本申请涉及储能领域，具体地，涉及一种电池。
背景技术：
随着便携式电子设备的快速发展，对高能量密度电池电源的要求也越来越高，而使用金属壳的外包装材料难以满足便携式电子设备对电池电源轻薄多样的需求。目前采用了软外包装膜作为电池的包装材料，如铝层压膜或者钢层压膜等多层复合膜作为电池的外包装材料。这就要求外包装材料要有长期的可靠性和一定的拉伸性能，在电池长期反复充放电过程中，依然可以保持其结构的稳定性，起到耐磨、隔绝氧气、防潮、绝缘、耐腐蚀等作用，对电池的使用安全有重要的意义。
目前市场上有多种规格的铝塑复合膜和不锈钢塑复合膜，以及不同熔点的极耳组件。在极耳组件与复合包装膜封装的过程中，若封装过薄，有短路的风险，若封装过厚，强度不够，有漏液或水分渗透导致电池胀气的风险，影响电池使用安全。
技术实现要素：
针对相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种能够保证密封强度高且不发生漏液渗透的电池。
根据本申请的实施例，提供了一种电池，包括：极耳组件，极耳组件包括极耳以及设置在极耳上的保护层，保护层包括第一连接层，第一连接层设置于保护层外侧；以及包装膜，包括设置在第一连接层外侧的第二连接层，其中，封装极耳组件后，包装膜外侧形成第一台阶和第二台阶，并且第一台阶和第二台阶沿电池的第一方向具有第一厚度h和第二厚度j，第一厚度h和第二厚度j分别满足以下公式：
2t+p-(2c+2a)×95％<h<2t+p-(2c+2a)×5％；
2t+p-b-(2c+2a)×95％<j<2t+p-b-(2c+2a)×5％；
其中，t为包装膜的厚度，a为第二连接层的厚度，p为极耳组件的厚度，c为第一连接层的厚度，b为极耳的厚度。
根据本申请的实施例，第一台阶和第二台阶沿电池的第二方向具有第一宽度i和第二宽度g，其中，第一宽度i和第二宽度g满足：
k≥g>i>w；
其中，k为保护层的宽度，并且w为极耳的宽度。
根据本申请的实施例，沿电池的第二方向，第二台阶形成在第一台阶的两侧，并且其中，第一厚度h大于第二厚度j。
根据本申请的实施例，沿包装膜的厚度方向，包装膜进一步包括第一有机层、以及设置在第一有机层和第二连接层之间的第一金属层。
根据本申请的实施例，沿极耳的长度方向，极耳依次包括：与电池元件连接的第一区域、设置保护层的第二区域、以及第三区域。
根据本申请的实施例，沿极耳的长度方向，保护层由包装膜露出的部分的宽度大于0.05mm。
根据本申请的实施例，第一连接层的熔点为MP1，第二连接层的熔点为MP2，其中，|MP1-MP2|≤30℃。
根据本申请的实施例，沿电池的第一方向，第一金属层与极耳之间的最小距离大于15μm。
根据本申请的实施例，第二连接层包含无规聚丙烯树脂或氯化聚丙烯树脂，第一金属层包含铝或不锈钢，第一有机层包含尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯，第一连接层包含聚丙烯或聚乙烯。
根据本申请的实施例，提供一种设备，包括如上所述的电池。
本申请的有益技术效果在于：
在本申请提供的电池中，在封装极耳组件后，包装膜外侧可以形成第一台阶和第二台阶，在沿电池的第一方向上，通过将第一台阶和第二台阶形成第一厚度h和第二厚度j，并且将上述厚度分别限定在2t+p-(2c+2a)×95％<h<2t+p-(2c+2a)×5％以及2t+p-b-(2c+2a)×95％<j<2t+p-b-(2c+2a)×5％的范围内，可以保证电池的密封强度更高且不发生漏液渗透。
附图说明
图1为根据本申请一个实施例的电池的封装示意图；
图2为根据本申请一个实施例的包装膜的剖面结构示意图；
图3为根据本申请一个实施例的极耳组件的正面结构示意图；
图4为根据本申请一个实施例的电池元件的局部剖面结构示意图；
图5为根据本申请一个实施例的单层极耳组件的剖面结构示意图；
图6为根据本申请一个实施例的多层单层极耳组件的剖面结构示意图；以及
图7为根据本申请一个实施例的电池元件的局部正面结构示意图。
具体实施方式
现参照图1至图7对本申请进行描述。应当理解的是，以下附图中示出的各实施例以及以下描述的各实例均是本申请的示例性实施例，其并不对本申请构成任何限制。各种实施例之间可以相互组合，从而形成未在图中示出的其他实例。
如图1所示，根据本申请的实施例，提供了一种电池10。具体地，该电池10可宽泛地描述为包括电池元件100、极耳组件12以及包装膜20。其中，电池元件100包括正极极片、负极极片、隔离膜和电解液，其中，正极极片包括正极集流体以及涂覆于该正极集流体表面的正极活性物质层，负极极片包括负极集流体以及涂覆于负极集流体表面的负极活性物质层。
进一步参见图1至图3，极耳组件12包括极耳14以及设置在极耳14上的保护层16。该保护层16包括第一连接层18，并且第一连接层18设置于保护层16外侧。另外，包装膜20包括设置在第一连接层18外侧的第二连接层22，其中，在封装极耳组件12之后，包装膜20的外侧形成第一台阶和第二台阶，如图4所示。
应当理解的是，包装膜20用于封装电池元件100和极耳组件12，即采用包装膜20对电池元件100进行封装。一般工艺为：将包装膜20进行冲压，冲压出电芯槽；将电芯放入电芯槽中，然后进行封装即可，如图1所示。
参照图2，在本申请的实施例中，沿包装膜20的厚度方向，包装膜20进一步包括第一有机层24、以及设置在第一有机层24和第二连接层22之间的第一金属层26。在可选的实施例中，第一金属层26与第二连接层22之间可以设有第一粘合剂层102，第一有机层24和第一金属层26之间可以设置有第二粘合剂层104。另外，包装膜20在第一有机层24外还可以有亚光层。
进一步如图3所示，在本申请的实施例中，沿极耳14的长度方向，极耳14依次包括：与电池元件100连接的第一区域28、设置有如上所述的保护层16的第二区域30、以及第三区域32。其中，极耳14的宽度为y，保护层16的宽度为x。应当理解的是，第一区域28可以形成与电池元件100之间的连接区域，而第三区域32可以形成为极耳14的头部空箔区。
现参见图4至图7。沿电池10的第一方向T(例如，在如图所示的实施例中为电池10的厚度方向)，第一台阶具有第一厚度h，并且第二台阶具有第二厚度j。其中，第一厚度h和第二厚度j分别满足以下公式：
2t+p-(2c+2a)×95％<h<2t+p-(2c+2a)×5％；
2t+p-b-(2c+2a)×95％<j<2t+p-b-(2c+2a)×5％；
具体地，t为包装膜20的厚度，a为第二连接层22的厚度，p为极耳组件12的厚度，c为第一连接层18的厚度，b为极耳14的厚度。
其中，在本申请的上述公式中，各厚度的单位相同。
根据以上所述，在本申请提供的电池10中，在封装极耳组件12之后，包装膜20外侧可以形成第一台阶和第二台阶，在沿电池10的第一方向T上，通过将第一台阶和第二台阶形成第一厚度h和第二厚度j，并且将上述厚度分别限定在2t+p-(2c+2a)×95％<h<2t+p-(2c+2a)×5％以及2t+p-b-(2c+2a)×95％<j<2t+p-b-(2c+2a)×5％的范围内，可以保证电池的密封强度更高且不发生漏液渗透。
进一步参见图4，第一台阶和第二台阶沿电池10的第二方向W(例如，在如图所示的实施例中为电池10的宽度方向)具有第一宽度i和第二宽度g，其中，第一宽度i和第二宽度g满足：
k≥g>i>w；
具体地，k为保护层16的宽度，并且w为极耳14的宽度。
在本申请一个可选的实施例中，如图4所示，沿电池10的第二方向W，第二台阶形成在第一台阶的两侧，并且其中，第一厚度h大于第二厚度j。
如图所示，在本申请的实施例中，第二连接层22的厚度a与第一连接层18的厚度c之和为f，f＝a+c。在本申请在对极耳12进行封装时，第二连接层22与第一连接层18之和的热压缩比例5％～95％，从而可达到更好的熔融效果，保证强度高且不漏液渗透。如果热压缩比例小于5％，会导致连接区域厚度过薄，有短路的风险；如果热压缩比例大于95％，封装过厚，热压的强度不够，有漏液或水分渗透的风险。
根据本申请的一个实施例，第一连接层18形成保护层16的最外层。极耳组件12外的树脂层为一层，其沿极耳组件12的厚度方向的剖面结构示意图如图5所示；极耳组件12外的树脂层为多层，最外层为第一连接层18，其沿极耳组件12的厚度方向的剖面结构示意图如图6所示。当其为多层结构时，不同层的材料熔点有差异，最外层为具有熔融热封效果的树脂层即可。优选的，内层可采用高熔点的材料，从而增强绝缘效果，避免第一连接层18过熔导致极耳14和包装膜20的第一金属层26导通形成电化学腐蚀。
此外，在本申请的一个可选的实施例中，沿极耳14的长度方向，保护层16由包装膜20露出的部分的宽度可以大于0.05mm。可选的，沿电池10的第一方向T，第一金属层26与极耳14之间的最小距离可以大于15μm。
另外，根据本申请可选的实施例，第一连接层18的熔点为MP1，而第二连接层22的熔点为MP2，其中，|MP1-MP2|≤30℃。这样，可以进一步提高密封效果，若第一连接层18和第二连接层22的熔点差异过大，则热封熔融效果差，强度低，有漏液及水分渗透的风险。
根据本申请可选的实施例，第二连接层22可以包含无规聚丙烯树脂或氯化聚丙烯树脂，第一金属层26可以包含铝或不锈钢，第一有机层24可以包含尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯，第一连接层18可以包含聚丙烯或聚乙烯。
根据本申请的实施例，如图7所示，沿极耳14的长度方向，保护层16的宽度x大于电池元件100的密封部40的宽度d。密封部40的宽度如果过小，密封效果较差，如果密封部40宽度过大，会降低电池能量密度。若密封部40宽度超过保护层16的宽度，则会有腐蚀漏液的风险。
根据本申请的实施例，为了避免第一金属层26与极耳14直接相接，沿极耳14的长度方向，保护层16由外包装膜20露出的部分的宽度e大于0.1mm。
根据本申请的实施例，沿密封部40的厚度方向，第一金属层26与极耳14之间的最小距离大于15μm。也就是说，第一金属层26与极耳14之间任一位置的距离大于15μm。从而进一步保障了极耳组件12的极耳14与包装膜中的第一金属层26有一定的绝缘距离，从而避免电化学腐蚀和短路。
在本申请的制备过程中，正极活性物质层中含有正极活性材料，正极活性材料可选自钴酸锂、锰酸锂、镍钴铝三元材料(NCA)或镍钴锰三元材料(NCM)等；负极活性物质层中含有负极活性材料，负极活性材料可选自石墨或含Si元素的材料。
电解液可选用固态、液态、凝胶态电解液。
当采用液态电解液或凝胶态电解液时，电池元件10还隔离膜，隔离膜选自聚烯烃隔离膜。
具体地，正极极片可以如下制备：
正极极片包括正极集流体和涂覆在集流体表面的正极活性材料层。正极集流体采用金属箔材，常用的有铝箔。正极活性材料层包括正极活性物质，粘结剂和导电剂。正极活性物质可以是钴酸锂，磷酸铁锂，镍钴锰或镍钴铝，锰酸锂等过渡金属组成的复合氧化物。导电剂可以是炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、导电石墨等导电材料。粘结剂可以使用聚四氟乙烯或者聚(偏二氟乙烯)。溶剂可以采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)。以下举例某个配比的正极材料，不限于此混合配比。
配制97％的钴酸锂：1.8％的导电炭黑：1.2％的粘结剂聚偏二氟乙烯的正极浆料。将钴酸锂和导电剂先混合均匀，加入溶剂NMP进行均匀分散并加入粘结剂进行调粘制得正极浆料。将正极浆料均匀涂布在集流体表面，接着在高温下干燥除去溶剂，并通过滚压形成一定压实的正极极片。
负极极片可以如下制备：
负极极片包括负极集流体和涂覆在集流体表面的负极活性材料层。负极集流体采用金属箔材，常用的有铜箔。负极活性材料层包括负极活性物质，粘结剂和导电剂。负极活性物质可以是石墨或含碳的复合物或者是金属机材料，如人造石墨、天然石墨、中间相碳微球、碳纤维、硬碳，硅碳负极，锂负极等。导电剂可以是炭黑、碳纳米管、碳纤维、石墨烯、导电石墨等导电材料。粘结剂可以使用丁苯橡胶或者聚(偏二氟乙烯)。必要时需加增稠剂如羧甲基纤维素钠(CMC)使负极浆料更加稳定，溶剂可以采用N-甲基吡咯烷酮(NMP)或去离子水。以下举例其中一个配比的负极材料，不限于此混合配比，溶剂为去离子水。配制96.5％的人造石墨：1％的导电炭黑：1.5％的丁苯橡胶：1％的CMC的负极浆料。将石墨和导电炭黑先混合均匀，加入溶剂去离子水和CMC进行均匀分散并加入粘结剂丁苯橡胶进行调粘制得负极浆料。将负极浆料均匀涂布在集流体表面，接着在高温下干燥除去溶剂，并通过滚压形成一定压实的负极极片。
电解液可以如下制备：
电解液包括电解质盐和有机溶剂，并且也可以使用凝胶电解质。
可以作为电解液的有机溶剂有：碳酸二乙酯，碳酸二甲酯，碳酸甲乙酯，碳酸二丙酯，碳酸乙丙酯，碳酸亚丙酯，碳酸亚乙酯，碳酸丙烯酯，丙酸乙酯，丙酸丙酯，亚硫酸丙烯酯等。电解质盐可以是例如LiPF6、LiBF4等。
本实施例采用了电解液溶剂配比为50％的丙酸丙酯，25％的碳酸乙烯酯，16％碳酸丙烯酯，6％的乙二腈，碳酸亚乙酯3％，LiPF6锂盐浓度为1.1mol/L。
隔离膜：
采用厚度为8um孔隙率为30％的多孔聚乙烯薄膜。
电池制备：
将正负极片进行裁切，负极比正极片宽2mm，在负极片空集流体处引出负极极耳，在正极片空集流体处引出正极极耳，隔离膜宽度比负极宽2.5mm，保证正负极之间有隔离膜绝缘，正极活性材料层对面保证有负极活性材料层包裹，隔膜超出负极两端，将正负极片和隔膜进行卷绕得到电池元件10。
如图1将电池元件放入包装袋中进行顶侧封后注入电解液封装完成，化成后抽气封口，形成电池。
根据本申请的实施例，提供一种设备，包括如上所述的电池。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。