电极组件、制造方法、电池单体、电池及用电设备与流程

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


背景技术：

2.节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
3.在电池技术的发展中，如何提高电池的可靠性，是电池技术中一个亟需解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本技术提供了一种电极组件、制造方法、电池单体、电池及用电设备，本技术提供的技术方案能够提高电池的可靠性。
5.本技术是通过下述技术方案实现的：第一方面，本技术提供了一种电池组件，包括第一极片、第二极片和隔膜。第一极片为正极极片。第二极片为负极极片。第二极片和所述第一极片相对设置。隔膜设于所述第一极片和所述第二极片之间，用于分隔所述第一极片和所述第二极片。所述电极组件在至少一个位置处弯折，并形成至少一个所述第一极片包覆所述第二极片的弯折部；至少部分所述弯折部处的所述第一极片和所述第二极片均和所述隔膜紧密贴合。其中，所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一集流体的表面，至少部分所述弯折部处的所述第一活性物质层设置有凹槽。
6.上述方案中，通过将至少部分弯折部处的第一极片和第二极片设置为均与隔膜紧密贴合，使得锂离子在弯折部处的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。同时，在弯折部处，正极极片包覆负极极片，也即正极极片的活性物质的面积大于负极极片的活性物质的面积，故存在较高的析锂风险，为此，上述方案中，在弯折部处，通过在至少部分第一活性物质层设置凹槽以减小第一活性物质层的量，使得第二活性物质层具有一定的嵌锂空间容纳锂离子，从而有效的降低因嵌锂空间不足导致析锂的风险，提高电池的可靠性。
7.根据本技术的一些实施例，所述第一极片为正极极片，所述第二极片为负极极片。
8.在弯折部处，正极极片包覆负极极片，也即正极极片的活性物质的面积大于负极极片的活性物质的面积，故存在较高的析锂风险，为此，上述方案中，通过将至少部分弯折部处的正极极片和负极极片设置为均与隔膜紧密贴合，使得锂离子在弯折部处的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
9.根据本技术的一些实施例，所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所
述第一活性物质层设置于所述第一集流体的表面，所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，所述第二活性物质层设置于所述第二集流体的表面。至少部分所述弯折部处的所述第一活性物质层和所述第二活性物质层均和所述隔膜连接。
10.上述方案中，通过第一活性物质层与隔膜连接以及第二活性物质层与隔膜连接，能够使得第一极片、第二极片以及隔膜相互紧密贴合，有效地减小锂离子在弯折部处的传输距离，提高了锂离子的迁移能力，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
11.根据本技术的一些实施例，至少部分所述弯折部处的所述第一活性物质层和所述第二活性物质层均和所述隔膜热压复合。
12.上述方案中，通过热压工艺，能够使得第一活性物质层、第二活性物质层以及隔膜复合为一体，能够使得第一极片、第二极片以及隔膜相互紧密贴合，有效地减小锂离子在弯折部处的传输距离，提高了锂离子的迁移能力，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
13.根据本技术的一些实施例，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜层叠设置并热压复合为一体。
14.上述方案中，在展开状态，也即未弯折形成电极组件之前，将第一极片、第二极片以及隔膜层叠设置并热压复合为一体，一方面较局部热压复合的方案而言，能够降低制造难度，提高制造效率；另一方面能够使得第一极片、第二极片以及隔膜相互紧密贴合，有效地减小锂离子在弯折部处的传输距离，提高了锂离子的迁移能力，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
15.根据本技术的一些实施例，所述凹槽的深度为d，所述第一活性物质层的厚度为d，满足，d/d≥30%。
16.上述方案中，凹槽的深度过小，也即通过设置凹槽以实现减少的正极极片的活性物质的量过小，意味着正极极片上的活性物质过多，存在负极极片嵌锂空间不足的问题，为此，将凹槽的深度d与第一活性物质层的厚度d进行限定，使得d/d≥30%，以使得第二活性物质层具有一定的嵌锂空间容纳锂离子，从而有效的降低因嵌锂空间不足导致析锂的风险，提高电池的可靠性。
17.根据本技术的一些实施例，满足，d/d≥80%。
18.上述方案中，将凹槽的深度d与第一活性物质层的厚度d进行限定，使得d/d≥80%，以尽可能地减少拐角部处正极活性物质的量，使得第二活性物质层具有一定的嵌锂空间容纳锂离子，从而有效的降低因嵌锂空间不足导致析锂的风险，提高电池的可靠性。
19.根据本技术的一些实施例，所述凹槽位于预设区域内；所述预设区域为，在所述第一极片展开的状态下，沿所述第一极片的延伸方向，以所述弯折部的中心线为基准，向两侧分别延伸6mm以内的区域。
20.上述方案中，若凹槽所在的区域过大，则可能造成能量密度下降的风险，或者说若将凹槽设置为超出于预设区域内，会造成无法改善因正极极片活性物质的量过多导致析锂的问题，为此，通过对凹槽所在区域的位置进行限定，也即将凹槽设置为以弯折部的中心线为基准，向两侧分别延伸6mm以内的区域，一方面能够尽可能地不影响电池的能量密度，另一方面能够针对于拐角区处，降低因正极活性物质的量过多造成的析锂风险。
21.根据本技术一些实施例，所述隔膜面向所述第二极片的表面设置有吸锂层，所述吸锂层的背离于所述隔膜的表面设置有绝缘层。
22.上述方案中，隔膜在弯折形成拐角部时，在拐角部位受力使得绝缘层破裂，以暴露出吸锂层，暴露的吸锂层能够吸收负极极片未能吸收的锂离子，从而降低析锂的风险，提高电池的可靠性。
23.根据本技术的一些实施例，所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜层叠设置且反复弯折形成多个所述弯折部，所述电极组件包括多个平直部，所述多个平直部层叠设置，相邻两个所述平直部通过所述弯折部连接。
24.为提高电池的能量密度，目前电极组件包括叠片式电极组件。目前，叠片式电极组件中包括单片式层叠极片的电极组件，即多片正极极片和多片正极极片相互层叠，然而该种电极组件存在因边缘毛刺导致电池内部搭接短路的风险，为此，上述方案中，一方面，电极组件中的第一极片、第二极片以及隔膜均为一条的带状结构，第一极片、第二极片以及隔膜层叠设置且反复弯折，能够克服边缘毛刺的问题，从而降低电池内部搭接短路的风险；另一方面，通过将至少部分弯折部处的第一极片和第二极片设置为均与隔膜紧密贴合，使得锂离子在弯折部处的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
25.根据本技术的一些实施例，所述第一极片的数量为n个，所述第二极片的数量为n+1个，n+1个所述第二极片包括第一子极片和第二子极片，n≥1。在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，沿层叠方向，所有的所述第一极片位于所述第一子极片和所述第二子极片之间。
26.上述方案中，第二极片的数量较第一极片的数量多一个，每个第一极片的两侧均对应有第二极片，也即能够使得第一极片的两侧均可以设置活性物质层，从而能够提高电池的能量密度。
27.根据本技术的一些实施例，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第一子极片背离于所述第一极片的表面为第一表面，所述第二子极片背离于所述第一极片的表面为第二表面；所述第一表面和所述第二表面分别设置有第一保护层。
28.上述方案中，第一表面为第一子极片暴露于外的表面，其可以不用设置活性物质层，即在一些实施例中，第一表面可以看作集流体的空箔区。同理，第二表面为第二子极片暴露于外的表面，其可以不用设置活性物质层，即在一些实施例中，第二表面可以看作集流体的空箔区。为此通过在第一表面和第二表面分别设置第一保护层，能够有效地降低第一子极片和第二子极片的集流体因裸露于外导致腐蚀的风险，使得电池具有较高的可靠性。
29.根据本技术的一些实施例，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第一子极片背离于所述第一极片的表面为第一表面，所述第二子极片背离于所述第一极片的表面为第二表面；所述第一表面和所述第二表面分别设置有第一连接层。沿层叠方向，相邻的两个所述平直部之间的所述第一连接层相互连接。
30.上述方案中，通过在第一表面和第二表面分别设置第一连接层，能够有效地使得平直部之间相互贴紧，从而使得电极组件的结构紧凑，有效地提高了电极组件的体积能量密度。
31.根据本技术的一些实施例，所述第一极片的数量与所述第二极片的数量相同。所
述第一极片包括第三子极片，所述第二极片包括第四子极片。在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，沿层叠方向，所有的所述隔膜位于所述第三子极片和所述第四子极片之间。
32.上述方案中，第一极片的数量与第二极片的数量相同，以使得第一极片和第二极片的规格对应，例如活性物质层的设置位置对应，从而能提高极片的涂覆效率，提高电池的制造效率。
33.根据本技术的一些实施例，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第三子极片背离于所述隔膜的表面为第三表面，所述第三表面设置有第二保护层。
34.上述方案中，第三表面为第三子极片暴露于外的表面，其可以不用设置活性物质层，即在一些实施例中，第三表面可以看作集流体的空箔区。为此通过在第三表面设置第二保护层，能够有效地降低第三子极片的集流体因裸露于外导致腐蚀的风险，使得电池具有较高的可靠性。
35.根据本技术的一些实施例，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第四子极片背离于所述隔膜的表面为第四表面，所述第四表面设置有第三保护层。
36.上述方案中，第四表面为第四子极片暴露于外的表面，其可以不用设置活性物质层，即在一些实施例中，第四表面可以看作集流体的空箔区。为此通过在第四表面设置第三保护层，能够有效地降低第四子极片因裸露于外导致腐蚀的风险，使得电池具有较高的可靠性。
37.根据本技术的一些实施例，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第三子极片背离于所述隔膜的表面为第三表面，所述第三表面设置有第二连接层。沿层叠方向，相邻的两个所述平直部之间且相互面向的所述第二连接层相互连接。
38.上述方案中，通过在第三表面设置第二连接层，能够有效地使得平直部之间通过第二连接层相互贴紧，从而使得电极组件的结构紧凑，有效地提高了电极组件的体积能量密度。
39.根据本技术的一些实施例，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第四子极片背离于所述隔膜的表面为第四表面，所述第四表面设置有第三连接层。沿层叠方向，相邻的两个所述平直部之间的所述第三连接层相互连接。
40.上述方案中，通过在第四表面设置第三连接层，能够有效地使得平直部之间通过第三连接层相互贴紧，从而使得电极组件的结构紧凑，有效地提高了电极组件的体积能量密度。
41.第二方面，本技术一些实施例还提供一种电极组件的制造方法，包括以下步骤：第一极片、隔膜及第二极片层叠设置且复合于一体，形成复合结构，所述第一极片为正极极片，所述第二极片为负极极片，所述第一极片的第一活性物质层设置有凹槽；将所述复合结构在至少一个位置处弯折，并形成至少一个所述第一极片包覆所述第二极片的弯折部，所述凹槽位于所述弯折部处。
42.上述方案中，一方面通过将第一极片、隔膜及第二极片层叠设置且复合于一体，能够使得锂离子在弯折部处的传输距离减小，基于动力学性能，能够提高锂离子的迁移能力，
降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。另一方面通过在弯折部处的第一活性物质层设置凹槽以减小第一活性物质层的量，使得第二活性物质层具有一定的嵌锂空间容纳锂离子，从而有效的降低因嵌锂空间不足导致析锂的风险，提高电池的可靠性。
43.根据本技术的一些实施例，所述第一极片、隔膜及第二极片层叠设置且复合于一体，包括：所述第一极片、所述隔膜及所述第二极片层叠设置且热压复合于一体。
44.上述方案中，通过热压工艺，能够使得第一活性物质层、第二活性物质层以及隔膜高效地复合为一体，能够使得第一极片、第二极片以及隔膜相互紧密贴合，有效地减小锂离子在弯折部处的传输距离，提高了锂离子的迁移能力，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
45.根据本技术的一些实施例，所述将所述复合结构在至少一个位置处弯折，并形成至少一个所述第一极片包覆所述第二极片的弯折部，包括：将所述复合结构反复折弯，形成电极组件，所述电极组件包括多个平直部和多个弯折部，所述多个平直部在所述第一极片、所述隔膜及所述第二极片的层叠方向上层叠设置，相邻两个所述平直部通过所述弯折部连接。
46.上述方案中，通过对复合结构反复折弯以形成电极组件，能够使得电极组件结构紧凑，提高电池的体积能量密度。
47.第三方面，本技术一些实施例还提供一种电池单体，电池单体包括外壳，以及第一方面任一项提供的电极组件，所述电极组件设置于所述外壳的内部。
48.第四方面，本技术一些实施例还提供一种电池，电池包括第三方面提供的电池单体。
49.第五方面，本技术一些实施例还提供一种用电设备，用电设备包括第三方面提供的电池单体。
50.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
51.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。
52.图1为本技术一些实施例中车辆的示意图；图2为本技术一些实施例提供的电池的立体分解图；图3为本技术一些实施例中电池单体的立体分解图；图4为本技术一些实施例中电极组件的局部结构的示意图；图5为本技术一些实施例中电极组件未压实的示意图；图6为本技术一些实施例中电极组件压实后的示意图；图7为本技术一些实施例中第一极片的局部结构的示意图；图8为本技术一些实施例中第一极片、第二极片以及隔膜的示意图；
图9为本技术一些实施例中电极组件未压实的示意图；图10为本技术一些实施例中电极组件压实后的示意图；图11为本技术另一些实施例中电极组件未压实的示意图；图12为本技术另一些实施例中电极组件压实后的示意图；图13为本技术另一些实施例中第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态的示意图；图14为本技术另一些实施例中第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态的示意图；图15为本技术另一些实施例中第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态的示意图；图16为本技术另一些实施例中第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态的示意图；图17为本技术一些实施例中电极组件的制造方法的流程框图。
53.图标：11-电极组件；11a-弯折部；11b-平直部；30-第一极片；30a-第三子极片；31-第一集流体；32-第一活性物质层；33-凹槽；34-第二保护层；35-第二连接层；40-第二极片；40a-第一子极片；40b-第二子极片；40c-第四子极片；41-第二集流体；42-第二活性物质层；43-第一保护层；44-第一连接层；45-第三保护层；46-第三连接层；50-隔膜；51-吸锂层；52-绝缘层；1000-车辆；100-电池；200-控制器；300-马达；10-电池单体；20-箱体；21-上箱体；22-下箱体；60-外壳；61-壳体；62-端盖；63-电极端子；64-注液孔。
具体实施方式
54.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。
55.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。
56.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。
57.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。
58.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。
59.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。
60.本技术中出现的“多个”指的是两个以上（包括两个）。
61.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。
62.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。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。
63.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。隔膜的材质可以为pp（polypropylene，聚丙烯）或pe（polyethylene，聚乙烯）等。隔膜具有电子绝缘性，用于隔离相邻的正极极片和负极极片，防止相邻的正极极片和负极极片短路。隔膜具有大量贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过，对锂离子有很好的透过性，所以，隔膜基本上不能阻挡锂离子通过。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。
64.为使得电池单体体积更小，能量密度更高，电池单体的电极组件中的负极极片、正极极片和隔膜可以进行卷绕或折叠，然后压实。无论是卷绕或者折叠，电极组件均会在至少一个位置处发生弯折并形成正极极片包覆负极极片，或者负极极片包覆正极极片的弯折部。
65.电池单体在充电时，金属离子，例如锂离子从正极极片脱嵌并嵌入负极极片，但是可能会发生一些异常情况，例如，负极极片嵌锂空间不足、负极极片与正极极片之间的距离过大、锂离子嵌入负极极片阻力太大或锂离子过快的从正极极片脱嵌，脱嵌的锂离子无法等量的嵌入负极极片的负极活性物质层，无法嵌入负极极片的锂离子只能在负极极片表面得电子，从而形成金属锂单质，这就是析锂现象。析锂不仅使锂离子电池单体性能下降，循环寿命大幅缩短，还限制了锂离子电池单体的快充容量。除此之外，锂离子电池发生析锂时，析出来的锂金属非常活泼，在较低的温度下便可以与电解液发生反应，造成电池单体自产热起始温度降低和自产热速率增大，严重危害电池单体的安全。再者，析锂严重时，脱嵌
的锂离子可以在负极极片表面形成锂结晶，而锂结晶容易刺破隔膜，造成相邻的正极极片和负极极片具有短路的风险，影响电池的可靠性。
66.电极组件在其弯折部处经常发生析锂现象，经过进一步研究发现，该析锂现象的原因是电极组件在弯折后，弯折部出的相邻的第一极片和第二极片之间的距离较大，锂离子的传输距离较大，受动力学性能影响，锂离子的迁移能力降低，导致弯折部处容易发生析锂现象，影响电池的可靠性。
67.鉴于此，本技术一些实施例提供一种电极组件，通过将至少部分弯折部处的第一极片和第二极片设置为均与隔膜紧密贴合，使得锂离子在弯折部处的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
68.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。
69.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。
70.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。
71.请参照图1，图1为本技术一些实施例中车辆1000的示意图。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。
72.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。
73.请参照图2，图2为本技术一些实施例提供的电池100的立体分解图。电池100包括箱体20和电池单体10，电池单体10容纳于箱体20内。其中，箱体20用于为电池单体10提供容纳空间，箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体20可以包括上箱体21和下箱体22，上箱体21与下箱体22相互盖合，上箱体21和下箱体22共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。下箱体22可以为一端开口的空心结构，上箱体21可以为板状结构，上箱体21盖合于下箱体22的开口侧，以使上箱体21与下箱体22共同限定出容纳空间；上箱体21和下箱体22也可以是均为一侧开口的空心结构，上箱体21的开口侧盖合于下箱体22的开口侧。当然，上箱体21和下箱体22形成的箱体20可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
74.在电池100中，电池单体10可以是多个，多个电池单体10之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体20内；当然，电池100也可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池100模块形式，多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体20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10之间的电连接。
75.其中，每个电池单体10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。
76.图3为本技术一些实施例中电池单体10的分解图。电池单体10包括外壳60、容置于外壳60内的电极组件11。
77.如图3所示，外壳60包括壳体61和端盖62，壳体61具有容纳腔，壳体61具有开口，以便于电极组件11可以收容于壳体61的容纳腔内。端盖62被配置为封闭壳体61的开口。端盖62设置于用于与电极组件11的极耳电连接的电极端子63，实现电池单体的充放电。电极组件11容置于外壳后，电解液可以通过设置于端盖62上的注液孔64注入于容纳腔中。
78.外壳60根据一个或多个电极组件11组合后的形状而定，例如，外壳60可以为中空长方体或中空正方体或中空圆柱体。在本技术的一些实施例中，外壳60可由导电金属的材料制得，例如铝或者铝合金等。外壳也可以由塑料制得。
79.根据本技术的一些实施例，提供一种电极组件11，请参见图4，图4为本技术一些实施例中电极组件11的局部结构的示意图。
80.电池组件包括第一极片30、第二极片40和隔膜50。第一极片30为正极极片，第二极片40为负极极片。第二极片40和第一极片30相对设置。隔膜50设于第一极片30和第二极片40之间，用于分隔第一极片30和第二极片40。电极组件11在至少一个位置处弯折，并形成至少一个第一极片30包覆第二极片40的弯折部11a；至少部分弯折部11a处的第一极片30和第二极片40均和隔膜50紧密贴合。其中，第一极片30包括第一集流体31和第一活性物质层32，第一活性物质层32设置于第一集流体31的表面，至少部分弯折部11a处的第一活性物质层32设置有凹槽33（请参见图5和图7，图5为本技术一些实施例中电极组件未压实的示意图，图6为本技术一些实施例中电极组件压实后的示意图）。
81.在一些实施例中，无论是卷绕或者折叠，电极组件11均会在至少一个位置处发生弯折并形成正极极片包覆负极极片，或者负极极片包覆正极极片的弯折部11a。在弯折部11a处，处于内侧的极片的面积小于处于外侧的极片的面积。在一些实施例中，电极组件11在至少一个位置处发生弯折并形成正极极片包覆负极极片，或者负极极片包覆正极极片的部位均可以称为弯折部11a。
82.电极组件11被弯折后，弯折部11a处于两个相互平行的平直部11b之间，且弯折部11a的两端分别连接相邻的两个平直部11b。在图4中，弯折部11a位于两个平直部11b之间且呈弧状。在其他一些实施例中，弯折部11a位于两个平直部11b之间且可以呈平整状，例如图5。
83.弯折部11a可以理解为，在电极组件11的被弯折的位置，面积较大的第极片能够将面积较小的第二极片40包覆的部位。
84.正极极片与负极极片的极性相反。正极极片可以包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层设置于正极集流体的表面。在一些实施例中，正极集流体的两个相对的表面分别可以设置正极活性物质层。在一些实施例中，正极集流体的一个表面可以设置正极活性物质层。负极极片可以包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层设置于负极集流体的表面。在一些实施例中，负极集流体的两个相对的表面分别可以设置负极活性物质层。在一些实施例中，负极集流体的一个表面可以设置负极活性物质层。
85.在一些实施例中，当第一极片30为正极极片，第二极片40为负极极片时，正极极片包覆负极极片形成的弯折部11a中，至少部分负极极片和正极极片均可以和隔膜50紧密贴合；负极极片包覆正极极片形成的弯折部11a中，至少部分负极极片和正极极片均可以和隔膜50紧密贴合。在另一些实施例中，当第一极片30为正极极片，第二极片40为负极极片时，正极极片包覆负极极片形成的弯折部11a中，至少部分负极极片和正极极片均可以和隔膜50紧密贴合；负极极片包覆正极极片形成的弯折部11a中，负极极片和正极极片可以不和隔膜50紧密贴合。
86.当第一极片30为正极极片，第二极片40为负极极片时。在弯折部11a处，正极极片包覆负极极片，也即正极极片的活性物质的面积大于负极极片的活性物质的面积，故存在较高的析锂风险，为此，上述方案中，通过将将至少部分弯折部11a处的正极极片和负极极片设置为均与隔膜50紧密贴合，使得锂离子在弯折部11a处的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
87.在其他一些实施例中，第一极片30为负极极片，第二极片40为正极极片。正极极片包覆负极极片形成的弯折部11a中，至少部分负极极片和正极极片均可以和隔膜50紧密贴合；负极极片包覆正极极片形成的弯折部11a中，至少部分负极极片和正极极片均可以和隔膜50紧密贴合。
88.请参见图5和图6，图6为本技术一些实施例中电极组件11压实后的示意图。在图5中示出了电极组件11以z字形状连续折叠。在图5和图中6，可以看出电极组件11形成有多个弯折部11a，由于以z字形状连续折叠的，故不同位置的弯折部11a中，面积较小的极片的极性以及面积较大的极片的极性会发生交替变化。例如，相邻的两个弯折部11a中，其中一个弯折部11a为正极极片包覆负极极片，另一个弯折部11a为负极极片包覆正极极片。
[0089]“至少部分弯折部11a处的第一极片30和第二极片40均和隔膜50紧密贴合”可以理解为，在弯折部11a处，部分或者全部的第一极片30和第二极片40均和隔膜50紧密贴合，紧密贴合的部位则间隙较小或者不存在间隙，以改善第一极片30和第二极片40之间的距离较大的问题。
[0090]
在一些实施例中，第一极片30以及第二极片40可以分别与隔膜50连接，以实现至少部分弯折部11a处的第一极片30和第二极片40均和隔膜50紧密贴合。在一些实施例中，第一极片30和第二极片40可以通过粘接、焊接或者热压连接等方式与隔膜50连接。在另一些实施例中，第一极片30和第二极片40可以通过连接件以铆接、夹紧等方式与隔膜50连接。
[0091]
凹槽33为形成于第一活性物质层32的槽状结构，设置凹槽33的目的包括减小第一活性物质层32的量。
[0092]
在弯折部11a处，第一极片30的第一活性物质层32设置有凹槽33。在一些实施例中，在非弯折部11a处，第一极片30的第一活性物质层32也可以设置有凹槽33。
[0093]
在一些实施例中，凹槽33的形状包括但不限定于圆形、方形、三角形或者其他形状。
[0094]
在一些实施例中，当凹槽33的形状为圆形时，凹槽33的孔径可以为1um-100um，例如，凹槽33的孔径可以为1um、2um、3um
…
98um、99um或者100um中的任意数值，或者相邻两个数值之间的任意数值。在一些实施例中，当凹槽33的形状为圆形时，凹槽33的孔径可以为5um-40um，例如，凹槽33的孔径可以为5um、6um、7um
…
38um、39um或者40um中的任意数值，或
者相邻两个数值之间的任意数值。
[0095]
上述方案中，通过将至少部分弯折部11a处的第一极片30和第二极片40设置为均与隔膜50紧密贴合，使得锂离子在弯折部11a处的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
[0096]
当第一极片30为正极极片，第二极片40为负极极片时。在弯折部11a处，正极极片包覆负极极片，也即正极极片的活性物质的面积大于负极极片的活性物质的面积，故存在较高的析锂风险，为此，上述方案中，在弯折部11a处，通过在至少部分第一活性物质层32设置凹槽33以减小第一活性物质层32的量，使得第二活性物质层42具有一定的嵌锂空间容纳锂离子，从而有效的降低因嵌锂空间不足导致析锂的风险，提高电池的可靠性。
[0097]
根据本技术的一些实施例，请参见图4至图6，第一极片30包括第一集流体31和第一活性物质层32，第一活性物质层32设置于第一集流体31的表面，第二极片40包括第二集流体41和第二活性物质层42，第二活性物质层42设置于第二集流体41的表面。至少部分弯折部11a处的第一活性物质层32和第二活性物质层42均和隔膜50连接。
[0098]
在一些实施例中，第一极片30通过第一活性物质层32与隔膜50连接，第二极片40通过第二活性物质层42与隔膜50连接，使得第一极片30、隔膜50以及第二极片40相互贴近，以使得第一活性物质层32和第二活性物质层42之间的间距减小，减少锂离子在弯折部11a处的传输距离。
[0099]
上述方案中，通过第一活性物质层32与隔膜50连接以及第二活性物质层42与隔膜50连接，能够使得第一极片30、第二极片40以及隔膜50相互紧密贴合，有效地减小锂离子在弯折部11a处的传输距离，提高了锂离子的迁移能力，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
[0100]
在其他一些实施例中，在一些实施例中，第一极片30和第二极片40可以通过连接件与隔膜50连接，例如第一极片30和第二极片40可以通过夹爪或者具有夹紧效果的结构夹紧于隔膜50上。
[0101]
根据本技术的一些实施例，至少部分弯折部11a处的第一活性物质层32和第二活性物质层42均和隔膜50热压复合。
[0102]
在一些实施例中，在弯折部11a处，部分第一活性物质层32、部分第二活性物质层42以及隔膜50通过热压工艺复合为一体。在一些实施例中，在弯折部11a处，第一活性物质层32、第二活性物质层42以及隔膜50通过热压工艺复合为一体。在另一些实施例中，第一活性物质层32、第二活性物质层42均和隔膜50通过热压工艺复合为一体，再折弯形成弯折部11a。
[0103]
在一些实施例中，第一活性物质层32、第二活性物质层42以及隔膜50的热压温度可以为60摄氏度至90摄氏度之间，例如，60摄氏度、61摄氏度、62摄氏度
…
89摄氏度或者90摄氏度。
[0104]
上述方案中，通过热压工艺，能够使得第一活性物质层32、第二活性物质层42以及隔膜50复合为一体，能够使得第一极片30、第二极片40以及隔膜50相互紧密贴合，有效地减小锂离子在弯折部11a处的传输距离，提高了锂离子的迁移能力，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
[0105]
根据本技术的一些实施例，在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态，第
一极片30、第二极片40以及隔膜50层叠设置并热压复合为一体。
[0106]
在一些实施例中，第一极片30、第二极片40以及隔膜50在卷绕或者折叠之前，第一极片30、第二极片40以及隔膜50可层叠设置以使得隔膜50分隔第一极片30和第二极片40的状态下，通过热压工艺将第一极片30、第二极片40以及隔膜50热压复合为一体，即沿第一极片30、第二极片40以及隔膜50的长度方向，任意部位的第一极片30、第二极片40以及隔膜50均热压为一体，第一极片30、第二极片40以及隔膜50之间紧密贴合。
[0107]
上述方案中，在展开状态，也即未弯折形成电极组件11之前，将第一极片30、第二极片40以及隔膜50层叠设置并热压复合为一体，一方面较局部热压复合的方案而言，能够降低制造难度，提高制造效率；另一方面能够使得第一极片30、第二极片40以及隔膜50相互紧密贴合，有效地减小锂离子在弯折部11a处的传输距离，提高了锂离子的迁移能力，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
[0108]
在其他一些实施例中，第一极片30、第二极片40以及隔膜50在卷绕或者折叠之前，第一极片30、第二极片40以及隔膜50可层叠设置以使得隔膜50分隔第一极片30和第二极片40的状态下，通过热压工艺将第一极片30、第二极片40以及隔膜50的局部部位热压复合，即沿第一极片30、第二极片40以及隔膜50的长度方向，局部部位的第一极片30、第二极片40以及隔膜50热压为一体，该局部部位可以对应于卷绕或者折叠后形成的弯折部11a。
[0109]
根据本技术的一些实施例，参见图7，凹槽33的深度为d，第一活性物质层32的厚度为d，满足，d/d≥30%。
[0110]
凹槽33的深度d可以理解为，沿第一活性物质层32的厚度方向上，减少的活性物质的厚度。
[0111]
d/d的数值越大，则表示第一活性物质层32因凹槽33而减少的活性物质的量越大。
[0112]
在一些实施例中，d/d可以取值30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%或者100%，或者两个相邻数值之间的任意值。当d/d等于100%时，可以理解在该凹槽33的部位，不存在第一活性物质层32。
[0113]
上述方案中，凹槽33的深度过小，也即通过设置凹槽33以实现减少的正极极片的活性物质的量过小，意味着正极极片上的活性物质过多，存在负极极片嵌锂空间不足的问题，为此，将凹槽33的深度d与第一活性物质层32的厚度d进行限定，使得d/d≥30%，以使得第二活性物质层42具有一定的嵌锂空间容纳锂离子，从而有效的降低因嵌锂空间不足导致析锂的风险，提高电池的可靠性。
[0114]
根据本技术的一些实施例，满足，d/d≥80%。
[0115]
上述方案中，将凹槽33的深度d与第一活性物质层32的厚度d进行限定，使得d/d≥80%，以尽可能地减少拐角部处正极活性物质的量，使得第二活性物质层42具有一定的嵌锂空间容纳锂离子，从而有效的降低因嵌锂空间不足导致析锂的风险，提高电池的可靠性。
[0116]
根据本技术的一些实施例，请参见图6，凹槽33位于预设区域内。预设区域为，在第一极片30展开的状态下，沿第一极片30的延伸方向，以弯折部11a的中心线为基准，向两侧分别延伸6mm以内的区域。
[0117]
参见图6，电极组件11被弯折后，弯折部11a处于两个相互平行的平直部11b之间，且弯折部11a的两端分别连接相邻的两个平直部11b。在图6中以虚线以标号“a”表示出弯折部11a的中心线，弯折部11a的中心线可以指，当电极组件11被压实后，处于相邻两个平直部
11b之间且距离两个平直部11b相等的线。
[0118]“向两侧分别延伸6mm以内的区域”可以理解为，以中心线为基准，分别向中心线两侧，沿着第一极片30分别延伸6mm或者更小数值的区域。例如，将电极组件11展开后，以平分两个平直部11b的线段为基准线，向两侧测量6mm或者更小数值的划分两根与基准线平行的线段，该两个平行的线段所划分的区域可以看作预设区域。
[0119]
在一些实施例中，凹槽33可以设置在，以弯折部11a的中心线为基准，向两侧分别延伸5mm以内的区域中。
[0120]
上述方案中，若凹槽33所在的区域过大，则可能造成能量密度下降的风险，或者说若将凹槽33设置为超出于预设区域内，会造成无法改善因正极极片活性物质的量过多导致析锂的问题，为此，通过对凹槽33所在区域的位置进行限定，也即将凹槽33设置为以弯折部11a的中心线为基准，向两侧分别延伸6mm以内的区域，一方面能够尽可能地不影响电池的能量密度，另一方面能够针对于拐角区处，降低因正极活性物质的量过多造成的析锂风险。
[0121]
根据本技术一些实施例，请参见图8，图8为本技术一些实施例中第一极片30、第二极片40以及隔膜50的示意图。隔膜50面向第二极片40的表面设置有吸锂层51，吸锂层51的背离于隔膜50的表面设置有绝缘层52。
[0122]
隔膜50位于第一极片30和第二极片40之间。隔膜50面向第二极片40的表面设置有吸锂层51。吸锂层51可以为石墨层、氧化硅层、氧化亚硅层、氧化锡层、氧化铜层或氧化锌层。吸锂层51的作用包括吸收负极极片未能吸收的锂离子或者锂单质。
[0123]
绝缘层52具有绝缘特征，绝缘层52设置于吸锂层51的背离于隔膜50的表面，即绝缘层52位于吸锂层51和第二极片40之间。在一些实施例中，绝缘层52致密度占98%及以上，致密度大，保证吸锂层51先不暴露出来，避免提前和锂离子反应以及消耗额外的锂离子。
[0124]
上述方案中，隔膜50在弯折形成拐角部时，在拐角部位受力使得绝缘层52破裂，以暴露出吸锂层51，暴露的吸锂层51能够吸收负极极片未能吸收的锂单质，从而降低析锂的风险，提高电池的可靠性。
[0125]
根据本技术的一些实施例，请参见图5，图5示出了叠片式结构的电极组件11的部分。第一极片30、第二极片40以及隔膜50层叠设置且反复弯折形成多个弯折部11a，电极组件11包括多个平直部11b，多个平直部11b层叠设置，相邻两个平直部11b通过弯折部11a连接。
[0126]
在图5中，可以理解为第一极片30、隔膜50以及第二极片40在层叠后，以z字形状连续折叠形成电极组件11。
[0127]
为提高电池的能量密度，目前电极组件11包括叠片式电极组件11。目前，叠片式电极组件中包括单片式层叠极片的电极组件，即多片正极极片和多片正极极片相互层叠，然而该种电极组件11存在因边缘毛刺导致电池内部搭接短路的风险，为此，上述方案中，一方面，电极组件11中的第一极片30、第二极片40以及隔膜50均为一条的带状结构，第一极片30、第二极片40以及隔膜50层叠设置且反复弯折，能够克服边缘毛刺的问题，从而降低电池内部搭接短路的风险；另一方面，通过将至少部分弯折部11a处的第一极片30和第二极片40设置为均与隔膜50紧密贴合，使得锂离子在弯折部11a处的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
[0128]
根据本技术的一些实施例，请参见图9和图10，图9为本技术一些实施例中电极组
件11未压实的示意图，图10为本技术一些实施例中电极组件11压实后的示意图。第一极片30的数量为n个，第二极片40的数量为n+1个，n+1个第二极片40包括第一子极片40a和第二子极片40b，n≥1。在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态，沿层叠方向，所有的第一极片30位于第一子极片40a和第二子极片40b之间。
[0129]
在一些实施例中，第一极片30可以为正极极片，第二极片40可以为负极极片。n可以为1，请参见图9，第一极片30的数量可以为一个，第二极片40的数量可以为两个，两个第二极片40分为第一子极片40a和第二子极片40b，第一子极片40a和第二子极片40b为位于最外侧的两个第二极片40。请参见图9，第一极片30位于第一子极片40a和第二子极片40b之间，且第一极片30和第一子极片40a通过隔膜50分隔，第一极片30和第二子极片40b之间通过隔膜50分隔。第一极片30的两个表面均设置有第一活性物质层32，以分别对应第一子极片40a上的第二活性物质层42和第二子极片40b上的第二活性物质层42。
[0130]
在其他一些实施例中，n可以为其他大于1的整数，例如n为2、3或者4等。
[0131]
上述方案中，第二极片40的数量较第一极片30的数量多一个，每个第一极片30的两侧均对应有第二极片40，也即能够使得第一极片30的两侧均可以设置活性物质层，从而能够提高电池的能量密度。
[0132]
根据本技术的另一些实施例，请参见图11和图12，图11为本技术另一些实施例中电极组件11未压实的示意图，图12为本技术另一些实施例中电极组件11压实后的示意图。
[0133]
在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态，第一子极片40a背离于第一极片30的表面为第一表面，第二子极片40b背离于第一极片30的表面为第二表面。第一表面和第二表面分别设置有第一保护层43。
[0134]
请参见图13，图13为本技术另一些实施例中第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态的示意图。
[0135]
第一表面为第一子极片40a背离于第一极片30的表面。第一子极片40a的第二集流体41面向第一极片30的表面设置有第二活性物质层42，以对应第一极片30的第一活性物质层32。第一子极片40a的第二集流体41的背离于第一极片30的表面不设置第二活性物质层42。第一保护层43设置于第一表面可以理解为，第一子极片40a的第二集流体41的背离于第一极片30的表面设置有第一保护层43。
[0136]
第二表面为第二子极片40b背离于第一极片30的表面。第二子极片40b的第二集流体41面向第一极片30的表面设置有第二活性物质层42，以对应第一极片30的第一活性物质层32。第二子极片40b的第二集流体41的背离于第一极片30的表面不设置第二活性物质层42。第一保护层43设置于第二表面可以理解为，第二子极片40b的第二集流体41的背离于第一极片30的表面设置有第一保护层43。
[0137]
第一保护层43可以为绝缘保护层或者聚合物层。在一些实施例中，第一保护层43可以为涂覆于第一表面和第二表面的具有绝缘特征的涂料。
[0138]
上述方案中，第一表面为第一子极片40a暴露于外的表面，其可以不用设置活性物质层，即在一些实施例中，第一表面可以看作集流体的空箔区。同理，第二表面为第二子极片40b暴露于外的表面，其可以不用设置活性物质层，即在一些实施例中，第二表面可以看作集流体的空箔区。为此通过在第一表面和第二表面分别设置第一保护层43，能够有效地降低第一子极片40a和第二子极片40b的集流体因裸露于外导致腐蚀的风险，使得电池具有
较高的可靠性。
[0139]
根据本技术的另一些实施例，请参见图14，图14为本技术另一些实施例中第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态的示意图。根据本技术的一些实施例，在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态，第一子极片40a背离于第一极片30的表面为第一表面，第二子极片40b背离于第一极片30的表面为第二表面；第一表面和第二表面分别设置有第一连接层44。沿层叠方向，相邻的两个平直部11b之间的第一连接层44相互连接。
[0140]
在图12中以箭头加标号“c”指出相邻的两个平直部11b之间的第一连接层44相互连接的部位。
[0141]
在一些实施例中，第一连接层44可以为热熔胶层，在第一极片30、第二极片40以及隔膜50压实时，通过热压工艺能够将处于两个平直部11b之间的第一连接层44能够相互热熔为一体。
[0142]
上述方案中，通过在第一表面和第二表面分别设置第一连接层44，能够有效地使得平直部11b之间相互贴紧，从而使得电极组件11的结构紧凑，有效地提高了电极组件11的体积能量密度。
[0143]
根据本技术的一些实施例，请参见图5和图6，第一极片30的数量与第二极片40的数量相同。第一极片30包括第三子极片30a，第二极片40包括第四子极片40c。在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态，沿层叠方向，所有的隔膜50位于第三子极片30a和第四子极片40c之间。
[0144]
在一些实施例中，第一极片30的数量与第二极片40的数量相同，例如，图5中，第一极片30和第二极片40的数量均为一个；或者第一极片30和第二极片40的数量均为大于一的整数，例如第一极片30和第二极片40的数量均为两个、三个或者四个等。
[0145]
在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态，第三子极片30a为处于最外侧的一个第一极片30，第四子极片40c为处于最外侧的一个第二极片40。
[0146]
上述方案中，第一极片30的数量与第二极片40的数量相同，以使得第一极片30和第二极片40的规格对应，例如活性物质层的设置位置对应，从而能提高极片的涂覆效率，提高电池的制造效率。
[0147]
根据本技术的另一些实施例，请参见图15，图15为本技术另一些实施例中第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态的示意图。在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态，第三子极片30a背离于隔膜50的表面为第三表面，第三表面设置有第二保护层34。
[0148]
第三子极片30a背离于隔膜50的表面为第三表面，第三表面可以理解为第三子极片30a的第一集流体31未设置有第一活性物质层32的表面。
[0149]
第二保护层34可以为绝缘涂层或者聚合物层。在一些实施例中，第二保护层34可以为涂覆于第三表面的具有绝缘特征的涂料。
[0150]
上述方案中，第三表面为第三子极片30a暴露于外的表面，其可以不用设置活性物质层，即在一些实施例中，第三表面可以看作集流体的空箔区。为此通过在第三表面设置第二保护层34，能够有效地降低第三子极片30a的集流体因裸露于外导致腐蚀的风险，使得电池具有较高的可靠性。
[0151]
根据本技术的一些实施例，参见图15，在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开
的状态，第四子极片40c背离于隔膜50的表面为第四表面，第四表面设置有第三保护层45。
[0152]
第四子极片40c背离于隔膜50的表面为第四表面，第四表面可以理解为第四子极片40c的第二集流体41未设置有第二活性物质层42的表面。
[0153]
第三保护层45可以为绝缘涂层或者聚合物层。在一些实施例中，第三保护层45可以为涂覆于第三表面的具有绝缘特征的涂料。
[0154]
上述方案中，第四表面为第四子极片40c暴露于外的表面，其可以不用设置活性物质层，即在一些实施例中，第四表面可以看作集流体的空箔区。为此通过在第四表面设置第三保护层45，能够有效地降低第四子极片40c因裸露于外导致腐蚀的风险，使得电池具有较高的可靠性。
[0155]
根据本技术的一些实施例，请参见图16，图16为本技术另一些实施例中第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态的示意图。在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态，第三子极片30a背离于隔膜50的表面为第三表面，第三表面设置有第二连接层35。沿层叠方向，相邻的两个平直部11b之间且相互面向的第二连接层35相互连接。
[0156]
在一些实施例中，第二连接层35可以为热熔胶层，在第一极片30、第二极片40以及隔膜50压实时，通过热压工艺能够将处于两个平直部11b之间的第二连接层35能够相互热熔为一体。“相互面向的第二连接层35相互连接”，在折弯区域内，相邻的两个第二连接层35相互连接。
[0157]
为便于理解，在图6中以箭头加标号“f”指出相邻的两个平直部11b之间的第二连接层35相互连接的部位。
[0158]
上述方案中，通过在第三表面设置第二连接层35，能够有效地使得平直部11b之间通过第二连接层35相互贴紧，从而使得电极组件11的结构紧凑，有效地提高了电极组件11的体积能量密度。
[0159]
根据本技术的一些实施例，参见图16，在第一极片30、第二极片40以及隔膜50展开的状态，第四子极片40c背离于隔膜50的表面为第四表面，第四表面设置有第三连接层46。沿层叠方向，相邻的两个平直部11b之间的第三连接层46相互连接。
[0160]
在一些实施例中，第三连接层46可以为热熔胶层，在第一极片30、第二极片40以及隔膜50压实时，通过热压工艺能够将处于两个平直部11b之间的第三连接层46能够相互热熔为一体。
[0161]
为便于理解，在图6中以箭头加标号“e”指出相邻的两个平直部11b之间的第三连接层46相互连接的部位。
[0162]
上述方案中，通过在第四表面设置第三连接层46，能够有效地使得平直部11b之间通过第三连接层46相互贴紧，从而使得电极组件11的结构紧凑，有效地提高了电极组件11的体积能量密度。
[0163]
根据本技术的一些实施例，提供一种电极组件11的制造方法。请参见图17，图17为本技术一些实施例中电极组件11的制造方法的流程框图。
[0164]
电极组件11的制造方法2000，包括以下步骤：s1、第一极片30、隔膜50及第二极片40层叠设置且复合于一体，形成复合结构，第一极片30为正极极片，第二极片40为负极极片，第一极片30的第一活性物质层32设置有凹槽33；
s2、将复合结构在至少一个位置处弯折，并形成至少一个第一极片30包覆第二极片40的弯折部11a，凹槽33位于弯折部11a处。
[0165]
在步骤s1中，第一极片30、隔膜50及第二极片40层叠设置并复位为一体，能够使得第一极片30和第二极片40紧密贴合于隔膜50。且在第一极片30的第一活性物质层32设置凹槽33，以能够使得该凹槽33在经过步骤s2后，对应于弯折部11a的位置。
[0166]
在步骤s2中，由步骤s1形成的复合结构，通过卷绕或者折叠方式在至少一个位置处弯折，形成至少一个弯折部11a。
[0167]
上述方案中，一方面，通过将第一极片30、隔膜50及第二极片40层叠设置且复合于一体，能够使得锂离子在弯折部11a处的传输距离减小，基于动力学性能，能够提高锂离子的迁移能力，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。另一方面通过在第一活性物质层32设置凹槽33以减小第一活性物质层32的量，使得第二活性物质层42具有一定的嵌锂空间容纳锂离子，从而有效的降低因嵌锂空间不足导致析锂的风险，提高电池的可靠性。
[0168]
根据本技术的一些实施例，步骤s1、第一极片30、隔膜50及第二极片40层叠设置且复合于一体，包括：第一极片30、隔膜50及第二极片40层叠设置且热压复合于一体。
[0169]
在一些实施例中，在步骤1中，层叠设置的第一极片30、隔膜50及第二极片40通过热压工序复合为一体。
[0170]
在一些实施例中，层叠设置的第一极片30、隔膜50及第二极片40的所有部位均通过热压工序复合为一体。
[0171]
上述方案中，通过热压工艺，能够使得第一活性物质层32、第二活性物质层42以及隔膜50高效地复合为一体，能够使得第一极片30、第二极片40以及隔膜50相互紧密贴合，有效地减小锂离子在弯折部11a处的传输距离，提高了锂离子的迁移能力，降低了析锂现象发生的风险，提高了电池单体的可靠性。
[0172]
根据本技术的一些实施例，步骤s2、将复合结构在至少一个位置处弯折，并形成至少一个第一极片30包覆第二极片40的弯折部11a，包括：将复合结构反复折弯，形成电极组件11，电极组件11包括多个平直部11b和多个弯折部11a，多个平直部11b在第一极片30、隔膜50及第二极片40的层叠方向上层叠设置，相邻两个平直部11b通过弯折部11a连接。
[0173]
在步骤s2中，可以将复合结构以z字形状连续折叠形成电极组件11。
[0174]
上述方案中，通过对复合结构反复折弯以形成电极组件11，能够使得电极组件11结构紧凑，提高电池的体积能量密度。
[0175]
根据本技术的一些实施例，还提供一种电池单体，电池单体包括外壳，以及上文提供的电极组件11，电极组件11设置于外壳的内部。
[0176]
根据本技术的一些实施例，还提供一种电池，电池包括上文提供的电池单体。
[0177]
根据本技术的一些实施例，本还提供一种用电设备，用电设备包括上文提供的电池单体。
[0178]
根据本技术的一些实施例，提供一种电极组件11，请参见图5和图6，电池组件包括第一极片30、第二极片40和隔膜50。第二极片40和第一极片30相对设置。隔膜50设于第一极片30和第二极片40之间，用于分隔第一极片30和第二极片40。第一极片30为正极极片，第二
极片40为负极极片。第一极片30的数量与第二极片40的数量相同并均为一个。第一极片30、隔膜50和第二极片40层叠设置并热压复合于一体。热压复合于一体的第一极片30、隔膜50和第二极片40以z字形状连续折叠形成电极组件11。通过z字形状连续折叠形成电极组件11具有平直部11b和弯折部11a，弯折部11a位于相邻的两个平直部11b之间且连接该相邻的两个平直部11b。
[0179]
在一些实施例中，在弯折部11a处，第一极片30的第一活性物质层32设置有凹槽33，凹槽33可以呈圆形，凹槽33的内径可以为10um，凹槽33的深度可以与第一活性物质层32的厚度一致。凹槽33可以分布于以弯折部11a的中心线为基准，向两侧分别延伸2mm以内的区域。
[0180]
在一些实施例中，隔膜50面向第二极片40的表面（即面向负极极片的表面）设置有吸锂层51，吸锂层51的背离于隔膜50的表面设置有绝缘层52。绝缘层52可以为陶瓷层，陶瓷层的厚度可以为1um。吸锂层51的厚度可以为1um。
[0181]
根据本技术的一些实施例，提供一种电极组件11，请参见图9和图10，电池组件包括第一极片30、第二极片40和隔膜50。第二极片40和第一极片30相对设置。隔膜50设于第一极片30和第二极片40之间，用于分隔第一极片30和第二极片40。第一极片30为正极极片，第二极片40为负极极片。第二极片40的数量为两个，包括第一子极片40a和第二子极片40b。第一极片30的数量为一个。第一子极片40a、隔膜50、第一极片30、隔膜50以及第二子极片40b层叠设置并热压复合于一体。热压复合于一体的第一子极片40a、隔膜50、第一极片30、隔膜50以及第二子极片40b以z字形状连续折叠形成电极组件11。通过z字形状连续折叠形成电极组件11具有平直部11b和弯折部11a，弯折部11a位于相邻的两个平直部11b之间且连接该相邻的两个平直部11b。
[0182]
在一些实施例中，参见图14，第一子极片40a和第二子极片40b未设置有活性物质层的表面设置第一连接层44，第一连接层44可以为热熔胶层。折叠后的电极组件11经热压后热熔胶层使得极片层与层之间粘接更加紧密。
[0183]
在一些实施例中，可参见图7，第一极片30的第一活性物质层32设置有凹槽33，凹槽33可以呈圆形，凹槽33的内径可以为10um，凹槽33的深度可以与第一活性物质层32的厚度一致。凹槽33可以分布于以弯折部11a的中心线为基准，向两侧分别延伸2mm以内的区域。在另一些实施例中，凹槽33的深度可以为第一活性物质层32的厚度的50%。
[0184]
在一些实施例中，参见图14，第一子极片40a和第二子极片40b未设置有活性物质层的表面设置第一保护层43，第一保护层43可以为绝缘保护层。
[0185]
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。

技术特征：
1.一种电极组件，其特征在于，包括：第一极片，为正极极片；第二极片，为负极极片，和所述第一极片相对设置；隔膜，设于所述第一极片和所述第二极片之间，用于分隔所述第一极片和所述第二极片；所述电极组件在至少一个位置处弯折，并形成至少一个所述第一极片包覆所述第二极片的弯折部；至少部分所述弯折部处的所述第一极片和所述第二极片均和所述隔膜紧密贴合；其中，所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一集流体的表面，至少部分所述弯折部处的所述第一活性物质层设置有凹槽。2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一集流体的表面，所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，所述第二活性物质层设置于所述第二集流体的表面；至少部分所述弯折部处的所述第一活性物质层和所述第二活性物质层均和所述隔膜连接。3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，至少部分所述弯折部处的所述第一活性物质层和所述第二活性物质层均和所述隔膜热压复合。4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜层叠设置并热压复合为一体。5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述凹槽的深度为d，所述第一活性物质层的厚度为d，满足，d/d≥30%。6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，满足，d/d≥80%。7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述凹槽位于预设区域内；所述预设区域为，在所述第一极片展开的状态下，沿所述第一极片的延伸方向，以所述弯折部的中心线为基准，向两侧分别延伸6mm以内的区域。8.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述隔膜面向所述第二极片的表面设置有吸锂层，所述吸锂层的背离于所述隔膜的表面设置有绝缘层。9.根据权利要求1-8任一项所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜层叠设置且反复弯折形成多个所述弯折部，所述电极组件包括多个平直部，所述多个平直部层叠设置，相邻两个所述平直部通过所述弯折部连接。10.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片的数量为n个，所述第二极片的数量为n+1个，n+1个所述第二极片包括第
一子极片和第二子极片，n≥1；在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，沿层叠方向，所有的所述第一极片位于所述第一子极片和所述第二子极片之间。11.根据权利要求10所述的电极组件，其特征在于，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第一子极片背离于所述第一极片的表面为第一表面，所述第二子极片背离于所述第一极片的表面为第二表面；所述第一表面和所述第二表面分别设置有第一保护层。12.根据权利要求10所述的电极组件，其特征在于，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第一子极片背离于所述第一极片的表面为第一表面，所述第二子极片背离于所述第一极片的表面为第二表面；所述第一表面和所述第二表面分别设置有第一连接层；沿层叠方向，相邻的两个所述平直部之间的所述第一连接层相互连接。13.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片的数量与所述第二极片的数量相同；所述第一极片包括第三子极片，所述第二极片包括第四子极片；在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，沿层叠方向，所有的所述隔膜位于所述第三子极片和所述第四子极片之间。14.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第三子极片背离于所述隔膜的表面为第三表面，所述第三表面设置有第二保护层。15.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第四子极片背离于所述隔膜的表面为第四表面，所述第四表面设置有第三保护层。16.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第三子极片背离于所述隔膜的表面为第三表面，所述第三表面设置有第二连接层；沿所述层叠方向，相邻的两个所述平直部之间且相互面向的所述第二连接层相互连接。17.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，在所述第一极片、所述第二极片以及所述隔膜展开的状态，所述第四子极片背离于所述隔膜的表面为第四表面，所述第四表面设置有第三连接层；沿所述层叠方向，相邻的两个所述平直部之间的所述第三连接层相互连接。18.一种电极组件的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：第一极片、隔膜及第二极片层叠设置且复合于一体，形成复合结构，所述第一极片为正极极片，所述第二极片为负极极片，所述第一极片的第一活性物质层设置有凹槽；将所述复合结构在至少一个位置处弯折，并形成至少一个所述第一极片包覆所述第二极片的弯折部，所述凹槽位于所述弯折部处。19.根据权利要求18所述的电极组件的制造方法，其特征在于，所述第一极片、隔膜及第二极片层叠设置且复合于一体，包括：
所述第一极片、所述隔膜及所述第二极片层叠设置且热压复合于一体。20.根据权利要求18或19所述的电极组件的制造方法，其特征在于，所述将所述复合结构在至少一个位置处弯折，并形成至少一个所述第一极片包覆所述第二极片的弯折部，包括：将所述复合结构反复折弯，形成电极组件，所述电极组件包括多个平直部和多个弯折部，所述多个平直部在所述第一极片、所述隔膜及所述第二极片的层叠方向上层叠设置，相邻两个所述平直部通过所述弯折部连接。21.一种电池单体，其特征在于，包括：外壳，以及权利要求1-17任一项所述的电极组件，所述电极组件设置于所述外壳的内部。22.一种电池，其特征在于，包括权利要求21所述的电池单体。23.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求21所述的电池单体。

技术总结
本申请公开一种电极组件、制造方法、电池单体、电池及用电设备。电池组件包括第一极片、第二极片和隔膜。第一极片为正极极片。第二极片为负极极片。第二极片和第一极片相对设置。隔膜设于第一极片和第二极片之间，用于分隔第一极片和第二极片。电极组件在至少一个位置处弯折，并形成至少一个第一极片包覆第二极片的弯折部；至少部分弯折部处的第一极片和第二极片均和隔膜紧密贴合。其中，第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一活性物质层设置于第一集流体的表面，至少部分弯折部处的第一活性物质层设置有凹槽。本申请提供的技术方案能够提高电池的可靠性。能够提高电池的可靠性。能够提高电池的可靠性。


技术研发人员：常雯 付成华 郭锁刚 朱小刚 叶永煌
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：2023.06.09
技术公布日：2023/7/17