[发明专利]电池、装置、及电池的制造方法和设备

说明书

本申请提供一种电池、装置、及电池的制造方法和设备。所述电池包括串联连接的第一类电芯组和第二类电芯组。所述第一类电芯组由并联连接的多个第一类电芯组成，所述第二类电芯组由至少一个并联连接的第二类电芯组成，所述第一类电芯和第二类电芯为不同化学体系的电芯，且所述第一类电芯的体积能量密度小于所述第二类电芯的体积能量密度；所述第一类电芯组的容量Cap1大于所述第二类电芯组的容量Cap2，所述第一类电芯组的容量Cap1为对应的第一类电芯的容量之和，所述第二类电芯组的容量Cap2为对应的第二类电芯的容量之和。在确保电池安全性能同时，有效提升电池的使用寿命和能量吞吐量。

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池、装置，及电池的制造方法和设备。

背景技术

二次电池是一种清洁、可再生资源，其可作为驱动能源或存储单元被应用于汽车、储能等领域。

随着对能源环保要求提升，二次电池应用日益普及和广泛。而为了适应不同的环境和应用场景需要，业内对二次电池的性能提出新的要求。诸如，二次电池作为新能源汽车的驱动能源，为了满足汽车的日益提升的续航能力需求，对二次能量要求不断提高。

二次电池往往由多个电芯组合而成，业界常通过增加电芯个数以提升二次电池整体能量；抑或是开发新的化学体系电芯以提升二次电池能量，比如，开发镍钴锰氧化物(简称，NCM)化学体系电芯。NCM化学体系电芯以镍钴锰氧化物为电芯正极材料，其相比于常用的磷酸铁锂(以下简称LFP)化学体系电芯正极所采用的LFP材料具有更高的体积能量密度，因而可在相同的体积条件下获取更高的能量。

然而，增加电芯的数量固然可以起到提升二次电池能量的效果，但二次电池的重量和体积也会相应增加，使得二次电池使用受限；而诸如NCM化学体系电芯，其NCM材料在电芯使用过程中，出现产气严重、内阻增加，致使出现电芯发热严重、膨胀率高等不良现象，其严重影响了电池寿命周期和安全性能。

CN208674305U提供了一种电池模块，包括至少两个串联的三元电芯以及与三元电芯串联的安全电芯，所述安全电芯包括锰酸锂电池电芯和/或磷酸铁锂电池电芯；所述安全电芯热扩散小于三元电芯，因而能够有效地阻断电池模块整体热失控的扩散或延缓热扩散的时间，从而提升电池模块的安全性能。然而使用过程中发现，三元电芯充放电循环过程无法充分释放其能量，影响电池模块性能。

为此，如何确保二次电池安全性能同时，进一步提升二次电池性能是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

为解决上述问题，本申请提供一种电池、装置，及电池的制造方法和设备，在确保电池安全性能同时，有效提升电池的输出能量。

为了实现上述目的，本申请第一方面提供了一种电池，包括：

串联连接的第一类电芯组和第二类电芯组，

其中，所述第一类电芯组由并联连接的多个第一类电芯组成，所述第二类电芯组由至少一个并联连接的第二类电芯组成(即，所述第二类电芯组可仅包括一个第二类电芯，可以由多个第二类电芯并联组成)，所述第一类电芯和第二类电芯为不同化学体系的电芯，且所述第一类电芯的体积能量密度小于所述第二类电芯的体积能量密度；

其中，所述第一类电芯组的容量Cap1大于所述第二类电芯组的容量Cap2，所述第一类电芯组的容量Cap1为对应的第一类电芯的容量之和，所述第二类电芯组的容量Cap2为对应的第二类电芯的容量之和。

本申请中，“电芯”是指能够独立进行充放电的电池单体。电芯结构包括正极、负极、隔膜、电解质以及用于封装正极极片、负极极片、隔膜和电解质的外包装等。本申请对电芯的类型、形状没有特别的限制，其可以是软包电芯，也可以是柱形电芯、或是方形电芯等各类电芯。