本申請涉及儲能設(shè)備領(lǐng)域，具體講，涉及一種電芯及二次電池。

背景技術(shù)：

隨著移動裝置技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和對其需求的持續(xù)增加，對作為能源的二次電池的需求在快速增加。在這些二次電池中，具有高能量密度和電壓并展示長壽命和低自放電率的鋰二次電池是市售并廣泛使用的。

通常，鋰二次電池使用金屬氧化物諸如LiCoO₂作為正極活性材料，且使用碳基材料作為負(fù)極活性材料。另外，將聚烯烴基多孔隔膜置于負(fù)極與正極之間并且利用包含鋰鹽諸如LiPF₆的非水電解質(zhì)進行浸漬，從而制造鋰二次電池。在充電期間，正極活性材料的鋰離子放出并插入負(fù)極的碳層。在放電期間，碳層的鋰離子放出并插入正極活性材料中。非水電解質(zhì)起到使鋰離子在負(fù)極與正極之間移動的介質(zhì)的作用。然而，電解質(zhì)通過在二次電池工作期間負(fù)極中的副反應(yīng)和正極中的氧化而被持續(xù)消耗。因此，當(dāng)電解質(zhì)的量過度減少時，二次電池的性能降低并且壽命快速下降。而如果在二次電池制造期間添加大量電解質(zhì)，會造成電極組件之間的界面斷裂，影響二次電池的壽命。

已有技術(shù)中通過在電極組件外周邊纏繞對電解液具有親和力材料制備的密封帶，或者將多孔彈性體安裝在電池殼中，從而可增加電解液的吸附量，但是對電池厚度影響很大。

鑒于此，特提出本申請。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請的首要發(fā)明目的在于提出一種電芯。

本申請的第二發(fā)明目的在于提出一種二次電池。

為了完成本申請的目的，采用的技術(shù)方案為：

本申請涉及一種電芯，所述電芯包含第一極片、第二極片以及隔膜，所述第一極片包括第一集流體和設(shè)置于所述第一集流體相對兩表面的第一活性物質(zhì)層，所述第二極片包括第二集流體和設(shè)置于所述第二集流體相對兩表面的第二活性物質(zhì)層，其特征在于，

所述電芯內(nèi)部和/或所述電芯的外周面包括空白集流體處，所述空白集流體處上設(shè)置有多孔材料層。

優(yōu)選的，所述電芯包括由第一極片、第二極片以及隔膜的起始端卷繞而成的電芯，所述第一極片的頭部包括未設(shè)置所述第一活性物質(zhì)層的第一空白區(qū)，和/或所述第二極片的頭部包括未設(shè)置所述第二活性物質(zhì)層的第二空白區(qū)；在所述第一空白區(qū)和/或所述第二空白區(qū)的至少一個面上設(shè)置有所述多孔材料層。

優(yōu)選的，所述電芯為疊片結(jié)構(gòu)或卷繞疊片混合結(jié)構(gòu)，在所述疊片結(jié)構(gòu)或所述卷繞疊片混合結(jié)構(gòu)的最內(nèi)層中，所述第一極片包括未設(shè)置所述第一活性物質(zhì)層的第一空白區(qū)，和/或所述第二極片體包括未設(shè)置所述第二活性物質(zhì)層的第二空白區(qū)；在所述第一空白區(qū)和/或所述第二空白區(qū)的至少一個面上設(shè)置有所述多孔材料層。

優(yōu)選的，所述第一空白區(qū)和所述第二空白區(qū)包括相對兩表面均未涂覆活性物質(zhì)層的空箔區(qū)，所述多孔材料層設(shè)置于所述空箔區(qū)上。

優(yōu)選的，所述第一極片的尾部包括未設(shè)置有所述第一活性物質(zhì)層的第三空白區(qū)，和/或，所述第二極片的尾部包括未設(shè)置有所述第二活性物質(zhì)層的第四空白區(qū)；

在所述第三空白區(qū)和/或所述第四空白區(qū)的至少一個面上設(shè)置有所述多孔材料層。

優(yōu)選的，沿所述電芯厚度方向上中線附近的空白集流體處不設(shè)置所述多孔材料層。

優(yōu)選的，所述第三空白區(qū)和/或所述第四空白區(qū)包括相對兩表面均未涂覆活性物質(zhì)層的空箔區(qū)和/或單面涂覆活性物質(zhì)層的單面涂覆區(qū)，所述多孔材料層設(shè)置于所述空箔區(qū)和/或單面涂覆區(qū)上。

優(yōu)選的，所述第一極片包括第一涂覆區(qū)，所述第一涂覆區(qū)含有未設(shè)置所述第一活性物質(zhì)層的第五空白區(qū)；和/或，所述第二極片包括第二涂覆區(qū)，所述第二涂覆區(qū)含有未設(shè)置所述第二活性物質(zhì)層的第六空白區(qū)；在所述第五空白區(qū)和/或所述第六空白區(qū)的至少一個面上設(shè)置有所述多孔材料層。

優(yōu)選的，所述多孔材料層的厚度小于或等于第一活性材料層的厚度，和/或，所述多孔材料層的厚度小于或等于第二活性材料層的厚度。

本申請涉及一種二次電池，包括本申請的電芯和電芯外殼，沿所述電芯厚度方向上中線附近的空白集流體處不設(shè)置所述多孔材料層。

本申請的技術(shù)方案至少具有以下有益的效果：

本申請的電芯，電芯內(nèi)部和/或電芯的外周面包括空白集流體處，在空白集流體處上設(shè)置有多孔材料層。由于多孔材料層具有吸液能力，從而可有效地增強電芯或二次電池的保液能力，提高電芯或二次電池的安全性和使用壽命，且不增加電芯或二次電池額外厚度。

附圖說明

圖1為已有技術(shù)中電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2A為本申請某一具體實施方式中的電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2B為圖2A所示電芯的極片展開示意圖；

圖3A為本申請某一具體實施方式中的電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3B為圖3A所示電芯的極片展開示意圖；

圖4A為本申請某一具體實施方式中的電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4B為圖4A所示電芯的極片展開示意圖；

圖5A為本申請某一具體實施方式中的電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5B為圖5A所示電芯的極片展開示意圖；

圖6A為本申請某一具體實施方式中的電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6B為圖6A所示電芯的極片展開示意圖；

圖7A為本申請某一具體實施方式中的電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7B為圖7A所示電芯的極片展開示意圖；

其中：

1-電芯；

10-第一極片；

101-第一空白區(qū)；

102-第三空白區(qū)；

103-第五空白區(qū)；

20-第二極片；

201-第二空白區(qū)；

202-第四空白區(qū)；

203-第六空白區(qū)；

30-第一極耳；

40-第二極耳；

50-多孔材料層。

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本申請。應(yīng)理解，這些實施例僅用于說明本申請而不用于限制本申請的范圍。

具體實施方式

本申請實施例的提出一種電芯1，包含第一極片10、第二極片20以及隔膜，第一極片10包括第一集流體和設(shè)置于第一集流體相對兩表面的第一活性物質(zhì)層，第二極片20包括第二集流體和設(shè)置于第二集流體相對兩表面的第二活性物質(zhì)層，電芯內(nèi)部和/或電芯的外周面包括空白集流體處，空白集流體處上設(shè)置有多孔材料層50。

在本申請實施例中，電芯可采用卷繞式電芯、疊片式電芯或卷繞疊片混合式電芯。以卷繞式電芯為例，極耳一般設(shè)置于極片的頭部卷繞于電芯內(nèi)部，從而在電芯內(nèi)部留有空白集流體處。當(dāng)電芯的外周采用空集流體或單面涂覆的集流體卷繞時，從而在電芯的外周面形成空白集流體處。在本申請中，外周面是指包圍于電芯外側(cè)一圈所形成的面。

本申請的多孔材料層50采用多孔材料制備而成，因此具有吸液能力，從而可增加電芯1對電解液的吸附量。并且，將多孔材料層50設(shè)置于電芯內(nèi)部的空白集流體處，不會增加電芯1的厚度。

在本申請實施例中，多孔材料采用已知的多孔材料，可選自無機多孔材料或有機多孔材料的至少一種。

在本申請實施例中，多孔材料孔的尺寸為1nm～5000μm。

在本申請實施例中，多孔材料孔的孔隙率為20％～95％。

在本申請的實施例中，電芯1包括由第一極片10、第二極片20以及隔膜的起始端卷繞而成的電芯1，第一極片10的頭部包括未設(shè)置第一活性物質(zhì)層的第一空白區(qū)101，和/或第二極片20的頭部包括未設(shè)置第二活性物質(zhì)層的第二空白區(qū)201；在第一空白區(qū)101和/或第二空白區(qū)201的至少一個面上設(shè)置有多孔材料層50。電芯1也為疊片結(jié)構(gòu)或卷繞疊片混合結(jié)構(gòu)，在疊片結(jié)構(gòu)或卷繞疊片混合結(jié)構(gòu)的最內(nèi)層中，第一極片10包括未設(shè)置第一活性物質(zhì)層的第一空白區(qū)101，和/或第二極片20體包括未設(shè)置第二活性物質(zhì)層的第二空白區(qū)201；在第一空白區(qū)101和/或第二空白區(qū)201的至少一個面上設(shè)置有多孔材料層50。

其中，第一空白區(qū)101以及第二空白區(qū)201可為雙面均無活性物質(zhì)的空箔區(qū)，也可為單面涂覆有活性物質(zhì)的單面涂覆區(qū)，也可同時包含空箔區(qū)和單面涂覆區(qū)。在第一空白區(qū)101以及第二空白區(qū)201的空箔區(qū)上，多孔材料層50可設(shè)置于空箔區(qū)的至少一個面上；在第一空白區(qū)101以及第二空白區(qū)201的單面涂覆區(qū)上，多孔材料層50則設(shè)置于無活性物質(zhì)的面上。

以卷繞式電芯為例，第一極耳30設(shè)置于第一空白區(qū)101的空箔區(qū)上，第二極耳40設(shè)置于第二空白區(qū)201的空箔區(qū)上；由于極耳形成了電芯1厚度的最大位置，在卷繞式電芯1的最內(nèi)圈便形成空白集流體處，如圖1所示。

本申請實施例可將多孔材料層50設(shè)置于電芯1內(nèi)部的空白集流體處上，多孔材料層50分別設(shè)置于第一空白區(qū)101的空箔區(qū)和第二空白區(qū)201的空箔區(qū)上，從而可增加電芯1對電解液的吸附量，也不會增加電芯1的厚度，如圖2A所示，其極片展開示意圖如圖2B所示。本申請實施例還可將多孔材料層50僅設(shè)置于第二空白區(qū)201的空箔區(qū)上，如圖3A所示，其極片展開示意圖如圖3B所示。本申請實施例還可將多孔材料層50僅設(shè)置于第一空白區(qū)101的空箔區(qū)上，如圖4A所示，其極片展開示意圖如圖4B所示。將多孔材料層50設(shè)置于極耳附近，對電芯1厚度和能量密度沒有損失，除了提高電芯1的存儲電解液能力外，還可以提高電芯1的結(jié)構(gòu)對稱性，電芯1表面更加平整。

在疊片式電芯1結(jié)構(gòu)中，極耳設(shè)置于最內(nèi)層，同樣，在極耳周邊的位置便形成空白集流體處，將多孔材料層50設(shè)置于電芯1內(nèi)部的空白集流體處上，不會增加電芯1的厚度。

除上述由于電芯1結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的空白集流體處外，電芯1內(nèi)部的空白集流體處也可指在制備極片時，預(yù)留的空白區(qū)所形成的空白集流體處。為了不增加電芯1的厚度，可在極片上設(shè)置無活性物質(zhì)涂覆的空白區(qū)，并在該空白區(qū)內(nèi)設(shè)置多孔材料層50用于提高電芯1的吸液能力。具體的如圖5A所示，其極片展開示意圖如圖5B所示。第一極片10包含第一涂覆區(qū)，第一涂覆區(qū)含有未設(shè)置第一活性物質(zhì)層的第五空白區(qū)103；第二極片20包含第二涂覆區(qū)，第二涂覆區(qū)含有未設(shè)置第二活性物質(zhì)層的第六空白區(qū)203；在第五空白區(qū)103和第六空白區(qū)203上設(shè)置有多孔材料層50。第五空白區(qū)103以及第六空白區(qū)203均為單面涂覆，多孔材料層50則設(shè)置于無活性物質(zhì)的面上。不僅如此，第五空白區(qū)103以及第六空白區(qū)203也可為雙面均無活性物質(zhì)的空箔區(qū)，也可同時包含空箔區(qū)和單面涂覆區(qū)。在第五空白區(qū)103以及第六空白區(qū)203的空箔區(qū)上，多孔材料層50可設(shè)置于空箔區(qū)的至少一個面上。

在本申請實施例的電芯中，第一極片10的尾部包括未設(shè)置有第一活性物質(zhì)層的第三空白區(qū)102，和/或，第二極片20的尾部包括未設(shè)置有第二活性物質(zhì)層的第四空白區(qū)202；在第三空白區(qū)102和/或第四空白區(qū)202的至少一個面上設(shè)置有多孔材料層50。同樣，第三空白區(qū)102以及第四空白區(qū)202可為雙面均無活性物質(zhì)的空箔區(qū)，也可單面涂覆有活性物質(zhì)的單面涂覆區(qū)，也可同時包含空箔區(qū)和單面涂覆區(qū)。在第三空白區(qū)102以及第四空白區(qū)202的空箔區(qū)上，多孔材料層50可設(shè)置于空箔區(qū)的至少一個面上；在第三空白區(qū)102以及第四空白區(qū)202的單面涂覆區(qū)上，多孔材料層50則設(shè)置于無活性物質(zhì)的面上。

當(dāng)電芯1為扁平狀卷繞式電芯時，當(dāng)?shù)谝粯O片10和/或第二極片20的收尾端為雙面涂覆時，收尾部分比其他部分厚度有所增加，如圖6A所示，其極片展開示意圖如圖6B所示。第二極片20的收尾端為雙面涂覆，第一極片10的末端形成空白集流體處，并將多孔材料層50設(shè)置于第三空白區(qū)102的單面涂覆區(qū)上，且位于電芯1的平直面上。該具體方式中將吸液材料涂覆于第一極片的尾部，第二極片雙面涂覆收尾端所形成的空間，一方面可以提高存儲電解液的能力，另一方面有吸液材料的存在會增加電芯1和外包裝之間的摩擦力，從而改善電芯1的抗跌落能力。

當(dāng)電芯1為扁平狀卷繞式電芯時，第一極片10的尾部包括未設(shè)置有第一活性物質(zhì)層的第三空白區(qū)102，和/或，第二極片20的尾部包括未設(shè)置有第二活性物質(zhì)層的第四空白區(qū)202；在第三空白區(qū)102和/或第四空白區(qū)202的至少一個面上設(shè)置有多孔材料層50。本申請實施例將多孔材料層50設(shè)置于第三空白區(qū)102的單面涂覆區(qū)和空箔區(qū)上，并且沿電芯厚度方向上中線附近的空白集流體處不設(shè)置多孔材料層，如圖7A所示，其極片展開示意圖如圖7B所示。這種設(shè)計方式不僅可增加電芯1對電解液的吸附量，也不會增加二次電池的厚度和寬度。如果不在上述部位設(shè)置用于吸液的多孔材料層50，雖然二次電池內(nèi)的這些空間也可存儲電解液，但是由于電解液流動性太大，會引起漲液外觀問題、跌落失效等問題。在本申請實施例中，多孔材料層50的厚度小于或等于第一活性材料層的厚度，和/或，多孔材料層50的厚度小于或等于第二活性材料層的厚度。

本申請實施例還涉及一種二次電池，包括本申請上述實施例中的電芯1和電芯外殼。

本申請雖然以較佳實施例公開如上，但并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本申請構(gòu)思的前提下，都可以做出若干可能的變動和修改，因此本申請的保護范圍應(yīng)當(dāng)以本申請權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。