本申请提供了一种电芯，可以改善包括该电芯的电能存储装置的循环性能。该电芯包括壳体以及置于壳体内的电解液和至少一个极组，其中，该至少一个极组与壳体之间设置有缓释层，缓释层用于在壳体对该至少一个极组的不同部位产生不均匀的束缚力的情况下，使得该至少一个极组的不同部位受到的束缚力均匀，缓释层是与电解液不发生化学反应或者电化学反应的材料。
An electric and electric energy storage device
The application provides an electric core to improve the cycle performance of the electric energy storage device including the core. The core comprises a shell and an electrolyte in the shell and at least one pole group, in which the at least one pole and the shell are provided with a sustained release layer, which is used for the different parts of the at least one pole group to be subjected to an uneven binding force at different parts of the at least one pole of the shell. The binding force is uniform, and the slow release layer is a material without chemical reaction or electrochemical reaction with the electrolyte.
【技术实现步骤摘要】
一种电芯和电能存储装置
本申请涉及电能存储领域，尤其涉及一种电芯和电能存储装置。
技术介绍
锂离子电池作为一种电能存储装置，在很多领域都有广泛的应用。随着锂离子电池技术的进步和成本的降低，越来越多地应用于汽车、通信基站、数据中心和储能电站等领域。目前，动力或者储能用的锂离子电池，根据外形尺寸可以分为软包、圆柱、和方形硬壳这几类。从行业发展趋势来说，硬壳电池由于其自身的长循环、耐穿刺、大容量等特性，越来越成为锂离子电池的发展方向之一。随着新的应用场景和使用方法的挖掘，对锂离子电池的循环性能要求越来越高。例如，电站储能领域和乘用车快充领域，按照10年的设计寿命，每天2～3次的循环，加上电池包的打折，对电池寿命的需求可以达到10000次。而目前主流产品的循环次数均不超过5000次。由此可见，现有的锂离子电池的循环性能不够理想，大多还不能满足循环需求。
技术实现思路
本申请提供一种电芯和电能存储装置，可以改善电能存储装置的循环性能。第一方面，本申请提供了一种电芯，该电芯包括壳体以及置于壳体内的电解液和至少一个极组，其中，该至少一个极组与壳体之间设置有缓释层，缓释层用于在壳体对该至少一个极组的不同部位产生不均匀的束缚力的情况下，使得该至少一个极组的不同部位受到的束缚力均匀，缓释层是与电解液不发生化学反应或者电化学反应的材料。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，缓释层具有吸附电解液的能力，缓释层在受到压力作用时可以释放出吸附的电解液。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，缓释层粘贴在所述壳体的内表面上。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，壳体为方形壳体，缓释层粘贴在方形壳体的第一内表面和第二内表面，所述第一内表面和所述第二内表面是所述方形壳体相对的两个内表面，且所述第一内表面和所述第二内表面是所述方形壳体的内表面中面积最大的两个内表面。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，缓释层粘贴在该至少一个极组中的第一极组的外表面上，第一极组是该至少一个极组中最靠近壳体的内表面的极组。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，该极组为至少两个，该至少两个极组中至少有两个相邻的极组之间设置有缓释层。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，缓释层由以下任意一种材料制成：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、尼龙、聚己内酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚氨酯、明胶、壳聚糖、纤维素及其衍生物。结合第一方面，在第一方面的某些实现方式中，缓释层的厚度大于或等于0.5mm，且小于或等于20mm。第二方面，本申请提供一种电能存储装置，包括第一方面及其任意一种可能的实现方式中所述的电芯和保护电路，其中，保护电路用于使电芯工作在安全工作状态。第三方面，本申请提供一种终端设备，包括第二方面所述的电能存储装置和至少一个电子器件，该电能存储装置用于向该至少一个电子器件供电。在本申请的技术方案中，通过在电芯的壳体和极组之间设置缓释层，从而在壳体对极组的不同部位产生不均匀的束缚力的情况下，缓释层可以起到均衡(或者说，缓释)不均匀的束缚力的作用，使得极组的不同部位受到的束缚力均匀，从而避免由于电芯的壳体对极组的不同部位产生不均匀的束缚力而导致电能存储装置循环失效的问题，进而能够改善包括该电芯的电能存储装置的循环性能。附图说明图1是方形硬壳锂离子电池容易析锂区域的示意图。图2为本申请提供的电芯100的示意性结构图。图3是电能存储装置中的极组发生膨胀时的示意图。图4是多个极组排布结构的示意图。图5是缓释层在电芯中的一种设置方式。图6为缓释层在电芯中的另一种设置方式。图7是缓释层在电芯中的又一种设置方式。图8是缓释层在电芯中的又一种设置方式。图9是缓释层在电芯中的又一种设置方式。图10是缓释层是电芯中的又一种设置方式。图11是缓释层是电芯中的又一种设置方式。图12是缓释层是电芯中的又一种设置方式。图13是本申请的电能存储装置与现有的硬壳锂离子电池的循环性能的对比图。具体实施方式下面将结合附图，对本申请中的技术方案进行描述。本申请提供的技术方案，包括但不限于正极材料为磷酸铁锂、锰酸锂、磷酸铁锰锂、钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝(NickelCobaltAluminum，NCA)中的一种或几种，负极材料为碳基材料(例如，人造石墨、天然石墨、软碳、硬碳、中间相炭微球)，硅基材料(例如，纯硅、硅合金、硅碳、纳米硅、氧化亚硅)，钛基材料(例如，钛酸锂)以及锂金属类的一种或几种。并且，液态、凝胶态、固态等形式的锂离子电池，本申请的技术方案也都是适用的。因此，本申请实施例中所说的电能存储装置，可以是以上任意一种类型的锂离子电池。需要说明的是，一般意义上所说的电池包括电芯和保护电路。但是，有些电池不具有保护电路，此种情况下，电芯也就是电池。可以理解的是，保护电路用于使电芯工作在安全工作状态。例如，保护电路可以包括过流保护、过充电保护、过放电保护、短路保护等功能。对于保护电路的这些功能的实现和原理可以参考现有技术，本文不作详述。一个电芯通常包括壳体、极组和电解液。极组和电解液置于壳体内。壳体内可以仅有一个极组，或者，也可以有多个极组。极组是由正极片、负极片和位于正极片和负极片之间的阻隔物质(例如隔膜等)组成的电池活性物质载体的物理整体。具体地，极片可以通过卷绕的方式构成极组(称作卷绕式极组)，也可以通过叠片的方式构成极组(称作叠片式极组)。鉴于现有的锂离子电池大多存在循环失效的现象，循环性能还不能满足锂离子电池在诸多领域使用时的循环需求(例如，循环寿命较短)，因此，本申请旨在提出一种能够改善锂离子电池的循环性能的方法。本申请的专利技术人在对循环失效的锂离子电池进行分析时发现，循环失效的锂离子电池壳体表面均有不同程度的鼓起。最初怀疑是锂离子电池产气导致了壳体膨胀。但随着分析的深入，发现鼓起的原因主要是由于锂离子电池的极组对壳体挤压所致。对极组进行拆解分析，发现极片在接近壳体边缘的方向，均出现了不同程度的析锂现象。以方形硬壳锂离子电池为例，容易析锂区域可以参见图1所示。图1是方形硬壳锂离子电池容易析锂区域的示意图。进一步研究得到如下结论：(1)壳体边缘对极组的束缚力最大，壳体的中心位置对极组的束缚力最小。在锂离子电池的循环过程中，锂离子在束缚力较大的位置嵌锂困难，因此容易在负极表面析出。宏观表现为极片两端出现析锂。(2)极组的不同部位受力均匀时，极片各个位置嵌锂能力相当，不容易出现析锂现象。由此，本申请的专利技术人发现锂离子电池的壳体对极组的不同部位的束缚力不均，才是导致极片边缘析锂的主要原因，并由此导致壳体表面鼓起，引起锂离子电池循环失效。基于上述分析结果(1)容易想到，如果要改善锂离子电池的循环性能，需要避免锂离子电池的极组对壳体的挤压，而锂离子电池的极组之所以挤压壳体，如上文所述，是因为极片在靠近壳体边缘的位置出现了析锂。而进一步地，导致极片在壳体边缘析锂的原因在于锂离子电池的壳体对极组不同部位的束缚力不均，也即，壳体边缘对极组的束缚力较大，而壳体中心位置对极组的束缚力较小。结合上述结论(2)，我们发现，壳体边缘对极组的束缚力较大不是导致极片析锂的主要原因，而是壳体对极组不同部位的束缚力不均匀才是导致极片析锂的主要原因。换句话说，导致锂离子电池循环失效的主要原因在于，锂离子本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电芯，其特征在于，包括壳体以及置于所述壳体内的电解液和至少一个极组，其中，所述至少一个极组与所述壳体之间设置有缓释层，所述缓释层用于在所述壳体对所述至少一个极组的不同部位产生不均匀的束缚力的情况下，使得所述至少一个极组的不同部位受到的束缚力均匀，所述缓释层是与所述电解液不发生化学反应或者电化学反应的材料。
【技术特征摘要】
1.一种电芯，其特征在于，包括壳体以及置于所述壳体内的电解液和至少一个极组，其中，所述至少一个极组与所述壳体之间设置有缓释层，所述缓释层用于在所述壳体对所述至少一个极组的不同部位产生不均匀的束缚力的情况下，使得所述至少一个极组的不同部位受到的束缚力均匀，所述缓释层是与所述电解液不发生化学反应或者电化学反应的材料。2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述缓释层具有吸附电解液的能力，所述缓释层在受到压力作用时可以释放出吸附的电解液。3.根据权利要求1或2所述的电芯，其特征在于，所述缓释层粘贴在所述壳体的内表面上。4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述壳体为方形壳体，所述缓释层粘贴在所述方形壳体的第一内表面和第二内表面，所述第一内表面和所述第二内表面是所述方形壳体相对的两个内表面，且所述第一内表面和所述第二内表面是所述方形壳体的内表面中面积最大的两个内表面。5.根据权利要求1或2所述的电芯，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：张光辉，毕广春，冯东，
申请(专利权)人：华为数字技术苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32
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