电芯及用电设备的制作方法

本技术涉及电池，具体而言，涉及一种电芯及用电设备。

背景技术：

1、目前，随着新能源技术的快速发展，电芯已经被广泛应用于电子设备、电动汽车、电动两轮车、电动工具等领域。随着电芯的应用越来越广泛，因此，对电芯的安全性能提出了更高的要求。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种电芯及用电设备，以提高电芯的安全性能。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种电芯，电芯包括电极组件，电极组件为卷绕结构，电极组件包括极片，极片包括主体区和极耳，沿电极组件的轴线方向，极耳凸出于主体区的一端，沿电极组件的卷绕方向，主体区具有卷绕起始端和卷绕收尾端；在极片处于展开状态时，极耳背离主体区的一端为第一端，极片设置有从第一端向靠近主体区的方向凹陷的多个缺口，沿极片的厚度方向，缺口贯穿极片的相对的两个表面，极片具有中截面，中截面垂直极片的长度方向，多个缺口包括位于中截面和卷绕起始端之间的第一缺口和位于中截面和卷绕收尾端之间的第二缺口，所有第一缺口的最大长度之和大于所有第二缺口的最大长度之和。

3、在以上一个或多个可选的实施方式中，在极片处于展开状态时，极耳背离主体区的一端为第一端，通过极片设置有从第一端向靠近主体区的方向凹陷的多个缺口，缺口能够为电解液进入电极组件内部提供通道，有利于改善电极组件浸润性能和提升浸润效率。沿极片的厚度方向，缺口贯穿极片的相对的两个表面，极片具有中截面，中截面垂直极片的长度方向，多个缺口包括位于中截面和卷绕起始端之间的第一缺口和位于中截面和卷绕收尾端之间的第二缺口，所有第一缺口的最大长度之和大于所有第二缺口的最大长度之和，使得极片卷绕完成后，位于靠近卷绕轴线的内部圈层对应缺口长度之和更大，有利于电解液进入内部圈层，便于电极组件的内部圈层浸润，以缩小电极组件的内部圈层和外部圈层的浸润差异，提高电极组件的内外圈层的浸润一致性，降低电芯析锂的风险，提高电芯的安全性能，以及有利于提高电芯的循环性能。

4、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，沿极片的宽度方向，至少一个缺口的深度小于极耳的宽度。

5、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过在极片处于展开状态时，沿极片的宽度方向，至少一个缺口的深度小于极耳的宽度，则较少或者避免在形成缺口的过程中，裁切极片的主体区，从而减少能量密度损失，使得电芯具备较好的能量密度。

6、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，沿极片的宽度方向，至少一个缺口的深度等于极耳的宽度。

7、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过在极片处于展开状态时，沿极片的宽度方向，至少一个缺口的深度等于极耳的宽度，方便该缺口制造成型。

8、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，沿极片的宽度方向，缺口的深度大于极耳的宽度。

9、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过在极片处于展开状态时，沿极片的宽度方向，缺口的深度大于极耳的宽度，缺口的尺寸较大，使得缺口能够形成更大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能。尺寸较大的缺口还能够提高电解液进入电极组件内部的效率，从而电极组件的浸润效率。

10、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，沿极片的长度方向，极片的最大长度为l，所有缺口的最大长度之和为l'，l'≤0.8l。

11、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过l'小于或等于0.8l，使得所有缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得极耳在极片的长度方向的尺寸较大，从使得极耳具备较好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备较好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命。

12、在本技术第一方面的一些实施例中，2mm≤l'≤0.5l。

13、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过l'大于或等于2mm，使得所有缺口的最大长度之和较大，使得缺口能够形成更大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能，尺寸较大的缺口还能够提高电解液进入电极组件内部的效率，从而电极组件的浸润效率；通过l'小于或等于0.5l，使得所有缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得极耳在极片的长度方向的尺寸更大，从使得极耳具备更好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备较好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命；因此，2mm≤l'≤0.5l，使得电芯具备较好的循环性能、安全性能、倍率性能和使用寿命。

14、在本技术第一方面的一些实施例中，0.1l≤l'≤0.4l。

15、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过l'大于或等于0.1l，使得所有缺口的最大长度之和较大，使得缺口能够形成更大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能。尺寸较大的缺口还能够提高电解液进入电极组件内部的效率，从而进一步提升电极组件的浸润效率；通过l'小于或等于0.4l，使得所有缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得极耳在极片的长度方向的尺寸更大，从使得极耳具备更好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备更好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，进一步降低电芯内阻，从而进一步减小电芯产热，延长电芯的寿命，因此，0.1l≤l'≤0.4l，使得电芯具备更好的循环性能、安全性能、倍率性能和使用寿命。

16、在本技术第一方面的一些实施例中，极片处于展开状态时，沿极片的长度方向，极片的最大长度为l，所有第一缺口的最大长度之和为l1，1mm≤l1≤0.5l。

17、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过l1大于或等于1mm，使得所有第一缺口的最大长度之和较大，有利于在电极组件的内部圈层形成较大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能，所有第一缺口的最大长度之和较大还能够提高电解液进入电极组件内部的效率，从而电极组件的浸润效率；通过l1小于或等于0.5l，使得所有第一缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得所有缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得极耳在极片的长度方向的尺寸更大，从使得极耳具备较好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备较好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命，因此，1mm≤l1≤0.5l，使得电芯具备较好的循环性能、安全性能以及极耳具有更好的过流能量。

18、在本技术第一方面的一些实施例中，10mm≤l1≤0.4l。

19、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过l1大于或等于10mm，使得所有第一缺口的最大长度之和更大，有利于在电极组件的内部圈层形成更大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，进一步提高电芯的循环性能以及能够进一步降低析锂的风险，从而进一步提高电芯安全性能，所有第一缺口的最大长度之和更大还能够进一步提高电解液进入电极组件内部的效率，从而进一步提高电极组件的浸润效率；通过l1小于或等于0.4l，使得所有第一缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得所有缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得极耳在极片的长度方向的尺寸更大，从使得极耳具备更好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备更好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，进一步降低电芯内阻，从而进一步减小电芯产热，进一步延长电芯的寿命，因此，10mm≤l1≤0.4l，使得电芯具备更好的循环性能、安全性能、倍率性能和使用寿命。

20、在本技术第一方面的一些实施例中，0.1l≤l1≤0.4l。

21、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过l1大于或等于0.1l，使得所有第一缺口的最大长度之和更大，有利于在电极组件的内部圈层形成更大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，进一步提高电芯的循环性能以及能够进一步降低析锂的风险，从而进一步提高电芯安全性能，所有第一缺口的最大长度之和更大还能够进一步提高电解液进入电极组件内部的效率，从而进一步提高电极组件的浸润效率；通过l1小于或等于0.4l，使得所有第一缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得所有缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得极耳在极片的长度方向的尺寸更大，从使得极耳具备更好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备更好的倍率性能以及能够进一步减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命，因此，0.1l≤l1≤0.4l，使得电芯具备更好的循环性能、安全性能以、倍率性能和使用寿命。

22、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，极片的最大宽度为h，第一缺口的最大深度为h1，1mm≤h1≤0.1h。

23、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过h1大于或等于1mm，使得第一缺口的尺寸较大，能够为电解液进入电极组件的内部圈层提供较大通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能，尺寸较大的缺口还能够提高电解液进入电极组件内部的效率，从而提升电极组件的浸润效率；通过h1小于或等于0.1h，使得第一缺口的深度不至于过大，能够减少或者避免电芯的能量密度损失，使得电芯具备较大的能量密度，以及使得极耳具有较好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备较好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命；因此，1mm≤h1≤0.1h，使得电芯具备较好的循环性能、安全性能、倍率性能和使用寿命。

24、在本技术第一方面的一些实施例中，0.01h≤h1≤0.08h。

25、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过h1大于或等于0.01h，使得第一缺口的尺寸较大，能够为电解液进入电极组件的内部圈层提供较大通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能，尺寸较大的缺口还能够提高电解液进入电极组件内部的效率，从而进一步提升电极组件的浸润效率；通过h1小于或等于0.08h，使得第一缺口的深度不至于过大，能够进一步减少或者避免电芯的能量密度损失，使得电芯具备更大的能量密度，以及使得极耳具有更好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备更好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，进一步降低电芯内阻，从而进一步减小电芯产热，延长电芯的寿命；因此，0.01h≤h1≤0.08h，使得电芯具备更好的循环性能、安全性能、倍率性能和使用寿命。

26、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，沿极片的长度方向，极片的最大长度为l，所有第二缺口的最大长度之和为l2，l2≤0.4l。

27、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过l2小于或等于0.4l，使得所有第二缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得所有缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得极耳在极片的长度方向的尺寸较大，从使得极耳具备较好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备较好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命。

28、在本技术第一方面的一些实施例中，l2≤0.08l。

29、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过l2小于或等于0.05l，使得所有第二缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得所有缺口的最大长度之和不至于过大，从而使得极耳在极片的长度方向的尺寸更大，从使得极耳具备更好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备更好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命。

30、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，极片的最大宽度为h，第二缺口的最大深度为h2，h2≤0.1h。

31、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过h2小于或等于0.1h，使得第二缺口的深度不至于过大，能够减少或者避免电芯的能量密度损失，使得电芯具备较大的能量密度，以及使得极耳具有较好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备较好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命；因此，h2≤0.1h，使得电芯具备较好的循环性能、安全性能、倍率性能和使用寿命。

32、在本技术第一方面的一些实施例中，0.01h≤h2≤0.05h。

33、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过h2大于或等于0.01h，使得第二缺口的尺寸较大，能够为电解液进入电极组件的外部圈层提供较大通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能，尺寸较大的缺口还能够提高电解液进入电极组件内部的效率，从而进一步提升电极组件的浸润效率；通过h2小于或等于0.05h，使得第二缺口的深度不至于过大，能够进一步减少或者避免电芯的能量密度损失，使得电芯具备更大的能量密度，以及使得极耳具有较好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备较好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命；因此，0.01h≤h2≤0.05h，使得电芯具备较好的循环性能、安全性能、倍率性能和使用寿命。

34、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，第一缺口的最大深度为h1，第二缺口的最大深度为h2，h1＞h2。

35、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过h1大于h2，使得所有第一缺口能够形成较大的供电解液进入电极组件内部圈层的通道，有利于电极组件内部圈层被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能。h1大于h2还能够减小电极组件的内外圈层的浸润差异，提高电极组件的内外圈层的浸润一致性，降低电芯析锂的风险，提高电芯的安全性能。

36、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，所有第一缺口的最大深度之和大于所有第二缺口的最大深度之和。

37、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过所有第一缺口的最大深度之和大于所有第二缺口的最大深度之和，使得所有第一缺口能够形成较大的供电解液进入电极组件内部圈层的通道，有利于电极组件内部圈层被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能。所有第一缺口的最大深度之和大于所有第二缺口的最大深度之和还能够减小电极组件的内外圈层的浸润差异，提高电极组件的内外圈层的浸润一致性，降低电芯析锂的风险，提高电芯的安全性能。

38、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时且沿极片的长度方向，最靠近卷绕收尾端的第二缺口为端部缺口，端部缺口的一端延伸至卷绕收尾端，沿极片的长度方向，与端部缺口最靠近的缺口和所述端部缺口之间的最小距离为l3，所述极片的最大长度为l，0.2l≤l3≤0.6l。

39、在以上一个或多个可选的实施方式中，通过l3大于或等于0.2l，则使得极耳位于端部缺口和最靠近端部缺口的缺口之间的部分的长度较大，从而使得极片的第一极耳的整体尺寸较大，有利于提高极片的极耳的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备较好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命；l3小于或等于0.6l，使得极耳位于端部缺口和最靠近端部缺口的缺口之间的部分的长度不至于过大，从而使得所有缺口的长度之和较大，使得缺口能够形成更大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能。尺寸较大的缺口还能够提高电解液进入电极组件内部的效率，从而电极组件的浸润效率；因此，0.2l≤l3≤0.6l，使得电芯具有较好的倍率性能、使用寿命、以及具备较好的安全性能和循环性能。

40、在本技术第一方面的一些实施例中，在极片处于展开状态时，沿极片的长度方向，多个缺口中最靠近卷绕收尾端的一者与卷绕收尾端之间存在距离，多个缺口中最靠近卷绕收尾端的一者与卷绕收尾端之间的最小距离为l4，0.2l≤l4≤0.4l。

41、在以上一个或多个可选的实施方式中，沿极片的长度方向，多个缺口中最靠近卷绕收尾端的一者与卷绕收尾端之间存在距离，则极片的极耳的至少一部分位于多个缺口中最靠近卷绕收尾端的一者与卷绕收尾端之间，通过l4大于或等于0.2l，使得极片的极耳位于多个缺口中最靠近卷绕收尾端的一者与卷绕收尾端之间的部分在极片的长度方向的尺寸较大，从而使得极片的极耳具有较好的过流能力，有利于实现大电流充放电，使得电芯具备较好的倍率性能以及能够减小电子传输的距离，降低电芯内阻，从而减小电芯产热，延长电芯的寿命；通过l4小于或等于0.4l，使得极片的极耳位于多个缺口中最靠近卷绕收尾端的一者与卷绕收尾端之间的部分在极片的长度方向的尺寸不至于过大，则所有缺口在极片的长度方向的长度之和较大，使得缺口能够形成更大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能。尺寸较大的缺口还能够提高电解液进入电极组件内部的效率，从而电极组件的浸润效率；因此，0.2l≤l4≤0.4l，使得电芯具有较好的倍率性能、使用寿命、以及具备较好的安全性能和循环性能。

42、在本技术第一方面的一些实施例中，第一缺口为多个，在极片处于展开状态时，多个第一缺口间隔设置。

43、在以上一个或多个可选的实施方式中，第一缺口为多个，多个第一缺口间隔设置，使得多个第一缺口能够形成更大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件的内部圈层被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能，还能提高电解液进入电极组件内部的效率，从而电极组件的浸润效率。此外，第一缺口为多个，使得极片的极耳包括沿极片的长度方向间隔排布的多个极耳部，有利于降低极片的内阻，能够提高极片与极耳之间的电流通过量。

44、在本技术第一方面的一些实施例中，第二缺口为多个，在极片处于展开状态时，多个第二缺口间隔设置。

45、在以上一个或多个可选的实施方式中，第二缺口为多个，多个第二缺口间隔设置，使得多个第二缺口能够形成更大的供电解液进入电极组件内部的通道，有利于电极组件的内部圈层被电解液充分浸润，提高电芯的循环性能以及能够降低析锂的风险，提高电芯安全性能，还能提高电解液进入电极组件内部的效率，从而电极组件的浸润效率。此外，第二缺口为多个，使得极片的极耳包括沿极片的长度方向间隔排布的多个极耳部，有利于降低极片的内阻，能够提高极片与极耳之间的电流通过量。

46、在本技术第一方面的一些实施例中，极耳包括空箔部和揉平部，沿卷绕轴线方向，空箔部的一端连接于主体区，空箔部的另一端连接于揉平部。

47、在以上一个或多个可选的实施方式中，极耳包括空箔部和揉平部，便于极片的极耳和其他结构连接，从而提高极耳和其他结构的电连接稳定性。

48、在本技术第一方面的一些实施例中，所述电极组件包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片中的至少一者为所述极片。

49、在以上一个或多个可选的实施方式中，正极极片和负极极片中的至少一者为极片，则有利于电解液进入内部圈层，便于电极组件的内部圈层浸润，以缩小电极组件的内部圈层和外部圈层的浸润差异，提高电极组件的内外圈层的浸润一致性，降低电芯析锂的风险，提高电芯的安全性能，以及有利于提高电芯的循环性能。

50、在本技术第一方面的一些实施例中，所述电芯为圆柱电芯。

51、在以上一个或多个可选的实施方式中，圆柱电芯包括前述的极片，则有利于电解液进入内部圈层，便于电极组件的内部圈层浸润，以缩小电极组件的内部圈层和外部圈层的浸润差异，提高电极组件的内外圈层的浸润一致性，降低圆柱电芯析锂的风险，提高圆柱电芯的安全性能，以及有利于提高圆柱电芯的循环性能。

52、第二方面，本技术实施例提供了一种用电设备，用电设备包括第一方面任意实施例提供的电芯。

53、在以上一个或多个可选的实施方式中，第一方面任意实施例提供的电芯具有较好的安全性能，有利于提高通过该电芯供电的用电设备的用电安全和用电可靠性。