CN115020936B - 电极组件及其制造方法、电池单体、电池、用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电极组件及其制造方法、电池单体、电池、用电设备，属于电池技术领域。电极组件包括：绝缘容器，所述绝缘容器的一端具有开口；隔离膜，至少部分设置于所述绝缘容器内，且将所述绝缘容器的内部空间分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室均与所述开口连通；正极极片，容纳于所述第一腔室内，所述正极极片包括正极集流体和正极活性物质层；负极极片，容纳于所述第二腔室内，所述负极极片包括负极集流体和负极活性物质层。由该电极组件构成的电池单体，具有较高的生产效率。

Description

电极组件及其制造方法、电池单体、电池、用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电极组件及其制造方法、电池单体、电池、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，电极组件的制造过程繁琐，生产难度高，使得电池的生产效率较低。因此，寻求新的工艺及产品结构，以期提高电池的生产效率，是电池技术发展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电极组件及其制造方法、电池单体、电池、用电设备。由该电极组件构成的电池单体，具有较高的生产效率。

本申请是通过下述技术方案实现的：

第一方面，本申请提供了一种电极组件，包括：绝缘容器，所述绝缘容器的一端具有开口；隔离膜，至少部分设置于所述绝缘容器内，且将所述绝缘容器的内部空间分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室均与所述开口连通；正极极片，容纳于所述第一腔室内，所述正极极片包括正极集流体和正极活性物质层；负极极片，容纳于所述第二腔室内，所述负极极片包括负极集流体和负极活性物质层。

根据本申请实施例的电极组件，正极极片和负极极片分别容纳于第一腔室内和第二腔室内，结构简单，便于加工，具有较高的生产效率，生产成本较低。同时，相对于现有技术中在电极组件的外表面设置绝缘层的技术方案，本申请中，正极极片容纳于第一腔室内，负极极片容纳于第二腔室内，具有较好的绝缘效果，能够提高由该电极组件构成的电池单体的安全性，电极组件可以直接容纳于电池单体的壳体内，通过绝缘容器的设计，使得负极集流体和负极活性物质层的灌注成型、正极集流体和正极活性物质层的灌注成型成为可能，进而使得取消相关技术中活性物质层涂布、冷压等工艺成为可能，因此使得简化工艺，提高电池单体的装配效率成为可能。

根据本申请的一些实施例，所述隔离膜的部分边缘与所述绝缘容器连接。

在上述方案中，隔离膜的部分边缘与绝缘容器连接，以便于固定隔离膜，使得隔离膜对正极极片和负极极片具有较好的分隔效果。

根据本申请的一些实施例，所述正极集流体包括面向所述隔离膜的第一表面和背离所述隔离膜的第二表面，所述正极活性物质层设置于所述第一表面和所述隔离膜之间，所述第二表面与所述绝缘容器连接；和/或，所述负极集流体包括面向所述隔离膜的第三表面和背离所述隔离膜的第四表面，所述负极活性物质层设置于所述第三表面和所述隔离膜之间，所述第四表面与所述绝缘容器连接。

在上述方案中，正极集流体的第二表面与绝缘容器连接，以便于固定正极集流体，降低正极极片移动的风险，降低正极极片与负极极片接触短路的风险；负极集流体的第四表面与绝缘容器连接，以便于固定负极集流体，降低负极极片移动的风险，降低负极极片与正极极片接触短路的风险。

根据本申请的一些实施例，所述绝缘容器包括沿第一方向相对设置的第一绝缘件和第二绝缘件，所述第一绝缘件和所述第二绝缘件相互连接，以围成所述绝缘容器的内部空间，所述第一方向、所述正极集流体的厚度方向和所述负极集流体的厚度方向相互平行，所述第二表面与所述第一绝缘件连接，所述第四表面与所述第二绝缘件连接。

在上述方案中，第一绝缘件和第二绝缘件为绝缘容器的两个部分，便于加工成型，第一绝缘件和第二绝缘件围成绝缘容器的内部空间，以便于与隔离膜配合形成第一腔室和第二腔室，第二表面与第一绝缘件连接，便于实现正极集流体与第一绝缘件的连接，第四表面与第二绝缘件连接，便于实现负极集流体与第二绝缘件的连接。

根据本申请的一些实施例，所述第一绝缘件和所述第二绝缘件均与所述隔离膜连接。

在上述方案中，第一绝缘件和第二绝缘件均与隔离膜连接，以便于第一绝缘件与隔离膜形成第一腔室、第二绝缘件与隔离膜形成第二腔室。

根据本申请的一些实施例，所述第一绝缘件包括第一板体和第一翻边部，所述第二绝缘件包括第二板体和第二翻边部，所述第一板体和所述第二板体沿所述第一方向相对间隔设置，所述第一翻边部从所述第一板体的边缘向所述第二板体延伸，所述第二翻边部从所述第二板体的边缘向所述第一板体延伸，所述第一翻边部、所述第二翻边部和所述隔离膜相互连接。

在上述方案中，第一翻边部为第一绝缘件的翻边结构，通过第一翻边部与隔离膜连接，便于实现第一绝缘件与隔离膜的连接；第二翻边部为第二绝缘件的翻边结构，通过第二翻边部与隔离膜连接，便于实现第二绝缘件与隔离膜的连接。

根据本申请的一些实施例，所述绝缘容器包括沿第一方向相对设置的第一绝缘件和第二绝缘件，所述第一绝缘件和所述第二绝缘件相互连接，以围成所述绝缘容器的内部空间，所述第一方向、所述正极集流体的厚度方向和所述负极集流体的厚度方向相互平行。

在上述方案中，第一绝缘件和第二绝缘件为绝缘容器的两个组成部分，第一绝缘件和第二绝缘件相互连接围成绝缘容器的内部空间，便于加工成型。

根据本申请的一些实施例，所述电极组件还包括：正极极耳，与所述正极集流体电连接，沿第二方向，所述正极极耳凸出于所述正极集流体的第一边缘且从所述开口伸出，所述第二方向垂直于所述正极集流体的厚度方向和所述负极集流体的厚度方向，所述第一边缘靠近所述开口；负极极耳，与所述负极集流体电连接，沿所述第二方向，所述负极极耳凸出于所述负极集流体的第二边缘且从所述开口伸出，所述第二边缘靠近所述开口，所述第二方向为所述开口的朝向。

在上述方案中，正极极耳连接于正极集流体、并从开口伸出，负极极耳连接于负极集流体、并从开口伸出，以便于正极极耳和负极极耳与外部部件电连接，便于将电流引出。

根据本申请的一些实施例，沿所述第二方向，所述绝缘容器超出所述第一边缘，所述绝缘容器超出所述第一边缘的尺寸为h1，满足0＜h1≤5mm。

在上述方案中，绝缘容器沿第二方向超出第一边缘，并且绝缘容器超出第一边缘的尺寸满足上述范围，以使得绝缘容器对正极极片具有较好的绝缘效果。

根据本申请的一些实施例，沿所述第二方向，所述绝缘容器超出所述第二边缘，所述绝缘容器超出所述第二边缘的尺寸为h2，满足0＜h2≤5mm，且h1≥h2。

在上述方案中，绝缘容器沿第二方向超出第二边缘，并且超出的尺寸满足上述范围，以使得绝缘容器对负极极片具有较好的绝缘效果。

根据本申请的一些实施例，沿所述第二方向，所述负极活性物质层超出所述正极活性物质层。

在上述方案中，负极活性物质层超出正极活性物质层，能够降低析锂的风险，提高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，沿所述第二方向，所述正极集流体的尺寸为H1，所述负极集流体的尺寸为H2，满足H1＜H2。

在上述方案中，沿第二方向，负极集流体的尺寸大于正极集流体的尺寸，以便于负极活性物质层能够超出正极活性物质层，进而便于降低析锂的风险。

根据本申请的一些实施例，所述正极活性物质层的克容量为C1，单位为mAh/g；所述正极活性物质层的厚度为L1，单位为mm；所述正极活性物质层的高度为H3，单位为mm；所述正极活性物质层的宽度为M1，单位为mm；所述正极活性物质层的密度为N1，单位为mg/cm³；所述负极活性物质层的克容量为C2，单位为mAh/g；所述负极活性物质层的厚度为L2，单位为mm；所述负极活性物质层的高度为H4，单位为mm；所述负极活性物质层的宽度为M2，单位为mm；所述负极活性物质层的密度为N2，单位为mg/cm³；满足C2*L2*H4*M2*N2＞C1*L1*H3*M1*N1。

在上述方案中，上述的公式表示负极活性物质层的容量大于正极活性物质层的容量，降低析锂的风险。

根据本申请的一些实施例，所述绝缘容器的材质包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚甲醛树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯醚b中的至少一种。

在上述方案中，上述材质为硬质绝缘材料，具有较好的机械强度。

根据本申请的一些实施例，所述绝缘容器的材质的弹性模量为E，满足200MPa≤E≤20000MPa。

在上述方案中，绝缘容器的材质的弹性模量满足上述范围，绝缘容器具有较好的机械强度。

根据本申请的一些实施例，所述正极活性物质层为所述第一腔室内的灌注成型结构，所述负极活性物质层为所述第二腔室内的灌注成型结构。

在上述方案中，正极活性物质层和负极活性物质层由灌注方式成型，正极活性物质层和负极活性物质层的形成取消了相关技术中的料浆涂布、冷压等工艺，使得工艺简化成为可能。

根据本申请的一些实施例，所述正极活性物质层的孔隙率为30%~40%，所述负极活性物质层的孔隙率为30%~40%。

在上述方案中，正极活性物质层和负极活性物质层具有较大的孔隙率，便于金属离子的脱嵌及嵌入。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，包括上述任一方案提供的电极组件。

根据本申请实施例的电池单体，采用上述的电极组件，通过绝缘容器的设计，使得负极集流体和负极活性物质层的灌注成型、正极集流体和正极活性物质层的灌注成型成为可能，进而使得取消相关技术中活性物质层涂布、冷压等工艺成为可能，因此使得简化工艺，提高电池单体的装配效率成为可能，有利于提高电池单体的生产效率。

根据本申请的一些实施例，所述电极组件的数量为多个，多个所述电极组件沿第一方向层叠设置，所述第一方向、所述正极集流体的厚度方向和所述负极集流体的厚度方向相互平行。

在上述方案中，多个电极组件层叠设置，以使得电池单体具有较大的活性物质容量，具有较高的能量密度。

第三方面，本申请提供了一种电池，包括上述任一方案提供的电池单体。

第四方面，本申请提供了一种用电设备，包括上述任一方案提供的电池。

第五方面，本申请提供了一种电极组件的制造方法，包括：提供正极集流体、负极集流体、第一绝缘件、第二绝缘件和隔离膜；将所述正极集流体连接于所述第一绝缘件；将所述负极集流体连接于所述第二绝缘件；将所述第一绝缘件、所述隔离膜和所述第二绝缘件层叠设置，使所述隔离膜设置于所述正极集流体和所述负极集流体之间；将所述第一绝缘件的部分边缘、所述第二绝缘件的部分边缘和所述隔离膜的部分边缘相互连接，使所述第一绝缘件和所述第二绝缘件形成具有一端开口的绝缘容器，所述隔离膜将所述绝缘容器的内部空间分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室均与所述开口连通；通过所述开口向所述第一腔室内灌注正极活性物质，通过所述开口向所述第二腔室内灌注负极活性物质。

根据本申请实施例的电极组件的制造方法，通过第一绝缘件、第二绝缘件及隔离膜形成第一腔室和第二腔室，在第一腔室内灌注正极活性物质形成正极活性物质层，在第二腔室内灌注负极活性物质形成负极活性物质层，提供了一种新型的电极组件的制造方法，结构简单，无需活性物质涂布、冷压等工序，简化了成型工艺，提高了装配效率，提高了生产效率。

根据本申请的一些实施例，所述将所述第一绝缘件的部分边缘、所述第二绝缘件的部分边缘和所述隔离膜的部分边缘相互连接包括：将所述第一绝缘件的超出所述正极集流体的部分边缘折弯，将所述第二绝缘件的超出所述负极集流体的部分边缘折弯，将折弯后的所述第一绝缘件、折弯后的所述第二绝缘件以及所述隔离膜热熔。

在上述方案中，将第一绝缘件的超出正极集流体的部分边缘折弯，将第二绝缘件的超出负极集流体的部分边缘折弯，将折弯后的第一绝缘件、折弯后的第二绝缘件与隔离膜热熔，便于实现第一绝缘件和第二绝缘件与隔离膜的连接，便于成型第一腔室和第二腔室，操作简单。

根据本申请的一些实施例，所述电极组件的制造方法还包括：提供正极极耳和负极极耳；在所述将所述第一绝缘件、所述隔离膜和所述第二绝缘件层叠设置之前，将所述正极极耳焊接于所述正极集流体，将所述负极极耳焊接于所述负极集流体。

在上述方案中，正极极耳焊接于正极集流体、负极极耳焊接于负极集流体，便于将电流导出。在第一绝缘件、隔离膜和第二绝缘件装配前，将正极极耳焊接于正极集流体、将负极极耳焊接于负极集流体，以便于实现对正极极耳和负极极耳的固定，便于灌注正极活性物质和负极活性物质。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。

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电极组件的结构示意图；

图5为本申请一些实施例提供的电极组件的剖视图；

图6为本申请一些实施例提供的绝缘容器和隔离膜装配后的剖视图；

图7为本申请一些实施例提供的电极组件的剖视图；

图8为本申请一些实施例的电极组件的制造方法的示意性流程图。

图标：100-电池；10-箱体；11-第一子箱体；12-第二子箱体；20-电池单体；21-端盖；21a-电极端子；22-壳体；23-电极组件；231-绝缘容器；231a-开口；2311-第一腔室；2312-第二腔室；2313-第一绝缘件；23131-第一板体；23132-第一翻边部；2314-第二绝缘件；23141-第二板体；23142-第二翻边部；232-隔离膜；233-正极极片；2331-正极集流体；23311-第一表面；23312-第二表面；23313-第一边缘；23314-第三边缘；2332-正极活性物质层；234-负极极片；2341-负极集流体；23411-第三表面；23412-第四表面；23413-第二边缘；23414-第四边缘；2342-负极活性物质层；235-正极极耳；236-负极极耳；200-控制器；300-马达；1000-车辆；X-第一方向；Y-第三方向；Z-第二方向。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

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。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。

在本文中提及“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，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“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），除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。

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，正极活性物质层设置于正极集流体的表面，未设置正极活性物质层的正极集流体凸出于已设置正极活性物质层的正极集流体，未设置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，负极活性物质层设置于负极集流体的表面，未设置负极活性物质层的负极集流体凸出于已设置负极活性物质层的负极集流体，未设置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。

现有技术中，电极组件的成型过程包括：正极极片和负极极片的成型，以及正极极片、隔离膜和负极极片装配（如层叠、卷绕等）；其中，极片的成型包括：活性物质层涂布于集流体，涂布活性物质的集流体干燥、辊压，极耳分切等工艺，这些工艺繁琐，生产难度较高，导致极片的生产效率较低，进而使得电极组件的生产效率较低，导致电池单体的生产效率较低，影响电池的生产效率。

鉴于此，为了寻求新的工艺及产品结构，以期提高电池的生产效率，本申请提供了一种技术方案，隔离膜与绝缘容器配合，将绝缘容器的内部空间分隔为第一腔室和第二腔室，正极极片和负极极片分别设置于第一腔室内和第二腔室内，结构简单，便于加工，具有较高的生产效率，生产成本较低。同时，相对于现有技术中在电极组件的外表面设置绝缘层的技术方案，本申请中，第一腔室和第二腔室由隔离膜分隔而成，正极极片容纳于第一腔室内，负极极片容纳于第二腔室内，具有较好的绝缘效果，能够提高由该电极组件构成的电池单体的安全性，电极组件可以直接容纳于电池单体的壳体内，通过绝缘容器的设计，使得负极集流体和负极活性物质层的灌注成型、正极集流体和正极活性物质层的灌注成型成为可能，进而使得取消相关技术中活性物质层涂布、冷压等工艺成为可能，因此使得简化工艺，提高电池单体的装配效率成为可能。此外，本申请还提供了一种电极组件的制造方法，将正极集流体和负极集流体分别附着在两个绝缘件上，再将两个绝缘件和隔离膜连接形成具有一端开口的绝缘容器，隔离膜将绝缘容器的内部空间分隔为第一腔室和第二腔室，第一腔室和第二腔室分别与开口连通，通过开口向第一腔室内灌注正极活性物质，通过开口向第二腔室内灌注负极活性物质，该电极组件的制造方法，无需活性物质涂布、冷压等工序，工艺简单，降低了加工难度，提高了装配效率，提高了生产效率。

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。可以使用具备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的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一子箱体11和第二子箱体12，第一子箱体11与第二子箱体12相互盖合，第一子箱体11和第二子箱体12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二子箱体12可以为一端开口的空心结构，第一子箱体11可以为板状结构，第一子箱体11盖合于第二子箱体12的开口侧，以使第一子箱体11与第二子箱体12共同限定出容纳空间；第一子箱体11和第二子箱体12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一子箱体11的开口侧盖合于第二子箱体12的开口侧。当然，第一子箱体11和第二子箱体12形成的箱体10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20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20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10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20之间的电连接。

其中，每个电池单体20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。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。本申请实施例以电池单体20为长方体为例进行介绍。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以及其他的功能性部件。

端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，端盖21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21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子21a等的功能性部件。电极端子21a可以用于与电极组件23电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖21上还可以设置有用于在电池单体20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21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21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖21和壳体22一体化，具体地，端盖21和壳体22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22的内部时，再使端盖21盖合壳体22。壳体22可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22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。

电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜，隔膜用于分隔正极极片和负极极片，以避免正极极片和负极极片内接短路。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件23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，极耳连接电极端子以形成电流回路。

根据本申请的一些实施例，参照图4，图4为本申请一些实施例提供的电极组件的结构示意图，图5为本申请一些实施例提供的电极组件的剖视图，图6为本申请一些实施例提供的绝缘容器和隔离膜装配后的剖视图，图7为本申请一些实施例提供的电极组件的剖视图，其中，图5为垂直于Y方向的平面截得的剖视图，图7为垂直于Z方向的平面截得的剖视图。本申请提供了一种电极组件23，该电极组件23包括绝缘容器231、隔离膜232、正极极片233和负极极片234，绝缘容器231的一端具有开口231a；至少部分隔离膜232设置于绝缘容器231内，且将绝缘容器231的内部空间分隔为第一腔室2311和第二腔室2312，第一腔室2311和第二腔室2312均与开口231a连通；正极极片233容纳于第一腔室2311内，正极极片233包括正极集流体2331和正极活性物质层2332；负极极片234容纳于第二腔室2312内，负极极片234包括负极集流体2341和负极活性物质层2342。

绝缘容器231是具有绝缘功能的容器，绝缘容器231的一端具有开口231a。

至少部分隔离膜232设置于绝缘容器231内，可以为部分隔离膜232位于绝缘容器231内，另一部分隔离膜232位于绝缘容器231外；或者，也可以为隔离膜232整体位于绝缘容器231内。

隔离膜232为具有绝缘功能的膜，隔离膜232能够允许金属离子通过，以便于金属离子在正极极片233和负极极片234之间移动。

隔离膜232将绝缘容器231的内部空间分隔为第一腔室2311和第二腔室2312，第一腔室2311和第二腔室2312均与开口231a连通，换句话说，隔离膜232可以将绝缘容器231的开口231a分为对应第一腔室2311的第一子开口和对应第二腔室2312的第二子开口，第一腔室2311与第一子开口连通，第二腔室2312与第二子开口连通。

根据本申请实施例的电极组件23，正极极片233和负极极片234分别容纳于第一腔室2311内和第二腔室2312内，结构简单，便于加工，具有较高的生产效率，生产成本较低。同时，正极极片233容纳于第一腔室2311内，负极极片234容纳于第二腔室2312内，具有较好的绝缘效果，能够提高由电极组件23构成的电池单体20的安全性；并且，相对于现有技术中在电极组件23的外表面设置绝缘层的技术方案，本申请的电极组件23可以直接容纳于电池单体20的壳体内，通过绝缘容器231的设计，使得负极集流体2341和负极活性物质层2342的灌注成型、正极集流体2331和正极活性物质层2332的灌注成型成为可能，进而使得取消相关技术中活性物质层涂布、冷压等工艺成为可能，因此使得简化工艺，提高电池单体20的装配效率成为可能。

根据本申请的一些实施例，隔离膜232的部分边缘与绝缘容器231连接。

隔离膜232的部分边缘与绝缘容器231连接，其余部分边缘不与绝缘容器231连接。例如，隔离膜232的靠近或与绝缘容器231的开口231a对应的边缘并未与绝缘容器231连接，以便于第一腔室2311和第二腔室2312均与该开口231a连接，并且，第一腔室2311的第一子开口和第二腔室2312的第二子开口均可以具有较大的尺寸。在一些实施例中，隔离膜232的部分边缘还可以伸出绝缘容器231且位于绝缘容器231的外部。

隔离膜232的部分边缘与绝缘容器231连接，以便于固定隔离膜232，使得隔离膜232对正极极片233和负极极片234具有较好的分隔效果。

根据本申请的一些实施例，如图7所示，正极集流体2331包括面向隔离膜232的第一表面23311和背离隔离膜232的第二表面23312，正极活性物质层2332设置于第一表面23311和隔离膜232之间，第二表面23312与绝缘容器231连接；和/或，负极集流体2341包括面向隔离膜232的第三表面23411和背离隔离膜232的第四表面23412，负极活性物质层2342设置于第三表面23411和隔离膜232之间，第四表面23412与绝缘容器231连接。

第一表面23311和第二表面23312可以为正极集流体2331的厚度方向的相对的两个表面，正极集流体2331的厚度方向可以与隔离膜232的厚度方向平行。

正极活性物质层2332设置于第一表面23311和隔离膜232之间，第二表面23312与绝缘容器231连接，正极活性物质层2332能够与负极极片234的负极活性物质层2342对应，以便于金属离子在正极极片233和负极极片234之间移动。

第二表面23312与绝缘容器231的连接方式可以为，第二表面23312可以与绝缘容器231热熔复合，或者，第二表面23312可以与绝缘容器231通过胶粘接。

第三表面23411和第四表面23412可以为负极集流体2341的厚度方向的相对的两个表面，负极集流体2341的厚度方向可以与隔离膜232的厚度方向平行。

负极活性物质层2342设置于第三表面23411和隔离膜232之间，第四表面23412与绝缘容器231连接，负极活性物质层2342能够与正极极片233的正极活性物质层2332对应，以便于金属离子在负极极片234和正极极片233之间移动。

第四表面23412与绝缘容器231的连接方式可以为，第四表面23412可以与绝缘容器231热熔复合，或者，第四表面23412可以与绝缘容器231通过胶粘接。

在上述方案中，在正极活性物质层2332设置于第一表面23311和隔离膜232之间、第二表面23312与绝缘容器231连接的实施例中，第二表面23312与绝缘容器231连接，以便于固定正极集流体2331，降低正极极片233移动的风险，降低正极极片233与负极极片234接触短路的风险。在负极活性物质层2342设置于第三表面23411和隔离膜232之间、第四表面23412与绝缘容器231连接的实施例中，第四表面23412与绝缘容器231连接，以便于固定负极集流体2341，降低负极极片234移动的风险，降低负极极片234与正极极片233接触短路的风险。在正极集流体2331的第二表面23312与绝缘容器231连接、且负极集流体2341的第四表面23412与绝缘容器231连接的实施例中，正极活性物质层2332面向负极活性物质层2342设置，正极活性物质层2332和负极活性物质层2342通过隔离膜232分隔，金属离子可以穿过隔离膜232在正极极片233和负极极片234之间移动，便于电能的传输。

根据本申请的一些实施例，如图6和图7所示，绝缘容器231包括沿第一方向X相对设置的第一绝缘件2313和第二绝缘件2314，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314相互连接，以围成绝缘容器231的内部空间，第一方向X、正极集流体2331的厚度方向和负极集流体2341的厚度方向相互平行，第二表面23312与第一绝缘件2313连接，第四表面23412与第二绝缘件2314连接。

图中，字母X所指示的方向为第一方向。第一方向X可以与隔离膜232的厚度方向平行，另外，第一方向X可以与电极组件23的厚度方向平行。第一方向X还可以与正极活性物质层2332的厚度方向和负极活性物质层2342的厚度方向相互平行。

在上述方案中，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314为绝缘容器231的两个部分，便于加工成型，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314围成绝缘容器231的内部空间，以便于与隔离膜232配合形成第一腔室2311和第二腔室2312，第二表面23312与第一绝缘件2313连接，便于实现正极集流体2331与第一绝缘件2313的连接，第四表面23412与第二绝缘件2314连接，便于实现负极集流体2341与第二绝缘件2314的连接。

在一些实施例中，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314可以热熔于一体，或者，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314可以一体成型。

根据本申请的一些实施例，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314均与隔离膜232连接。

为了便于实现第一绝缘件2313、第二绝缘件2314和隔离膜232的连接，三者可以热熔连接，例如，第一绝缘件2313、第二绝缘件2314及隔离膜232可以同时热熔连接，也可以为第一绝缘件2313和第二绝缘件2314中一者先与隔离膜232热熔连接，然后，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314中另一者与隔离膜232热熔连接。

在上述方案中，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314均与隔离膜232连接，以便于第一绝缘件2313与隔离膜232形成第一腔室2311、第二绝缘件2314与隔离膜232形成第二腔室2312。

根据本申请的一些实施例，如图6和图7所示，第一绝缘件2313包括第一板体23131和第一翻边部23132，第二绝缘件2314包括第二板体23141和第二翻边部23142，第一板体23131和第二板体23141沿第一方向X相对间隔设置，第一翻边部23132从第一板体23131的边缘向第二板体23141延伸，第二翻边部23142从第二板体23141的边缘向第一板体23131延伸，第一翻边部23132、第二翻边部23142和隔离膜232相互连接。

第一板体23131可以呈板状，第一翻边部23132为第一绝缘件2313的翻边结构，第一翻边部23132位于第一板体23131的边缘，且从第一板体23131的边缘向第二板体23141延伸，例如，第一翻边部23132可以沿第一方向X朝向第二板体23141延伸。第一翻边部23132与第一板体23131呈夹角设置，第一翻边部23132与第一板体23131之间的角度可以为85°~95°，可选地，第一翻边部23132与第一板体23131之间的角度可以为90°。

第二板体23141可以呈板状，第二翻边部23142为第二绝缘件2314的翻边结构，第二翻边部23142位于第二板体23141的边缘，且从第二板体23141的边缘向第一板体23131延伸，例如，第二翻边部23142可以沿第一方向X朝向第一板体23131延伸。第二翻边部23142与第二板体23141呈夹角设置，第二翻边部23142与第二板体23141之间的角度可以为85°~95°，可选地，第二翻边部23142与第二板体23141之间的角度可以为90°。

第一翻边部23132设置于第一板体23131的部分边缘，第二翻边部23142设置于第二板体23141的部分边缘，第一板体23131的未设置第一翻边部23132的边缘与第二板体23141的未设置第二翻边部23142的边缘限定出绝缘容器231的开口231a。

在上述方案中，第一翻边部23132为第一绝缘件2313的翻边结构、且第一翻边部23132朝向第二板体23141延伸，通过第一翻边部23132与隔离膜232连接，便于实现第一绝缘件2313与隔离膜232的连接；第二翻边部23142为第二绝缘件2314的翻边结构、且第二翻边部23142朝向第一板体23131延伸，通过第二翻边部23142与隔离膜232连接，便于实现第二绝缘件2314与隔离膜232的连接。

根据本申请的一些实施例，如图6和图7所示，绝缘容器231包括沿第一方向X相对设置的第一绝缘件2313和第二绝缘件2314，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314相互连接，以围成绝缘容器231的内部空间，第一方向X、正极集流体2331的厚度方向和负极集流体2341的厚度方向相互平行。

第一绝缘件2313和第二绝缘件2314为绝缘容器231的两个组成部分，第一绝缘件2313和第二绝缘件2314围成绝缘容器231的内部空间，便于加工成型，降低加工难度。

根据本申请的一些实施例，如图4和图5所示，电极组件23还包括正极极耳235和负极极耳236，正极极耳235与正极集流体2331电连接，沿第二方向Z，正极极耳235凸出于正极集流体2331的第一边缘23313且从开口231a伸出，第二方向Z垂直于正极集流体2331的厚度方向和负极集流体2341的厚度方向，第一边缘23313靠近开口231a；负极极耳236与负极集流体2341电连接，沿第二方向Z，负极极耳236凸出于负极集流体2341的第二边缘23413且从开口231a伸出，第二边缘23413靠近开口231a，第二方向Z为开口231a的朝向。

图中，字母Z所指示的方向为第二方向。第二方向Z垂直于正极集流体2331的厚度方向和负极集流体2341的厚度方向，也即第二方向Z垂直于第一方向X。第二方向Z可以与电极组件23的高度方向平行，另外，第二方向Z也可以与正极活性物质层2332的高度方向和负极活性物质层2342的高度方向平行。

正极极耳235和负极极耳236为电极组件23的用于将电能导出的部件。正极极耳235的材质可以铝，负极极耳236的材质可以为镍、铜镀镍等。

正极集流体2331还可以包括第三边缘23314，第三边缘23314和第一边缘23313为正极集流体2331在第二方向Z上的相对设置的两个边缘，第一边缘23313相对于第二边缘23413靠近绝缘容器231的开口231a。

沿第二方向Z，正极极耳235凸出于正极集流体2331的第一边缘23313且从开口231a伸出，也即，正极极耳235的一端位于绝缘容器231的内部，正极极耳235的另一端位于绝缘容器231的外部。

负极集流体2341还可以包括第四边缘23414，第四边缘23414和第二边缘23413为负极集流体2341在第二方向Z上的相对设置的两个边缘，第二边缘23413相对于第四边缘23414靠近绝缘容器231的开口231a。

沿第二方向Z，负极极耳236凸出于负极集流体2341的第二边缘23413且从开口231a伸出，也即，负极极耳236的一端位于绝缘容器231的内部，负极极耳236的另一端位于绝缘容器231的外部。

在上述方案中，正极极耳235连接于正极集流体2331、并从开口231a伸出，负极极耳236连接于负极集流体2341、并从开口231a伸出，以便于正极极耳235和负极极耳236与外部部件电连接，便于将电流引出。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，沿第二方向Z，绝缘容器231超出第一边缘23313，绝缘容器231超出第一边缘23313的尺寸为h1，满足0＜h1≤5mm。

可选地，绝缘容器231超出第一边缘23313的尺寸h1可以为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等。

绝缘容器231沿第二方向Z超出第一边缘23313，并且绝缘容器231超出第一边缘23313的尺寸h1满足上述范围，以使得绝缘容器231对正极极片233具有较好的绝缘效果。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，沿第二方向Z，绝缘容器231超出第二边缘23413，绝缘容器231超出第二边缘23413的尺寸为h2，满足0＜h2≤5mm，且h1≥h2。

可选地，绝缘容器231超出第二边缘23413的尺寸h2可以为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm等。

在上述方案中，绝缘容器231沿第二方向Z超出第二边缘23413，并且超出的尺寸满足上述范围，以使得绝缘容器231对负极极片234具有较好的绝缘效果。当绝缘容器231超出第一边缘23313和第二边缘23413时，绝缘容器231在第二方向Z上的尺寸大于正极极片233在第二方向Z上的尺寸和负极极片234在第二方向Z上的尺寸，绝缘容器231对正极极片233和负极极片234均具有较好的绝缘效果。同时，当h1＞h2时，沿第二方向Z，负极集流体2341超出正极集流体2331，负极集流体2341上的负极活性物质层2342可以设置的较多，负极活性物质层2342可以超出正极活性物质层2332，便于降低析锂的风险。

根据本申请的一些实施例，沿第二方向Z，负极活性物质层2342超出正极活性物质层2332。

沿第二方向Z，负极活性物质层2342超出正极活性物质层2332，负极活性物质层2342的尺寸大于正极活性物质层2332的尺寸，能够降低析锂的风险，提高电极组件23构成的电池单体20的安全性。

根据本申请的一些实施例，如图5所示，沿第二方向Z，正极集流体2331的尺寸为H1，负极集流体2341的尺寸为H2，满足H1＜H2。

沿第二方向Z，正极集流体2331的尺寸为H1，也即，正极集流体2331在第二方向Z上的尺寸为H1。

沿第二方向Z，负极集流体2341的尺寸为H2，也即，负极集流体2341在第二方向Z上的尺寸为H2。

在上述方案中，沿第二方向Z，负极集流体2341的尺寸大于正极集流体2331的尺寸，以便于负极活性物质层2342能够超出正极活性物质层2332，进而便于降低析锂的风险。

根据本申请的一些实施例，正极集流体2331的第三边缘23314与负极集流体2341的第四边缘23414可以齐平。此时，沿第二方向Z，负极集流体2341的尺寸与正极集流体2331的尺寸差值，可以为第四边缘23414超出第三边缘23314的尺寸。

根据本申请的一些实施例，沿第三方向Y，正极集流体2331的尺寸可以与负极集流体2341的尺寸相同，正极活性物质层2332的尺寸可以与负极活性物质层2342的尺寸相同；第三方向Y、第二方向Z和第一方向X两两垂直。

图中，字母Y所指示的方向为第三方向。第三方向Y可以与正极集流体2331的宽度方向和负极集流体2341的宽度方向相互平行，也即，第三方向Y可以与正极活性物质层2332的宽度方向和负极活性物质层2342的宽度方向相互平行。

根据本申请的一些实施例，如图5和图7所示，正极活性物质层2332的克容量为C1，单位为mAh/g；正极活性物质层2332的厚度为L1，单位为mm；正极活性物质层2332的高度为H3，单位为mm；正极活性物质层2332的宽度为M1，单位为mm；正极活性物质层2332的密度为N1，单位为mg/cm³；负极活性物质层2342的克容量为C2，单位为mAh/g；负极活性物质层2342的厚度为L2，单位为mm；负极活性物质层2342的高度为H4，单位为mm；负极活性物质层2342的宽度为M2，单位为mm；负极活性物质层2342的密度为N2，单位为mg/cm³；满足C2*L2*H4*M2*N2＞C1*L1*H3*M1*N1。

正极活性物质层2332的厚度L1为正极活性物质层2332在第一方向X上的尺寸；正极活性物质层2332的高度H3为正极活性物质层2332在第二方向Z上的尺寸；正极活性物质层2332的宽度M1为正极活性物质层2332在第三方向Y上的尺寸。

负极活性物质层2342的厚度L2为负极活性物质层2342在第一方向X上的尺寸；负极活性物质层2342的高度H4为负极活性物质层2342在第二方向Z上的尺寸；负极活性物质层2342的宽度M2为负极活性物质层2342在第三方向Y上的尺寸。

上述公式中，C1*L1*H3*M1*N1可以为正极活性物质层2332的容量，C2*L2*H4*M2*N2可以为负极活性物质层2342的容量。

在上述方案中，负极活性物质层2342的容量大于正极活性物质层2332的容量，降低析锂的风险。

根据本申请的一些实施例，绝缘容器231的材质包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚甲醛树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯醚b中的至少一种。

在上述方案中，上述材质为硬质绝缘材料，具有较好的机械强度。

根据本申请的一些实施例，绝缘容器231的绝缘性能要求为：使用高压耐压测试或高阻计测试，500V高压下放电时间60s阻值均大于或等于1Gohm。

根据本申请的一些实施例，绝缘容器231的材质的弹性模量为E，满足200MPa≤E≤20000MPa。

在上述方案中，绝缘容器231的材质的弹性模量满足上述范围，绝缘容器231具有较好的机械强度。

弹性模量是材料在弹性变形阶段，其应力和应变成正比例关系（即符合胡克定律），可以通过拉伸强度试验测得弹性模量。弹性模量的测量方法为：取一定宽度的待测样品，将样品对中夹持于拉力机的上下两个夹头中，样品的中心线与拉力机的夹头的中心线保持一致。设置一定的运行速度对样品连续加载，连续记录样品的载荷-位移曲线。

拉伸强度按如下公式计算：

其中：

σ：拉伸强度，单位为兆帕（Mpa）;

Fmax：样品破坏前所承受的最大载荷，单位为牛顿（N）；

w：样品宽度，单位为毫米（mm）；

h：样品厚度单位为毫米（mm）。

可选地，绝缘容器231的材质的弹性模量E可以为200MPa、500MPa、1000MPa、2000MPa、5000MPa、10000MPa、15000MPa或20000MPa等。

根据本申请的一些实施例，正极活性物质层2332为第一腔室2311内的灌注成型结构，负极活性物质层2342为第二腔室2312内的灌注成型结构。

正极活性物质层2332为灌注成型结构，换句话说，正极活性物质浆料灌注于第一腔室2311内后凝固形成正极活性物质层2332。同理，负极活性物质层2342为灌注成型结构，换句话说，负极活性物质浆料灌注于第二腔室2312内后凝固形成负极活性物质层2342。

在上述方案中，正极活性物质层2332和负极活性物质层2342由灌注方式成型，正极活性物质层2332和负极活性物质层2342的形成取消了相关技术中的浆料涂布、冷压等工艺，使得工艺简化成为可能。

根据本申请的一些实施例，正极活性物质层2332的孔隙率为30~40%，负极活性物质层2342的孔隙率为30~40%。

孔隙率是指材料内部孔隙的体积占材料总体积的百分率。孔隙率的测量方法为：将样品冲压为一定半径的小圆片，记录装样片数与样品厚度，使用美国麦克仪器公司的全自动真密度测试仪AccuPycII1340测试，获得样品的真实体积。孔隙率按如下公式计算：

其中：

ρ：孔隙率;

P ₁：实测得到的样品的真实体积，单位为立方毫米（m³）；

n：装样片数，单位为毫米（mm）；

r：小圆片的半径，单位为毫米（mm）；

m：样品厚度，单位为毫米（mm）；

ms：样品中集流体和绝缘层的厚度，单位为毫米（mm）。

在上述方案中，正极活性物质层2332和负极活性物质层2342具有较大的孔隙率，便于金属离子的脱嵌及嵌入。

可选地，正极活性物质层2332的孔隙率可以为30%、32%、35%、38%或40%等；负极活性物质层2342的孔隙率可以为30%、32%、35%、38%或40%等。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池单体20，包括前述各实施例中的电极组件23。

根据本申请实施例的电池单体20，采用上述的电极组件23，通过绝缘容器231的设计，使得负极集流体2341和负极活性物质层2342的灌注成型、正极集流体2331和正极活性物质层2332的灌注成型成为可能，进而使得取消相关技术中活性物质层的涂布、冷压等工艺成为可能，因此使得简化工艺，提高电池单体20的装配效率成为可能，有利于提高电池单体20的生产效率。

根据本申请的一些实施例，如图3所示，电极组件23的数量为多个，多个电极组件23沿第一方向X层叠设置，第一方向X、正极集流体2331的厚度方向和负极集流体2341的厚度方向相互平行。

多个电极组件23沿第一方向X层叠设置，相邻的两个电极组件23可以胶粘于一体，也可以将相邻的两个电极组件23的绝缘容器231热熔连接，或者，相邻的两个电极组件23的绝缘容器231共用一个壁。

在上述方案中，多个电极组件23层叠设置，以使得电池单体20具有较大的活性物质容量，具有较高的能量密度。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池100，包括前述各实施例中的电池单体20。

电池100包括箱体10和多个电池单体20，多个电池单体20设置于箱体10内。

该电池100采用上述的电池单体20，结构简单，便于装配，提高了电池的生产效率。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电设备，包括前述各实施例中的电池100。

电池100为用电设备提供电能。用电设备为上述任一应用电池的设备或系统。

上文描述了本申请实施例的电极组件23、电池单体20、电池及用电设备，下面将描述本申请实施例的电极组件23的制造方法，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。

图8示出了本申请一些实施例的电极组件的制造方法的示意性流程图。根据本申请的一些实施例，如图8所示，本申请还提供了一种电极组件的制造方法，该电极组件的制造方法包括：

S310，提供正极集流体2331、负极集流体2341、第一绝缘件2313、第二绝缘件2314和隔离膜232；

S320，将正极集流体2331连接于第一绝缘件2313；

S330，将负极集流体2341连接于第二绝缘件2314；

S340，将第一绝缘件2313、隔离膜232和第二绝缘件2314层叠设置，使隔离膜232设置于正极集流体2331和负极集流体2341之间；

S350，将第一绝缘件2313的部分边缘、第二绝缘件2314的部分边缘和隔离膜232的部分边缘相互连接，使第一绝缘件2313和第二绝缘件2314形成具有一端开口231a的绝缘容器231，隔离膜232将绝缘容器231的内部空间分隔为第一腔室2311和第二腔室2312，第一腔室2311和第二腔室2312均与开口231a连通；

S360，通过开口231a向第一腔室2311内灌注正极活性物质，通过开口231a向第二腔室2312内灌注负极活性物质。

需要指出的是，上述方法中的“步骤S320”和“步骤S330”的顺序可以调整，例如，可以依次进行“步骤S320”、“步骤S330”，或者，可以依次进行“步骤S330”、“步骤S320”，又或者，可以同步进行“步骤S320”和“步骤S330”。

上述“步骤S340，将第一绝缘件2313、隔离膜232和第二绝缘件2314层叠设置”中，第一绝缘件2313连接有正极集流体2331，正极集流体2331的第二表面23312连接于第一绝缘件2313，第二绝缘件2314连接有负极集流体2341，负极集流体2341的第四表面23412连接于第二绝缘件2314，正极集流体2331的第一表面23311与负极集流体2341的第三表面23411相对设置。

根据本申请实施例的电极组件23的制造方法，通过第一绝缘件2313、第二绝缘件2314及隔离膜232形成第一腔室2311和第二腔室2312，在第一腔室2311内灌注正极活性物质形成正极活性物质层2332，在第二腔室2312内灌注负极活性物质形成负极活性物质层2342，提供了一种新型的电极组件23的制造方法，结构简单，无需活性物质涂布、冷压等工序，简化了成型工艺，提高了装配效率，提高了生产效率。

根据本申请的一些实施例，在“步骤S360”之后，电极组件23的制造方法还包括：S370，正极活性物质凝固形成正极活性物质层2332，负极活性物质凝固形成负极活性物质层2342。在正极活性物质凝固形成正极活性物质层2332、负极活性物质凝固形成负极活性物质层2342的过程中，可以为在室温下进行，也可以对正极活性物质和负极活性物质加热，促进正极活性物质凝固和促进负极活性物质凝固。

根据本申请的一些实施例，将第一绝缘件2313的部分边缘、第二绝缘件2314的部分边缘和隔离膜232的部分边缘相互连接包括：将第一绝缘件2313的超出正极集流体2331的部分边缘折弯，将第二绝缘件2314的超出负极集流体2341的部分边缘折弯，将折弯后的第一绝缘件2313、折弯后的第二绝缘件2314以及隔离膜232热熔。

将第一绝缘件2313的超出正极集流体2331的部分边缘折弯，折弯的部分形成第一翻边部23132，将第二绝缘件2314的超出负极集流体2341的部分边缘折弯，折弯的部分形成第二翻边部23142；第一翻边部23132、第二翻边部23142及隔离膜232热熔。

需要指出的是，第一绝缘件2313仅部分超出正极集流体2331的边缘折弯，第二绝缘件2314仅部分超出负极集流体2341的边缘折弯。例如，在第三方向Y上，第一绝缘件2313的超出正极集流体2331的两侧的边缘折弯，第二绝缘件2314的超出负极集流体2341的两侧的边缘折弯；在第二方向Z上，第一绝缘件2313的超出正极集流体2331的一侧的边缘折弯，第二绝缘件2314的超出负极集流体2341的一侧的边缘折弯，第一绝缘件2313的超出正极集流体2331的另一侧的边缘和第二绝缘件2314的超出负极集流体2341的另一侧的边缘均不折弯，以限定出绝缘容器231的开口231a。

在上述方案中，将第一绝缘件2313的超出正极集流体2331的部分边缘折弯，将第二绝缘件2314的超出负极集流体2341的部分边缘折弯，将折弯后的第一绝缘件2313、折弯后的第二绝缘件2314与隔离膜232热熔，便于实现第一绝缘件2313和第二绝缘件2314与隔离膜232的连接，便于成型第一腔室2311和第二腔室2312，操作简单。

根据本申请的一些实施例，第一绝缘件2313可以成型为具有第一翻边部23132的结构，第二绝缘件2314可以成型为具有第二翻边部23142的结构，以省去将第一绝缘件2313的部分边缘折弯、将第二绝缘件2314的部分边缘折弯的步骤。

根据本申请的一些实施例，电极组件23的制造方法还包括：

S370，提供正极极耳235和负极极耳236；

S380，在将第一绝缘件2313、隔离膜232和第二绝缘件2314层叠设置之前，将正极极耳235焊接于正极集流体2331，将负极极耳236焊接于负极集流体2341。

也即，在“步骤S340”之前，进行“步骤S380，将正极极耳235焊接于正极集流体2331，将负极极耳236焊接于负极集流体2341”。

“步骤S370”可以位于“步骤S310”、“步骤S320”及“步骤S330”之后，“步骤S370”与“步骤S310”、“步骤S320”及“步骤S330”的顺序并不唯一，例如，可以依次进行“步骤S310”、“步骤S320”、“步骤S330”、“步骤S370”；或者，可以依次进行“步骤S370”、“步骤S310”、“步骤S320”、“步骤S330”。

其中，“步骤S380”位于“步骤S320”和“步骤S330”之后，当正极集流体2331连接于第一绝缘件2313、负极集流体2341连接于第二绝缘件2314之后，将正极极耳235焊接于正极集流体2331、负极极耳236焊接于负极集流体2341。

正极极耳235与正极集流体2331体可以通过辊焊的方式焊接，负极极耳236与负极集流体2341可以通过辊焊的方式焊接。正极极耳235和负极极耳236可以为箔材。

在上述方案中，正极极耳235焊接于正极集流体2331、负极极耳236焊接于负极集流体2341，便于将电流导出。在第一绝缘件2313、隔离膜232和第二绝缘件2314装配前，将正极极耳235焊接于正极集流体2331、将负极极耳236焊接于负极集流体2341，以便于实现对正极极耳235和负极极耳236的固定，便于灌注正极活性物质和负极活性物质。

根据本申请的一些实施例，参见图3至图7，本申请提供了一种电极组件23，该电极组件23包括绝缘容器231、隔离膜232、正极极片233、负极极片234、正极极耳235和负极极耳236。绝缘容器231的一端具有开口231a，隔离膜232设置于绝缘容器231内。绝缘容器231包括第一绝缘件2313和第二绝缘件2314，第一绝缘件2313包括第一板体23131和第一翻边部23132，第二绝缘件2314包括第二板体23141和第二翻边部23142，第一板体23131和第二板体23141沿第一方向X相对间隔设置，正极集流体2331的第二表面23312与第一绝缘件2313的第一板体23131连接，负极集流体2341的第四表面23412与第二绝缘件2314的第二板体23141连接；第一翻边部23132从第一板体23131的边缘向第二板体23141延伸，第二翻边部23142从第二板体23141的边缘向第一板体23131延伸，第一翻边部23132、第二翻边部23142和隔离膜232相互热熔连接，以围成绝缘容器231的内部空间，且绝缘容器231的一端具有开口231a，隔离膜232将绝缘容器231的内部空间分隔为第一腔室2311和第二腔室2312，第一腔室2311和第二腔室2312均与开口231a连通，正极集流体2331位于第一腔室2311内，负极集流体2341位于第二腔室2312内。正极极耳235与正极集流体2331电连接，并从开口231a伸出，负极极耳236与负极集流体2341电连接，并从开口231a伸出。正极活性物质层2332设置于正极集流体2331的面向隔离膜232的一侧，负极活性物质层2342设置于负极集流体2341的面向隔离膜232的一侧。正极活性物质层2332为第一腔室2311内的灌注成型结构，负极活性物质层2342为第二腔室2312内的灌注成型结构。

根据本申请实施例的电极组件23，正极极片233容纳于第一腔室2311内，负极极片234容纳于第二腔室2312内，正极活性物质层2332和负极活性物质层2342为灌注成型结构，无需活性物质涂布，结构简单，便于加工，具有较高的生产效率，生产成本较低。相对于现有技术中在电极组件23的外表面设置绝缘层的技术方案，本申请中，正极极片233容纳于第一腔室2311内，负极极片234容纳于第二腔室2312内，具有较好的绝缘效果，能够提高由电极组件23构成的电池单体20的安全性，电极组件23可以直接容纳于电池单体20的壳体内，简化了工艺，提高了电池单体20的装配效率。

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 (23)

1.一种电池单体，其特征在于，包括端盖、壳体和电极组件，所述端盖盖合于所述壳体的开口，所述电极组件设置于所述壳体内，所述电极组件包括：

绝缘容器，所述绝缘容器的一端具有开口；

隔离膜，至少部分设置于所述绝缘容器内，且将所述绝缘容器的内部空间分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室均与所述开口连通；

正极极片，容纳于所述第一腔室内，所述正极极片包括正极集流体和正极活性物质层；

负极极片，容纳于所述第二腔室内，所述负极极片包括负极集流体和负极活性物质层。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述隔离膜的部分边缘与所述绝缘容器连接。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述正极集流体包括面向所述隔离膜的第一表面和背离所述隔离膜的第二表面，所述正极活性物质层设置于所述第一表面和所述隔离膜之间，所述第二表面与所述绝缘容器连接；和/或，

所述负极集流体包括面向所述隔离膜的第三表面和背离所述隔离膜的第四表面，所述负极活性物质层设置于所述第三表面和所述隔离膜之间，所述第四表面与所述绝缘容器连接。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘容器包括沿第一方向相对设置的第一绝缘件和第二绝缘件，所述第一绝缘件和所述第二绝缘件相互连接，以围成所述绝缘容器的内部空间，所述第一方向、所述正极集流体的厚度方向和所述负极集流体的厚度方向相互平行，所述第二表面与所述第一绝缘件连接，所述第四表面与所述第二绝缘件连接。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第一绝缘件和所述第二绝缘件均与所述隔离膜连接。

6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述第一绝缘件包括第一板体和第一翻边部，所述第二绝缘件包括第二板体和第二翻边部，所述第一板体和所述第二板体沿所述第一方向相对间隔设置，所述第一翻边部从所述第一板体的边缘向所述第二板体延伸，所述第二翻边部从所述第二板体的边缘向所述第一板体延伸，所述第一翻边部、所述第二翻边部和所述隔离膜相互连接。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘容器包括沿第一方向相对设置的第一绝缘件和第二绝缘件，所述第一绝缘件和所述第二绝缘件相互连接，以围成所述绝缘容器的内部空间，所述第一方向、所述正极集流体的厚度方向和所述负极集流体的厚度方向相互平行。

8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括：

正极极耳，与所述正极集流体电连接，沿第二方向，所述正极极耳凸出于所述正极集流体的第一边缘且从所述开口伸出，所述第二方向垂直于所述正极集流体的厚度方向和所述负极集流体的厚度方向，所述第一边缘靠近所述开口；

负极极耳，与所述负极集流体电连接，沿所述第二方向，所述负极极耳凸出于所述负极集流体的第二边缘且从所述开口伸出，所述第二边缘靠近所述开口，所述第二方向为所述开口的朝向。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，沿所述第二方向，所述绝缘容器超出所述第一边缘，所述绝缘容器超出所述第一边缘的尺寸为h1，满足0＜h1≤5mm。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，沿所述第二方向，所述绝缘容器超出所述第二边缘，所述绝缘容器超出所述第二边缘的尺寸为h2，满足0＜h2≤5mm，且h1≥h2。

11.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，沿所述第二方向，所述负极活性物质层超出所述正极活性物质层。

12.根据权利要求8-11中任一项所述的电池单体，其特征在于，沿所述第二方向，所述正极集流体的尺寸为H1，所述负极集流体的尺寸为H2，满足H1＜H2。

13.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述正极活性物质层的克容量为C1，单位为mAh/g；所述正极活性物质层的厚度为L1，单位为mm；所述正极活性物质层的高度为H3，单位为mm；所述正极活性物质层的宽度为M1，单位为mm；所述正极活性物质层的密度为N1，单位为mg/cm³；所述负极活性物质层的克容量为C2，单位为mAh/g；所述负极活性物质层的厚度为L2，单位为mm；所述负极活性物质层的高度为H4，单位为mm；所述负极活性物质层的宽度为M2，单位为mm；所述负极活性物质层的密度为N2，单位为mg/cm³；满足C2*L2*H4*M2*N2＞C1*L1*H3*M1*N1。

14.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘容器的材质包括丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚甲醛树脂、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚苯醚b中的至少一种。

15.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘容器的材质的弹性模量为E，满足200MPa≤E≤20000MPa。

16.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述正极活性物质层为所述第一腔室内的灌注成型结构，所述负极活性物质层为所述第二腔室内的灌注成型结构。

17.根据权利要求16所述的电池单体，其特征在于，所述正极活性物质层的孔隙率为30%~40%，所述负极活性物质层的孔隙率为30%~40%。

18.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件的数量为多个，多个所述电极组件沿第一方向层叠设置，所述第一方向、所述正极集流体的厚度方向和所述负极集流体的厚度方向相互平行。

19.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1所述的电池单体。

20.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求19所述的电池。

21.一种电池单体的制造方法，其特征在于，包括：

提供电极组件，所述电极组件的制造方法包括：

提供正极集流体、负极集流体、第一绝缘件、第二绝缘件和隔离膜；

将所述正极集流体连接于所述第一绝缘件；

将所述负极集流体连接于所述第二绝缘件；

将所述第一绝缘件、所述隔离膜和所述第二绝缘件层叠设置，使所述隔离膜设置于所述正极集流体和所述负极集流体之间；

将所述第一绝缘件的部分边缘、所述第二绝缘件的部分边缘和所述隔离膜的部分边缘相互连接，使所述第一绝缘件和所述第二绝缘件形成具有一端开口的绝缘容器，所述隔离膜将所述绝缘容器的内部空间分隔为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室和所述第二腔室均与所述开口连通；

通过所述开口向所述第一腔室内灌注正极活性物质形成正极活性物质层，通过所述开口向所述第二腔室内灌注负极活性物质形成负极活性物质层；

提供壳体，所述壳体具有开口；

提供端盖；

将所述电极组件设置于所述壳体内，将所述端盖盖合于所述壳体的开口。

22.根据权利要求21所述的电池单体的制造方法，其特征在于，所述将所述第一绝缘件的部分边缘、所述第二绝缘件的部分边缘和所述隔离膜的部分边缘相互连接包括：

将所述第一绝缘件的超出所述正极集流体的部分边缘折弯，将所述第二绝缘件的超出所述负极集流体的部分边缘折弯，将折弯后的所述第一绝缘件、折弯后的所述第二绝缘件以及所述隔离膜热熔。

23.根据权利要求21所述的电池单体的制造方法，其特征在于，所述电极组件的制造方法还包括：

提供正极极耳和负极极耳；

在所述将所述第一绝缘件、所述隔离膜和所述第二绝缘件层叠设置之前，将所述正极极耳焊接于所述正极集流体，将所述负极极耳焊接于所述负极集流体。

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