【技术实现步骤摘要】
本技术涉及电池,特别涉及一种电芯、电池及电子装置。
技术介绍
1、由于锂离子电池有着高能量密度和轻便易携带的特点,所以从锂离子电池商业化以来,其作为能源载体活跃在通讯、数码相机、摄像机、笔记本等领域。锂离子电池在充电过程中,锂离子会从正极脱嵌并嵌入负极。但是当一些异常状况发生、并造成从正极脱嵌的锂离子无法嵌入负极的话,那么锂离子就只能析出在负极表面,从而形成一层灰色的物质,这就叫做析锂。当负极过量不足时,从正极脱嵌后来到负极的锂离子没有足够的嵌入空间,因而只能形成金属锂单质并析出在负极表面,而且随着充放电的不断进行,析出的锂离子会长大,形成锂晶枝,当锂晶枝长到一定程度后会刺穿隔膜,造成正负极短路,进而产生严重的安全隐患。因此在正负极配对时负极需要给出一定的过量,以防止在充放电过程中负极量不足造成的析锂,低容等问题。
2、在传统的电芯设计中,为了防止负极片的头尾部析锂,通常对电芯中的负极的头尾部作增厚处理,正极的头尾部做削薄处理,且在常规的电芯制造工艺过程中,通常通过宽幅涂布方式,再对电芯整体进行分切,从而形成单电芯极片。上述的电芯加工方式至少具有以下缺陷,一方面,在涂布过程中无法对正/负极的头尾部做削薄/增厚处理,使得电芯整体加工困难,另一方面,无论是将正极的头尾部进行削薄处理,还是将负极的头尾部进行增厚处理,都会降低电芯的整体能量密度。
技术实现思路
1、本技术的主要目的是提出一种电芯、电池及电子装置,旨在解决在现有的电芯极片分切方式中,无法实现在涂布过程中对正/负极
2、为实现上述目的,本技术提出了一种电芯,包括:
3、正极集流体,所述正极集流体具有第一主体部和第一裁切部,所述第一主体部和所述第一裁切部均设置有第一正极活性物质层;
4、负极集流体,所述负极集流体具有第二主体部和第二裁切部,所述第二主体部设置有第一负极活性物质层,所述第二裁切部设置有第二负极活性物质层;
5、其中,所述第一负极活性物质层的克容量小于所述第二负极活性物质层的克容量,且所述第一负极活性物质层的克容量不小于所述第一正极活性物质层的克容量。
6、在一些实施例中,沿所述负极集流体的宽度方向,所述第二裁切部处的所述第二负极活性物质层由所述负极集流体的一端延伸至所述负极集流体相对的另一端。
7、在一些实施例中,沿所述负极集流体的长度方向,所述第二主体部间隔设置有所述第二负极活性物质层。
8、在一些实施例中,沿所述负极集流体的宽度方向,所述第二主体部处的所述第二负极活性物质层由所述负极集流体的一端延伸至所述负极集流体相对的另一端。
9、在一些实施例中,所述第二裁切部处的所述第二负极活性物质层的宽度d1满足:0mm<d1≤20mm,所述第二主体部处的所述第二负极活性物质层的宽度d2满足:0mm<d2≤20mm。
10、在一些实施例中,所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层在所述负极集流体涂布的面密度均大于所述第一正极活性物质层在所述正极集流体涂布的面密度。
11、在一些实施例中,所述第一负极活性物质层的克容量c1满足:300mah/g≤c1≤350mah/g,所述第二负极活性物质层的克容量c2满足:360mah/g≤c2≤500mah/g。
12、在一些实施例中,所述第一正极活性物质层为钴酸锂结构、磷酸铁锂结构以及磷酸锰铁锂结构中的至少一种,所述第一负极活性物质层为普通石墨结构,所述第二负极活性物质层为硅碳复合结构或者高克容量石墨结构中的至少一种。
13、对应地,本技术还提出了一种电池,包括上述任一实施例所述的电芯。
14、对应地,本技术还提出了一种电子装置,包括上述任一实施例所述的电池。
15、与现有技术相比,本技术的有益效果是:
16、在本技术的技术方案中,对正极集流体和负极集流体表面涂布的活性物质层做了改进,以提高负极集流体的嵌锂能力,避免在负极集流体发生析锂的现象。根据公式“电芯的设计容量=涂层面密度*活性物质比例*活性物质克容量*极片涂层面积”可知,在其他参数一定时,通过增加活性物质克容量可以提高电芯的设计容量,所以为了防止在负极集流体析锂,负极集流体的容量一般会进行过量设计,使得负极集流体的容量高于正极集流体的容量,即第一负极活性物质层的克容量不小于第一正极活性物质层的克容量,以保证从正极集流体脱嵌的锂离子能够全部被负极集流体吸收,而不会导致锂离子游离在负极集流体的表面,避免游离的锂离子得电子后在负极集流体的表面析出锂单质。
17、由于电芯的头尾部更容易析锂,而电芯的头尾部又对应于正负集流体的裁切部处,且析锂现象仅仅会发生在负极集流体处,所以将负极集流体的裁切部处的活性物质层的克容量增加,即第一负极活性物质层的克容量小于第二负极活性物质层的克容量,便可以提高负极集流体吸收锂离子的能力,从而有效避免在电芯的头尾部发生析锂的现象。采用这样的结构,由于仅仅是在第二裁切部进行区域性地涂布高克容量的活性物质,所以能够在保证不析锂的同时,又能够增加电芯的能量密度,避免活性物质材料的浪费,节省电芯的生产成本。
18、应用上述电芯的电池及电子装置的能量密度高,且降低了析锂的风险。
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1.电芯,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述负极集流体的宽度方向,所述第二裁切部处的所述第二负极活性物质层由所述负极集流体的一端延伸至所述负极集流体相对的另一端。
3.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述负极集流体的长度方向,所述第二主体部间隔设置有所述第二负极活性物质层。
4.根据权利要求3所述的电芯,其特征在于,沿所述负极集流体的宽度方向,所述第二主体部处的所述第二负极活性物质层由所述负极集流体的一端延伸至所述负极集流体相对的另一端。
5.根据权利要求4所述的电芯,其特征在于,所述第二裁切部处的所述第二负极活性物质层的宽度D1满足:0mm<D1≤20mm,所述第二主体部处的所述第二负极活性物质层的宽度D2满足:0mm<D2≤20mm。
6.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第一负极活性物质层和所述第二负极活性物质层在所述负极集流体涂布的面密度均大于所述第一正极活性物质层在所述正极集流体涂布的面密度。
7.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第一负极活
8.根据权利要求1至7任一项所述的电芯,其特征在于,所述第一正极活性物质层为钴酸锂结构、磷酸铁锂结构以及磷酸锰铁锂结构中的至少一种,所述第一负极活性物质层为普通石墨结构,所述第二负极活性物质层为硅碳复合结构或者高克容量石墨结构中的至少一种。
9.电池,其特征在于,包括权利要求1至8任一项所述的电芯。
10.电子装置,其特征在于,包括权利要求9所述的电池。
...【技术特征摘要】
1.电芯,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述负极集流体的宽度方向,所述第二裁切部处的所述第二负极活性物质层由所述负极集流体的一端延伸至所述负极集流体相对的另一端。
3.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,沿所述负极集流体的长度方向,所述第二主体部间隔设置有所述第二负极活性物质层。
4.根据权利要求3所述的电芯,其特征在于,沿所述负极集流体的宽度方向,所述第二主体部处的所述第二负极活性物质层由所述负极集流体的一端延伸至所述负极集流体相对的另一端。
5.根据权利要求4所述的电芯,其特征在于,所述第二裁切部处的所述第二负极活性物质层的宽度d1满足:0mm<d1≤20mm,所述第二主体部处的所述第二负极活性物质层的宽度d2满足:0mm<d2≤20mm。
6.根据权利要求1所...
【专利技术属性】
技术研发人员:张少元,王中会,纪荣进,李聪,陈杰,吴声本,
申请(专利权)人:惠州锂威新能源科技有限公司,
类型:新型
国别省市:
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