电芯及具有该电芯的电池制造技术

本申请公开了一种电芯，包括电极组件、收容所述电极组件的包装袋及电解液。所述电解液容纳于所述包装袋内。所述电极组件通过阴极极片、隔膜及阳极极片依序卷绕或堆叠形成。所述阳极极片包括第一集流体及设置于所述第一集流体上的第一活性物质层。所述电解液包括锂盐。所述第一集流体的厚度a满足以下公式：0.02T/(L+5)×c≤a≤(0.3L

【技术实现步骤摘要】
电芯及具有该电芯的电池
本申请涉及电化学领域，具体涉及一种电芯及具有该电芯的电池。
技术介绍
随着能量密度和使用电压的不断提升，电芯在受到机械外力(例如：高速撞击、重物挤压、跌落等)的情况下安全性能将逐步下降，使得用户在使用过程中存在风险。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种具有高机械强度的电芯，以提高其安全性能。本申请实施例提供了一种电芯，该电芯包括电极组件、收容所述电极组件的包装袋及电解液，所述电解液容纳于所述包装袋内，所述电极组件通过阴极极片、隔膜及阳极极片依序卷绕或堆叠形成，所述阳极极片包括第一集流体及设置于所述第一集流体上的第一活性物质层，所述电解液包括锂盐，将一所述阳极极片、与所述阳极极片相邻的一所述阴极极片和与所述阳极极片或所述阴极极片相邻的两层隔膜定义为所述电极组件中的一层，所述第一集流体的厚度a(单位为mm)满足以下公式：0.02T/(L+5)×c≤a≤(0.3L2)/(GT2)，以各参数的数值来计算；其中，T为所述电芯的厚度(单位为mm)，c为所述锂盐的浓度(单位为mol/L)，G为所述电芯在宽度方向上的刚度(单位为N/mm)，L为所述电极组件的层数。在一些实施例中，所述电芯的厚度为1mm～12mm。在一些实施例中，所述第一集流体的厚度为0.003mm～0.04mm。在一些实施例中，所述电芯在宽度方向的刚度为50N/mm～400N/mm。在一些实施例中，所述锂盐的浓度为0.5mol/L～2mol/L。在一些实施例中，所述第一集流体的横向强度为50Mpa～600Mpa。在一些实施例中，所述第一集流体的纵向强度为50Mpa～600Mpa。在一些实施例中，所述阴极极片包括第二集流体及设置于所述第二集流体上的第二活性物质层，所述第二集流体的横向强度为50Mpa～300Mpa。在一些实施例中，所述第二集流体的纵向强度为50Mpa～300Mpa。在一些实施例中，所述第一活性物质层包括第一活性物质和第一粘接剂，所述第一活性物质的质量分数为97％～99％，所述第一粘接剂的质量分数为0.5％～1.5％。在一些实施例中，所述第一粘结剂经过裂解气相色谱质谱联用仪(PY-GCMS)测试后的单体产物包括丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、聚偏二氟乙烯、9-十八烯腈、丙酸丙酯、丙酸乙酯、聚丙烯酸(PAA)、N-甲基吡咯烷酮、4-苯基环己酮中的一种或几种。在一些实施例中，所述第二活性物质层包括第二活性物质和第二粘接剂，所述第二活性物质的质量分数为96％～99％，所述第二粘结剂的质量分数0.5％～2％。在一些实施例中，所述第二粘结剂包括聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯、丁苯橡胶、偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物中的一种或几种。在一些实施例中，所述第二粘结剂经过裂解气相色谱质谱联用仪(PY-GCMS)测试后的单体产物包括丁二烯、丙烯腈、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸异辛酯、丙烯酸异辛酯、聚偏二氟乙烯、9-十八烯腈、丙酸丙酯、丙酸乙酯、聚丙烯酸(PAA)、N-甲基吡咯烷酮、4-苯基环己酮中的一种或几种。在一些实施例中，所述第二活性物质层还包括导电剂，所述导电剂的质量分数为0.5％～2％。在一些实施例中，所述导电剂包括乙炔黑、炭黑、导电炭黑(SuperP)、科琴黑、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、纳米碳纤维、石墨烯中的一种或几种。在一些实施例中，第一集流体中包括Al、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe、Mg、Si、Ti、Zr、V、Zn、Pb、S、P、Sn、As、Bi、Sb中的一种或几种元素。在一些实施例中，第二集流体包括Al、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe、Mg、Si、Ti、Zr、V、Zn、Pb、S、P、Sn、As、Bi、Sb中的一种或几种元素。在一些实施例中，所述隔膜与所述阳极极片的粘接力为0.5N/m～40N/m。在一些实施例中，所述隔膜与所述阴极极片的粘接力为0.5N/m～80N/m。在一些实施例中，所述隔膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、改性聚偏氟乙烯、聚丙烯酸酯、改性聚丙烯酸酯、改性聚乙烯、改性聚丙烯中的一种或几种。本申请实施例还提供了一种电池，该电池包括壳体及如上述所述的电芯，所述电芯收容于所述壳体内。综上所述，本申请的电芯通过调整第一集流体的厚度a、电芯的厚度T、电芯的刚度G、电极组件的层数L以及锂盐的浓度c，以使得第一集流体的厚度a满足该关系式，从而大大提高所述电芯的机械强度，进而提高所述电芯的安全性能。附图说明图1为本申请一实施方式的电芯的示意图。图2为本申请另一实施方式的电芯的示意图。图3为图1所示电芯的平面示意图。图4为所述压头下压的位移量与所述电芯所承受的载荷之间的关系图。图5为图3所示电芯在进行钝针测试时的平面示意图。主要元件符号说明电芯10电极组件11阳极极片111第一集流体1111第一活性物质层1112隔膜112阴极极片113第二集流体1131第二活性物质层1132包装袋12电解液13第一极耳14第二极耳15钝针200如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。参阅图1，本申请实施方式提供了一种电芯10。所述电芯10包括电极组件11、收容所述电极组件11的包装袋12及电解液13。所述电解液13容纳于所述包装袋12内。所述电解液13包括锂盐。在其他实施方式中，所述电解液13还可包括一些常见的有机溶剂，例如：碳酸亚乙酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等。参阅图1和图2，所述电极组件11通过阳极极片111、隔膜112及阴极极片113依序卷绕或堆叠形成。在本实施方式中，所述阳极极片111包括第一集流体1111及设置于所述第一集流体1111上的第一活性物质层1112。所述第一集流体1111的横向强度为50Mpa～600Mpa。所述第一集流体1111的纵向强度为50Mpa～600Mpa。其中，所述第一集流体1111中包括Al、Ni、Mn、Cr、Cu、Fe、Mg、S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电芯，包括电极组件、收容所述电极组件的包装袋及电解液，所述电解液容纳于所述包装袋内，所述电极组件通过阴极极片、隔膜及阳极极片依序卷绕或堆叠形成，所述阳极极片包括第一集流体及设置于所述第一集流体上的第一活性物质层，所述电解液包括锂盐，其特征在于，/n将一所述阳极极片、与所述阳极极片相邻的一所述阴极极片和与所述阳极极片或所述阴极极片相邻的两层隔膜定义为所述电极组件中的一层，所述第一集流体的厚度a满足以下公式：/n0.02T/(L+5)×c≤a≤(0.3L

【技术特征摘要】
1.一种电芯，包括电极组件、收容所述电极组件的包装袋及电解液，所述电解液容纳于所述包装袋内，所述电极组件通过阴极极片、隔膜及阳极极片依序卷绕或堆叠形成，所述阳极极片包括第一集流体及设置于所述第一集流体上的第一活性物质层，所述电解液包括锂盐，其特征在于，
将一所述阳极极片、与所述阳极极片相邻的一所述阴极极片和与所述阳极极片或所述阴极极片相邻的两层隔膜定义为所述电极组件中的一层，所述第一集流体的厚度a满足以下公式：
0.02T/(L+5)×c≤a≤(0.3L2)/(GT2)，以各参数的数值来计算；
其中，T为所述电芯的厚度，单位为mm，c为所述锂盐的浓度，单位为mol/L，G为所述电芯在宽度方向上的刚度，单位为N/mm，L为所述电极组件的层数。


2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯的厚度为1mm～12mm。


3.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一集流体的厚度为0.003mm～0.04mm。
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【专利技术属性】
技术研发人员：闫东阳，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35