CN115064757B - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池单体、电池及用电装置。该电池单体包括壳体和多个电极组件单体，多个电极组件单体沿第一方向并排间隔设置于壳体内，每个电极组件单体包括层叠设置的第一极片、隔离膜和第二极片，相邻的第一极片与第二极片之间具有隔离膜，层叠设置的第一极片、隔离膜和第二极片对折形成两个沿第一方向正对间隔设置的平直区以及连接于两个平直区之间的折弯区。这样，本申请的单个电极组件单体只有一个折弯区，电池单体正置状态下，电极组件单体能够被电解液浸润，有利于减少折弯区因电解液不足而导致发生析锂的几率；且电池单体具有多个电极组件单体，可以缓解仅设计一个电极组件单体存在层叠层数过厚而导致电极组件单体的稳定性低的问题。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。

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。

目前，电池的电极组件主要采用叠片和卷绕两种工艺制成，卷绕式电极通常包括两个平直段和两个弯曲段，两个平直段间隔设置，两个弯曲段分别位于平直段的两端并与两个平直段连接。但是，卷绕式电极的弯曲段容易发生析锂现象，危害电池的安全。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出电池单体、电池及用电装置，以降低电极组件发生析锂的风险，增强电池的安全性。

本申请第一方面的实施例提供一种电池单体，其包括：壳体和多个电极组件单体，多个电极组件单体沿第一方向并排间隔设置于壳体内，每个电极组件单体包括层叠设置的至少一个第一极片、至少一个隔离膜和至少一个第二极片，第一极片的极性与第二极片的极性相反，相邻的第一极片与第二极片之间具有隔离膜，层叠设置的至少一个第一极片、至少一个隔离膜和至少一个第二极片具有对折形成的两个沿第一方向正对间隔设置的平直区以及连接于两个平直区之间的折弯区。

由此设置，电池单体的电极组件单体只具有一个折弯区，该电极组件单体位于壳体内且该折弯区不朝向壳体的顶部时，在电池单体正置状态下，即使电池单体内部的电解液不足，整个电极组件单体也能够被电解液浸润。因此，有助于降低电极组件单体因电解液不足而导致发生析锂的几率，进而有助于降低电池因发生析锂而造成电池性能下降、短路的风险。而且，相比完全卷绕压扁的电极组件结构，由于本申请的单个电极组件单体只有一个折弯区，减少了一个折弯区，进而有利于减少折弯区因电解液不足而导致发生析锂的几率；设置电池单体具有多个电极组件单体，可以缓解仅设计一个电极组件单体存在层叠层数过厚而导致电极组件单体的稳定性低的问题。

在一些实施例中，壳体上设置有第一极柱和第二极柱，各电极组件单体还包括：第一极耳和第二极耳，第一极耳设置于第一极片上，第一极耳与第一极柱电连接；第二极耳设置于第二极片上，第二极耳与第二极柱电连接；其中，各电极组件单体中的第一极耳和第二极耳分别从平直区伸出。

通过形成极耳，第一极片上的极耳和第二极片上的极耳可以分别与极性相反的第一极柱和第二极柱相连，以形成电流回路，从而可以输出电极单体的电能。

在一些实施例中，各电极组件单体中的第一极耳和第二极耳分别沿第二方向从平直区背离折弯区的一端伸出，第二方向为各电极组件单体中平直区背离折弯区的一端背离折弯区的延伸方向。

由此，当该电极组件单体安装于壳体内，且电极组件单体中两个平直区的开口端朝向壳体的顶部时，第一极柱和第二极柱可以配置成安装在壳体的侧壁，这样，第一极耳和第二极耳靠近壳体的侧壁，以便于直接与第一极柱和第二极柱连接。

在一些实施例中，各电极组件单体中，在垂直于第一方向和第二方向的第三方向上，第一极耳与第二极耳错位间隔布置。这样，第一极耳和第二极耳可以方便地分别与第一极柱以及第二极柱连接，且有利于避免第一极耳和第二极耳接触而造成电池单体内部短路。

在一些实施例中，壳体包括：外壳和端盖，外壳具有敞口；第一极柱和第二极柱设置于端盖上，端盖盖设于外壳的敞口处，以与外壳形成封闭的容纳腔，多个电极组件单体设置于容纳腔中；其中，电极组件单体中的两个平直区的背离折弯区的一端相互间隔形成开口端，各电极组件单体的开口端的开口朝向端盖。

这样，即使容纳腔内的电解液不足，折弯区确保能够被电解液浸润，虽然平直区无法被电解液完全淹没，而平直区靠近端盖的开口端在毛细作用下也能够被电解液浸润，有助于降低电极组件单体因电解液不足而导致发生析锂的几率。

在一些实施例中，在第二方向上，电极组件单体中的两个平直区背离折弯区的一端相互间隔形成开口端，各电极组件单体的开口端的开口朝向相同，第二方向为平直区背离折弯区的一端背离折弯区的延伸方向。如此，所有电极组件单体中平直区背离折弯区的开口端的朝向相同。

在一些实施例中，电极组件单体的数量为两个，这样，在确保电池单体的极片数量足够，电池单体具有较高的能量密度的前提下，每个电极组件单体的极片数量可以较少，此时的电极组件单体容易通过对折得到，且该电极组件单体被压实后不容易松散，电极组件单体的结构稳定性较高。

在一些实施例中，每个电极组件单体还包括分隔层，分隔层夹设于两个平直区之间。由于电极组件单体的两个平直区之间间隔形成有间隙，分隔层能够安装在两个平直区之间的间隙内，提高了电极组件单体的空间利用率。

在一些实施例中，电极组件单体中，分隔层为绝缘膜；或者，电极组件单体中，分隔层为隔离极片，两个平直区的最内层为第一极片或第二极片，隔离极片的极性与两个平直区的最内层极片的极性相同；或者，电极组件单体中，分隔层为隔离极片，两个平直区的最内层为隔离膜，隔离极片的极性与相邻于两个平直区最内层的隔离膜外侧的极片的极性相反。

在分隔层为隔离极片的实施方案中，在确保隔离极片不因与电极组件单体的其他极片接触而造成短路的同时，这样设计，在有限的空间内，本实施例的电极组件单体集成的极片数量更多，则具有该电极组件单体的电池单体的活性物质容量多，电池单体的能量密度高。

在一些实施例中，电池单体还包括多个绝缘套膜，各电极组件单体分别装纳于对应的一个绝缘套膜中，绝缘套膜能够起到阻隔多个电极组件单体接触，以免各个电极组件单体上极性不同的极片接触而造成电池单体短路。

在一些实施例中，电极组件单体的折弯区呈圆弧形；或者，电极组件单体的折弯区呈“凵”字形。这样设置，当壳体呈长方体状时，通过设计折弯区呈“凵”字形，使得电极组件单体的折弯区的形状与壳体的形状相匹配。

本申请第二方面的实施例提供一种电池，其包括本申请第二方面的实施例提供的电池单体。

本申请第三方面的实施例提供一种用电装置，其包括本申请第一方面的实施例提供的电池单体，所述电池单体用于提供电能，或者，其包括本申请第二方面的实施例提供的电池，所述电池用于提供电能。

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

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。

图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的电池单体中电极组件单体的结构示意图；

图5为本申请一些实施例提供的电池单体中电极组件单体的剖视示意图；

图6为本申请一些实施例提供的电池单体沿第一方向的截面示意图；

图7为图5所示的电极组件单体在对折前的示意图；

图8为本申请另一些实施例提供的电极组件单体的对折示意图；

图9为本申请再一些实施例提供的电极组件单体的对折示意图；

图10为本申请又一些实施例提供的电极组件单体的剖视示意图。

附图标记说明：

1000-车辆；

100-电池；

10-箱体；11-第一部分；12-第二部分；

20-电池单体；21-壳体；211-外壳；212-端盖；2121-第一极柱；2122-第二极柱；22-极片组；23-电极组件单体；231-第一极片；2311-第一极耳；2311a-第一子极耳；2311b-第二子极耳；2311c-第三子极耳；232-第二极片；2321-第二极耳；233-隔离膜；234-平直区；235-折弯区；236—分隔层；24-电解液；

200-控制器；

300-马达；

400-折体。

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。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

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“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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

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）。

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。

锂离子电池作为一种可再充电电池，具有体积小、能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点。锂离子电池的电极组件可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过卷绕的方式组装而成，即电极组件为卷绕式结构，该卷绕式电极组件包括两个平直段和两个弯曲段，两个平直段间隔设置，两个弯曲段分别位于平直段的两端并与两个平直段连接。

锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。在充放电过程中，锂离子在正极和负极之间往返嵌入和脱嵌。锂离子电池充电时，锂离子从正极脱嵌，脱嵌的锂离子无法嵌入至负极，无法嵌入至负极的锂离子只能在负极的表面得到电子，从而形成银白色的金属锂单质，此为析锂现象。

本发明人发现，在相关技术的一种示例中，卷绕式电极组件横置于电池的壳体内，电极组件的两个弯曲段沿上下方向布置，当该电池内部的电解液不足，电解液只能淹没平直段和位于下方的弯曲段时，卷绕式电极组件中位于上方的弯曲段容易发生析锂现象。这样，锂离子电池的性能下降，且析出来的金属锂可以与电解液发生反应，造成电池自产热速率增大，严重危害电池的安全。甚至，析锂现象严重时，析出来的金属锂还可能会刺破隔离膜，导致电池具有短路的风险。

经过仔细研究，本发明人发现该卷绕式电极组件发生析锂现象的主要原因在于：电池内部的电解液不足、无法淹没位于上方的弯曲段，在毛细作用下，虽然电解液会向位于上方的弯曲段爬升，但由于弯曲段呈弯曲状，电解液难以爬升至整个弯曲段，导致位于上方的弯曲段无法完全被电解液浸润，进而导致脱嵌的锂离子无法嵌入至负极。

有鉴于此，本发明人想到了一种电池单体，该电池单体中壳体内安装有电极组件单体，电极组件单体中层叠设置的至少一个第一极片、至少一个隔离膜和至少一个第二极片对折，以使得电极组件单体具有两个平直区和一个折弯区，两个平直区沿第一方向具有间隔。

进一步的，发明人发现在电池单体中如果只设计一个上述的电极组件单体，若电极组件单体的层叠层数过厚，在生产制造过程中的对折难度就越大，对折形成的电极组件单体也越容易变形，结构稳定性越差。

最终，本发明人想到了一种电池单体，该电池单体中壳体内安装有多个电极组件单体，电极组件单体中层叠设置的至少一个第一极片、至少一个隔离膜和至少一个第二极片对折，以使得电极组件单体具有两个平直区和一个折弯区，两个平直区沿第一方向具有间隔，多个电极组件单体沿第一方向并排设置。这样，在确保电池单体具有较高的能量密度的前提下，本申请的电池单体中每个电极组件单体的层叠层数可以较少，对折难度降低，且对折形成的电极组件单体的结构稳定性高。

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装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于缓解并自动调节电芯膨胀力恶化，补充电解液消耗，提升电池性能的稳定性和电池寿命。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、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装置为车辆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。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的分解结构示意图。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可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分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。以下结合附图对电池单体20的具体结构进行详细阐述。

图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图，图4为本申请一些实施例提供的电池单体20中电极组件单体23的结构示意图，图5为本申请一些实施例提供的电池单体20中电极组件单体23的剖视示意图，图6为本申请一些实施例提供的电池单体20沿第一方向的截面示意图。

电池单体20是指组成电池100的最小单元。请参照图3至图6所示，电池单体20包括有壳体21和多个电极组件单体23以及其他的功能性部件，多个电极组件单体23沿第一方向并排间隔设置于壳体21内，第一方向在图4中以X方向示出。

其中，电极组件单体23是电池单体20中发生电化学反应的部件。示例性地，每个电极组件单体23包括层叠设置的至少一个第一极片231、至少一个隔离膜233和至少一个第二极片232，第一极片231的极性与第二极片232的极性相反，相邻的第一极片231与第二极片232之间具有隔离膜233，层叠设置的至少一个第一极片231、至少一个隔离膜233和至少一个第二极片232具有对折形成的两个沿第一方向正对间隔设置的平直区234以及连接于两个平直区234之间的折弯区235。

示例性地，第一极片231可以为正极极片，第二极片232相应地为负极极片；或者，第一极片231可以为负极极片，第二极片232相应地为正极极片。隔离膜233具有电子绝缘性，用于隔离相邻的第一极片231和第二极片232，以防止相邻的第一极片231和第二极片232接触而导致短路。例如，隔离膜233可以由聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、乙烯—丙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯等材质制成。

图7为图5所示的电极组件单体23在对折前的示意图。可以理解的是，该电极组件单体23的制作过程大致为：将至少一个第一极片231、至少一个隔离膜233和至少一个第二极片232层叠放置形成极片组22；利用对折机构将层叠放置的极片组22沿镜像对称线（图7中以L-L示出）进行对折，最终形成具有一个折弯的电极组件单体23。应理解，该电极组件单体23类似于书籍状。

具体地，折叠得到的电极组件单体23具有折弯区235和两个平直区234。平直区234是指电极组件单体23中具有平行结构的区域，每个平直区234内的第一极片231、第二极片232和隔离膜233的表面均为平面，且三者相互平行。折弯区235则是指电极组件单体23中具有折弯结构的区域，折弯区235内的第一极片231、第二极片232和隔离膜233均朝向平直区234弯折，且折弯区235的两端分别与两个平直区234连接。其中，电极组件单体23中的两个平直区234的背离折弯区235的一端相互间隔形成开口端。

可以理解的是，根据第一极片231、第二极片232、隔离膜233的数量及其层叠排布的方式的不同，叠片得到的极片组22不同，因此，折叠得到的电极组件单体23也不同。

例如，如图7所示，放置模切得到的第一极片231，将隔离膜233叠置于第一极片231上，将第二极片232叠置于隔离膜233上，将隔离膜233叠置于第二极片232上，再将第一极片231叠置于隔离膜233上，这样，预先得到具有5层的极片组22，再沿着镜像对称线L-L进行对折。如此，最终得到一折叠式的电极组件单体23，且该折叠式的电极组件单体23的最内层和最外层均为第一极片231。

再例如，如图8所示，放置模切得到的第二极片232，将隔离膜233叠置于第二极片232上，将第一极片231叠置于隔离膜233上，再将隔离膜233叠置于第一极片231上，这样，预先得到具有4层的极片组22，再沿着镜像对称线L-L进行对折。如此，最终得到一折叠式的电极组件单体23，且该折叠式的电极组件单体23的最内层为隔离膜233，最外层为第二极片232。其中，图8为本申请另一些实施例提供的电极组件单体23的对折示意图。

如图3所示，在电池单体20呈长方体状时，壳体21呈长方体状，上述第一方向可以与长方体状壳体21的长度方向一致，也即多个电极组件单体23沿壳体21的长度方向并排间隔设置。与多个电极组件单体23沿壳体21的宽度方向并排设置相比，电极组件单体23充分利用电池单体20在长度方向上的空间进行排布，使得电池单体20的尺寸尽可能地小。

当多个电极组件单体23在壳体21内的布置方式为电极组件单体23中两个平直区234的开口端朝向壳体21的侧壁，则每个第一极片231、第二极片232、隔离膜233均沿竖直方向竖立。本示例中，若电池单体20内部的电解液24不足，电解液24无法淹没电极组件单体23靠近壳体21顶部的部分，在毛细作用下，电解液24沿竖立的极片和隔离膜233能够上升至电极组件单体23未被电解液24淹没的部分，使得整个电极组件单体23均能够被电解液24浸润。

如图6所示，当多个电极组件单体23在壳体21内的布置方式为电极组件单体23中两个平直区234的开口端朝向壳体21的顶部，本示例中，若电池单体20内部的电解液24不足，电解液24只能淹没折弯区235和平直区234的部分，无法淹没平直区234背离折弯区235的一端，由于平直区234内的第一极片231、第二极片232及隔离膜233均竖向延伸，在毛细作用下，电解液24容易上升至平直区234背离折弯区235的一端，使得整个电极组件单体23均能够被电解液24浸润。

并且，由于第一极片231、隔离膜233和第二极片232通过对折得到电极组件单体23，因此，电极组件单体23为对称结构，电极组件单体23的两个平直区234相对，该电极组件单体23放置于壳体21内时，两个平直区234在电解液24中淹没的程度相同，以利于避免一个平直区234过低、另一个平直区234过高而导致另一个平直区234无法完全浸润造成产生析锂的风险。

总的来说，与卷绕式电极相比，本实施例中电池单体20的电极组件单体23只具有一个折弯区235，该电极组件单体23位于壳体21内且该折弯区235不朝向壳体21的顶部时，即使电池单体20内部的电解液24不足，整个电极组件单体23也能够被电解液24浸润。因此，有助于降低电极组件单体23因电解液24不足而导致发生析锂的几率，进而有助于降低电池100因发生析锂而造成电池100性能下降、短路的风险。

并且，本实施例的电池单体20的壳体21内具有多个电极组件单体23，在确保电池单体20的极片数量足够，电池单体20具有较高的能量密度的前提下，该电池单体20中每个电极组件单体23的层叠层数可以较少，则电极组件单体23的对折难度降低，且对折形成的电极组件单体23的结构稳定性高，进而可以缓解仅设计一个电极组件单体23存在层叠层数过厚而导致电极组件单体23的稳定性低的问题。

需注意的是，上述将至少一个第一极片231、至少一个隔离膜233和至少一个第二极片232层叠放置形成极片组22的工序可以由叠片机来实现。也就是说，本实施例的电极组件单体23可以先利用叠片机制成层叠设置的极片组22，再将极片组22进行对折。本实施例的电极组件单体23在叠片时层叠放置的层数更少，通过对折可以使得电极组件单体23的两个平直区234的层数之后达到叠片式电极的层数，故本实施例中电极组件单体23的生产效率高。

继续参考图3和图6所示，壳体21上设置有第一极柱2121和第二极柱2122，各电极组件单体23还包括第一极耳2311和第二极耳2321，第一极耳2311设置于第一极片231上，第一极耳2311与第一极柱2121电连接；第二极耳2321设置于第二极片232上，第二极耳2321与第二极柱2122电连接；其中，各电极组件单体23中的第一极耳2311和第二极耳2321分别从平直区234伸出。

第一极耳2311和第二极耳2321的极性相反，第一极片231和第二极片232均包括集流体和活性物质层（图未示出），位于平直区234内的第一极片231的集流体上表面的部分区域涂敷有活性物质层，集流体上未涂敷活性物质层的区域凸出于涂敷活性物质层的区域，则未涂敷活性物质层的区域可以形成为极耳，且极耳从平直区234伸出。在电池100的充放电过程中，活性物质层与电解液24发生反应，第一极耳2311和第二极耳2321分别连接第一极柱2121和第二极柱2122，以输出电池单体20的电能。

通过形成极耳，第一极片231上的极耳和第二极片232上的极耳可以分别与极性相反的第一极柱2121和第二极柱2122相连，以形成电流回路，从而可以输出电池单体20的电能。

在一种可能的实施例中，如图4所示，各电极组件单体23中的第一极耳2311和第二极耳2321可以分别沿第二方向从平直区234背离折弯区235的一端伸出，第二方向为各电极组件单体23中平直区234背离折弯区235的一端背离折弯区235的延伸方向。这里，第二方向在图4中以I方向示出。

在图4中，平直区234内的第一极片231、第二极片232和隔离膜233均沿第二方向I延伸，例如参照图4中第一子极耳2311a所示，第一子极耳2311a也沿第二方向I从平直区234伸出。

本示例中，当该电极组件单体23安装于壳体21内，且电极组件单体23中两个平直区234的开口端朝向壳体21的顶部时，第一极柱2121和第二极柱2122可以配置成安装在壳体21的顶部，这样，第一极耳2311和第二极耳2321靠近壳体21的顶部，以便于直接与第一极柱2121和第二极柱2122连接。

在另一种可能的实施例中，如图4所示，各电极组件单体23中的第一极耳2311和第二极耳2321也可以分别沿第三方向从平直区234背离折弯区235的一端伸出，第三方向与第一方向以及第二方向均垂直，第三方向在图4中以P方向示出，具体可以参照图4中第二子极耳2311b和第三子极耳2311c所示。

本示例中，当该电极组件单体23安装于壳体21内，且电极组件单体23中两个平直区234的开口端朝向壳体21的顶部时，第一极柱2121和第二极柱2122可以配置成安装在壳体21的侧壁，这样，第一极耳2311和第二极耳2321靠近壳体21的侧壁，以便于直接与第一极柱2121和第二极柱2122连接。

总的来说，本实施例中，电极组件单体23上极耳的位置是多样化的。这样，可以根据第一极柱2121和第二极柱2122在壳体21上的位置以及电极组件单体23在壳体21内的布置方式灵活的设计电极组件单体23上极耳的位置，使得极耳能够直接与极柱接触相连，无需设置转接件来连接极耳与极柱。这样，不仅能够避免电池单体20的零部件增多，且电能可经极耳直接传递给极柱，有利于降低电池单体20的内阻，提升了电池单体20的性能。

进一步地，如图4所示，各电极组件单体23中，在垂直于第一方向和第二方向的第三方向上，第一极耳2311与第二极耳2321错位间隔布置。

也即，第一极耳2311与第二极耳2321不相对。可以理解的是，根据电极组件单体23上第一极片231、第二极片232的数量，电极组件单体23可以具有多个第一极耳2311和多个第二极耳2321，此时，所有第一极耳2311沿第三方向可以正对，所有第二极耳2321沿第三方向可以正对，则所有第一极耳2311能够往第三方向揉平连接在一起，所有第二极耳2321能够往第三方向揉平连接在一起。

通过设置第一极耳2311与第二极耳2321沿第三方向错开，这样，第一极耳2311和第二极耳2321可以方便地分别与第一极柱2121以及第二极柱2122连接，且有利于避免第一极耳2311和第二极耳2321接触而造成电池单体20内部短路。

应理解，第一极片231上形成有多个第一极耳2311，第二极片232上形成有多个第二极耳2321。本示例中，多个第一极耳2311的延伸方向可以相同、也可以不同，多个第二极耳2321的延伸方向可以相同、也可以不同。并且，在所有第一极耳2311通过揉平的方式层叠连接起来、所有第二极耳2321通过揉平的方式层叠连接起来的实施方案中，层叠相连的第一极耳2311和第二极耳2321均能够承受大电流，以降低极耳因大电流流经而发生熔断的风险。

继续参考图3所示，壳体21可以包括外壳211和端盖212，外壳211具有敞口，端盖212盖设于外壳211的敞口处，以与外壳211形成封闭的容纳腔，多个电极组件单体23设置于容纳腔中，第一极柱2121和第二极柱2122均设置于端盖212上。其中，电极组件单体23中的两个平直区234的背离折弯区235的一端相互间隔形成开口端，各电极组件单体23的开口端的开口朝向端盖212。

端盖212是指盖合于外壳211的敞口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖212的形状可以与外壳211的形状相适应以配合外壳211。可选地，端盖212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212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212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。

外壳211是用于配合端盖212以形成封闭的容纳腔的组件，其中，形成的容纳腔可以用于容纳电极组件单体23、电解液24以及其他部件。外壳211和端盖212可以是独立的部件，可以于外壳211上设置敞口，通过在敞口处使端盖212盖合敞口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖212和外壳211一体化，具体地，端盖212和外壳211可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装外壳211的内部时，再使端盖212盖合外壳211。外壳211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，外壳211的形状可以根据电极组件单体23的具体形状和尺寸大小来确定。外壳211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。

由于电极组件单体23的开口端的开口朝向端盖212，因此，电极组件单体23位于容纳腔内时，折弯区235靠近外壳211的底部。

这样设置，有利于确保电极组件单体23的折弯区235能够被容纳腔内的电解液24淹没。这样，即使容纳腔内的电解液24不足导致平直区234无法被电解液24完全淹没，折弯区235能够被电解液24浸润，而平直区234靠近端盖212的开口端在毛细作用下也能够被电解液24浸润，有助于降低电极组件单体23因电解液24不足而导致发生析锂的几率。

在一些实施例中，在第二方向上，电极组件单体23中的两个平直区234背离折弯区235的一端相互间隔形成开口端，各电极组件单体23的开口端的开口朝向相同，第二方向为平直区234背离折弯区235的一端背离折弯区235的延伸方向。

也就是说，所有电极组件单体23中平直区234背离折弯区235的开口端的朝向相同，所有电极组件单体23在容纳腔内的布置方式相同。继续参考图6所示，例如所有电极组件单体23中平直区234背离折弯区235的开口端均可以朝向端盖212，这样，即使容纳腔内的电解液24不足，也可有利地确保多个电极组件单体23均能够被电解液24浸润。

举例来说，在图6中，电极组件单体23的数量可以为两个。本示例中，两个电极组件单体23中极性相同的极耳可以层叠相连至一起，以使得两个电极组件单体23相互电连接。

如此设置，电池单体20具有两个电极组件单体23，这样，在确保电池单体20的极片数量足够，电池单体20具有较高的能量密度的前提下，每个电极组件单体23的极片数量可以较少，此时的电极组件单体23容易通过对折得到，且该电极组件单体23被压实后不容易松散，电极组件单体23的结构稳定性较高。

当然，在本申请的其他实施例中，电极组件单体23的数量不限于为两个，还可以为三个以上。这样，进一步增大电极组件单体23的数量，在确保电池单体20的极片数量足够，电池单体20具有较高的能量密度的前提下，每个电极组件单体23的极片数量可以更少，电极组件单体23容易通过对折得到。

请参照图9所示，图9为本申请再一些实施例提供的电极组件单体23的对折示意图。根据本申请的另一些实施例，每个电极组件单体23还可以包括分隔层236，分隔层236夹设于两个平直区234之间。

这里，电极组件单体23的一种示例性地制作过程为：如图9所示，采用叠片方式层叠形成极片组22，再将分隔层236叠放在极片组22上，且分隔层236位于镜像对称线L-L的一侧；沿镜像对称线L-L将极片组22对折得到电极组件单体23，这样，分隔层236即位于对折后的两个平直区234之间。

当然，在其他实施例中，该电极组件单体23的另一种示例性地制作过程为：采用叠片方式层叠形成极片组22，沿镜像对称线L-L将极片组22对折得到电极组件单体23，再将分隔层236插入至两个平直区234之间，之后采用热压的方式将电极组件单体23压实，以免分隔层236从电极组件单体23的开口端的开口脱出。

综上可知，本实施例中电极组件单体23在生产制作时，分隔层236无需经过对折。

这样设置，电极组件单体23的两个平直区234之间具有间隙，分隔层236能够安装在两个平直区234之间的间隙内，提高了电极组件单体23的空间利用率。

在一种可能的示例中，上述电极组件单体23中的分隔层236可以为绝缘膜。与隔离膜233类似，该绝缘膜具有电子绝缘性，绝缘膜也可以由聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、乙烯—丙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯等材质制成。例如，若电极组件单体23的最内层为正极极片，则绝缘膜将两个平直区234最内层的正极极片分隔开来。再例如，若电极组件单体23的最内层为隔离膜233，则绝缘膜与该隔离膜233贴合。

在另一种可能的示例中，上述电极组件单体23中的分隔层236可以为隔离极片。本实施例中，若电极组件单体23中两个平直区234的最内层为第一极片231或者第二极片232，此时，隔离极片的极性与两个平直区234的最内层极片的极性相同。也就是说，当两个平直区234的最内层为第一极片231时，隔离极片的极性与第一极片231的极性相同；当两个平直区234的最内层为第二极片232时，隔离极片的极性与第二极片232的极性相同。

在再一种可能的示例中，上述电极组件单体23中的分隔层236可以为隔离极片。本实施例中，若电极组件单体23中两个平直区234的最内层为隔离膜233，此时，隔离极片的极性可以与相邻于两个平直区234最内层的隔离膜233外侧的极片的极性相反。其中，若与两个平直区234的最内层的隔离膜233相邻、且位于该隔离膜233外层的为第一极片231时，则隔离极片的极性与第一极片231的极性相反、与第二极片232的极性相同，使得极性相反的第一极片231与隔离极片能够被隔离膜233绝缘隔离开。若与两个平直区234的最内层的隔离膜233相邻、且位于该隔离膜233外层的为第二极片232时，则隔离极片的极性与第二极片232的极性相反，使得极性相反的第二极片232与隔离极片能够被隔离膜233绝缘隔离开。

在分隔层236为隔离极片的实施方案中，在确保隔离极片不因与电极组件单体23的其他极片接触而造成短路的同时，这样设计，在有限的空间内，本实施例的电极组件单体23集成的极片数量更多，则具有该电极组件单体23的电池单体20的活性物质容量多，电池单体20的能量密度高。

在一些实施例中，电池单体20还可以包括多个绝缘套膜，各电极组件单体23分别装纳于对应的一个绝缘套膜中。

绝缘套膜的形状及尺寸分别与对应的电极组件单体23的形状及尺寸相适应，使得电极组件单体23能够容纳于绝缘套膜中。绝缘套膜能够起到绝缘阻隔的作用，其可以由塑料、橡胶（如硅胶）等绝缘材质制成。

通过设计绝缘套膜，绝缘套膜能够起到阻隔多个电极组件单体23接触，以免各个电极组件单体23上极性不同的极片接触而造成电池单体20短路。

示例性地，如图5所示，折弯区235可以呈圆弧形。或者，请参照图10所示，折弯区235还可以呈“凵”字形。其中，图10为本申请又一些实施例提供的电极组件单体23的剖视示意图。

在图8所示的示例中，对折机构具体可以包括折体400，电极组件单体23制作时，先将第一极片231、第二极片232和隔离膜233层叠形成极片组22后，将折体400放置在极片组22的上方并位于中心位置，再沿镜像对称线L-L对折极片组22，以得到电极组件单体23。

基于此，可以理解的是，折弯区235的形状取决于折体400的形状。比如，在图8中，折体400可以呈圆柱体状，此时，极片组22对折后，电极组件单体23的折弯区235呈圆弧形，电极组件单体23即呈“U”形。又比如，折体400可以呈长方体状，此时，极片组22对折后，电极组件单体23的折弯区235呈“凵”字形。

这样设置，当壳体21呈长方体状时，通过设计折弯区235呈“凵”字形，使得电极组件单体23的折弯区235的形状与壳体21的形状相匹配。

在一个具体的实施例中，如图6所示，电池单体20包括壳体21和多个电极组件单体23，多个电极组件单体23均设置在壳体21内并沿第一方向并排间隔设置。其中，电极组件单体23包括层叠设置的至少一个第一极片231、至少一个隔离膜233和至少一个第二极片232。其中，第一极片231的极性与第二极片232的极性相反，相邻的第一极片231与第二极片232之间具有隔离膜233，层叠设置的至少一个第一极片231、至少一个隔离膜233和至少一个第二极片232对折，以使得电极组件单体23具有两个平直区234和一个折弯区235，两个平直区234沿第一方向间隔相对。并且，电极组件单体23还包括分隔层236，分隔层236位于两个相对的平直区234之间。

壳体21包括外壳211和端盖212，端盖212盖合于外壳211的敞口处，端盖212上安装有第一极柱2121和第二极柱2122，第一极片231上设置有第一极耳2311，第一极耳2311与第一极柱2121电连接，第二极片232上设置有第二极耳2321，第二极耳2321与第二极柱2122电连接，第一极耳2311和第二极耳2321均伸出于平直区234。

其中，电极组件单体23中的两个平直区234背离折弯区235的一端相互间隔形成开口端，各电极组件单体23的开口端的开口朝向相同，并均朝向端盖212。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (11)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体；

多个电极组件单体，每个所述电极组件单体包括层叠设置的至少一个第一极片、至少一个隔离膜和至少一个第二极片，所述第一极片的极性与所述第二极片的极性相反，相邻的所述第一极片与所述第二极片之间具有所述隔离膜，层叠设置的至少一个第一极片、至少一个隔离膜和至少一个第二极片具有对折形成的两个沿第一方向正对间隔设置的平直区以及连接于两个所述平直区之间的折弯区；每个所述电极组件单体还包括分隔层，所述分隔层夹设于两个所述平直区之间，所述分隔层采用热压的方式与所述折弯区连接；

其中，沿所述第一方向，多个所述电极组件单体并排间隔设置于所述壳体内，所述第一方向为所述壳体的长度方向；

所述电极组件单体中，所述分隔层为绝缘膜；或者，

所述电极组件单体中，所述分隔层为隔离极片，两个所述平直区的最内层为所述第一极片或所述第二极片，所述隔离极片的极性与两个所述平直区的最内层极片的极性相同。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体上设置有第一极柱和第二极柱，各所述电极组件单体还包括：

第一极耳，设置于所述第一极片上，所述第一极耳与所述第一极柱电连接；

第二极耳，设置于所述第二极片上，所述第二极耳与所述第二极柱电连接；

其中，各所述电极组件单体中的所述第一极耳和所述第二极耳分别从所述平直区伸出。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，各所述电极组件单体中的所述第一极耳和所述第二极耳分别沿第二方向从所述平直区背离所述折弯区的一端伸出，所述第二方向为各所述电极组件单体中所述平直区背离所述折弯区的一端背离所述折弯区的延伸方向。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，各所述电极组件单体中，在垂直于所述第一方向和所述第二方向的第三方向上，所述第一极耳与所述第二极耳错位间隔布置。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体包括：

外壳，具有敞口；

端盖，所述第一极柱和所述第二极柱设置于所述端盖上，所述端盖盖设于所述外壳的敞口处，以与所述外壳形成封闭的容纳腔，所述多个电极组件单体设置于所述容纳腔中；

其中，所述电极组件单体中的两个所述平直区的背离所述折弯区的一端相互间隔形成开口端，各所述电极组件单体的开口端的开口朝向所述端盖。

6.根据权利要求1-4任一项所述的电池单体，其特征在于，在第二方向上，所述电极组件单体中的两个所述平直区背离所述折弯区的一端相互间隔形成开口端，各所述电极组件单体的开口端的开口朝向相同，所述第二方向为所述平直区背离所述折弯区的一端背离所述折弯区的延伸方向。

7.根据权利要求1-4任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件单体的数量为两个。

8.根据权利要求1-4任一项所述的电池单体，其特征在于，还包括：

多个绝缘套膜，各所述电极组件单体分别装纳于对应的一个所述绝缘套膜中。

9.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件单体的所述折弯区呈圆弧形；或者，所述电极组件单体的所述折弯区呈“凵”字形。

10.一种电池，其特征在于，包括：

箱体；

根据权利要求1至9中任一项所述的电池单体，所述电池单体设置于所述箱体内。

11.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求10所述的电池，所述电池用于提供电能，或者，所述用电装置包括如权利要求1-9中任一项所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能。

Images