电极组件、电池单体、电池及用电设备的制作方法

1.本技术涉及电池领域，具体而言，涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电设备。


背景技术：

2.电池在新能源领域应用甚广，例如电动汽车、新能源汽车等，新能源汽车、电动汽车已经成为汽车产业的发展新趋势。电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件，电极组件的利用率将影响电池单体的能量密度。但是，现有技术中电极组件的利用率不高，不利于提高电池的能量密度。


技术实现要素：

3.本技术实施例的目的在于提供一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，其旨在改善现有技术中电极组件的利用率不高，不利于提高电池的能量密度的问题。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种电极组件，所述电极组件包括第一极片、第二极片和第三极片，所述第一极片和所述第二极片的极性相反，所述第一极片和所述第二极片卷绕或层叠形成主体部，所述第一极片包括位于所述主体部最外层的收尾部；所述第三极片与所述第一极片的极性相反，所述第三极片单侧设置有活性物质层，所述活性物质层与所述收尾部至少部分相对设置。
5.在上述技术方案中，该电极组件通过设置第三极片，第三极片只有单侧设置有活性物质层且与第一极片的极性相反，第三极片的活性物质层与主体部最外层的活性物质层至少部分相对设置，使得金属离子能够在第三极片与第一极片之间移动来产生或储存电能。这样，可以提升对主体部最外层的活性物质层的利用率，有利于提高电极组件的利用率，提高电池单体的能量密度。
6.作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述电极组件包括缠绕件，所述第三极片设置于所述缠绕件，所述缠绕件缠绕于所述主体部的外侧，以使所述活性物质层与所述收尾部至少部分相对设置。
7.在上述技术方案中，通过缠绕件缠绕于主体部的外侧，以对主体部起到固定作用，避免主体部松动或散架。另外，将第三极片设置于缠绕件，使得缠绕件在缠绕主体部的同时，将第三极片与主体部限位，保证第三极片能够与收尾部至少部分相对，避免在将电极组件放入壳体时第三极片跑偏，以实现对主体部最外层活性物质的利用，提升电极组件的利用率，以提升电池单体的能量密度。
8.作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第三极片设置于缠绕件的内表面。
9.在上述技术方案中，通过将第三极片设置于缠绕件的内表面，减小第三极片与收尾部之间的距离，有利于金属离子在第三极片与第一极片之间移动，提高对主体部最外层的活性物质层的利用率。
10.作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述缠绕件的内表面设置有第一胶层，所述缠绕件的尾端通过所述第一胶层粘接于所述缠绕件的首端。
11.在上述技术方案中，通过设置第一胶层，便于缠绕件首尾粘接，降低缠绕件首尾分离的概率，提升缠绕件对主体部及第三极片的限位效果。
12.作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述电极组件还包括第一隔离膜，所述第一隔离膜至少部分设置在所述第三极片与所述收尾部之间，以将所述第三极片和所述收尾部绝缘隔离。
13.在上述技术方案中，通过设置第一隔离膜，将第三极片与收尾部绝缘隔离，避免第三极片与收尾部互相接触而造成短路。
14.作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一隔离膜设置于所述缠绕件的内表面，并沿所述缠绕件的缠绕方向布置。
15.在上述技术方案中，通过将第一隔离膜设置在缠绕件的内表面，这样，在缠绕件缠绕主体部时，即可同时将第一隔离膜设置在第三极片与收尾部之间，简单方便，有利于提升电极组件的生产效率。
16.作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一隔离膜完全覆盖所述内表面，所述第一隔离膜背离所述内表面的一侧设置有第二胶层，所述第一隔离膜的尾端通过所述第二胶层粘接于所述缠绕件的首端。
17.在上述技术方案中，通过将第一隔离膜完全覆盖于内表面，第一隔离膜的面积较大，即使第三极片与第一隔离膜发生一定程度的错位，第三极片与收尾部也不易接触，有利于提升第三极片与收尾部的绝缘隔离效果。通过设置第二胶层，便于将第一隔离膜的尾端通过第二胶层粘接于缠绕件的首端，降低缠绕件首尾分离的概率，提升缠绕件对主体部及第三极片的限位效果。
18.作为本技术实施例的一种可选技术方案，沿所述主体部的厚度方向，所述主体部的两侧均设置有所述第三极片。
19.在上述技术方案中，通过在主体部的两侧均设置第三极片，增大第三极片与收尾部相对的总面积，进一步提升对主体部最外层的活性物质层的利用率，有利于提高电极组件的利用率，提高电池单体的能量密度。
20.作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第三极片包括第一连接段、第二连接段和第三连接段，沿所述主体部的厚度方向，所述第一连接段和所述第二连接段分别设置于所述主体部的两侧，所述第三连接段连接所述第一连接段和所述第二连接段。
21.在上述技术方案中，第一连接段和第二连接段均与收尾部相对设置，第三连接段可能与收尾部相对设置，使得第三极片覆盖了大半部分的主体部最外层的活性物质层，第三极片与收尾部相对的面积较大，有利于提升对主体部最外层的活性物质层的利用率，提高电池单体的能量密度。
22.作为本技术实施例的一种可选技术方案，所述第一极片和所述第二极片卷绕形成所述主体部，所述主体部包括平直区和与所述平直区相连的弯折区；所述第三极片包括第一连接段、第二连接段和第三连接段，沿所述主体部的厚度方向，所述第一连接段和所述第二连接段分别设置于所述平直区的两侧，所述第三连接段连接所述第一连接段和所述第二连接段，并与所述弯折区相对设置。
23.在上述技术方案中，通过将第一连接段和第二连接段分别设置在平直区的两侧，第三连接段与弯折区相对，使得第三极片覆盖了大半部分的主体部最外层的活性物质层，
第三极片与收尾部相对的面积较大，有利于提升对主体部最外层的活性物质层的利用率，提高电池单体的能量密度。
24.作为本技术实施例的一种可选技术方案，沿所述主体部的厚度方向，所述第三极片的投影不超出于所述收尾部的投影。
25.在上述技术方案中，第三极片的投影可以与收尾部的投影完全重合，这样，在不会造成第三极片浪费的同时，还能够提升主体部最外层的活性物质的利用率。第三极片的投影还可以位于收尾部的投影内，这样，也能够在一定程度上提升主体部最外层的活性物质的利用率，同时第三极片被完全利用，不会造成第三极片浪费。
26.第二方面，本技术实施例还提供了一种电池单体，所述电池单体包括壳体和上述任一项中的电极组件，所述电极组件容纳于所述壳体内。
27.第三方面，本技术实施例还提供了一种电池，所述电池包括箱体和上述的电池单体，所述电池单体容纳于所述箱体内。
28.第四方面，本技术实施例还提供了一种用电设备，所述用电设备包括上述的电池，所述电池用于提供电能。
附图说明
29.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
30.图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图；
31.图2为本技术一些实施例提供的电池的爆炸图；
32.图3为本技术一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图；
33.图4为本技术一些实施例提供的电极组件的结构示意图；
34.图5为本技术一些实施例提供的电极组件(在图4的基础上增加缠绕件)的结构示意图；
35.图6为本技术一些实施例提供的缠绕件与第三极片的连接示意图；
36.图7为本技术一些实施例提供的缠绕件与第三极片连接的俯视示意图；
37.图8为本技术一些实施例提供的电极组件(第一隔离膜连接于缠绕件)的结构示意图；
38.图9为本技术一些实施例提供的缠绕件、第三极片与第一隔离膜的连接示意图；
39.图10为本技术一些实施例提供的缠绕件、第三极片与第一隔离膜连接的俯视示意图；
40.图11为本技术一些实施例提供的电极组件(第一隔离膜完全覆盖缠绕件)的结构示意图；
41.图12为本技术一些实施例提供的缠绕件、第三极片与第一隔离膜(第一隔离膜完全覆盖缠绕件)的连接示意图；
42.图13为本技术一些实施例提供的电极组件(第三极片包括第一连接段、第二连接段和第三连接段)的结构示意图。
43.图标：10-箱体；11-第一部分；12-第二部分；20-电池单体；21-端盖；22-电极组件；221-主体部；2211-第一极片；22111-收尾部；2212-第二极片；2213-第二隔离膜；2214-平直区；2215-弯折区；222-第三极片；2221-活性物质层；2222-第一连接段；2223-第二连接段；2224-第三连接段；223-缠绕件；2231-首端；2232-尾端；224-第一隔离膜；23-壳体；100-电池；200-控制器；300-马达；1000-车辆。
具体实施方式
44.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.除非另有定义，本技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本技术中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术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。本技术的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
46.在本技术中提及“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技术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。
47.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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技术中的具体含义。
48.本技术中术语“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：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本技术中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
49.在本技术的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本技术实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本技术构成任何限定。
50.本技术中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
51.本技术中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本技术实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本技术实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体和方形电池单体，本技术实施例对此也不限定。
52.本技术的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本技术中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电
池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
53.电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为pp(polypropylene，聚丙烯)或pe(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本技术实施例并不限于此。
54.电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数。电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件，电极组件的利用率将影响电池单体的能量密度。但是，现有技术中电极组件的利用率不高，不利于提高电池的能量密度。
55.发明人经研究发现，电极组件主要是由正极极片和负极极片卷绕或层叠形成的。极片制造时需要在基材上涂布活性物质浆料，极片涂布时一般采取连续涂布，即除留出的极耳和模切区外，基材的两侧均连续涂覆活性物质浆料。这样，正极极片和负极极片卷绕之后，位于最外层的极片的活性物质层未能发挥作用，造成了电极组件的利用率不高，不利于提高电池的能量密度。
56.鉴于此，本技术实施例提供一种电极组件，电极组件包括第一极片、第二极片和第三极片。第一极片和第二极片的极性相反，第一极片和第二极片卷绕或层叠形成主体部。第一极片包括位于主体部最外层的收尾部。第三极片与第一极片的极性相反，第三极片单侧设置有活性物质层，活性物质层与收尾部至少部分相对设置。
57.该电极组件通过设置第三极片，第三极片只有单侧设置有活性物质层且与第一极片的极性相反，第三极片的活性物质层与主体部最外层的活性物质层至少部分相对设置，使得金属离子能够在第三极片与第一极片之间移动来产生或储存电能。这样，可以提升对主体部最外层的活性物质层的利用率，有利于提高电极组件的利用率，提高电池单体的能量密度。
58.本技术实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。
59.用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本技术实施例对上述用电设备不做特殊限制。
60.以下实施例为了方便说明，以用电设备为车辆1000为例进行说明。
61.请参照图1，图1为本技术一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000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汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
62.在本技术一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
63.请参照图2，图2为本技术一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
64.在电池100中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。
65.其中，每个电池单体20可以为二次电池单体或一次电池单体；还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
66.请参照图3，图3为本技术一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池100的最小单元。如图3，电池单体20包括有端盖21、电极组件22、壳体23以及其他的功能性部件。
67.端盖21是指盖合于壳体23的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖21的形状可以与壳体23的形状相适应以配合壳体23。可选地，端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子(图中未示出)等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件22电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。端盖21的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体23内的电连接部件与端盖21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
68.壳体23是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件22、电解液以及其他部件。壳体23和端盖21可以是独立的部件，可以于壳体23上设置开口，通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖21和壳体23一体化，具体地，端盖21和壳体23可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体23的内部时，再使端盖21盖合壳体23。壳体23可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体23的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳体23的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。
69.请参照图4，图4为本技术一些实施例提供的电极组件22的结构示意图。本技术实施例提供了一种电极组件22，电极组件22包括第一极片2211、第二极片2212和第三极片222。第一极片2211和第二极片2212的极性相反，第一极片2211和第二极片2212卷绕或层叠形成主体部221。第一极片2211包括位于主体部221最外层的收尾部22111。第三极片222与第一极片2211的极性相反。第三极片222单侧设置有活性物质层2221，活性物质层2221与收尾部22111至少部分相对设置。
70.电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体23内可以包含一个或更多个电极组件22。
71.第一极片2211和第二极片2212中的一者为正极极片，另一者为负极极片。第三极片222的极性与第一极片2211的极性相反，第三极片222的极性与第二极片2212的极性相同。例如，当第一极片2211为正极极片时，第二极片2212为负极极片，第三极片222也为负极极片。当第一极片2211为负极极片时，第二极片2212为正极极片，第三极片222也为正极极片。第一极片2211和第二极片2212的两侧均设置有活性物质层2221，第三极片222只有单侧设置有活性物质层2221。第三极片222上设置有极耳，第三极片222的极耳可以与主体部221的极耳焊接，以便于输出或输入电能。
72.主体部221是由第一极片2211和第二极片2212卷绕或层叠形成的结构，主体部221是电极组件22中主要发生电化学反应的部分，金属离子在第一极片2211和第二极片2212之间移动以产生或储存电能。一般来说，主体部221还包括第二隔离膜2213，第一极片2211、第二隔离膜2213和第二极片2212卷绕或层叠形成主体部221。第二隔离膜2213位于第一极片2211和第二极片2212之间，以将第一极片2211和第二极片2212绝缘隔离，防止第一极片2211和第二极片2212接触而发生短路。其中，第二隔离膜2213是具有绝缘隔离作用的薄膜，但第二隔离膜2213允许金属离子通过，以便于金属离子能够在第一极片2211与第二极片2212之间移动来产生或储存电能。第二隔离膜2213的材质可以为pp(polypropylene，聚丙烯)或pe(polyethylene，聚乙烯)等。
73.收尾部22111特指第一极片2211中位于主体部221最外层的部分，或者说收尾部22111是第一极片2211中暴露在主体部221外侧的部分。第二极片2212则被第一极片2211卷绕或层叠于主体部221的内部。第三极片222的设置有活性物质层2221的一侧与收尾部22111至少部分相对设置，使金属离子能够在第三极片222与第一极片2211之间移动来产生或储存电能。
74.该电极组件22通过设置第三极片222，第三极片222只有单侧设置有活性物质层2221且与第一极片2211的极性相反，第三极片222的活性物质层2221与主体部221最外层的
活性物质层至少部分相对设置，使得金属离子能够在第三极片222与第一极片2211之间移动来产生或储存电能。这样，可以提升对主体部221最外层的活性物质层的利用率，有利于提高电极组件22的利用率，提高电池单体20的能量密度。
75.请参照图5、图6和图7，图5为本技术一些实施例提供的电极组件22(在图4的基础上增加缠绕件223)的结构示意图。图6为本技术一些实施例提供的缠绕件223与第三极片222的连接示意图。图7为本技术一些实施例提供的缠绕件223与第三极片222连接的俯视示意图。在一些实施例中，电极组件22包括缠绕件223，第三极片222设置于缠绕件223。缠绕件223缠绕于主体部221的外侧，以使活性物质层2221与收尾部22111至少部分相对设置。
76.缠绕件223是缠绕于主体部221外侧的部件。缠绕件223可以是带状结构、条状结构或线状结构等。例如，缠绕件223可以为绝缘带、胶带、丝线等。
[0077]“第三极片222设置于缠绕件223”是指在缠绕件223未缠绕于主体部221时，第三极片222就连接于缠绕件223。例如，第三极片222可以粘接于缠绕件223，并在缠绕件223缠绕于主体部221时，使得第三极片222的活性物质层2221与收尾部22111至少部分相对设置。
[0078]
通过缠绕件223缠绕于主体部221的外侧，以对主体部221起到固定作用，避免主体部221松动或散架。另外，将第三极片222设置于缠绕件223，使得缠绕件223在缠绕主体部221的同时，将第三极片222与主体部221限位，保证第三极片222能够与收尾部22111至少部分相对，避免在将电极组件22放入壳体23时第三极片222跑偏，以实现对主体部221最外层活性物质层的利用，提升电极组件22的利用率，以提升电池单体20的能量密度。
[0079]
在一些实施例中，第三极片222设置于缠绕件223的内表面。
[0080]“第三极片222设置于缠绕件223的内表面”是指在缠绕件223未缠绕于主体部221时，第三极片222就设置于缠绕件223，并在缠绕件223缠绕于主体部221时使缠绕件223的设置有第三极片222的一侧朝向主体部221，以使得第三极片222位于主体部221和缠绕件223之间。
[0081]
通过将第三极片222设置于缠绕件223的内表面，减小第三极片222与收尾部22111之间的距离，有利于金属离子在第三极片222与第一极片2211之间移动，提高对主体部221最外层的活性物质层的利用率。
[0082]
在一些实施例中，电极组件22包括多个第三极片222，多个第三极片222间隔设置于缠绕件223的长度方向。第三极片222的活性物质层2221背离缠绕件223设置。在缠绕件223缠绕于主体部221时，每个第三极片222的活性物质层2221均与收尾部22111相对设置。
[0083]
在一些实施例中，第三极片222设置于缠绕件223的外表面，即缠绕件223位于第三极片222与主体部221之间。此时，缠绕件223应当允许金属离子通过，以便于金属离子在第三极片222与第一极片2211之间移动，提高对主体部221最外层的活性物质层的利用率。
[0084]
在一些实施例中，缠绕件223的内表面设置有第一胶层，缠绕件223的尾端2232通过第一胶层粘接于缠绕件223的首端2231。
[0085]
缠绕件223的内表面是指缠绕件223上朝向主体部221的表面。第一胶层可以覆盖整个内表面，例如缠绕件223可以为胶带。当然，第一胶层也可以只覆盖内表面的局部，例如，第一胶层可以只设置于缠绕件223的尾端2232。在缠绕件223缠绕于主体部221后，可以在缠绕件223的首端2231和尾端2232之间涂设胶水，以将首端2231和尾端2232粘接，胶水干后形成第一胶层。
[0086]
通过设置第一胶层，便于缠绕件223首尾粘接，降低缠绕件223首尾分离的概率，提升缠绕件223对主体部221及第三极片222的限位效果。
[0087]
请参照图4、图5和图8，图8为本技术一些实施例提供的电极组件22(第一隔离膜224连接于缠绕件223)的结构示意图。在一些实施例中，电极组件22还包括第一隔离膜224，第一隔离膜224至少部分设置在第三极片222与收尾部22111之间，以将第三极片222和收尾部22111绝缘隔离。
[0088]
第一隔离膜224是具有绝缘隔离作用的薄膜，但第一隔离膜224允许金属离子通过，以便于金属离子能够在第三极片222与第一极片2211之间移动来产生或储存电能。第一隔离膜224的材质可以为pp(polypropylene，聚丙烯)或pe(polyethylene，聚乙烯)等。
[0089]
第一隔离膜224可以是完全设置在第三极片222与收尾部22111之间，此时第一隔离膜224与第三极片222的形状和尺寸一致，以使得第一隔离膜224能够将第三极片222与收尾部22111绝缘隔离。第一隔离膜224也可以是部分设置在第三极片222和收尾部22111之间，以将第三极片222和收尾部22111绝缘隔离。
[0090]
第一隔离膜224可以是在主体部221卷绕或层叠完成后包覆在主体部221外侧，再在第一隔离膜224的外侧设置第三极片222和缠绕件223以形成电极组件22。
[0091]
通过设置第一隔离膜224，将第三极片222与收尾部22111绝缘隔离，避免第三极片222与收尾部22111互相接触而造成短路。
[0092]
请参照图8、图9和图10，图9为本技术一些实施例提供的缠绕件223、第三极片222与第一隔离膜224的连接示意图。图10为本技术一些实施例提供的缠绕件223、第三极片222与第一隔离膜224连接的俯视示意图。在一些实施例中，第一隔离膜224设置于缠绕件223的内表面，并沿缠绕件223的缠绕方向布置。
[0093]“第一隔离膜224设置于缠绕件223的内表面”是指缠绕件223上连接有第三极片222，并且第一隔离膜224连接于第三极片222或者缠绕件223。在主体部221卷绕或层叠完成后，直接将连接有第三极片222和第一隔离膜224的缠绕件223缠绕于主体部221，以形成电极组件22。
[0094]
通过将第一隔离膜224设置在缠绕件223的内表面，这样，在缠绕件223缠绕主体部221时，即可同时将第一隔离膜224设置在第三极片222与收尾部22111之间，简单方便，有利于提升电极组件22的生产效率。
[0095]
在一些实施例中，电极组件22包括多个第三极片222和多个第一隔离膜224，第三极片222与第一隔离膜224一一对应。第一隔离膜224设置于第三极片222的具有活性物质层2221的一侧，且沿着主体部221的厚度方向(如图8中所示的a方向)，第一隔离膜224在缠绕件223上的投影完全覆盖第三极片222在缠绕件223的投影。另外，第三极片222在缠绕件223上的投影位于缠绕件223的边缘内。简而言之，第一隔离膜224完全覆盖第三极片222的活性物质层2221，但未完全覆盖缠绕件223。
[0096]
以缠绕件223为长条形结构为例，在缠绕件223的长度方向上，第三极片222的尺寸小于第一隔离膜224的尺寸，第一隔离膜224的尺寸小于缠绕件223的尺寸。在缠绕件223的宽度方向上，第三极片222的尺寸小于第一隔离膜224的尺寸，第一隔离膜224的尺寸小于缠绕件223的尺寸。
[0097]
请参照图11和图12，图11为本技术一些实施例提供的电极组件22(第一隔离膜224
完全覆盖缠绕件223)的结构示意图。图12为本技术一些实施例提供的缠绕件223、第三极片222与第一隔离膜224(第一隔离膜224完全覆盖缠绕件223)的连接示意图。在一些实施例中，第一隔离膜224完全覆盖内表面。第一隔离膜224背离内表面的一侧设置有第二胶层，第一隔离膜224的尾端2232通过第二胶层粘接于缠绕件223的首端2231。
[0098]“第一隔离膜224完全覆盖内表面”是指沿着本体部的厚度方向，第一隔离膜224在缠绕件223上的投影与缠绕件223完全重合。以缠绕件223为长条形结构为例，在缠绕件223的长度方向上，第三极片222的尺寸小于第一隔离膜224的尺寸，第一隔离膜224的尺寸等于缠绕件223的尺寸。在缠绕件223的宽度方向上，第三极片222的尺寸小于第一隔离膜224的尺寸，第一隔离膜224的尺寸等于缠绕件223的尺寸。
[0099]“第一隔离膜224背离内表面的一侧设置有第二胶层”也即第一隔离膜224朝向主体部221的一侧设置有第二胶层。第二胶层可以覆盖整个第一隔离膜224背离内表面的侧面。当然，第二胶层也可以只覆盖第一隔离膜224背离内表面的局部，例如，第二胶层可以只设置于第一隔离膜224的尾端2232。在缠绕件223缠绕于主体部221后，可以在缠绕件223的首端2231和第一隔离膜224的尾端2232之间涂设胶水，以将缠绕件223的首端2231和第一隔离膜224的尾端2232粘接，胶水干后形成第二胶层。
[0100]
通过将第一隔离膜224完全覆盖于内表面，第一隔离膜224的面积较大，即使第三极片222与第一隔离膜224发生一定程度的错位，第三极片222与收尾部22111也不易接触，有利于提升第三极片222与收尾部22111的绝缘隔离效果。通过设置第二胶层，便于将第一隔离膜224的尾端2232通过第二胶层粘接于缠绕件223的首端2231，降低缠绕件223首尾分离的概率，提升缠绕件223对主体部221及第三极片222的限位效果。
[0101]
请参照图11，在一些实施例中，沿主体部221的厚度方向，主体部221的两侧均设置有第三极片222。
[0102]
电极组件22包括两个第三极片222，两个第三极片222设置于主体部221在厚度方向的两侧。
[0103]
对于第一极片2211和第二极片2212层叠形成主体部221的方案来说，沿着主体部221的厚度方向，主体部221的两端均为第一极片2211的收尾部22111。将两个第三极片222设置于主体部221在厚度方向的两侧，能够完全覆盖收尾部22111，有利于提高电极组件22的利用率。
[0104]
对于第一极片2211和第二极片2212卷绕形成主体部221的方案来说，主体部221的外周均为第一极片2211的收尾部22111。将两个第三极片222设置于主体部221在厚度方向的两侧，能够覆盖收尾部22111的大部分，有利于提高电极组件22的利用率。
[0105]
通过在主体部221的两侧均设置第三极片222，增大第三极片222与收尾部22111相对的总面积，进一步提升对主体部221最外层的活性物质层的利用率，有利于提高电极组件22的利用率，提高电池单体20的能量密度。
[0106]
请参照图13，图13为本技术一些实施例提供的电极组件22(第三极片222包括第一连接段2222、第二连接段2223和第三连接段2224)的结构示意图。在一些实施例中，第三极片222包括第一连接段2222、第二连接段2223和第三连接段2224。沿主体部221的厚度方向，第一连接段2222和第二连接段2223分别设置于主体部221的两侧。第三连接段2224连接第一连接段2222和第二连接段2223。
[0107]
电极组件22包括一个第三极片222，第三极片222具有依次连接的第一连接段2222、第二连接段2223和第三连接段2224。其中，第一连接段2222和第二连接段2223沿着主体部221的厚度方向位于主体部221的两侧。
[0108]
第一连接段2222和第二连接段2223均与收尾部22111相对设置，第三连接段2224可能与收尾部22111相对设置，使得第三极片222覆盖了大半部分的主体部221最外层的活性物质层2221，第三极片222与收尾部22111相对的面积较大，有利于提升对主体部221最外层的活性物质层的利用率，提高电池单体20的能量密度。
[0109]
请参照图13，在一些实施例中，第一极片2211和第二极片2212卷绕形成主体部221。主体部221包括平直区2214和与平直区2214相连的弯折区2215。第三极片222包括第一连接段2222、第二连接段2223和第三连接段2224。沿主体部221的厚度方向，第一连接段2222和第二连接段2223分别设置于平直区2214的两侧。第三连接段2224连接第一连接段2222和第二连接段2223，并与弯折区2215相对设置。
[0110]
对于第一极片2211和第二极片2212卷绕形成主体部221的方案来说，主体部221存在平直区2214和弯折区2215。平直区2214是主体部221中沿着直线轨迹延伸的部分。弯折区2215是主体部221中连接平直区2214的部分，弯折区2215可以沿着圆弧轨迹延伸。
[0111]
第一连接段2222和第二连接段2223设置于平直区2214的两侧，与平直区2214相对，可以利用平直区2214外侧的活性物质层。第三连接段2224与弯折区2215相对，弯折区2215的活性物质层也能够被利用。
[0112]
通过将第一连接段2222和第二连接段2223分别设置在平直区2214的两侧，第三连接段2224与弯折区2215相对，使得第三极片222覆盖了大半部分的主体部221最外层的活性物质层，第三极片222与收尾部22111相对的面积较大，有利于提升对主体部221最外层的活性物质层的利用率，提高电池单体20的能量密度。
[0113]
在一些实施例中，沿主体部221的厚度方向，第三极片222的投影不超出于收尾部22111的投影。
[0114]“沿主体部221的厚度方向，第三极片222的投影不超出于收尾部22111的投影”包括沿主体部221的厚度方向，第三极片222的投影与收尾部22111的投影完全重叠或者第三极片222的投影位于收尾部22111的投影内这两种方案。
[0115]
第三极片222的投影可以与收尾部22111的投影完全重合，这样，在不会造成第三极片222浪费的同时，还能够提升主体部221最外层的活性物质的利用率。第三极片222的投影还可以位于收尾部22111的投影内，这样，也能够在一定程度上提升主体部221最外层的活性物质的利用率，同时第三极片222被完全利用，不会造成第三极片222浪费。
[0116]
以图5所示的技术方案为第一实施例，在第一实施例中，电极组件22包括第一隔离膜224和两个第三极片222，两个第三极片222分别设置于主体部221在厚度方向上的两侧，第一隔离膜224缠绕于主体部221的外侧。以图8所示的技术方案为第二实施例，在第二实施例中，电极组件22包括两个第一隔离膜224和两个第三极片222，第一隔离膜224与第三极片222一一对应，两个第三极片222分别设置于主体部221在厚度方向上的两侧。以图11所示的技术方案为第三实施例，在第三实施例中，电极组件22包括一个第一隔离膜224和两个第三极片222，第一隔离膜224连接于第三极片222，且其沿主体部221的厚度方向在缠绕件223上的投影与缠绕件223完全重合。两个第三极片222分别设置于主体部221在厚度方向上的两
侧。以图13所示的技术方案为第四实施例，在第四实施例中，第一极片2211和第二极片2212卷绕形成主体部221。主体部221包括平直区2214和与平直区2214相连的弯折区2215。第三极片222包括第一连接段2222、第二连接段2223和第三连接段2224。沿主体部221的厚度方向，第一连接段2222和第二连接段2223分别设置于平直区2214的两侧。第三连接段2224连接第一连接段2222和第二连接段2223，并与弯折区2215相对设置。以现有技术作为对比例。
[0117]
以上第一实施例、第二实施例、第三实施例、第四实施例及对比例中，第二隔离膜2213的厚度是0.012mm，卷针外壁周长是260mm，第一极片2211的厚度是0.1496mm，第二极片2212的厚度是0.1168mm，第一极片2211有42层，第二极片2212有40层，第三极片222与第二极片2212的单层厚度一致。
[0118]
记录以上第一实施例、第二实施例、第三实施例及第四实施例相比对比例的体积能量密度百分比(ved)，汇总如下表1：
[0119]
表1
[0120]
组别ved第一实施例101.17％第二实施例101.17％第三实施例101.17％第四实施例101.41％第一对比例100％
[0121]
由此可见，在申请实施例中，通过缠绕件223缠绕于主体部221的外侧，以对主体部221起到固定作用，避免主体部221松动或散架。另外，将第三极片222设置于缠绕件223，使得缠绕件223在缠绕主体部221的同时，将第三极片222与主体部221限位，保证第三极片222能够与收尾部22111至少部分相对，避免在将电极组件22放入壳体23时第三极片222跑偏，以实现对主体部221最外层活性物质层的利用，提升电极组件22的利用率，以提升电池单体20的能量密度。
[0122]
本技术实施例还提供了一种电池单体20，电池单体20包括壳体23和上述的电极组件22，电极组件22容纳于壳体23内。
[0123]
本技术实施例还提供了一种电池100，电池100包括箱体10和上述的电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。
[0124]
本技术实施例还提供了一种用电设备，用电设备包括上述的电池100，电池100用于提供电能。
[0125]
根据本技术的一些实施例，请参照图4～图13。
[0126]
本技术实施例提供了一种电极组件22，电极组件22包括第一极片2211、第二极片2212和第三极片222。第一极片2211和第二极片2212的极性相反，第一极片2211和第二极片2212卷绕或层叠形成主体部221。第一极片2211包括位于主体部221最外层的收尾部22111。第三极片222与第一极片2211的极性相反，第三极片222单侧设置有活性物质层2221，活性物质层2221与收尾部22111至少部分相对设置。
[0127]
电极组件22包括缠绕件223，第三极片222设置于缠绕件223。缠绕件223缠绕于主体部221的外侧，以使活性物质层2221与收尾部22111至少部分相对设置。缠绕件223的内表面设置有第一胶层，缠绕件223的尾端2232通过第一胶层粘接于缠绕件223的首端2231。
[0128]
电极组件22还包括第一隔离膜224，第一隔离膜224至少部分设置在第三极片222与收尾部22111之间，以将第三极片222和收尾部22111绝缘隔离。
[0129]
第一极片2211和第二极片2212卷绕形成主体部221，主体部221包括平直区2214和与平直区2214相连的弯折区2215。第三极片222包括第一连接段2222、第二连接段2223和第三连接段2224。沿主体部221的厚度方向，第一连接段2222和第二连接段2223分别设置于平直区2214的两侧。第三连接段2224连接第一连接段2222和第二连接段2223，并与弯折区2215相对设置。
[0130]
该电极组件22通过设置第三极片222，第三极片222只有单侧设置有活性物质层2221且与第一极片2211的极性相反，第三极片222的活性物质层2221与主体部221最外层的活性物质层至少部分相对设置，使得金属离子能够在第三极片222与第一极片2211之间移动来产生或储存电能。这样，可以提升对主体部221最外层的活性物质层的利用率，有利于提高电极组件22的利用率，提高电池单体20的能量密度。
[0131]
通过缠绕件223缠绕于主体部221的外侧，以对主体部221起到固定作用，避免主体部221松动或散架。另外，将第三极片222设置于缠绕件223，使得缠绕件223在缠绕主体部221的同时，将第三极片222与主体部221限位，保证第三极片222能够与收尾部22111至少部分相对，避免在将电极组件22放入壳体23时第三极片222跑偏，以实现对主体部221最外层活性物质层的利用，提升电极组件22的利用率，以提升电池单体20的能量密度。通过设置第一胶层，便于缠绕件223首尾粘接，降低缠绕件223首尾分离的概率，提升缠绕件223对主体部221及第三极片222的限位效果。
[0132]
通过设置第一隔离膜224，将第三极片222与收尾部22111绝缘隔离，避免第三极片222与收尾部22111互相接触而造成短路。
[0133]
通过将第一连接段2222和第二连接段2223分别设置在平直区2214的两侧，第三连接段2224与弯折区2215相对，使得第三极片222覆盖了大半部分的主体部221最外层的活性物质层，第三极片222与收尾部22111相对的面积较大，有利于提升对主体部221最外层的活性物质层2221的利用率，提高电池单体20的能量密度。
[0134]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0135]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。