【技術實現步驟摘要】
本申請涉及電池，特別涉及一種電池單體、電池單體的制造方法、電池裝置及用電裝置。
技術介紹
1、電池裝置具有比能量高、功率密度高等優點，其廣泛用于電子設備以及交通工具中，例如手機、筆記本電腦、電瓶車、電動汽車、電動飛機、電動輪船和電動工具等等。
2、隨著電池行業的不斷發展，如何提高電池裝置的可靠性越來越受到本領域技術人員的關注。
技術實現思路
1、鑒于上述問題，本申請提供一種電池單體、電池單體的制造方法、電池裝置及用電裝置，該電池單體具有良好的可靠性。
2、第一方面，本申請的一些實施例提供一種電池單體，該電池單體包括外殼和電極組件，外殼形成容腔，電極組件設置于容腔中，電極組件包括層疊設置的極片，極片包括集流體、活性物質層、連接層和固態電解質層，活性物質層設置于集流體的表面，連接層設置于活性物質層背離集流體的表面，連接層背離活性物質層的表面設有凹槽區，凹槽區設有向內凹陷的凹槽，固態電解質層設置于連接層背離活性物質層的表面并覆蓋凹槽區，固態電解質層的部分進入凹槽并連接于凹槽的內壁。
3、在上述結構中，由于連接層背離活性物質層的表面具有設有凹槽的凹槽區，固態電解質層設置于連接層具有凹槽區的表面，固態電解質層的部分進入凹槽并連接于凹槽的內壁，不僅使得凹槽區的固態電解質層具有較大的厚度，還使得凹槽區的固態電解質層與連接層具有較大的接觸面積，固態電解質層不易脫落，減小了在固態電解質層因厚度較小或者脫落而失效的可能，使得相鄰兩極片不易搭接而短路，有利于提高該電池
4、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，集流體包括沿第一方向設置的空白區和涂覆區，涂覆區設有活性物質層，空白區未設有活性物質層，連接層包括沿第一方向相對設置的兩個端面，端面與連接層背離活性物質層的表面連接，凹槽區包括兩個子區，兩個子區分別與兩個端面連接，使得兩個子區分別連接于連接層在第一方向的兩個相對邊緣，使得連接層在第一方向的兩個相對邊緣處設有凹槽。
5、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，兩個子區沿第一方向間隔設置，使得兩個子區之間為未設置凹槽區的區域，使得連接層背離活性物質層的表面在第一方向的中部區域未設置凹槽，有利于減小凹槽區的面積。由于凹槽區需要加工出凹槽，通過減小凹槽區的面積，有利于減小加工工作量，降低極片的生產成本。
6、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，在第一方向上，兩個子區相連。通過將兩個子區在第一方向上相連，使得兩個子區組成的凹槽區能夠覆蓋整個連接層背離活性物質層的表面，使得連接層背離活性物質層的整個表面均設有凹槽，有利于使在連接層背離活性物質層的表面上設置的整個活性物質層的厚度得到增大，有利于使相鄰兩極片不易搭接而短路，有利于提高該電池單體的可靠性。
7、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，沿第二方向，子區貫通連接層，第二方向與第一方向垂直。通過將子區設置為沿第二方向貫通連接層，使得子區能夠形成在連接層背離活性物質層的表面在第一方向的整個邊緣區域，使得固態電解質漿料在連接層背離活性物質層的表面的整個邊緣區域均不易流走而導致固態電解質層厚度降低，有利于減小固態電解質層在連接層背離活性物質層的表面的邊緣部分失效的可能。
8、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，凹槽區的面積設置為a，連接層背離活性物質層的表面的面積設置為b，a/b≥10%，使得凹槽區在連接層背離活性物質層的表面中占據足夠大的比例，凹槽區足夠對應較薄的固態電解質層（主要為連接層在第一方向的邊緣區域），使得覆蓋連接層的固態電解質層能夠被足夠大面積的凹槽區作用，使得該區域的固態電解質層的厚度得到增大，有利于減小相鄰兩極片搭接而短路的可能，有利于提高該電池單體的可靠性。
9、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，凹槽設有多個，多個凹槽沿第二方向間隔設置形成槽組，槽組設有多個，多個槽組沿第一方向間隔設置，第二方向與第一方向垂直。通過使槽組包括多個沿第二方向間隔設置的凹槽，使得槽組能夠沿第二方向貫通布置在連接層的表面。通過設置多個槽組，并使多個槽組沿第一方向間隔設置，使得凹槽形成的凹槽區在第一方向上具有足夠的寬度，能夠對足夠寬度的固態電解質層起作用。
10、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，相鄰兩個凹槽在第二方向的間隔設置為e，1μm≤e≤10000μm，相鄰兩個槽組在第一方向的間隔設置為f，1μm≤f≤10000μm。通過將相鄰兩個凹槽在第二方向的間隔e的范圍設置為1μm≤e≤10000μm，不僅使得凹槽在第二方向上設置有足夠的密度來對固態電解質層發生作用，還使得凹槽在第二方向上設置的密度不至于過大而使得加工成本較高。通過將相鄰兩個槽組在第一方向的間隔f的范圍設置為1μm≤f≤10000μm，不僅使得槽組在第一方向上設置有足夠的密度來對固態電解質層發生作用，還使得槽組在第一方向上設置的密度不至于過大而使得加工成本較高。
11、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，凹槽的截面形狀配置為圓形、三角形、矩形或多邊形中的至少一者，截面與連接層背離活性物質層的表面平行。
12、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，凹槽的截面形狀配置為圓形，凹槽的直徑設置為g，1μm≤g≤10000μm。通過將凹槽的直徑g的范圍設置為1μm≤g≤10000μm，不僅使得單個凹槽具有足夠的尺寸來使固態電解質漿料進入，還使得單個凹槽的尺寸不會過大而影響連接層的結構強度。
13、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，凹槽沿第二方向貫穿連接層，凹槽設有多個，多個凹槽沿第一方向間隔設置，使得多個凹槽能夠較為有效地減小固態電解質漿料流至空白區的可能。
14、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，相鄰兩個凹槽在第一方向的間隔設置為d，1μm≤d≤10000μm，不僅使得凹槽在第一方向的間隔不會因過大而降低減小固態電解質漿料流至空白區的能力，還使得凹槽在第一方向的間隔不會因過小而降低連接層的結構強度。
15、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，凹槽通過激光刻槽或化學刻蝕形成。
16、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，沿連接層的厚度方向，凹槽的尺寸設置為c，1μm≤c≤2000μm，不僅使得凹槽具有足夠的深度來容納固態電解質層，還使得凹槽不會因深度過大而破壞連接層的結構強度。
17、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，5μm≤c≤500μm。
18、根據本申請一些實施例所提供的電池單體，固態電解質層與連接層的層間剝離強度設置為h，5n/m≤h≤10n/m，不僅使得固態電解質層與連接層之間的連接牢固，固態電解質層不易從連接層上脫落，使得相鄰兩極片不易搭接而短路，有利于提高該電池單體的可靠性，還使得固態電解質層與連接層之間的連接強度不會過大而使得極片的加工難度較大或成本較高。
19、第二方面，本申請的一些實施例提供一種電池單體的制造方法，該電池單體的制造方法包括：
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【技術保護點】
1.一種電池單體，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的電池單體，其特征在于，沿第二方向，所述子區貫通所述連接層，所述第二方向與所述第一方向垂直。
3.根據權利要求1所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽區的面積設置為A，所述連接層背離所述活性物質層的表面的面積設置為B，A/B≥10%。
4.根據權利要求1所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽設有多個，多個凹槽沿第二方向間隔設置形成槽組，所述槽組設有多個，多個所述槽組沿所述第一方向間隔設置，所述第二方向與所述第一方向垂直。
5.根據權利要求4所述的電池單體，其特征在于，相鄰兩個所述凹槽在所述第二方向的間隔設置為E，1μm≤E≤10000μm，相鄰兩個所述槽組在所述第一方向的間隔設置為F，1μm≤F≤10000μm。
6.根據權利要求4所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽的截面形狀配置為圓形、三角形、矩形或多邊形中的至少一者，所述截面與所述連接層背離所述活性物質層的表面平行。
7.根據權利要求6所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽的截面形狀配置為圓形，所述凹
8.根據權利要求2所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽沿所述第二方向貫穿所述連接層，所述凹槽設有多個，多個所述凹槽沿所述第一方向間隔設置。
9.根據權利要求8所述的電池單體，其特征在于，相鄰兩個所述凹槽在所述第一方向的間隔設置為D，1μm≤D≤10000μm。
10.根據權利要求1所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽通過激光刻槽或化學刻蝕形成。
11.根據權利要求1所述的電池單體，其特征在于，沿所述連接層的厚度方向，所述凹槽的尺寸設置為C，1μm≤C≤2000μm。
12.根據權利要求11所述的電池單體，其特征在于，5μm≤C≤500μm。
13.根據權利要求1所述的電池單體，其特征在于，所述固態電解質層與所述連接層的層間剝離強度設置為H，5N/m≤H≤10N/m。
14.一種電池單體的制造方法，其特征在于，包括：
15.根據權利要求14所述的電池單體的制造方法，其特征在于，所述集流體包括沿第一方向設置的空白區和涂覆區，所述涂覆區設有所述活性物質層，所述空白區未設有活性物質層，所述連接層包括沿第一方向相對設置的兩個端面，所述端面與所述連接層背離所述活性物質層的表面連接，所述凹槽區包括兩個子區，兩個所述子區分別與兩個所述端面連接，在所述連接層背離所述活性物質層的表面的凹槽區加工形成凹槽的步驟包括：
16.根據權利要求14所述的電池單體的制造方法，其特征在于，通過激光刻槽或化學刻蝕的方式加工出所述凹槽。
17.一種電池裝置，其特征在于，包括如權利要求1-13任一項所述的電池單體。
18.一種用電裝置，其特征在于，包括如權利要求17所述的電池裝置，所述電池裝置用于提供電能。
...【技術特征摘要】
1.一種電池單體，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的電池單體，其特征在于，沿第二方向，所述子區貫通所述連接層，所述第二方向與所述第一方向垂直。
3.根據權利要求1所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽區的面積設置為a，所述連接層背離所述活性物質層的表面的面積設置為b，a/b≥10%。
4.根據權利要求1所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽設有多個，多個凹槽沿第二方向間隔設置形成槽組，所述槽組設有多個，多個所述槽組沿所述第一方向間隔設置，所述第二方向與所述第一方向垂直。
5.根據權利要求4所述的電池單體，其特征在于，相鄰兩個所述凹槽在所述第二方向的間隔設置為e，1μm≤e≤10000μm，相鄰兩個所述槽組在所述第一方向的間隔設置為f，1μm≤f≤10000μm。
6.根據權利要求4所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽的截面形狀配置為圓形、三角形、矩形或多邊形中的至少一者，所述截面與所述連接層背離所述活性物質層的表面平行。
7.根據權利要求6所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽的截面形狀配置為圓形，所述凹槽的直徑設置為g，1μm≤g≤10000μm。
8.根據權利要求2所述的電池單體，其特征在于，所述凹槽沿所述第二方向貫穿所述連接層，所述凹槽設有多個，多個所述凹槽沿所述第一方向間隔設置。
9.根據權利要求8所述的電池單體，其特征在于，相鄰兩個所述凹槽在所述第一方向...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳凱，趙洪海，孫曉宇，程云，
申請(專利權)人：寧德時代新能源科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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