本技術涉及電池領域,尤其涉及一種電芯及電池。
背景技術:
1、隨著電池技術的迅速發展,人們對電池能量密度、快速充電能力以及充放電倍率提出了更高的要求,高能量密度的快充鋰電池亦是消費類電池發展的趨勢。
2、目前,一些電池的電芯在制造時,將正極片、隔膜和負極片疊放在一起后,以負極片的頭部為中心,從頭部向尾部卷繞形成卷芯,而另一些電芯在制造時,則先將正極片、隔膜和負極片貼合組裝形成三明治結構后,再將多個三明治結構進行并聯疊合形成疊片。為了提升電池的能量密度,極片逐漸向高壓實、厚電極方向發展。
3、然而,目前厚極片和快充型電池存在電解液浸潤性差以及析鋰的問題,嚴重影響電池的循環性能和安全。
技術實現思路
1、基于此,本技術提供了一種電芯及電池,以解決相關技術中電解液難以完全浸潤極片的活性物質層,出現析鋰現象,影響電池性能的問題。
2、本技術提供一種電芯,包括正極片和負極片,
3、正極片包括正極集流體、位于正極集流體表面至少一側的正極活性物質層以及正極耳,正極耳與正極集流體電連接,正極集流體的厚度為4μm-18μm,正極片寬度方向的邊緣,正極活性物質層上含有若干個第一凹部;
4、負極片包括負極集流體、位于負極集流體表面至少一側的負極活性物質層以及負極耳,負極耳與負極集流體電連接,負極集流體的厚度為2μm-30μm,負極活性物質層含有若干個第二凹部;
5、負極集流體為延展率≥3%,拉伸強度≥400mpa的銅箔。
6、在一種可能的實現方式中,第一凹部包括若干個第一孔洞,第二凹部包括若干個第一凹槽,若干個第一孔洞沿正極片的長度方向排布,第一凹槽沿負極片的寬度方向延伸;
7、和/或,電芯包括平直區和彎折區,正極活性物質層在彎折區上含有若干個第二孔洞。
8、在一種可能的實現方式中,電芯包括平直區和彎折區,正極活性物質層在彎折區上含有若干個第二孔洞,電芯的厚度為a,沿正極片長度方向,彎折區中第二孔洞的整體寬度為b,沿正極片的長度方向,彎折區中的b逐漸增大,且b滿足:0.1a≤b<2a。
9、在一種可能的實現方式中,在正極片寬度方向的一側邊緣,若干個第一凹部沿正極片的長度方向連續排布或間隔排布;和/或
10、在正極片寬度方向的另一側邊緣,若干個第一凹部沿正極片的長度方向連續排布或間隔排布。
11、在一種可能的實現方式中,沿正極片寬度方向的中部,正極活性物質層上開設有若干個第三孔洞,沿正極片寬度方向,正極片的寬度為w,在正極片寬度方向的一側設置第一凹部區域的寬度為w1,在正極片寬度方向的另一側設置第一凹部區域的寬度為w2,中部設置第三孔洞區域的寬度為w3;
12、其中,w1和w2滿足:w1的范圍為3mm-25mm;w2的范圍為3mm-25mm。
13、在一種可能的實現方式中,第一凹部的孔深大于或等于第三孔洞的孔深,第一凹部之間的間距小于或等于第三孔洞之間的間距;
14、和/或,沿負極片長度方向一側的部分區域,負極集流體表面只有一側含有負極活性物質層,在該部分區域對應的正極片區域內,第一凹部和第三孔洞相鄰。
15、在一種可能的實現方式中,電芯還包括保護膠紙,保護膠紙包括設于正極片上,且覆蓋正極耳位置的正極耳保護膠;和/或設于正極片上,且與負極耳位置對應的負極保護膠;和/或設于正極集流體上,且與正極活性物質層的邊緣相連接的收尾膠,正極活性物質層上開設有若干個第四孔洞,若干個第四孔洞沿保護膠紙的邊緣排布。
16、在一種可能的實現方式中,負極片的寬度為x,沿負極片寬度方向,負極片頂部的第二凹部的寬度為x1,負極片底部的第二凹部的寬度為x2,其中,x1和x2滿足:x1+x2≤x,且沿負極片寬度方向,頂部的第二凹部與底部的第二凹部相互錯位或部分平行;
17、和/或,第二凹部設于負極片寬度方向的中部,沿負極片寬度方向,負極片的寬度為x,底部未設置第二凹部區域的寬度為x3,頂部未設置第二凹部區域的寬度為x4,中部第二凹部區域的寬度為x5,x5=x-x3-x4;
18、其中,x3和x4滿足:x3的范圍為5mm-30mm;x4的范圍為5mm-30mm。
19、在一種可能的實現方式中,負極集流體表面兩側均含有一層負極活性物質層,
20、第二凹部設于較厚的負極活性物質層上,或
21、較厚的負極活性物質層上第二凹部的孔深大于或等于較薄的負極活性物質層上第二凹部的孔深,較厚的負極活性物質層上第二凹部之間的間距小于或等于較薄的負極活性物質層上第二凹部之間的間距。
22、在一種可能的實現方式中,在垂直于正極集流體方向上,兩個正極活性物質層上第一凹部的投影相互錯位或者部分對應;和/或
23、在垂直于負極集流體方向上,兩個負極活性物質層上第二凹部的投影相互錯位或者部分對應;和/或
24、第一凹部的深度為h3,正極集流體的厚度為m,正極活性物質層上第一凹部之間的間距為l1,其中,l1滿足l1≥h3+m;和/或
25、第二凹部的深度為h4,負極集流體的厚度為n,負極活性物質層上第二凹部之間的間距為l2,其中,l2滿足l2≥h4+n。
26、在一種可能的實現方式中,第二凹部包括若干個第五孔洞和/或若干個第一凹槽,第五孔洞沿負極片的厚度方向開設,第一凹槽沿負極片的寬度方向延伸,負極集流體的厚度為n,負極活性物質層的厚度為p;
27、第五孔洞的深度為h5,滿足:5μm≤h5≤2p+n;
28、第一凹槽的深度為h6,滿足:5μm≤h6≤p。
29、在一種可能的實現方式中,第二凹部包括若干個第五孔洞和/或若干個第一凹槽,第五孔洞沿負極片的厚度方向開設,第一凹槽沿負極片的寬度方向延伸;
30、其中,負極活性物質層上開設有第五孔洞,第一凹部的孔間距等于0.5-2倍的第五孔洞的孔間距,第一凹部的孔深等于0.5-2倍的第五孔洞的孔深,第一凹部的孔徑等于0.5-2倍的第五孔洞的孔徑;
31、和/或,負極活性物質層上開設有第一凹槽,第一凹部的孔間距小于等于第一凹槽之間間距的一半,第一凹部的孔深等于0.5-2倍的第一凹槽的深度,第一凹部的孔徑等于0.5-1倍的第一凹槽的槽寬。
32、在一種可能的實現方式中,正極集流體為延展率≥2%,拉伸強度≥250mpa的鋁箔。
33、另一方面,本技術提供一種電池,包括電池殼體和上述的電芯,電芯位于電池殼體中。
34、本技術提供的電芯及電池,該電芯在正極片寬度方向的邊緣,開設第一凹部,在負極片上開設第二凹部,使正極集流體的厚度在4μm-18μm,負極集流體的厚度為2μm-30μm。正極設置第一凹部能夠打掉部分活性物質,可以提高對應位置的cb值,孔結構還可以儲存電解液,提高電解液對極片的潤濕性能,進一步改善邊緣析鋰;負片上開設第二凹部能夠提高對應位置的嵌鋰速度,提高負極動力學,進而提高負極面密度,提升電芯整體能量密度,并緩解析鋰問題,另外也能增加儲液量。通過在正極片邊緣上開設第一凹部,搭配在負極片上開設第二凹部,能夠在提升整體面密度和電池能量密度的情況下,緩解、改善局部析鋰問題。并且由于正極集流體和負極集流體較厚,其強度較高,不會由于開設凹部,而在加工過程中出現正極片或負極片斷裂的問題,且可以防止電芯在循環后期,由于產生的循環膨脹應力,造成角裂的問題。