本申請(qǐng)涉及儲(chǔ)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(dòng)裝置技術(shù)的持續(xù)發(fā)展和對(duì)其需求的持續(xù)增加，對(duì)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(zhǎng)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(jìn)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(dòng)的介質(zhì)的作用。然而，電解質(zhì)通過(guò)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(guò)度減少時(shí)，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(huì)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(guò)在電極組件外周邊纏繞對(duì)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(duì)電池厚度影響很大。

鑒于此，特提出本申請(qǐng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)的首要發(fā)明目的在于提出一種電芯。

本申請(qǐng)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(qǐng)的目的，采用的技術(shù)方案為：

本申請(qǐng)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(duì)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(duì)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(gè)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(gè)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(duì)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(gè)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(duì)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(gè)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(qǐng)涉及一種二次電池，包括本申請(qǐng)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(qǐng)的技術(shù)方案至少具有以下有益的效果：

本申請(qǐng)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(qiáng)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(shuō)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(qǐng)某一具體實(shí)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(kāi)示意圖；

圖3A為本申請(qǐng)某一具體實(shí)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(kāi)示意圖；

圖4A為本申請(qǐng)某一具體實(shí)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(kāi)示意圖；

圖5A為本申請(qǐng)某一具體實(shí)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(kāi)示意圖；

圖6A為本申請(qǐng)某一具體實(shí)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(kāi)示意圖；

圖7A為本申請(qǐng)某一具體實(shí)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(kāi)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(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請(qǐng)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本申請(qǐng)而不用于限制本申請(qǐng)的范圍。

具體實(shí)施方式

本申請(qǐng)實(shí)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(duì)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(duì)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(qǐng)實(shí)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(shí)，從而在電芯的外周面形成空白集流體處。在本申請(qǐng)中，外周面是指包圍于電芯外側(cè)一圈所形成的面。

本申請(qǐng)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(duì)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(huì)增加電芯1的厚度。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，多孔材料采用已知的多孔材料，可選自無(wú)機(jī)多孔材料或有機(jī)多孔材料的至少一種。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，多孔材料孔的尺寸為1nm～5000μm。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，多孔材料孔的孔隙率為20％～95％。

在本申請(qǐng)的實(shí)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(gè)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(gè)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(wú)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(shí)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(gè)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(wú)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(qǐng)實(shí)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(duì)電解液的吸附量，也不會(huì)增加電芯1的厚度，如圖2A所示，其極片展開(kāi)示意圖如圖2B所示。本申請(qǐng)實(shí)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(kāi)示意圖如圖3B所示。本申請(qǐng)實(shí)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(kāi)示意圖如圖4B所示。將多孔材料層50設(shè)置于極耳附近，對(duì)電芯1厚度和能量密度沒(méi)有損失，除了提高電芯1的存儲(chǔ)電解液能力外，還可以提高電芯1的結(jié)構(gòu)對(duì)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(huì)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(shí)，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(wú)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(kāi)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(wú)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(wú)活性物質(zhì)的空箔區(qū)，也可同時(shí)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(gè)面上。

在本申請(qǐng)實(shí)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(gè)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(wú)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(shí)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(gè)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(wú)活性物質(zhì)的面上。

當(dāng)電芯1為扁平狀卷繞式電芯時(shí)，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(shí)，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(kāi)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(chǔ)電解液的能力，另一方面有吸液材料的存在會(huì)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(shí)，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(gè)面上設(shè)置有多孔材料層50。本申請(qǐng)實(shí)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(kāi)示意圖如圖7B所示。這種設(shè)計(jì)方式不僅可增加電芯1對(duì)電解液的吸附量，也不會(huì)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(chǔ)電解液，但是由于電解液流動(dòng)性太大，會(huì)引起漲液外觀問(wèn)題、跌落失效等問(wèn)題。在本申請(qǐng)實(shí)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(qǐng)實(shí)施例還涉及一種二次電池，包括本申請(qǐng)上述實(shí)施例中的電芯1和電芯外殼。

本申請(qǐng)雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但并不是用來(lái)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(qǐng)構(gòu)思的前提下，都可以做出若干可能的變動(dòng)和修改，因此本申請(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。