[发明专利]电芯、电池和用电设备

说明书

一种电芯，包括沿第一方向依次堆叠设置的多个第一极片、多层隔离膜和多个第二极片，隔离膜设置在第一极片与第二极片之间。第一极片和第二极片中的一个为正极极片，另一个为负极极片。电芯还包括第一参比极耳和第二参比极耳，多个第一极片中的两个为两个第一参比极片，第一参比极耳同时连接于两个第一参比极片。多个第一极片中的另两个为两个第二参比极片，第二参比极耳同时连接于两个第二参比极片。本申请还提供设有上述电芯的电池和用电设备。上述电芯可提高监测的稳定性并能实现全生命周期监控电芯状态的功能。

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种电芯、电池和用电设备。

背景技术

在电池的运行过程中，为了获取电池性能特性及性能变化，需要监控正极/负极阻抗变化。现有技术实现监控的方案有两种：对称扣电和三电极电芯。具体地，对称扣电通过拆解电芯，将正极和负极分别做成对称扣电，再分别研究正负极。三电极电芯是通过引入第三电极，利用铜丝或者锂金属片植入电芯内部构建第三电极。

对称扣电具有破坏性并且受外界因素影响较大，三电极电芯引入的第三电极受稳定性较差。这两种方式测试时阻抗波动较大影响监控的稳定性，并且都不能实现全生命周期监控电芯状态。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种电芯，提高监测的稳定性并能实现全生命周期监控电芯状态的功能。

本申请的实施例提供一种电芯，包括沿第一方向依次堆叠设置的多个第一极片、多层隔离膜和多个第二极片，隔离膜设置在第一极片与第二极片之间。第一极片和第二极片中的一个为正极极片，另一个为负极极片。电芯还包括第一参比极耳和第二参比极耳，多个第一极片中的两个为两个第一参比极片，第一参比极耳同时连接于两个第一参比极片。多个第一极片中的另两个为两个第二参比极片，第二参比极耳同时连接于两个第二参比极片。

第一参比极片和第二参比极片极性相同并设在电芯的内部，以降低外界干扰的风险。第一参比极片和第二参比极片既是参比电极极片(即用来监测电芯交流阻抗等参数的极片)同时也是工作电极极片(即用来参与电芯内的循环，实现电芯充放电的极片)，可提高电极性质的稳定性并能更真实地反应极片的状态，从而提高监测的稳定性。并且，第一参比极片和第二参比极片可在电芯的全生命周期内使用，且无损监控正极和负极阻抗变化，以满足不同SOC动态对电芯进行电化学测试分析，为电芯100的监测分析提供重要的数据支持。

本申请的一些实施例中，沿第一方向，两个第二参比极片在两个第一参比极片上形成的投影位于两个第一参比极片的范围内，用以在第二参比极片和第一参比极片产生错位时，仍能使第二参比极片在第一参比极片的范围内，降低由于极片错位造成测试阻抗波动较大的风险，提高监测的稳定性和准确性。

本申请的一些实施例中，沿电芯的第二方向和/或第三方向，两个第一参比极片的最外侧边缘与位于同一侧的两个第二参比极片相对应的最外侧边缘之间的距离为S，0.2mm≤S≤0.8mm，以使两个第二参比极片在两个第一参比极片上形成的投影位于两个第一参比极片的范围内，并限制电芯能量密度的损失。

本申请的一些实施例中，电芯还包括第一极耳和第二极耳，第一极耳连接于第一极片，第二极耳连接于第二极片，第一极片、第二极片、第一参比极耳和第二参比极耳各自的宽度方向垂直于其延伸方向和厚度方向，第一极耳和第二极耳中的任意一个为工作极耳，第一参比极耳和第二参比极耳中的任意一个为测试极耳，沿电芯的第三方向，工作极耳的宽度与测试极耳的宽度的比值范围A为：1.5≤A≤4。工作极耳的宽度相较于测试极耳的宽度较大，以满足大倍率充放电的电流需求，同时减少了电芯的内阻。测试极耳的宽度相较于工作极耳的宽度较小，在满足监测需求的同时降低物料的使用，节省生产成本。

本申请的一些实施例中，工作极耳的宽度为5±0.1mm，测试极耳的宽度为2±0.1mm。

本申请的一些实施例中，沿电芯的第一方向，工作极耳的厚度与测试极耳的厚度的比值范围B为：1≤B≤4。