CN114094288B - 卷绕式电极组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种卷绕式电极组件、电池单体、电池及用电设备，属于电池制造技术领域。卷绕式电极组件包括第一极片，第一极片包括多个第一极耳，多个第一极耳在第一极片卷绕后层叠设置，多个第一极耳的宽度由第一极片的内圈至外圈逐渐增大，第一极耳1211的高度为H1，第一极耳1211的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1。该卷绕式电极组件，组成电池单体后，能够提高电池单体的使用寿命。

Description

卷绕式电极组件、电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，具体而言，涉及一种卷绕式电极组件、电池单体、电池及用电设备。

背景技术

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。

在电池技术的发展中，除了提高电池的能量密度外，电池的使用寿命也是一个不可忽视的问题。因此，如何提高电池的使用寿命，是电池技术中一个亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种卷绕式电极组件、电池单体、电池及用电设备。该卷绕式电极组件，组成电池单体后，能够提高电池单体的使用寿命。

本申请是通过下述技术方案实现的：

第一方面，本申请提供了一种卷绕式电极组件，包括第一极片，所述第一极片包括多个第一极耳，所述多个第一极耳在所述第一极片卷绕后层叠设置，所述多个第一极耳的宽度由所述第一极片的内圈至外圈逐渐增大；所述第一极耳的高度为H1，所述第一极耳的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1。

根据本申请实施例的卷绕式电极组件，在第一极片卷绕后，多个第一极耳由第一极片的内圈至外圈依次层叠，并且多个第一极耳的宽度由第一极片的内圈至外圈逐渐增大，卷绕过程中即使出现外侧的第一极耳错位情况，多个第一极耳在第一极片的内圈至外圈的层叠方向上仍然具有较大的重叠面积；当该卷绕式电极组件装配成电池单体时，需要将第一极耳与连接构件连接，为了保证连接每个第一极耳，连接构件在多个第一极耳的重叠区域与第一极耳连接，因多个第一极耳具有较大的重叠面积，降低第一极耳错位对连接面积的影响，能够保证第一极耳与连接构件具有较大的连接面积，提高第一极耳与连接构件的连接可靠性，保证过流能力，从而提高电池单体的使用寿命。另外，第一极耳的宽度增加，还能够降低卷绕时第一极耳翻折的概率，以提高该卷绕式电极组件构成的电池单体的安全性。第一极耳的高度和第一极耳的根部的宽度的关系满足0.3＜H1/L1＜1，能够保证第一极耳1211不易翻折，还能够保证第一极耳1211不与其他部件（如绝缘件）干涉，以保证安全性。在第一极耳的高度一定的情况下，第一极耳的根部的宽度越大，在卷绕时，第一极耳越不容易翻折，保证卷绕式电极组件构成的电池单体具有较高的安全性。如果第一极耳的根部的宽度过大，则第一极耳容易与其他部件（如绝缘件）干涉；如果第一极耳的根部的宽度过小，第一极片输送过程中，第一极耳过辊的反向力较大，则第一极耳容易翻折，翻折后的第一极耳将会影响卷绕式电极组件构成的电池单体的安全性。

根据本申请的一些实施例，所述多个第一极耳中，最内侧的所述第一极耳在预设平面上的投影位于最外侧的所述第一极耳在所述预设平面上的投影内，所述预设平面垂直于所述多个第一极耳的层叠方向。

在上述方案中，多个第一极耳中，最内侧的第一极耳在预设平面上的投影位于最外侧的第一极耳在预设平面上的投影内，即使卷绕时第一极耳发生错位，最内侧的第一极耳在预设平面上的投影仍然位于最外侧的第一极耳在预设平面上的投影内，最内侧的第一极耳与最外侧的第一极耳的重叠面积不变，保证最内侧的第一极耳和最外侧的第一极耳都能够连接于连接构件，进而保证多个第一极耳与连接构件具有较大的连接面积。

根据本申请的一些实施例，相邻两个所述第一极耳中，内侧的所述第一极耳在所述预设平面上的投影位于外侧的所述第一极耳在所述预设平面上的投影内。

在上述方案中，相邻两个第一极耳中，内侧的第一极耳的投影位于外侧的第一极耳的投影内，使得任意相邻两个第一极耳的重叠面积不变，卷绕时第一极耳的错位不影响多个第一极耳与连接构件的连接面积，保证多个第一极耳与连接构件具有较高的连接可靠性。

根据本申请的一些实施例，每相邻两个所述第一极耳的宽度差相等。

在上述方案中，多个第一极耳中，任意相邻两个第一极耳的宽度渐变规律相同，便于加工制造。

根据本申请的一些实施例，所述第一极片还包括第一主体部，所述第一极耳从所述第一主体部的第一边缘凸出，所述第一极耳包括沿其宽度方向相对设置的两个第二边缘，所述第二边缘与所述第一边缘之间的夹角为R，满足90°＜R＜120°。

在上述方案中，第二边缘与第一边缘之间的夹角R确定第一极耳的边缘倾斜程度，上述角度范围，既保证第一极耳与连接构件具有较大的连接面积，又保证第一极耳不易翻折。如果夹角R过小，则第一极耳容易翻折；如果夹角R过大，则减小第一极耳与连接构件的连接面积，影响第一极耳与连接构件的连接可靠性。

根据本申请的一些实施例，所述卷绕式电极组件还包括与所述第一极片极性相反的第二极片，所述第二极片包括多个第二极耳，所述多个第二极耳在所述第二极片卷绕后层叠设置，所述多个第二极耳的宽度由所述第二极片的内圈至外圈逐渐增大。

在上述方案中，第二极片的第二极耳与第一极耳结构相同，保证第二极耳与另一连接构件的连接可靠性，从而提高电池单体的使用寿命。多个第二极耳的宽度由第二极片的内圈至外圈逐渐增大，使得第二极耳不易翻折，提高电池单体的安全性。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，包括：外壳；以及上述实施例中的卷绕式电极组件，所述卷绕式电极组件设置于所述外壳内。

根据本申请实施例的电池单体，由于卷绕式电极组件的第一极耳的宽度在层叠方向上由内圈至外圈逐渐增大，即使卷绕时第一极耳错位，多个第一极耳与连接构件之间仍然具有较大的接触面积，保证第一极耳与连接构件的连接可靠性，提高电池单体的使用寿命。

根据本申请的一些实施例，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体具有开口，所述卷绕式电极组件设置于所述壳体内，所述端盖用于覆盖所述开口，所述电池单体还包括：绝缘件，设置于所述端盖与所述卷绕式电极组件之间，用于绝缘隔离所述端盖与所述第一极耳；其中，所述绝缘件的面向所述卷绕式电极组件的一侧设置有第一凸起，所述第一凸起抵接于所述卷绕式电极组件，所述第一凸起设置有用于避让所述多个第一极耳的第一避让部。

在上述方案中，通过第一凸起抵接于卷绕式电极组件，限制卷绕式电极组件在壳体内移动，对卷绕式电极组件定位；通过第一避让部避让多个第一极耳，能够避免第一极耳与第一凸起干涉，保证装配精度。

第三方面，本申请提供了一种电池，其包括如上述实施例中的电池单体。

第四方面，本申请提供了一种用电设备，其包括上述实施例中的电池，所述电池用于提供电能。

第五方面，本申请提供了一种电池单体的制造方法，其包括：提供外壳；提供卷绕式电极组件，所述卷绕式电极组件包括第一极片，所述第一极片包括多个第一极耳，所述多个第一极耳在所述第一极片卷绕后层叠设置，所述多个第一极耳的宽度由所述第一极片的内圈至外圈逐渐增大，所述第一极耳的高度为H1，所述第一极耳的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1；将所述卷绕式电极组件设置于所述外壳内。

第六方面，本申请提供了一种电池单体的制造设备，其包括：提供模块，用于提供外壳以及提供卷绕式电极组件，所述卷绕式电极组件包括第一极片，所述第一极片包括多个第一极耳，所述多个第一极耳在所述第一极片卷绕后层叠设置，所述多个第一极耳的宽度由所述第一极片的内圈至外圈逐渐增大，所述第一极耳的高度为H1，所述第一极耳的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1；组装模块，用于将所述卷绕式电极组件设置于所述外壳内。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，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申请的某些实施例，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。

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图；

图4为本申请一些实施例提供的卷绕式电极组件的轴测图；

图5为本申请一些实施例提供的卷绕式电极组件的主视图；

图6为本申请一些实施例提供的卷绕式电极组件的俯视图；

图7为本申请一些实施例提供的卷绕式电极组件的第一极片展开状态的示意图；

图8为本申请一些实施例提供的第一极片的局部示意图；

图9为本申请一些实施例提供的电池单体的装配过程示意图；

图10为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视图；

图11为本申请一些实施例提供的绝缘件的结构示意图；

图12为本申请一些实施例提供的极耳错位时电池单体的装配过程示意图；

图13为本申请一些实施例的电池单体的制造方法的示意性流程图；

图14为本申请一些实施例的电池单体10的制造设备的示意性框图。

图标：100-电池；101-箱体；1011-第一部分；1012-第二部分；10-电池单体；11-外壳；111-壳体；112-端盖；12-卷绕式电极组件；121-第一极片；1211-第一极耳；1212-第一主体部；1213-第一边缘；1214-第二边缘；122-第二极片；1221-第二极耳；13-绝缘件；131-第一凸起；1311-第一避让部；1312-第二避让部；141-第一连接构件；142-第二连接构件；151-第一电极端子；152-第二电极端子；P1-第一连接区域；P2-第二连接区域；200-控制器；300-马达；1000-车辆。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请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，不是旨在于限定本申请；本申请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。本申请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。

在本申请中提及“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申请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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

本申请中术语“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：存在A，同时存在A和B，存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请中，所提及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，本申请中所提及的电池可以包括电池模块或电池包等。

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，正极活性物质层涂敷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敷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，负极活性物质层涂敷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敷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。隔膜的材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等。本申请实施例提及的电极组件是卷绕式结构。

电池单体还包括连接构件，或者也可以称为集流构件，用于与电极组件的极耳电连接。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

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，另外，还需要考虑电池的可靠性。

对于电池单体来说，主要的可靠性因素为电极组件的极耳与连接构件的连接可靠性。为了保证极耳与连接构件的连接可靠性，通常极耳与连接构件焊接。但是，发明人发现，卷绕式电极组件的多个极耳在卷绕后容易出现错位的情况，错位后的多个极耳与连接构件具有较小连接面积，使得极耳与连接构件的连接可靠性较差。具体为，当多个极耳和连接构件焊接时，如果要保证焊接到每个极耳，需要将多个极耳重叠并将连接构件焊接于多个极耳的重叠区域，由于卷绕时极耳容易错位，使得多个极耳重叠的面积较小，导致焊接面积小，极耳与连接构件的连接部位薄弱，过流面积小，连接可靠性较差，容易损坏，容易熔断，影响电池单体的使用寿命；或者，容易出现部分极耳存在虚焊，导致过流面积减小。

鉴于此，为了解决极耳与连接构件的连接可靠性较差的问题，发明人经过深入研究，设计了一种卷绕式电极组件，该卷绕式电极组件包括第一极片，第一极片包括多个第一极耳，多个第一极耳在第一极片卷绕后层叠设置，多个第一极耳的宽度由第一极片的内圈至外圈逐渐增大。通过增加外侧的第一极耳的宽度，以弥补外侧的第一极耳错位量，保证多个第一极耳具有较大的重叠面积。

在这样的卷绕式电极组件构成的电池单体中，卷绕过程中即使出现外侧的第一极耳错位情况，多个第一极耳同样具有较大的重叠面积，在电池单体装配过程中，连接构件连接于多个第一极耳的重叠区域，降低第一极耳错位对连接面积的影响，能够保证第一极耳与连接构件具有较大的连接面积，提高第一极耳与连接构件的连接可靠性，也能够保证过流能力，从而提高电池单体的使用寿命。另外，第一极耳的宽度增加，还能够降低卷绕时第一极耳翻折的概率，以提高该卷绕式电极组件构成的电池单体的安全性。

本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电设备中。可以使用具有本申请公开的电池单体、电池等组成该用电设备的电源系统。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备，用电设备可以为但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电设备为车辆1000为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请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，用于车辆的电路系统，例如用于车辆的启动、导航和运行时的工作用电需求。

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。

在本申请一些实施例中，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。

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体101和电池单体10，电池单体10容纳于箱体101内。其中，箱体101用于为电池单体10提供容纳空间，箱体101可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体101可以包括第一部分1011和第二部分1012，第一部分1011与第二部分1012相互盖合，第一部分1011和第二部分1012共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第二部分1012可以为一端开口的空心结构，第一部分1011可以为板状结构，第一部分1011盖合于第二部分1012的开口侧，以使第一部分1011与第二部分1012共同限定出容纳空间；第一部分1011和第二部分1012也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分1011的开口侧盖合于第二部分1012的开口侧。当然，第一部分1011和第二部分1012形成的箱体101可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

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101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101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。

其中，每个电池单体10可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。本申请实施例提供的电池单体10呈方体。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的爆炸图。电池单体10是指组成电池100的最小单元。如图3，电池单体10包括有外壳11、卷绕式电极组件12、连接构件以及其他的功能性部件。

外壳11是用于形成电池单体10的内部环境的组件，形成的内部环境可以用于容纳卷绕式电极组件12、电解液以及其他部件。外壳11可以包括壳体111和端盖112，壳体111和端盖112可以是独立的部件，也可以于壳体111上设置开口，通过在开口处使端盖112盖合开口以形成电池单体10的内部环境。不限地，也可以使端盖112和壳体111一体化，具体地，端盖112和壳体111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111的内部时，再使端盖112盖合壳体111。壳体111可以是长方体形。具体地，壳体111的形状可以根据卷绕式电极组件12的具体形状和尺寸大小来确定。壳体111的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

端盖112是指盖合于壳体111的开口处以将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖112的形状可以与壳体111的形状相适应以配合壳体111。可选地，端盖112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112在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体10能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖112上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与卷绕式电极组件12电连接，以用于输出或输入电池单体10的电能。在一些实施例中，端盖112上还可以设置有用于在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖112的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖112的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体111内的电连接部件与端盖112，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

卷绕式电极组件12是电池单体10中发生电化学反应的部件。壳体111内可以包含一个或更多个卷绕式电极组件12。本申请实施中，卷绕式电极组件12主要由正极极片和负极极片卷绕形成，并且通常在正极极片和负极极片之间设有隔膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成卷绕式电极组件12的主体部，正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极导出件（如电极端子、壳体111）以形成电流回路。

连接构件为用于连接极耳和电极导出件的导电件，以实现极耳和电极导出件之间的电连接。

根据本申请的一些实施例，参见图4至图7，图4为本申请一些实施例提供的卷绕式电极组件12的轴测图，图5为本申请一些实施例提供的卷绕式电极组件12的主视图，图6为本申请一些实施例提供的卷绕式电极组件12的俯视图，图7为本申请一些实施例提供的卷绕式电极组件12的第一极片121展开状态的示意图。本申请提供了一种卷绕式电极组件12，如图4至图7所示，该卷绕式电极组件12包括第一极片121，第一极片121包括多个第一极耳1211，多个第一极耳1211在第一极片121卷绕后层叠设置，多个第一极耳1211的宽度由第一极片121的内圈至外圈逐渐增大。

第一极片121是卷绕式电极组件12的组成部分。第一极片121包括第一集流体和第一活性物质层，第一活性物质层涂敷于第一集流体的表面，未涂敷第一活性物质层的第一集流体凸出于已涂敷第一活性物质层的第一集流体，未涂敷第一活性物质层的第一集流体作为第一极耳1211。第一极片121可以为正极极片，也可以为负极极片。当第一极片121为正极极片时，第一极耳1211为正极极耳；当第一极片121为负极极片时，第一极耳1211为负极极耳。

第一极片121包括多个第一极耳1211，在第一极片121卷绕过程中，每圈第一极片121至少设置一个第一极耳1211。多个第一极耳1211在第一极片121卷绕后层叠设置值，也即，多个第一极耳1211沿卷绕式电极组件12的厚度方向依次层叠分布。

图中，字母L所表示的尺寸为第一极耳1211的宽度，字母X指示的方向为第一极片121的长度方向，字母Y指示的方向为卷绕式电极组件12的厚度方向。如图6和图7所示，第一极耳1211的宽度L是指第一极耳1211在第一极片121的长度方向X上的尺寸，例如，沿第一极片121的长度方向X，在第一极耳1211的一侧边缘上同一个位置，由第一极耳1211的一侧至第一极耳1211的另一侧之间的距离。

多个第一极耳1211的宽度由第一极片121的内圈至外圈逐渐增大，也即，如图6所示，在多个第一极耳1211的层叠方向上，多个第一极耳1211的宽度呈递增趋势，位于第一极片121的最内圈的第一极耳1211的宽度最小，位于第一极片121的最外圈的第一极耳1211的宽度最大。

根据本申请实施例的卷绕式电极组件12，多个第一极耳1211在第一极片121卷绕后层叠设置，并且多个第一极耳1211的宽度由第一极片121的内圈至外圈逐渐增大，卷绕过程中即使出现外侧的第一极耳1211错位情况，多个第一极耳1211在第一极片121的内圈至外圈的层叠方向上同样具有较大的重叠面积；当该卷绕式电极组件12装配成电池单体10时，因多个第一极耳1211具有较大的重叠面积，降低第一极耳1211错位对连接面积的影响，能够保证第一极耳1211与连接构件具有较大的连接面积，提高第一极耳1211与连接构件的连接可靠性，也能够保证过流能力，从而提高电池单体10的使用寿命。另外，第一极耳1211的宽度增加，还能够降低卷绕时第一极耳1211翻折的概率，以提高该卷绕式电极组件12构成的电池单体10的安全性。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图5和图6所示，多个第一极耳1211中，最内侧的第一极耳1211在预设平面上的投影位于最外侧的第一极耳1211在预设平面上的投影内，预设平面垂直于多个第一极耳1211的层叠方向。

预设平面为垂直于多个第一极耳1211的层叠方向的平面，其为参照平面，用于比对多个第一极耳1211的重叠情况。

最内侧的第一极耳1211和最外侧的第一极耳1211是指，在多个第一极耳1211的层叠方向上，由卷绕的第一极片121的内圈指向外圈的方向，最内侧的第一极耳1211相对于最外侧的第一极耳1211更靠近第一极片121的最内圈，最外侧的第一极耳1211相对于最内侧的第一极耳1211更靠近第一极片121的最外圈。

最内侧的第一极耳1211在预设平面上的投影位于最外侧的第一极耳1211在预设平面上的投影内，也即，沿多个第一极耳1211的层叠方向，在预设平面上，最内侧的第一极耳1211的投影与最外侧的第一极耳1211的投影具有最大的重叠面积。

此种情况下，第一极片121在卷绕过程中，即使最外侧的第一极耳1211发生错位，卷绕完成后，多个第一极耳1211层叠设置时，最内侧的第一极耳1211在预设平面上的投影仍然位于最外侧的第一极耳1211在预设平面上的投影内，最内侧的第一极耳1211与最外侧的第一极耳1211的重叠面积不会发生改变，保证最内侧的第一极耳1211和最外侧的第一极耳1211都能够连接于连接构件，进而保证多个第一极耳1211与连接构件具有较大的连接面积。

根据本申请的一些实施例，可选地，相邻两个第一极耳1211中，内侧的第一极耳1211在预设平面上的投影位于外侧的第一极耳1211在预设平面上的投影内。

内侧的第一极耳1211和外侧的第一极耳1211是指第一极片121的内圈至外圈方向上的两个第一极耳1211，内侧的第一极耳1211靠近第一极片121的内圈，外侧的第一极耳1211靠近第一极片121的外圈。

相邻两个第一极耳1211中，内侧的第一极耳1211在预设平面上的投影位于外侧的第一极耳1211在预设平面上的投影内，也即，任意相邻两个第一极耳1211的重叠面积不变，卷绕时第一极耳1211的错误不影响多个第一极耳1211与连接构件的连接面积，保证多个第一极耳1211与连接构件具有较高的连接可靠性。

根据本申请的一些实施例，可选地，每相邻两个第一极耳1211的宽度差相等。

每相邻两个第一极耳1211的宽度差相等，也即，沿多个第一极耳1211的层叠方向，多个第一极耳1211的宽度由第一极片121的内圈向外圈的递增趋势呈等差数列，例如，沿多个第一极耳1211的层叠方向，第二个第一极耳1211与第一个第一极耳1211的宽度差为n，第三个第一极耳1211与第二个第一极耳1211的宽度差也为n，第m个第一极耳1211与第m-1个第一极耳1211的宽度差也为n，其中，m大于3，如m为4，5，6，7等。

多个第一极耳1211中，任意相邻两个第一极耳1211的宽度渐变规律相同，便于加工制造。

请参见图8，图8为本申请一些实施例提供的第一极片121的局部示意图。根据本申请的一些实施例，可选地，第一极耳1211的高度为H1，第一极耳1211的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1。

图中，字母Z指示的方向为第一极片121的宽度方向。第一极耳1211的高度H1是指，第一极片121成型过程中，第一极耳1211在第一极片121的宽度方向Z上的尺寸。

第一极片121还包括第一主体部1212，第一极耳1211连接于第一主体部1212，第一极耳1211的根部是指第一极耳1211的用于与第一主体部1212连接的部位，也即第一极耳1211的远离连接构件的端部。第一极耳1211的根部的宽度L1是指第一极耳1211的根部在第一极片121的长度方向上的尺寸。

第一极耳1211的高度H1与第一极耳1211的根部的宽度L1的关系满足0.3＜H1/L1＜1，能够保证第一极耳1211不易翻折，还能够保证第一极耳1211不与其他部件（如绝缘件）干涉。在第一极耳1211的高度H1一定的情况下，第一极耳1211的根部的宽度L1越大，在第一极片121输送过程中，能够降低第一极耳1211过辊的反向力，第一极耳1211越不容易翻折，保证卷绕式电极组件12构成的电池单体10具有较高的安全性。如果第一极耳1211的根部的宽度L1过大，则第一极耳1211容易与其他部件（如绝缘件）干涉；如果第一极耳1211的根部的宽度L1过小，则第一极耳1211过辊的反向力较大，则第一极耳1211容易翻折，影响卷绕式电极组件12构成的电池单体10的安全性。

可选地，第一极耳1211的高度H1与第一极耳1211的根部的宽度L1的关系满足0.4＜H1/L1＜0.7。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图8所示，第一极片121还包括第一主体部1212，第一极耳1211从第一主体部1212的第一边缘1213凸出，第一极耳1211包括沿其宽度方向相对设置的两个第二边缘1214，第二边缘1214与第一边缘1213之间的夹角为R，满足90°＜R＜120°。

第一极耳1211从第一主体部1212的第一边缘1213凸出，在第一极片121成型过程中，模切设备（如刀片、激光等切割方式）切割第一极片121而形成第一极耳1211，第一边缘1213为切割边缘。

两个第二边缘1214沿第一极耳1211的宽度方向相对设置，第二边缘1214也为切割边缘。

第二边缘1214与第一边缘1213之间的夹角R确定第一极耳1211的边缘倾斜程度，第二边缘1214与第一边缘1213之间的夹角R满足90°＜R＜120°，既保证第一极耳1211与连接构件具有较大的连接面积，又保证第一极耳1211不易翻折。如果第二边缘1214与第一边缘1213之间的夹角R过小，则第一极耳1211容易翻折；如果第二边缘1214与第一边缘1213之间的夹角R过大，则减小第一极耳1211与连接构件的连接面积，影响第一极耳1211与连接构件的连接可靠性。

可选地，第二边缘1214与第一边缘1213之间的夹角R满足100°＜R＜110°。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图4所示，卷绕式电极组件12还包括与第一极片121极性相反的第二极片122，第二极片122包括多个第二极耳1221，多个第二极耳1221在第二极片122卷绕后层叠设置，多个第二极耳1221的宽度由第二极片122的内圈至外圈逐渐增大。

第二极片122为与第一极片121极性相反的导电部件，第二极片122的结构参见第一极片121的结构。

第二极耳1221的结构与第一极耳1211的结构相同，保证第二极耳1221与另一连接构件的连接可靠性，从而提高电池单体10的使用寿命。多个第二极耳1221的宽度由第二极片122的内圈至外圈逐渐增大，使得第二极耳1221不易翻折，提高电池单体10的安全性。

第二极片122还包括第二主体部，第二极耳1221凸出于第二主体部，其结构形式与第一极耳凸出于第一主体部1212相同。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池单体10，该电池单体10包括外壳11、上述任一方案所述的卷绕式电极组件12，卷绕式电极组件12设置于外壳11内。

外壳11为中空的部件，其内部用于容纳电极组件，以保护电极组件。

根据本申请实施例的电池单体10，由于卷绕式电极组件12的第一极耳1211的宽度在层叠方向上由内圈至外圈逐渐增大，即使卷绕时第一极耳1211错位，多个第一极耳1211与连接构件之间仍然具有较大的接触面积，保证第一极耳1211与连接构件的连接可靠性，提高电池单体10的使用寿命。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图3所示，卷绕式电极组件12还包括第二极片122，第二极片122包括多个第二极耳1221。电池单体10还包括第一电极端子151、第二电极端子152、第一连接构件141和第二连接构件142，第一电极端子151和第二电极端子152均设置于端盖112；第一极耳1211与第一电极端子151通过第一连接构件141电连接，第二极耳1221与第二电极端子152通过第二连接构件142电连接。第一电极端子151和第二电极端子152为电极导出件。

请参见图9-图11，图9为本申请一些实施例提供的电池单体10的装配过程示意图，图9示出了极耳连接于连接构件的状态示意图，图中，第一极耳1211连接于第一连接构件141，第二极耳1221连接于第二连接构件142，此时，卷绕式电极组件12还未放入外壳11内；图10为本申请一些实施例提供的电池单体10的局部剖视图，图11为本申请一些实施例提供的绝缘件13的结构示意图。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图3所示，外壳11包括壳体111和端盖112。壳体111具有开口，卷绕式电极组件12设置于壳体111内；端盖112用于覆盖开口。如图3、以及图9-图11所示，电池单体10还包括绝缘件13，绝缘件13设置于端盖112与卷绕式电极组件12之间，绝缘件13用于绝缘隔离端盖112与第一极耳1211。其中，绝缘件13的面向卷绕式电极组件12的一侧设置有第一凸起131，第一凸起131抵接于卷绕式电极组件12，第一凸起131设置有用于避让多个第一极耳1211的第一避让部1311。

壳体111为内部中空的结构，开口与壳体111的内部空间连通，以便于卷绕式电极组件12进入壳体111的内部。

端盖112覆盖开口，并与壳体111密封连接，使得外壳11内部为密闭腔室，防止电解液泄露或者灰尘等进入外壳11内部。

绝缘件13为电绝缘的部件，例如可以为橡胶、塑胶（如PET（Polyethyleneterephthalate，聚对苯二甲酸乙二酯）、PP（polypropylene，聚丙烯）等）。

在一些实施例中，绝缘件13呈矩形，绝缘件13的宽度方向对应卷绕式电极组件12的厚度方向Y，第一凸起131沿绝缘件13的宽度方向延伸。

第一凸起131位于绝缘件13的面向卷绕式电极组件12的一侧，也即，第一凸起131凸出于绝缘件13的面向卷绕式电极组件12的表面，第一凸起131相对于该表面更靠近卷绕式电极组件12。

卷绕式电极组件12的数量为多个，每个卷绕式电极组件12的极耳位于卷绕式电极组件12的同一侧，例如，如图3、图9和图10所示，卷绕式电极组件12的数量为两个，两个卷绕式电极组件12沿卷绕式电极组件12的厚度方向Y依次排布，两个卷绕式电极组件12的第一极耳1211连接于第一连接构件141；第一凸起131沿卷绕式电极组件12的厚度方向Y延伸，如图11所示，第一凸起131具有两个第一避让部1311，两个第一避让部1311位于第一凸起131的沿绝缘件13的宽度方向的两端，两个第一避让部1311分别用于避让两个电极组件的第一极耳1211。

通过第一凸起131抵接于卷绕式电极组件12，限制卷绕式电极组件12在壳体111内移动，对卷绕式电极组件12定位；通过第一避让部1311避让多个第一极耳1211，能够避免第一极耳1211与第一凸起131干涉，保证装配精度。

根据本申请的一些实施例，可选地，在卷绕式电极组件12还包括第二极片122的实施例中，如图9和图11所示，第一凸起131还设置有用于避让多个第二极耳1221的第二避让部1312。

第二避让部1312和第一避让部1311分布于第一凸起131的沿绝缘件13的长度方向的两侧，也即，沿绝缘件13的长度方向，第一极耳1211和第二极耳1221分布于第一凸起131的两侧。

通过第二避让部1312避让多个第二极耳1221，能够避免第二极耳1221与第一凸起131干涉，保证装配精度。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图11所示，绝缘件13的面向卷绕式电极组件12的一侧还设置有第二凸起132，第二凸起132分布于绝缘件13的长度方向的两端，第二凸起132用于抵接于卷绕式电极组件12。换句话说，第二凸起132分布于绝缘件13的长度方向的两个边缘。

请参见图12，图12为本申请一些实施例提供的极耳错位时电池单体10的装配过程示意图，为了便于查阅，图12只示出了电池单体10的部分结构。在本申请实施例的电池单体10中，当卷绕式电极组件12卷绕时，第一极片121的第一极耳1211和第二极片122的第二极耳1221发生错位后，在卷绕式电极组件12与连接构件连接装配时，多个第一极耳1211与第一连接构件141的第一连接区域P1能够完全覆盖每个第一极耳1211，多个第二极耳1221与第二连接构件142的第二连接区域P2能够完全覆盖每个第二极耳1221。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池，其包括以上任一方案所述的电池单体10。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电设备，其包括以上任一方案所述的电池，并且电池用于为用电设备提供电能。

用电设备可以是前述任一应用电池的设备或系统。

根据本申请的一些实施例，参见图3至图12，本申请提供了一种电池单体10，其包括卷绕式电极组件12、第一连接构件141及第二连接构件142。卷绕式电极组件12包括第一极片121、第二极片122及设置于第一极片121和第二极片122之间的隔膜。第一极片121包括多个第一极耳1211，多个第一极耳1211在第一极片121卷绕后层叠设置，多个第一极耳1211的宽度由第一极片121的内圈至外圈逐渐增大；第二极片122包括多个第二极耳1221，多个第二极耳1221在第二极片122卷绕后层叠设置，多个第二极耳1221的宽度由第二极片122的内圈至外圈逐渐增大。卷绕后，无论外圈第一极耳1211是否发生错位，多个第一极耳1211之间均具有较大的重叠面积，以使得多个第一极耳1211与第一连接构件141具有较大的连接面积，保证多个第一极耳1211与第一连接构件141的连接可靠性；同理，无论外圈第二极耳1221是否发生错位，多个第二极耳1221之间均具有较大的重叠面积，以使得多个第二极耳1221与第二连接构件142具有较大的连接面积，保证多个第二极耳1221与第二连接构件142的连接可靠性。该电池单体10的卷绕式电极组件12和连接构件之间的连接稳定可靠，不容易损坏，使用寿命高。

图13示出了本申请一些实施例的电池单体10的制造方法的示意性流程图。如图13所示，该电池单体10的制造方法可以包括：

401，提供外壳11；

402，提供卷绕式电极组件12，卷绕式电极组件12包括第一极片121，第一极片121包括多个第一极耳1211，多个第一极耳1211在第一极片121卷绕后层叠设置，多个第一极耳1211的宽度由第一极片121的内圈至外圈逐渐增大，第一极耳1211的高度为H1，第一极耳1211的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1；

403，将卷绕式电极组件12设置于外壳11内。

需要指出的是，步骤“401，提供外壳11”和步骤“402，提供卷绕式电极组件12”为并列的步骤，两者的提供顺序并不作限定，例如，可以先进行步骤“401，提供外壳11”，再进行步骤“402，提供卷绕式电极组件12”；或者，先进行步骤“402，提供卷绕式电极组件12”，再进行步骤“401，提供外壳11”。

图14示出了本申请一些实施例的电池单体的制造设备500的示意性框图。如图14所示，该电池单体的制造设备500可以包括提供模块501和组装模块502。提供模块501用于提供外壳11以及提供卷绕式电极组件12，卷绕式电极组件12包括第一极片121，第一极片121包括多个第一极耳1211，多个第一极耳1211在第一极片121卷绕后层叠设置，多个第一极耳1211的宽度由第一极片121的内圈至外圈逐渐增大，第一极耳1211的高度为H1，第一极耳1211的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1。组装模块502用于将卷绕式电极组件12设置于外壳11内。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体具有开口，所述端盖用于覆盖所述开口；

卷绕式电极组件，设置于所述壳体内，所述卷绕式电极组件包括第一极片，所述第一极片包括多个第一极耳，所述多个第一极耳在所述第一极片卷绕后层叠设置，所述多个第一极耳的宽度由所述第一极片的内圈至外圈逐渐增大；

所述第一极耳的高度为H1，所述第一极耳的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1；

绝缘件，设置于所述端盖与所述卷绕式电极组件之间，用于绝缘隔离所述端盖与所述第一极耳；

其中，所述绝缘件的面向所述卷绕式电极组件的一侧设置有第一凸起，所述第一凸起抵接于所述卷绕式电极组件，所述第一凸起设置有用于避让所述多个第一极耳的第一避让部；

所述壳体为长方体形，所述绝缘件呈长方体形。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述多个第一极耳中，最内侧的所述第一极耳在预设平面上的投影位于最外侧的所述第一极耳在所述预设平面上的投影内，所述预设平面垂直于所述多个第一极耳的层叠方向。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，相邻两个所述第一极耳中，内侧的所述第一极耳在所述预设平面上的投影位于外侧的所述第一极耳在所述预设平面上的投影内。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，每相邻两个所述第一极耳的宽度差相等。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一极片还包括第一主体部，所述第一极耳从所述第一主体部的第一边缘凸出，所述第一极耳包括沿其宽度方向相对设置的两个第二边缘，所述第二边缘与所述第一边缘之间的夹角为R，满足90°＜R＜120°。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述卷绕式电极组件还包括与所述第一极片极性相反的第二极片，所述第二极片包括多个第二极耳，所述多个第二极耳在所述第二极片卷绕后层叠设置，所述多个第二极耳的宽度由所述第二极片的内圈至外圈逐渐增大。

7.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-6中任一项所述的电池单体。

8.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求7所述的电池，所述电池用于提供电能。

9.一种电池单体的制造方法，其特征在于，包括：

提供外壳，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体为长方体形，所述壳体具有开口，所述端盖用于覆盖所述开口；

提供卷绕式电极组件，所述卷绕式电极组件包括第一极片，所述第一极片包括多个第一极耳，所述多个第一极耳在所述第一极片卷绕后层叠设置，所述多个第一极耳的宽度由所述第一极片的内圈至外圈逐渐增大，所述第一极耳的高度为H1，所述第一极耳的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1；

提供绝缘件，所述绝缘件呈长方体形，所述绝缘件用于绝缘隔离所述端盖与所述第一极耳，所述绝缘件的面向所述卷绕式电极组件的一侧设置有第一凸起，所述第一凸起设置有用于避让所述多个第一极耳的第一避让部；

将所述卷绕式电极组件设置于所述壳体内；

将所述绝缘件设置于所述端盖与所述卷绕式电极组件之间，所述第一凸起抵接于所述卷绕式电极组件；

将所述端盖覆盖所述开口。

10.一种电池单体的制造设备，其特征在于，包括：

提供模块，用于提供外壳，所述外壳包括壳体和端盖，所述壳体为长方体形，所述壳体具有开口，所述端盖用于覆盖所述开口；提供卷绕式电极组件，所述卷绕式电极组件包括第一极片，所述第一极片包括多个第一极耳，所述多个第一极耳在所述第一极片卷绕后层叠设置，所述多个第一极耳的宽度由所述第一极片的内圈至外圈逐渐增大，所述第一极耳的高度为H1，所述第一极耳的根部的宽度为L1，满足0.3＜H1/L1＜1；以及提供绝缘件，所述绝缘件呈长方体形，所述绝缘件用于绝缘隔离所述端盖与所述第一极耳，所述绝缘件的面向所述卷绕式电极组件的一侧设置有第一凸起，所述第一凸起设置有用于避让所述多个第一极耳的第一避让部；

组装模块，用于将所述卷绕式电极组件设置于所述壳体内；将所述绝缘件设置于所述端盖与所述卷绕式电极组件之间，所述第一凸起抵接于所述卷绕式电极组件；将所述端盖覆盖所述开口。

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