要说明的是,通过比较“绝缘层14在105℃的尺寸”相对于“绝缘层14在常温下的尺寸”的收缩情况,可得到绝缘层14在105℃的收缩率。
由于在电池单体使用期间,随着电池单体使用时间的延长,电池单体的内部温度会逐渐升高,导致绝缘层14会出现收缩变形情况,若收缩程度过大,会导致绝缘层14的效用范围可能无法覆盖全极片的对应区域。基于此,通过采用上述方案,可在电池单体使用期间,保障绝缘层14随电池单体内部温度发生的尺寸收缩程度较小,从而可保障绝缘层14的效用范围能够覆盖极片的对应区域,可保障绝缘层14能够对从隔膜13的缺陷处生长出的枝晶形成可靠的绝缘阻隔效用。
请参阅图2,本申请的一些实施例还提供了一种电池1,电池1包括本申请实施例提供的电池单体。
通过采用上述方案,电池1可通过应用本申请实施例提供的电池单体,保障并延长电池1的使用寿命,保障并提高电池1的使用安全性。
请参阅图1,本申请的一些实施例还提供了一种用电装置,用电装置包括本申请实施例提供的电池1或电池单体。
通过采用上述方案,用电装置可通过应用本申请实施例提供的电池1或电池单体,保障并延长用电装置的使用寿命,保障并提高用电装置的使用安全性。
以上仅为本申请的可选实施例而已,并不用于限制本申请。对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (25)

  1. 一种电池单体,其中,所述电池单体包括至少一个电极组件,所述电极组件包括正极极片、负极极片、隔膜、绝缘层和胶层;
    所述正极极片、所述隔膜和所述负极极片层叠并卷绕设置,所述电极组件具有弯折区;
    所述绝缘层的至少一部分和所述胶层的至少一部分设置于所述弯折区,所述绝缘层通过所述胶层粘接至所述正极极片或所述负极极片;在所述绝缘层的厚度方向上,所述胶层的投影面积小于所述绝缘层的投影面积。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体,其中,所述胶层包括多个胶体,至少部分所述胶体分布于所述绝缘层的边沿区域。
  3. 根据权利要求2所述的电池单体,其中,所述胶体为条状胶体,多个所述胶体沿所述绝缘层的宽度方向间隔设置,或多个所述胶体沿所述绝缘层的长度方向间隔设置。
  4. 根据权利要求2所述的电池单体,其中,所述胶体为块状胶体,至少部分所述胶体分布于所述绝缘层的各角部。
  5. 根据权利要求1-4中任一项所述的电池单体,其中,所述胶层为耐电解液的热熔胶。
  6. 根据权利要求1-4中任一项所述的电池单体,其中,在所述绝缘层的厚度方向上,所述胶层的投影面积与所述绝缘层的投影面积的比值为20%~50%。
  7. 根据权利要求1-4中任一项所述的电池单体,其中,所述胶层的厚度为2 um ~8 um。
  8. 根据权利要求1-7中任一项所述的电池单体,其中,所述弯折区中,至少一个所述绝缘层通过所述胶层粘接在最内圈的所述正极极片的内侧。
  9. 根据权利要求1-7中任一项所述的电池单体,其中,所述弯折区中,至少一个所述绝缘层通过所述胶层粘接在最内圈的所述正极极片的外侧。
  10. 根据权利要求1-7中任一项所述的电池单体,其中,所述弯折区设有两个所述绝缘层,其中一个所述绝缘层通过所述胶层粘接在最内圈的所述正极极片的内侧,另外一个所述绝缘层通过所述胶层粘接在最内圈的所述正极极片的外侧。
  11. 根据权利要求1-10中任一项所述的电池单体,其中,所述电极组件具有主体区以及设置于所述主体区的端侧的弯折区;所述绝缘层具有弯曲设置于所述弯折区的弯曲段,以及与所述弯曲段的端部连接且设于所述主体区的延伸段。
  12. 根据权利要求1-11中任一项所述的电池单体,其中,所述绝缘层设有多个孔。
  13. 根据权利要求12所述的电池单体,其中,所述绝缘层的孔隙率与所述隔膜的孔隙率的差值的绝对值小于或等于25%。
  14. 根据权利要求13所述的电池单体,其中,所述绝缘层的孔隙率与所述隔膜的孔隙率的差值的绝对值小于或等于10%。
  15. 根据权利要求12所述的电池单体,其中,所述绝缘层为聚烯烃隔膜。
  16. 根据权利要求12所述的电池单体,其中,所述绝缘层的孔隙率为40%~50%。
  17. 根据权利要求12所述的电池单体,其中,所述绝缘层的孔的孔径为A,所述绝缘层的厚度为B,24≤B/A≤400。
  18. 根据权利要求17所述的电池单体,其中,所述绝缘层的孔的孔径A为0.05 um~0.5 um。
  19. 根据权利要求17所述的电池单体,其中,所述绝缘层的厚度B为12 um~20 um。
  20. 根据权利要求12-19中任一项所述的电池单体,其中,在所述绝缘层的厚度方向上,所述胶层避让所述孔。
  21. 根据权利要求1-20中任一项所述的电池单体,其中,所述绝缘层在其宽度方向上的抗张强度大于或等于1000 kgf / cm 2
  22. 根据权利要求1-20中任一项所述的电池单体,其中,所述绝缘层在其宽度方向上的延伸率大于或等于10%。
  23. 根据权利要求1-20中任一项所述的电池单体,其中,所述绝缘层在105℃的收缩率为0~3%。
  24. 一种电池,其中,所述电池包括如权利要求1-23中任一项所述的电池单体。
  25. 一种用电装置,其中,所述用电装置包括如权利要求24所述的电池,或如权利要求1-23中任一项所述的电池单体。
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