System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电池单体、电池及用电设备制造技术_技高网

电池单体、电池及用电设备制造技术

技术编号:42630812 阅读:25 留言:0更新日期:2024-09-06 01:31
本发明专利技术涉及电池技术领域,提供一种电池单体、电池及用电设备。其中,电池单体包括相互串联连接且层叠设置的第一电极组件和至少一个第二电极组件,第一电极组件和第二电极组件被配置为在电池单体充放电时形成电压,第一电极组件和第二电极组件均包括沿层叠方向依次布置的第一集流体和第一负极活性物质层,第一电极组件还包括设置于第一集流体与第一负极活性物质层之间的第二负极活性物质层,第一负极活性物质层的电化学反应活性高于第二负极活性物质层的电化学反应活性。第二负极活性物质层的设置,使得第一电极组件与第二电极组件之间形成电压差,从而使得工作人员或设备能够判断本电池单体是否发生过充。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电池,尤其是涉及一种电池单体、电池及用电设备


技术介绍

1、电池被广泛应用于汽车、储能和电子产品领域,尤其在车用动力电池领域,需求端对电池能量密度和快充性能的要求越来越高,这势必会增加电池的安全风险,故对电池在安全保障方面的设计提出了更高的要求。

2、目前,电池单体在充电过程中容易出现过充现象。过充是指电池单体经过一定充电过程充满电后,再继续充电的行为。在现有技术中,电池单体的过充程度较为严重,容易导致电池单体的电性能降低,甚至爆炸,从而引发安全事故。


技术实现思路

1、本专利技术的目的在于提供一种电池单体、电池及用电设备,旨在解决现有的电池单体的过充程度较为严重,容易导致电池单体的电性能降低的技术问题。

2、第一方面,本申请提供了一种电池单体,包括相互串联连接且层叠设置的第一电极组件和至少一个第二电极组件,第一电极组件和第二电极组件被配置为在电池单体充放电时形成电压,第一电极组件和第二电极组件均包括沿层叠方向依次布置的第一集流体和第一负极活性物质层,第一电极组件还包括设置于第一集流体与第一负极活性物质层之间的第二负极活性物质层,第一负极活性物质层的电化学反应活性高于第二负极活性物质层的电化学反应活性。

3、本专利技术提供的电池单体的有益效果是:各电极组件之间采用串联的方式电连接在一起,理论上,在同样的材料体系下,在电池单体正常充电量时,各个电极组件的充电量一致、电压一致。当负极活性物质层嵌锂达到饱和时,电池单体达到设计上限电压,即容量为100%soc(state ofcharge,荷电状态),此时,各个电极组件的电压表现为一致。在本申请中,第一电极组件和第二电极组件均具有第一负极活性物质层,与现有技术不同的是,第一电极组件还具有第二负极活性物质层。在第一电极组件中,由于第一负极活性物质层的电化学反应活性高于第二负极活性物质层的电化学反应活性,使得锂离子优先嵌入第一负极活性物质层。当电池单体达到设计上限电压时,也即第一电极组件的第一负极活性物质层以及第二电极组件的第一负极活性物质层嵌锂达到饱和时,由于第二负极活性物质层的存在,使得第一电极组件相较于第二电极组件能够嵌入更多的锂离子,从而达到第一电极组件的电压大于第二电极组件的电压的目的。通过第一电极组件与第二电极组件的电压差,使得工作人员或设备能够判断本电池单体是否发生过充。当电池单体发生过充时,即第一电极组件的电压大于第二电极组件的电压时,工作人员或设备能够及时打断电池单体的充电状态,从而达到降低电池单体过充程度的目的,有利于提高电池单体的电性能以及安全性能。

4、可选地,第一负极活性物质层包括第一负极活性材料,第二负极活性物质层包括第二负极活性材料,第一负极活性材料的体积平均粒径d501小于第二负极活性材料的体积平均粒径d502。

5、可选地,第一负极活性材料的体积平均粒径d501为5~25微米。

6、可选地,第二负极活性材料的体积平均粒径d502为15~50微米。

7、可选地,第一负极活性材料的比表面积s1大于第二负极活性材料的比表面积s2。

8、可选地,第一负极活性材料的比表面积s1为10m2/g~20m2/g。

9、可选地,第二负极活性材料的比表面积s2满足关系式:1m2/g≤s2<10m2/g。

10、可选地,第一负极活性物质层的单面面密度大于第二负极活性物质层的单面面密度。

11、可选地,第一负极活性物质层的单面面密度为30mg/1540.25mm2~450mg/1540.25mm2。

12、可选地,第二负极活性物质层的单面面密度为10mg/1540.25mm2~300mg/1540.25mm2。

13、可选地,第一负极活性材料包括人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料和锡基材料中的至少一种。

14、可选地,第二负极活性材料包括人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料和锡基材料中的至少一种。

15、可选地,第一电极组件和第二电极组件还包括沿层叠方向依次布置的隔离层、正极活性物质层和第二集流体,隔离层位于第一负极活性物质层和正极活性物质层之间,用于电隔离第一集流体和第二集流体以及用于供锂离子通过。

16、可选地,在相邻的第一电极组件和第二电极组件中,第一电极组件的第一集流体与第二电极组件的第二集流体连接。

17、可选地,在相邻的两个所述第二电极组件中,其中一个所述第二电极组件的第一集流体与另一个所述第二电极组件的第二集流体连接。

18、可选地,电池单体还包括用于容纳第一电极组件以及第二电极组件的壳体,壳体设置有第一电压检测端子,在第一电极组件中,第一集流体和第二集流体中的至少之一与第一电压检测端子电连接。

19、可选地,壳体还设置有第二电压检测端子,在第二电极组件中,第一集流体和第二集流体中的至少之一与第二电压检测端子电连接。

20、第二方面,本申请提供了一种电池,包括上述的电池单体。

21、第三方面,本申请提供了一种用电设备,包括上述的电池。

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【技术保护点】

1.一种电池单体,其特征在于:包括相互串联连接且层叠设置的第一电极组件(10)和至少一个第二电极组件(20),所述第一电极组件(10)和所述第二电极组件(20)被配置为在所述电池单体充放电时形成电压,所述第一电极组件(10)和所述第二电极组件(20)均包括沿层叠方向依次布置的第一集流体(11)和第一负极活性物质层(12),所述第一电极组件(10)还包括设置于所述第一集流体(11)与所述第一负极活性物质层(12)之间的第二负极活性物质层(16),所述第一负极活性物质层(12)的电化学反应活性高于所述第二负极活性物质层(16)的电化学反应活性。

2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于:所述第一负极活性物质层(12)包括第一负极活性材料,所述第二负极活性物质层(16)包括第二负极活性材料,所述第一负极活性材料的体积平均粒径D501小于所述第二负极活性材料的体积平均粒径D502。

3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于:

4.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于:所述第一负极活性材料的比表面积S1大于所述第二负极活性材料的比表面积S2。

5.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于:

6.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于:所述第一负极活性物质层(12)的单面面密度大于所述第二负极活性物质层(16)的单面面密度。

7.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于:

8.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于:

9.根据权利要求1至8任一项所述的电池单体,其特征在于:所述第一电极组件(10)和所述第二电极组件(20)还包括沿所述层叠方向依次布置的隔离层(13)、正极活性物质层(14)和第二集流体(15),所述隔离层(13)位于所述第一负极活性物质层(12)和所述正极活性物质层(14)之间,用于电隔离所述第一集流体(11)和所述第二集流体(15)以及用于供锂离子通过。

10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于:在相邻的所述第一电极组件(10)和所述第二电极组件(20)中,所述第一电极组件(10)的所述第一集流体(11)与所述第二电极组件(20)的所述第二集流体(15)连接;

11.根据权利要求10所述的电池单体,其特征在于:还包括用于容纳所述第一电极组件以及所述第二电极组件的壳体,所述壳体设置有第一电压检测端子(60),在所述第一电极组件(10)中,所述第一集流体(11)和所述第二集流体(15)中的至少之一与所述第一电压检测端子(60)电连接。

12.根据权利要求11所述的电池单体,其特征在于:所述壳体(30)还设置有第二电压检测端子(70),在所述第二电极组件(20)中,所述第一集流体(11)和所述第二集流体(15)中的至少之一与所述第二电压检测端子(70)电连接。

13.一种电池,其特征在于:包括如权利要求1至12任一项所述的电池单体(100)。

14.一种用电设备,其特征在于:包括如权利要求13所述的电池。

...

【技术特征摘要】

1.一种电池单体,其特征在于:包括相互串联连接且层叠设置的第一电极组件(10)和至少一个第二电极组件(20),所述第一电极组件(10)和所述第二电极组件(20)被配置为在所述电池单体充放电时形成电压,所述第一电极组件(10)和所述第二电极组件(20)均包括沿层叠方向依次布置的第一集流体(11)和第一负极活性物质层(12),所述第一电极组件(10)还包括设置于所述第一集流体(11)与所述第一负极活性物质层(12)之间的第二负极活性物质层(16),所述第一负极活性物质层(12)的电化学反应活性高于所述第二负极活性物质层(16)的电化学反应活性。

2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于:所述第一负极活性物质层(12)包括第一负极活性材料,所述第二负极活性物质层(16)包括第二负极活性材料,所述第一负极活性材料的体积平均粒径d501小于所述第二负极活性材料的体积平均粒径d502。

3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于:

4.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于:所述第一负极活性材料的比表面积s1大于所述第二负极活性材料的比表面积s2。

5.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于:

6.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于:所述第一负极活性物质层(12)的单面面密度大于所述第二负极活性物质层(16)的单面面密度。

7.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于:

8.根据权利要求2所述的电池单体,其...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭帅梁远勇田文陈淑峰庞树於洪将
申请(专利权)人:江苏正力新能电池技术股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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