电芯组件、二次电池和用电装置的制作方法

本技术涉及锂电池，尤其涉及一种电芯组件及包括所述电芯组件的二次电池和用电装置。

背景技术：

1、近年来，随着锂离子电池的应用范围越来越广泛，锂离子电池广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，以及电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、军事装备、航空航天等多个领域。由于锂离子电池取得了极大的发展，因此对其能量密度、循环性能和安全性能等也提出了更高的要求。

2、电池在使用的过程中，电池不断的充电和放电会发生电芯鼓胀或模组向外方向上的膨胀变形，导致极片出现打皱问题。通常通过配置内置缓冲垫来改善极片的打皱问题，但这会造成电芯入壳装配时难度较大，容易过盈。因此，需要采取一定策略来改善极片的打皱问题，提升电池的结构稳定性，从而改善电池的性能。

技术实现思路

1、本技术是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供一种电芯组件，能够有效改善电池在充放电过程中的极片膨胀打皱问题，从而改善电池的安全性能和循环寿命，并提供包含本技术电芯组件的二次电池和用电装置。

2、为了达到上述目的，本技术的第一方面提供了一种电芯组件，所述电芯组件包括电芯本体和设置于所述电芯本体外侧的隔离膜部件，

3、所述电芯本体包括至少一个这样依次设置的电芯单元：负极极片-隔离膜-正极极片-隔离膜-负极极片，

4、所述隔离膜部件由隔离膜构成且具有至少一层隔离膜，

5、所述电芯组件还设置有聚合物缓冲层，所述聚合物缓冲层位于隔离膜部件和/或与所述隔离膜部件相邻的所述负极极片上。

6、由此，相对于现有技术，本技术至少包括如下所述的有益效果：

7、(1)本技术的电芯组件能够有效改善电池在充放电过程中的极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性，从而改善电池的安全性能和循环寿命；

8、(2)本技术的电芯组件采用聚合物缓冲层与电芯组件集成于一体，入壳装配时无需额外部件且入壳容易，提高电芯组件的空间利用率与成组效率；

9、(3)本技术的电芯组件中的聚合物缓冲层因具有高的吸液溶胀能力，能够吸收并储存一定的电解液，由此可以增加注入电池中的电解液的量，在电池充放电循环过程中，补充循环过程消耗的电解液，从而改善电池的循环寿命。

10、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层包含聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酰胺或聚丙烯腈中的至少一种，可选地，所述聚合物缓冲层包含聚偏二氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物或偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物中的至少一种。由此，能够提高电池的结构稳定性，改善电池极片膨胀打皱问题，从而改善电池的循环寿命。

11、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层的厚度为0.2至7mm，可选为0.5至5mm。由此，所述电芯组件不仅入壳装配容易，而且能够改善充放电过程的电池极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性，从而改善电池的循环寿命。

12、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层的厚度与所述电芯组件的厚度之比为1％-10％，可选为2％-6％。由此，能够改善充放电过程的电池极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性。

13、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层的孔隙率为10至50％，可选为20至40％。由此，能够使聚合物缓冲层吸液溶胀变厚，改善电池极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性。

14、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层的平衡溶胀率为150至500％，可选为200至300％。由此，能够改善电池极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性。

15、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层中聚合物的重均分子量为1万至300万，可选为20万至100万。由此，能够改善电池极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性。

16、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层的体积密度为0.8至2.5g/cm3，可选为1.5至2g/cm3。由此，能够改善电池极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性。

17、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层位于所述隔离膜部件的最外层的隔离膜上。由此，聚合物缓冲层与电芯组件集成于一体，电芯组件入壳装配时无需额外部件且入壳容易，有效提高电芯组件的空间利用率与成组效率。

18、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层位于所述隔离膜部件的最外层的隔离膜的两个表面上。由此，聚合物缓冲层与电芯组件集成于一体，有效提高电芯组件的空间利用率与成组效率。

19、在任意实施方式中，所述隔离膜部件包含1至5层隔离膜、优选包含2至4层隔离膜。由此，能够有效提高电芯组件的空间利用率与成组效率。

20、在任意实施方式中，所述聚合物缓冲层位于与所述隔离膜部件相邻的所述负极极片的活性材料膜层的表面上。由此，聚合物缓冲层与电芯组件集成于一体，电芯组件入壳装配时无需额外部件且入壳容易，有效提高电芯组件的空间利用率与成组效率。

21、在任意实施方式中，所述负极极片、所述隔离膜以及所述正极极片卷绕形成所述电芯本体，所述隔离膜卷绕所述电芯本体外侧形成所述隔离膜部件，所述电芯组件包括平直区和连接所述平直区的弧形区。由此，所述电芯组件是卷绕式电芯，聚合物缓冲层与电芯组件集成于一体，电芯组件入壳装配时无需额外部件且入壳容易，同时聚合物缓冲层能够改善电池极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性。

22、在任意实施方式中，当所述电芯组件是卷绕式电芯时，所述聚合物缓冲层位于所述隔离膜部件的最外层的所述隔离膜的至少一侧。

23、在任意实施方式中，当所述电芯组件是卷绕式电芯时，所述聚合物缓冲层位于与所述隔离膜部件相邻的所述负极极片的活性材料膜层的表面上。

24、在任意实施方式中，当所述电芯组件是卷绕式电芯时，所述聚合物缓冲层位于所述平直区。

25、在任意实施方式中，所述负极活性材料为含硅负极活性材料，可选地，所述含硅负极活性材料包括si、sion(0<n<2)或sic中的至少一种。由此，聚合物缓冲层能够有效改善含硅负极极片的膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性，从而改善电池的循环寿命。

26、本技术的第二方面提供一种二次电池，所述二次电池包括至少一个本技术第一方面的电芯组件。

27、由此，一方面，能够有效改善电池在充放电过程中的极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性，从而改善电池的循环寿命；另一方面，电池空间利用率高且电池装配工艺简化，生产效率提高。

28、在任意实施方式中，所述二次电池满足下式：

29、0.2≤h*k≤50，可选地，1≤h*k≤20，

30、其中，h为聚合物缓冲层的厚度(以mm计)，k为聚合物缓冲层的溶胀厚度增长系数。由此，聚合物缓冲层吸液溶胀后变厚，改善电池极片膨胀打皱问题，提高电池结构稳定性。

31、在任意实施方式中，所述二次电池包含电解液，所述电解液可选地包含单体和引发剂，所述单体包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正辛酯、醋酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸烯丙酯、二乙烯苯、聚乙烯醇或苯乙烯中的至少一种，可选地包含甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸正辛酯、丙烯酸正辛酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯或甲基丙烯酸烯丙酯中的至少一种；所述引发剂包含过硫酸盐、偶氮类引发剂或有机过氧类引发剂中的至少一种，可选地包含偶氮二异丁腈或过氧化二苯甲酰胺中的至少一种。

32、本技术的第三方面提供一种用电装置，其包括本技术第一方面的电芯组件或本技术第二方面的二次电池。

33、本技术的用电装置包括本技术提供的二次电池，因此至少具有与所述二次电池相同的优势。