一种电芯结构、电池及用电设备的制作方法

本技术属于电池，具体涉及一种电芯结构、电池及用电设备。

背景技术：

1、锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。

2、当前，常见的电芯结构多采用正极片包裹负极片的卷绕方式，卷芯头部设置有负极空箔区。在该区域的负极短膜面，涂膜与空箔交界处存在一处单双面材料交界区。由于这一交界区负极片的厚度出现突变，在辊压过程中，该区域容易出现局部过压或欠压的情况。

3、随着电芯充放电次数的不断增加，此交界区极易发生析锂现象。析出的锂会形成锂枝晶，这些锂枝晶可能刺穿隔膜，进而导致电芯短路，引发起火甚至爆炸等严重安全事故。

4、为解决这一问题，通常会在涂布阶段对该区域进行边缘削薄处理。然而，在实际涂布作业环节，为达成理想的削薄效果，往往需要反复进行调试操作。这一过程不仅会造成大量物料的损耗，还会耗费大量的机时以及人力成本，最终导致整体生产成本的显著增加。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电芯结构，解决了现有技术中负极片的单双面材料交界区，因负极片的厚度突变在辊压时易局部过压或欠压，电芯充放电次数增多后该交界区易析锂形成锂枝晶刺穿隔膜致短路、起火爆炸的技术问题。

2、为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

3、第一方面，本实用新型提供一种电芯结构，包括正极片、负极片和隔膜，所述正极片、所述隔膜和所述负极片层叠卷绕设置，所述负极片包括负极集流体和负极活性物质层，所述负极片具有相连接的单面区和双面区，所述单面区的负极集流体的一侧设置有所述负极活性层，所述双面区的负极集流体的两侧设置有所述负极活性物质层，所述单面区和所述双面区交接形成交界区，所述正极片包括正极集流体和正极活性物质层，所述正极活性物质层设置于所述正极集流体的表面，所述正极片朝向所述交界区的一侧的正极活性物质层上设置有绝缘层，沿所述电芯结构的厚度方向，所述绝缘层的投影至少部分覆盖所述交界区的投影。

4、在一些实施例中，所述正极片的一侧为短膜面，所述正极片的另一侧为长膜面，所述绝缘层设置于所述正极片的长膜面上。

5、在一些实施例中，所述绝缘层具有覆盖区，沿所述电芯结构的厚度方向，所述覆盖区的投影与所述交界区的投影相互重叠。

6、在一些实施例中，所述绝缘层还具有延伸区，所述延伸区与所述覆盖区连接，且所述延伸区自所述覆盖区的至少一端向外延伸。

7、在一些实施例中，所述绝缘层的长度l，满足关系式：l＝k+a，且0≤a≤2mm，其中，k为所述正极片的宽度；

8、和/或，所述绝缘层的宽度p，满足关系式：5mm≤p≤12mm；

9、和/或，所述绝缘层的厚度h，满足关系式：10μm≤h≤20μm。

10、在一些实施例中，所述绝缘层包括基材层和粘接层，所述基材层设置于所述粘接层的一侧，所述粘接层的另一侧与所述正极片的表面贴合；

11、或，所述绝缘层为高分子聚合物层；

12、或，所述绝缘层为陶瓷层。

13、在一些实施例中，所述正极片和所述负极片均包括交替连接的平直段和弧形段，所述交界区位于所述负极片的平直段上，所述绝缘层位于所述正极片的平直段上。

14、在一些实施例中，所述负极集流体上设置有负极耳，所述正极集流体上设置有正极耳，沿所述电芯结构的厚度方向，所述绝缘层的投影、所述负极耳的投影和所述正极耳的投影互不重叠。

15、第二方面，本实用新型提供一种电池，包括上述实施例的电芯结构。

16、第三方面，本实用新型提供一种用电设备，包括上述实施例的电芯结构；或，上述实施例的电池。

17、与现有技术相比，本实用新型取得的有益效果为：

18、本实用新型的电芯结构，通过在与负极片的单面区和双面区交接形成的交界区相对应的正极活性物质层上设置绝缘层，在电芯结构的厚度方向上，绝缘层的投影至少部分覆盖交界区的投影，有效地使得该区域在充放电过程中无法进行锂离子脱嵌反应，从根源上避免了析锂风险，提升了电芯结构的安全性和可靠性，减少了因析锂导致短路、起火爆炸等安全隐患。同时，相较于涂布削薄调控，本实用新型仅需在正极片朝向交界区一侧的正极活性物质层上设置绝缘层，结构简单，无需改造现有涂布设备，有效避免了因反复调试造成的高物料损耗与时间成本。从而有效规避了因削薄不均带来的质量波动，有利于提高电芯结构的一致性与生产良率。

19、本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

1.一种电芯结构，其特征在于：包括正极片(10)、负极片(20)和隔膜(30)，所述正极片(10)、所述隔膜(30)和所述负极片(20)层叠卷绕设置，所述负极片(20)包括负极集流体(21)和负极活性物质层(22)，所述负极片(20)具有相连接的单面区(23)和双面区(24)，所述单面区(23)的负极集流体(21)的一侧设置有所述负极活性层，所述双面区(24)的负极集流体(21)的两侧设置有所述负极活性物质层(22)，所述单面区(23)和所述双面区(24)交接形成交界区(25)，所述正极片(10)包括正极集流体(11)和正极活性物质层(12)，所述正极活性物质层(12)设置于所述正极集流体(11)的表面，所述正极片(10)朝向所述交界区(25)的一侧的正极活性物质层(12)上设置有绝缘层(40)，沿所述电芯结构(100)的厚度方向(b)，所述绝缘层(40)的投影至少部分覆盖和所述交界区(25)的投影。

2.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：所述正极片(10)的一侧为短膜面(13)，所述正极片(10)的另一侧为长膜面(14)，所述绝缘层(40)设置于所述正极片(10)的长膜面(14)上。

3.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：所述绝缘层(40)具有覆盖区(41)，沿所述电芯结构(100)的厚度方向(b)，所述覆盖区(41)的投影与所述交界区(25)的投影相互重叠。

4.如权利要求3所述的电芯结构，其特征在于：所述绝缘层(40)还具有延伸区(42)，所述延伸区(42)与所述覆盖区(41)连接，且所述延伸区(42)自所述覆盖区(41)的至少一端向外延伸。

5.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：所述绝缘层(40)的长度l，满足关系式：l＝k+a，且0≤a≤2mm，其中，k为所述正极片(10)的宽度；

6.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：所述绝缘层(40)包括基材层(43)和粘接层(44)，所述基材层(43)设置于所述粘接层(44)的一侧，所述粘接层(44)的另一侧与所述正极片(10)的表面贴合；

7.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：所述正极片(10)和所述负极片(20)均包括交替连接的平直段(50)和弧形段(60)，所述交界区(25)位于所述负极片(20)的平直段(50)上，所述绝缘层(40)位于所述正极片(10)的平直段(50)上。

8.如权利要求1所述的电芯结构，其特征在于：所述负极集流体(21)上设置有负极耳(26)，所述正极集流体(11)上设置有正极耳(15)，沿所述电芯结构(100)的厚度方向(b)，所述绝缘层(40)的投影、所述负极耳(26)的投影和所述正极耳(15)的投影互不重叠。

9.一种电池，其特征在于：包括权利要求1～8任意一项所述的电芯结构。

10.一种用电设备，其特征在于：包括权利要求1～8任意一项所述的电芯结构；或，权利要求9所述的电池。