CN115425372B - 电极极片、电极组件、电池单体、电池和用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了电极极片、电极组件、电池单体、电池和用电设备。该电极极片包括：集流体，集流体包括沿第一方向设置的主体部和极耳部；导电结构，导电结构与极耳部焊接连接形成焊接区，导电结构沿背离主体部的方向延伸，在第二方向上，焊接区靠近主体部的一端的尺寸大于预设阈值，预设阈值与导电结构的导电层在第三方向上的厚度负相关，第二方向垂直于第一方向且平行于极耳部，第三方向垂直于第一方向和第二方向。本申请实施例的技术方案，能够提高电池的安全性。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电极极片、电极组件、电池单体、电池和用电设备。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，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。而对于电动车辆而言，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，除了提高电池的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。如果电池的安全问题不能保证，那该电池就无法使用。因此，如何增强电池的安全性，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种电极极片、电极组件、电池单体、电池和用电设备，能够提高电池安全性。
第一方面，提供了一种电极极片，包括：集流体，所述集流体包括沿第一方向设置的主体部和极耳部；导电结构，所述导电结构与所述极耳部焊接连接形成焊接区，所述导电结构沿背离所述主体部的方向延伸，在第二方向上，所述焊接区靠近所述主体部的一端的尺寸L1大于预设阈值，所述预设阈值与所述导电结构的导电层在第三方向上的厚度负相关，所述第二方向垂直于所述第一方向且平行于所述极耳部，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
在本申请实施例中，电极极片包括集流体和导电结构，导电结构与集流体的极耳部焊接连接形成焊接区，该焊接区靠近主体部的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值，该预设阈值与导电结构的导电层在第三方向上的厚度负相关。导电结构与极耳部的焊接区的过流面积，需要大于一定阈值以保证焊接区端部在电池发生短路时不会因电流过大被烧断，避免焊接区端部打火花降低电池的安全性。在本申请的技术方案中，焊接区靠近主体部的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值，且该预设阈值与导电结构的导电层在第三方向上的厚度负相关，从而保证焊接区的过流面积大于一定阈值，以提高焊接区的过流能力，保证焊接区端部在电池发生短路时不会被烧断，进而提高电池的安全性。
在一种可能的实现方式中，所述预设阈值为
；其中，H2表示与所述导电结构连接的转接片的过流宽度最小处的厚度，L2表示在所述转接片的宽度方向上，所述导电结构与所述转接片的连接面在过流宽度最小处的总宽度，H1表示所述导电层在所述第三方向上的总厚度，C表示与一个所述转接片连接的所述导电结构的个数，A为不小于1的常数。
焊接区靠近主体部的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值
，即多个导电结构的焊接区的总过流面积大于与该多个导电结构对应连接的转接片的过流面积，保证多个导电结构层叠形成的极耳结构在焊接区的过流能力大于对应的转接片的过流能力，从而避免焊接区端部在电池发生短路时被烧断，提高电池的安全性。
在一种可能的实现方式中，1≤A≤2。为保证焊接区的过流面积大于与其电连接的转接片的过流面积，常数A≥1；同时，基于电池单体的端盖的结构设计，焊接区的端部尺寸L1不宜过大，避免端盖下方的下塑胶挤压导电结构。因此常数A的取值也不宜过大，常数A的取值范围为1~2。
在一种可能的实现方式中，所述极耳部包括第一极耳部和第二极耳部，所述第一极耳部设置于所述主体部和所述第二极耳部之间，在所述第二方向上，所述第一极耳部的尺寸大于所述第二极耳部的尺寸。
在第二方向上，第一极耳部的尺寸大于第二极耳部的尺寸，也就是说，与主体部相连的第一极耳部在第二方向上的尺寸较大，这样可以增加主体部与极耳部的连接面积，从而增加二者的连接强度，且第二极耳部的尺寸较小，可以减小极耳部整体占用的空间。
在一种可能的实现方式中，所述焊接区包括第一焊接区和第二焊接区，所述第一焊接区位于所述第一极耳部，所述第二焊接区位于所述第二极耳部，在所述第二方向上，所述第一焊接区的尺寸大于所述第二焊接区的尺寸。
第二焊接区位于在第二方向上尺寸较大的第二极耳部，以保证极耳部与导电结构焊接时形成的焊接区靠近主体部的一端在第二方向上的尺寸L1能够大于预设阈值，以保证焊接区端部的过流面积较大，提高电池的安全性，且第二焊接区与第二极耳部的焊接面积较大，可以提高两者的连接强度。
在一种可能的实现方式中，所述导电结构还包括绝缘层，所述导电层设置于所述绝缘层的外表面。当导电层厚度较厚时，其在被异物刺穿时产生的毛刺较大，会影响电池安全性，因此设置绝缘层，在绝缘层的外表面设置导电层，在增加导电结构厚度以提高导电结构的结构强度的同时，控制导电层的厚度。
在一种可能的实现方式中，所述主体部的外表面设置有活性物质层。电池在充放电过程中活性物质层进行电化学反应实现化学能与电能的转换。
在一种可能的实现方式中，所述极耳部的部分外表面设置有保护层，所述保护层设置于所述导电结构与所述活性物质层之间，以为极耳部提供支撑力，防止极耳部的变形影响极片的过流能力。
在一种可能的实现方式中，所述保护层的材料为绝缘材料，避免保护层导电影响电极极片中的电流流通路径，保证电极极片电连接的安全性。
第二方面，提供了一种电极组件，包括：上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的电极极片。
第三方面，提供了一种电池单体，包括：上述第二方面或第二方面的任意可能的实现方式中的电极组件；壳体，具有开口，用于容纳所述电极组件；端盖，用于封闭所述开口。
第四方面，提供了一种电池，包括：上述第三方面或第三方面的任意可能的实现方式中的电池单体。
第五方面，提供了一种用电设备，包括：上述第四方面或第四方面的任意可能的实现方式中的电池，所述电池用于提供电能。
在本申请的技术方案中，电极极片包括集流体和导电结构，导电结构与集流体的极耳部焊接连接形成焊接区，该焊接区靠近主体部的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值，该预设阈值与导电结构的导电层在第三方向上的厚度负相关。导电结构与极耳部的焊接区的过流面积，需要大于一定阈值以保证焊接区端部在电池发生短路时不会因电流过大被烧断，避免焊接区端部打火花降低电池的安全性。在本申请的技术方案中，焊接区靠近主体部的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值，且该预设阈值与导电结构的导电层在第三方向上的厚度负相关，从而保证焊接区的过流面积大于一定阈值，以提高焊接区的过流能力，保证焊接区端部在电池发生短路时不会被烧断，进而提高电池的安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图；
图2是本申请一实施例公开的一种电池的分解结构示意图；
图3是本申请一实施例公开的一种电池单体的分解结构示意图；
图4是本申请一实施例公开的一种电极组件的结构示意图；
图5是图4中B部分的放大图；
图6是图3中A部分的放大图；
图7是本申请一实施例公开的一种电极极片的截面图；
图8是本申请一实施例公开的一种电极极片的截面图；
图9是图8中C部分的放大图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式中的附图标号如下：
车辆1；
电池10，控制器30，马达40；
箱体11，电池单体20，上箱体111，下箱体112；
壳体21，电极组件22，容纳空间23，端盖24，电极端子241，正电极端子241a，负电极端子241b，连接构件25，第一极耳221a，第二极耳222a；
电极极片221，集流体2211，导电结构2212，主体部2213，极耳部2214，焊接区2215，保护层2216，活性物质层2217，导电层2212a，绝缘层2212b，第一极耳部2214a，第二极耳部2214b，第一焊接区2215a，第二焊接区2215b。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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。对于本领域的普通技术人员而言，可视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：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
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。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。
在本申请实施例中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到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，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体可以包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的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。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的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石墨、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。隔膜的材质可以为聚丙烯（polypropylene，PP）或聚乙烯（polyethylene，PE）等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
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，还需要考虑电池的安全性。例如，对于电池单体，其一般包括电极组件、电解液、容纳电极组件和电解液的壳体及装配在壳体上的盖板，盖板上通常装配有用于输入或输出电能的电极端子。电极组件和盖板上电极端子的连接一般是通过连接构件间接连接，即需要将连接构件分别与电极组件和电极端子进行电连接。考虑到电池的安全问题，需要保证电极组件中与连接构件连接的极耳的过流能力，防止极耳根部在电池发生短路时因电流过大被烧断，而造成极耳根部打火花。因此，如何提高极耳的过流能力，进而提高电池的安全性，是目前亟待解决的问题。
鉴于此，本申请实施例提供了一种电极极片，该电极极片包括集流体和导电结构，导电结构与集流体的极耳部焊接连接形成焊接区，该焊接区靠近主体部的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值，该预设阈值与导电结构的导电层在第三方向上的厚度负相关。导电结构与极耳部的焊接区的过流面积，需要大于一定阈值以保证焊接区端部在电池发生短路时不会因电流过大被烧断，避免焊接区端部打火花降低电池的安全性。在本申请的技术方案中，焊接区靠近主体部的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值，且该预设阈值与导电结构的导电层在第三方向上的厚度负相关，从而保证焊接区的过流面积大于一定阈值，以提高焊接区的过流能力，保证焊接区端部在电池发生短路时不会被烧断，进而提高电池的安全性。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
应理解，本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的设备，还可以适用于所有使用电池的设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
例如，如图1所示，为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图，车辆1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1的内部可以设置马达40，控制器30以及电池10，控制器30用来控制电池10为马达40的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括多个电池单体。例如，图2为本申请一个实施例的一种电池10的分解结构示意图，电池10可以包括多个电池单体20。根据不同的电力需求，电池单体20的数量可以设置为任意数值。多个电池单体20可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池10中包括的电池单体20的数量可能较多，为了便于安装，可以将电池单体20分组设置，每组电池单体20组成电池模块。电池模块中包括的电池单体20的数量不限，可以根据需求设置。电池可以包括多个电池模块,这些电池模块可通过串联、并联或混联的方式进行连接。
可选地，电池10还可以包括其他结构。例如，该电池10还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体20之间的电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过连接电池单体20的电极端子实现电池单体20之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。可选地，导电机构也可属于汇流部件。
电池10还可以包括箱体11（或称罩体），箱体11内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体11内。如图2所示，箱体11可以包括两部分，这里分别称为上箱体111和下箱体112，上箱体111和下箱体112扣合在一起。上箱体111和下箱体112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定，上箱体111和下箱体112中至少一个部件具有一个开口。例如，箱体11包括的上箱体111和下箱体112中可以仅有一个为具有开口的中空长方体，而另一个为板状，以盖合开口。例如，如图2所示，这里以下箱体112为中空长方体且只有一个面为开口面，上箱体111为板状为例，上箱体111盖合在下箱体112的开口处以形成具有封闭腔室的箱体11，该腔室可以用于容纳多个电池单体20。
可选地，本申请实施例中的箱体11包括的上箱体111和下箱体112还可以具有其他形状，例如，上箱体111和下箱体112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，上箱体111的开口和下箱体112的开口相对设置，并且上箱体111和下箱体112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体11。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于上箱体111和下箱体112扣合后形成的箱体内。
如图3所示，为本申请一个实施例的一种电池单体20的结构示意图，电池单体20包括一个或多个电极组件22、壳体21和端盖24。壳体21和端盖24形成外壳或电池盒。壳体21的壁以及端盖24均称为电池单体20的壁，其中对于长方体型电池单体20，壳体21的壁包括底壁和四个侧壁，底壁和四个侧壁连接形成放置电极组件22的容纳空间23。壳体21根据一个或多个电极组件22组合后的形状而定，例如，壳体21可以为中空的长方体或正方体或圆柱体，且壳体21的其中一个面具有开口以便一个或多个电极组件22可以放置于壳体21内。例如，当壳体21为中空的长方体或正方体时，壳体21的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壁体而使得壳体21内外相通。当壳体21可以为中空的圆柱体时，壳体21的端面为开口面，即该端面不具有壁体而使得壳体21内外相通。端盖24覆盖容纳空间23的开口并且与壳体21连接，以形成放置电极组件22的封闭的腔体。壳体21内填充有电解质，例如电解液。
该电池单体20还可以包括两个电极端子241，两个电极端子241可以设置在端盖24上。端盖24通常是平板形状，两个电极端子241固定在端盖24的平板面上，两个电极端子241分别为正电极端子241a和负电极端子241b。每个电极端子241各对应设置一个连接构件25，或者也可以称为集流构件，其位于端盖24与电极组件22之间，用于将电极组件22和电极端子241实现电连接。
如图3所示，每个电极组件22具有第一极耳221a和第二极耳222a。第一极耳221a和第二极耳222a的极性相反。例如，当第一极耳221a为正极极耳时，第二极耳222a为负极极耳。一个或多个电极组件22的第一极耳221a通过一个连接构件25与一个电极端子连接，一个或多个电极组件22的第二极耳222a通过另一个连接构件25与另一个电极端子连接。例如，正电极端子241a通过一个连接构件25与正极极耳连接，负电极端子241b通过另一个连接构件25与负极极耳连接。
在该电池单体20中，根据实际使用需求，电极组件22可设置为单个，或多个，如图3所示，电池单体20内设置有4个独立的电极组件22。
图4示出了本申请一个实施例的电极组件22的结构示意图。如图4所示，电极组件22由电极极片221卷绕形成。电极极片221包括集流体2211和导电结构2212。
如图5所示，集流体2211包括沿第一方向设置的主体部2213和极耳部2214；导电结构2212与极耳部2214焊接连接形成焊接区2215，导电结构2212沿背离主体部2213的方向延伸，在第二方向上，焊接区2215靠近主体部2213的一端的尺寸L1大于预设阈值，该预设阈值与导电结构2212的导电层2212a在第三方向上的厚度负相关，第二方向垂直于第一方向且平行于极耳部2214，第三方向垂直于第一方向和第二方向。例如，第一方向为图5中的x方向，第二方向为图5中的y方向，第三方向为图5中的z方向。
电极极片221的集流体2211将活性物质层中的活性物质产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出，因此集流体2211应与活性物质充分接触，并且内阻应尽可能小为佳。电极极片221的导电结构2212通过连接构件25与电极端子241电连接。
本申请实施例中，电极极片221包括集流体2211和导电结构2212，导电结构2212与集流体2211的极耳部2214焊接连接形成焊接区2215，该焊接区2215靠近主体部2213的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值，该预设阈值与导电结构2212的导电层2212a在第三方向上的厚度负相关。导电结构2212与极耳部2214的焊接区2215的过流面积，需要大于一定阈值以保证焊接区2215端部在电池发生短路时不会因电流过大被烧断，避免焊接区2215端部打火花降低电池10的安全性。在本申请的技术方案中，焊接区2215靠近主体部2213的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值，且该预设阈值与导电结构2212的导电层2212a在第三方向上的厚度负相关，从而保证焊接区2215的过流面积大于一定阈值，以提高焊接区2215的过流能力，保证焊接区2215端部在电池10发生短路时不会被烧断，进而提高电池10的安全性。
可选地，在本申请实施例中，预设阈值为
，其中，H2表示与导电结构2212连接的转接片的过流宽度最小处的厚度，L2表示在转接片的宽度方向上，导电结构2212与转接片的连接面在过流宽度最小处的总宽度，H1表示导电层2212a在第三方向上的总厚度，C表示与一个转接片连接的导电结构2212的个数，A为不小于1的常数。
具体地，转接片即为上述图3中的连接构件25，如图6所示，H2可以为连接构件25的过流宽度最小处在x方向上的厚度，L2可以为连接构件25在过流宽度最小处在y方向上的总宽度，也就是图6中的连接构件25的两侧的过流宽度最小处在y方向上的宽度之和，即2L2’。如图9所示，H1可以为导电层2212a在第三方向z上的总厚度，也就是图9中的一个导电结构2212的导电层2212a在第三方向z上的总厚度H1为2H1’。应理解，在电池单体20组装过程中，多个导电结构2212会层叠在一起后与一个转接片连接，因此该公式中引入与一个转接片连接的导电结构2212的个数C。
本申请实施例中，为保证焊接区2215的端部在电池10发生短路时不会被烧断，需要保证焊接区2215的过流面积大于与其电连接的转接片的过流面积，即
，将该不等式变形即得
，由于电极极片221加工过程中存在一定加工误差，因此在不等式中引入不小于1的常数，为焊接区2215端部的尺寸L1的设置提供一定余量，得到
。也就是说，焊接区2215靠近主体部2213的一端在第二方向上的尺寸L1大于预设阈值
，即可实现多个导电结构2212的焊接区2215的总过流面积大于与该多个导电结构2212对应连接的转接片的过流面积，保证多个导电结构2212层叠形成的极耳结构在焊接区2215的过流能力大于对应的转接片的过流能力，从而避免焊接区2215端部在电池10发生短路时被烧断，提高电池10的安全性。
可选地，在本申请实施例中，当转接片的过流宽度最小处的厚度H2为0.8mm，转接片与导电结构2212的连接面在过流宽度最小处的总宽度L2为10mm，此时，转接片的过流面积为8mm2。若导电层2212a在第三方向上的总厚度H1为1μm，与一个转接片连接的导电结构2212的个数C为80，则焊接区2215靠近主体部2213的一端在第二方向上的尺寸L1需大于100mm，以保证极耳结构在焊接区2215的过流能力大于对应的转接片的过流能力。
再比如，当转接片的过流宽度最小处的厚度H2为0.8mm，转接片与导电结构2212的连接面在过流宽度最小处的总宽度L2为20mm，此时，转接片的过流面积为16mm2。若导电层2212a在第三方向上的总厚度H1为1μm，与一个转接片连接的导电结构2212的个数C为120，则焊接区2215靠近主体部2213的一端在第二方向上的尺寸L1需大于134mm，以保证极耳结构在焊接区2215的过流能力大于对应的转接片的过流能力。
应理解，以上具体参数设置仅为本申请实施例的示例性说明，不构成对本申请的限定。
可选地，在本申请实施例中，1≤A≤2。为保证焊接区2215的过流面积大于与其电连接的转接片的过流面积，常数A≥1；同时，基于电池单体20的端盖24的结构设计，焊接区2215的端部尺寸L1不宜过大，避免端盖24下方的下塑胶挤压导电结构2212。因此常数A的取值也不宜过大，常数A的取值范围为1~2。
可选地，在本申请实施例中，如图7所示，极耳部2214包括第一极耳部2214a和第二极耳部2214b，第一极耳部2214a设置于主体部2213和第二极耳部2214b之间，在第二方向y上，第一极耳部2214a的尺寸大于第二极耳部2214b的尺寸。
在第二方向y上，第一极耳部2214a的尺寸大于第二极耳部2214b的尺寸，也就是说，与主体部2213相连的第一极耳部2214a在第二方向y上的尺寸较大，这样可以增加主体部2213与极耳部2214的连接面积，从而增加二者的连接强度，且第二极耳部2214b的尺寸较小，可以减小极耳部2214整体占用的空间。
可选地，沿第一方向x，极耳部2214在第二方向y上的尺寸可以连续平滑变化。例如，极耳部2214可以呈三角形结构、梯形结构、阶梯结构等，图7以极耳部2214呈阶梯结构为例进行说明。
可选地，在本申请实施例中，如图7所示，焊接区2215包括第一焊接区2215a和第二焊接区2215b，第一焊接区2215a位于第一极耳部2214a，第二焊接区2215b位于第二极耳部2214b，在第二方向y上，第一焊接区2215a的尺寸大于第二焊接区2215b的尺寸。
第二焊接区2215b位于在第二方向y上尺寸较大的第二极耳部2214b，以保证极耳部2214与导电结构2212焊接时形成的焊接区2215靠近主体部2213的一端在第二方向y上的尺寸L1能够大于预设阈值，以保证焊接区2215端部的过流面积较大，提高电池10的安全性，且第二焊接区2215b与第二极耳部2214b的焊接面积较大，可以提高两者的连接强度。
可选地，在本申请实施例中，如图8所示，导电结构2212还包括绝缘层2212b，导电层2212a设置于绝缘层2212b的外表面。当导电层2212a厚度较厚时，其在被异物刺穿时产生的毛刺较大，会影响电池10的安全性，因此设置绝缘层2212b，在绝缘层2212b的外表面设置导电层2212a，在增加导电结构2212厚度以提高导电结构2212的结构强度的同时，控制导电层2212a的厚度。
可选地，在本申请实施例中，如图8所示，主体部2213的外表面设置有活性物质层2217。电池10在充放电过程中活性物质层2217进行电化学反应实现化学能与电能的转换。
可选地，在本申请实施例中，如图8所示，极耳部2214的部分外表面设置有保护层2216，保护层2216设置于导电结构2212与活性物质层2217之间，以为极耳部2214提供支撑力，防止极耳部2214的变形影响极片的过流能力。
可选地，在本申请实施例中，保护层2216的材料为绝缘材料，避免保护层2216导电影响电极极片221中的电流流通路径，保证电极极片221电连接的安全性。
可选地，绝缘材料可以包括三氧化二铝和羟基氧化铝中的至少一种。
可选地，保护层2216可以通过涂布或者镀膜等工艺设置于极耳部2214的外表面。
本申请实施例还提供了一种电极组件22，该电极组件22可以包括前述各实施例中的电极极片221。
本申请实施例还提供了一种电池单体20，该电池单体20可以包括壳体，端盖以及前述实施例中的电极组件22。壳体具有开口，用于容纳电极组件22；端盖用于封闭开口。
本申请实施例还提供了一种电池10，该电池10可以包括前述实施例中的电池单体20。在一些实施例中，该电池10还可以包括箱体、汇流部件等其他结构，在此不再一一赘述。
本申请实施例还提供了一种用电设备，该用电设备可以包括前述实施例中的电池10。可选地，该用电设备可以为车辆1、船舶或航天器等，但本申请实施例对此并不限定。
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 (12)
1.一种电极极片，其特征在于，包括：
集流体（2211），所述集流体（2211）包括沿第一方向（x）设置的主体部（2213）和极耳部（2214）；
导电结构（2212），所述导电结构（2212）与所述极耳部（2214）焊接连接形成焊接区（2215），所述导电结构（2212）沿背离所述主体部（2213）的方向延伸，在第二方向（y）上，所述焊接区（2215）靠近所述主体部（2213）的一端的尺寸L1大于预设阈值，所述预设阈值与所述导电结构（2212）的导电层（2212a）在第三方向（z）上的厚度负相关，所述预设阈值为
；
其中，H2表示与所述导电结构（2212）连接的转接片的过流宽度最小处的厚度，L2表示在所述转接片的宽度方向上，所述导电结构（2212）与所述转接片的连接面在过流宽度最小处的总宽度，H1表示所述导电层（2212a）在所述第三方向（z）上的总厚度，C表示与一个所述转接片连接的所述导电结构（2212）的个数，A为不小于1的常数，所述第二方向（y）垂直于所述第一方向（x）且平行于所述极耳部（2214），所述第三方向（z）垂直于所述第一方向（x）和所述第二方向（y）。
2.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，1≤A≤2。
3.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述极耳部（2214）包括第一极耳部（2214a）和第二极耳部（2214b），所述第一极耳部（2214a）设置于所述主体部（2213）和所述第二极耳部（2214b）之间，在所述第二方向（y）上，所述第一极耳部（2214a）的尺寸大于所述第二极耳部（2214b）的尺寸。
4.根据权利要求3所述的电极极片，其特征在于，所述焊接区（2215）包括第一焊接区（2215a）和第二焊接区（2215b），所述第一焊接区（2215a）位于所述第一极耳部（2214a），所述第二焊接区（2215b）位于所述第二极耳部（2214b），在所述第二方向（y）上，所述第一焊接区（2215a）的尺寸大于所述第二焊接区（2215b）的尺寸。
5.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述导电结构（2212）还包括绝缘层（2212b），所述导电层（2212a）设置于所述绝缘层（2212b）的外表面。
6.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述主体部（2213）的外表面设置有活性物质层（2217）。
7.根据权利要求6所述的电极极片，其特征在于，所述极耳部（2214）的部分外表面设置有保护层（2216），所述保护层（2216）设置于所述导电结构（2212）与所述活性物质层（2217）之间。
8.根据权利要求7所述的电极极片，其特征在于，所述保护层（2216）的材料为绝缘材料。
9.一种电极组件，其特征在于，包括：根据权利要求1至8中任一项所述的电极极片。
10.一种电池单体，其特征在于，包括：
根据权利要求9所述的电极组件；
壳体，具有开口，用于容纳所述电极组件；
端盖，用于封闭所述开口。
11.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求10所述的电池单体。
12.一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求11所述的电池，所述电池用于提供电能。
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