电芯和电池的制作方法

1.本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电芯和电池。


背景技术：

2.软包电池是锂离子电池的重要组成部分，广泛应用在消费类数码产品上，由于优势突出，目前在动力和储能领域的应用也在快速拓展。软包电池包括电芯及配套的元件，电芯包括卷芯、电解液和铝塑膜。在封装卷芯时，将卷芯置于两片铝塑膜之间，通过加热使两片铝塑膜中的聚丙烯及其复合物熔融，在热压下两层聚丙烯及其复合物粘在一起形成侧封边，以此实现整个卷芯的密封。
3.在电芯的使用过程中，水汽会经由铝塑膜进入电芯内部。在水汽经过铝塑膜时会导致铝塑膜的高分子层中剧烈的热运动，进而导致高分子链段松弛，甚至会产生自由基发生热氧老化，从而降低了铝塑膜的密封性能，进而影响了电芯的使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供一种电芯和电池，以解决水汽会经由铝塑膜进入电芯内部，从而影响了电芯的使用寿命的问题。
5.本发明实施例提供了一种电芯，包括：
6.卷芯；
7.铝塑膜，所述铝塑膜用于密封所述卷芯，且所述铝塑膜在所述卷芯的第一侧形成有第一侧封边，所述铝塑膜在所述卷芯的第二侧形成有第二侧封边；所述第一侧为沿所述电芯的长度方向上的任意一侧，所述第二侧为沿所述电芯的宽度方向上的任意一侧；
8.所述第一侧封边的宽度值w1大于或等于预设值y，所述预设值y满足：
[0009][0010]
其中，所述w2为所述第二侧封边的宽度值，所述h为目标侧封边的厚度值，所述目标侧封边为所述第一侧封边和所述第二侧封边中的任一者，所述x1、x2、x3和x4均为常数。
[0011]
可选地，所述电芯的宽度值w满足：
[0012]
w＝x5 w1*(x
6-x7*l1)；
[0013]
所述w1为所述第一侧封边的宽度值，所述l1为所述电芯的长度值，所述x5、x6和x7均为常数。
[0014]
可选地，所述电芯还包括极耳，所述极耳为正极耳或负极耳，所述极耳位于所述卷芯沿所述电芯的长度方向上的至少一侧；所述极耳包括导电体和极耳胶，所述极耳胶包裹所述导电体的宽度方向，所述导电体的宽度方向为所述极耳胶的长度方向；
[0015]
其中，所述极耳胶的长度值l2满足：
[0016]
[0017]
所述w1为所述第一侧封边的宽度值，所述w为电芯的宽度值，所述l1为所述电芯的长度值，所述x8、x9、x
10
和x
11
为常数。
[0018]
可选地，所述极耳胶的长度值大于或等于1mm，且小于或等于9mm。
[0019]
可选地，所述第一侧封边的宽度值的范围为4mm～8mm，所述第二侧封边的宽度值的范围为6mm～8mm。
[0020]
可选地，所述电芯的宽度值大于或等于40mm，且小于或等于240mm；和/或，所述电芯的长度值大于或等于100mm，且小于或等于250mm。
[0021]
可选地，所述x1的取值范围为0.001～0.01，所述x2的取值范围为0.001～0.01，所述x3的取值范围为0.001～0.01且所述x4的取值范围为0.01～0.1。
[0022]
可选地，所述x5的取值范围为1～10，所述x6的取值范围为50～100，所述x7的取值范围为0.1～0.5。
[0023]
可选地，所述x8的取值范围为1～10，所述x9的取值范围为50～100，所述x
10
的取值范围为0.1～0.5且所述x
11
的取值范围为1～50。
[0024]
本发明实施例还提供了一种电池，包括上述的电芯。
[0025]
在本发明实施例中，第一侧封边的宽度值的最小值基于第二侧封边的宽度值和目标侧封边的厚度值确定，通过上述设置，在第二侧封边的宽度值和目标侧封边的厚度值确定的情况下，可以得到第一侧封边的宽度值的最小值。因此，可以使得铝塑膜的第一侧封边的宽度值的最小值的尺寸更加合理，降低进入电芯内部的水分含量，提高电池的使用寿命。
附图说明
[0026]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
[0027]
图1是本发明实施例提供的电芯的立体结构示意图；
[0028]
图2是本发明实施例提供的铝塑膜横截面示意图；
[0029]
图3是本发明实施例提供的封装后两层铝塑膜的部分截面示意图；
[0030]
图4a是本发明实施例提供的两头出极耳的电芯结构示意图；
[0031]
图4b是本发明实施例提供的一头出极耳的电芯结构示意图；
[0032]
图5a是本发明实施例提供的一种极耳的俯视示意图；
[0033]
图5b是本发明实施例提供的一种极耳的截面示意图；
[0034]
图5c是本发明实施例提供的一种电芯的第一侧封边的位置示意图；
[0035]
图5d是本发明实施例提供的一种第一侧封边的截面示意图；
[0036]
图6为不同封印厚度下的顶封宽和侧封宽之间的关系示意图
[0037]
图7为15年长寿命要求下的顶封宽和侧封宽模拟结果之一；
[0038]
图8为15年长寿命要求下的顶封宽和侧封宽模拟结果之二；
[0039]
图9为15年长寿命要求下的顶封宽和侧封宽模拟结果之三；
[0040]
图10为15年长寿命要求下的顶封宽和侧封宽模拟结果之四。
具体实施方式
[0041]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042]
除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
[0043]
请参见图1-图10，为了方便描述，在后续的说明中，电芯的宽度值记为w，电芯的长度值记为l1，极耳胶402的长度值记为l2，第一侧封边201的宽度值记为w1，第二侧封边202的宽度值记为w2，h为目标侧封边的厚度值，在本实施例中，第一侧封边201的厚度值和第二侧封边202的厚度值相等，记为h，x1、x2、x3、x4、x5、x6、x7、x8、x9、x
10
和x
11
均为常数。
[0044]
如图1-图10所示，本发明实施例提供了一种电芯，电芯包括：
[0045]
卷芯10；
[0046]
铝塑膜20，铝塑膜20用于密封卷芯10，且铝塑膜20在卷芯10的第一侧形成有第一侧封边201，铝塑膜20在卷芯10的第二侧形成有第二侧封边202；第一侧为沿电芯的长度方向上的任意一侧，第二侧为沿电芯的宽度方向上的任意一侧；
[0047]
第一侧封边201的宽度值w1大于或等于预设值y，预设值y满足公式一：
[0048][0049]
其中，w2为第二侧封边202的宽度值，h为目标侧封边的厚度值，目标侧封边为第一侧封边201和第二侧封边202中的任一者，x1、x2、x3和x4均为常数。在本实施例中，通过计算可以得到预设值y，通过y限定了w1的取值范围。即，在具体实现时，w1的设计均需要满足公式一。
[0050]
为了方便描述，在一些实施例中，第一侧封边201的宽度值可以简称为顶封宽，第二侧封边202的宽度值可以简称为侧封宽。
[0051]
在本发明实施例中，第一侧封边201的宽度值的最小值基于第二侧封边202的宽度值和目标侧封边的厚度值确定，通过上述设置，在第二侧封边202的宽度值和目标侧封边的厚度值确定的情况下，可以得到第一侧封边201的宽度值的最小值。因此，可以使得铝塑膜20的第一侧封边201的宽度值的最小值的尺寸更加合理，降低进入电芯内部的水分含量，提高电池的使用寿命。
[0052]
应理解的是，水汽渗入电芯内部的原理和由外界渗入电芯内部的水的质量的计算可参见水汽渗透模型，其中，水汽渗透模型可使用如下所示的公式二来描述：
[0053][0054]
其中，t为时间；m为t时间后由外界渗入电芯内部的水的质量；j为水汽扩散通量；l等于侧封宽或顶封宽，s为pp暴露在面积，其中pp暴露在面积等于封印厚度与电芯有效长度
的乘积。其中，封印厚度可以理解为任意侧封边的厚度，或者基于多个侧封边的厚度所确定的值。电芯的有效长度可以理解为铝塑膜20的侧边的长度值和侧边的宽度值之和。
[0055]
应理解的是，j可以根据菲克第一扩散定律进行计算，其中，菲克第一扩散定律可以使用如下所示的公式三来描述：
[0056][0057]
基于公式二和公式三可以得到如下所示的公式四：
[0058][0059]
其中，d为物质的扩散系数，是沿扩散方向，在单位时间每单位浓度梯度的条件下,垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数。cs为铝塑膜20暴露在外界环境中的主体吸附水汽后的表面浓度。根据公式四可知，通过增大l的取值以及减少s的取值可以降低m的值。其中，在电芯的长度值和宽度值固定后，s与h呈正比。由此可知，为了减少m，可以减小h。其中，h等于s与电芯有效长度的比值。
[0060]
水分子通过铝塑膜20从外侧向内侧渗透，显而易见，l越大、h越小，水分子渗透的越慢越艰难。在其他参数已知的情况下，根据公式四可以得到任意t对应的m。同理，在t和m已知的情况下，可以计算l和h的值，从而得到各项参数之间的关联关系。
[0061]
根据上述分析，可以得到顶封宽和侧封宽之间的相关关系。可选地，在一些实施例中，第一侧封边201的宽度值与厚度值呈负相关；第一侧封边201的宽度值与第二侧封边202的宽度值呈正相关。
[0062]
可选地，在一些实施例中，第一侧封边201的厚度值和第二侧封边202的厚度值相等，第一侧封边201的宽度值基于厚度值以及第二侧封边202的宽度值确定。
[0063]
应理解的是，公式一反映了顶封宽和侧封宽之间的关联关系，在目标侧封边厚度值确定的情况下，根据第二侧封边202的宽度值的不同，所得到预设值也不同。因此，通过根据公式一计算每一第二侧封边202的宽度值对应的预设值，可以得到不同的封印厚度下，顶封宽的边界曲线。
[0064]
应理解的是，x1、x2、x3和x4的取值在此不做限定。例如，在一些实施例中，x1的取值范围为0.001～0.01，更进一步地，x1的取值范围为0.005～0.01。在另一些实施例中，x2的取值范围为0.001～0.01，更进一步地，x2的取值范围为0.001～0.005。在另一些实施例中，x3的取值范围为0.001～0.01，更进一步地，x3的取值范围为0.005～0.01。在另一些实施例中，x4的取值范围为0.01～0.1，更进一步地，x4的取值范围为0.01～0.05。
[0065]
应理解的是，根据电池的寿命要求不同，x1、x2、x3和x4的取值也可以不同。在一些实施例中，假设电池的寿命要求为15年，x1的取值为0.0092721、x2的取值为0.0039685、x3的取值为0.0062564、x4的取值为0.0194843，则公式一可以表示为：
[0066][0067]
在另一些实施例中，假设电池的寿命要求为5年，x1的取值为0.000301、x2的取值为0.0008578、x3的取值为0.000242、x4的取值为0.000418，则公式一可以表示为：
[0068][0069]
在另一些实施例中，假设电池的寿命要求为10年，x1的取值为0.0007979、x2的取值为0.002043、x3的取值为0.007395、x4的取值为0.01013，则公式一可以表示为：
[0070][0071]
根据上述公式一，可以得到如图6所示的不同封印厚度下的顶封宽和侧封宽之间的关系示意图。图6包括曲线a1、曲线a2，曲线a3和曲线a4。其中，曲线a1显示的是在封印厚度为210um的情况下，顶封宽和侧封宽之间的关系示意图；曲线a2显示的是在封印厚度为230um的情况下，顶封宽和侧封宽之间的关系示意图；曲线a3显示的是在封印厚度为250um的情况下，顶封宽和侧封宽之间的关系示意图；曲线a4显示的是在封印厚度为270um的情况下，顶封宽和侧封宽之间的关系示意图。
[0072]
应理解的是，在图6中仅示出了顶封宽小于12mm且侧封宽小于14mm的情况。在图6中其他未示出的区域内的封宽设计的情况在此不做限定。在不同的封印厚度下对应的顶封宽和侧封宽之间的关系可以根据公式一计算得到。
[0073]
在一些实施例中，如图7所示，图7为15年长寿命要求下的顶封宽和侧封宽模拟结果之一。在图7中的点状结构表示满足15年寿命要求的封宽设计。图7中对应的封印厚度为250um。在图7中形成有曲线b，曲线b可以理解为对应的安全边界，在曲线b的右侧区域内的封宽设计均满足15年寿命要求，在曲线b的左侧区域内的封宽设计均不满足15年寿命要求。
[0074]
在一些实施例中，考虑到工程可行性，对顶封宽和侧封宽的取值范围进行优化，在图7的基础上，通过设置顶封宽的上限值和侧封宽的上限值，可得到如图8所示的15年长寿命要求下的顶封宽和侧封宽模拟结果之二。如图8中直线c1所示，设顶封宽小于或等于9mm，如直线c2所示，设侧封宽小于或等于10mm。在图8中形成有曲线c3，曲线c3可以理解为对应的安全边界，在直线c1、直线c2和曲线c3围合形成的区域内的封宽设计均满足15年寿命要求同时兼备工程可行性。
[0075]
在一些实施例中，考虑到工程可行性以及客户满意度等因素，进一步地优化顶封宽和侧封宽的取值范围，在图7的基础上，通过设置顶封宽的下限值和上限值，以及侧封宽的下限值和上限值，可得到如图9所示的15年长寿命要求下的顶封宽和侧封宽模拟结果之三。
[0076]
可选地，在一些实施例中，第一侧封边201的宽度值的范围为4mm～8mm。在另一些实施例中，如果电池的预计使用寿命为5年，则第一侧封边201的宽度值大于0.1mm，或者第二侧封边202的宽度值大于0.8mm。更进一步地，第一侧封边201的宽度值大于0.181mm，或者第二侧封边202的宽度值大于0.877mm。
[0077]
在另一些实施例中，如果电池的预计使用寿命为10年，则第一侧封边201的宽度值大于0.4mm，或者第二侧封边202的宽度值大于2mm。更进一步地，第一侧封边201的宽度值大于0.436mm，或者第二侧封边202的宽度值大于2.12mm。
[0078]
可选地，在一些实施例中，第二侧封边202的宽度值的范围为6mm～8mm。如图9中直线d1所示，设顶封宽小于或等于8mm，如直线d2所示，设侧封宽小于或等于8mm；如直线d3所示，设顶封宽大于或等于4mm；如直线d4所示，设侧封宽大于或等于6mm。在图9中形成有曲线
d5，曲线d5可以理解为对应的安全边界。在封印厚度为250um的情况下，在直线d1、直线d2、直线d3、直线d4和曲线d5围合形成的区域内的封宽设计均满足15年寿命要求、具备工程的可行性且同时兼顾到客户的满意度。
[0079]
应理解的是，在图9的基础上，假设封印厚度为280um时，可以得到对应的如图10所示的15年长寿命要求下的顶封宽和侧封宽模拟结果之四。在图10中形成有曲线d6，曲线d6可以理解为在封印厚度为280um的情况下对应的安全边界，在直线d1、直线d2、直线d3、直线d4和曲线d6围合形成的区域内的封宽设计均满足15年寿命要求、具备工程的可行性且同时兼顾到客户的满意度。
[0080]
根据图9和图10可知，曲线d6位于直线d1、直线d2、直线d3、直线d4和曲线d5围合形成的区域内。在一些实施例中，设电芯的长度值为200mm，侧封宽为8mm，目标侧封边的厚度为270um，此时，可以根据公式一求得y为3.1mm，假设w1的取值为y，则可以得到w为106mm。根据上述计算结果可知，在本实施例中，顶封宽的最小值应大于等于3.1mm，电芯的宽度值的最大值需小于106mm。超出此范围的，则不能满足15年寿命要求。
[0081]
应理解的是，在本技术中仅以15年寿命要求为例进行说明。在不同寿命要求下顶封宽和侧封宽模拟结果可以使用相同方法得到，在此不做赘述。
[0082]
可选地，在一些实施例中，其中，电芯的宽度值w满足下述的公式五：
[0083]
w＝x5 w1*(x
6-x7*l1)；
[0084]
w1为第一侧封边201的宽度值，l1为电芯的长度值，x5、x6和x7均为常数。
[0085]
应理解的是，公式五用于表征电芯的宽度值w、第一侧封边201的宽度值w1和电芯的长度值l1的关系。确定w、w1和l1中任意两个参数的取值，即可得到满足寿命需求的另一个参数的取值。通过对公式五进行变换，可以基于公式一中得到的w1的取值范围计算得到其他参数的取值范围。
[0086]
在本发明实施例中，根据公式一可知，在电芯的长度值、侧封宽和目标侧封边的厚度值确定的情况下，可以得到顶封宽的最小值，以及电芯的宽度值的最大值。因此，通过第一侧封边201的宽度值w1的取值范围，可以得到电芯的宽度值w的取值范围。在具体实现时，根据寿命要求的不同，w1的取值范围不同，进而使得w的取值范围不同。
[0087]
因此，可以使得铝塑膜20的顶封宽的尺寸与电芯的尺寸相匹配，并使得铝塑膜20的顶封宽的尺寸与电芯的尺寸均处于最优值，使得进入电芯内部的水分含量最小。
[0088]
应理解的是，电芯的长度值可以理解为，在铝塑膜20包裹密封卷芯10的情况下，铝塑膜20沿长度方向的最大值。同理，电芯的宽度值可以理解为，在铝塑膜20包裹密封卷芯10的情况下，铝塑膜10沿长度方向的最大值。
[0089]
应理解的是，x5、x6和x7的取值在此不做限定。例如，在一些实施例中，x5的取值范围为1～10，更进一步地，x5的取值范围为5～10。在另一些实施例中，x6的取值范围为50～100，更进一步地，x6的取值范围为70～90。在另一些实施例中，x7的取值范围为0.1～0.5，更进一步地，x7的取值范围为0.25～0.5。
[0090]
在一些实施例中，x5的取值为5.8554、x6的取值为84.01、x7的取值为0.2608，则公式五可以表示为：
[0091]
w＝5.8554 w1*(84.01-0.2608*l1)；
[0092]
首先，应理解的是，电芯通常由卷芯10和铝塑膜20组成，铝塑膜20用于密封包裹卷
芯10。在一些实施例中，铝塑膜20也可以为钢塑膜。为了方便理解，下面将对电芯的结构进行说明。
[0093]
如图1所示，图1是本发明实施例提供的电芯的立体结构示意图。在图1所示的三维直角坐标系上，电芯的长度方向可以理解为y轴所示方向；电芯的宽度方向可以理解为x轴所示方向。第一侧封边201和第二侧封边202的厚度方向可以理解为z轴所示方向。其中，卷芯10的长度方向与电芯的长度方向相同，卷芯10的宽度方向与电芯的长度方向相同。
[0094]
应理解的是，为了方便后续的描述，图1限定了电芯的宽度方向和电芯的长度方向。在具体实现时，电芯的宽度方向和电芯的长度方向在此不做限定。
[0095]
应理解的是，卷芯10通常包括正极片、负极片和隔膜，其中，正极片、负极片和隔膜的设置方式在此不做限定。例如，在一些实施例中，卷芯10可以为正极片、负极片和隔膜叠片设置而形成，即电芯为叠片式电芯。在另一些实施例中，卷芯10可以为正极片、负极片和隔膜卷绕设置而形成，即电芯为卷绕式电芯。在另一些实施例中，卷芯10可以为正极片、负极片和隔膜通过其他工艺制备而形成。
[0096]
应理解的是，如图2所示，铝塑膜20通常包括依次层叠设置的内层201、中间层202和外层203，任意两个贴合设置的层之间通过胶黏剂或者热压的方式粘在一起。其中，内层201可以包括聚丙烯(polypropylene，pp)及其复合物，pp及其复合物用于粘接，并可以防止电解液直接接触；内层201的厚度可以为80um。中间层202可以为铝层，铝层用于阻隔水汽、空气渗入电芯，中间层202的厚度可以为40um。外层203聚酰胺，俗称为尼龙(polyamide，pa)、聚对苯二甲酸乙二醇酯，俗称涤纶树脂(polyethylene terephthalate，pet)，或其复合物，外层203的厚度可以为30um。
[0097]
在使用铝塑膜20封装卷芯10时，首先需要将两片铝塑膜20相对设置，再将卷芯10置于两片铝塑膜20之间，最后对铝塑膜20施加预设的温度和预设的压力，使得两片铝塑膜20的内层201融化并粘在一起，从而在卷芯10的四周形成密封的侧封边，进而将整个卷芯10的正负极以及电解液包裹起来，与外界环境隔离。上述使用铝塑膜20封装卷芯10的过程也可以被称为热合或者封装。其中，预设的温度的范围可以为180℃～220℃。在一些实施例中，预设的温度为180℃；预设的压力可以为0.4mpa。
[0098]
图3为封装后两层铝塑膜20的部分截面示意图。根据内层201的压缩率不同，压缩后的两层内层201的总厚度也不同。在一些实施例中，内层201的压缩率的范围为40％～80％，压缩后的两层内层201的总厚度范围为210um～290um。更进一步地，在另一些实施例中，压缩后的两层内层201的总厚度范围为240um～250um。
[0099]
封装后得到的电芯的结构示意图如图4a和图4b所示。电芯通常设有极耳40，其中，极耳40的设置方式在此不做限定。图4a为两头出极耳40的电芯结构示意图，图4b为一头出极耳40的电芯结构示意图。其中，极耳40通常沿电芯的长度方向设置。
[0100]
应理解的是，如图4a所示，铝塑膜20在卷芯10的第一侧形成有第一侧封边201，卷芯10的第一侧为卷芯10沿长度方向上的任意一侧，铝塑膜20在卷芯10的第三侧形成有第三侧封边203，第三侧为卷芯10沿长度方向上的另一侧。铝塑膜20在卷芯10的第二侧形成有第二侧封边202；第二侧为卷芯10沿宽度方向上的任意一侧；铝塑膜20在卷芯10的第四侧形成有第四侧封边204，第四侧为卷芯10沿宽度方向上的另一侧。
[0101]
应理解的是，如图4b所示，铝塑膜20在卷芯10的第一侧形成有第一侧封边201，卷
芯10的第一侧为卷芯10沿长度方向上的任意一侧，铝塑膜20在卷芯10的第三侧形成有第三侧封边203，第三侧为卷芯10沿长度方向上的另一侧。铝塑膜20在卷芯10的第二侧形成有第二侧封边202；第二侧为卷芯10沿宽度方向上的任意一侧。
[0102]
应理解的是，通常来说，第三侧封边203的宽度值与第一侧封边201的宽度值相同。第四侧封边204的宽度值与第二侧封边202的宽度值相同。第一侧封边201、第二侧封边202、第三侧封边203和第四侧封边204的剖面结构示意图如图3中的p区域所示。
[0103]
可选地，在一些实施例中，电芯还包括极耳40，极耳40为正极耳或负极耳，极耳40位于卷芯10沿电芯的长度方向上的至少一侧；极耳40包括导电体401和极耳胶402，极耳胶402包裹导电体401的宽度方向，导电体401的宽度方向为极耳胶402的长度方向；
[0104]
其中，极耳胶402的长度值l2满足下述的公式六：
[0105][0106]
w1为第一侧封边201的宽度值，w为电芯的宽度值，l1为所述电芯的长度值，x8、x9、x
10
和x
11
均为常数。其中，w的取值范围可以参见公式一和公式四的相关说明。
[0107]
公式六用于表征电芯的宽度值w、电芯的长度值l1、第一侧封边201的宽度值w1和极耳胶402的长度值l2的关系。具体实现时，在电芯的宽度值w、电芯的长度值l1、第一侧封边201的宽度值w1和极耳胶402的长度值l2中确定任意三个参数的取值，即可以基于上述公式六确定满足寿命需求的另外一个参数的取值，从电芯尺寸设计的角度，降低电芯的水汽渗透量。
[0108]
在具体实现时，根据寿命要求的不同，w1的取值范围不同，进而使得w的取值范围不同，进而使得l2的取值范围不同。通过对公式六进行变换，可以基于公式一中得到的w1的取值范围计算得到其他参数的取值范围。
[0109]
在具体实现时，根据公式一计算可以得到w1的取值范围，公式六中的w1的取值满足公式一的要求。同时，公式六中w的取值满足公式五的要求。在w1、w和l1均确定的情况下，可以得到l2的取值。根据公式一得到的w1的取值范围，可以代入公式五中计算得到w的取值范围。将w1的取值范围和w的取值范围同时代入公式六可以得到l2的取值范围。
[0110]
应理解的是，x8、x9、x
10
和x
11
的取值在此不做限定。例如，在一些实施例中，x8的取值范围为1～10，更进一步地，x8的取值范围为5～10。在另一些实施例中，x9的取值范围为50～100，更进一步地，x9的取值范围为70～90。在另一些实施例中，x
10
的取值范围为0.1～0.5，更进一步地，x
10
的取值范围为0.25～0.5。在一些实施例中，x
11
的取值范围为1～50，更进一步地，x
11
的取值范围为10～20。
[0111]
在一些实施例中，预设常数x8的取值为5.8554、预设常数x9的取值为84.01、预设常数x
10
的取值为0.2608，预设常数x
11
的取值为19.44。在本实施例中，上述公式六可以表示为：
[0112][0113]
可选地，在一些实施例中，极耳胶402的长度值大于或等于1mm，且小于或等于9mm。进一步地，在另一些实施例中，极耳胶402的长度值大于或等于1.4mm，且小于或等于8.5mm。
[0114]
可选地，在一些实施例中，电芯的宽度值大于或等于40mm，且小于或等于240mm；
和/或，电芯的长度值大于或等于100mm，且小于或等于250mm。进一步地，在另一些实施例中，电芯的宽度值大于或等于49mm，且小于或等于237mm。
[0115]
可选地，导电体401的厚度方向上相背的第一表面和第二表面上均设有极耳胶402，导电体401包括宽度方向上的第一侧和第二侧，第一表面上的极耳胶402包括凸出于第一侧的第一部分和凸出于第二侧的第二部分，第二表面上的极耳胶402包括凸出于第一侧的第三部分和凸出于第二侧的第四部分，第一部分和第三部分连接，第二部分和第四部分连接。
[0116]
应理解的是，在理论上第一侧封边201的各处的厚度值均相等。但是，实际上由于工艺限制，各处的厚度值会有一定波动。同样的，在理论上，第一侧封边201、第二侧封边202、第三侧封边203和第四侧封边204的厚度值均相等。
[0117]
图4a所示的电芯的正极耳和负极耳凸出于电芯的长度方向的同侧，第一侧封边201仅存在于长度方向上的一侧，即正极耳和负极耳凸出的一侧，第二侧封边202存在于宽度方向上的两侧；图4b所示的电芯的正极耳和负极耳凸出于电芯的长度方向的不同侧，第一侧封边201存在于长度方向上的两侧，第二侧封边202存在于宽度方向上的两侧。
[0118]
如图5a-图5d所示，极耳40包括导电体401和极耳胶402，图5a中所示的水平方向为导电体401的宽度方向以及极耳胶402的宽度方向，垂直方向为导电体401的长度方向以及极耳胶402的长度方向。图5b是一种极耳40的纵截面示意图，如图5b所示，水平方向为极耳胶402的长度方向，垂直方向为极耳40的厚度方向，极耳胶402包裹导电体401的宽度方向。
[0119]
在一些实施例中，导电体401的厚度方向上相背的第一表面和第二表面上均设有极耳胶402，导电体401包括宽度方向上的第一侧和第二侧，第一表面上的极耳胶402包括凸出于第一侧的第一部分和凸出于第二侧的第二部分，第二表面上的极耳胶402包括凸出于第一侧的第三部分和凸出于第二侧的第四部分，第一部分和第三部分连接，第二部分和第四部分连接。
[0120]
应理解的是，导电体101用于极耳40导电，具体可以包括铝(正极耳)，或者铜或铜镀镍(负极耳)。极耳胶402用于极耳40与铝塑膜20之间的密封与绝缘，具体可以包括聚乙烯(polyethene，pe)、聚丙烯(polypropylene，pp)中的至少一项，组成单层或多层的胶体。在一示例中，如图5a-图5d所示，极耳胶402为两层结构，热封层4021和亲金属层4022，热封层4021可以为乙烯-丙烯共聚物，亲金属层4022可以为等规pp。在对卷芯10进行封装时，热封层4021可以与铝塑膜20热封实现卷芯10的密封，亲金属层4022与导电体101粘接。
[0121]
在电芯的循环过程中，水汽可经由铝塑膜20渗入电芯的内部。当水汽渗入电芯的内部后，会产生大量的氢氟酸和氢气，并破坏卷芯10的负极的钝化(solid electrolyte interface，sei)膜，从而加速产气和容量衰减，进而降低电芯使用寿命。其中，sei膜通常包裹在负极颗粒表面，用于阻止电解液与负极的副反应发生。
[0122]
在对卷芯10进行封装时，极耳胶402的热封层4021可以与铝塑膜20的外层203热封实现卷芯10的密封。在封装完成后，两层铝塑膜20与极耳胶402粘接的部分具有一定的宽度值和厚度值。由于水汽渗入电芯内部后会产生大量的氢气，并破坏负极的sei膜，从而加速产气和容量衰减，降低电芯使用寿命。因此，降低电芯的渗水量可以延长电芯使用寿命。
[0123]
应理解的是，水汽通常会从最短路径往电芯内部渗透，因此水汽通常优先从第一侧封边201的路径往电芯内部渗透而非从极耳胶402的路径，那么，第一侧封边201的宽度值
越大，极耳胶402的长度值越大，则水汽渗透越艰难，也就是说，水汽渗透量与极耳胶402的长度值、第一侧封边201的宽度值负相关。水汽渗透量越小，进而电芯的寿命越长。
[0124]
本发明实施例中，可以通过确定合适的极耳胶402的长度值，来降低电芯内部的水汽渗透量，进而延长电芯的寿命。具体实现时，可以根据电芯的寿命需求预先确定各项参数，寿命需求可以根据电池使用标准或用户需求确定。
[0125]
可选地，可以比较极耳胶402的热封层4021的水汽渗透系数与铝塑膜20的外层203的水汽渗透系数。假设，极耳胶402的热封层4021的水汽渗透系数是铝塑膜20的外层203的水汽渗透系数的k倍，则单位长度l的极耳胶402的水汽渗透量，可以等效为长度为k
·
l的第一侧封边201的水汽渗透量。第一侧封边201的长度值等于电芯的宽度值，因此，单位长度l的极耳胶402的水汽渗透量，可以等效为宽度为k
·
l的电芯的水汽渗透量。那么，极耳胶402的长度值与电芯的宽度值正相关。
[0126]
在一些实施例中，根据电池的设计标准或用户需求，可以确定电芯的宽度值、电芯的长度值与目标侧封边的宽度值之间的函数关系，进而可以根据极耳胶402的长度值与电芯的宽度值之间的等效关系，确定极耳胶402的长度值与电芯的宽度值、电芯的长度值与目标侧封边的宽度值之间的关联关系。本发明实施例中，水汽可以经由第一侧封边201渗入电芯内部，那么，可以理解的是，第一侧封边201的宽度值越大，第一侧封边201的厚度值越小，水汽渗透越慢越艰难。因此，除了对极耳胶402的长度值进行设计外，还可以通过控制第一侧封边201宽度值和第一侧封边201厚度值，来达到进一步降低水汽渗透程度的目的。
[0127]
在一些实施例中，设电芯的长度值为150mm，侧封宽为6mm，目标侧封边的厚度为240um，此时，可以根据公式求得y为4.3mm，假设w1的取值为y，则可以得到a为200.5mm。根据上述计算结果可知，在本实施例中，顶封宽的最小值应大于等于4.3m，电芯的宽度值的最大值需小于200.5mm。
[0128]
应理解的是，电芯的长度值在此不做限定。可选地，在一些实施例中，电芯的长度值的范围为100mm～250mm。同理，电芯的宽度值在此不做限定。可选地，在一些实施例中，电芯的宽度值的范围为49mm～237mm。
[0129]
应理解的是，随着铝塑膜20的侧封边的宽度值增大，水分子经由铝塑膜20进入电芯内部的阻力越大，因此电芯内部的水分变少。随着电芯的尺寸增大，电芯内部的水分也会增加。
[0130]
本发明实施例还提供一种电池，该电池包括上述的电芯。该电芯为上述实施例中的电芯，具体结构可以参照上述实施例中的描述，在此不再赘述。由于在本实施例中采用了上述实施例中的电芯，因此本实施例提供的电池具有上述实施例中电芯的全部有益效果。本发明实施例提供的电芯可以用于不同电池，例如铝壳电池、软包电池和圆柱电池等。
[0131]
在一些实施例中，本发明实施例还提供一种电池包，包括外壳和电池模组，电池模组位于外壳内，电池模组包括至少一个电池，该电池为本发明实施例提供的电池。
[0132]
电池包也可以称为pack，包括外壳和电池模组，具体的，将多个电池通过串联或并联焊接固定之后，加上电池保护板和电池固定支架等配件进行组装可以形成电池模组，再将电池模组与外壳等配件进行组装可以得到电池包。需要说明的是，该电池包包括本发明实施例提供的电池，因此该电池包具有与上述实施例中电池的相同的有益效果。
[0133]
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。