电芯及电池及电池模组的制作方法

本发明涉及电芯，具体涉及一种电芯及电池及电池模组。

背景技术：

1、电芯由正极片、负极片和隔膜经堆叠或卷绕而成，隔膜置于正极片和负极片之间，以实现离子导通，电子绝缘。以卷绕形式的电芯为例，电芯卷绕后最外层包覆有隔膜，在隔膜外侧会贴有绝缘膜，当绝缘膜的耐穿刺能力小于隔膜，无法保护隔膜不会被外部异物刺穿。

2、但绝缘膜耐穿刺力过大，会导致绝缘膜比较厚和硬，进而导致绝缘膜对隔膜的包裹性变差；同样的，若隔膜的耐穿刺力过大，会导致隔膜比较厚和硬，会在电芯弯折的部分对电芯产生挤压和干涉，出现电芯掉料的情况，进而容易刺破隔膜或绝缘膜，绝缘膜破裂容易造成绝缘失效，隔膜破裂则容易导致正负极短路，产生安全问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种电芯及电池及电池模组，以解决电芯的绝缘膜破裂容易造成绝缘失效，隔膜破裂容易导致正负极短路的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种电芯，包括：

3、若干极片；

4、隔膜，设置于正负极片之间；隔膜至少部分的包覆于电芯的外表面；

5、绝缘膜，绝缘膜至少部分的包覆于隔膜的外侧；

6、定义隔膜的耐穿刺力为f1，隔膜的厚度为d1；定义绝缘膜的耐穿刺力为f2，绝缘膜的厚度为d2，满足：0.1≤(f2·d1)/(f1·d2)≤9。

7、有益效果：本发明的实施例提供的电芯，通过限定绝缘膜的耐穿刺强度与隔膜的耐穿刺强度的比值范围的上限，能够避免绝缘膜硬度过大，保证绝缘膜对隔膜和电芯的包裹能力，避免出现电池充放电膨胀后绝缘膜的弹性变差的情况，防止绝缘膜无法根据电芯的膨胀进行贴服的包裹。同时，通过限定绝缘膜的耐穿刺强度与隔膜的耐穿刺强度的比值范围的下限，能够保证绝缘膜的耐穿刺强度，在受到挤压、碰撞、异物侵入时，防止穿刺力影响到隔膜造成隔膜损伤的情况发生，进而有效防止隔膜破裂导致的正负极短路的情况发生，提高安全性能。

8、第二方面，本发明还提供了一种电池，包括：至少两个如上述的电芯。

9、因为电池包括电芯，具有与电芯相同的效果，在此不再赘述。

10、第三方面，本发明还提供了一种电池模组，包括：如上述的电池。

11、因为电池模组包括电芯，具有与电芯相同的效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种电芯，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极片（1）包括正极片（11）、负极片（12）和隔膜（3），所述隔膜（3）位于所述正极片（11）和所述负极片（12）之间，且沿电芯高度方向，所述正极片（11）的高度小于所述负极片（12）的高度，所述负极片（12）的高度小于所述隔膜（3）的高度。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，沿电芯高度方向，所述绝缘膜（4）的至少一侧边缘超过所述正极片（11）。

4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，沿电芯高度方向，所述绝缘膜（4）的至少一侧边缘位于所述正极片（11）和所述负极片（12）之间。

5.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，沿电芯高度方向，所述绝缘膜（4）的至少一侧边缘超过所述负极片（12）。

6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，沿电芯高度方向，所述绝缘膜（4）的至少一侧边缘位于所述负极片（12）和所述隔膜（3）之间。

7.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，沿电芯高度方向，所述绝缘膜（4）的至少一侧边缘超过所述隔膜（3）。

8.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，沿电芯高度方向，所述绝缘膜（4）的两侧边缘都超过所述正极片（11）。

9.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）沿电芯高度方向的两侧边缘至少部分不含胶层。

10.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）的耐穿刺力f2的取值范围为：700gf≤f2≤2050gf。

11.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯具有平直段（101）和侧边段（102），所述隔膜（3）在所述平直段（101）形成隔膜收尾部（5）；

12.根据权利要求11所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少部分贴于所述第一区域（1011），满足：0.1≤(f2·d1)/(f1·d2)≤7。

13.根据权利要求11所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）延伸至所述第二区域（1012），满足：1≤(f2·d1)/(f1·d2)≤9。

14.根据权利要求11所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少一端沿所述电芯周向延伸，且所述绝缘膜（4）沿所述电芯周向的边缘不超出所述平直段（101）。

15.根据权利要求14所述的电芯，其特征在于，满足：800gf≤f2≤2050gf。

16.根据权利要求11所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少一端沿所述电芯周向延伸，且所述绝缘膜（4）沿所述电芯周向的边缘超出所述平直段（101）。

17.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，满足：700gf≤f2≤2040gf。

18.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少一端的边缘位于所述侧边段（102）的厚度1/2处与所述平直段（101）之间。

19.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）贴于第一侧所述平直段（101）的所述第一区域（1011），所述绝缘膜（4）至少一端沿所述电芯周向朝第二侧所述平直段（101）延伸，且所述绝缘膜（4）至少一端的边缘超过所述侧边段（102）的厚度1/2处。

20.根据权利要求19所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少一端的边缘位于所述侧边段（102）的厚度1/2处与第二侧所述平直段（101）之间。

21.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）贴于第一侧所述平直段（101）的所述第一区域（1011），所述绝缘膜（4）至少一端沿所述电芯周向朝第二侧所述平直段（101）延伸，且所述绝缘膜（4）至少一端的边缘超出所述侧边段（102）设置。

22.根据权利要求21所述的电芯，其特征在于，且所述绝缘膜（4）至少一端的边缘位于第二侧所述平直段（101）。

23.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，定义与第一区域（1011）相邻的所述侧边段（102）为第一侧边段，定义与所述第二区域（1012）相邻的所述侧边段（102）为第二侧边段；

24.根据权利要求23所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少一端的边缘位于第二侧所述平直段（101）以及所述第二侧边段的厚度1/2处之间。

25.根据权利要求23所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少一端的边缘超过所述第二侧边段的厚度1/2处。

26.根据权利要求23所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少一端的边缘位于所述第二侧边段的厚度1/2处与第一侧所述平直段（101）之间。

27.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，定义与第一区域（1011）相邻的所述侧边段（102）为第一侧边段，定义与所述第二区域（1012）相邻的所述侧边段（102）为第二侧边段；

28.根据权利要求14所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）沿所述电芯周向的两端边缘均位于所述平直段（101）。

29.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）沿所述电芯周向的其中一端边缘超出所述平直段（101）设置，所述绝缘膜（4）沿所述电芯周向的另一端边缘位于所述平直段（101）。

30.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）沿所述电芯周向的两端边缘均超出所述平直段（101）设置。

31.根据权利要求11所述的电芯，其特征在于，所述电芯包括卷绕电芯，所述侧边段（102）为弧形。

32.根据权利要求11所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少部分贴于所述第一区域（1011），并延伸至所述第二区域（1012）；沿电芯长度方向，所述绝缘膜（4）覆盖所述第一区域（1011）的长度为b，所述绝缘膜（4）覆盖所述第二区域（1012）的长度为a，满足：0.03≤a/b≤39。

33.根据权利要求32所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）的耐穿刺力f2的取值范围为：800gf≤f2≤2040gf。

34.根据权利要求32所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）覆盖所述第二区域（1012）的长度a的取值范围为：15mm≤a≤585mm。

35.根据权利要求32所述的电芯，其特征在于，在垂直于电芯高度方向所在平面所述电芯的周长为c，满足：0.03≤a/c≤0.98。

36.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，定义所述电芯（100）的面积最大的表面为电芯大面，所述隔膜（3）在所述电芯大面形成隔膜收尾部（5），且所述隔膜收尾部（5）的边缘位于所述电芯大面沿电芯长度方向的1/3至2/3位置处。

37.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，定义所述电芯（100）的面积最大的表面为电芯大面，所述隔膜（3）在所述电芯大面形成隔膜收尾部（5），且所述隔膜收尾部（5）的边缘超过所述电芯大面沿电芯长度方向的1/2位置处。

38.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述隔膜（3）在包覆沿厚度方向位于电芯最外层的所述极片（1）后，继续环绕所述电芯的周向设置且包裹圈数大于等于一圈。

39.根据权利要求38所述的电芯，其特征在于，所述隔膜（3）继续环绕所述电芯的周向并包裹所述电芯的圈数为一圈至两圈，且满足：8 gf/μm≤f1/d1≤200 gf/μm。

40.根据权利要求38所述的电芯，其特征在于，所述隔膜（3）继续环绕所述电芯的周向并包裹所述电芯的圈数大于两圈，且满足：8 gf/μm≤f1/d1≤190 gf/μm。

41.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，定义所述电芯（100）的面积最大的表面为电芯大面，所述隔膜（3）在所述电芯大面形成隔膜收尾部（5），所述隔膜收尾部（5）包覆负极片（12）的收尾部，沿电芯长度方向，所述隔膜收尾部（5）的边缘与所述负极片（12）的收尾部之间沿电芯周向的最短间距为g，所述电芯的周长为c，满足：0.25≤g/c≤0.5。

42.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，沿电芯厚度方向，所述隔膜（3）的层数为n，所述电芯的厚度为h，满足：5%≤d1·n/h≤20%。

43.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，沿电芯厚度方向，所述电芯的厚度为h，满足：h≥20mm，并且满足：1≤(f2·d1)/(f1·d2)≤8。

44.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）包括绝缘胶带，所述绝缘胶带的材质包括：pp或 pet。

45.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）包括膜本体以及粘附于所述膜本体其中一侧的胶层。

46.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）至少部分的包覆于所述电芯（100）各个外表面中面积最大的外表面。

47.一种电池，其特征在于，包括至少两个如上述权利要求1至46任一项所述的电芯（100）。

48.根据权利要求47所述的电池，其特征在于，相邻的两个所述电芯（100）彼此贴合，相邻两个所述电芯（100）之间至少有一层所述绝缘膜（4），并且满足：0.1≤(f2·d1)/(f1·d2)≤7.2。

49.根据权利要求47所述的电池，其特征在于，所述电池还包括壳体（2），所述电芯（100）设置于所述壳体（2）内，至少一个所述电芯（100）与所述壳体（2）之间设置有所述绝缘膜（4），并且满足：1≤(f2·d1)/(f1·d2)≤8.5。

50.根据权利要求49所述的电池，其特征在于，所述壳体（2）包括钢壳，且满足：900gf≤f2≤2050gf。

51.根据权利要求49所述的电池，其特征在于，相邻的两个所述电芯（100）彼此贴合，相邻两个所述电芯（100）的隔膜收尾部（5）分别设置于贴合面的相对面。

52.根据权利要求47所述的电池，其特征在于，d2的取值范围满足：20μm≤d2≤200μm。

53.一种电池模组，其特征在于，包括如上述权利要求47至52任一项所述的电池。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，公开了一种电芯及电池及电池模组，电芯包括：若干极片；隔膜，与若干极片层叠设置，并适于分隔若干极片；隔膜至少部分的包覆于电芯的外表面；隔膜在电芯的外表面形成隔膜收尾部；绝缘膜，其中一端固定于隔膜收尾部的外侧，绝缘膜至少部分的包覆于形成电芯外表面的隔膜的外侧；定义隔膜的耐穿刺力为f1，隔膜的厚度为d1；定义绝缘膜的耐穿刺力为f2，绝缘膜的厚度为d2，满足：0.1≤(f2·d1)/(f1·d2)≤9。本发明提供的电芯，能够避免绝缘膜硬度过大，保证绝缘膜对隔膜和电芯的包裹能力；保证绝缘膜的耐穿刺强度，在受到挤压、碰撞、异物侵入时，防止穿刺力影响到隔膜造成隔膜损伤的情况发生。

技术研发人员：刘聪毅,张勇杰,齐彬伟
受保护的技术使用者：中创新航科技集团股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5