电极组件、电池单体、电池及用电装置的制作方法

本技术涉及电池，尤其涉及电极组件、电池单体、电池及用电装置。

背景技术：

1、新能源电池在生活和产业中的应用越来越广泛，例如，搭载电池的新能源汽车已经被广泛使用，另外，电池还被越来越多地应用于储能领域等。

2、电池容量是衡量电池性能的重要性能指标之一，电池容量的提升一直是业界研发的课题之一。另外，电池通常具有热失控、起火的风险，因此，如何降低电池热失控、起火的风险也是电池技术中亟待解决的一个技术问题。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本技术提供一种具有高电池单体容量和具有低热失控风险的电极组件、电池单体、电池及用电装置。

2、本技术通过如下技术方案实现。

3、本技术的第一方面提供一种电极组件，包括：

4、卷绕结构，所述卷绕结构由包括正极极片和负极极片的层叠体沿着卷绕方向卷绕而成，在所述正极极片和所述负极极片之间夹置有隔离件，所述正极极片和所述负极极片均包括若干个弯折部分；

5、保护层，至少一个所述弯折部分的内外两侧均附接有所述保护层；

6、其中，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的至少一端端部相错位。

7、弯折部分的内外两侧附接的保护层的沿卷绕方向的一端或两端的端部在卷绕方向上相错位，一方面，可以很大程度上减小保护层边缘处的厚度差，使得厚度差平缓过渡，从而减少保护层边缘处的应力集中程度，进而降低隔离件受力太大而发生闭孔的风险，降低析锂的问题，进而提高电池单体容量；另一方面，降低极片产生压痕或开裂的风险，从而降低自放电异常的风险，进而降低出现热失控、起火的风险。

8、在一些实施例中，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的两端端部分别相错位。

9、两端端部都错位设计，一方面，使得附接保护层的弯折部分的两端的厚度差均平缓过渡，可以减小两个边缘的应力集中程度，从而更好的降低隔离件受力太大而发生闭孔的风险，降低析锂的问题，进而提高电池单体容量，另一方面，降低极片产生压痕或开裂的风险，从而降低自放电异常的风险，进而降低出现热失控、起火的风险。

10、在一些实施例中，同一所述弯折部分的内侧的所述保护层沿所述卷绕方向的两端端部分别超出外侧的所述保护层的相应的两端端部；或

11、同一所述弯折部分的外侧的所述保护层沿所述卷绕方向的两端端部分别超出内侧的所述保护层的相应的两端端部；或

12、同一所述弯折部分的内侧的所述保护层沿所述卷绕方向的一端端部超出外侧的所述保护层的相应的一端端部，且该内侧的所述保护层沿所述卷绕方向的另一端端部被该外侧的所述保护层的相应的另一端端部超出。

13、以上，同一弯折部分内外两侧保护层的三种分布情况，均实现了保护层两端的错位，一方面，使得厚度差平缓过渡，从而减少保护层两边缘处的应力集中程度，进而降低隔离件受力太大而发生闭孔的风险，降低析锂的问题，进而提高电池单体容量，另一方面，降低极片产生压痕或开裂的风险，从而降低自放电异常的风险，进而降低出现热失控、起火的风险。

14、在一些实施例中，沿着所述卷绕结构的卷绕轴线方向，至少一个所述保护层的至少一端超出所述弯折部分的活性物质。

15、如此，可以增大保护层覆盖弯折部分的活性物质的面积，从而更好的降低极片开裂或活性物质脱落的风险，既提高了电池单体容量，又降低了出现热失控、起火的风险。

16、在一些实施例中，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的一端端部在所述卷绕方向上相错开第一设定尺寸，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的另一端端部在所述卷绕方向上相错开第二设定尺寸，其中，所述第一设定尺寸等于所述第二设定尺寸，或，所述第一设定尺寸不等于所述第二设定尺寸。

17、第一设定尺寸可以等于第二设定尺寸，也可以不等于第二设定尺寸，通过设定两端错开的尺寸，一方面，使得厚度差平缓过渡，从而减少保护层两边缘处的应力集中程度，降低隔离件受力太大而发生闭孔的风险，降低析锂的问题，进而提高电池单体容量，另一方面，降低极片产生压痕或开裂的风险，从而降低自放电异常的风险，进而降低出现热失控、起火的风险。

18、在一些实施例中，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的一端端部在所述卷绕方向上相错开第一设定尺寸，所述第一设定尺寸不超过2mm，和/或，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的另一端端部在所述卷绕方向上相错开第二设定尺寸，所述第二设定尺寸不超过2mm。

19、将错开尺寸限定在不超过2mm的范围内，使得错开尺寸不至于太大，从而使得内外两侧保护层的重叠区域较大，在减少了应力集中程度的基础上，还更好的发挥了降低开裂及活性物质脱落风险的效果。并且，对于保护层在卷绕轴线方向上超出弯折部分而使得内外两侧保护层错开部分漏出粘接面的情况下，限定错开尺寸不超过2mm，可以减少因漏出的粘接面太大而卷绕时粘连过辊的情况发生。

20、在一些实施例中，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的一端端部在所述卷绕方向上相错开第一设定尺寸，所述第一设定尺寸不超过1.5mm，和/或，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的另一端端部在所述卷绕方向上相错开第二设定尺寸，所述第二设定尺寸不超过1.5mm。

21、将错开尺寸限定在不超过1.5mm的范围内，使得错开尺寸不至于太大，从而使得内外两侧保护层的重叠区域较大，在减少了应力集中程度的基础上，还更好的发挥了降低开裂及活性物质脱落风险的效果。并且，对于保护层在卷绕轴线方向上超出弯折部分而使得内外两侧保护层错开部分漏出粘接面的情况下，限定错开尺寸不超过1.5mm，可以减少因漏出的粘接面太大而卷绕时粘连过辊的情况发生。

22、在一些实施例中，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的一端端部在所述卷绕方向上相错开第一设定尺寸，所述第一设定尺寸不超过1mm，和/或，同一所述弯折部分的内外两侧的所述保护层沿所述卷绕方向的另一端端部在所述卷绕方向上相错开第二设定尺寸，所述第二设定尺寸不超过1mm。

23、将错开尺寸限定在不超过1mm的范围内，使得错开尺寸不至于太大，从而使得内外两侧保护层的重叠区域较大，在减少了应力集中程度的基础上，还更好的发挥了降低开裂及活性物质脱落风险的效果。并且，对于保护层84在卷绕轴线方向上超出弯折部分而使得内外两侧保护层错开部分漏出粘接面的情况下，限定错开尺寸不超过1mm，可以减少了因漏出的粘接面太大而卷绕时粘连过辊的情况发生。

24、在一些实施例中，所述正极极片和所述负极极片均包括若干个平直部分，所述正极极片的若干个所述弯折部分和若干个所述平直部分沿着所述卷绕方向一一交替设置，所述负极极片的若干个所述弯折部分和若干个所述平直部分沿着所述卷绕方向一一交替设置，至少一个所述保护层沿所述卷绕方向的一端附接于所述弯折部分的侧面，另一端延伸到与该弯折部分相邻接的所述平直部分的侧面，或，至少一个所述保护层沿所述卷绕方向的两端均附接于所述弯折部分的侧面，或，至少一个所述保护层沿所述卷绕方向的中间部分附接于所述弯折部分的侧面，且两端分别延伸到与该弯折部分相邻接的两个所述平直部分的侧面。

25、如上，对于呈扁平体的电极组件，保护层的上述三种情况均可以降低极片开裂及活性物质脱落的风险，既提高了电池单体容量，又降低了出现热失控、起火的风险。

26、在一些实施例中，所述保护层包括由高分子材料制成的主体层。

27、高分子材料制成的主体层容易获得，且具有很好的韧性和强度，能够很好的降低极片开裂或活性物质脱落的风险。

28、在一些实施例中，所述高分子材料采用聚氯乙烯，聚乙烯，聚丙烯，聚偏氟乙烯，六氟丙烯-偏氟乙烯共聚物，四氟丙烯-偏氟乙烯共聚物，三氟氯丙烯-偏氟乙烯共聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚碳酸酯，聚苯乙烯，聚苯硫醚，聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯共聚物，聚芳酯，纤维，尼龙，无纺布中的任意一种。

29、上述材料容易获得，且具有很好的韧性和强度，能够降低极片产生压痕或开裂的风险，从而降低自放电异常的风险，进而降低出现热失控、起火的风险。

30、在一些实施例中，所述保护层还包括粘接层，所述主体层通过所述粘接层粘接于所述弯折部分的侧面。

31、主体层通过粘接层粘接于弯折部分的侧面，实现了保护层在弯折部分的粘接。粘接的方式使得主体层在弯折部分上附接的足够牢靠，而且粘贴操作简单快捷。

32、在一些实施例中，所述粘接层的材料采用丙烯酸-丙烯酸酯共聚物，丁二烯-苯乙烯共聚物，苯乙烯-丙烯酸共聚物，苯乙烯-丙烯酸酯共聚物，乙烯-醋酸乙烯共聚物，丙烯酸接枝聚乙烯，马来酸酐接枝聚乙烯，丙烯酸接枝聚丙烯，马来酸酐接枝聚丙烯，聚偏氟乙烯，羧甲基纤维素，聚酰亚胺，聚醚酰亚胺，聚苯二甲酸乙二酯，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物橡胶，乙烯-醋酸乙烯共聚物双酚a型环氧树脂，乙烯-醋酸乙烯共聚物双酚f型环氧树脂，甘油醚型环氧树脂，甘油酯型环氧树脂，硅氧型树脂，聚氨酯，苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯共聚物中的任意一种。

33、上述材料容易获得，且具有很好的粘性，能够牢靠地将主体层粘接于弯折部分。

34、在一些实施例中，所述保护层包括透离子部和/或挡离子部。

35、透离子部和挡离子部均可以对极片起到一定的支撑作用，降低极片产生压痕或开裂的风险，从而降低自放电异常的风险，进而降低出现热失控、起火的风险。

36、在一些实施例中，所述正极极片的所述弯折部分的内外两侧的所述保护层分别包括所述透离子部，或，所述正极极片的所述弯折部分的内外两侧的所述保护层分别包括所述挡离子部，或，所述正极极片的所述弯折部分的内侧的所述保护层包括所述挡离子部，外侧的所述保护层包括所述透离子部；

37、所述负极极片的内外两侧的所述保护层分别包括所述透离子部。

38、如此，本实施例既提高了电池单体容量，又降低了出现热失控、起火的风险。

39、在一些实施例中，所述透离子部的透气度包括220±70sec/100cc。

40、通过对透离子部的透气度的设定，能够将透离子部透过活性离子的速度控制在适合的速度范围内，如此，既能够提高电池单体容量，又不会由于速度太快而导致析锂的现象发生。

41、在一些实施例中，所述透离子部的孔隙的最大尺寸在100nm～400nm范围。

42、孔隙用于活性离子的通过，限定孔隙的直径在100nm～400nm范围，可以供活性离子自由通过，提升电池单体的容量。

43、在一些实施例中，所述正极极片包括正极集流体，所述正极集流体材质为铝，所述正极极片的所述弯折部分的内外两侧均附接有所述保护层。

44、在正极极片的弯折部分的内外两侧均附接保护层，可以很好地降低铝制正极集流体开裂及活性物质的脱离风险。

45、在一些实施例中，所述正极极片最内圈的两个所述弯折部分的内外两侧均附接有所述保护层。

46、正极极片最内圈的弯折部分的弯折程度最大，最容易开裂，因此，在最内圈的两个弯折部分的内外两侧均附接保护层，可以很好地降低正极极片开裂及活性物质的脱离风险。

47、本技术的第二方面提供了一种电池单体，包括：壳体、盖板和至少一个上述的电极组件，其中，所述壳体具有容纳腔和开口，所述电极组件容纳于所述容纳腔中；所述盖板封闭于所述壳体的开口。

48、本技术实施例提供的电池单体既提高了电池单体容量，又降低了出现热失控、起火的风险。

49、本技术的第三方面提供了一种电池，包括：箱体；至少一个上述的电池单体，所述电池单体收容于所述箱体内。

50、本技术实施例提供的电池既提高了电池容量，又降低了出现热失控、起火的风险。

51、本技术的第四方面提供了一种用电装置，所述用电装置包括用于提供电能的上述的电池单体或上述的电池。

52、本技术实施例提供的用电装置既提高了电池容量，又降低了出现热失控、起火的风险。

53、实用新型效果

54、通过本技术，提供了一种高电池单体容量和具有低热失控风险的电极组件、电池单体、电池及用电装置。