CN114361734B - 电芯组件、电化学装置及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电芯组件、电化学装置及用电设备，电芯组件包括卷绕设置的正极片、负极片、隔离膜及第一正极极耳和第一负极极耳。隔离膜设于正极片和负极片之间。第一正极极耳电连接于正极片。第一负极极耳电连接于负极片，第一负极极耳与第一正极极耳绝缘的固定连接，使得第一负极极耳与第一正极极耳能够相互加固。沿电芯组件的厚度方向上，第一正极极耳伸出于正极片的投影与第一负极极耳伸出于负极片的投影有重叠。上述电芯组件通过第一正极极耳和第一负极极耳绝缘的叠置，可提高第一正极极耳和第一负极极耳的抗折能力，提高电芯组件的抗震能力。

Description

电芯组件、电化学装置及用电设备

技术领域

本申请涉及电芯技术领域，特别涉及一种电芯组件、电化学装置及用电设备。

背景技术

目前，电芯的正极耳多采用铝材质制成，由于铝具有易弯折的特性，使得电芯在跌落或受冲击时极易发生正极耳弯折或断裂的情况，有可能影响电芯的正常使用。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种电芯组件，以改善正极耳抗折的能力。

本申请的实施例提供一种电芯组件，包括卷绕设置的正极片、负极片、隔离膜、第一正极极耳和第一负极极耳。隔离膜设于正极片和负极片之间。第一正极极耳电连接于正极片。第一负极极耳电连接于负极片，第一负极极耳与第一正极极耳绝缘的固定连接，使得第一负极极耳与第一正极极耳能够相互加固。沿电芯组件的厚度方向上，第一正极极耳伸出于正极片的投影与第一负极极耳伸出于负极片的投影有重叠。上述电芯组件通过第一正极极耳和第一负极极耳绝缘的叠置连接，可提高第一正极极耳和第一负极极耳的抗折能力，提高电芯组件的抗震能力。

在本申请的一些实施例中，沿电芯组件的厚度方向上，第一正极极耳伸出于正极片的投影面积为S1，第一正极极耳伸出于正极片的部分和第一负极极耳伸出于负极片部分的重叠面积为S0，其中，25%≤S0/S1≤100%，可通过第一负极极耳改善第一正极极耳的抗折能力。

在本申请的一些实施例中，40%≤S0/S1≤100%。

在本申请的一些实施例中，60%≤S0/S1≤100%。

在本申请的一些实施例中，电芯组件还包括第一绝缘件，第一绝缘件至少部分设于第一正极极耳和第一负极极耳之间，第一正极极耳和第一负极极耳通过第一绝缘件绝缘连接，可减少第一正极极耳和第一负极极耳发生接触短路的风险。

在本申请的一些实施例中，正极片包括第一集流体和第一活性层，第一活性层设于第一集流体表面。正极片设有第一凹部，第一凹部的底部为第一集流体，第一凹部的周侧为第一活性层。第一正极极耳至少部分设于第一凹部内，第一正极极耳连接于第一集流体。

在本申请的一些实施例中，负极片包括第二集流体和第二活性层，第二活性层设于第二集流体表面。负极片设有第二凹部，第二凹部的底部为第二集流体，第二凹部的周侧为第二活性层。第一负极极耳至少部分设于第二凹部内，第一负极极耳连接于第二集流体。

在本申请的一些实施例中，正极片具有第一卷绕起始端和第一卷绕末端，第一卷绕起始端包括第一集流体，第一卷绕末端包括第一集流体。第一正极极耳连接于第一卷绕起始端的第一集流体，或，第一正极极耳连接于第一卷绕末端的第一集流体。

在本申请的一些实施例中，负极片具有第二卷绕起始端和第二卷绕末端，第二卷绕起始端包括第二集流体，第二卷绕末端包括第二集流体。第一负极极耳连接于第二卷绕起始端的第二集流体，或，第一负极极耳连接于第二卷绕末端的第二集流体。

在本申请的一些实施例中，电芯组件还包括第二正极极耳，第二正极极耳电连接于正极片。多个电极极耳可提升电芯组件的充放电速度。

在本申请的一些实施例中，正极片包括第一集流体和第一活性层，第一活性层设于第一集流体表面。正极片设有第三凹部，第三凹部的底部为第一集流体，第三凹部的周侧为第一活性层。第二正极极耳至少部分设于第三凹部内，第二正极极耳连接于第一集流体。

在本申请的一些实施例中，正极片具有第一卷绕起始端和第一卷绕末端，第一卷绕起始端包括第一集流体，第一卷绕末端包括第一集流体。第二正极极耳连接于第一卷绕起始端的第一集流体，或，第二正极极耳连接于第一卷绕末端的第一集流体。

在本申请的一些实施例中，电芯组件还包括第二负极极耳，第二负极极耳电连接于负极片，第二负极极耳与第二正极极耳绝缘连接。沿电芯组件的厚度方向上，第二负极极耳伸出于负极片的投影与第二正极极耳伸出于正极片的投影有重叠。多个电极极耳可提升电芯组件的充放电速度。第二正极极耳和第二负极极耳绝缘的叠置，可提高第二正极极耳和第二负极极耳的抗折能力，提高电芯组件的抗震能力。

在本申请的一些实施例中，沿电芯组件的厚度方向上，第二正极极耳伸出于正极片的投影面积为S2，第二正极极耳伸出于正极片的部分和第二负极极耳伸出于负极片部分的重叠面积为S3，其中，25%≤S3/S2≤100%，可通过第二负极极耳改善第二正极极耳的抗折能力。

在本申请的一些实施例中，40%≤S3/S2≤100%。

在本申请的一些实施例中，60%≤S3/S2≤100%。

在本申请的一些实施例中，电芯组件还包括第二绝缘件，第二绝缘件至少部分设于第二正极极耳和第二负极极耳之间，第二正极极耳和第二负极极耳通过第二绝缘件绝缘连接，可减少第二正极极耳和第二负极极耳发生接触短路的风险。

在本申请的一些实施例中，负极片包括第二集流体和第二活性层，第二活性层设于第二集流体表面。负极片设有第四凹部，第四凹部的底部为第二集流体，第四凹部的周侧为第二活性层。第二负极极耳设于第四凹部内，第二负极极耳连接于第二集流体。

在本申请的一些实施例中，负极片具有第二卷绕起始端和第二卷绕末端，第二卷绕起始端包括第二集流体，第二卷绕末端包括第二集流体。第二负极极耳连接于第二卷绕起始端的第二集流体，或，第二负极极耳连接于第二卷绕末端的第二集流体。

在本申请的一些实施例中，第一正极极耳具有第一表面，第一表面位于背离第一凹部底部的一侧；电芯组件还包括第一绝缘胶，第一绝缘胶贴覆于第一表面，可提高第一正极极耳与第一集流体的连接可靠性。

在本申请的一些实施例中，第一负极极耳具有第二表面，第二表面位于背离第二凹部底部的一侧；电芯组件还包括第二绝缘胶，第二绝缘胶贴覆于第二表面，可提高第一负极极耳与第二集流体的连接可靠性。

在本申请的一些实施例中，第二正极极耳具有第三表面，第三表面位于背离第三凹部底部的一侧；电芯组件还包括第三绝缘胶，第三绝缘胶贴覆于第三表面，可提高第二正极极耳与第一集流体的连接可靠性。

在本申请的一些实施例中，第二负极极耳具有第四表面，第四表面位于背离第四凹部底部的一侧；电芯组件还包括第四绝缘胶，第四绝缘胶贴覆于第四表面，可提高第二负极极耳与第二集流体的连接可靠性。

本申请的实施例还提供一种电化学装置，包括上述任一实施例的电芯组件。上述电芯组件通过第一正极极耳和第一负极极耳绝缘的叠置，可提高第一正极极耳和第一负极极耳的抗折能力，提高电芯组件的抗震能力。

本申请的实施例还提供一种用电设备，包括上述的电化学装置。上述电芯组件通过第一正极极耳和第一负极极耳绝缘的叠置，可提高第一正极极耳和第一负极极耳的抗折能力，提高电芯组件的抗震能力。

附图说明

图1是本申请的实施例一中含第一正极极耳和第一负极极耳的电芯组件的第一视图。

图2是本申请的实施例一中含第一正极极耳和第一负极极耳的电芯组件的第二视图。

图3是本申请的实施例一中含第一正极极耳和第一负极极耳的电芯组件的第三视图。

图4是本申请的实施例一中含第一正极极耳和第一负极极耳的电芯组件的第四视图。

图5是本申请的实施例一中含第一正极极耳和第一负极极耳的电芯组件的第五视图。

图6是本申请的实施例一中含第一正极极耳和第一负极极耳的电芯组件的第六视图。

图7是本申请的实施例一中含第一正极极耳和第一负极极耳的电芯组件的第七视图。

图8是本申请的实施例一中含第一正极极耳和第一负极极耳的电芯组件的第八视图。

图9是本申请的实施例一中含第一正极极耳、第一负极极耳和第二正极极耳的电芯组件的第一视图。

图10是本申请的实施例一中含第一正极极耳、第一负极极耳和第二正极极耳的电芯组件的第二视图。

图11是本申请的实施例一中含第一正极极耳、第一负极极耳和第二正极极耳的电芯组件的第三视图。

图12是本申请的实施例一中含第一正极极耳、第一负极极耳、第二正极极耳和第二负极极耳的电芯组件的第一视图。

图13是本申请的实施例一中含第一正极极耳、第一负极极耳、第二正极极耳和第二负极极耳的电芯组件的第二视图。

图14是本申请的实施例一中含第一正极极耳、第一负极极耳、第二正极极耳和第二负极极耳的电芯组件的第三视图。

图15是本申请的实施例一中含第一正极极耳、第一负极极耳、第二正极极耳和第二负极极耳的电芯组件的第四视图。

图16是本申请的实施例二中电化学装置的结构示意图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

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描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

除非另有定义，本文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。本文中在本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，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的实施例提供一种电芯组件，包括卷绕设置的正极片、负极片、隔离膜及第一正极极耳和第一负极极耳。所述隔离膜设于所述正极片和所述负极片之间。第一正极极耳电连接于所述正极片。第一负极极耳电连接于所述负极片，所述第一负极极耳与所述第一正极极耳绝缘的固定连接，使得第一负极极耳与第一正极极耳能够相互加固。沿所述电芯组件的厚度方向上，所述第一正极极耳伸出于正极片的投影与所述第一负极极耳伸出于负极片的投影有重叠。上述电芯组件通过第一正极极耳和第一负极极耳绝缘的叠置连接，可提高第一正极极耳和第一负极极耳的抗折能力，提高电芯组件的抗震能力。

下面结合附图，对本申请的实施例作进一步的说明。

实施例一：

如图1和图2所示，本申请的实施例一提供一种电芯组件100，电芯组件100包括正极片1、负极片2、隔离膜3、第一正极极耳41和第一负极极耳42。正极片1、负极片2和隔离膜3卷绕形成卷绕结构，隔离膜3设于正极片1和负极片2之间。第一正极极耳41电连接于正极片1，第一负极极耳42电连接于负极片2，第一正极极耳41和第一负极极耳42绝缘连接。沿第一方向Z上，第一正极极耳41伸出于正极片1的投影和第一负极极耳42伸出于负极片2的投影有重叠，其中，第一方向Z为电芯组件100的厚度方向。电芯组件100通过绝缘叠置第一正极极耳41和第一负极极耳42，使得第一正极极耳41和第一负极极耳42可相互支撑，以起到相互加固的作用，提高第一正极极耳41和第一负极极耳42的抗折能力，提高电芯组件100的抗震能力。

在一实施例中，正极片1包括第一集流体11和第一活性层12，第一活性层12设于第一集流体11的表面，第一正极极耳41电连接于第一集流体11。

在一实施例中，第一正极极耳41通过焊接或粘接的方式连接于第一集流体11。

在一实施例中，负极片2包括第二集流体21和第二活性层22，第二活性层22设于第二集流体21的表面，第一负极极耳42电连接于第二集流体21。

在一实施例中，第一负极极耳42通过焊接或粘接的方式连接于第二集流体21。

在一实施例中，第一正极极耳41的材质为金属铝。在一实施例中，第一负极极耳42的材质为金属镍或铜镍合金。第一负极极耳42的抗折能力较好、第一正极极耳41的抗折能力较差，当第一正极极耳41和第一负极极耳42绝缘叠置连接时，第一负极极耳42可改善第一正极极耳41的抗折能力。

在一实施例中，沿第一方向Z上，第一正极极耳41伸出于正极片1的投影面积为S1，第一正极极耳41伸出于正极片1的部分与第一负极极耳42伸出于负极片2的部分有重叠，该重叠部分的面积为S0，其中，25%≤S0/S1≤100%，使得第一正极极耳41和第一负极极耳42可相互加固，第一负极极耳42可改善第一正极极耳41的抗折能力。

在一实施例中，S0/S1的值越大，第一正极极耳41的抗折能力越好。

可选的，S0/S1的值为25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%和100%中的任一种。

如图3所示，在一实施例中，电芯组件100还包括第一绝缘件51，第一绝缘件51至少部分设于第一正极极耳41和第一负极极耳42之间，第一正极极耳41和第一负极极耳42通过第一绝缘件51绝缘连接。第一绝缘件51可减少第一正极极耳41和第一负极极耳42发生接触短路的风险，提高电芯组件100的安全性能。可选的，第一绝缘件51沿第一方向Z上设于第一正极极耳41和第一负极极耳42之间。

在一实施例中，第一绝缘件51包括第一双面胶，第一双面胶的相对两面粘接第一正极极耳41和第一负极极耳42，使得第一正极极耳41和第一负极极耳42绝缘连接。

在一实施例中，第一绝缘件51包括第一绝缘涂层，第一正极极耳41和第一负极极耳42中的至少一个涂覆有第一绝缘涂层，第一正极极耳41和第一负极极耳42通过第一绝缘涂层绝缘连接。

在一实施例中，沿第一方向Z上，第一正极极耳41与正极片1的连接处、第一负极极耳42与负极片2的连接处之间具有第一间隙71，第一间隙71的存在可减少第一正极极耳41和第一负极极耳42发生短路的风险。

在一实施例中，沿垂直于第一方向Z的第二方向X上，以第一绝缘件51远离正极片1和负极片2的端部为起点，第一正极极耳41和第一负极极耳42相互背离的往两侧延展，可用于与其他电芯电连接或与汇流排电连接。

在一实施例中，沿第一方向Z上，第一间隙71的宽度为L1，沿第二方向X上，在正极片1或负极片2与第一绝缘件51之间的范围内，宽度L1的数值沿靠近第一绝缘件51的方向逐渐减小。

请继续参阅图1，在一实施例中，正极片1设有第一凹部13，第一凹部13的底部为第一集流体11，第一凹部13的周侧为第一活性层12。第一正极极耳41的部分设于第一凹部13内，第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11。可选的，第一正极极耳41的端部设于第一凹部13内。

在一实施例中，沿正极片1的长度方向上，第一凹部13的长度大于第一正极极耳41的长度。

在一实施例中，第一凹部13为非贯穿结构，沿第二方向X上，第一凹部13的长度小于正极片1的长度。

在一实施例中，第一正极极耳41具有第一表面411，第一表面411位于背离第一凹部13底部的一侧。

在一实施例中，电芯组件100还包括第一绝缘胶61，第一绝缘胶61贴覆于第一表面411，第一绝缘胶61连接第一凹部13周侧的第一活性层12，使得第一正极极耳41稳定连接于第一集流体11，可提高第一正极极耳41连接第一集流体11的稳定性。可选的，第一绝缘胶61为单面胶。

在一实施例中，第一绝缘胶61将第一凹部13覆盖，沿第一方向Z上，第一凹部13的投影位于第一绝缘胶61的投影内。第一绝缘胶61的边缘粘接第一活性层12，可提高第一正极极耳41连接第一集流体11的稳定性。

在一实施例中，第一绝缘胶61贴覆于第一凹部13底部的第一集流体11（图未示），使得第一正极极耳41稳定连接于第一集流体11，可提高第一正极极耳41连接第一集流体11的稳定性。

在一实施例中，第一绝缘胶61位于第一凹部13内，沿第一方向Z上，第一绝缘胶61未伸出于第一凹部13，可不影响包含该电芯组件100的电池能量密度。

在一实施例中，第一绝缘胶61可起到绝缘作用，减少第一凹部13底部的第一集流体11与相对的负极片2发生接触短路的风险。

在一实施例中，负极片2设有第二凹部23，第二凹部23的底部为第二集流体21，第二凹部23的周侧为第二活性层22。第一负极极耳42的部分设于第二凹部23内，第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21。可选的，第一负极极耳42的端部设于第二凹部23内。

在一实施例中，沿负极片2的长度方向上，第二凹部23的长度大于第一负极极耳42的长度。

在一实施例中，第二凹部23为非贯穿结构，沿第二方向X上，第二凹部23的长度小于负极片2的长度。

在一实施例中，第一负极极耳42具有第二表面421，第二表面421位于背离第二凹部23底部的一侧。

在一实施例中，电芯组件100还包括第二绝缘胶62，第二绝缘胶62贴覆于第二表面421，第二绝缘胶62连接第二凹部23周侧的第二活性层22，使得第一负极极耳42稳定连接于第二集流体21，可提高第一负极极耳42连接第二集流体21的稳定性。可选的，第二绝缘胶62为单面胶。

在一实施例中，第二绝缘胶62将第二凹部23覆盖，沿第一方向Z上，第二凹部23的投影位于第二绝缘胶62的投影内。第二绝缘胶62的边缘粘接第二活性层22，可提高第一负极极耳42连接第二集流体21的稳定性。

在一实施例中，第二绝缘胶62贴覆于第二凹部23底部的第二集流体21（图未示），使得第一负极极耳42稳定连接于第二集流体21，可提高第一负极极耳42连接第二集流体21的稳定性。

在一实施例中，第二绝缘胶62位于第二凹部23内，沿第二方向X上，第二绝缘胶62未伸出于第二凹部23，可不影响包含该电芯组件100的电池能量密度。

在一实施例中，第二绝缘胶62可起到绝缘作用，减少第二凹部23底部的第二集流体21与相对的正极片1发生接触短路的风险。

如图4所示，在一实施例中，正极片1具有第一卷绕起始端14和第一卷绕末端15，第一卷绕起始端14位于卷绕结构的最内圈起始位置，第一卷绕末端15位于卷绕结构的最外圈末尾位置。第一卷绕起始端14包括第一集流体11，第一卷绕起始端14的第一集流体11未涂覆第一活性层12。第一卷绕末端15包括第一集流体11，第一卷绕末端15的第一集流体11未涂覆第一活性层12。

在一实施例中，负极片2具有第二卷绕起始端24和第二卷绕末端25，第二卷绕起始端24位于卷绕结构的最内圈起始位置，第二卷绕末端25位于卷绕结构的最外圈末尾位置。第二卷绕起始端24包括第二集流体21，第二卷绕起始端24的第二集流体21未涂覆第二活性层22。第二卷绕末端25包括第二集流体21，第二卷绕末端25的第二集流体21未涂覆第二活性层22。

在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一卷绕起始端14的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二卷绕起始端24的第二集流体21，如图4所示。

如图5所示，在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一卷绕末端15的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二卷绕末端25的第二集流体21。

如图6所示，在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一卷绕起始端14的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二卷绕末端25的第二集流体21。

如图7所示，在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一卷绕末端15的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二卷绕起始端24的第二集流体21。

如图8所示，在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二卷绕起始端24的第二集流体21。

在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二卷绕末端25的第二集流体21（图未示）。

在一实施例中，第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21，第一正极极耳41连接于第一卷绕起始端14的第一集流体11（图未示）。

在一实施例中，第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21，第一正极极耳41连接于第一卷绕末端15的第一集流体11（图未示）。

为了便于描述，作为示例性的，下面以第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11、第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21为例作进一步的说明。

如图9所示，在一实施例中，电芯组件100还包括第二正极极耳43，第二正极极耳43电连接于正极片1上的第一集流体11。电芯组件100增大电极极耳的数量，可在不影响包含该电芯组件100的电池能量密度的前提下，提升电池充放电的速度，降低电池在充放电过程中的升温幅度。

在一实施例中，第二正极极耳43通过焊接或粘接的方式连接于第一集流体11。

在一实施例中，正极片1还设有第三凹部16，第三凹部16的底部为第一集流体11，第三凹部16的周侧为第一活性层12。第二正极极耳43的部分设于第三凹部16内，第二正极极耳43连接于第三凹部16底部的第一集流体11。可选的，第二正极极耳43的端部设于第三凹部16内。

在一实施例中，沿垂直于第一方向Z和第二方向X的第三方向Y上，第一凹部13和第三凹部16间隔设置。

在一实施例中，沿正极片1的长度方向上，第三凹部16的长度大于第二正极极耳43的长度。

在一实施例中，第三凹部16为非贯穿结构，沿第二方向X上，第三凹部16的长度小于正极片1的长度。

在一实施例中，第二正极极耳43具有第三表面431，第三表面431位于背离第三凹部16底部的一侧。

在一实施例中，电芯组件100还包括第三绝缘胶63，第三绝缘胶63贴覆于第三表面431，第三绝缘胶63连接第三凹部16周侧的第一活性层12，使得第二正极极耳43稳定连接于第一集流体11，可提高第二正极极耳43连接第一集流体11的稳定性。可选的，第三绝缘胶63为单面胶。

在一实施例中，第三绝缘胶63将第三凹部16覆盖，沿第一方向Z上，第三凹部16的投影位于第三绝缘胶63的投影内。第三绝缘胶63的边缘粘接第一活性层12，可提高第二正极极耳43连接第一集流体11的稳定性。

在一实施例中，第三绝缘胶63贴覆于第三凹部16底部的第一集流体11（图未示），使得第二正极极耳43稳定连接于第一集流体11，可提高第二正极极耳43连接第一集流体11的稳定性。

在一实施例中，第三绝缘胶63位于第三凹部16内，沿第一方向Z上，第三绝缘胶63未伸出于第三凹部16，可不影响包含该电芯组件100的电池能量密度。

在一实施例中，第三绝缘胶63可起到绝缘作用，减少第三凹部16底部的第一集流体11与相对的负极片2发生接触短路的风险。

如图10所示，在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21，第二正极极耳43连接于第一卷绕起始端14的第一集流体11。

如图11所示，在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21，第二正极极耳43连接于第一卷绕末端15的第一集流体11。

在其他实施例中，也可以是：第一凹部13底部的第一集流体11、第一卷绕起始端14的第一集流体11和第一卷绕末端15的第一集流体11中的任一个连接第一正极极耳41，第二凹部23底部的第二集流体21、第二卷绕起始端24的第二集流体21和第二卷绕末端25的第二集流体21中的任一个连接第一负极极耳42，第三凹部16底部的第一集流体11、第一卷绕起始端14的第一集流体11和第一卷绕末端15的第一集流体11中的任一个连接第二正极极耳43（图未示），不再赘述。

为了便于描述，作为示例性的，下面以第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11、第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21、第二正极极耳43连接于第三凹部16底部的第一集流体11为例作进一步的说明。

如图12所示，在一实施例中，电芯组件100还包括第二负极极耳44，第二负极极耳44电连接于负极片2上的第二集流体21。在一实施例中，第二负极极耳44通过焊接或粘接的方式连接于第二集流体21。

电芯组件100增大电极极耳的数量，可在不影响包含该电芯组件100的电池能量密度的前提下，提升电池充放电的速度，降低电池在充放电过程中的升温幅度。

请结合图12和图13，沿第一方向Z上，第二正极极耳43伸出于正极片1的投影和第二负极极耳44伸出于负极片2的投影有重叠。电芯组件100通过绝缘叠置第二正极极耳43和第二负极极耳44，使得第二正极极耳43和第二负极极耳44可相互支撑，以起到相互加固的作用，提高第二正极极耳43和第二负极极耳44的抗折能力，提高电芯组件100的抗震能力。

在一实施例中，第二正极极耳43的材质为金属铝。在一实施例中，第二负极极耳44的材质为金属镍或铜镍合金。第二负极极耳44的抗折能力较好、第二正极极耳43的抗折能力较差，当第二正极极耳43和第二负极极耳44绝缘叠置时，第二负极极耳44可改善第二正极极耳43的抗折能力。

在一实施例中，沿第一方向Z上，第二正极极耳43伸出于正极片1的投影面积为S2，第二正极极耳43伸出于正极片1的部分与第二负极极耳44伸出于负极片2的部分有重叠，该重叠部分的面积为S3，其中，25%≤S3/S2≤100%，使得第二正极极耳43和第二负极极耳44可相互支撑加固，第二负极极耳44可改善第二正极极耳43的抗折能力。

在一实施例中，S3/S2的值越大，第二正极极耳43的抗折能力越好。

可选的，S3/S2的值为25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、95%和100%中的任一种。

在一实施例中，电芯组件100还包括第二绝缘件（图未示），第二绝缘件至少部分设于第二正极极耳43和第二负极极耳44之间，第二正极极耳43和第二负极极耳44通过第二绝缘件绝缘连接。第二绝缘件可减少第二正极极耳43和第二负极极耳44发生接触短路的风险，提高电芯组件100的安全性能。可选的，第二绝缘件沿第一方向Z设于第二正极极耳43和第二负极极耳44之间。

在一实施例中，第二绝缘件包括第二双面胶，第二双面胶的相对两面粘接第二正极极耳43和第二负极极耳44，使得第二正极极耳43和第二负极极耳44绝缘连接。

在一实施例中，第二绝缘件包括第一绝缘涂层，第二正极极耳43和第二负极极耳44中的至少一个涂覆有第一绝缘涂层，第二正极极耳43和第二负极极耳44通过第一绝缘涂层绝缘连接。

在一实施例中，负极片2还设有第四凹部26，第四凹部26的底部为第二集流体21，第四凹部26的周侧为第二活性层22。第二负极极耳44的部分设于第四凹部26内，第二负极极耳44连接于第四凹部26底部的第二集流体21。可选的，第二负极极耳44的端部设于第四凹部26内。

在一实施例中，沿第三方向Y上，第四凹部26和第二凹部23间隔设置。

在一实施例中，沿负极片2的长度方向上，第四凹部26的长度大于第二负极极耳44的长度。

在一实施例中，第四凹部26为非贯穿结构，沿第二方向X上，第四凹部26的长度小于负极片2的长度。

在一实施例中，第二负极极耳44具有第四表面441，第四表面441位于背离第四凹部26底部的一侧。

在一实施例中，电芯组件100还包括第四绝缘胶64，第四绝缘胶64贴覆于第四表面441，第四绝缘胶64连接第四凹部26周侧的第二活性层22，使得第二负极极耳44稳定连接于第二集流体21，可提高第二负极极耳44连接第二集流体21的稳定性。可选的，第四绝缘胶64为单面胶。

在一实施例中，第四绝缘胶64将第四凹部26覆盖，沿第一方向Z上，第四凹部26的投影位于第四绝缘胶64的投影内。第四绝缘胶64的边缘粘接第二活性层22，可提高第二负极极耳44连接第二集流体21的稳定性。

在一实施例中，第四绝缘胶64贴覆于第四凹部26底部的第二集流体21（图未示），使得第二负极极耳44稳定连接于第二集流体21，可提高第二负极极耳44连接第二集流体21的稳定性。

在一实施例中，第四绝缘胶64位于第四凹部26内，沿第一方向Z上，第四绝缘胶64未伸出于第四凹部26，可不影响包含该电芯组件100的电池能量密度。

在一实施例中，第四绝缘胶64可起到绝缘作用，减少第四凹部26底部的第二集流体21与相对的正极片1发生接触短路的风险。

如图14所示，在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21，第二正极极耳43连接于第三凹部16底部的第一集流体11，第二负极极耳44连接于第二卷绕起始端24的第二集流体21。

在其他实施例中，第二负极极耳44连接于第一卷绕起始端14的第二集流体21，第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11、第一卷绕起始端14的第一集流体11和第一卷绕末端15的第一集流体11中的任一个，第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21、第二卷绕起始端24的第二集流体21和第二卷绕末端25的第二集流体21中的任一个，第二正极极耳43连接于第三凹部16底部的第一集流体11、第一卷绕起始端14的第一集流体11和第一卷绕末端15的第一集流体11中的任一个（图未示）。

如图15所示，在一实施例中，第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11，第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21，第二正极极耳43连接于第三凹部16底部的第一集流体11，第二负极极耳44连接于第二卷绕末端25的第二集流体21。

在其他实施例中，第二负极极耳44连接于第一卷绕末端15的第二集流体21，第一正极极耳41连接于第一凹部13底部的第一集流体11、第一卷绕起始端14的第一集流体11和第一卷绕末端15的第一集流体11中的任一个，第一负极极耳42连接于第二凹部23底部的第二集流体21、第二卷绕起始端24的第二集流体21和第二卷绕末端25的第二集流体21中的任一个，第二正极极耳43连接于第三凹部16底部的第一集流体11、第一卷绕起始端14的第一集流体11和第一卷绕末端15的第一集流体11中的任一个（图未示）。

实施例二：

如图16所示，本申请的实施例二提供一种电化学装置200，电化学装置200包括第一壳体210和实施例一中任一实施例所述的电芯组件100，正极片1、负极片2和隔离膜3设于第一壳体210内，第一正极极耳41和第一负极极耳42伸出于第一壳体210。

在一实施例中，第一正极极耳41和第一负极极耳42用于连接外接设备，以使得能量能够在电化学装置200与外接设备之间传递。

在一实施例中，电化学装置200为锂离子电池。

实施例三：

本申请的实施例三提供一种用电设备，用电设备包括实施例二中任一实施例所述的电化学装置200。

在一实施例中，电化学装置200可为用电设备提供电能。

在一实施例中，用电设备包括但不限于手机、平板电脑、手提电脑、无人机和新能源汽车中的任一种。

对比测试：

为了验证本申请的电芯组件抗折性能及震荡对充电速度和充电温升的影响，对不同的电化学装置进行对比试验，不同的电化学装置内电芯组件的具体信息如下：

第一组：在长度为76mm、宽度为63mm、厚度为5.2mm的电芯型号上进行卷绕形成电芯组件。第一正极极耳连接于第一凹部底部的第一集流体，第一负极极耳连接于第二凹部底部的第二集流体，第一正极极耳和第一负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第一正极极耳伸出于正极片的部分和第一负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第一正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为35%。第二正极极耳连接于第三凹部底部的第一集流体，第二负极极耳连接于第四凹部底部的第二集流体，第二正极极耳和第二负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第二正极极耳伸出于正极片的部分和第二负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第二正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为80%。

第二组：在长度为76mm、宽度为63mm、厚度为5.2mm的电芯型号上进行卷绕形成电芯组件。第一正极极耳连接于第一凹部底部的第一集流体，第一负极极耳连接于第二凹部底部的第二集流体，第一正极极耳和第一负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第一正极极耳伸出于正极片的部分和第一负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第一正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为80%。第二正极极耳连接于第三凹部底部的第一集流体，第二负极极耳连接于第四凹部底部的第二集流体，第二正极极耳和第二负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第二正极极耳伸出于正极片的部分和第二负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第二正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为80%。

第三组：在长度为76mm、宽度为63mm、厚度为5.2mm的电芯型号上进行卷绕形成电芯组件。第一正极极耳连接于第一卷绕起始端的第一集流体，第二正极极耳连接于第三凹部底部的第一集流体，第一负极极耳连接于第二卷绕末端的第二集流体，第二正极极耳和第一负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第二正极极耳伸出于正极片的部分和第一负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第二正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为80%。

第四组：在长度为76mm、宽度为63mm、厚度为5.2mm的电芯型号上进行卷绕形成电芯组件。第一正极极耳连接于第一卷绕起始端的第一集流体，第二正极极耳连接于第一卷绕末端的第一集流体，第一负极极耳连接于第二卷绕起始端的第二集流体，第二正极极耳和第一负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第二正极极耳伸出于正极片的部分和第一负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第二正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为80%。

第五组：在长度为76mm、宽度为63mm、厚度为5.2mm的电芯型号上进行卷绕形成电芯组件。第一正极极耳连接于第一凹部的第一集流体，第一负极极耳连接于第二凹部的第二集流体，第一正极极耳和第一负极极耳沿第一方向上相离。

第六组：在长度为76mm、宽度为63mm、厚度为5.2mm的电芯型号上进行卷绕形成电芯组件。第一正极极耳连接于第一凹部的第一集流体，第一负极极耳连接于第二凹部的第二集流体，第一正极极耳和第一负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第一正极极耳伸出于正极片的部分和第一负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第一正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为80%。

第七组：在长度为76mm、宽度为63mm、厚度为5.2mm的电芯型号上进行卷绕形成电芯组件。第一正极极耳连接于第一凹部底部的第一集流体，第一负极极耳连接于第二凹部底部的第二集流体，第一正极极耳和第一负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第一正极极耳伸出于正极片的部分和第一负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第一正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为30%。第二正极极耳连接于第三凹部底部的第一集流体，第二负极极耳连接于第四凹部底部的第二集流体，第二正极极耳和第二负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第二正极极耳伸出于正极片的部分和第二负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第二正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为25%。

第八组：在长度为76mm、宽度为63mm、厚度为5.2mm的电芯型号上进行卷绕形成电芯组件。第一正极极耳连接于第一凹部底部的第一集流体，第一负极极耳连接于第二凹部底部的第二集流体，第一正极极耳和第一负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第一正极极耳伸出于正极片的部分和第一负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第一正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为10%。第二正极极耳连接于第三凹部底部的第一集流体，第二负极极耳连接于第四凹部底部的第二集流体，第二正极极耳和第二负极极耳沿第一方向上绝缘的叠置，沿第一方向上，第二正极极耳伸出于正极片的部分和第二负极极耳伸出于负极片的部分有重叠，该重叠部分的面积与第二正极极耳伸出于正极片的投影面积比值为3%。

将以上第一组、第二组、第三组、第四组、第五组和第六组电化学装置分别进行跌落测试和充电测试。跌落测试和充电测试平行进行。平行进行即将两组相同的电芯分别进行跌落测试和充电测试。第七组和第八组电化学装置进行跌落测试。

跌落测试的方法为：

将每组电化学装置放置于同样的专用夹具，在高度为0.5m的滚筒中进行滚筒测试，测试5000次。在中途测试2500次后，测量电化学装置电压并进行记录，在测试5000次后，测量电化学装置电压并进行记录；

根据测得的电化学装置电压判断电化学装置内部是否发生电极极耳断裂的情况，判断原理为：若电化学装置内部电极极耳发生断裂，外部电路将无法与电化学装置内部的极片形成通路，进而测得的电压为0V，即，若测得的电压为0V，则判定该电化学装置内出现了电极极耳断裂的情况，若测得的电压大于0V，则判定该电化学装置内未出现电极极耳断裂的情况。

充电测试的方法为：

1)测试温度为25℃；

2)采用0.7C的倍率将电池充电到满电（在原有电量基础上将电池充满电）,然后再使用0.025C充电倍率去掉虚拟充电部分，使得电池完全充满；

3)最后再采用0.2C将电池进行放电；以上操作便于后期测量电池充放电过程中的温升及充电时间；

4)采用2.5C的充电电流将电池充满，然后在使用0.025C倍率充电去掉虚拟充电部分，使得电池完全充满；

电化学装置的初始电量均为90%，使用正式充电前会放完电，以下充电前后的平均温度差值及每组电化学装置充满电所需的平均时间均为使用2.5C的倍率进行充电记录所得。

将以上八组测试的结果统计，如下表：

由上表可知，采用本申请的电芯组件的电化学装置在跌落测试中，正极极耳与负极极耳叠置后，正极极耳发生断裂的情况明显减少，使正极极耳具有良好的抗跌落性能。并且，正极极耳叠置的面积到一定比值后，抗跌落性能就会大大改善。正极极耳和负极极耳叠置的设计，可显著改善正极极耳受冲击发生断裂的问题。

将第一组测试和第二组的测试结果对比可知，当正极极耳的叠置面积越大时，能显著降低充电温升。

将第一组测试和第七组、第八组的测试结果对比可知，当正极极耳的叠置面积占比低于25%时，正极极耳发生断裂的情况明显增多。

将第三组测试和第四组测试对比可知，采用本申请的电芯组件的电化学装置在跌落测试中，相互叠置的正极极耳和负极极耳的位置改变，对正极极耳的抗跌落性能没有影响。

将第五组测试和第六组测试对比可知，采用本申请的电芯组件的电化学装置在跌落测试中，正极极耳和负极极耳叠置的设计，可显著改善正极极耳受冲击发生断裂的问题。

将第一组测试和第六组测试对比可知，增加正极极耳和负极极耳数量时，能显著提高充电速度，降低充电温升。

综上所述，本申请提供的电芯组件100通过第一正极极耳41和第一负极极耳42绝缘的叠置连接，可提高第一正极极耳41和第一负极极耳42的抗折能力，提高电芯组件100的抗震能力。

Claims (25)

1.一种电芯组件，包括卷绕设置的正极片、负极片和隔离膜，所述隔离膜设于所述正极片和所述负极片之间，其特征在于，还包括：

第一正极极耳，电连接于所述正极片；

第一负极极耳，电连接于所述负极片，所述第一负极极耳与所述第一正极极耳绝缘的固定连接，使得所述第一负极极耳与所述第一正极极耳能够相互加固；

沿所述电芯组件的厚度方向上，所述第一正极极耳伸出于所述正极片的投影与所述第一负极极耳伸出于所述负极片的投影有重叠。

2.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，沿所述电芯组件的厚度方向上，所述第一正极极耳伸出于所述正极片的投影面积为S1，所述第一正极极耳伸出于所述正极片的部分和所述第一负极极耳伸出于所述负极片部分的重叠面积为S0，其中，25%≤S0/S1≤100%。

3.如权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，其中，40%≤S0/S1≤100%。

4.如权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，其中，60%≤S0/S1≤100%。

5.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件至少部分设于所述第一正极极耳和所述第一负极极耳之间，所述第一正极极耳和所述第一负极极耳通过所述第一绝缘件绝缘连接。

6.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，

所述正极片包括第一集流体和第一活性层，所述第一活性层设于所述第一集流体表面；

所述正极片设有第一凹部，所述第一凹部的底部为所述第一集流体，所述第一凹部的周侧为所述第一活性层；

所述第一正极极耳至少部分设于所述第一凹部内，所述第一正极极耳连接于所述第一集流体。

7.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，

所述负极片包括第二集流体和第二活性层，所述第二活性层设于所述第二集流体表面；

所述负极片设有第二凹部，所述第二凹部的底部为所述第二集流体，所述第二凹部的周侧为所述第二活性层；

所述第一负极极耳至少部分设于所述第二凹部内，所述第一负极极耳连接于所述第二集流体。

8.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，

所述正极片具有：

第一卷绕起始端，所述第一卷绕起始端包括第一集流体；

第一卷绕末端，所述第一卷绕末端包括所述第一集流体；

所述第一正极极耳连接于所述第一卷绕起始端的所述第一集流体，或，所述第一正极极耳连接于所述第一卷绕末端的所述第一集流体。

9.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，

所述负极片具有：

第二卷绕起始端，所述第二卷绕起始端包括第二集流体；

第二卷绕末端，所述第二卷绕末端包括所述第二集流体；

所述第一负极极耳连接于所述第二卷绕起始端的所述第二集流体，或，所述第一负极极耳连接于所述第二卷绕末端的所述第二集流体。

10.如权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，还包括第二正极极耳，所述第二正极极耳电连接于所述正极片。

11.如权利要求10所述的电芯组件，其特征在于，

所述正极片包括第一集流体和第一活性层，所述第一活性层设于所述第一集流体表面；

所述正极片设有第三凹部，所述第三凹部的底部为所述第一集流体，所述第三凹部的周侧为所述第一活性层；

所述第二正极极耳至少部分设于所述第三凹部内，所述第二正极极耳连接于所述第一集流体。

12.如权利要求10所述的电芯组件，其特征在于，

所述正极片具有：

第一卷绕起始端，所述第一卷绕起始端包括第一集流体；

第一卷绕末端，所述第一卷绕末端包括所述第一集流体；

所述第二正极极耳连接于所述第一卷绕起始端的所述第一集流体，或，所述第二正极极耳连接于所述第一卷绕末端的所述第一集流体。

13.如权利要求10所述的电芯组件，其特征在于，

还包括第二负极极耳，所述第二负极极耳电连接于所述负极片，所述第二负极极耳与所述第二正极极耳绝缘连接；

沿所述电芯组件的厚度方向上，所述第二负极极耳伸出于所述负极片的投影与所述第二正极极耳伸出于所述正极片的投影有重叠。

14.如权利要求13所述的电芯组件，其特征在于，沿所述电芯组件的厚度方向上，所述第二正极极耳伸出于所述正极片的投影面积为S2，所述第二正极极耳伸出于所述正极片的部分和所述第二负极极耳伸出于所述负极片部分的重叠面积为S3，其中，25%≤S3/S2≤100%。

15.如权利要求14所述的电芯组件，其特征在于，其中，40%≤S3/S2≤100%。

16.如权利要求14所述的电芯组件，其特征在于，其中，60%≤S3/S2≤100%。

17.如权利要求13所述的电芯组件，其特征在于，还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件至少部分设于所述第二正极极耳和所述第二负极极耳之间，所述第二正极极耳和所述第二负极极耳通过所述第二绝缘件绝缘连接。

18.如权利要求13所述的电芯组件，其特征在于，

所述负极片包括第二集流体和第二活性层，所述第二活性层设于所述第二集流体表面；

所述负极片设有第四凹部，所述第四凹部的底部为所述第二集流体，所述第四凹部的周侧为所述第二活性层；

所述第二负极极耳设于所述第四凹部内，所述第二负极极耳连接于所述第二集流体。

19.如权利要求13所述的电芯组件，其特征在于，

所述负极片具有：

第二卷绕起始端，所述第二卷绕起始端包括第二集流体；

第二卷绕末端，所述第二卷绕末端包括所述第二集流体；

所述第二负极极耳连接于所述第二卷绕起始端的所述第二集流体，或，所述第二负极极耳连接于所述第二卷绕末端的所述第二集流体。

20.如权利要求6所述的电芯组件，其特征在于，

所述第一正极极耳具有第一表面，所述第一表面位于背离所述第一凹部底部的一侧；

所述电芯组件还包括第一绝缘胶，所述第一绝缘胶贴覆于所述第一表面。

21.如权利要求7所述的电芯组件，其特征在于，

所述第一负极极耳具有第二表面，所述第二表面位于背离所述第二凹部底部的一侧；

所述电芯组件还包括第二绝缘胶，所述第二绝缘胶贴覆于所述第二表面。

22.如权利要求11所述的电芯组件，其特征在于，

所述第二正极极耳具有第三表面，所述第三表面位于背离所述第三凹部底部的一侧；

所述电芯组件还包括第三绝缘胶，所述第三绝缘胶贴覆于所述第三表面。

23.如权利要求18所述的电芯组件，其特征在于，

所述第二负极极耳具有第四表面，所述第四表面位于背离所述第四凹部底部的一侧；

所述电芯组件还包括第四绝缘胶，所述第四绝缘胶贴覆于所述第四表面。

24.一种电化学装置，其特征在于，包括如权利要求1-23任一项所述的电芯组件。

25.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求24所述的电化学装置。

Images