[发明专利]电芯及应用其的电池和用电装置

说明书

本申请提供一种电芯，包括电极组件。电极组件通过多层第一极片、多层隔膜和多层第二极片依序交替堆叠而成。第一极片和第二极片的表面均为弧面。每层第一极片均包括依次相互连接的第一侧边、第一弧边和第二侧边。多层第一极片的多个第一侧边之间和多个第二侧边之间分别相互平齐。多层第一极片的多个第一侧边之间的连线和多个第二侧边之间的连线相交于第一交点。每层第二极片的弧面包括依次相互连接的第三侧边、第二弧边和第四侧边。多层第二极片的多个第三侧边之间的连线和多层第二极片的多个第四侧边之间的连线相交于第二交点。第一交点与第二交点不重合。本申请还提供应用上述电芯的电池和用电装置。

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电芯、包括该电芯的电池以及包括该电池的用电装置。

背景技术

电化学装置(例如，锂离子电池)已伴随着科技的进步及环保要求的提高进入了我们日常的生活。一般锂离子电池组多为矩形，随着锂离子电池的大量普及，可穿戴设备需求也随之增加，在为了满足人体结构特点的要求下，具有一定曲率的弧形电极组件及其电池组的开发有其必要性。目前通常采用具有相同尺寸的极片形成弧形电极组件，但是该种设计方式对于电池的内部空间没有充分利用，能量密度有损失。

发明内容

为解决现有技术以上不足之处，有必要提供一种电芯。

本申请的一实施例提供了一种电芯，包括电极组件。电极组件通过多层第一极片、多层隔膜和多层第二极片依序交替堆叠而成。第一极片和第二极片的表面均为弧面。每层第一极片均包括依次相互连接的第一侧边、第一弧边和第二侧边。多层第一极片的多个第一侧边之间和多个第二侧边之间分别相互平齐。第一侧边和第二侧边分别与电极组件的纵向截面相交于第一端点和第二端点。多层第一极片的多个第一端点的连线和多个第二端点的连线在所述电极组件的纵向截面相交于第一交点。每层第二极片的弧面包括依次相互连接的第三侧边、第二弧边和第四侧边。第三侧边和第四侧边分别与电极组件的纵向截面相交于第三端点和第四端点。多层第二极片的多个第三端点的连线和多个第四端点的连线在所述电极组件的纵向截面相交于第二交点。第一交点与第二交点不重合。

本申请实施例提供的电芯中，多层具有弧面的第一极片的多个第一侧边之间和多个第二侧边之间分别相互平齐，且多个第一侧边之间的连线和多个第二侧边之间的连线相交的第一交点和多层第二极片的多个第三侧边之间的连线和多个第四侧边之间的连接相交的第二交点不重合，使得多层第一极片和多层第二极片的尺寸(面积)各不相同，可充分利用电池内部的空间，提高能量密度。

在一些可能的实现方式中，电极组件中第n层的第一极片的第一弧边的长度Ln满足以下公式：Ln＝π(R1-(n-1)*T)*θ/180，其中，n为第一极片在电极组件中所在的层数，R1为第一交点与第1层第一极片的第一弧边之间的距离，T为相邻的第一极片、隔膜和第二极片的厚度总和，θ为多层第一极片的多个第一端点的连线和多层第一极片的多个第二端点的连线之间的夹角。满足上述公式地第一极片的弧面为圆弧面，便于加工。

在一些可能的实现方式中，电极组件中第n层的第二极片的第一弧边的长度Wn满足以下公式：Wn＝Ln-a，其中a＝a1+a2，a1为第n层第一极片的第一侧边与第n层第二极片的第三侧边之间的距离，a2为第n层第一极片的第二侧边与第n层第二极片的第四侧边之间的距离。满足上述公式的电极组件中第一极片超出(突出)第二极片的距离能够较好地被控制，降低短路风险。

在一些可能的实现方式中，多层第二极片的多个第三侧边之间和多个第四侧边之间分别相互平齐。

在一些可能的实现方式中，第n层的第一极片的第一侧边和第二侧边的长度分别大于第n层的第二极片的第三侧边和第四侧边的长度，第n层第一极片的第一侧边平行于第n层第二极片的第三侧边，第n层第一极片的第二侧边平行于第n层第二极片的第四侧边，第n层第二极片在第n层第一极片的投影全部落在第n层第一极片内。

在一些可能的实现方式中，a的范围为1mm≤a≤2mm。