CN115606020B - 电极组件及其制造方法和制造系统、电池单体以及电池 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种电极组件及其制造方法和制造系统、电池单体以及电池。电极组件包括叠加设置的正极极片和负极极片，正极极片的正极活性物质层与负极极片的负极活性物质层面对设置。负极活性物质层包括负极主体部和负极边缘部，负极边缘部的厚度小于负极主体部的厚度。负极边缘部的至少部分与正极活性物质层重叠，负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量；和/或，正极活性物质层包括正极主体部和正极边缘部，正极边缘部的厚度小于正极主体部的厚度，正极边缘部的至少部分与负极边缘部重叠，正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。这种结构的电极组件可以降低极片析锂的风险。

Description

电极组件及其制造方法和制造系统、电池单体以及电池
技术领域
本申请涉及电池技术领域，并且更具体地，涉及一种电极组件及其制造方法和制造系统、电池单体以及电池。
背景技术
可再充电电池，可以称为二次电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。可再充电电池广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。
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
本申请提供了一种电极组件及其制造方法和制造系统、电池单体以及电池，能够增强电池的安全性。
第一方面，本申请实施例提供了一种电极组件，包括叠加设置的正极极片和负极极片，正极极片的正极活性物质层与负极极片的负极活性物质层面对设置。负极活性物质层包括负极主体部和连接于负极主体部的负极边缘部，负极边缘部位于负极活性物质层沿第一方向的端部，第一方向垂直于正极极片和负极极片的叠加方向，负极边缘部的厚度小于负极主体部的厚度。在叠加方向上，负极边缘部的至少部分与正极活性物质层重叠，且负极活性物质层被配置为：负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量；和/或，正极活性物质层包括正极主体部和连接于正极主体部的正极边缘部，正极边缘部位于正极活性物质层沿第一方向的端部，正极边缘部的厚度小于正极主体部的厚度，在叠加方向上，正极边缘部的至少部分与负极边缘部重叠，正极活性物质层被配置为：正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。
上述方案中，在负极主体部的单位面积容量满足设置要求时，即负极主体部的单位面积容量达到第一预设值，使得负极主体部不易出现析锂。若负极活性物质层被配置为负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量，那么负极边缘部的单位面积容量大于或等于第一预设值，相对于增大了负极边缘部的单位面积容量，这样，即使负极边缘部的厚度小于负极主体部，也能够接受从正极活性物质层脱出的锂离子，使得负极边缘部不易出现析锂。
在正极主体部的单位面积容量满足设置要求时，即正极主体部的单位面积容量达到第二预设值，此时，负极主体部的与正极主体部重叠的部分不易出现析锂。若正极活性物质层被配置为正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量，那么正极边缘部的单位面积容量小于第二预设值，相当于减小了正极边缘部的单位面积容量，这样，即使负极边缘部的厚度小于负极主体部，负极边缘部也能够接受正极边缘部的与负极边缘部重叠的部分所脱出的锂离子，使得负极边缘部不易出现析锂。
在一些实施例中，负极边缘部的活性材料与负极边缘部的重量比大于负极主体部的活性材料与负极主体部的重量比。通过增加负极边缘部中的活性材料，提高负极边缘部中的活性材料的重量比，增大负极边缘部的单位面积容量，以使负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量。
在一些实施例中，负极边缘部的活性材料的克容量大于负极主体部的活性材料的克容量。通过增大负极边缘部中的活性材料的克容量，可增大负极边缘部的单位面积容量，以使负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量。
在一些实施例中，负极边缘部包括沿叠加方向层叠设置的第一负极涂层和第二负极涂层。第二负极涂层的活性材料与第二负极涂层的重量比大于第一负极涂层的活性材料与第一负极涂层的重量比。通过增加第二负极涂层中的活性材料，提高第二负极涂层的活性材料的重量比，进而增大负极边缘部的单位面积容量，以使负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量。在另一些实施例中，第二负极涂层的活性材料的克容量大于第一负极涂层的活性材料的克容量。通过增加第二负极涂层中的活性材料的克容量，增大负极边缘部的单位面积容量，以使负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量。
在一些实施例中，负极边缘部的活性材料的粒径小于负极主体部的活性材料的粒径。在充放电的过程中，锂离子在负极边缘部中更容易扩散，在负极边缘部中分布的更为均匀，不易在负极边缘部的局部聚集，从而降低析锂的风险。
在一些实施例中，负极极片包括负极集流体，负极集流体包括负极涂覆区和负极极耳，负极活性物质层至少部分涂覆于负极涂覆区，负极极耳连接于负极涂覆区沿第一方向的端部。负极边缘部位于负极主体部沿第一方向靠近负极极耳的一侧。
在一些实施例中，沿背离负极主体部且平行于第一方向的方向，负极边缘部的厚度逐渐减小。这样可以在辊压负极极片的过程中分散应力，减小应力集中，降低负极集流体断裂的风险。
在一些实施例中，在第一方向上，负极边缘部的尺寸与负极活性物质层的尺寸之比为0.01-0.2。
在一些实施例中，正极边缘部的活性材料与正极边缘部的重量比小于正极主体部的活性材料与正极主体部的重量比。通过减少正极边缘部中的活性材料，降低正极边缘部中的活性材料的重量比，减小正极边缘部的单位面积容量，以使正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。
在一些实施例中，正极边缘部的活性材料的克容量小于正极主体部的活性材料的克容量。通过减少正极边缘部中的活性材料的克容量，可减小正极边缘部的单位面积容量，以使正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。
在一些实施例中，正极边缘部包括沿叠加方向层叠设置的第一正极涂层和第二正极涂层。第二正极涂层的活性材料与第二正极涂层的重量比小于第一正极涂层的活性材料与第一正极涂层的重量比。通过减少第二正极涂层中的活性材料，减小第二正极涂层的活性材料的重量比，进而降低正极边缘部的单位面积容量，以使正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。在另一些实施例中，第二正极涂层的活性材料的克容量小于第一正极涂层的活性材料的克容量。。通过减小第二正极涂层中的活性材料的克容量，降低正极边缘部的单位面积容量，以使正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量
在一些实施例中，正极边缘部的活性材料的粒径大于正极主体部的活性材料的粒径。在充放电的过程中，锂离子在正极边缘部中扩散速率低，锂离子从正极边缘部的脱出的速率也会降低，这样能够降低锂离子在负极边缘部的与正极边缘部重叠的部分聚集的风险，使负极活性物质层不容易析锂。
在一些实施例中，正极极片包括正极集流体，正极集流体包括正极涂覆区和正极极耳，正极活性物质层至少部分涂覆于正极涂覆区，正极极耳连接于正极涂覆区沿第一方向的端部。正极边缘部位于正极主体部沿第一方向靠近正极极耳的一侧。
在一些实施例中，沿背离正极主体部且平行于第一方向的方向，正极边缘部的厚度逐渐减小。这样可以在辊压正极极片的过程中分散应力，减小应力集中，降低正极集流体断裂的风险。
在一些实施例中，在第一方向上，正极边缘部的尺寸与正极活性物质层的尺寸之比为0.01-0.2。
第二方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括外壳和上述第一方面任一实施例提供的电极组件，电极组件容纳于外壳中。
第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括：箱体和上述第二方面任一实施例提供的电池单体，电池单体收容于箱体内。
第四方面，本申请实施例提供了一种用电设备，其包括上述第三方面任一实施例提供的电池，电池用于提供电能。
第五方面，本申请实施例提供了一种电极组件的制造方法，包括：提供正极极片；提供负极极片；将正极极片和负极极片叠加设置，以使正极极片的正极活性物质层与负极极片的负极活性物质层面对设置。其中，负极活性物质层包括负极主体部和连接于负极主体部的负极边缘部，负极边缘部位于负极活性物质层沿第一方向的端部，第一方向垂直于正极极片和负极极片的叠加方向，负极边缘部的厚度小于负极主体部的厚度。在叠加方向上，负极边缘部的至少部分与正极活性物质层重叠，且负极活性物质层被配置为：负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量；和/或，正极活性物质层包括正极主体部和连接于正极主体部的正极边缘部，正极边缘部位于正极活性物质层沿第一方向的端部，正极边缘部的厚度小于正极主体部的厚度，在叠加方向上，正极边缘部的至少部分与负极边缘部重叠，正极活性物质层被配置为：正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。
第六方面，本申请实施例提供了一种电极组件的制造系统，包括：第一提供装置，用于提供正极极片；第二提供装置，用于提供负极极片；组装装置，用于将正极极片和负极极片叠加设置，以使正极极片的正极活性物质层与负极极片的负极活性物质层面对设置。其中，负极活性物质层包括负极主体部和连接于负极主体部的负极边缘部，负极边缘部位于负极活性物质层沿第一方向的端部，第一方向垂直于正极极片和负极极片的叠加方向，负极边缘部的厚度小于负极主体部的厚度。在叠加方向上，负极边缘部的至少部分与正极活性物质层重叠，且负极活性物质层被配置为：负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量；和/或，正极活性物质层包括正极主体部和连接于正极主体部的正极边缘部，正极边缘部位于正极活性物质层沿第一方向的端部，正极边缘部的厚度小于正极主体部的厚度，在叠加方向上，正极边缘部的至少部分与负极边缘部重叠，正极活性物质层被配置为：正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。
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示意图；
图3为图2所示的电池模块的结构示意图；
图4为图3所示的电池单体的爆炸示意图；
图5为本申请一个实施例的电极组件的结构示意图；
图6为图5所示的电极组件沿线A-A作出的局部剖视示意图；
图7为本申请另一个实施例的电极组件的结构示意图；
图8为本申请一个实施例提供的电极组件的局部剖视示意图；
图9为本申请另一个实施例提供的电极组件的局部剖视示意图；
图10为本申请又一个实施例提供的电极组件的局部剖视示意图；
图11为本申请另一个实施例提供的电极组件的局部剖视示意图；
图12为本申请再一个实施例提供的电极组件的局部剖视示意图；
图13为本申请另一个实施例提供的电极组件的局部剖视示意图；
图14为本申请一些实施例提供的电极组件的制造方法的流程图；
图15为本申请一些实施例提供的电极组件的制造系统的示意性框图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
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作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。
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：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。
在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，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、负极极片和隔离膜组成。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，正极活性物质层涂覆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覆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，负极活性物质层涂覆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覆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。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)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。
在制造负极极片的过程中，先将负极活性材料、粘接剂、导电剂和溶剂等混合制成负极活性浆料，然后再将负极活性浆料涂覆在负极集流体上，负极活性浆料经过辊压、固化等工序后形成负极活性物质层。而由于负极活性浆料的流动性和表面张力，在形成负极活性物质层后，负极活性物质层的端部会形成厚度较小的薄层区域。
外接电源对电池单体充电时，正极上的电子e通过外部电路跑到负极上，锂离子Li+从正极活性物质层中的活性材料颗粒中脱出并进入电极液中，穿过隔离膜上的微小孔隙并移动到负极，与早就跑过来的电子结合在一起，进入负极活性物质层中的活性材料颗粒中。薄层区域的厚度小，所以可能会因为容量不足而无法完全接受锂离子，引发锂离子在薄层区域的表面析出并形成锂枝晶的风险。如果形成锂枝晶，那么锂枝晶可能会刺穿隔离膜，造成电池单体内短路，引发热失控。
鉴于此，本申请实施例提供一种电极组件，包括叠加设置的正极极片和负极极片，正极极片的正极活性物质层与负极极片的负极活性物质层面对设置，负极活性物质层包括负极主体部和连接于负极主体部的负极边缘部，负极边缘部位于负极活性物质层沿第一方向的端部，第一方向垂直于正极极片和负极极片的叠加方向，负极边缘部的厚度小于负极主体部的厚度。在叠加方向上，负极边缘部的至少部分与正极活性物质层重叠，且负极活性物质层被配置为：负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量；和/或，正极活性物质层包括正极主体部和连接于正极主体部的正极边缘部，正极边缘部位于正极活性物质层沿第一方向的端部，正极边缘部的厚度小于正极主体部的厚度，在叠加方向上，正极边缘部的至少部分与负极边缘部重叠，正极活性物质层被配置为：正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。这种结构的电极组件能够降低析锂风险，增强电池的安全性。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。
用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具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；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以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1的结构示意图，车辆1的内部设置有电池2，电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4供电，例如，用于车辆1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2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，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1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2的爆炸示意图，电池2包括箱体5和电池单体(图2未示出)，电池单体容纳于箱体5内。
箱体5用于容纳电池单体，箱体5可以是多种结构。在一些实施例中，箱体5可以包括第一箱体部51和第二箱体部52，第一箱体部51与第二箱体部52相互盖合，第一箱体部51和第二箱体部52共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间53。第二箱体部52可以是一端开口的空心结构，第一箱体部51为板状结构，第一箱体部51盖合于第二箱体部52的开口侧，以形成具有容纳空间53的箱体5；第一箱体部51和第二箱体部52也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部51的开口侧盖合于第二箱体部52的开口侧，以形成具有容纳空间53的箱体5。当然，第一箱体部51和第二箱体部52可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部51与第二箱体部52连接后的密封性，第一箱体部51与第二箱体部52之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部51盖合于第二箱体部52的顶部，第一箱体部51亦可称之为上箱盖，第二箱体部52亦可称之为下箱体。
在电池2中，电池单体可以是一个，也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体5内；当然，也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6，多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体5内。
在一些实施例中，请参照图3，图3为图2所示的电池模块6的结构示意图。电池单体为多个，多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。
电池模块6中的多个电池单体7之问可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块6中的多个电池单体7的并联或串联或混联。
请参照图4，图4为图3所示的电池单体7的爆炸示意图。本申请实施例提供的电池单体7包括电极组件10和外壳20，电极组件10容纳于外壳20内。
在一些实施例中，外壳20还可用于容纳电解质，例如电解液。外壳20可以是多种结构形式。
在一些实施例中，外壳20可以包括壳体21和端盖22，壳体21为一侧开口的空心结构，端盖22盖合于壳体21的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件10和电解质的密封空间。
在组装电池单体7时，可先将电极组件10放入壳体21内，再将端盖22盖合于壳体21的开口，然后经由端盖22上的电解质注入口将电解质注入壳体21内。
壳体21可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体21的形状可根据电极组件10的具体形状来确定。比如，若电极组件10为圆柱体结构，则可选用为圆柱体壳体；若电极组件10为长方体结构，则可选用长方体壳体。当然，端盖22也可以是多种结构，比如，端盖22为板状结构、一端开口的空心结构等。示例性的，在图4中，壳体21为长方体结构，端盖22为板状结构，端盖22盖合于壳体21顶部的开口处。
在一些实施例中，电池单体7还可以包括正极电极端子30、负极电极端子40和泄压机构50，正极电极端子30、负极电极端子40和泄压机构50均安装于端盖22上。正极电极端子30和负极电极端子40均用于与电极组件10电连接，以输出电极组件10所产生的电能。泄压机构50用于在电池单体7的内部压力或温度达到预定值时泄放电池单体7内部的压力。
示例性的，泄压机构50位于正极电极端子30和负极电极端子40之间，泄压机构50可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。
当然，在一些实施例中，外壳20也可以是其他结构，比如，外壳20包括壳体21和两个端盖22，壳体21为相对的两侧开口的空心结构，一个端盖22对应盖合于壳体21的一个开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件10和电解质的密封空间。在这种结构中，正极电极端子30和负极电极端子40可安装在同一个端盖22上，也可以安装在不同的端盖22上；可以是一个端盖22上安装有泄压机构50，也可以是两个端盖22上均安装有泄压机构50。
需要说明的是，在电池单体7中，容纳于外壳20内的电极组件10可以是一个，也可以是多个。示例性的，在图4中，电极组件10为两个。
接下来结合附图对电极组件10的具体结构进行详细阐述。
图5为本申请一个实施例的一种电极组件的结构示意图，图6为图5所示的电极组件沿线A-A作出的局部剖视示意图。
请参照图5和图6，电极组件10包括叠加设置的正极极片11和负极极片12，正极极片11的正极活性物质层111与负极极片12的负极活性物质层121面对设置。
在一些实施例中，正极极片11包括正极集流体112和涂覆于正极集流体112两个表面的正极活性物质层111，负极极片12包括负极集流体122和涂覆于负极集流体122两个表面的负极活性物质层121。
电极组件10还包括将正极极片11和负极极片12隔开的隔离膜13，隔离膜13具有大量贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过，对锂离子有很好的穿透性。隔离膜13的材质可以为PP或PE等。
在一些实施例中，正极极片11和负极极片12绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构。在卷绕结构中，正极极片11和负极极片12沿垂直于卷绕轴线的方向叠加设置，即正极极片11和负极极片12的叠加方向X垂直于卷绕轴线。正极极片11和负极极片12沿着卷绕方向Z卷绕为多圈，卷绕方向Z为正极极片11和负极极片12从内向外周向卷绕的方向。在图5中，卷绕方向Z为逆时针方向。
具有卷绕结构的电极组件10包括平直区B和位于该平直区B两端的弯折区C。平直区B是指该卷绕结构中具有平行结构的区域，即在该平直区B内的负极极片12、正极极片11和隔离膜13相互基本平行，即电极组件10在平直区B的每层负极极片12、正极极片11和隔离膜13的表面均为平面。弯折区C是指该卷绕结构中具有弯折结构的区域，即在该弯折区C内的负极极片12、正极极片11和隔离膜13均弯折，即电极组件10在弯折区C的每层负极极片12、正极极片11和隔离膜13的表面均为曲面。
在一些实施例中，负极活性物质层121包括负极主体部1211和连接于负极主体部1211的负极边缘部1212，负极边缘部1212位于负极活性物质层121沿第一方向Y的端部，第一方向Y垂直于正极极片11和负极极片12的叠加方向X，负极边缘部1212的厚度小于负极主体部1211的厚度。负极边缘部1212为形成于负极活性物质层121沿第一方向Y的端部的薄层区域。
在制造正极极片11的过程中，先将正极活性材料、粘接剂、导电剂和溶剂等混合制成正极活性浆料，然后再将正极活性浆料涂覆在正极集流体112上，正极活性浆料经过辊压、固化等工序后形成正极活性物质层111。而由于正极活性浆料的流动性和表面张力，在形成正极活性物质层111后，正极活性物质层111的端部会形成厚度较小的薄层区域。在一些实施例中，正极活性物质层111包括正极主体部1111和连接于正极主体部1111的正极边缘部1112，正极边缘部1112位于正极活性物质层111沿第一方向Y的端部，正极边缘部1112的厚度小于正极主体部1111的厚度。正极边缘部1112为形成于正极活性物质层111沿第一方向Y的端部的薄层区域。
在一些实施例中，正极集流体112包括正极涂覆区1121和正极极耳1122，正极活性物质层111至少部分涂覆于正极涂覆区1121，正极极耳1122连接于正极涂覆区1121的端部并凸出于正极涂覆区1121，正极极耳1122至少部分未涂覆正极活性物质层111且用于电连接到正极电极端子30(请参照图4)。负极集流体122包括负极涂覆区1221和负极极耳1222，负极活性物质层121至少部分涂覆于负极涂覆区1221，负极极耳1222连接于负极涂覆区1221的端部并凸出于负极涂覆区1221，负极极耳1222至少部分未涂覆负极活性物质层121且用于电连接到负极电极端子40(请参照图4)。
在一些实施例中，正极极耳1122连接于正极涂覆区1121沿第一方向Y的端部，负极极耳1222连接于负极涂覆区1221沿第一方向Y的端部。其中，第一方向Y平行于电极组件10的卷绕轴线。
在一些实施例中，正极极耳1122和负极极耳1222位于电极组件10沿第一方向Y的同一侧；在另一些实施例中，正极极耳1122和负极极耳1222也可以分别位于电极组件10沿第一方向Y的两侧。
请参照图7，图7为本申请另一个实施例的一种电极组件10的结构示意图，在一些实施例中，电极组件10包括多个正极极片11和多个负极极片12，多个负极极片12和多个正极极片11沿叠加方向X交替叠加。叠加方向X平行于正极极片11的厚度方向和负极极片12的厚度方向。正极极片11和负极极片12均大体为平板状。
发明人经过研究发现，在充电的过程中，负极边缘部1212需要接受正极活性物质层111的与负极边缘部1212重叠的部分所脱出锂离子，而由于负极边缘部1212的厚度较小，所以可能会因为容量不足而无法完全接受锂离子，引发锂离子在负极边缘部1212的表面析出的风险。
鉴于此，发明人对电极组件10的机构作出进一步改进。
图8至图13分别为本申请不同实施例提供的电极组件10的局部剖视示意图。
参照图8至图13，在一些实施例中，电极组件10包括叠加设置的正极极片11和负极极片12，正极极片11的正极活性物质层111与负极极片12的负极活性物质层121面对设置，负极活性物质层121包括负极主体部1211和连接于负极主体部1211的负极边缘部1212，负极边缘部1212位于负极活性物质层121沿第一方向Y的端部，第一方向Y垂直于正极极片11和负极极片12的叠加方向X，负极边缘部1212的厚度小于负极主体部1211的厚度。在叠加方向X上，负极边缘部1212的至少部分与正极活性物质层111重叠，且负极活性物质层121被配置为：负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量；和/或，正极活性物质层111包括正极主体部1111和连接于正极主体部1111的正极边缘部1112，正极边缘部1112位于正极活性物质层111沿第一方向Y的端部，正极边缘部1112的厚度小于正极主体部1111的厚度，在叠加方向X上，正极边缘部1112的至少部分与负极边缘部1212重叠，正极活性物质层111被配置为：正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。
在负极主体部1211的单位面积容量满足设置要求时，即负极主体部1211的单位面积容量达到第一预设值，使得负极主体部1211不易出现析锂。若负极活性物质层121被配置为负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量，那么负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于第一预设值，这样，即使负极边缘部1212的厚度小于负极主体部1211，也能够接受从正极活性物质层111脱出的锂离子，使得负极边缘部1212不易出现析锂。
在正极主体部1111的单位面积容量满足设置要求时，即正极主体部1111的单位面积容量达到第二预设值，此时，负极主体部1211的与正极主体部1111重叠的部分不易出现析锂。若正极活性物质层111被配置为正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量，那么正极边缘部1112的单位面积容量小于第二预设值，相当于减小了正极边缘部1112的单位面积容量，这样，即使负极边缘部1212的厚度小于负极主体部1211，负极边缘部1212也能够接受正极边缘部1112的与负极边缘部1212重叠的部分所脱出的锂离子，使得负极边缘部1212不易出现析锂。
在本申请实施例中，负极集流体122的两侧均设有负极活性物质层121，本申请所描述的负极活性物质层121均指的是单侧的负极活性物质层121，负极活性物质层121的单位面积容量指的是负极极片12的单侧的负极活性物质层121的单位面积容量。同样地，正极集流体112的两侧均设有正极活性物质层111，本申请所描述的正极活性物质层111均指的是单侧的正极活性物质层111，正极活性物质层111的单位面积容量指的是正极极片11的单侧的正极活性物质层111的单位面积容量。
在本申请实施例中，负极主体部1211的单位面积容量即为负极主体部1211的活性物质容量与负极主体部1211的总面积的比值，负极边缘部1212的单位面积容量即为负极边缘部1212的活性物质容量与负极边缘部1212的总面积的比值。
具体地，负极主体部1211的活性物质容量为Q1，负极主体部1211的面积为S1(即负极集流体122的被负极主体部1211覆盖的一部分的面积)。此时，负极主体部1211的单位面积容量QS1＝Q1/S1。
负极边缘部1212的活性物质容量为Q2，负极边缘部1212的面积为S2(即负极集流体122的被负极边缘部1212覆盖的一部分的面积)。此时，负极边缘部1212的单位面积容量QS2＝Q2/S2。
CB(Cell Balance)值为负极活性物质层121的单位面积容量与正极活性物质层111的单位面积容量的比值。当CB值大于设定值时，负极活性物质层121能够接受从正极活性物质层111脱出的锂离子，使负极活性物质层121不易析锂。
负极主体部1211的CB值等于负极主体部1211的单位面积容量QS1与正极活性物质层111的与负极主体部1211重叠的部分的单位面积容量的比值，负极边缘部1212的CB值等于负极边缘部1212的单位面积容量QS2与正极活性物质层111的与负极边缘部1212重叠的部分的单位面积容量的比值。在负极主体部1211的CB值满足要求时，如果负极边缘部1212的CB值大于或等于负极主体部1211的CB值，这样能够使负极边缘部1212不易析锂。
因此，负极边缘部1212的单位面积容量QS2大于或等于负极主体部1211的单位面积容量QS1，以使负极边缘部1212的CB值大于或等于负极主体部1211的CB值，这样能够使负极边缘部1212不易析锂。
同样地，正极主体部1111的单位面积容量即为正极主体部1111的活性物质容量与正极主体部1111的面积的比值，正极边缘部1112的单位面积容量即为正极边缘部1112的活性物质容量与正极边缘部1112的面积的比值。
具体地，正极主体部1111的活性物质容量为Q3，正极主体部1111的面积为S3(即正极集流体112的被正极主体部1111覆盖的一部分的面积)。此时，正极主体部1111的单位面积容量QS3＝Q3/S3。
正极边缘部1112的活性物质容量为Q4，正极边缘部1112的面积为S4(即正极集流体112的被正极边缘部1112覆盖的一部分的面积)。此时，正极边缘部1112的单位面积容量QS4＝Q4/S4。
请参照图8，图8为本申请一个实施例提供的电极组件10的局部剖视示意图，在一些实施例中，电极组件10包括叠加设置的正极极片11和负极极片12，正极极片11的正极活性物质层111与负极极片12的负极活性物质层121面对设置，负极活性物质层121包括负极主体部1211和连接于负极主体部1211的负极边缘部1212，负极边缘部1212位于负极活性物质层121沿第一方向Y的端部，负极边缘部1212的厚度小于负极主体部1211的厚度。在叠加方向X上，负极边缘部1212的至少部分与正极活性物质层111重叠，且负极活性物质层121被配置为：负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量。
在一些实施例中，正极活性物质层111包括正极主体部1111和连接于正极主体部1111的正极边缘部1112，正极边缘部1112位于正极活性物质层111沿第一方向Y的端部，正极边缘部1112的厚度小于正极主体部1111的厚度。
正极活性物质层111可由单一活性浆料涂布而成，以简化正极极片11的制造工艺。
在负极极片12的辊压过程中，负极集流体122上预留出未涂覆负极活性浆料的空白区域。在辊压时，由于负极活性浆料的流动性和表面张力，负极活性浆料会朝向空白区域流动。因此，当负极活性物质层121固化成型后，形成的厚度减小的负极边缘部1212位于负极活性物质层121的靠近空白区域的一端。该空白区域用于在之后的工序中裁切出负极极耳1222。在负极极片12成型后，负极边缘部1212位于负极主体部1211沿第一方向Y靠近负极极耳1222的一侧。
在辊压的负极极片12的过程中，负极边缘部1212的背离负极主体部1211的端部会在辊压力的作用下挤压负极集流体122，形成应力集中。在一些实施例中，沿背离负极主体部1211且平行于第一方向Y的方向，负极边缘部1212的厚度逐渐减小，这样可以在辊压的过程中分散应力，减小应力集中，降低负极集流体122断裂的风险。
在一些实施例中，负极边缘部1212的厚度比负极主体部1211的厚度小1-50微米。
在第一方向Y上，负极边缘部1212的尺寸越小，对工艺制程的需求越高，负极边缘部1212越容易在负极集流体122上形成应力集中；反之，负极边缘部1212的尺寸越大，负极活性物质层121在电池单体内的体积利用率越低。发明人综合考虑，在第一方向Y上，负极边缘部1212的尺寸与负极活性物质层121的尺寸之比为0.01-0.2。在一些示例中，在第一方向Y上，负极边缘部1212的尺寸为1-25微米；可选地，在第一方向Y上，负极边缘部1212的尺寸为1-15微米。
在正极极片11的辊压过程中，正极集流体112上预留出未涂覆正极活性浆料的空白区域。在辊压时，由于正极活性浆料的流动性和表面张力，正极活性浆料会朝向空白区域流动。因此，当正极活性物质层111固化成型后，形成的厚度减小的正极边缘部1112位于正极活性物质层111的靠近空白区域的一端。该空白区域用于在之后的工序中裁切出正极极耳1122。在正极极片11成型后，正极边缘部1112位于正极主体部1111沿第一方向Y靠近正极极耳1122的一侧。
在辊压的正极极片11的过程中，正极边缘部1112的背离正极主体部1111的端部会在辊压力的作用下挤压正极集流体112，形成应力集中。在一些实施例中，沿背离正极主体部1111且平行于第一方向Y的方向，正极边缘部1112的厚度逐渐减小，这样可以在辊压的过程中分散应力，减小应力集中，降低正极集流体112断裂的风险。
在一些实施例中，正极边缘部1112的厚度比正极主体部1111的厚度小1-50微米。
在第一方向Y上，正极边缘部1112的尺寸越小，对工艺制程的需求越高，正极边缘部1112越容易在正极集流体112上形成应力集中；反之，正极边缘部1112的尺寸越大，正极活性物质层111在电池单体内的体积利用率越低。发明人综合考虑，在第一方向Y上，正极边缘部1112的尺寸与正极活性物质层111的尺寸之比为0.01-0.2。在一些示例中，在第一方向Y上，正极边缘部1112的尺寸为1-25微米；可选地，在第一方向Y上，正极边缘部1112的尺寸为1-15微米。
在一些实施例中，正极极耳1122和负极极耳1222位于电极组件10沿第一方向Y的同一侧。正极边缘部1112和负极边缘部1212在叠加方向X上重叠。
在一些实施例中，正极极片11还包括与正极边缘部1112相连的绝缘层113，绝缘层113的一部分涂覆于正极涂覆区1121，绝缘层113的另一部分涂覆于正极极耳1122的靠近正极涂覆区1121的根部。绝缘层113可以在裁切正极极耳1122的过程中减小毛刺，同时还能提高正极极耳1122的绝缘性能，降低在正极极耳1122的根部与负极极片12导通的风险。
在本申请实施例中，可通过多种方式来实现负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量。
在一些实施例中，负极边缘部1212的活性材料与负极边缘部1212的重量比大于负极主体部1211的活性材料与负极主体部1211的重量比，以使负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量。负极边缘部1212和负极主体部1211中均包括活性材料、粘接剂和导电剂，通过增加负极边缘部1212中的活性材料，提高负极边缘部1212中的活性材料的重量比，增大负极边缘部1212的单位面积容量，以使负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量。
在一些示例中，负极边缘部1212中的活性材料与负极边缘部1212的重量比比负极主体部1211中的活性材料与负极主体部1211的重量比大0.5％-20％，可选地，大1.5％-12％。
可选地，负极边缘部1212中的活性材料与负极主体部1211中的活性材料相同。负极边缘部1212中的活性材料和负极主体部1211中的活性材料均可以是石墨或硅的化合物等。
在另一些实施例中，负极边缘部1212的活性材料的克容量大于负极主体部1211的活性材料的克容量。通过增大负极边缘部1212中的活性材料的克容量，可增大负极边缘部1212的单位面积容量，以使负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量。
克容量是指活性材料所释放出的电容量与活性材料的质量之比。
在本实施例中，负极边缘部1212中的活性材料与负极主体部1211中的活性材料不同，比如，负极边缘部1212的活性材料为硅的化合物，负极主体部1211的活性材料为石墨。
可选地，负极边缘部1212中的活性材料的克容量比负极主体部1211中的活性材料的克容量大0.5％-20％。示例性的，负极边缘部1212中的活性材料的克容量比负极主体部1211中的活性材料的克容量大1.5％-12％。
可选地，负极边缘部1212中的活性材料与负极边缘部1212的重量比等于负极主体部1211中的活性材料与负极主体部1211的重量比。
请参照图9，图9为本申请另一个实施例提供的电极组件10的局部剖视示意图，负极边缘部1212包括沿叠加方向X层叠设置的第一负极涂层1212a和第二负极涂层1212b。可选地，第二负极涂层1212b连接于第一负极涂层1212a和负极集流体122之间。第一负极涂层1212a和第二负极涂层1212b均为包含活性材料的活性涂层。
在一些实施例中，第一负极涂层1212a中的活性材料和负极主体部1211中的活性材料相同；第一负极涂层1212a中的活性材料与第一负极涂层1212a的重量比等于负极主体部1211中的活性材料与负极主体部1211的重量比。可选地，第一负极涂层1212a和负极主体部1211的成分相同，即第一负极涂层1212a和负极主体部1211可由相同的负极活性浆料形成，这样可以简化负极极片12的制造工艺。
在一些实施例中，第二负极涂层1212b的活性材料与第二负极涂层1212b的重量比大于第一负极涂层1212a的活性材料与第一负极涂层1212a的重量比。通过增加第二负极涂层1212b中的活性材料，提高第二负极涂层1212b的活性材料的重量比，进而增大负极边缘部1212的单位面积容量，以使负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量。
可选地，第二负极涂层1212b中的活性材料与第一负极涂层1212a中的活性材料相同。第二负极涂层1212b中的活性材料和第一负极涂层1212a中的活性材料均可以是石墨或硅的化合物等。
在另一些实施例中，第二负极涂层1212b的活性材料的克容量大于第一负极涂层1212a的活性材料的克容量。通过增加第二负极涂层1212b中的活性材料的克容量，增大负极边缘部1212的单位面积容量，以使负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量。
在本申请中，除了增大负极边缘部1212的单位面积容量的方式外，还可以通过改善负极边缘部1212的动力学性能的方式来降低负极边缘部1212析锂的风险。例如，活性材料的粒径越小，锂离子越容易扩散，也就越不易在局部聚集。在一些实施例中，负极边缘部1212中的活性材料的粒径小于负极主体部1211中的活性材料的粒径。这样，在充放电的过程中，锂离子在负极边缘部1212中更容易扩散，在负极边缘部1212中分布的更为均匀，不易在负极边缘部1212的局部聚集，从而降低析锂的风险。
请参照图10，图10为本申请又一个实施例提供的电极组件10的局部剖视示意图，正极极耳1122和负极极耳1222分别位于电极组件10沿第一方向Y的两侧。负极边缘部1212和正极主体部1111在叠加方向X上重叠，正极边缘部1112和负极主体部1211在叠加方向X上重叠。
在负极主体部1211的单位面积容量和正极主体部1111的单位面积容量满足设置要求时，由于负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量，所以即使负极边缘部1212的厚度小于负极主体部1211，也能够接受从正极活性物质层111脱出的锂离子，使得负极边缘部1212不易出现析锂。
请参照图11，图11为本申请另一个实施例提供的电极组件10的局部剖视示意图，负极活性物质层121包括负极主体部1211和连接于负极主体部1211的负极边缘部1212，负极边缘部1212位于负极活性物质层121沿第一方向Y的端部，负极边缘部1212的厚度小于负极主体部1211的厚度。
正极活性物质层111包括正极主体部1111和连接于正极主体部1111的正极边缘部1112，正极边缘部1112位于正极活性物质层111沿第一方向Y的端部，正极边缘部1112的厚度小于正极主体部1111的厚度。在叠加方向X上，正极边缘部1112的至少部分与负极边缘部1212重叠，正极活性物质层111被配置为：正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。
在正极活性物质层111设置具有不同单位面积容量的正极主体部1111和正极边缘部1112的情况下，负极活性物质层121可由单一活性浆料涂布而成，以简化负极极片12的制造工艺。
在本申请实施例中，可通过多种方式来实现正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。在一些实施例中，在相同的厚度下，正极边缘部1112的单位面积容量也小于正极主体部1111的单位面积容量。
在一些实施例中，正极边缘部1112的活性材料与正极边缘部1112的重量比小于正极主体部1111的活性材料与正极主体部1111的重量比，以使正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。正极边缘部1112和正极主体部1111中均包括活性材料、粘接剂和导电剂，通过减少正极边缘部1112中的活性材料，降低正极边缘部1112中的活性材料的重量比，减小正极边缘部1112的单位面积容量，以使正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。
在本实施例中，可选地，正极边缘部1112中的活性材料与正极边缘部1112的重量比比正极主体部1111中的活性材料与正极主体部1111的重量比小0.5％-20％，示例性地，正极边缘部1112中的活性材料与正极边缘部1112的重量比比正极主体部1111中的活性材料与正极主体部1111的重量比小1.5％-12％。
在本实施例中，可选地，正极边缘部1112中的活性材料与正极主体部1111中的活性材料相同。正极边缘部1112中的活性材料与正极主体部1111中的活性材料可以是磷酸铁锂、锰酸锂、三元锂、钴酸锂等。
在另一些实施例中，正极边缘部1112的活性材料的克容量小于正极主体部1111的活性材料的克容量。通过减少正极边缘部1112中的活性材料的克容量，可减小正极边缘部1112的单位面积容量，以使正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。
在本实施例中，正极边缘部1112中的活性材料与正极主体部1111中的活性材料不同，比如，正极边缘部1112的活性材料为磷酸铁锂，正极主体部1111中的活性材料为三元锂。
在本实施例中，可选地，正极边缘部1112中的活性材料的克容量比正极主体部1111中的活性材料的克容量小0.5％-20％。示例性的，正极边缘部1112中的活性材料的克容量比正极主体部1111中的活性材料的克容量小1.5％-12％。
在本实施例中，可选地，正极边缘部1112中的活性材料与正极边缘部1112的重量比等于正极主体部1111中的活性材料与正极主体部1111的重量比。
请参照图12，图12为本申请再一个实施例提供的电极组件10的局部剖视示意图，正极边缘部1112包括沿叠加方向X层叠设置的第一正极涂层1112a和第二正极涂层1112b。可选地，第二正极涂层1112b连接于第一正极涂层1112a和正极集流体112之间。
在一些实施例中，第一正极涂层1112a中的活性材料和正极主体部1111中的活性材料相同；第一正极涂层1112a中的活性材料与第一正极涂层1112a的重量比等于正极主体部1111中的活性材料与正极主体部1111的重量比。可选地，第一正极涂层1112a和正极主体部1111的成分相同，即第一正极涂层1112a和正极主体部1111可由相同的正极活性浆料形成，这样可以简化正极极片11的制造工艺。
第二正极涂层1112b可以是纯导电涂层，比如，第二正极涂层1112b为由粘接剂和导电剂组成的纯导电涂层；第二正极涂层1112b也可以是含有锂离子的活性涂层，比如，第二正极涂层1112b为由富锂材料、粘接剂和导电剂组成的含有锂离子的活性涂层；第二正极涂层1112b也可以是含锂离子的非活性涂层，比如，第二正极涂层1112b为由粘接剂、导电剂和被碳酸锂包覆的锂粉组成的含锂离子的非活性涂层。
在一些实施例中，第二正极涂层1112b的活性材料与第二正极涂层1112b的重量比小于第一正极涂层1112a的活性材料与第一正极涂层1112a的重量比。通过减少第二正极涂层1112b中的活性材料，减小第二正极涂层1112b的活性材料的重量比，进而降低正极边缘部1112的单位面积容量，以使正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。可选地，第二正极涂层1112b中不包含活性材料，即第二正极涂层1112b的活性材料与第二正极涂层1112b的重量比为0。
在另一些实施例中，第二正极涂层1112b的活性材料的克容量小于第一正极涂层1112a的活性材料的克容量。通过减小第二正极涂层1112b中的活性材料的克容量，降低正极边缘部1112的单位面积容量，以使正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。
在本申请中，除了减小正极边缘部1112的单位面积容量的方式外，还可以通过调节正极边缘部1112的动力学性能的方式来降低负极活性物质层121析锂的风险。在一些实施例中，正极边缘部1112的活性材料的粒径大于正极主体部1111的活性材料的粒径。这样，在充放电的过程中，锂离子在正极边缘部1112中扩散速率低，锂离子从正极边缘部1112的脱出的速率也会降低，这样能够降低锂离子在负极边缘部1212的与正极边缘部1112重叠的部分聚集的风险，使负极活性物质层121不容易析锂。
请参照图13，图13为本申请另一个实施例提供的电极组件10的局部剖视示意图，负极活性物质层121包括负极主体部1211和连接于负极主体部1211的负极边缘部1212，负极边缘部1212位于负极活性物质层121沿第一方向Y的端部，负极边缘部1212的厚度小于负极主体部1211的厚度。在叠加方向X上，负极边缘部1212的至少部分与正极活性物质层111重叠，且负极活性物质层121被配置为：负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量。正极活性物质层111包括正极主体部1111和连接于正极主体部1111的正极边缘部1112，正极边缘部1112位于正极活性物质层111沿第一方向Y的端部，正极边缘部1112的厚度小于正极主体部1111的厚度，在叠加方向X上，正极边缘部1112的至少部分与负极边缘部1212重叠，正极活性物质层111被配置为：正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。
在本申请实施例中，可以通过增大负极边缘部1212的活性材料的重量比的方式，或增大负极边缘部1212的活性材料的克容量的方式，或其它方式，使负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量。同样地，可以通过减小正极边缘部1112的活性材料的重量比的方式，或减小正极边缘部1112的活性材料的克容量的方式，或其它方式，使正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量。
在负极主体部1211的单位面积容量和正极主体部1111的单位面积容量满足设置要求时，由于负极边缘部1212的单位面积容量大于或等于负极主体部1211的单位面积容量，正极边缘部1112的单位面积容量小于正极主体部1111的单位面积容量，所以即使负极边缘部1212的厚度小于负极主体部1211，也能够接受从正极活性物质层111脱出的锂离子，使得负极边缘部1212不易出现析锂。
其中，关于单位面积容量和CB值测试步骤如下：
步骤1)：正极单面活性物质层的平均放电容量测试。取上述各实施例的正极极片，利用冲片模具获得含正极单面活性物质层的小圆片。以金属锂片为对电极，Celgard膜为隔离膜13，溶解有LiPF6(1mol/L)的EC+DMC+DEC(体积比为1∶1∶1的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯)的溶液为电解液，在氩气保护的手套箱中组装6个相同的CR2430型扣式电池。①电池组装完后静置12h，②在0.1C的充电电流下进行恒流充电，直到电压到达上限截止电压x1V，然后保持电压x1V进行恒压充电，直到电流为50uA，③静置5min，④最后在0.1C的放电电流下进行恒流放电，直到电压到达下限截止电压y1V，⑤静置5min，重复2-5步骤，记录第2次循环的放电容量。6个扣式电池放电容量的平均值即为正极单面活性物质层的平均放电容量。例如，当正极活性材料为磷酸铁锂(LFP)时，上限截止电压x1V＝3.75V，下限截止电压y1V＝2V。当正极活性材料为锂镍钴锰氧化物(NCM)时，上限截止电压x1V＝4.25V，下限截止电压y1V＝2.8V。以含正极单面活性物质层的小圆片的面积为单位面积，上述正极单面活性物质层的平均放电容量为正极单面活性物质层的单位面积容量。
步骤2)：负极单面活性物质层的平均充电容量测试。取上述各实施例的负极极片，利用冲片模具获得与上述步骤1)中正极小圆片面积相同且包含负极单面活性物质层的小圆片。以金属锂片为对电极，Celgard膜为隔离膜，溶解有LiPF6(1mol/L)的EC+DMC+DEC(体积比为1∶1∶1的碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯)的溶液为电解液，在氩气保护的手套箱中组装6个CR2430型扣式电池。①电池组装完后静置12h，②在0.05C的放电电流下进行恒流放电，直到电压到达下限截止电压y2mV，③然后再用50uA的放电电流进行恒流放电，直到电压达到下限截止电压y2mV，④静置5min，⑤接着用10uA的放电电流进行恒流放电，直到达到下限截止电压y2mV，⑥静置5分钟，⑦最后在0.1C的充电电流下进行恒流充电，直到最终电压达到上限截至电压x2V，⑧静置5分钟，重复2-8步骤，记录第2次循环的充电容量。6个扣式电池充电容量的平均值即为负极单面活性物质层的平均充电容量。例如，当负极活性材料为石墨时，上限截止电压x2V＝2V，下限截止电压y2V＝5mV。当负极极活性材料为硅时，上限截止电压x2V＝2V，下限截止电压y2V＝5mV。以含负极单面活性物质层的小圆片的面积为单位面积，负极单面活性物质层的平均放电容量为负极单面活性物质层的单位面积容量。
步骤3)：根据CB值＝上述负极单面活性物质层的平均充电容量(mAh)/上述正极单面活性物质层的平均放电容量(mAh)，计算得出CB值。
图14为本申请一些实施例提供的电极组件的制造方法的流程图。如图14所示，在一些实施例中，电极组件的制造方法包括：
S100：提供正极极片；
S200：提供负极极片；
S300：将正极极片和负极极片叠加设置，以使正极极片的正极活性物质层与负极极片的负极活性物质层面对设置。
其中，负极活性物质层包括负极主体部和连接于负极主体部的负极边缘部，负极边缘部位于负极活性物质层沿第一方向的端部，第一方向垂直于正极极片和负极极片的叠加方向，负极边缘部的厚度小于负极主体部的厚度。在叠加方向上，负极边缘部的至少部分与正极活性物质层重叠，且负极活性物质层被配置为：负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量；和/或，正极活性物质层包括正极主体部和连接于正极主体部的正极边缘部，正极边缘部位于正极活性物质层沿第一方向的端部，正极边缘部的厚度小于正极主体部的厚度，在叠加方向上，正极边缘部的至少部分与负极边缘部重叠，正极活性物质层被配置为：正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。
需要说明的是，通过上述电极组件的制造方法制造出的电极组件的相关结构，可参见上述各实施例提供的电极组件。
在基于上述的电极组件的制造方法组装电极组件时，不必按照上述步骤依次进行，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中提及的顺序执行步骤，或者若干步骤同时执行。例如，步骤S100和步骤S200的执行不分先后，也可以同时进行。
请参照图15，图15为本申请一些实施例提供的电极组件的制造系统的示意性框图，电极组件的制造系统包括：第一提供装置91，用于提供正极极片；第二提供装置92，用于提供负极极片；组装装置93，用于将正极极片和负极极片叠加设置，以使正极极片的正极活性物质层与负极极片的负极活性物质层面对设置。
其中，负极活性物质层包括负极主体部和连接于负极主体部的负极边缘部，负极边缘部位于负极活性物质层沿第一方向的端部，第一方向垂直于正极极片和负极极片的叠加方向，负极边缘部的厚度小于负极主体部的厚度。在叠加方向上，负极边缘部的至少部分与正极活性物质层重叠，且负极活性物质层被配置为：负极边缘部的单位面积容量大于或等于负极主体部的单位面积容量；和/或，正极活性物质层包括正极主体部和连接于正极主体部的正极边缘部，正极边缘部位于正极活性物质层沿第一方向的端部，正极边缘部的厚度小于正极主体部的厚度，在叠加方向上，正极边缘部的至少部分与负极边缘部重叠，正极活性物质层被配置为：正极边缘部的单位面积容量小于正极主体部的单位面积容量。
在一些实施例中，制造系统还包括第三提供装置(未示出)，第三提供装置用于提供将正极极片和负极极片隔离的隔离膜。组装装置用于将正极极片、隔离膜和负极极片叠加设置。
通过上述制造系统制造出的电极组件的相关结构，可参见上述各实施例提供的电极组件。
在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
最后应说明的是：以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，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精神和范围。

Claims (16)

1.一种电极组件，其特征在于，包括叠加设置的正极极片和负极极片，所述正极极片的正极活性物质层与所述负极极片的负极活性物质层面对设置，所述负极活性物质层包括负极主体部和连接于所述负极主体部的负极边缘部，所述负极边缘部位于所述负极活性物质层沿第一方向的端部，所述第一方向垂直于所述正极极片和所述负极极片的叠加方向，所述负极边缘部的厚度小于所述负极主体部的厚度；
在所述叠加方向上，所述负极边缘部的至少部分与所述正极活性物质层重叠，且所述负极活性物质层被配置为：所述负极边缘部的单位面积容量大于或等于所述负极主体部的单位面积容量；所述正极活性物质层包括正极主体部和连接于所述正极主体部的正极边缘部，所述正极边缘部位于所述正极活性物质层沿所述第一方向的端部，所述正极边缘部的厚度小于所述正极主体部的厚度，在所述叠加方向上，所述正极边缘部的至少部分与所述负极边缘部重叠，所述正极活性物质层被配置为：所述正极边缘部的单位面积容量小于所述正极主体部的单位面积容量；
所述负极边缘部的活性材料与所述负极边缘部的重量比大于所述负极主体部的活性材料与所述负极主体部的重量比；
所述正极边缘部的活性材料与所述正极边缘部的重量比小于所述正极主体部的活性材料与所述正极主体部的重量比；
在所述第一方向上，所述负极边缘部的尺寸与所述负极活性物质层的尺寸之比为0.01-0.2；
在所述第一方向上，所述正极边缘部的尺寸与所述正极活性物质层的尺寸之比为0.01-0.2。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述负极边缘部的活性材料的克容量大于所述负极主体部的活性材料的克容量。
3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述负极边缘部包括沿所述叠加方向层叠设置的第一负极涂层和第二负极涂层；
所述第二负极涂层的活性材料与所述第二负极涂层的重量比大于所述第一负极涂层的活性材料与所述第一负极涂层的重量比；或者，所述第二负极涂层的活性材料的克容量大于所述第一负极涂层的活性材料的克容量。
4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述负极边缘部的活性材料的粒径小于所述负极主体部的活性材料的粒径。
5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述负极极片包括负极集流体，所述负极集流体包括负极涂覆区和负极极耳，所述负极活性物质层至少部分涂覆于所述负极涂覆区，所述负极极耳连接于所述负极涂覆区沿所述第一方向的端部；
所述负极边缘部位于所述负极主体部沿所述第一方向靠近所述负极极耳的一侧。
6.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，沿背离所述负极主体部且平行于所述第一方向的方向，所述负极边缘部的厚度逐渐减小。
7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极边缘部的活性材料的克容量小于所述正极主体部的活性材料的克容量。
8.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述正极边缘部包括沿所述叠加方向层叠设置的第一正极涂层和第二正极涂层；
所述第二正极涂层的活性材料与所述第二正极涂层的重量比小于所述第一正极涂层的活性材料与所述第一正极涂层的重量比；或者，所述第二正极涂层的活性材料的克容量小于所述第一正极涂层的活性材料的克容量。
9.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极边缘部的活性材料的粒径大于所述正极主体部的活性材料的粒径。
10.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述正极极片包括正极集流体，所述正极集流体包括正极涂覆区和正极极耳，所述正极活性物质层至少部分涂覆于所述正极涂覆区，所述正极极耳连接于所述正极涂覆区沿所述第一方向的端部；
所述正极边缘部位于所述正极主体部沿所述第一方向靠近所述正极极耳的一侧。
11.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，沿背离所述正极主体部且平行于所述第一方向的方向，所述正极边缘部的厚度逐渐减小。
12.一种电池单体，其特征在于，包括：
外壳；
至少一个如权利要求1-11中任一项所述的电极组件，容纳于所述外壳中。
13.一种电池，其特征在于，包括：
箱体；
至少一个如权利要求12所述的电池单体，所述电池单体收容于所述箱体内。
14.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求13所述的电池，所述电池用于提供电能。
15.一种电极组件的制造方法，其特征在于，包括：
提供正极极片；
提供负极极片；
将所述正极极片和所述负极极片叠加设置，以使所述正极极片的正极活性物质层与所述负极极片的负极活性物质层面对设置；
其中，所述负极活性物质层包括负极主体部和连接于所述负极主体部的负极边缘部，所述负极边缘部位于所述负极活性物质层沿第一方向的端部，所述第一方向垂直于所述正极极片和所述负极极片的叠加方向，所述负极边缘部的厚度小于所述负极主体部的厚度；
在所述叠加方向上，所述负极边缘部的至少部分与所述正极活性物质层重叠，且所述负极活性物质层被配置为：所述负极边缘部的单位面积容量大于或等于所述负极主体部的单位面积容量；所述正极活性物质层包括正极主体部和连接于所述正极主体部的正极边缘部，所述正极边缘部位于所述正极活性物质层沿所述第一方向的端部，所述正极边缘部的厚度小于所述正极主体部的厚度，在所述叠加方向上，所述正极边缘部的至少部分与所述负极边缘部重叠，所述正极活性物质层被配置为：所述正极边缘部的单位面积容量小于所述正极主体部的单位面积容量；
所述负极边缘部的活性材料与所述负极边缘部的重量比大于所述负极主体部的活性材料与所述负极主体部的重量比；
所述正极边缘部的活性材料与所述正极边缘部的重量比小于所述正极主体部的活性材料与所述正极主体部的重量比；
在所述第一方向上，所述负极边缘部的尺寸与所述负极活性物质层的尺寸之比为0.01-0.2；
在所述第一方向上，所述正极边缘部的尺寸与所述正极活性物质层的尺寸之比为0.01-0.2。
16.一种电极组件的制造系统，其特征在于，包括：
第一提供装置，用于提供正极极片；
第二提供装置，用于提供负极极片；
组装装置，用于将所述正极极片和所述负极极片叠加设置，以使所述正极极片的正极活性物质层与所述负极极片的负极活性物质层面对设置；
其中，所述负极活性物质层包括负极主体部和连接于所述负极主体部的负极边缘部，所述负极边缘部位于所述负极活性物质层沿第一方向的端部，所述第一方向垂直于所述正极极片和所述负极极片的叠加方向，所述负极边缘部的厚度小于所述负极主体部的厚度；
在所述叠加方向上，所述负极边缘部的至少部分与所述正极活性物质层重叠，且所述负极活性物质层被配置为：所述负极边缘部的单位面积容量大于或等于所述负极主体部的单位面积容量；所述正极活性物质层包括正极主体部和连接于所述正极主体部的正极边缘部，所述正极边缘部位于所述正极活性物质层沿所述第一方向的端部，所述正极边缘部的厚度小于所述正极主体部的厚度，在所述叠加方向上，所述正极边缘部的至少部分与所述负极边缘部重叠，所述正极活性物质层被配置为：所述正极边缘部的单位面积容量小于所述正极主体部的单位面积容量；
所述负极边缘部的活性材料与所述负极边缘部的重量比大于所述负极主体部的活性材料与所述负极主体部的重量比；
所述正极边缘部的活性材料与所述正极边缘部的重量比小于所述正极主体部的活性材料与所述正极主体部的重量比；
在所述第一方向上，所述负极边缘部的尺寸与所述负极活性物质层的尺寸之比为0.01-0.2；
在所述第一方向上，所述正极边缘部的尺寸与所述正极活性物质层的尺寸之比为0.01-0.2。
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