电芯、电池及用电设备的制作方法

本技术涉及储能，特别涉及一种电芯、电池及用电设备。

背景技术：

1、现有硬壳电芯中，壳体通常采用泄压槽作为泄压结构。当电芯在跌落或其他状态下受到外力冲击时，壳体对应泄压槽的位置在外力的冲击下容易破裂，导致抗冲击性能较弱。

技术实现思路

1、鉴于上述状况，有必要提供一种电芯，能够及时泄压且提高抗冲击性能。

2、本技术的实施例提供一种电芯，电芯包括电极组件、壳体和胶膜。电极组件容纳于壳体内部。壳体包括外表面和内表面，外表面背离电极组件，内表面朝向电极组件。外表面和内表面两者中的其中一者设有沿第一方向凹陷的泄压槽，第一方向垂直于外表面。胶膜粘接于壳体，沿第一方向，泄压槽的投影和胶膜的投影至少部分重叠。胶膜被配置为在壳体内部的温度达到第一阈值时熔融或与壳体之间的粘性减弱。

3、上述电芯中，胶膜具有高延展特性，在壳体内的温度未达到第一阈值时能够提高壳体对应泄压槽的位置的结构强度，降低壳体对应泄压槽的位置在外力的冲击下破裂的风险，进而提高电芯的抗冲击性能。并且，在壳体内的温度达到第一阈值时，胶膜粘性减弱或熔融，以便于胶膜从壳体对应泄压槽的位置脱离，降低胶膜对壳体沿泄压槽破裂形成泄压通道产生干扰的风险，进而便于电芯及时泄压。

4、本技术的一些实施例中，壳体对应泄压槽的位置为薄弱部，薄弱部被配置为在壳体内部的温度达到第二阈值时在壳体内部的压力作用下破裂。胶膜粘接于内表面，沿第一方向，胶膜位于电极组件和薄弱部之间，用于提高薄弱部的结构强度且在薄弱部和电极组件之间起到缓冲作用，降低薄弱部在外力的冲击下破裂的风险，进而提高电芯的抗冲击性能。第一阈值小于或等于第二阈值，以便于胶膜在薄弱部破裂形成泄压通道之前从薄弱部上脱离，降低胶膜对薄弱部破裂形成泄压通道产生干扰的风险，进而便于电芯及时泄压。

5、本技术的一些实施例中，第一阈值的范围为60℃至110℃；第二阈值的范围为100℃至150℃。当第一阈值过低时（低于60℃），容易导致胶膜在电芯的正常使用温度下从薄弱部上脱离，影响电芯的抗冲击性能；当第一阈值过高时（高于110℃），容易导致胶膜在壳体产生内热失控时仍粘接于薄弱部，影响薄弱部破裂形成泄压通道，不利于电芯及时泄压。通过限制第一阈值的范围为60℃至110℃，使电芯能够及时泄压且提高抗冲击性能。当第二阈值过低时（低于100℃），容易导致薄弱部在电芯的正常使用温度下破裂，影响电芯的正常使用；当第二阈值过高时（高于150℃），容易导致壳体内产生热失控且无法及时泄压，使电芯出现起火、爆炸等风险。通过限制第二阈值的范围为100℃至150℃，既不会影响电芯的正常使用，又能够使电芯及时泄压，降低电芯出现起火、爆炸等风险，提高电芯的安全性。

6、本技术的一些实施例中，第二阈值和第一阈值的差值范围为15℃至25℃。当第二阈值和第一阈值的差值过小时（小于15℃），容易导致壳体内的温度从第一阈值升高至第二阈值的时长较短，使胶膜在薄弱部破裂之前无法及时从薄弱部上脱离，影响电芯及时泄压。当第二阈值和第一阈值的差值过大时（大于25℃），容易导致壳体内的温度从第一阈值升高至第二阈值的时长较长，使胶膜过早从薄弱部上脱离，影响电芯的抗冲击性能。

7、本技术的一些实施例中，胶膜的一侧与薄弱部粘接，胶膜的另一侧与电极组件粘接，以限制电极组件在壳体内部的位置，降低电极组件在壳体内部窜动导致电芯电压降低及短路的风险。

8、本技术的一些实施例中，沿第一方向，胶膜的厚度范围为0.01mm至0.5mm。当胶膜的厚度过小时（小于0.01mm），容易导致胶膜的缓冲性能较弱，影响电芯的抗冲击性能；当胶膜的厚度过大时（大于0.5mm），容易导致胶膜在壳体内部占用较大空间而影响电芯的能量密度。通过限制胶膜的厚度范围为0.01mm至0.5mm，能够提高电芯的抗冲击性能且有利于提高电芯的能量密度。

9、本技术的一些实施例中，胶膜的数量为多个，多个胶膜沿第一方向层叠设置，以进一步提高薄弱部的结构强度。

10、本技术的一些实施例中，沿第一方向观察，泄压槽包括相互连接的第一槽段和第二槽段，沿第一方向，第一槽段的投影位于胶膜的投影范围内，第二槽段的投影与胶膜的投影不重叠。

11、本技术的一些实施例中，沿泄压槽的延伸方向，泄压槽的长度l1等于第一槽段和第二槽段的长度之和，第一槽段的长度为l2，l2和l1的比值范围满足：l2/l1≥1/5，以便于胶膜粘接于薄弱部的应力集中部位，降低胶膜粘接的范围较小导致应力集中部位的结构强度较弱的风险。

12、本技术的一些实施例中，第二槽段包括间隔设置的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分分别连接于第一槽段的两端，以便于使薄弱部对应第一槽段的位置为薄弱部的应力集中部位。

13、本技术的一些实施例中，沿第一方向，泄压槽的投影位于胶膜的投影范围内，以便于胶膜粘接且覆盖薄弱部，提高薄弱部的结构强度，且提高薄弱部和电极组件之间的缓冲面积。

14、本技术的一些实施例中，沿第一方向，壳体厚度为h1，泄压槽的深度为h2，h2和h1的比值范围满足：40%≤h2/h1≤95%。当h2和h1的比值过低时（低于40%），容易导致薄弱部的厚度较大，容易导致薄弱部在壳体内部的温度达到第二阈值时仍不破裂形成泄压通道，进而导致泄压不及时，使电芯出现起火、爆炸等风险；当h2和h1的比值过高时（低于95%），容易使薄弱部的厚度较小，容易出现薄弱部在振动环境中或在壳体内部温度未达到第一阈值时就破裂，影响电芯的使用寿命。通过限制40%≤h2/h1≤95%，既不会影响电芯的使用寿命，又能够使电芯及时泄压。

15、本技术的一些实施例中，h2和h1的比值范围满足：60%≤h2/h1≤90%，以进一步减小对电芯使用寿命的影响，且能够使电芯及时泄压。

16、本技术的一些实施例中，泄压槽包括两个侧壁，沿泄压槽的宽度方向，两个侧壁远离薄弱部的端部的间距范围为0.02mm至0.5mm。当间距较窄时（小于0.02mm），不利于加工装置伸入壳体内加工成型泄压槽；当间距较宽时（大于0.5mm），容易导致壳体整体结构强度较弱，影响电芯的使用寿命。通过限制间距为0.02mm至0.5mm，既不会影响电芯的使用寿命，又能便于加工成型泄压槽。

17、本技术的一些实施例中，泄压槽在垂直于其延伸方向的截面呈c字形、v字形、u形、梯形中的一种。

18、本技术的一些实施例中，壳体设有应力集中区域，泄压槽位于壳体的应力集中区域内，以便于薄弱部在壳体内部的温度达到第二阈值时破裂形成泄压通道，使电芯能够及时泄压。

19、本技术的实施例还提供一种电池，包括上述实施例中的任意一种电芯。

20、本技术的实施例还提供一种用电设备，包括上述实施例中的任意一种电芯或上述实施例中的任意一种电池。

21、上述电芯、电极及用电设备中，胶膜具有高延展特性，在壳体内的温度未达到第一阈值时能够提高壳体对应泄压槽的位置的结构强度，降低壳体对应泄压槽的位置在外力的冲击下破裂的风险，进而提高电芯的抗冲击性能。并且，在壳体内的温度达到第一阈值时，胶膜粘性减弱或熔融，以便于胶膜从壳体对应泄压槽的位置脱离，降低胶膜对壳体沿泄压槽破裂形成泄压通道产生干扰的风险，进而便于电芯及时泄压。