电芯单体及包括该电芯单体的电池、车辆制造技术

技术编号:40929287 阅读:2 留言:0更新日期:2024-04-18 14:51
本技术属于电池技术领域,具体提供一种电芯单体及包括该电芯单体的电池、车辆,本技术旨在解决现有的电池在使用的过程中会发热,导致电池的安全性无法得到保障的同时,电化学性能也无法充分的发挥的技术问题,为此目的,本技术的电芯单体,包括壳体,以及在壳体内设置的第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元,第一电极单元包括第一活性物质,第二电极单元包括第二活性物质,第三电极单元包括第三活性物质,第一活性物质的热稳定性大于第二活性物质的热稳定性,第三活性物质的热稳定性大于第二活性物质的热稳定性,通过这样的设置,使电芯单体能够在绝对安全的情况下充分发挥其电化学性能,提升电池的利用率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电池,具体提供一种电芯单体及包括该电芯单体的电池、车辆


技术介绍

1、在如今的日常生活中,电池的使用已经相当普及,各种电器设备或者充放电设备中均不能缺少电池的使用。

2、以车辆为例,电池被应用到车辆中,能够作为车辆的动力来源,然而,现有的电池在使用的过程中会发热,导致电池内部温度分布不均,因电池内部温度相对较高可能带来安全隐患,同时,采用单一活性组分的电芯体系往往因为每种不同活性物质的特性而存在不能同时兼顾安全性和电化学性能的情况。

3、相应地,本领域需要一种新的方案,来解决上述的问题。


技术实现思路

1、为了解决现有技术中的上述问题,即,解决现有的电池在使用的过程中会发热造成电芯内部温度高而带来的安全问题,同时因采用单一活性材料组分无法兼顾最优的电化学性能和安全性的技术问题。

2、在第一方面,本技术提供了一种电芯单体,所述电芯单体包括壳体,以及在所述壳体内沿第一方向上依次设置的第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元,所述第一方向为沿所述壳体的中心区域向所述壳体的表面延伸的方向;所述第一电极单元包括第一活性物质,所述第二电极单元包括第二活性物质,所述第三电极单元包括第三活性物质;所述第一活性物质的热稳定性大于所述第二活性物质的热稳定性,所述第三活性物质的热稳定性大于所述第二活性物质的热稳定性。

3、在上述电芯单体的优选技术方案中,所述第一电极单元沿所述第一方向的厚度为d1,所述第二电极单元沿所述第一方向的厚度为d2,d1>d2,和/或,所述第三电极单元沿所述第一方向的厚度为d3,0.2mm≤d3≤2.0mm。

4、在上述电芯单体的优选技术方案中,所述第一电极单元、所述第二电极单元和所述第三电极单元按照所述第三电极单元、所述第二电极单元、所述第一电极单元、所述第二电极单元和所述第三电极单元的顺序层叠设置,和/或,所述第一电极单元、所述第二电极单元和所述第三电极单元为叠片结构。

5、在上述电芯单体的优选技术方案中,所述第一电极单元为卷绕结构,所述第二电极单元为围绕所述第一电极单元卷绕形成的卷绕结构,所述第三电极单元为围绕所述第二电极单元卷绕形成的卷绕结构。

6、在上述电芯单体的优选技术方案中,所述第一电极单元设置有第一极耳,所述第二电极单元设置有第二极耳,所述第三电极单元设置有第三极耳;所述第一极耳在所述第一方向上的投影与所述第二极耳在所述第一方向上的投影不重叠,和/或,所述第二极耳在所述第一方向上的投影与所述第三极耳在所述第一方向上的投影不重叠,和/或,所述第一极耳在所述第一方向上的投影与所述第三极耳在所述第一方向上的投影不重叠。

7、在上述电芯单体的优选技术方案中,所述第一电极单元设置有第一极耳,所述第三电极单元设置有第三极耳,所述第一极耳在所述第一方向上的投影与所述第三极耳在所述第一方向上的投影至少部分重叠。

8、在上述电芯单体的优选技术方案中,所述电芯单体中所述第一活性物质、所述第二活性物质和所述第三活性物质的容量占所述电芯单体的总容量百分比的比值为(0-9.5):(0-9.5):(0.5-2),优选地为(6-9):(0.5-2):(0.5-2)或(0.5-2):(6-9):(0.5-2)。

9、在上述电芯单体的优选技术方案中,所述第一活性物质为磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、碳包覆磷酸铁锂或碳包覆磷酸锰铁锂,所述第二活性物质为锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂镍锰氧化物或锂镍钴锰氧化物,所述第三活性物质为磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、碳包覆磷酸铁锂或碳包覆磷酸锰铁锂。

10、在第二方面,本技术提供一种电池,所述电池包括上述的电芯单体。

11、在第三方面,本技术还提供一种车辆,所述车辆包括上述的电芯单体。

12、在采用上述技术方案的情况下,本技术提供的电芯单体包括壳体,以及沿壳体中心区域向壳体表面延伸的方向依次设置的第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元,其中,第一电极单元包括第一活性物质,第二电极单元包括第二活性物质,第三电极单元包括第三活性物质,第一活性物质的热稳定性大于第二活性物质的热稳定性,第三活性物质的热稳定性大于第二活性物质的热稳定性,通过这样的设置,使电芯单体能够在绝对安全的情况下充分发挥其电化学性能,提升电池的利用率。

13、进一步地,本技术将第一电极单元沿壳体中心区域向壳体表面延伸方向的厚度规定为d1,将第二电极单元沿壳体中心区域向壳体表面延伸方向的厚度规定为d2,本技术使d1>d2,和/或,本技术将第三电极单元沿壳体中心区域向壳体表面延伸方向的厚度规定为d3,0.2mm≤d3≤2.0mm;通过这样的设置,本技术提供的电芯单体从电芯性能(例如电芯单体容量)设计上以第一电极单元为主,辅以第二电极单元,且在外层设置第三电极单元,在结构上,使电芯内部分配清晰明确,在功能上,使每个电极单元能够充分发挥其功能,从而使该电芯单体同时具备安全,高效的特性。

14、又进一步地,第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元按照第三电极单元、第二电极单元、第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元的顺序层叠设置,和/或,第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元为叠片结构,即本技术的电芯单体可以由叠片的工艺方式制成;由此,当第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元为层叠设置时,在层叠方向上,处于最外侧的两层分别设置成第三电极单元,也即以第一电极单元为起点到壳体的相反的两个连线方向上分别按照第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元的顺序层叠设置,优先考虑了在层叠方向上的温度分布;或者,第一电极单元为卷绕结构,第二电极单元为围绕第一电极单元卷绕形成的卷绕结构,第三电极单元为围绕第二电极单元卷绕形成的卷绕结构,即本技术的电芯单体还可以由卷绕的工艺方式制成。

15、又进一步地,在本方案中,第一电极单元设置有第一极耳,第二电极单元设置有第二极耳,第三电极单元设置有第三极耳,即本方案将第一极耳、第二极耳和第三极耳设置成在第一方向的投影均不重叠,由此可以实现每个电极单元都可以单独被接通使用,或者,第一极耳与第三极耳在第一方向的投影可以重叠,以便使第一电极单元和第三电极单元可以同时被接通使用。

16、又进一步地,本技术将电芯单体中第一活性物质、第二活性物质和第三活性物质的容量占电芯单体总容量百分比的比值设定为(0-9.5):(0-9.5):(0.5-2),通过这样的设置,从容量占比的方面满足不同的电芯设计需求。优选地,当第一活性物质、第二活性物质和第三活性物质的容量占电芯单体总容量百分比的比值设定为(6-9):(0.5-2):(0.5-2)时,本技术的电芯单体以第一电极单元为主,辅以第二电极单元,且在外层设置第三电极单元,使该电芯单体同时具备安全,高效的特性。

17、又进一步地,第一活性物质为磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、碳包覆磷酸铁锂或碳包覆磷酸锰铁锂,第二活性物质为锂镍氧本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种电芯单体,其特征在于,所述电芯单体包括壳体,以及在所述壳体内沿第一方向上依次设置的第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元,所述第一方向为沿所述壳体的中心区域向所述壳体的表面延伸的方向;

2.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述第一电极单元沿所述第一方向的厚度为D1,所述第二电极单元沿所述第一方向的厚度为D2,D1>D2,和/或,

3.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述第一电极单元、所述第二电极单元和所述第三电极单元按照所述第三电极单元、所述第二电极单元、所述第一电极单元、所述第二电极单元和所述第三电极单元的顺序层叠设置,和/或,

4.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述第一电极单元为卷绕结构,所述第二电极单元为围绕所述第一电极单元卷绕形成的卷绕结构,所述第三电极单元为围绕所述第二电极单元卷绕形成的卷绕结构。

5.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述第一电极单元设置有第一极耳,所述第二电极单元设置有第二极耳,所述第三电极单元设置有第三极耳;

6.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述第一电极单元设置有第一极耳,所述第三电极单元设置有第三极耳,所述第一极耳在所述第一方向上的投影与所述第三极耳在所述第一方向上的投影至少部分重叠。

7.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述电芯单体中所述第一活性物质、所述第二活性物质和所述第三活性物质的容量占所述电芯单体的总容量百分比的比值为(0-9.5):(0-9.5):(0.5-2)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电芯单体,其特征在于,所述第一活性物质为磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、碳包覆磷酸铁锂或碳包覆磷酸锰铁锂,所述第二活性物质为锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂镍锰氧化物或锂镍钴锰氧化物,所述第三活性物质为磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、碳包覆磷酸铁锂或碳包覆磷酸锰铁锂。

9.一种电池,其特征在于,包括权利要求1至8中任一项所述的电芯单体。

10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1至8中任一项所述的电芯单体。

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【技术特征摘要】

1.一种电芯单体,其特征在于,所述电芯单体包括壳体,以及在所述壳体内沿第一方向上依次设置的第一电极单元、第二电极单元和第三电极单元,所述第一方向为沿所述壳体的中心区域向所述壳体的表面延伸的方向;

2.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述第一电极单元沿所述第一方向的厚度为d1,所述第二电极单元沿所述第一方向的厚度为d2,d1>d2,和/或,

3.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述第一电极单元、所述第二电极单元和所述第三电极单元按照所述第三电极单元、所述第二电极单元、所述第一电极单元、所述第二电极单元和所述第三电极单元的顺序层叠设置,和/或,

4.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述第一电极单元为卷绕结构,所述第二电极单元为围绕所述第一电极单元卷绕形成的卷绕结构,所述第三电极单元为围绕所述第二电极单元卷绕形成的卷绕结构。

5.根据权利要求1所述的电芯单体,其特征在于,所述第一电极单元设置有第一极耳,所述第二电极单元设置有第二极耳,所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员:赖庆智
申请(专利权)人:蔚来电池科技安徽有限公司
类型:新型
国别省市:

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