正极极片、储能装置及用电设备的制作方法

1.本技术涉及储能技术领域，具体而言，涉及一种正极极片、储能装置及用电设备。


背景技术：

2.二次电池（rechargeable battery）又称为充电电池或蓄电池，是指在放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。二次电池的可循环利用特性使其逐渐成为用电设备的主要动力来源，随着二次电池的需求量逐渐增大，人们对其各方面的性能要求也越来越高，尤其是对于电池使用寿命的要求。
3.相关技术中，二次电池通常是由端盖单元、电极组件和壳体组成。实际生产过程是分别制作端盖单元、电极组件和壳体，然后使用金属转接件分别焊接端盖单元的电极柱和电极组件的极耳，再将电极组件放入壳体内，再用端盖单元盖合壳体的开口后焊接密封，以形成二次电池的基本结构。
4.而在二次电池的循环使用过程中，电极组件会持续积累不可逆热，且电极组件越靠近中心位置的热扩散越难，从而容易以电极组件的中心位置为起始点，诱发二次电池的热失控，增大了二次电池的安全隐患。


技术实现要素：

5.本技术的一个主要目的在于提供一种能够提高电极组件的散热效果的正极极片、储能装置及用电设备。
6.为实现上述申请目的，本技术采用如下技术方案：根据本技术的一个方面，提供一种正极极片，包括：集流体和涂布在所述集流体表面的活性材料层；所述正极极片具有在长度方向上分布的多个卷绕段，且每个所述卷绕段包括至少一个卷绕片；多个所述卷绕段包括在所述长度方向上位于两端的第一卷绕段和第二卷绕段，每个所述卷绕段上的集流体厚度占比均相同，且多个所述卷绕段上的集流体厚度占比在所述第一卷绕段朝向所述第二卷绕段的方向上依次递减；或者，多个所述卷绕段包括在所述长度方向上位于两端的第一卷绕段和第二卷绕段，以及位于所述第一卷绕段和所述第二卷绕段之间的一个中部卷绕段，每个所述卷绕段上的集流体厚度占比均相同，且多个所述卷绕段上的集流体厚度占比在所述中部卷绕段分别朝向所述第一卷绕段、所述第二卷绕段的方向上均依次递减。
7.本技术实施方式中，对于多个卷绕段上的集流体厚度占比在第一卷绕段朝向第二卷绕段的方向上依次递减的正极极片，层叠后的正极极片、负极极片和隔膜在以正极极片的第一卷绕段为起始卷绕段进行堆叠式卷绕后，第一卷绕段位于电极组件的中心位置，而由于第一卷绕段上集流体的厚度占比最大，使得电极组件在中心位置处的导热效果更优，进而便于实现热扩散，以有效提高散热效果。
8.而对于多个卷绕段上的集流体厚度占比在中部卷绕段分别朝向第一卷绕段、第二卷绕段的方向上均依次递减的正极极片，层叠后的正极极片、负极极片和隔膜在以正极极片的第一卷绕段为起始卷绕段进行滚动或转动式卷绕后，中部卷绕段位于电极组件的中心位置，而由于中部卷绕段上集流体的厚度占比最大，使得电极组件在中心位置处的导热效果更优，进而便于实现热扩散，以有效提高散热效果。
9.根据本技术的一实施方式，其中，多个所述卷绕段上，所述活性材料层的厚度相等，且所述集流体的厚度在所述集流体厚度占比的递减方向上递减。
10.本技术实施方式中，由于集流体为金属箔材，可根据集流体各位置的设计厚度直接制作，以保证集流体的厚度加工的准确性；由于在正极极片的长度方向上活性材料层的厚度相等，从而便于在集流体的表面涂敷活性材料，且便于减小活性材料层的表面在相邻两个卷绕段之间形成阶梯结构的情况，从而便于正极极片的制作，避免增加制作难度。
11.根据本技术的一实施方式，其中，多个所述卷绕段上，所述集流体的厚度相等，且所述活性材料层的厚度在所述集流体厚度占比的递减方向上递增。
12.本技术实施方式中，由于在正极极片的长度方向上集流体的厚度相等，从而避免了对相关技术中集流体结构的调整；由于活性材料层的厚度在集流体厚度占比的递减方向上递增，从而相较于相关技术，能够增大集流体上活性材料的涂敷量，便于提高正极极片的极片性能。
13.根据本技术的一实施方式，其中，所述第一卷绕段的集流体厚度占比大于所述第二卷绕段的集流体厚度占比；所述第一卷绕段包括一个所述卷绕片，多个所述卷绕段中除所述第一卷绕段之外的其余所述卷绕段均包括两个所述卷绕片。
14.根据本技术的一实施方式，其中，所述中部卷绕段的集流体厚度占比大于所述第一卷绕段的集流体厚度占比，且大于所述第二卷绕段的集流体厚度占比；所述中部卷绕段包括一个所述卷绕片，多个所述卷绕段中除所述中部卷绕段之外的其余所述卷绕段均包括两个所述卷绕片。
15.根据本技术的一实施方式，其中，相邻两个所述卷绕段上所述活性材料层与所述集流体的厚度比之间的差值小于或等于0.0016。
16.根据本技术的一实施方式，其中，所述正极极片还具有位于相邻两个所述卷绕段之间的过渡段，所述正极极片在所述过渡段内的厚度沿所述卷绕段的集流体厚度占比的递减方向递增。
17.根据本技术的一实施方式，其中，所述正极极片在所述过渡段内的表面为倾斜的平面。
18.本技术实施方式中，通过斜平面的设置，避免相邻两个卷绕段因为阶梯式过度而形成的台阶的棱边垫破隔膜的情况，同时对于卷绕后的电极组件，避免正极极片与隔膜之间在正极极片的过渡段处形成间隙的情况。
19.根据本技术的一实施方式，其中，所述正极极片在所述过渡段内的表面具有朝向所述集流体方向的凹陷。
20.本技术实施方式中，通过在过渡段内的表面上设置凹陷，以在层叠后的正极极片、负极极片和隔膜卷绕后，正极极片与隔膜之间在正极极片的过渡段处形成比较小的间隙，
从而在电极组件上正极极片的过渡段处形成一定的缓冲空间，避免电极组件膨胀后，电极组件在正极极片的过渡段处因过度拥挤而影响散热的情况。
21.根据本技术的一实施方式，其中，多个所述卷绕段包括位于所述过渡段的两侧且与所述过渡段相邻的第三卷绕段和第四卷绕段，所述过渡段与所述第三卷绕段、所述第四卷绕段的连接处均为圆弧过度。
22.本技术实施方式中，通过圆弧过度的设计，能够有效避免过渡段与第三卷绕段、第四卷绕段的连接处应力集中的问题，避免活性材料层在过渡段与第三卷绕段、第四卷绕段的连接处产生裂纹的情况；同时，还能够避免过渡段与第三卷绕段、第四卷绕段的连接处形成棱角，进而避免因棱角而垫破隔膜的问题。
23.根据本技术的一方面，提供了一种储能装置，包括：壳体，包括具有开口的容纳腔；电极组件，容置于所述容纳腔内，且包括层叠设置的负极极片、隔膜和上述一方面所述的正极极片，所述隔膜位于所述正极极片和所述负极极片之间；端盖单元，密封所述容纳腔的开口。
24.本技术实施方式中，该储能装置的电极组件包括上述一方面所述的正极极片时，便于提高电极组件的中心位置的热扩散效果，进而在保证电极组件的散热效果的情况下，降低储能装置发生热失控的风险，提高储能装置的安全性能。
25.根据本技术的一方面，提供了一种用电设备，所述用电设备包括上述一方面所述的储能装置，所述储能装置为所述用电设备供电。
26.本技术实施方式中，在使用用电设备的过程中，在提高了储能装置的安全性能的情况下，保证了用电设备工作的稳定性，减小了用电设备宕机的情况。
27.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
28.通过参照附图详细描述其示例实施方式，本技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
29.图1是根据一示例性实施方式示出的一种户用储能系统的结构示意图。
30.图2是根据一示例性实施方式示出的一种储能装置的爆炸结构示意图。
31.图3是根据一示例性实施方式示出的一种电极组件的剖面结构示意图。
32.图4是根据一示例性实施方式示出的一种正极极片的侧视结构示意图。
33.图5是根据一示例性实施方式示出的另一种正极极片的侧视结构示意图。
34.图6是根据一示例性实施方式示出的一种正极极片的局部侧视结构示意图。
35.图7是图6所示的正极极片的局部放大结构示意图。
36.其中，附图标记说明如下：100、储能装置；200、电能转换装置；300、用户负载；10、壳体；20、电极组件；30、端盖单元；11、容纳腔；21、正极极片；22、负极极片；23、隔膜；
211、集流体；212、活性材料层；213、过渡段；214、卷绕片；2141、第一卷绕段；2142、第二卷绕段；2143、中部卷绕段；2144、第三卷绕段；2145、第四卷绕段。
具体实施方式
37.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
38.由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性，为了合理利用能源并提高能量的利用率，需要通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来，再基于未来应用需要以特定的能量形式释放出来。众所周知，要实现碳中和的大目标，目前主要通过绿色能源替代化石能源，达到产生绿色电能的目的。
39.目前的绿色能源主要包括光能、风能、水势等，而光能和风能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题，会造成绿色电网的电压不稳定（用电高峰时电不够，用电低谷时电太多），而不稳定的电压会对电力造成损害，因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足，引发“弃风弃光”问题。
40.而要解决用电需求不足或电网接纳能力不足的问题，就必须依赖储能装置。即通过储能装置将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来，需要的时候再将储能装置存储的能量转化为电能释放出来，简单来说，储能装置就类似一个大型“充电宝”，在光能、风能充足时，将电能储存起来，需要时再释放存储的电能。
41.目前的储能（即能量存储）应用场景较为广泛，包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面，对应的储能装置的种类包括有：（1）应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱，其可作为电网中优质的有功无功调节电源，实现电能在时间和空间上的负荷匹配，增强可再生能源消纳能力，并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大；（2）应用在用户侧的工商业储能场景（银行、商场等）的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱，主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异，用户有储能设备后，为了减少成本，通常在电价低谷期，对储能柜/箱进行充电处理；电价高峰期，再将储能设备中的电放出来进行使用，以达到节省电费的目的。另外，在边远地区，以及地震、飓风等自然灾害高发的地区，家用储能装置的存在，相当于用户为自己和电网提供了备用电源，免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
42.以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明，图1示出了一种户用储能系统，该户用储能系统包括储能装置100和电能转换装置200（比如光伏板），以及用户负载300（比如路灯、家用电器等），储能装置100为一小型储能箱，可通过壁挂方式安装于室外墙壁。具体的，电能转换装置200可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能，并通过储能装置100进行存储，进而在电价高峰时供给用户负载300进行使用，或者在电网断电/停电时供给用户负载300进行使用。
43.而结合上述所述的通过物理或者电化学的手段进行能量存储的情况，以电化学储能为例，储能装置100包括至少一个化学电池，利用化学电池内的化学元素做储能介质，以通过储能介质的化学反应或者变化实现充放电的过程。简单来说就是把光能、风能产生的电能通过储能介质的化学反应或者变化存在至少一组化学电池中，在外部电能的使用达到高峰时再通过储能介质的化学反应或者变化将至少一组化学电池存储的电量释放出来使用，或者转移给电量紧缺的地方再使用。
44.本技术实施方式提供了一种储能装置100，该储能装置100可以是但不限于单体电池（二次电池），以及由单体电池构成的电池模组、电池包、电池系统等。对于单体电池，其可以为锂离子电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池等，单体电池可呈圆柱体、扁平体、长方体等，本技术实施方式对此不做限定。
45.接下来以储能装置100为单体电池为例，对储能装置100进行详细解释。
46.图2示例了本技术实施方式提供的一种储能装置100的结构示意图。如图2所示，该储能装置100包括：壳体10、电极组件20和端盖单元30，壳体10具有容纳腔11，电极组件20容置于容纳腔11内，端盖单元30密封容纳腔11的开口。
47.其中，壳体10可以为一端开口的筒状结构，此时储能装置100包括一个端盖单元30，以通过端盖单元30对壳体10的一个开口进行密封；当然，壳体10也可以为两端开口的筒状结构，此时储能装置100包括一个端盖单元30和一个盖板，或者包括两个端盖单元30，以通过端盖单元30和盖板，或者通过两个端盖单元30分别对壳体10的两个开口进行密封。
48.其中，端盖单元30包括端盖本体和电极端子（一个或两个电极端子），电极端子穿设在端盖本体上，且一端与电极组件20连接，另一端裸露在端盖本体背向电极组件20的一侧，以作为储能装置100的一个输出端；端盖本体上设置有防爆阀和注液孔，防爆阀用于外排电池壳体10的容纳腔11内的气体，以提高储能装置100使用的安全性，注液孔用于向储能装置100的容纳腔11内注入电解液。
49.其中，如图3所示，电极组件20包括层叠设置的正极极片21、负极极片22和隔膜23，且隔膜23位于正极极片21与负极极片22之间。正极极片21、负极极片22均具有极耳，以形成电极组件20的正极耳和负极耳，正极耳、负极耳可以位于电极组件20的同一端，也可以位于电极组件20的不同端，当正极耳、负极耳位于电极组件20的同一端时，正极耳、负极耳分别与端盖单元30包括的两个电极端子连接，以通过两个电极端子实现电极组件20的电能的输出；当正极耳、负极耳位于电极组件20的两端时，正极耳、负极耳中的一者与端盖单元30包括的电极端子连接，另一者与壳体10的底部或者另一端盖单元30包括的电极端子连接，以通过端盖单元30包括的电极端子和壳体10的底部，或者通过两个端盖单元30分别包括的电极端子实现电极组件20的电能的输出。
50.需要说明的是，储能装置100还包括金属转接件，可通过一个金属转接件实现电极组件20的一个极耳与端盖单元30的一个电极端子的连接，以及通过另一个金属转接件实现电极组件20的另一个极耳与壳体10的底部的连接。
51.在储能装置100的使用过程中，电极组件20会持续积累不可逆热，且电极组件20越靠近中心位置的热扩散越难，从而容易以电极组件20的中心位置为起始点，诱发储能装置100的热失控，增大了储能装置100的安全隐患。而本技术实施方式提供了一种储能装置100，该储能装置100的电极组件20包括如下实施方式所述的正极极片21，以便于提高电极
组件20的中心位置的热扩散效果，进而在保证电极组件20的散热效果的情况下，降低储能装置100发生热失控的风险，提高储能装置100的安全性能。
52.其中，对于方形结构的储能装置100，电极组件20包括呈方形结构的第一裸电芯和第二裸电芯，此时电极组件20的中心位置为第一裸电芯、第二裸电芯的卷绕中心所在位置；对于圆柱形结构的储能装置100，电极组件20包括呈圆柱形结构且具有中心孔的裸电芯，此时电极组件20的中心位置为裸电芯在径向上居中的位置。
53.如图4所示，正极极片21包括：集流体211和涂布在集流体211表面的活性材料层212；正极极片21具有在长度方向上分布的多个卷绕段，且每个卷绕段包括至少一个卷绕片214。如此，在正极极片21与负极极片22和隔膜23层叠后，可以基于多个卷绕段和每个卷绕段包括的卷绕片214进行堆叠式卷绕得到呈方形结构的裸电芯，或者进行转动或滚动式卷绕得到呈圆柱形结构且具有中心孔的裸电芯。
54.其中，集流体211为金属箔材，具有较好的热传导效果。在正极极片21卷绕之前，即正极极片21处于平铺状态时，正极极片21的长度方向是指正极极片21的自身长度方向，而在正极极片21与负极极片22、隔膜23层叠卷绕得到电极组件20后，正极极片21的长度方向为电极组件20的周向。对于卷绕段上的一个卷绕片214，以方形结构的储能装置100为例，一个卷绕片214在正极极片21的长度方向上的尺寸可以是电极组件20在方形结构的储能装置100的长度方向上的尺寸；以圆柱形结构的储能装置100为例，一个卷绕片214在正极极片21的长度方向上的尺寸可以是电极组件20在周向上一圈的尺寸。
55.可选地，如图4所示，正极极片21的多个卷绕段包括在长度方向上位于正极极片21两端的第一卷绕段2141和第二卷绕段2142，每个卷绕段上的集流体211厚度占比均相同，且多个卷绕段上的集流体211厚度占比在第一卷绕段2141朝向第二卷绕段2142的方向上依次递减。
56.如此，对于层叠后的正极极片21、负极极片22和隔膜23，在以正极极片21的第一卷绕段2141为起始卷绕段进行堆叠式卷绕后，第一卷绕段2141位于电极组件20的中心位置，而由于第一卷绕段2141上集流体211的厚度占比最大，使得电极组件20在中心位置处的导热效果更优，进而便于实现热扩散，以有效提高散热效果。
57.其中，第一卷绕段2141的集流体211厚度占比大于第二卷绕段2142的集流体211厚度占比；此时，为了保证电极组件20在中心位置处的导热效果更优，可以是如图4所示，第一卷绕段2141包括一个卷绕片214，多个卷绕段中除第一卷绕段2141之外的其余卷绕段均包括两个卷绕片214。当然，也可以是第一卷绕段2141包括两个卷绕片214，多个卷绕段中除第一卷绕段2141之外的其余卷绕段均包括三个卷绕片214，本技术实施方式对此不做限定。
58.可选地，如图5所示，正极极片21的多个卷绕段包括在长度方向上位于正极极片21两端的第一卷绕段2141和第二卷绕段2142，以及位于第一卷绕段2141和第二卷绕段2142之间的一个中部卷绕段2143，每个卷绕段上的集流体211厚度占比均相同，且多个卷绕段上的集流体211厚度占比在中部卷绕段2143分别朝向第一卷绕段2141、第二卷绕段2142的方向上均依次递减。
59.如此，对于层叠后的正极极片21、负极极片22和隔膜23，在以正极极片21的第一卷绕段2141为起始卷绕段进行滚动或转动式卷绕后，中部卷绕段2143位于电极组件20的中心位置，而由于中部卷绕段2143上集流体211的厚度占比最大，使得电极组件20在中心位置处
的导热效果更优，进而便于实现热扩散，以有效提高散热效果。
60.其中，中部卷绕段2143可以是多个卷绕段在正极极片21的长度方向上位于中间位置的一个卷绕段，比如当正极极片21包括的卷绕段个数为奇数时，中部卷绕段2143可以是多个卷绕段在正极极片21的长度方向上位于最中间的一个卷绕段；当正极极片21包括的卷绕段的个数为偶数时，中部卷绕段2143可以是多个卷绕段在正极极片21的长度方向上位于最中间的两个卷绕段中的任意一个。当然，中部卷绕段2143也可以是多个卷绕段在正极极片21的长度方向上在中间位置靠近第一卷绕段2141的一侧的一个卷绕段，本技术实施方式对此不做限定。
61.其中，中部卷绕段2143的集流体211厚度占比大于第一卷绕段2141的集流体211厚度占比，且大于第二卷绕段2142的集流体211厚度占比，此时，为了保证电极组件20在中心位置处的导热效果更优，可以是如图5所示，中部卷绕段2143包括一个卷绕片214，多个卷绕段中除中部卷绕段2143之外的其余卷绕段均包括两个卷绕片214。当然，也可以是中部卷绕段2143包括两个卷绕片214，多个卷绕段中除中部卷绕段2143之外的其余卷绕段均包括三个卷绕片214，本技术实施方式对此不做限定。
62.本技术实施方式中，对于上述所述的集流体211厚度占比，是指正极极片21包括的集流体211的厚度与正极极片21的整体厚度的比值。而对于多个卷绕段的集流体211厚度占比递减的情况，以相邻的两个卷绕段为例，相邻的两个卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比之间的差值小于或等于0.0016。示例地，卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比之间的差值为0.0004、0.0008、0.0012、0.0016等。
63.其中，任意相邻的两个卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比之间的差值可以相同，也可以不同，本技术实施方式对此不做限定。另外，对于位于集流体211表面的活性材料层212，可以是集流体211在厚度方向上的一侧表面具有活性材料层212，也可以是集流体211在厚度方向上的两侧表面均具有活性材料层212。而当集流体211的两侧表面均具有活性材料层212时，活性材料层212与集流体211的厚度比是指两侧表面的活性材料层212的厚度之和与集流体211的厚度的比值。
64.以图4所示的正极极片21为例，对于对比实施例1和实施例1-3，卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比，以及电极组件20的中心位置到壳体10的温差如下表所示。
[0065][0066]
其中，上述表中，d1是指第一卷绕段2141上活性材料层212与集流体211的厚度比，d30是指第三十卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比，d40是指第四十卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比，d80是指第八十卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比。
[0067]
由此可知，对比实施例1中，正极极片21的各卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比均相同（即各卷绕段的集流体211厚度占比均相同），此时电极组件20的中心位置
到壳体10的温差较大，且为40℃；实施例1、2中，正极极片21的各卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比依次递增（即各卷绕段的集流体211厚度占比依次递减），此时电极组件20的中心位置到壳体10的温差较小，且分别为25℃、30℃；实施例3中，正极极片21的各卷绕段上活性材料层212与集流体211的厚度比依次递减（即各卷绕段的集流体211厚度占比依次递增），此时电极组件20的中心位置到壳体10的温差较大，且为60℃。
[0068]
本技术实施中，对于正极极片21包括的多个卷绕段，为了实现集流体211厚度占比的递减，可以是如图5所示，多个卷绕段上，活性材料层212的厚度相等，且集流体211的厚度在集流体211厚度占比的递减方向x上递减；也可以是如图4所示，多个卷绕段上，集流体211的厚度相等，且活性材料层212的厚度在集流体211厚度占比的递减方向x上递增；还可以是多个卷绕段上，集流体211的厚度在集流体211厚度占比的递减方向x上递减，且活性材料层212的厚度在集流体211厚度占比的递减方向x上递增。
[0069]
当活性材料层212的厚度相等，且集流体211的厚度在集流体211厚度占比的递减方向x上递减时，由于集流体211为金属箔材，可根据在正极极片21的长度方向上集流体211各位置的设计厚度直接制作，以保证集流体211的厚度加工的准确性；由于在正极极片21的长度方向上活性材料层212的厚度相等，从而便于在集流体211的表面涂敷活性材料，且便于减小活性材料层212的表面在相邻两个卷绕段之间形成阶梯结构的情况，从而便于正极极片21的制作，避免增加制作难度。
[0070]
当集流体211的厚度相等，且活性材料层212的厚度在集流体211厚度占比的递减方向x上递增时，由于在正极极片21的长度方向上集流体211的厚度相等，从而避免了对相关技术中集流体211结构的调整；由于活性材料层212的厚度在集流体211厚度占比的递减方向x上递增，从而相较于相关技术，能够增大集流体211上活性材料的涂敷量，便于提高正极极片21的极片性能，而对于包括该正极极片21的储能装置100，便于提高储能装置100的性能。
[0071]
示例地，以多个卷绕段中相邻的第五卷绕段和第六卷绕段为例，第五卷绕段、第六卷绕段沿集流体211厚度占比的递减方向x分布，即第五卷绕段的集流体211厚度占比大于第六卷绕段的集流体211厚度占比，此时，可以是第五卷绕段与第六卷绕段的活性材料层212的厚度相等，且第五卷绕段的集流体211的厚度大于第六卷绕段的集流体211的厚度；或者，可以是第五卷绕段与第六卷绕段的集流体211的厚度相等，且第五卷绕段的活性材料层212的厚度小于第六卷绕段的活性材料层212的厚度；再或者，可以是第五卷绕段的集流体211的厚度大于第六卷绕段的集流体211的厚度，且第五卷绕段的活性材料层212的厚度小于第六卷绕段的活性材料层212的厚度。
[0072]
本技术实施方式中，如图4或图5所示，正极极片21除了具有在长度方向上分布的多个卷绕段之外，还具有位于相邻两个卷绕段之间的过渡段213。
[0073]
其中，正极极片21在过渡段213内的厚度可以等于在相邻的一侧的一个卷绕段的厚度，也可以等于在相邻的另一侧的一个卷绕段的厚度，以通过过渡段213在相邻的两个卷绕段之间形成阶梯式过度。当然，如图6和图7所示，正极极片21在过渡段213内的厚度也可以是沿卷绕段的集流体211厚度占比的递减方向x递增，如此，在层叠后的正极极片21与隔膜23、负极极片22卷绕时，能够减小正极极片21与隔膜23之间在正极极片21的过渡段213处形成间隙的情况。
[0074]
可选地，如图6和图7所示，正极极片21在过渡段213内的表面为倾斜的平面，如此可通过倾斜平面的设置，避免相邻两个卷绕段因为阶梯式过度而形成的台阶的棱边垫破隔膜23的情况，同时对于卷绕后的电极组件20，避免正极极片21与隔膜23之间在正极极片21的过渡段213处形成间隙的情况。
[0075]
进一步，正极极片21在过渡段213内的表面具有朝向集流体211方向的凹陷。如此，通过在过渡段213内的表面上设置凹陷，以在层叠后的正极极片21、负极极片22和隔膜23卷绕后，正极极片21与隔膜23之间在正极极片21的过渡段213处形成比较小的间隙，从而在使用包括该正极极片21的储能装置100时，电极组件20上正极极片21的过渡段213处能够形成一定的缓冲空间，避免电极组件20膨胀后，电极组件20在正极极片21的过渡段213处因过度拥挤而影响散热的情况。
[0076]
可选地，过渡段213内的表面所具有的凹陷可以沿正极极片21的宽度方向延伸，且沿正极极片21的长度方向间隔排布，以增大电极组件20在正极极片21的过渡段213处所形成的缓冲空间，进一步保证电极组件20在正极极片21的过渡段213处的散热效果。
[0077]
可选地，多个卷绕段包括位于过渡段213的两侧且与过渡段213相邻的第三卷绕段2144和第四卷绕段2145，过渡段213与第三卷绕段2144、第四卷绕段2145的连接处均为圆弧过度。如此，通过圆弧过度的设计，能够有效避免过渡段213与第三卷绕段2144、第四卷绕段2145的连接处应力集中的问题，避免卷绕正极极片21时，活性材料层212在过渡段213与第三卷绕段2144、第四卷绕段2145的连接处产生裂纹的情况；同时，还能够避免过渡段213与第三卷绕段2144、第四卷绕段2145的连接处形成棱角，进而避免因棱角而垫破隔膜23的问题，提高了电极组件20的安全性能。
[0078]
本技术实施方式还提供了一种用电设备，该用电设备可以是储能设备、车辆、储能集装箱等。该用电设备包括上述实施方式所述的储能装置100，储能装置100为用电设备供电。如此，结合上述所述，本技术的用电设备在使用过程中，在提高了储能装置100的安全性能的情况下，保证了用电设备工作的稳定性，减小了用电设备宕机的情况。
[0079]
在本技术实施方式中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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实施方式中的具体含义。
[0080]
本技术实施方式的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本技术实施方式的限制。
[0081]
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本技术实施方式的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0082]
以上仅为本技术实施方式的优选实施例而已，并不用于限制本技术实施方式，对于本领域的技术人员来说，本技术实施方式可以有各种更改和变化。凡在本技术实施方式的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术实施方式的保护范围之内。

技术特征：
1.一种正极极片（21），其特征在于，包括：集流体（211）和涂布在所述集流体（211）表面的活性材料层（212）；所述正极极片（21）具有在长度方向上分布的多个卷绕段，且每个所述卷绕段包括至少一个卷绕片（214）；多个所述卷绕段包括在所述长度方向上位于所述正极极片（21）两端的第一卷绕段（2141）和第二卷绕段（2142），每个所述卷绕段上的集流体（211）厚度占比均相同，且多个所述卷绕段上的集流体（211）厚度占比在所述第一卷绕段（2141）朝向所述第二卷绕段（2142）的方向上依次递减；或者，多个所述卷绕段包括在所述长度方向上位于所述正极极片（21）两端的第一卷绕段（2141）和第二卷绕段（2142），以及位于所述第一卷绕段（2141）和所述第二卷绕段（2142）之间的一个中部卷绕段（2143），每个所述卷绕段上的集流体（211）厚度占比均相同，且多个所述卷绕段上的集流体（211）厚度占比在所述中部卷绕段（2143）分别朝向所述第一卷绕段（2141）、所述第二卷绕段（2142）的方向上均依次递减。2.如权利要求1所述的正极极片（21），其特征在于，多个所述卷绕段上，所述活性材料层（212）的厚度相等，且所述集流体（211）的厚度在所述集流体（211）厚度占比的递减方向上递减。3.如权利要求1所述的正极极片（21），其特征在于，多个所述卷绕段上，所述集流体（211）的厚度相等，且所述活性材料层（212）的厚度在所述集流体（211）厚度占比的递减方向上递增。4.如权利要求1所述的正极极片（21），其特征在于，所述第一卷绕段（2141）的集流体（211）厚度占比大于所述第二卷绕段（2142）的集流体（211）厚度占比；所述第一卷绕段（2141）包括一个所述卷绕片（214），多个所述卷绕段中除所述第一卷绕段（2141）之外的其余所述卷绕段均包括两个所述卷绕片（214）。5.如权利要求1所述的正极极片（21），其特征在于，所述中部卷绕段（2143）的集流体（211）厚度占比大于所述第一卷绕段（2141）的集流体（211）厚度占比，且大于所述第二卷绕段（2142）的集流体（211）厚度占比；所述中部卷绕段（2143）包括一个所述卷绕片（214），多个所述卷绕段中除所述中部卷绕段（2143）之外的其余所述卷绕段均包括两个所述卷绕片（214）。6.如权利要求1-5任一所述的正极极片（21），其特征在于，相邻两个所述卷绕段上所述活性材料层（212）与所述集流体（211）的厚度比之间的差值小于或等于0.0016。7.如权利要求1所述的正极极片（21），其特征在于，所述正极极片（21）还具有位于相邻两个所述卷绕段之间的过渡段（213），所述正极极片（21）在所述过渡段（213）内的厚度沿所述卷绕段的集流体（211）厚度占比的递减方向递增。8.如权利要求7所述的正极极片（21），其特征在于，所述正极极片（21）在所述过渡段（213）内的表面为倾斜的平面。9.如权利要求8所述的正极极片（21），其特征在于，所述正极极片（21）在所述过渡段（213）内的表面具有朝向所述集流体（211）方向的凹陷。10.如权利要求7-9任一所述的正极极片（21），其特征在于，多个所述卷绕段包括位于所述过渡段（213）的两侧且与所述过渡段（213）相邻的第三卷绕段（2144）和第四卷绕段
（2145），所述过渡段（213）与所述第三卷绕段（2144）、所述第四卷绕段（2145）的连接处均为圆弧过度。11.一种储能装置（100），其特征在于，包括：壳体（10），包括具有开口的容纳腔（11）；电极组件（20），容置于所述容纳腔（11）内，且包括层叠设置的负极极片（22）、隔膜（23）和权利要求1-10任一所述的正极极片（21），所述隔膜（23）位于所述正极极片（21）和所述负极极片（22）之间；端盖单元（30），密封所述容纳腔（11）的开口。12.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括上述权利要求11所述的储能装置（100），所述储能装置（100）为所述用电设备供电。

技术总结
本申请公开了一种正极极片、储能装置及用电设备，涉及储能技术领域。正极极片包括：集流体和活性材料层；正极极片具有在长度方向上的多个卷绕段；多个卷绕段上的集流体厚度占比在第一卷绕段朝向第二卷绕段的方向上依次递减；或者，多个卷绕段上的集流体厚度占比在中部卷绕段朝向第一卷绕段、第二卷绕段的方向上均依次递减。本申请实施方式中，正极极片、负极极片和隔膜层叠并以第一卷绕段为起始卷绕后，对于堆叠式卷绕，第一卷绕段位于中心位置，且集流体的厚度占比最大，对于滚动或转动式卷绕，中部卷绕段位于中心位置，且集流体的厚度占比最大，如此使得电极组件在中心位置处的导热效果更优，进而便于实现热扩散，以有效提高散热效果。果。果。


技术研发人员：陈碧丽
受保护的技术使用者：厦门海辰储能科技股份有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/8/5