本技術(shù)涉及電化學(xué)，特別是涉及一種柱形的二次電池和電子裝置。

背景技術(shù)：

1、柱形的二次電池，例如柱形的鋰離子電池被應(yīng)用于多種大倍率放電體系(如放電倍率大于3c)中，具有比能量大、工作電壓高、自放電率低、體積小、重量輕等特點(diǎn)，在消費(fèi)電子領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。

2、目前大功率柱形的鋰離子電池的設(shè)計(jì)通常采用全極耳設(shè)計(jì)，即正極極耳和負(fù)極極耳從相反的方向伸出，并采用全極耳捋平或揉平技術(shù)進(jìn)行制備。但在全極耳柱形的鋰離子電池的循環(huán)后期，極片發(fā)生膨脹，電極組件中部受到擠壓易導(dǎo)致電解液富集在極片的兩側(cè)，使得極片表面的副反應(yīng)增多，導(dǎo)致阻抗增大，提高了鋰離子電池發(fā)生析鋰的風(fēng)險(xiǎn)，降低了循環(huán)性能。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)的目的在于提供一種柱形的二次電池和電子裝置，以減少循環(huán)后期因極片受到擠壓導(dǎo)致電解液在極片兩側(cè)富集而發(fā)生的副反應(yīng)，進(jìn)而降低二次電池因副反應(yīng)增大界面阻抗而導(dǎo)致的析鋰風(fēng)險(xiǎn)，從而提高柱形的二次電池的循環(huán)性能，同時(shí)降低循環(huán)后期因極片膨脹內(nèi)陷導(dǎo)致的短路風(fēng)險(xiǎn)。

2、需要說明的是，本技術(shù)的
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
中，以鋰離子電池作為柱形的二次電池的例子來解釋本技術(shù)，但是本技術(shù)的柱形的二次電池并不僅限于鋰離子電池。

3、具體技術(shù)方案如下：

4、本技術(shù)的第一方面提供了一種柱形的二次電池，包括具有卷繞結(jié)構(gòu)的電極組件，電極組件包括極片，極片包括集流體和第一材料層，第一材料層位于集流體背離電極組件卷繞中心的表面上。沿極片展開后的長(zhǎng)度方向，且沿電極組件的卷繞方向，第一材料層包括中間段和與中間段相連接的兩個(gè)邊緣段，基于第一材料層的長(zhǎng)度，中間段的長(zhǎng)度占比為l，50％≤l≤70％，可選地，54％≤l≤64％；中間段和兩個(gè)邊緣段的表面上均設(shè)置有多個(gè)凸起，沿極片的厚度方向，位于中間段的多個(gè)凸起的平均高度為h1μm，位于兩個(gè)邊緣段的多個(gè)凸起的平均高度為h2μm，h1＞h2。沿極片展開后的寬度方向，第一材料層包括中間區(qū)域和與中間區(qū)域相連接的兩個(gè)邊緣區(qū)域，凸起包括第一凸起和第二凸起，第一凸起位于中間區(qū)域的表面上，第二凸起位于兩個(gè)邊緣區(qū)域的表面上。位于中間段的所有第一凸起的平均高度為h11μm，位于中間段的所有第二凸起的平均高度為h12μm，位于邊緣段的所有第一凸起的平均高度為h21μm，位于邊緣段的所有第二凸起的平均高度為h22μm，h11＞h12，h21＞h22，h11/h12＞h21/h22。通過在極片的不同區(qū)域內(nèi)設(shè)置高度不同的凸起，并使得位于中間段的中心區(qū)域的第一凸起的平均高度最高，能夠?yàn)闃O片預(yù)留膨脹空間，減少了循環(huán)后期因極片受到擠壓導(dǎo)致電解液在極片兩側(cè)富集而發(fā)生的副反應(yīng)，進(jìn)而降低二次電池因副反應(yīng)增大界面阻抗而導(dǎo)致的析鋰的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高柱形的二次電池的循環(huán)性能，同時(shí)降低了循環(huán)后期極片內(nèi)陷而短路的風(fēng)險(xiǎn)。

5、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，3.6≤h11/h12≤6.5，可選地，4.5≤h11/h12≤6.5；1.2≤h21/h22≤5.5，可選地，2.2≤h21/h22≤3.5。通過調(diào)控h11/h12、h21/h22的值在上述范圍內(nèi)，減少了循環(huán)后期因極片受到擠壓導(dǎo)致電解液在極片兩側(cè)富集而發(fā)生的副反應(yīng)，降低了循環(huán)后期極片內(nèi)陷而短路的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，也降低了預(yù)留空間過大導(dǎo)致電解液在極片中部富集無法有效流通而發(fā)生副反應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，從而降低了二次電池析鋰的風(fēng)險(xiǎn)，改善了二次電池的循環(huán)性能。

6、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，沿極片的厚度方向，第一材料層與集流體的厚度之和為h0μm，15％≤h11/h0×100％≤30％，可選地，18％≤h11/h0×100％≤25％；2％≤h21/h0×100％≤10％，可選地，5％≤h21/h0×100％≤8％。通過調(diào)控h11/h0×100％、h21/h0×100％的值在上述范圍內(nèi)，減少了循環(huán)后期因極片受到擠壓導(dǎo)致電解液在極片兩側(cè)富集而發(fā)生的副反應(yīng)，同時(shí)降低了循環(huán)后期極片內(nèi)陷而短路的風(fēng)險(xiǎn)，在兼顧二次電池能量密度的同時(shí)降低了二次電池析鋰的風(fēng)險(xiǎn)，改善了二次電池的循環(huán)性能。

7、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，30≤h0≤80；可選地，35≤h0≤55。通過調(diào)控h0的值在上述范圍內(nèi)，二次電池具有較高的能量密度的同時(shí)兼顧了極片的加工性能。

8、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，沿極片的厚度方向，單個(gè)第一凸起在第一材料層上具有第一投影，單個(gè)第二凸起在第一材料層上具有第二投影，多個(gè)第一投影的面積之和為s1μm2，多個(gè)第二投影的面積之和為s2μm2，5％≤s1/s2≤70％，可選地，25％≤s1/s2≤50％。通過調(diào)控s1/s2的值在上述范圍內(nèi)，減少了循環(huán)后期因極片受到擠壓導(dǎo)致電解液在極片兩側(cè)富集而發(fā)生的副反應(yīng)，同時(shí)降低了循環(huán)后期極片內(nèi)陷而短路的風(fēng)險(xiǎn)，降低了二次電池析鋰的風(fēng)險(xiǎn)，改善了二次電池的循環(huán)性能。

9、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，沿極片的厚度方向，單個(gè)凸起在第一材料層上具有投影，投影的外輪廓的最大外接圓的直徑為d?mm，0.5≤d≤10，可選地，2≤d≤6。通過調(diào)控單個(gè)凸起的投影的外輪廓的最大外接圓的直徑d在上述范圍內(nèi)，有利于減少循環(huán)后期因極片受到擠壓導(dǎo)致電解液在極片兩側(cè)富集而發(fā)生的副反應(yīng)，同時(shí)降低了循環(huán)后期極片內(nèi)陷而短路的風(fēng)險(xiǎn)，降低二次電池析鋰的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高了二次電池的循環(huán)性能。本技術(shù)對(duì)單個(gè)凸起的投影形狀沒有特別限制，只要能夠?qū)崿F(xiàn)本技術(shù)目的即可。

10、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，沿極片展開后的長(zhǎng)度方向，任意兩個(gè)相鄰?fù)蛊鸬拈g距為amm，1≤a≤10，可選地，1.5≤a≤5。通過調(diào)控相鄰兩個(gè)凸起的間距a在上述范圍內(nèi)，有利于減少循環(huán)后期因極片受到擠壓導(dǎo)致電解液在極片兩側(cè)富集而發(fā)生的副反應(yīng)，同時(shí)降低了循環(huán)后期極片內(nèi)陷而短路的風(fēng)險(xiǎn)，降低了析鋰風(fēng)險(xiǎn)并提高了二次電池的循環(huán)性能。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，沿極片展開后的長(zhǎng)度方向，任意兩個(gè)相鄰?fù)蛊鸬拈g距相等。

11、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，極片還包括第二材料層，第二材料層位于集流體朝向電極組件卷繞中心的表面上，第二材料層的表面朝第一材料層的方向設(shè)有多個(gè)第一凹部。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，集流體朝第一材料層的方向設(shè)有多個(gè)第二凹部。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，至少部分第一凹部與部分凸起相對(duì)應(yīng)；和/或，至少部分第二凹部與部分凸起相對(duì)應(yīng)。通過上述設(shè)置，進(jìn)一步減少了循環(huán)后期因極片受到擠壓導(dǎo)致電解液在極片兩側(cè)富集而發(fā)生的副反應(yīng)，同時(shí)降低了循環(huán)后期極片內(nèi)陷而短路的風(fēng)險(xiǎn)，降低了柱形的二次電池析鋰的風(fēng)險(xiǎn)，在滿足量產(chǎn)可制造性的同時(shí)提高了二次電池的循環(huán)性能。

12、在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，極片為正極極片。通過上述設(shè)置，有利于降低加工過程中極片的加工難度，進(jìn)一步提高了二次電池的循環(huán)性能。

13、本技術(shù)的第二方面提供了一種電子裝置，其包括前述任一實(shí)施方案中的柱形的二次電池。本技術(shù)的柱形的二次電池具有良好的循環(huán)性能，因此，本技術(shù)的電子裝置具有較長(zhǎng)的使用壽命。

14、本技術(shù)實(shí)施例的有益效果：

15、本技術(shù)實(shí)施例提供了一種柱形的二次電池和電子裝置，通過調(diào)控中間段的長(zhǎng)度占比在上述范圍內(nèi)，并在第一材料層的中間區(qū)域和兩個(gè)邊緣區(qū)域上分別設(shè)置第一凸起和第二凸起，并使得h11＞h12，h21＞h22，h11/h12＞h21/h22，在極片的第一材料層上分區(qū)域設(shè)置不同高度的凸起，并使得極片中部的凸起高度最大可預(yù)留膨脹空間，能夠減少循環(huán)后期因極片受到擠壓導(dǎo)致電解液在極片兩側(cè)富集而發(fā)生的副反應(yīng)，同時(shí)降低了循環(huán)后期極片內(nèi)陷而短路的風(fēng)險(xiǎn)，從而降低了二次電池因副反應(yīng)增大界面阻抗而導(dǎo)致的析鋰的風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)預(yù)留的膨脹空間適中，將充放電過程中正負(fù)極片之間以及極片層級(jí)之間的距離設(shè)計(jì)在合適范圍內(nèi)，二次電池的電化學(xué)阻抗較?。淮送?，在第一材料層上分區(qū)域設(shè)置不同高度的凸起，在兼顧二次電池能量密度的同時(shí)，極片受力均勻，當(dāng)極片發(fā)生膨脹時(shí)，降低了極片因應(yīng)力斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，從而提高了二次電池的安全性能。因此，本技術(shù)的柱形的二次電池具有良好的循環(huán)性能。

16、當(dāng)然，實(shí)施本技術(shù)的任一產(chǎn)品或方法并不一定需要同時(shí)達(dá)到以上所述的所有優(yōu)點(diǎn)。