CN116404272A - 裸电芯、储能装置及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种裸电芯、储能装置及用电设备。裸电芯包括正极极片、隔膜和负极极片，隔膜夹设于正极极片和负极极片之间。正极极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一集流体包括第一涂覆区和第一极耳区，第一活性物质层设于第一涂覆区；负极极片包括第二集流体和第二活性物层，第二集流体包括第二涂覆区和第二极耳区，第二活性物质层设于第二涂覆区；在第一涂覆区朝向第一极耳区的方向上，第一极耳区与第二活性物质间隔设置。本申请的技术方案能够避免因正负极接触短路而导致应用裸电芯的储能装置失效，提高储能装置的使用寿命。

Description

裸电芯、储能装置及用电设备

技术领域

本申请涉及储能领域，尤其涉及一种裸电芯、储能装置及用电设备。

背景技术

在电池单体内部发生短路的情况下，电池单体会在短时间内产生大量热量和气体，导致电池单体着火***，而电池单体内部发生短路通常为电池单体内部的卷芯的正负极接触短路所造成。如何避免因卷芯正负极接触短路而导致应用卷芯的储能装置失效，为业界长期探索的课题。

发明内容

本申请的实施例提供一种裸电芯、储能装置及用电设备，能够避免因卷芯正负极接触短路而导致应用卷芯的储能装置失效，提高储能装置的使用寿命。

第一方面，本申请提供一种裸电芯，所述裸电芯包括正极极片、隔膜和负极极片，所述隔膜夹设于所述正极极片和所述负极极片之间；

所述正极极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一集流体包括第一涂覆区和第一极耳区，所述第一活性物质层设于所述第一涂覆区；

所述负极极片包括第二集流体和第二活性物层，所述第二集流体包括第二涂覆区和第二极耳区，所述第二活性物质层设于所述第二涂覆区；

在所述第一涂覆区朝向所述第一极耳区的方向上，所述第一极耳区与所述第二活性物质层间隔设置。

可以理解的是，当电池单体内部发生短路的情况下，电池单体会在短时间内产生大量热量和气体，从而导致电池单体着火***。而电池单体内部较为严重的内短路起因为电池单体内部的卷芯的正极集流体与负极活性物质接触所造成的短路，此种短路内阻小、面积大、扩散快，因而短路电流大、短路时间长、短路反应剧烈，极易导致电池单体着火***。

由此，第一极耳区为第一集流体中易在第一极耳模切分切过程中刺穿隔膜，从而导致第一集流体与第二活性物质层接触短路的风险区域。通过在使此区域与第二活性物质层错位设置，能够在第一涂覆区朝向第一极耳区的方向上使第一极耳区整***置均高于第二活性物质层的位置，使第一极耳区与第二活性物质层不会正对设置，进一步降低因刺穿隔膜而导致第一集流体与第二活性物质层的短路现象发生，可靠性佳。

一种可能的实施方式中，所述第一集流体还包括极耳空白区，所述极耳空白区连接在所述第一涂覆区和所述第一极耳区之间，在所述第一涂覆区朝向所述第一极耳区的方向上，所述极耳空白区与所述第一活性物质层间隔设置。

也即为，第一活性物质层在隔膜上的正投影与极耳空白区在隔膜上的正投影错位设置。此设置下，极耳空白区为第一集流体中未涂覆有活性材料的未涂覆区，从而能够与第一极耳区一起共同组成第一集流体中的未涂覆区，增大第一集流体中未涂覆活性材料的区域面积，避免在焊接过程中因焊接温度过高而烧穿隔膜导致正负极导通，降低裸电芯内部正负极的短路风险。

一种可能的实施方式中，在所述第一涂覆区朝向所述第一极耳区的方向上，至少部分所述极耳空白区与所述第二活性物质层相对设置。

也即为，至少部分极耳空白区在隔膜上的正投影，落入第二活性物质层在隔膜上的正投影的范围内。此设置下，能够将极耳空白区作为连接第一极耳区与第一涂覆区之间的中间区域，而极耳空白区又为不易在第一极耳模切分切过程中刺穿隔膜的较为安全的区域。故而在第一极耳区与第一极耳连接时，通过使极耳空白区与负极活性物质正对设置，能够降低因第一极耳模切过程中产生大量的毛刺、熔珠等微粒而刺穿隔膜，从而导致正极集流体（第一集流体）与负极活性物质导通的风险，从而进一步降低裸电芯内部正负极短路风险。

一种可能的实施方式中，所述极耳空白区的宽度L1占所述第一集流体宽度L的比例在0.02-0.04之间。

可以理解的是，如果前述比例过大，极耳空白区占用第一集流体的尺寸过大而导致制造成本提高。如果前述比例过小，会导致卷绕过程中在正极极片、隔膜和负极极片偏移量较大时依然存在短路风险。而在上述尺寸范围内，极耳空白区的膜宽与第一集流体的总宽度相配合保证裸电芯不发生短路问题的同时，还能避免浪费原材料，进而降低制造成本。

一种可能的实施方式中，所述第一极耳区的厚度H在8um-18um之间。

可以理解的是，在第一极耳的模切过程中，产生的毛刺易刺穿隔膜而导致正极集流体与负极活性物质接触短路，为了避免前述裸电芯内短路失效情况发生，通常会在第一极耳区与第一涂覆区的交界处位置喷涂上带有绝缘作用的边缘涂层，以防止该位置处的内短路发生。而喷涂在第一极耳区与第一涂覆区的交界处位置处的绝缘涂层受喷涂浆料的流动性影响，往往会导致部分绝缘层与活性物质接触，导致正极靠近极耳处膜面的活性物质阻抗极化增大，进而使该区域容量无法完全发挥，制成的储能电池电池容量偏低等现象。而通过在第一极耳区与第一涂覆区之间设置极耳空白区，可以使极耳空白区作为过渡区与第一极耳区直接相连，而避免第一极耳区因与第一涂覆区直接相连从而在交界处发生内短路的问题发生，节约了额外涂覆绝缘涂层的成本，减少绝缘涂层耐电解液腐蚀性、粘接力下降带来的失效、脱落等风险，可靠性佳。

一种可能的实施方式中，所述第一活性物质层的宽度W1、所述第二活性物质层的宽度W2和所述隔膜的宽度W3满足关系式：W1＜W2＜W3。

可以理解的是，受极片尺寸精度、卷绕精度等生产精度影响，正极极片、负极极片和隔膜卷绕时在第一涂覆区朝向第一极耳区的方向上存在位置偏移的风险。若负极极片在第一涂覆区朝向第一极耳区的方向的端部超出正极极片的端部，会导致储能装置充放电过程中出现析锂现象；若隔膜在第一涂覆区朝向第一极耳区的方向上的端部错位，容易导致正极极片与负极极片直接接触而发生短路。因此，在本申请的实施例中，第一活性物质层的宽度小于第二活性物质层的宽度W2的宽度，第二活性物质层的宽度W2小于隔膜的宽度W3，能够使正极极片和负极极片的膜宽较为接近，在避免析锂问题、保证裸电芯安全运行的同时，正极极片和负极极片的膜宽相互配合能降低制造成本。

一种可能的实施方式中，所述第一活性物质层的宽度W1、所述第二活性物质层的宽度W2、所述隔膜的宽度W3、所述极耳空白区的宽度L1满足关系式：W2＜W1+L1×2＜W3。

此设置下，能够减小第一极耳区与第二活性物质层的正对面积，有效避免正极集流体与负极活性物质的内短路现象发生。

一种可能的实施方式中，所述负极极片的长度大于所述正极极片的长度。

一种可能的实施方式中，所述裸电芯包括第一端和第二端；

所述第一极耳区与所述第二极耳区均位于所述第一端或所述第二端；或者，

所述第一极耳区位于所述第一端和所述第二端中的一个，所述第二极耳区位于所述第一端和所述第二端中的另一个。

也即为，在卷芯的高度方向上，第一极耳和第二极耳既可以位于卷芯的同一侧，或者，第一极耳和第二极耳也可以位于卷芯的不同侧。当第一极耳和第二极耳位于卷芯的同一侧时，卷芯的单边出极耳，一侧的第一极耳电连接第一极片，同一侧的第二极耳连接负极极片，实现极片的制备。当第一极耳和第二极耳位于卷芯的不同侧时，卷芯的两边出极耳，卷芯的一侧连接第一极耳，卷芯的另一侧连接第二极耳，在制备电池的时候，避免正极极耳与负极极耳接触，有利于电池的制备。

第二方面，本申请还提供一种储能装置，包括端盖组件和如上所述的裸电芯，所述裸电芯与所述端盖组件电连接。

第三方面， 本申请还提供一种用电设备，包括如上所述的储能装置，所述储能装置用于为所述用电设备提供电源。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以如这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的实施例提供的户用储能***的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的用电设备的结构示意图；

图3是图1所示的储能装置的一种结构示意图；

图4是图3所示的储能装置的分解示意图；

图5是图4所示的储能装置的电芯的结构示意图；

图6是图5所示的裸电芯在未进行卷绕时的一种结构示意图；

图7是图5所示的裸电芯在未进行卷绕时的另一种结构示意图；

图8是图5所示的裸电芯在未进行卷绕时的又一种结构示意图；

图9是图7所示的裸电芯的另一角度的结构示意图。

附图标记：

户用储能***400、电能转换装置410、第一用户负载420、第二用户负载430、用电设备300、动力***310、储能装置200、壳体210、电芯组件220、端盖组件230、电芯100、裸电芯40、第一极耳50、第二极耳60、正极极片10、负极极片20、隔膜30、第一集流体11、第一活性物质层12、第一表面111、第二表面112、第一涂覆区113、极耳空白区114、第一极耳区115、第二集流体21、第三表面211、第四表面212、第二活性物质层22、第二涂覆区213、第二极耳区214、第一端101、第二端102。

具体实施方式

为了方便理解，首先对本申请的实施例所涉及的术语进行解释。

和/或：仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

多个：是指两个或多于两个。

连接：应做广义理解，例如，A与B连接，可以是A与B直接相连，也可以是A与B通过中间媒介间接相连。

下面将结合附图，对本申请的具体实施方式进行清楚地描述。

由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性，为了合理利用能源并提高能量的利用率，需要通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来，基于未来应用需要再以特定能量形式释放出来。目前绿色电能的产生主要途径是发展光伏、风电等绿色能源来替代化石能源。

目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等，而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题，会造成电网不稳定，用电高峰电不够，用电低谷电太多，不稳定的电压还会对电力造成损害，因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足，引发“弃风弃光”问题，要解决这些问题须依赖储能。即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来，在需要的时候将能量转化为电能释放出来，简单来说，储能就类似一个大型“充电宝”，在光伏、风能充足时，将电能储存起来，在需要时释放储能的电力。

以电化学储能为例，本方案提供一种储能装置，储能装置内设有一组化学电池，主要是利用化学电池内的化学元素做储能介质，充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化，简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中，在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用，或者转移给电量紧缺的地方再使用。

目前的储能（即能量存储）应用场景较为广泛，包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面，对应的储能装置的种类包括有：

（1）应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱，其可作为电网中优质的有功无功调节电源，实现电能在时间和空间上的负荷匹配，增强可再生能源消纳能力，并在电网***备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大。

（2）应用在用户侧的工商业储能场景（银行、商场等）的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱，主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异，用户有储能设备后，为了减少成本，通常在电价低谷期，对储能柜/箱进行充电处理；电价高峰期，再将储能设备中的电放出来进行使用，以达到节省电费的目的。另外，在边远地区，以及地震、飓风等自然灾害高发的地区，家用储能装置的存在，相当于用户为自己和电网提供了备用电源，免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。

请参阅图1，图1是本申请的实施例提供的户用储能***400的结构示意图。本申请实施例以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明，本申请储能装置200并不限定于家用储能场景。

本申请提供一种户用储能***400，该户用储能***400包括电能转换装置410（光伏板）、第一用户负载420（路灯）、第二用户负载430（家用电器）等以及储能装置200，该储能装置200为一小型储能箱，可通过壁挂方式安装于室外墙壁。具体的，光伏板可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能，储能装置200用于储存该电能并在电价高峰时供给路灯和家用电器进行使用，或者在电网断电/停电时进行供电。

请参阅图2，图2是本申请实施例提供的用电设备300的结构示意图。用电设备300包括动力***310和储能装置200。动力***310和储能装置200电连接。储能装置200为动力***310提供动力来源。

其中，下文以用电设备300为汽车为例进行说明，汽车可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动、混合动力汽车或者增程式汽车等。汽车包括电池、控制器和马达。电池用于向控制器和马达供电，作为汽车的操作电源和驱动电源，例如，电池用于汽车的启动、导航和运行时的工作用电需求。例如，电池向控制器供电，控制器控制电池向马达供电，马达接收并使用电池的电力作为汽车的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为汽车提供驱动动力。

需要说明的是，汽车仅为本申请提供的储能装置200的一个使用场景，在其他的场景中，储能装置200还可以用于其他电子设备或者机械设备等，本申请不对储能装置200的使用场景做具体限定。

请结合参阅图3和图4，图3是图1所示的储能装置200的一种结构示意图，图4是图3所示的储能装置200的分解示意图。其中，图3-图4所述的储能装置200仅仅为储能装置200的一种形态，不应当理解为对本申请实施例提供的储能装置200的限定。

可以理解的是，储能装置200可包括但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池***等。如图3所示，当储能装置200为单体电池时，其可以为方形电池。当储能装置200包括多个电池时，多个电池电连接且均位于储能装置200的外壳内部，其可在外壳的保护下，免受外部环境的干扰。示例性地，多个电池间隔排列。多个电池之间可以串联连接，或者并联连接，或者串联和并联混合连接，以实现较大的容量和功率。

如下将以储能装置200为方形电池为例进行说明，但应当理解的是，储能装置200并不以此为限。

请结合参阅图3和图4，图4是图3所示的储能装置的分解示意图。储能装置200可以包括壳体210、电芯组件220和端盖组件230。壳体210的一端设有开口，电芯组件220安装于壳体210内部，端盖组件230连接于壳体210的开口并与壳体210配合封装电芯组件220。端盖组件230与电芯组件220电连接后实现电池电极的引出。示例性地，壳体210为金属壳体210，如铝壳。当然，壳体210也可以由其它材料制作而成。

需说明的是，图3-图4的目的仅在于示意性的描述壳体210和端盖组件230的连接关系，并非是对各个设备的连接位置、具体构造及数量做具体限定。而本申请实施例示意的结构并不构成对储能装置200的具体限定。在本申请另一些实施例中，储能装置200包括比图3-图4所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者拆分某些部件，或者不同的部件布置。图3-图4所示的部件可以以硬件，软件或软件和硬件的组合实现。

请参阅图4，电芯组件220可以包括多个电芯100，多个电芯100并联设置。多个电芯100的设置可以增加储能装置200的电池容量，从而使电池可以长时间使用，进而增加电池的适用场景。示例性地，电芯100的数量可以为四个，四个电芯100两两为一组排布设置。

如下将以一个电芯100的具体结构为例而对电芯100的结构进行详细说明，在不冲突的情况下，对于该电芯100结构上的改进，均可应用在其他电芯100上。

请结合参阅图5和图6，图5是图4所示的储能装置200的电芯100的结构示意图，图6是图5所示的裸电芯40在未进行卷绕时的一种结构示意图。其中，X方向为裸电芯40的卷绕方向。

电芯100可以包括裸电芯40、第一极耳50和第二极耳60，第一极耳50和第二极耳60连接至裸电芯40。第一极耳50和第二极耳60的极性相反，一个为正极极耳，另一个为负极极耳。如下将以第一极耳50为正极极耳，第二极耳60为负极极耳为例进行说明，但应当理解，并不以此为限。

裸电芯40可以包括正极极片10、负极极片20和隔膜30，隔膜30夹设于正极极片10和负极极片20之间，正极极片10与第一极耳50电连接，负极极片20与第二极耳60电连接。正极极片10、隔膜30和负极极片20依次层叠而形成层叠结构，通过将层叠结构卷绕而形成裸电芯40，正极极片10伸出裸电芯40的部分可以形成第一极耳50，负极极片20伸出裸电芯40的部分可以形成第二极耳60。其中，隔膜30可以为绝缘材质制备而成的基膜，质量较轻且拉伸性能好，可以与正极极片10和负极极片20进行很好地连接。示例性地，隔膜30的材料可以是高分子绝缘层，例如：聚苯乙烯、聚丙烯、聚酯、聚碳酸酯、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等薄膜；隔膜30的材料可以是合成纤维绝缘纸，例如：芳香族聚酰胺纤维纸、聚酯纤维纸；隔膜30的材料可以是各种绝缘胶布等。

示例性地，正极极片10、负极极片20和隔膜30可以沿平行于X方向进行卷绕，隔膜30(沿X方向)的长度可以大于正极极片10(沿X方向)的长度和负极极片20(沿X方向)的长度，负极极片20(沿X方向)的长度可以大于正极极片10(沿X方向)的长度。通过将隔膜30(沿X方向上)的两端均超出正极极片10和负极极片20的两端，且隔膜30设于正极极片10和负极极片20之间，即使在卷绕过程中正极极片10、负极极片20或隔膜30发生偏移，也可以大大降低正极极片10和负极极片20相接触的风险，提高储能装置200的安全性能和使用寿命。

请结合参阅图7和图8，图7是图5所示的裸电芯40在未进行卷绕时的另一种结构示意图，图8是图5所示的裸电芯40在未进行卷绕时的又一种结构示意图。正极极片10可以包括第一集流体11和第一活性物质层12，第一活性物质层12与第一集流体11层叠设置。

第一集流体11可以包括相背设置的第一表面111和第二表面112，第一表面111为第一集流体11中朝向隔膜30的表面，第二表面112为第一集流体11中背向隔膜30的表面。第一集流体11可以包括第一涂覆区113、极耳空白区114和第一极耳区115，极耳空白区114连接在第一涂覆区113和第一极耳区115之间。其中，第一涂覆区113为第一集流体11中与第一活性物质层12连接的区域，极耳空白区114为第一集流体11中未涂覆活性材料的区域，第一极耳区115为第一集流体11中未涂覆活性材料且与第一极耳50连接的区域。换言之，第一涂覆区113为第一集流体11中涂覆活性材料的区域，极耳空白区114和第一极耳区115为第一集流体11中未涂覆活性材料的区域。示例性地，第一集流体11的材料可以为铝。

可以理解的是，当电池单体内部发生短路的情况下，电池单体会在短时间内产生大量热量和气体，从而导致电池单体着火***。而电池单体内部较为严重的内短路起因为电池单体内的卷芯的正极集流体与负极活性物质接触所造成的短路，此种短路内阻小、面积大、扩散快，因而短路电流大、短路时间长、短路反应剧烈，极易导致电池单体着火***。

由此，通过在第一极耳区115与第一涂覆区113之间设置极耳空白区114，可以将极耳空白区114作为第一极耳区115与第一涂覆区113之间的过渡区域。在第一极耳区115与第一极耳50连接时，通过使未涂覆正极活性物质的极耳空白区114连接在第一极耳区115的边缘和第一涂覆区113的边缘，可以使极耳空白区114与负极活性物质对应设置，从而减小第一极耳区115与负极活性物质的正对面积，降低因第一极耳50模切过程中产生大量的毛刺、熔珠等微粒而刺穿隔膜30，从而导致正极集流体（第一集流体11）与负极活性物质导通的风险，进一步降低电芯100内部正负极短路风险，在一定程度上避免储能装置200的正负极短路。

一种可能的实施方式中，极耳空白区114的宽度L1占第一集流体11宽度L的比例在0.02-0.04之间（包括端点值0.02和0.04）。可以理解的是，如果前述比例过大，极耳空白区114占用第一集流体11的尺寸过大而导致制造成本提高。如果前述比例过小，会导致卷绕过程中在正极极片10、隔膜30和负极极片20偏移量较大时依然存在短路风险。而在上述尺寸范围内，极耳空白区114的膜宽与第一集流体11的总宽度相配合保证电芯100不发生短路问题的同时，还能避免浪费原材料，进而降低制造成本。

一种可能的实施方式中，第一极耳区115的厚度可以在8um-18um之间（包括端点值8um和18um）。可以理解的是，在第一极耳50的模切过程中，产生的毛刺易刺穿隔膜30而导致正极集流体与负极活性物质接触短路，为了避免前述电芯100内短路失效情况发生，通常会在第一极耳区115与第一涂覆区113的交界处位置喷涂上带有绝缘作用的边缘涂层，以防止该位置处的内短路发生。而喷涂在第一极耳区115与第一涂覆区113的交界处位置处的绝缘涂层受喷涂浆料的流动性影响，往往会导致部分绝缘层与活性物质接触，导致正极靠近极耳处膜面的活性物质阻抗极化增大，进而使该区域容量无法完全发挥，制成的储能电池电池容量偏低等现象。而通过在第一极耳区115与第一涂覆区113之间设置极耳空白区114，可以使极耳空白区114作为过渡区与第一极耳区115直接相连，而避免第一极耳区115因与第一涂覆区113直接相连从而在交界处发生内短路的问题发生，节约了额外涂覆绝缘涂层的成本，减少绝缘涂层耐电解液腐蚀性、粘接力下降带来的失效、脱落等风险，可靠性佳。

请结合参阅图7和图8，第一活性物质层12与第一集流体11层叠设置并相连接。在第一涂覆区113朝向第一极耳区115的方向（X方向）上，第一活性物质层12与极耳空白区114间隔设置。也即为，第一活性物质层12在隔膜30上的正投影与极耳空白区114在隔膜30上的正投影错位设置。此设置下，极耳空白区114为第一集流体11中未涂覆有活性材料的未涂覆区，从而能够与第一极耳区115一起共同组成第一集流体11中的未涂覆区，增大第一集流体11中未涂覆活性材料的区域面积，避免在焊接过程中因焊接温度过高而烧穿隔膜30导致正负极导通，降低电芯100内部正负极的短路风险。

在一种可能的应用场景中，如图7所示，第一活性物质层12的层数为一层，第一活性物质层12设于第一集流体11的第一表面111，第一活性物质层12位于第一集流体11的第一涂覆区113。

在另一种可能的应用场景中，如图8所示，第二活性物质层22的层数为两层，两层第二活性物质层22分别设于第一集流体11的第一表面111和第二表面112，两层第一活性物质层12均位于第一集流体11的第一涂覆区113。

请结合参阅图7和图8，负极极片20可以包括第二集流体21和第二活性物质层22，第二活性物质层22与第二集流体21层叠设置。

第二集流体21可以包括相背设置的第三表面211和第四表面212，第三表面211为第二集流体21中朝向隔膜30的表面，第四表面212为第二集流体21中背向隔膜30的表面。第二集流体21可以包括第二涂覆区213和第二极耳区214，第二极耳区214连接在第二涂覆区213的一侧。其中，第二涂覆区213为第二集流体21中与第二活性物质层22连接的区域，第二极耳区214为第二集流体21中未涂覆活性材料且与第二极耳60连接的区域。换言之，第二涂覆区213为第二集流体21中涂覆活性材料的区域，第二极耳区214为第二集流体21中未涂覆活性材料的区域。示例性地，第二集流体21的材料可以为铜或镍。

第二活性物质层22与第二集流体21层叠设置并相连接，第二活性物质层22与第一活性物质层12分别位于隔膜30的相背两侧。在第二涂覆区213朝向第二极耳区214的方向（X方向）上，第二活性物质层22与第二极耳区214错位设置。也即为，第二活性物质层22在隔膜30上的正投影与第二极耳区214在隔膜30上的正投影错位设置。此设置下，第二极耳区214为第二集流体21中未涂覆有活性材料的未涂覆区。

在一种可能的应用场景中，如图7所示，第二活性物质层22的层数为一层，第二活性物质层22设于第二集流体21的第三表面211，第二活性物质层22位于第二集流体21的第二涂覆区213。

在另一种可能的应用场景中，如图8所示，第二活性物质层22的层数为两层，两层第二活性物质层22分别设于第二集流体21的第三表面211和第四表面212，两层第二活性物质层22均位于第二集流体21的第二涂覆区213。

请参阅图7，在第一涂覆区113朝向第一极耳区115的方向（X方向）上，第一极耳区115与第二活性物质间隔设置。也即为，第二活性物质层22在隔膜30上的正投影与第一极耳区115在隔膜30上的正投影错位设置。可以理解的是，第一极耳区115为第一集流体11中易在第一极耳50模切分切过程中刺穿隔膜30，从而导致第一集流体11与第二活性物质层22接触短路的风险区域。通过在使此区域与第二活性物质层22错位设置，能够在X方向上使第一极耳区115整***置均高于第二活性物质层22的位置，使第一极耳区115与第二活性物质层22不会正对设置，进一步降低因刺穿隔膜30而导致第一集流体11与第二活性物质层22的短路现象发生，可靠性佳。

请结合参阅图7和图9，图9是图7所示的裸电芯40的另一角度的结构示意图。其中，X方向为裸电芯40的卷绕方向，Z方向为裸电芯40的高度方向。

在第一涂覆区113朝向第一极耳区115的方向（X方向）上，至少部分极耳空白区114与第二活性物质层22相对设置。也即为，至少部分极耳空白区114在隔膜30上的正投影，落入第二活性物质层22在隔膜30上的正投影的范围内。此设置下，能够将极耳空白区114作为连接第一极耳区115与第一涂覆区113之间的中间区域，而极耳空白区114又为不易在第一极耳50模切分切过程中刺穿隔膜30的较为安全的区域。故而在第一极耳区115与第一极耳50连接时，通过使极耳空白区114与负极活性物质正对设置，能够降低因第一极耳50模切过程中产生大量的毛刺、熔珠等微粒而刺穿隔膜30，从而导致正极集流体（第一集流体11）与负极活性物质导通的风险，从而进一步降低电芯100内部正负极短路风险。

基于上述描述，应当理解，在电芯100未进行卷绕前，一层第一集流体11、一层第一活性物质层12、一层隔膜30、一层第二活性物质层22和一层第一集流体11依次层叠设置。而第一活性物质层12的宽度W1、第二活性物质层22的宽度W2和隔膜30的宽度W3满足关系式：W1＜W2＜W3。可以理解的是，受极片尺寸精度、卷绕精度等生产精度影响，正极极片10、负极极片20和隔膜30卷绕时在X方向上存在位置偏移的风险。若负极极片20在X方向的端部超出正极极片10的端部，会导致储能装置200充放电过程中出现析锂现象；若隔膜30在X方向上的端部错位，容易导致正极极片10与负极极片20直接接触而发生短路。因此，在本申请的实施例中，第一活性物质层12的宽度小于第二活性物质层22的宽度W2的宽度，第二活性物质层22的宽度W2小于隔膜30的宽度W3，能够使正极极片10和负极极片20的膜宽较为接近，在避免析锂问题、保证电芯100安全运行的同时，正极极片10和负极极片20的膜宽相互配合能降低制造成本。

一种可能的实施方式中，第一活性物质层12的宽度W1、第二活性物质层22的宽度W2、隔膜30的宽度W3、极耳空白区114的宽度L1满足关系式：W2＜W1+L1×2＜W3。此设置下，能够减小第一极耳区115与第二活性物质层22的正对面积，有效避免正极集流体与负极活性物质的内短路现象发生。

请结合参阅图7和图9，本申请的实施例中，第一极耳50设于第一极耳区115，第二极耳60设于第二极耳区214。具体而言，电芯100还可以包括第一端101和第二端102。如7和图9所示，第一极耳区115与第二极耳区214均可以位于第一端101。或者，第一极耳区115与第二极耳区214均可以位于第二端102。或者，第一极耳区115位于第一端101和第二端102中的一个，第二极耳区214位于第一端101和第二端102中的另一个。

也即为，在Z方向上，第一极耳50和第二极耳60既可以位于裸电芯40的同一侧，或者，第一极耳50和第二极耳60也可以位于裸电芯40的不同侧。当第一极耳50和第二极耳60位于裸电芯40的同一侧时，裸电芯40的单边出极耳，一侧的第一极耳50电连接第一极片，同一侧的第二极耳60连接负极极片20，实现极片的制备。当第一极耳50和第二极耳60位于裸电芯40的不同侧时，裸电芯40的两边出极耳，裸电芯40的一侧连接第一极耳50，裸电芯40的另一侧连接第二极耳60，在制备电池的时候，避免正极极耳与负极极耳接触，有利于电池的制备。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是指两个或多于两个，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种裸电芯，其特征在于，所述裸电芯包括正极极片、隔膜和负极极片，所述隔膜夹设于所述正极极片和所述负极极片之间；

所述正极极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一集流体包括第一涂覆区和第一极耳区，所述第一活性物质层设于所述第一涂覆区；

所述负极极片包括第二集流体和第二活性物质层，所述第二集流体包括第二涂覆区和第二极耳区，所述第二活性物质层设于所述第二涂覆区；

在所述第一涂覆区朝向所述第一极耳区的方向上，所述第一极耳区与所述第二活性物质层间隔设置。

2.根据权利要求1所述的裸电芯，其特征在于，所述第一集流体还包括极耳空白区，所述极耳空白区连接在所述第一涂覆区和所述第一极耳区之间，在所述第一涂覆区朝向所述第一极耳区的方向上，所述极耳空白区与所述第一活性物质层间隔设置。

3.根据权利要求2所述的裸电芯，其特征在于，在所述第一涂覆区朝向所述第一极耳区的方向上，至少部分所述极耳空白区与所述第二活性物质层相对设置。

4.根据权利要求2所述的裸电芯，其特征在于，所述极耳空白区的宽度占所述第一集流体宽度的比例在0.02-0.04之间。

5.根据权利要求2所述的裸电芯，其特征在于，所述第一极耳区的厚度在8um-18um之间。

6.根据权利要求1-5任一项所述的裸电芯，其特征在于，所述第一活性物质层的宽度W1、所述第二活性物质层的宽度W2和所述隔膜的宽度W3满足关系式：W1＜W2＜W3。

7.根据权利要求2-5任一项所述的裸电芯，其特征在于，所述第一活性物质层的宽度W1、所述第二活性物质层的宽度W2、所述隔膜的宽度W3、所述极耳空白区的宽度L1满足关系式：W2＜W1+L1×2＜W3。

8.根据权利要求1-5任一项所述的裸电芯，其特征在于，所述负极极片的长度大于所述正极极片的长度。

9. 一种储能装置，其特征在于，包括端盖组件和如权利要求 1-8任一项所述的裸电芯，所述裸电芯与所述端盖组件电连接。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的储能装置，所述储能装置用于为所述用电设备提供电源。

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