一种电芯和双极性电池的制作方法

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1.本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电芯和双极性电池。

背景技术：

2.双极性电极极片是在双极性集流体的相对两面分别涂覆不同极性的活性物质，并通过将多个双极性极片以及多个固态电解质串联叠加的方式构成电池，这种电池结构减少了电池的无效配装空间、降低了连接电阻，使得双极性电池具有高电压、高能量密度、高过流能力等优点。但该种电池存在相邻的双极性电极极片或相邻的固态电解质互相接触导致电池短路的风险，一般可采取在固态电解质或者在电极极片的四周涂覆绝缘材料来充当物理间隔，可阻止不同电极极片直接接触。但上述固态电解质与电极极片的制备过程均可能涉及材料的收卷、放卷和模切，在固态电解质或者在电极极片的四周涂覆绝缘材料的工艺难度较大、工时过长。

技术实现要素：

3.鉴于此，本实用新型提供了一种电芯和双极性电池。该电芯中含有多个层叠且交替设置的复合固态电解质和复合电极极片，二者在其自身的相对两侧的预设位置分别设有绝缘条，当其装配在双极性电池中时，绝缘条的存在可有效防止任意相邻的固态电解质膜材以及相邻的电极极片本体直接接触，从而可用于提供一种结构、性能稳定的双极性电池。
4.本技术第一方面提供了一种电芯，该电芯包括多个层叠且交替设置的复合电极极片和复合固态电解质；其中，所述复合电极极片包括电极极片本体和第一绝缘条，所述第一绝缘条设置在所述电极极片本体的外围；和/或所述第一绝缘条设置在所述电极极片本体的至少一侧表面的边缘上；复合固态电解质包括固态电解质膜材和第二绝缘条，所述第二绝缘条设置在所述固态电解质膜材的外围；和/或所述第二绝缘条设置在所述固态电解质膜材的至少一侧表面的边缘上；
5.其中，在所述复合电极极片和复合固态电解质的层叠方向上，相邻的复合电极极片和复合固态电解质的第一绝缘条和第二绝缘条在所述复合固态电解质所在的平面上的正投影为环形。
6.通过在固态电解质膜材和电极极片本体的不同位置设置绝缘条，不仅可通过复合固态电解质和复合电极极片自身作为物理壁垒以构成相对独立的各固态电解质和电极极片，还能够有效避免不同电极极片本体相互接触造成的电子短路，以及固态电解质膜材相互接触造成的离子短路，显著减小了电池发生自放电、放热和电压降低的风险。
7.本实用新型第二方面提供了一种双极性电池，该双极性电池包含本技术第一方面提供的电芯。
8.该双极性电池可同时具有电压较高、能量密度较高、过流能力较高的优点，并且该双极性电池的性能稳定。
附图说明
9.图1为本实用新型一实施例提供的电芯中的复合电极极片的俯视图；
10.图2为本实用新型一实施例提供的电芯中的复合固态电解质的俯视图；
11.图3为本实用新型一实施例提供的电芯的俯视图；
12.图4为本实用新型一实施例提供的电芯的沿第一方向的截面图；
13.图5为本实用新型一实施例提供的电芯的沿第二方向的截面图；
14.图6为本实用新型另一实施例提供的电芯的沿第一方向的截面图；
15.图7为本实用新型另一实施例提供的电芯的沿第二方向的截面图。
16.附图说明：10-复合电极极片；11-电极极片本体；1-正极活性材料层；2-正极集流体，3-粘结层；4-负极集流体；5-负极活性材料层；12-第一绝缘条；20-复合固态电解质；21-固态电解质膜材；22-第二绝缘条。
具体实施方式
17.请一并参见图1-图7。本实用新型实施例提供了一种电芯。该电芯包括多个层叠且交替设置的复合电极极片10和复合固态电解质20。具体地，电芯同时包括多个复合电极极片10和多个复合固态电解质20，且复合电极极片10和复合固态电解质20交替设置。
18.其中，复合电极极片10包括电极极片本体11和第一绝缘条12，第一绝缘条12设置在电极极片本体11的外围；和/或第一绝缘条12设置在电极极片本体11的至少一侧表面的边缘上；复合固态电解质20包括固态电解质膜材21和第二绝缘条22，第二绝缘条22设置在固态电解质膜材21的外围；和/或第二绝缘条22设置在固态电解质膜材21的至少一侧表面的边缘上；
19.其中，在复合电极极片10和复合固态电解质20的层叠方向上，相邻的复合电极极片10和复合固态电解质20的第一绝缘条12和第二绝缘条22在复合固态电解质20所在的平面上的正投影为环形。
20.上述“第一绝缘条12设置在电极极片本体11的外围”是指第一绝缘条12设置在电极极片本体11与其厚度方向(即复合电极极片10和复合固态电解质20的层叠方向)平行的外周壁上；“第一绝缘条12设置在电极极片本体11的至少一侧表面的边缘上”是指第一绝缘条12设置在电极极片本体11与其厚度方向垂直的两个表面中的至少一个表面上，且设置在该至少一个表面的边缘。
21.上述“第二绝缘条22设置在固态电解质膜材21的外围”是指第二绝缘条22设置在固态电解质膜材21与其厚度方向(即复合电极极片10和复合固态电解质20的层叠方向)平行的外周壁上；“固态电解质膜材21的至少一侧表面的边缘上”是指固态电解质膜材21与其厚度方向垂直的两个表面中，至少一个表面的边缘。
22.上述“复合固态电解质20所在的平面”是指，与固态电解质膜材21厚度方向垂直的平面。
23.上述“环形”可以理解为大致环形，例如可以为闭环，也可以为略有缺口的环形；可以为方形环，也可以为圆环。
24.通过分别在电极极片本体11和固态电解质膜材21的不同相对位置设置绝缘条，不仅可以通过调节它们自身的尺寸以及相对位置来分隔不同的固态电解质膜材和不同的电
极极片本体，而且绝缘条的存在可以显著减小不同的(尤其是相邻的)电极极片本体11之间、不同(尤其是相邻的)固态电解质膜材21之间相互接触造成电子短路和离子短路的风险(可参见图4-图7)。
25.在单个的复合电极极片10中，第一绝缘条12的数量可以为一个或多个，多个第一绝缘条12可以相对设置也可以相邻设置；在单个的复合固态电解质20中，第二绝缘条22可以相对设置也可以相邻设置。
26.在电芯中，不同的复合电极极片10中，在复合电极极片10和复合固态电解质20的层叠方向上，第一绝缘条12在复合固态电解质20所在的平面上的正投影可以重合也可以不重合，即，不同的复合电极极片10中，第一绝缘条12的设置位置可以相同，也可以不同。
27.在电芯中，不同的复合固态电解质20中，在复合电极极片10和复合固态电解质20的层叠方向上，第二绝缘条22在复合固态电解质20所在的平面上的正投影可以重合也可以不重合，即，不同的复合固态电解质20中，第二绝缘条22的设置位置可以相同，也可以不同。
28.本实用新型一些实施方式中，复合电极极片10包括电极极片本体11和第一绝缘条12，第一绝缘条12设置在电极极片本体11外围的相对两侧；和/或第一绝缘条12设置在电极极片本体11的至少一侧表面的相对两侧边缘上(如图1所示)；复合固态电解质20包括固态电解质膜材21和第二绝缘条22，第二绝缘条22设置在固态电解质膜材21外围的相对两侧；和/或第二绝缘条22设置在固态电解质膜材21的至少一侧表面的相对两侧边缘上(如图2所示)；
29.第一绝缘条12沿第一方向分别设置在电极极片本体11的相对两侧，第二绝缘条22沿第二方向分别设置在固态电解质膜材21的相对两侧(可参见图3)；上述第一方向为固态电解质膜材21的长度或宽度方向(也可以是电极极片本体11的长度或宽度方向)，上述第一方向垂直与上述第二方向。
30.只在电极极片本体11和固态电解质膜材21的相对两侧设置绝缘条，可以显著减小复合电极极片10和复合固态电解质20的制备难度、提高良品率和生产效率。
31.本实用新型中，第二绝缘条22沿第二方向分别设置在固态电解质膜材21的相对两侧时，为便于复合电极极片10装配在电芯中时，能够充分地与复合固态电解质20贴合，保证电池的良好工作，可对复合电极极片10或复合固态电解质20与第二绝缘条22接触的相应区域做减薄处理。例如，可对固态电解质膜材21要设置第二绝缘条22的相应区域做减薄处理，以使最终的复合固态电解质20具有平整的表面。
32.本实用新型中，上述电极极片本体包括层叠设置的正极活性材料层、集流体和负极活性材料层。其中，第一绝缘条12设置在电极极片本体11的至少一侧表面的相对两侧边缘上，具体是指：1)第一绝缘条12可以设置在正极活性材料层的表面；2)第一绝缘条12可以设置在负极活性材料层的表面；3)第一绝缘条12可以设置在集流体表面未被正/负极活性材料层覆盖的区域。
33.此时，类似地，为保证电池的良好工作，可对复合电极极片10或复合固态电解质20与第一绝缘条12接触的相应区域做减薄处理。例如，当第一绝缘条12设置在正极活性材料层的表面时，可对正极活性材料层上待设置第一绝缘条12的相应区域做减薄处理(仍旧保留一定厚度的正极活性材料层)，以使第一绝缘条12上表面与正极活性材料层的上表面齐平。再例如，当第一绝缘条12设置在集流体未被正极活性材料层1覆盖的区域时(参见图4)，
此时也可视为将正极活性材料层1对应集流体上第一绝缘条12的区域进行了减薄，例如将正极活性材料层1该区域的正极活性材料层1全部减薄掉，以使第一绝缘条12的上表面(垂直与其厚度方向且远离集流体的表面)与正极活性材料层1的上表面齐平。
34.本实用新型中，上述集流体也可以是由单片铝箔构成的，铝箔的相对两侧表面分别设置有正、负活性材料层。在另一些情况下，上述集流体为复合集流体(可参见图4)，复合集流体包括层叠设置的正极集流体(可以为铝箔)2、粘结层3及负极集流体(可以为铜箔)4，正极集流体2靠近正极活性材料层1设置，粘结层3包括填充有导电粘结剂的多孔聚合物膜。
35.此时，该电极极片本体11的正极部分(包括正极活性材料层1和正极集流体2，为了方便表述，正极部分记作)和负极部分(包括负极集流体4和负极活性材料层5，为了方便表述，负极部分记作)可分别加工，从而可避免正、负电极活性材料层所使用的不同溶剂在干燥过程中互相影响，更重要的是可根据正、负活性材料层各自的材料确定辊压工艺参数，避免了使用单片集流体时，辊压参数与某一侧活性材料的特性不符，发生压力过大造成活性材料颗粒破裂、或者压力过小导致某一侧活性材料层的压实密度偏小造成体积能量密度的损失。此外，聚合物膜质量小且具有一定的结构强度，聚合物膜的存在可减薄正、负集流体的厚度，从而有利于减小上述集流体的总质量，提高电池的能量密度。
36.本实用新型中，上述多孔聚合物膜的孔隙率在40％-70％的范围内，孔径在0.1mm-20mm的范围内。上述多孔聚合物膜的厚度在1μm-10μm的范围内。其中，多孔聚合物膜可以是绝缘聚合物膜，也可以是普通的聚合物膜，优选为绝缘聚合物膜。本实用新型中，上述绝缘多孔聚合物膜的电子电导率及离子电导率均小于10-9
s/m。绝缘多孔聚合物膜的材质包括但不限于聚醚醚酮、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚苯醚。
37.当上述多孔聚合物膜为绝缘材料时，在一些情况下，可控制多孔绝缘聚合物膜的横向尺寸比正、负极活性材料层、集流体以及复合固态电解质20的横向尺寸大。例如，第一绝缘条12设置在电极极片本体11的一侧表面(参见图4)或者相对两侧的表面上时。此时，外延的多孔绝缘聚合物膜可有效防止正、负极活性材料层以及复合固态电解质20之间相互接触，进一步减小双极性电池中发生短路的风险。还需要注意的是，上述多孔绝缘聚合物膜外延在正、负极集流体之外的部分不可填充导电胶。
38.本实用新型中，上述第一绝缘条12及第二绝缘条22的电子电导率及离子电导率均小于10-9
s/m。在一些具体实施例中，构成第一绝缘条12及第二绝缘条22的材料独立地包括但不限于三氧化二铝、勃姆石、二氧化硅、聚乙烯、聚丙烯。
39.本实用新型一些实施方式中，电极极片本体11的表面包括沿上述层叠方向相对设置的第一面和第二面，固态电解质膜材21包括沿上述层叠方向相对设置的a面和b面，第一绝缘条12设置在电极极片本体11的第一面，第二绝缘条22设置在固态电解质膜材21的a面；上述电芯中，不同电极极片本体11或不同所述固态电解质膜材21，上述第一面和上述第二面交替设置，上述a面和上述b面交替设置(情况一)。此时，电极极片本体11沿第一方向未被第一绝缘条12覆盖部分的尺寸为l1，电极极片本体11沿第一方向的尺寸为l1’
、沿第二方向的尺寸为l2；固态电解质膜材21沿第二方向未被第二绝缘条22覆盖部分的尺寸为l3，固态电解质膜材21沿第二方向的尺寸为l3’
、沿第一方向的尺寸为l4；
40.其中，l1≤l4≤l1’
，l3≤l2≤l3’
。
41.上述l1≤l4≤l1’
使得电极极片本体11沿第一方向上的非绝缘区域完全被固态电
解质膜材21覆盖，并且固态电解质膜材21沿第一方向上的非绝缘区域也被复合电极极片10覆盖了，避免了第一方向上电极极片本体11和固态电解质膜材21的非绝缘区域直接暴露，从而可避免不同(特别是相邻)的电极极片本体11或固态电解质膜材21在第一方向上相互接触、发生电子和/或离子短路(参见图4和图5)。类似地，l3≤l2≤l3’
使得固态电解质膜材21沿第二方向上的非绝缘区域完全被电极极片本体覆盖，并且电极极片本体沿第二方向上的非绝缘区域也被复合固态电解质20覆盖了(参见图5)，从而可保证不同复合电极极片10以及不同复合固态电解质20的非绝缘区域在各方向上都能充分地被隔开而不相互接触，以使各复合电极极片10和各复合固态电解质20都能够成为独立的结构。
42.本实用新型中，当第一绝缘条12只位于电极极片本体11的一侧表面(同在正极活性材料层表面、或者同在负极活性材料层表面、或者是如图4所示的设置在集流体的一侧表面)时，为了充分隔绝相邻电芯单元的不同的电极极片本体11，各复合电极极片10中，第一绝缘条12须同时设置在电极极片本体11的同一侧表面，例如第一面。此时，带有第一绝缘条12的电极极片本体11的一侧表面为第一面，不带第一绝缘条12的一侧表面为第二面。示例性地，一个电芯中包含层叠且交替设置的3个复合电极极片10以及设置在各复合电极极片10之间的复合固态电解质20，其中，3个电极极片本体11的第一面(带第一绝缘条12的一面)记为a、第二面(不带第一绝缘条12的一面)记为b，那么沿该电芯的厚度方向，各电极极片本体11的各面排列依次为ab、ab、ab。
43.本实用新型中，也可是各电极极片本体11的相对两侧表面上均设有第一绝缘条12，此时不再对电极极片本体11的第一面和第二面作实际区分，各尺寸均满足前述关系即可。
44.同样地，当复合固态电解质20只有一侧表面的边缘上设有第二绝缘条22时，各复合固态电解质20中第二绝缘条22必须同时在各固态电解质膜材21的同一侧表面，例如a面。此时，带有第二绝缘条22的固态电解质膜材21的一侧表面为a面，不带第二绝缘条22的一侧表面为b面。示例性地，一个电芯中包含层叠且交替设置的3个复合电极极片10以及设置在复合电极极片10之间的复合固态电解质20，那么沿该电芯的厚度方向，3个固态电解质膜材21的各面排列依次为ab、ab、ab。
45.本实用新型中，也可是各固态电解质膜材21的相对两侧表面上均设有第二绝缘条22，此时不再对固态电解质膜材21的a面和b面作实际区分，各尺寸均满足前述关系即可。
46.本实用新型一些实施方中，第一绝缘条12、第二绝缘条22分别设置在电极极片本体11或固态电解质膜材21外围的相对两侧(情况二)。电极极片本体11沿第一方向的尺寸为l1’
、沿第二方向的尺寸为l2，第一绝缘条12的尺寸分别为l5、l5’
，固态电解质膜材21沿所述第二方向的尺寸为l3’
、沿所述第一方向的尺寸为l4，第二绝缘条22的宽度分别为l6、l6’
；
47.此时，l1’
≤l4≤l1’
+l5+l5’
，l3’
≤l2≤l3’
+l6+l6’
。
48.上述第一绝缘条12和第二绝缘条22都是电极极片本体11或固态电解质膜材21的外延部分(参见图6和图7)，此时，各绝缘条的作用均是隔绝不同电极极片本体11和不同的固态电解质膜材21直接接触。类似地，当它们满足：l1’
≤l4≤l1’
+l5+l5’
，l3’
≤l2≤l3’
+l6+l6’
时，可充分地将不同的各复合电极极片10和各复合固态电解质20分隔开，使其均能够独立地工作，较好地防止电池发生电子和离子短路，此处不再赘述。
49.在这种情况下，上述各绝缘条均可以通过点胶的方法粘接在电极极片本体11或固
态电解质膜材21的外围。其中，第一绝缘条12可以设置在集流体(单一铝箔集流体，或者上述复合集流体)外围，此时，第一绝缘条12的厚度可小于或等于集流体的厚度。也可以仅设置在正极活性材料层1(或者正极部分)的外围，(此时，正极活性材料层1的边缘是与集流体边缘齐平的，第一绝缘条12沿平行于正极活性材料层1表面的正投影未落在集流体上)；同理，第一绝缘条12还可以仅设置在负极活性材料层5(或者负极部分)的外围。此外，第一绝缘条12还可以设置在整个电极极片本体11的外围，第一绝缘条12的厚度可小于或等于电极极片本体11的厚度。类似地，第二绝缘条22的厚度可小于或等于固态电解质膜材21的厚度。
50.本实用新型一些实施方中，电极极片本体11的表面包括沿层叠方向相对设置的第一面和第二面，第一绝缘条12设置在电极极片本体11的第一面的相对两侧边缘上、第二绝缘条22设置在固态电解质膜材21的外围的相对两侧电芯中，不同电极极片本体11的第一面和第二面交替设置。此时，电极极片本体11沿第一方向未被第一绝缘条12覆盖部分的尺寸为l1，电极极片的本体11沿第一方向的尺寸为l1’
、沿第二方向的尺寸为l2；固态电解质膜材21沿第二方向的尺寸为l3’
、沿第一方向的尺寸为l4，第二绝缘条22的宽度分别为l6、l6’
；
51.其中，l1≤l4≤l1’
，l3’
≤l2≤l3’
+l6+l6’
。
52.本实用新型一些实施方中，固态电解质膜材21包括沿层叠方向相对设置的a面和b面，第一绝缘条12设置在电极极片本体11的外围的相对两侧、第二绝缘条22设置在固态电解质膜材21的a面的相对两侧边缘上；电芯中，不同固态电解质膜材21的a面和b面交替设置；此时，电极极片本体11沿第一方向的尺寸为l1’
、沿第二方向的尺寸为l2，第一绝缘条12的尺寸分别为l5、l5’
，固态电解质膜材21沿第二方向未被第二绝缘条22覆盖部分的尺寸为l3，固态电解质膜材21沿第二方向的尺寸为l3’
、沿第一方向的尺寸为l4；
53.其中，l1’
≤l4≤l1’
+l5+l5’
，l3≤l2≤l3’
。
54.上述两种实施方式可视为前述情况一和情况二的有机结合，对其工作原理不再赘述。
55.本实用新型实施方式中，第一绝缘条12、第二绝缘条22的宽度均在大于0cm且小于或等于2cm的范围内。优选地，第一绝缘条12、第二绝缘条22的宽度均在大于0cm且小于或等于1cm的范围内。示例性地，第一绝缘条12和第二绝缘条22的宽度可独立地为0.1cm、0.2cm、0.3cm、0.4cm、0.5cm、0.6cm、0.7cm、0.8cm、0.9cm、1.0cm、1.1cm、1.2cm、1.3cm、1.4cm、1.5cm、1.6cm、1.7cm、1.8cm、1.9cm、2.0cm等。控制各绝缘条的宽度在上述范围内，不仅为电池制备过程中可能存在的工艺误差预留了空间，在有利于保证绝缘条能够发挥其根本作用的同时，还可以提高复合电极极片10和复合固态电解质20中非绝缘区域的面积占比，降低生产成本。
56.本实用新型实施方式中，第一绝缘条12在复合电极极片10上的正投影面积之和占复合电极极片10面积的0.5％-20％；优选地，第一绝缘条12在复合电极极片10上的正投影面积之和占复合电极极片10面积的2％-10％。示例性地，第一绝缘条12在复合电极极片10上的正投影面积之和占复合电极极片10面积的2％、3％、4％、5％、6.6％、7.6％、8.6％、9％、10％、15％、20％等。第二绝缘条22在复合固态电解质20上的正投影面积之和占复合固态电解质面积20的0.5％-20％；优选地，第二绝缘条22在复合固态电解质20上的正投影面积之和占复合固态电解质面积20的2％-10％。示例性地，第二绝缘条22在复合固态电解质20上的正投影面积之和占复合固态电解质面积20的2％、3％、4％、5％、6.6％、7.6％、
8.6％、9％、10％、15％、20％等。
57.本实用新型中，各绝缘条的宽度可以相等也可以不等。
58.本实用新型中，电芯中还包括两个单极性极片(正极极片、负极极片)，且上述多个层叠且交替设置的复合电极极片10和复合固态电解质20放置在上述两个单极性极片之间。
59.本实用新型还提供了一种双极性电池，包含上述电芯。
60.该双极性电池可同时具有电压较高、能量密度较高、过流能力较高的优点，并且该双极性电池的性能稳定。
61.下面结合具体实施例说明本实用新型技术方案。
62.实施例1
63.一种电芯，该电芯包括正极极片、叠层且交替设置的5个复合固态电解质以及4个复合电极极片、负极极片。复合电极极片包括电极极片本体、沿第一方向设置在电极极片本体第一面的相对两侧边缘上的第一绝缘条，复合固态电解质包括固态电解质膜材、沿第二方向设置在固态电解质膜材a面的相对两侧边缘上的第二绝缘条。第一方向为电极极片本体的长度方向，第二方向垂直与第一方向。
64.电极极片本体沿第一方向的尺寸l1’
为10cm、沿第二方向的尺寸l2为8.5cm，电极极片本体沿第一方向未被第一绝缘条覆盖部分的尺寸l1为9cm。固态电解质膜材沿第二方向未被所述第二绝缘条覆盖部分的尺寸l3为8cm，固态电解质膜材沿所述第二方向的尺寸l3’
为9cm、沿所述第一方向的尺寸l4为9.5cm；第一绝缘条和第二绝缘条的宽度分别为0.5cm。
65.实施例2
66.与实施例1的区别为：每一复合电极极片中，第一绝缘条沿第一方向分别设置在电极极片本体的相对两侧外围；每一复合固态电解质中，第二绝缘条沿第二方向分别设置在固态电解质膜材的相对两侧外围。其中，电极极片本体沿所述第一方向的长度l1’
为10cm、沿第二方向的宽度l2为6cm，第一绝缘条的宽度l5、l5’
均为2cm，固态电解质膜材沿所述第二方向的宽度l3’
为5cm、沿所述第一方向的长度l4为12cm，第二绝缘条的宽度l6、l6’
均为1cm。
67.以上所述是本实用新型的示例性实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对其做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

技术特征：

1.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括多个层叠且交替设置的复合电极极片(10)和复合固态电解质(20)；其中，所述复合电极极片(10)包括电极极片本体(11)和第一绝缘条(12)，所述第一绝缘条(12)设置在所述电极极片本体(11)的外围；和/或所述第一绝缘条(12)设置在所述电极极片本体(11)的至少一侧表面的边缘上；所述复合固态电解质(20)包括固态电解质膜材(21)和第二绝缘条(22)，所述第二绝缘条(22)设置在所述固态电解质膜材(21)的外围；和/或所述第二绝缘条(22)设置在所述固态电解质膜材(21)的至少一侧表面的边缘上；其中，在所述复合电极极片(10)和复合固态电解质(20)的层叠方向上，相邻的复合电极极片(10)和复合固态电解质(20)的第一绝缘条(12)和第二绝缘条(22)在所述复合固态电解质(20)所在的平面上的正投影为环形。2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一绝缘条(12)设置在所述电极极片本体(11)的外围的相对两侧；和/或所述第一绝缘条(12)设置在所述电极极片本体(11)的至少一侧表面的相对两侧边缘上；所述复合固态电解质(20)包括固态电解质膜材(21)和第二绝缘条(22)，所述第二绝缘条(22)设置在所述固态电解质膜材(21)的外围的相对两侧；和/或所述第二绝缘条(22)设置在所述固态电解质膜材(21)的至少一侧表面的相对两侧边缘上；其中，所述第一绝缘条(12)沿第一方向分别设置在所述电极极片本体(11)的相对两侧，所述第二绝缘条(22)沿第二方向分别设置在所述固态电解质膜材(21)的相对两侧；所述第一方向为所述固态电解质膜材(21)的长度或宽度方向，所述第一方向垂直与所述第二方向。3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述电极极片本体(11)的表面包括沿所述层叠方向相对设置的第一面和第二面，所述第一绝缘条(12)设置在所述电极极片本体(11)的第一面；所述固态电解质膜材(21)包括沿所述层叠方向相对设置的a面和b面，所述第二绝缘条(22)设置在所述固态电解质膜材(21)的a面；所述电芯中，不同的所述电极极片本体(11)的所述第一面和所述第二面依次交替设置，不同的所述固态电解质膜材(21)的所述a面和所述b面依次交替设置；其中，所述电极极片本体(11)沿所述第一方向未被所述第一绝缘条(12)覆盖部分的尺寸为l1，所述电极极片本体(11)沿所述第一方向的尺寸为l1’
、沿第二方向的尺寸为l2；所述固态电解质膜材(21)沿所述第二方向未被所述第二绝缘条(22)覆盖部分的尺寸为l3，所述固态电解质膜材(21)沿所述第二方向的尺寸为l3’
、沿所述第一方向的尺寸为l4；其中，l1≤l4≤l1’
，l3≤l2≤l3’
。4.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述第一绝缘条(12)、所述第二绝缘条(22)分别设置在所述电极极片本体(11)或所述固态电解质膜材(21)外围的相对两侧，所述电极极片本体(11)沿所述第一方向的尺寸为l1’
、沿所述第二方向的尺寸为l2，所述第一绝缘条(12)的宽度分别为l5、l5’
，所述固态电解质膜材(21)沿所述第二方向的尺寸为l3’
、沿所述第一方向的尺寸为l4，所述第二绝缘条(22)的宽度分别为l6、l6’
；其中，l1’
≤l4≤l1’
+l5+l5’
，l3’
≤l2≤l3’
+l6+l6’
。5.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述电极极片本体(11)的表面包括沿所述层叠方向相对设置的第一面和第二面，所述第一绝缘条(12)设置在所述电极极片本体的第
一面的相对两侧边缘上、所述第二绝缘条(22)设置在所述固态电解质膜材(21)的外围的相对两侧，所述电芯中，不同所述电极极片本体(11)的所述第一面和所述第二面交替设置；其中，所述电极极片本体(11)沿所述第一方向未被所述第一绝缘条(12)覆盖部分的尺寸为l1，所述电极极片本体(11)沿所述第一方向的尺寸为l1’
、沿所述第二方向的尺寸为l2；所述固态电解质膜材(21)沿所述第二方向的尺寸为l3’
、沿所述第一方向的尺寸为l4，所述第二绝缘条的宽度分别为l6、l6’
；其中，l1≤l4≤l1’
，l3’
≤l2≤l3’
+l6+l6’
。6.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述固态电解质膜材(21)包括沿所述层叠方向相对设置的a面和b面，所述第一绝缘条(12)设置在所述电极极片本体(11)的外围的相对两侧、所述第二绝缘条(22)设置在所述固态电解质膜材(21)的a面的相对两侧边缘上，所述电芯中，不同所述固态电解质膜材(21)的所述a面和所述b面交替设置；其中，所述电极极片本体(11)沿所述第一方向的尺寸为l1’
、沿所述第二方向的尺寸为l2，所述第一绝缘条(12)的尺寸分别为l5、l5’
，所述固态电解质膜材(21)沿所述第二方向未被所述第二绝缘条(22)覆盖部分的尺寸为l3，所述固态电解质膜材(21)沿所述第二方向的尺寸为l3’
、沿所述第一方向的尺寸为l4；其中，l1’
≤l4≤l1’
+l5+l5’
，l3≤l2≤l3’
。7.根据权利要求1-6任一项所述的电芯，其特征在于，所述第一绝缘条(12)、第二绝缘条(22)的宽度均在大于0cm且小于或等于2cm的范围内。8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述第一绝缘条(12)、所述第二绝缘条(22)的宽度均在大于0cm且小于或等于1cm的范围内。9.根据权利要求1-6任一项所述的电芯，其特征在于，所述第一绝缘条(12)在所述复合电极极片(10)上的正投影面积之和占所述复合电极极片(10)面积的0.5％-20％。10.根据权利要求9所述的电芯，其特征在于，所述第一绝缘条(12)在所述复合电极极片(10)上的正投影面积之和占所述复合电极极片(10)面积的2-10％。11.根据权利要求1-6任一项所述的电芯，其特征在于，所述第二绝缘条(22)在所述复合固态电解质(20)上的正投影面积之和占所述复合固态电解质(20)面积的0.5％-20％。12.根据权利要求11所述的电芯，其特征在于，所述第二绝缘条(22)在所述复合固态电解质(20)上的正投影面积之和占所述复合固态电解质(20)面积的2％-10％。13.根据权利要求1-6任一项所述的电芯，其特征在于，所述电极极片本体(11)包括层叠的正极活性材料层(1)、正极集流体(2)、粘结层(3)、负极集流体(4)和负极活性材料层(5)，其中，所述粘结层(3)包括填充有导电粘结剂的多孔聚合物膜。14.一种双极性电池，其特征在于，所述双极性电池包含如权利要求1-13任一项所述的电芯。

技术总结

本实用新型提供了一种电芯和双极性电池。该电芯包括多个叠层且交替设置的复合电极极片和复合固态电解质。通过分别在复合电极极片和复合固态电解质的不同位置设置绝缘条，不仅可以通过调节它们自身的尺寸以及相对位置来分隔不同的电极极片本体以及不同的固态电解质膜材，而且绝缘条的存在可以显著减小不同电极极片本体之间、不同固态电解质膜材之间相互接触，从而减小电池电子短路和离子短路的风险。该电芯可用于提供性能稳定的双极性电池。该电芯可用于提供性能稳定的双极性电池。该电芯可用于提供性能稳定的双极性电池。