本技術(shù)涉及電池，具體而言，涉及一種電芯及用電設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、隨著新能源技術(shù)的快速發(fā)展，電池已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于電子設(shè)備、電動(dòng)汽車(chē)、電動(dòng)兩輪車(chē)、電動(dòng)工具等領(lǐng)域。對(duì)電池的質(zhì)量、安全以及小型化等要求也越來(lái)越高。

2、與電極組件的極耳連接的電連接件一般由電極組件的長(zhǎng)度方向或?qū)挾确较蛏斐鐾鈿ぃ沟猛鈿づc電極組件設(shè)置電連接件的一端之間需預(yù)留較大的空間以容置極耳及電連接件，影響電池的能量密度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種電芯及用電設(shè)備，能夠提高電芯的能量密度。

2、第一方面，本技術(shù)提供一種電芯，電芯包括外殼和電極組件，電極組件收容于外殼。電極組件包括沿第一方向?qū)盈B設(shè)置的第一極片組和第二極片組，第一極片組沿第二方向的長(zhǎng)度小于第二極片組沿第二方向的長(zhǎng)度，第一方向與第二方向垂直。第一極片組包括沿第一方向?qū)盈B設(shè)置且極性相反的第一極片和第二極片。每個(gè)第一極片具有第一缺口。每個(gè)第二極片具有第二缺口。沿第一方向觀察，第一缺口和第二缺口不重疊。每個(gè)第一極片具有與第二缺口至少部分重疊的第一空箔區(qū)，每個(gè)第二極片具有與第一缺口至少部分重疊的第二空箔區(qū)。第二極片組包括沿第一方向?qū)盈B設(shè)置且極性相反的第三極片和第四極片。每個(gè)第三極片具有第三缺口。每個(gè)第四極片具有第四缺口。沿第一方向觀察，第三缺口和第四缺口不重疊。每個(gè)第三極片具有與第四缺口至少部分重疊的第三空箔區(qū)。每個(gè)第四極片具有與第三缺口至少部分重疊的第四空箔區(qū)。第一極片與第三極片極性相同。沿第一方向觀察，第一空箔區(qū)的至少部分與第三空箔區(qū)重疊，第二空箔區(qū)的至少部分與第四空箔區(qū)重疊。

3、在上述技術(shù)方案中，通過(guò)使得電極組件收容于外殼，使得外殼能夠起到對(duì)電極組件的保護(hù)作用；通過(guò)使得電極組件包括沿第一方向?qū)盈B設(shè)置的第一極片組和第二極片組，第一極片組沿第二方向的長(zhǎng)度小于第二極片組沿第二方向的長(zhǎng)度，第一方向與第二方向垂直，使得電極組件能夠形成臺(tái)階，能夠在電芯裝配于用電設(shè)備時(shí)用于容置其他部件；通過(guò)使得第一極片組包括沿第一方向?qū)盈B設(shè)置且極性相反的第一極片和第二極片，每個(gè)第一極片具有第一缺口，每個(gè)第二極片具有第二缺口，沿第一方向觀察，第一缺口和第二缺口不重疊；每個(gè)第一極片具有與第二缺口至少部分重疊的第一空箔區(qū)，每個(gè)第二極片具有與第一缺口至少部分重疊的第二空箔區(qū)，使得第一空箔區(qū)和第二空箔區(qū)在第一方向的垂直面上間隔，能夠減小第一空箔區(qū)和第二空箔區(qū)接觸短路的可能性，并且能夠減小第一空箔區(qū)凸出于第一極片的體積，減小第二空箔區(qū)凸出于第二極片的體積，在電極組件和外殼之間預(yù)留的用于容置第一空箔區(qū)和第二空箔區(qū)的間隔空間較小，能夠提高電芯的能量密度，且在電芯受外力作用時(shí)，電極組件相對(duì)外殼晃動(dòng)的可能性較小，使得第一空箔區(qū)與第二極片、第二空箔區(qū)與第一極片接觸短路的可能性較小，進(jìn)而能夠減小電芯熱失控的風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)使得第二極片組包括沿第一方向?qū)盈B設(shè)置且極性相反的第三極片和第四極片，每個(gè)第三極片具有第三缺口，每個(gè)第四極片具有第四缺口，沿第一方向觀察，第三缺口和第四缺口不重疊；每個(gè)第三極片具有與第四缺口至少部分重疊的第三空箔區(qū)，每個(gè)第四極片具有與第三缺口至少部分重疊的第四空箔區(qū)，使得第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)在第一方向的垂直面上間隔，能夠減小第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)接觸短路的可能性，并且能夠減小第三空箔區(qū)凸出于第三極片的體積，減小第四空箔區(qū)凸出于第四極片的體積，在電極組件和外殼之間預(yù)留的用于容置第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)的間隔空間較小，能夠提高電芯的能量密度，且在電芯受外力作用時(shí)，電極組件相對(duì)外殼晃動(dòng)的可能性較小，使得第三空箔區(qū)與第四極片、第四空箔區(qū)與第三極片接觸短路的可能性較小，進(jìn)而能夠減小電芯熱失控的風(fēng)險(xiǎn)；通過(guò)使得第一極片與第三極片極性相同，沿第一方向觀察，第一空箔區(qū)的至少部分與第三空箔區(qū)重疊，第二空箔區(qū)的至少部分與第四空箔區(qū)重疊，能夠便于第一空箔區(qū)與第三空箔區(qū)連接并引出外殼，便于第二空箔區(qū)與第四空箔區(qū)連接并引出外殼。

4、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，第一空箔區(qū)和第二空箔區(qū)位于第一極片組沿第三方向的一端。第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)位于第二極片組沿第三方向的一端。第一方向、第二方向、第三方向兩兩垂直。

5、在上述技術(shù)方案中，通過(guò)使得第一空箔區(qū)和第二空箔區(qū)位于第一極片組沿第三方向的一端；第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)位于第二極片組沿第三方向的一端。使得外殼與電極組件之間只需預(yù)留一側(cè)間隔空間以用于容置第一空箔區(qū)、第二空箔區(qū)、第三空箔區(qū)以及第四空箔區(qū)，能夠進(jìn)一步提高電芯的能量密度。

6、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述第一極片具有第一涂覆區(qū)，沿所述第二方向，所述第一涂覆區(qū)的一部分位于所述第一缺口和所述第一空箔區(qū)之間。所述第二極片具有第二涂覆區(qū)，沿所述第二方向，所述第二涂覆區(qū)的一部分位于所述第二缺口和所述第二空箔區(qū)之間。

7、在上述技術(shù)方案中，由于電芯的臺(tái)階，第一極片組和第二極片組的尺寸不同，且第一空箔區(qū)、第二空箔區(qū)位于第一極片組和第二極片組重疊的一側(cè)，會(huì)造成電芯受力時(shí)內(nèi)部作用力分布不均勻，第一空箔區(qū)、第二空箔區(qū)存在受損甚至斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)使得沿第二方向，第一涂覆區(qū)的一部分位于第一缺口和第一空箔區(qū)之間，第二涂覆區(qū)的一部分位于第二缺口和第二空箔區(qū)之間，能夠使得電芯受力時(shí)內(nèi)部作用力分布更加均勻，減小第一空箔區(qū)、第二空箔區(qū)受損甚至斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，起到對(duì)第一空箔區(qū)、第二空箔區(qū)的保護(hù)作用。

8、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，第一缺口和第一空箔區(qū)分別位于第一極片的兩個(gè)角位；第二缺口和第二空箔區(qū)分別位于第二極片的兩個(gè)角位。

9、在上述技術(shù)方案中，通過(guò)使得第一缺口和第一空箔區(qū)分別位于第一極片的兩個(gè)角位，第二缺口和第二空箔區(qū)分別位于第二極片的兩個(gè)角位，能夠便于第一缺口、第一空箔區(qū)、第二缺口以及第二空箔區(qū)的制備，并且便于第一空箔區(qū)和第二空箔區(qū)引出，進(jìn)一步減小第一空箔區(qū)與第二極片、第二空箔區(qū)與第一極片接觸短路的可能性。

10、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，所述第三極片具有第三涂覆區(qū)，沿所述第二方向，所述第三涂覆區(qū)的一部分位于所述第三缺口和所述第三空箔區(qū)之間；所述第四極片具有第四涂覆區(qū)，沿所述第二方向，所述第四涂覆區(qū)的一部分位于所述第四缺口和所述第四空箔區(qū)之間。

11、在上述技術(shù)方案中，由于電芯的臺(tái)階，第一極片組和第二極片組的尺寸不同，且第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)位于第一極片組和第二極片組重疊的一側(cè)，會(huì)造成電芯受力時(shí)內(nèi)部作用力分布不均勻，第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)存在受損甚至斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。通過(guò)使得沿第二方向，第三涂覆區(qū)的一部分位于第三缺口和第三空箔區(qū)之間，第四涂覆區(qū)的一部分位于第四缺口和第四空箔區(qū)之間，能夠使得電芯受力時(shí)內(nèi)部作用力分布更加均勻，減小第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)受損甚至斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，起到對(duì)第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)的保護(hù)作用。

12、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，第三缺口和第三空箔區(qū)分別位于第三極片的兩個(gè)角位；第四缺口位于第四極片的一個(gè)角位，第四極片具有沿第二方向相對(duì)的第一邊緣和第二邊緣，第一邊緣與第四缺口位于第四極片的同一側(cè)；沿第二方向，第四空箔區(qū)與第二邊緣的距離為d1，第二極片的寬度為w1，第四極片的寬度為w2，滿(mǎn)足0≤d1-(w2-w1)≤6mm。在上述技術(shù)方案中，通過(guò)使得第三缺口和第三空箔區(qū)分別位于第三極片的兩個(gè)角位，第四缺口位于第四極片的一個(gè)角位，能夠便于第三缺口、第三空箔區(qū)、第四缺口的制備，并且便于第三空箔區(qū)引出；當(dāng)d1-(w2-w1)大于或等于0，使得在第一方向上，第二空箔區(qū)能夠與第四空箔區(qū)重疊，從而便于第二空箔區(qū)與第四空箔區(qū)的連接和引出；當(dāng)d1-(w2-w1)大于6mm時(shí)，第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)之間間距較小，可能導(dǎo)致第三空箔區(qū)與第四空箔區(qū)在使用過(guò)程中有接觸的風(fēng)險(xiǎn)；因此，當(dāng)0≤d1-(w2-w1)≤6mm，既能夠便于第二空箔區(qū)與第四空箔區(qū)的連接和引出，又能夠有利于提高電芯的安全性能。

13、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，0≤d1-(w2-w1)≤2mm。

14、在上述技術(shù)方案中，當(dāng)d1-(w2-w1)大于或等于0，使得在第一方向上，第二空箔區(qū)能夠與第四空箔區(qū)重疊，從而便于第二空箔區(qū)與第四空箔區(qū)的連接和引出；當(dāng)d1-(w2-w1)小于或等于2mm，進(jìn)一步保持第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)的間距較大；因此，當(dāng)0≤d1-(w2-w1)≤2mm，既能夠便于第二空箔區(qū)與第四空箔區(qū)的連接和引出，又能夠有利于進(jìn)一步提高電芯的安全性能。

15、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，沿第二方向，第二極片的寬度為w1，第四極片的寬度為w2，滿(mǎn)足1mm≤w2-w1≤3/4*w2。

16、在上述技術(shù)方案中，當(dāng)w2-w1大于或等于1mm，使得電芯形成的臺(tái)階能夠用于容置其他部件；當(dāng)w2-w1小于或等于3/4*w2，使得各個(gè)極片的涂覆區(qū)位于缺口和空箔區(qū)之間的部分的寬度較大，有利于提高電芯的能量密度，并且能夠減小電芯在化成過(guò)程中的壓合風(fēng)險(xiǎn)；因此，當(dāng)1mm≤w2-w1≤3/4*w2，既能夠便于電芯形成的臺(tái)階用于容置其他部件，又能夠有利于提高電芯的能量密度，并且能夠減小電芯在化成過(guò)程中的壓合風(fēng)險(xiǎn)。

17、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，1mm≤w2-w1≤1/2*w2。

18、在上述技術(shù)方案中，當(dāng)w2-w1大于或等于1mm，使得電芯形成的臺(tái)階能夠用于容置其他部件；當(dāng)w2-w1小于或等于1/2*w2，進(jìn)一步使得各個(gè)極片的涂覆區(qū)位于缺口和空箔區(qū)之間的部分的寬度較大，有利于進(jìn)一步提高電芯的能量密度，并且能夠進(jìn)一步減小電芯在化成過(guò)程中的壓合風(fēng)險(xiǎn)；因此，當(dāng)1mm≤w2-w1≤3/4*w2，既能夠便于電芯形成的臺(tái)階用于容置其他部件，又能夠有利于進(jìn)一步提高電芯的能量密度，并且能夠進(jìn)一步減小電芯在化成過(guò)程中的壓合風(fēng)險(xiǎn)。

19、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，第三空箔區(qū)位于第三極片的一個(gè)角位，第三極片包括第三涂覆區(qū)，沿第二方向，第三缺口的兩側(cè)均設(shè)置有第三涂覆區(qū)；第四缺口位于第四極片的一個(gè)角位，第四極片包括第四涂覆區(qū)，沿第二方向，第三缺口的兩側(cè)均設(shè)置有第四涂覆區(qū)。

20、在上述技術(shù)方案中，通過(guò)使得第三空箔區(qū)位于第三極片的一個(gè)角位，第四缺口位于第四極片的一個(gè)角位，能夠便于第三空箔區(qū)、第四缺口的制備；由于電芯的臺(tái)階，第一極片組和第二極片組的尺寸不同，且第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)位于第一極片組和第二極片組重疊的一側(cè)，會(huì)造成電芯受力時(shí)內(nèi)部作用力分布不均勻，第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)存在受損甚至斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)使得沿第二方向，第三缺口的兩側(cè)均設(shè)置有第三涂覆區(qū)，第三缺口的兩側(cè)均設(shè)置有第四涂覆區(qū)，能夠使得電芯受力時(shí)內(nèi)部作用力分布更加均勻，減小第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)受損甚至斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，起到對(duì)第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)的保護(hù)作用。

21、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，第一極片組具有沿第二方向相對(duì)的第一端和第二端，第二極片組具有沿第二方向相對(duì)的第三端和第四端，第一端與第三端平齊，第四端超出第二端。

22、在上述技術(shù)方案中，通過(guò)使得第一極片組具有沿第二方向相對(duì)的第一端和第二端，第二極片組具有沿第二方向相對(duì)的第三端和第四端，第一端與第三端平齊，第四端超出第二端，能夠便于第一極片組與第二極片組的組裝，且在電芯沿第二方向的一側(cè)形成臺(tái)階，便于容置用電設(shè)備的元器件。

23、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，第一空箔區(qū)和第二空箔區(qū)位于第一極片組沿第二方向的一端，第二極片組超出第一極片組沿第二方向的另一端；第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)位于第二極片組沿第二方向的一端。

24、在上述技術(shù)方案中，通過(guò)使得第一空箔區(qū)和第二空箔區(qū)位于第一極片組沿第二方向的一端，第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)位于第二極片組沿第二方向的一端，使得第一空箔區(qū)與第三空箔區(qū)能夠在電極組件沿第二方向的一端連接并引出，第二空箔區(qū)與第四空箔區(qū)能夠在電極組件沿第二方向的一端連接并引出；通過(guò)使得第二極片組超出第一極片組沿第二方向的另一端，能夠在電芯沿第二方向的另一端形成臺(tái)階，便于容置用電設(shè)備的元器件。

25、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，第三缺口和第三空箔區(qū)分別位于第三極片的兩個(gè)角位，第三極片具有第三涂覆區(qū)，沿第三方向，第三涂覆區(qū)的一部分位于第三缺口和第三空箔區(qū)之間；第四缺口和第四空箔區(qū)分別位于第四極片的兩個(gè)角位，第四極片具有第四涂覆區(qū)，沿第三方向，第四涂覆區(qū)的一部分位于第四缺口和第四空箔區(qū)之間；第一方向、第二方向和第三方向兩兩垂直。

26、在上述技術(shù)方案中，通過(guò)使得第三缺口和第三空箔區(qū)分別位于第三極片的兩個(gè)角位，第四缺口和第四空箔區(qū)分別位于第四極片的兩個(gè)角位，能夠便于第三空箔區(qū)、第三缺口、第四空箔區(qū)和第四缺口的制備，且第一極片組、第二極片組、第一空箔區(qū)和第二空箔區(qū)、第三空箔區(qū)和第四空箔區(qū)相對(duì)電芯沿第二方向的中軸線呈對(duì)稱(chēng)設(shè)置，能夠使得電芯受力時(shí)，內(nèi)部作用力分布更加均勻，電芯內(nèi)部受損的可能性更低；由于電芯的臺(tái)階，第一極片組和第二極片組的尺寸不同，且第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)位于第一極片組和第二極片組重疊的一側(cè)，會(huì)造成電芯受力時(shí)內(nèi)部作用力分布仍不均勻，第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)存在受損甚至斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，通過(guò)使得沿第三方向，第三涂覆區(qū)的一部分位于第三缺口和第三空箔區(qū)之間，第四涂覆區(qū)的一部分位于第四缺口和第四空箔區(qū)之間，能夠使得電芯受力時(shí)內(nèi)部作用力分布更加均勻，減小第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)受損甚至斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，起到對(duì)第三空箔區(qū)、第四空箔區(qū)的保護(hù)作用。

27、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，第一極片為正極極片，第二極片為負(fù)極極片；第二極片設(shè)置有第二空箔區(qū)的一端與外殼的間隔距離為d2，滿(mǎn)足0.4mm≤d2≤0.5mm。

28、在上述技術(shù)方案中，由于一般情況下，負(fù)極極片的尺寸大于正極極片的尺寸，負(fù)極極片與外殼的間隔距離即電極組件與外殼的間隔距離；通過(guò)使得第二極片設(shè)置有第二空箔區(qū)的一端與外殼的間隔距離d2滿(mǎn)足0.4mm≤d2≤0.5mm，能夠進(jìn)一步便于電極組件和外殼的組裝，及容納電解液，也能夠進(jìn)一步使得電芯的能量密度較高；并且在電芯中如果不設(shè)置缺口以容置空箔區(qū)，則空箔區(qū)凸出，會(huì)占用外殼和電極組件之間的空間，影響電芯的能量密度，本方案在極片設(shè)置缺口以容置空箔區(qū)，因此能夠?qū)⒌诙O片設(shè)置有第二空箔區(qū)的一端與外殼的內(nèi)壁的距離限定到上述范圍之內(nèi)。

29、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，電芯包括第一電連接件、第二電連接件，第一電連接件和第二電連接件位于電極組件的同一側(cè)，第一電連接件與第一空箔區(qū)和第三空箔區(qū)連接，第二電連接件與第二空箔區(qū)和第四空箔區(qū)連接；外殼包括主體部和密封部，密封部包括頂封部和側(cè)封部，頂封部位于第一電連接件和第二電連接件之間，頂封部向主體部彎折設(shè)置。

30、在上述技術(shù)方案中，通過(guò)使得電芯包括第一電連接件、第二電連接件，第一電連接件和第二電連接件位于電極組件的同一側(cè)，第一電連接件與第一空箔區(qū)和第三空箔區(qū)連接，第二電連接件與第二空箔區(qū)和第四空箔區(qū)連接，使得負(fù)載能夠通過(guò)第一電連接件、第二電連接件實(shí)現(xiàn)與電芯的電連接；由于電芯中如果不設(shè)置缺口以容置空箔區(qū)，則空箔區(qū)凸出，與空箔區(qū)連接的第一電連接件和第二電連接件從外殼的頂封部伸出，頂封部沿直線延伸，無(wú)法折彎，造成電芯沿第一電連接件伸出密封部的方向的尺寸較大，影響電芯的能量密度，因此，通過(guò)使得電芯的空箔區(qū)都位于缺口，使得位于第一電連接件和第二電連接件之間的頂封部凸出于密封部的其他部分，頂封部向主體部彎折設(shè)置，能夠使得電芯沿第一電連接件伸出密封部的方向的尺寸較小，有利于提高電芯的能量密度。

31、在本技術(shù)的一些實(shí)施例中，沿第一電連接件伸出外殼的方向，第一密封部背向主體部的表面至主體部面向第一密封部的表面的距離為s，滿(mǎn)足0.2mm≤s≤0.5mm。

32、在上述技術(shù)方案中，當(dāng)s大于或等于0.2mm，第一密封部的厚度較大，使得第一密封部的密封效果較好，電芯不易產(chǎn)生破損、漏液等情況，電芯的安全性更高；當(dāng)s小于或等于0.5mm，第一密封部在第一電連接件伸出頂密封部的方向上的尺寸較小，使得電芯沿第一電連接件伸出密封部的方向的尺寸較小，有利于提高電芯的能量密度；因此，當(dāng)0.2mm≤s≤0.5mm，既能夠使得第一密封部的密封效果較好，電芯不易產(chǎn)生破損、漏液等情況，電芯的安全性更高，又能夠有利于提高電芯的能量密度。

33、第二方面，本技術(shù)提供一種用電設(shè)備，包括如上述的電芯，所述電芯用于提供電能。