本技术涉及储能,尤其涉及一种二次电池及用电设备。
背景技术:
1、为了提升二次电池的充放电能力,满足消费者对快充快放的需求,多极耳结构因其相比单极耳结构能显著降低电池的欧姆阻抗,具有良好的提升充电速度并降低温升能力,从而在快充快放体系得到了青睐。其中,叠片结构因其兼具多极耳结构的低阻抗和高能量密度性能,在手机电池产品中广泛应用。
技术实现思路
1、对于快充快放电池体系,电芯在循环过程中对电解液的传输速度要求高,需要在循环过程中能够快速补给电芯中部消耗的电解液。相关技术中的叠片电芯,尤其是长宽尺寸大且充放电速度高的电池体系,电解液补给速度是一个很大的难题,限制了其在快充快放体系的应用,此外,叠片电芯还需要通过热压来固定电芯结构,而热压会进一步压缩隔膜与极片之间的空间,缩小电解液传输的路径,恶化电解液补给。另外,电芯使用过程中的发热问题使得电芯的安全性能下降。
2、有鉴于此,本技术提供一种二次电池及用电设备,能够提高电解液的补给速度并提升电极组件的散热能力、提高电极组件使用安全性。
3、第一方面,本技术的实施例提供一种二次电池,包括电极组件,电极组件包括依次层叠设置的第一极片、隔膜和第二极片。第一极片设置有至少一个第一缺口,第一缺口沿第一方向贯穿第一极片,且第一缺口延伸至第一极片的边缘;第一极片还包括第一连接部,第一缺口和第一连接部沿第三方向依次排列;沿第三方向,第一连接部的投影落入第一缺口的投影范围内;第一极片沿第三方向的长度为s1,第一连接部沿第三方向的有效连接长度为s2,1%≤(s2/s1)×100%≤50%;第一方向为第一极片的厚度方向,第一方向、第二方向和第三方向两两垂直。
4、上述的二次电池中,第一极片上的第一缺口沿第一方向贯穿第一极片并延伸至第一极片的边缘,有利于第一极片边缘的电解液通过第一缺口浸润至第一极片的中部位置。第一极片还包括第一连接部,第一缺口和第一连接部沿第三方向依次排列,沿第三方向,第一连接部的投影落入第一缺口的投影范围内,其中,第一连接部沿第三方向的有效连接长度与第一极片沿第三方向的长度之比大于等于1%,有利于保持第一极片整体的电子通路,且使第一极片具有一定的强度,减少第一极片断带情况的发生;第一连接部沿第三方向的有效连接长度与第一极片沿第三方向的长度之比小于等于50%,在第三方向上控制第一缺口具有足够的长度,从而有效地缩短了电解液传输至第一极片中部位置的距离,有利于电解液从第一缺口进入到第一极片的中部位置,以快速补给电芯中部消耗的电解液,改善离子断桥而出现紫斑析锂,从而导致循环失效的问题。另外,第一极片上设置第一缺口,有利于提升电极组件的散热能力,提高电极组件使用的安全性能。需要说明的是,第一连接部的有效连接长度是指在第三方向上能形成电子通路的第一连接部的长度。
5、在以上的实施例中,2%≤(s2/s1)×100%≤10%。
6、上述的二次电池中,第一连接部沿第三方向的有效连接长度与第一极片沿第三方向的长度之比大于等于2%,有利于进一步保持第一极片整体的电子通路,进一步减少第一极片的断带情况;第一连接部沿第三方向的有效连接长度与第一极片沿第三方向的长度之比小于等于10%,在第三方向上进一步控制第一缺口具有足够的长度,从而有效地缩短了电解液传输至第一极片中部位置的距离,有利于电解液从第一缺口进入到第一极片的中部位置,以快速补给电芯中部消耗的电解液。
7、在以上的一个或多个实施例中,第二极片设置有至少一个第二缺口,第二缺口沿第一方向贯穿第二极片;沿第一方向,第一缺口的投影和第二缺口的投影至少部分重叠。
8、上述的二次电池中,第二极片上设置的第二缺口沿第一方向贯穿第二极片,从而有效地缩短了电解液传输至第二极片中部位置的距离,且沿第一方向,第一缺口的投影和第二缺口的投影至少部分重叠,从而在第一方向上拓宽了电解液传输至第一极片和相邻的第二极片之间的通道,有利于电解液从第一缺口和第二缺口进入到第一极片和相邻的第二极片之间的中部位置,以快速补给电芯中部消耗的电解液。
9、在以上的一个或多个实施例中,第二缺口延伸至第二极片的边缘,第二极片还包括第二连接部,第二缺口和第二连接部沿第三方向依次排列;沿第三方向,第二连接部的投影落入第二缺口的投影范围内。
10、上述的二次电池中,第二缺口延伸至第二极片的边缘,有利于电解液从极片边缘浸润至第二极片的中部位置;第二极片还包括第二连接部,第二缺口和第二连接部沿第三方向依次排列,有利于保持第二极片整体的电子通路。
11、在以上的一个或多个实施例中,第一极片为阴极极片,第二极片为阳极极片;第一缺口和第二缺口对应设置,沿第一方向,第二缺口的投影位于第一缺口的投影内。
12、上述的二次电池中,沿第一方向,第一缺口和第二缺口对应设置且第二缺口的投影位于第一缺口的投影内,有利于第二极片沿第一方向覆盖第一极片,以改善析锂问题。
13、在以上的一个或多个实施例中,第一极片设置有至少一个第一开口,第一开口沿第一方向贯穿第一极片;沿第三方向,第一开口的中心距离第一极片两个边缘的距离分别为l1和l2,│l1-l2│≤5mm。
14、上述的二次电池中,第一开口的中心与第一极片两个边缘的之间距离的绝对值控制在5mm内,有利于将第一开口控制在第一极片靠近中部的位置,有利于电解液从第一开口进入到第一极片靠近的中部位置,以快速补给电芯中部消耗的电解液。需要说明的是,第一开口在第二方向的宽度若大于或者等于第一缺口在第二方向的宽度,则第一开口在第三方向上的长度不计入第一连接部的有效连接长度。
15、在以上的一个或多个实施例中,第一极片设置有至少一个第一开口,第一开口沿第一方向贯穿第一极片;第二极片设置有至少一个第二开口,第二开口沿第一方向贯穿第二极片;沿第三方向,第一开口的中心距离第一极片两个边缘的距离分别为l1和l2,第二开口距离第二极片两个边缘的距离分别为l3和l4,│l1-l2│≤5mm,│l3-l4│≤5mm。需要说明的是,第一开口在第二方向的宽度若大于或者等于第一缺口在第二方向的宽度,则第一开口在第三方向上的长度不计入第一连接部的有效连接长度。
16、上述的二次电池中,第一开口的中心与第一极片两个边缘的之间距离的绝对值控制在5mm内,有利于将第一开口控制在第一极片靠近中部的位置,有利于电解液从第一开口进入到第一极片靠近的中部位置,以快速补给电芯中部消耗的电解液;第二开口的中心与第二极片两个边缘的之间距离的绝对值控制在5mm内,有利于将第二开口控制在第二极片靠近中部的位置,有利于电解液从第二开口进入到第二极片靠近的中部位置,以快速补给电芯中部消耗的电解液。
17、在以上的一个或多个实施例中,第二开口的数量与第一开口的数量相同,第二开口与第一开口对应设置。
18、上述的二次电池中,第二开口的数量与第一开口的数量相同且对应设置,有利于电解液在第一开口和第二开口之间快速流动,以快速补给电芯中部消耗的电解液。
19、在以上的一个或多个实施例中,第一极片为阴极极片,第二极片为阳极极片;沿第一方向,第二开口的投影位于第一开口的投影内。
20、上述的二次电池中,第二开口的投影位于第一开口的投影内,有利于第二极片沿第一方向覆盖第一极片,以改善析锂问题。
21、在以上的一个或多个实施例中,第一连接部还设置有第一扩口,第一扩口沿第一方向贯穿第一连接部;第一扩口设置于第一开口沿第三方向的至少一个端部,且第一扩口与第一开口连通;沿第三方向,第一开口的投影位于第一扩口的投影内。
22、上述的二次电池中,第一扩口沿第一方向贯穿第一连接部并与第一开口连通,沿第三方向,第一开口的投影位于第一扩口的投影内,从而加宽第一开口沿第三方向的至少一个端部,提高电解液的流通效率,以快速补给电芯中部消耗的电解液。
23、在以上的一个或多个实施例中,第一缺口的角位设置为弧形。
24、上述的二次电池中,第一缺口的角位设置为弧形,从而使得第一缺口的角位保持圆滑,从而改善第一缺口的角位因为应力集中而出现断裂的问题。
25、在以上的一个或多个实施例中,第一开口的角位设置为弧形。
26、上述的二次电池中,第一开口的角位设置为弧形,从而使得第一开口的角位保持圆滑,从而改善第一开口的角位因为应力集中而出现断裂的问题。
27、上述的二次电池,通过在电极组件的第一极片上设置第一缺口,第一缺口沿第一方向贯穿第一极片并延伸至第一极片的边缘,第一极片还包括第一连接部,沿第三方向,第一连接部的投影落入第一缺口的投影范围内,其中,第一连接部沿第三方向的有效连接长度与第一极片沿第三方向的长度之比大于等于1%,有利于保持第一极片整体的电子通路,且有利于使第一极片具有一定的强度,减少第一极片断带情况的发生;第一连接部沿第三方向的有效连接长度与第一极片沿第三方向的长度之比小于等于50%,在第三方向上控制第一缺口具有足够的长度,从而有效地缩短了电解液传输至第一极片中部位置的距离,有利于电解液从第一缺口进入到第一极片的中部位置,以快速补给电芯中部消耗的电解液,改善离子断桥而出现紫斑析锂,从而导致循环失效的问题。
28、第二方面,本技术的实施例提供一种用电设备,包括以上的一个或多个实施例中的二次电池。
1.一种二次电池,包括电极组件,所述电极组件包括层叠设置的第一极片、隔膜和第二极片,其特征在于:
2.如权利要求1所述的二次电池,其特征在于,2%≤(s2/s1)×100%≤10%。
3.如权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第二极片设置有至少一个第二缺口,所述第二缺口沿所述第一方向贯穿所述第二极片;沿所述第一方向,所述第一缺口的投影和所述第二缺口的投影至少部分重叠。
4.如权利要求3所述的二次电池,其特征在于,所述第二缺口延伸至所述第二极片的边缘,所述第二极片还包括第二连接部,所述第二缺口和所述第二连接部沿所述第三方向依次排列;沿所述第三方向,所述第二连接部的投影落入所述第二缺口的投影范围内。
5.如权利要求4所述的二次电池,其特征在于,所述第一极片为阴极极片,所述第二极片为阳极极片;所述第一缺口和所述第二缺口对应设置,沿所述第一方向,所述第二缺口的投影位于所述第一缺口的投影内。
6.如权利要求1所述的二次电池,其特征在于,所述第一极片设置有至少一个第一开口,所述第一开口沿所述第一方向贯穿所述第一极片;沿所述第三方向,所述第一开口的中心距离所述第一极片两个边缘的距离分别为l1和l2,│l1-l2│≤5mm。
7.如权利要求4所述的二次电池,其特征在于,所述第一极片设置有至少一个第一开口,所述第一开口沿所述第一方向贯穿所述第一极片;所述第二极片设置有至少一个第二开口,所述第二开口沿所述第一方向贯穿所述第二极片;沿所述第三方向,所述第一开口的中心距离所述第一极片两个边缘的距离分别为l1和l2,所述第二开口距离所述第二极片两个边缘的距离分别为l3和l4,│l1-l2│≤5mm,│l3-l4│≤5mm。
8.如权利要求7所述的二次电池,其特征在于,所述第二开口的数量与所述第一开口的数量相同,所述第二开口与所述第一开口对应设置。
9.如权利要求8所述的二次电池,其特征在于,所述第一极片为阴极极片,所述第二极片为阳极极片;沿所述第一方向,所述第二开口的投影位于所述第一开口的投影内。
10.如权利要求6所述的二次电池,其特征在于,所述第一连接部还设置有第一扩口,所述第一扩口沿所述第一方向贯穿所述第一连接部;所述第一扩口设置于所述第一开口沿所述第三方向的至少一个端部,且所述第一扩口与所述第一开口连通;沿所述第三方向,所述第一开口的投影位于所述第一扩口的投影内。
11.如权利要求6所述的二次电池,其特征在于,所述第一缺口和/或所述第一开口的角位设置为弧形。
12.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求1至11任一项所述的二次电池。