CN115803925B - 电极组件、电池单体、电池及电极组件的制造设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供了一种电极组件、电池单体、电池及电极组件的制造设备和方法，属于电池技术领域。其中，电极组件包括负极极片和正极极片，负极极片与正极极片经过卷绕或折叠形成弯折区。正极极片包括位于弯折区的多个弯折部，弯折部包括正极集流层和正极活性物质层，正极集流层在正极极片的厚度方向上的至少一侧面设置有正极活性物质层。至少一个正极活性物质层上设有阻挡层，阻挡层至少一部分嵌入至设置有阻挡层的正极活性物质层内，并包覆正极活性物质层中的至少一部分颗粒，以阻止颗粒向负极极片释放离子。阻挡层的设置可有效降低析锂现象的发生，提高了电池单体的安全性，并提高了电池单体的使用寿命。

Description

电极组件、电池单体、电池及电极组件的制造设备和方法
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、电池单体、电池及电极组件的制造设备和方法。
背景技术
目前，车辆使用较多的电池一般是锂离子电池，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。
可再充电电池一般包括壳体和电极组件，壳体用于容纳电极组件和电解液，电极组件一般包括正极极片和负极极片，通过金属离子(如锂离子)在正极极片和负极极片之间移动来产生电能。
析锂是锂电池一种常见的异常现象，由于负极嵌锂空间不足、锂离子迁移阻力过大、锂离子过快从正极脱离出但无法等量嵌入负极等异常引起的无法嵌入负极的锂离子只能在负极表面得到电子，从而形成锂单质的现象。析锂会影响锂离子的充电效率以及能量密度，析锂严重时还可以形成锂结晶，而锂结晶可以刺穿隔离膜从而导致内短路热失控，严重危害电池的安全。
因此，如何降低析锂，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电极组件、电池单体、电池及电极组件的制造设备和方法，能够有效降低析锂。
第一方面，本申请实施例提供一种电极组件，包括负极极片和正极极片，所述负极极片和所述正极极片经过卷绕或折叠形成弯折区；所述正极极片包括位于所述弯折区的多个弯折部，所述弯折部包括正极集流层和正极活性物质层，所述正极集流层在所述正极极片的厚度方向上的至少一侧面设置有所述正极活性物质层；其中，至少一个正极活性物质层上设有阻挡层，所述阻挡层至少一部分嵌入至设置有所述阻挡层的正极活性物质层内，并包覆所述正极活性物质层中的至少一部分颗粒，以阻止所述颗粒向所述负极极片释放离子。
上述方案中，阻挡层至少一部分嵌入至正极极片的正极活性物质层内，并包覆正极活性物质层中的至少一部分颗粒，从而阻止被包覆的颗粒向负极极片释放离子，使得正极活性物质层中的至少一部分活性物质失去活性，失去释放离子的能力，当负极极片发生负极活性物质脱落时，可有效降低析锂现象的发生，提高了电池单体的安全性，并提高了电池单体的使用寿命。
在一些实施例中，所述正极集流层在所述厚度方向上的内侧面设置有所述正极活性物质层，至少一个弯折部位于所述内侧面上的正极活性物质层上设有所述阻挡层。
上述方案中，至少一个弯折部位于正极集流层的内侧面上的正极活性物质层上设有阻挡层，阻挡层可阻止正极集流层的内侧面上的正极活性物质层中的至少一部分颗粒向负极极片释放离子，可降低负极极片位于弯折区并位于阻挡层内侧的部分发生析锂现象。
在一些实施例中，所述正极集流层在所述厚度方向上的外侧面设置有所述正极活性物质层，至少一个弯折部位于所述外侧面上的正极活性物质层上设有所述阻挡层。
上述方案中，至少一个弯折部位于正极集流层的外侧面上的正极活性物质层上设有阻挡层，阻挡层可阻止正极集流层的外侧面上的正极活性物质层中的至少一部分颗粒向负极极片释放离子，可降低负极极片在弯折区位于设置有阻挡层的弯折部的外侧的部分发生析锂现象。
在一些实施例中，所述正极集流层在所述厚度方向上的内侧面和外侧面均设有所述正极活性物质层，至少一个弯折部在所述内侧面上的正极活性物质层和所述外侧面上的正极活性物质层均设有阻挡层。
上述方案中，至少一个弯折部在其内侧面上的正极活性物质层和外侧面上的正极活性物质层均设有阻挡层，即同一个弯折部中内侧的正极活性物质层和外侧的正极活性物质层上均设有阻挡层，可降低负极极片在弯折区位于弯折部的内侧和外侧的部分发生析锂现象。
在一些实施例中，所述电极组件还包括用于将所述正极极片和所述负极极片隔离的隔离膜；所述阻挡层与所述隔离膜连接。
上述方案中，阻挡层既与隔离膜连接，又嵌入至正极活性物质层内与正极极片连接，进一步提高了阻挡层的牢固性，降低阻挡层脱落的风险。
在一些实施例中，所述隔离膜上设有多个通孔；所述阻挡层局部延伸至所述通孔内，并与所述通孔的孔壁连接。
上述方案中，阻挡层局部延伸至通孔内并与通孔的孔壁连接，可提高阻挡层与隔离膜连接的牢固性。
在一些实施例中，所述阻挡层延伸至所述通孔内的部分的深度不小于3微米。
上述方案中，阻挡层延伸至通孔内的部分的深度不小于3微米，使得阻挡层延伸至通孔内的部分具有足够的深度，保证阻挡层与隔离膜连接的牢固性。
在一些实施例中，所述阻挡层包括嵌入部和连接部；所述嵌入部嵌入至设置有所述阻挡层的正极活性物质层内，所述连接部连接于所述隔离膜，所述连接部位于所述隔离膜与设置有所述阻挡层的正极活性物质层之间。
上述方案中，阻挡层的嵌入部嵌入至正极活性物质层内，实现阻挡层与正极极片的连接。连接部起到连接隔离膜的作用，实现阻挡层与隔离膜的连接。此外，由于连接部位于隔离膜与正极活性物质层之间，在正极活性物质层中，若存在未被阻挡层的嵌入部包覆的颗粒，阻挡层可阻挡未被包覆的颗粒释放的离子移动至负极极片，降低析锂现象的发生。
在一些实施例中，所述连接部的厚度不大于20微米。
上述方案中，连接部的厚度不大于20微米，使得连接部所占用的空间不会过大，为正极极片和负极极片腾让出更多的空间，有利于提高电池单体的能量密度。
在一些实施例中，所述阻挡层沿所述弯折部的弯折方向延伸的两端均位于所述弯折区。
上述方案中，阻挡层沿弯折部的弯折方向延伸的两端均位于弯折区，即整个阻挡层位于弯折区内，降低或避免阻挡层对正极极片位于弯折区以外的部分造成影响。
在一些实施例中，所述电极组件包括与所述弯折区连接的平直区；所述阻挡层沿所述弯折部的弯折方向延伸的两端均位于所述平直区，或，所述阻挡层沿所述弯折部的弯折方向延伸的一端位于所述平直区，另一端位于弯折区。
在一些实施例中，所述正极极片和所述负极极片经过卷绕形成卷绕结构，所述卷绕结构包括所述弯折区；所述弯折区最内侧的极片为负极极片，所述弯折区最内侧的弯折部设置有所述阻挡层。
上述方案中，弯折区最内侧的弯折部设置有阻挡层，可降低负极极片出现析锂现象。
在一些实施例中，所述阻挡层为胶层。
上述方案中，阻挡层为胶层，在胶层未固化时，胶层具有一定的流动性，便于嵌入至正极活性物质层内，以包覆正极活性物质层中的至少一部分颗粒。
第二方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括外壳和上述第一方面任意一个实施例提供的电极组件；所述电极组件容纳于所述外壳内。
第三方面，本申请实施例提供一种电池，包括箱体和上述第二方面任意一个实施例提供的电池单体；所述电池单体容纳于所述箱体内。
第四方面，本申请实施例提供一种用电设备，包括上述第二方面任意一个实施例提供的电池单体。
第五方面，本申请实施例提供一种电极组件的制造方法，所述制造方法包括：提供正极极片、负极极片和阻挡层；将所述正极极片和所述负极极片卷绕或折叠，以形成弯折区；其中，所述正极极片包括位于所述弯折区的多个弯折部，所述弯折部包括正极集流层和正极活性物质层，所述正极集流层在所述正极极片的厚度方向上的至少一侧面设置有所述正极活性物质层；至少一个正极活性物质层上设有所述阻挡层，所述阻挡层至少一部分嵌入至设置有所述阻挡层的正极活性物质层内，并包覆所述正极活性物质层中的至少一部分颗粒，以阻止所述颗粒向负极极片释放离子。
在一些实施例中，所述制造方法还包括：在将所述正极极片和所述负极极片卷绕或折叠之前，将阻挡层固定于正极极片上，使得所述阻挡层至少一部分嵌入至所述正极极片的正极活性物质层内。
在一些实施例中，提供用于将所述正极极片和负极极片隔离的隔离膜，将所述正极极片、所述隔离膜和所述负极极片卷绕或折叠，以形成所述弯折区。
在一些实施例中，所述制造方法还包括：对所述阻挡层进行加热，使得所述阻挡层处于粘流态，以使所述阻挡层粘接于隔离膜并渗入至隔离膜的通孔中。
第六方面，本申请实施例还提供一种电极组件的制造设备，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；第三提供装置，用于提供阻挡层；组装装置，用于将所述正极极片和所述负极极片卷绕或折叠，以形成弯折区；其中，所述正极极片包括位于所述弯折区的多个弯折部，所述弯折部包括正极集流层和正极活性物质层，所述正极集流层在所述正极极片的厚度方向上的至少一侧面设置有所述正极活性物质层；至少一个正极活性物质层上设有阻挡层，所述阻挡层至少一部分嵌入至设置有所述阻挡层的正极活性物质层内，并包覆所述正极活性物质层中的至少一部分颗粒，以阻止所述颗粒向负极极片释放离子。
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图；
图5为本申请一些实施例提供的电极组件的结构示意图；
图6为本申请又一些实施例提供的电极组件的结构示意图；
图7为本申请一些实施例提供的电极组件的局部放大图；
图8为本申请一些实施例提供的电极组件的位于弯折区的部分的局部视图；
图9为本申请又一些实施例提供的电极组件的位于弯折区的部分的局部视图；
图10为本申请再一些实施例提供的电极组件的位于弯折区的部分的局部视图；
图11为图5所示的电极组件的局部视图；
图12为本申请一些实施例提供的弯折部、阻挡层和隔离膜三者的连接示意图；
图13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14为本申请又一些实施例提供的电极组件的制造方法的流程图；
图15为本申请再一些实施例提供的电极组件的制造方法的流程图；
图16本申请一些实施例提供的电极组件的制造设备的示意性框图。
标记说明：10-箱体；11-第一部分；12-第二部分；13-容纳空间；20-电池单体；21-外壳；211-壳体；212-盖体；213-密封空间；22-电极组件；221-负极极片；2211-负极集流体；2212-负极活性物质体；222-正极极片；2220-弯折部；2220a-正极集流层；2220b-正极活性物质层；2220c-内侧面；2220d-外侧面；2221-正极集流体；2222-正极活性物质体；223-阻挡层；2231-嵌入部；2232-连接部；2233-延伸部；224-隔离膜；2241-通孔；23-正极电极端子；24-负极电极端子；25-泄压机构；30-电池模块；31-汇流部件；100-电池；200-控制器；300-马达；1000-车辆；1100-第一提供装置；1200-第二提供装置；1300-第三提供装置；1400-组装装置；2000-制造设备；A-弯折区；B-平直区；C-弯折方向。
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。
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、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体，正极活性物质体涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质体的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质体的正极集流体，未涂敷正极活性物质体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。负极片包括负极集流体和负极活性物质体，负极活性物质体涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质体的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质体的负极集流体，未涂敷负极活性物质体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折叠在一起，负极极耳的数量为多个且折叠在一起。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。
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。
对于锂离子电池而言，在充电时，锂离子从正极脱嵌并嵌入负极；在放电时，锂离子从负极脱嵌并嵌入正极。锂离子电池在充电时，可能会发生一些异常情况而导致析锂，比如，负极嵌锂空间不足、锂离子迁移阻力过大、锂离子过快从正极脱离出但无法等量嵌入负极等异常引起的无法嵌入负极的锂离子只能在负极表面得到电子，从而形成锂单质的现象，即为析锂现象。
发明人发现，电极组件在其弯折区容易发生析锂现象，经进一步研究发现，正极极片与负极极片在卷绕或折叠过程中，负极极片在弯折区内的部分容易出现脱粉现象，造成负极极片的负极活性物质脱落，使得在充电时从正极极片脱嵌的锂离子一部分无法嵌入到负极极片中，出现析锂现象。
鉴于此，本申请实施例提供一种技术方案，通过在正极极片位于弯折区内的弯折部的正极活性物质层上设置阻挡层，阻挡层至少一部分嵌入至设置有阻挡层的正极活性物质层内，并包覆正极活性物质层中的至少一部分颗粒，以阻止颗粒向负极极片释放离子，降低析锂现象的发生，提高了电池单体的安全性和使用寿命。
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1000的结构示意图，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的爆炸图，电池100包括箱体10和电池单体20(图2未示出)，电池单体20容纳于箱体10内。
箱体10用于容纳电池单体20，箱体10可以是多种结构。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13。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13；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可以是一个，也可以是多个。若电池单体20为多个，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，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30，多个电池模块30再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10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30的结构示意图。电池100包括多个电池模块30，电池模块30包括多个电池单体20，多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块30。多个电池模块30再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。
电池模块30中的多个电池单体20之间可通过汇流部件31电连接，以实现电池模块30中的多个电池单体20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20的爆炸图，本申请实施例提供的电池单体20包括外壳21和电极组件22，电极组件22容纳于外壳21内。
在一些实施例中，外壳21还可用于容纳电解质，例如电解液。外壳21可以是多种结构形式。
在一些实施例中，外壳21可以包括壳体211和盖体212，壳体211为一侧开口的空心结构，盖体212盖合于壳体211的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件22和电解质的密封空间213。
在组装电池单体20时，可先将电极组件22放入壳体211内，并向壳体211内填充电解质，再将盖体212盖合于壳体211的开口。
壳体211可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体211的形状可根据电极组件22的具体形状来确定。比如，若电极组件22为圆柱体结构，则可选用为圆柱体壳体；若电极组件22为长方体结构，则可选用长方体壳体。当然，盖体212也可以是多种结构，比如，盖体212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211为长方体结构，盖体212为板状结构，盖体212盖合于壳体211的开口处。
在一些实施例中，电池单体20还可以包括正极电极端子23、负极电极端子24和泄压机构25，正极电极端子23、负极电极端子24和泄压机构25均安装于盖体212上。正极电极端子23和负极电极端子24均用于与电极组件22电连接，即正极电极端子23用于与正极极片222电连接，负极电极端子24用于与负极极片221电连接。泄压机构25用于在电池单体20的内部压力或温度达到预定值时泄放电池单体20内部的压力。
示例性的，如图4所示，泄压机构25位于正极电极端子23和负极电极端子24之间。泄压机构25可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。
可理解的，外壳21并不仅仅局限于上述结构，外壳21也可以是其他结构，比如，外壳21包括壳体211和两个盖体212，壳体211为相对的两侧开口的空心结构，一个盖体212对应盖合于壳体211的一个开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件22和电解质的密封空间213。在这种结构中，正极电极端子23和负极电极端子24可安装在同一个盖体212上，也可以安装在不同的盖体212上；可以是一个盖体212上安装有泄压机构25，也可以是两个盖体212上均安装有泄压机构25。
需要说明的是，在本申请实施例中，容纳于外壳21内的电极组件22可以是一个，也可以是多个。示例性的，在图4中，电极组件22为两个。
请参照图5和图6，图5为本申请一些实施例提供的电极组件22的结构示意图；图6为本申请又一些实施例提供的电极组件22的结构示意图。电极组件22包括负极极片221和正极极片222，负极极片221和正极极片222经过卷绕或折叠形成弯折区A。
其中，正极极片222包括位于弯折区A的多个弯折部2220，弯折部2220包括正极集流层2220a(图5和图6未示出)和正极活性物质层2220b(图5和图6未示出)，正极集流层2220a在正极极片222的厚度方向上的至少一侧面设置有正极活性物质层2220b。至少一个正极活性物质层2220b上设有阻挡层223，阻挡层223至少一部分嵌入至设置有阻挡层223的正极活性物质层2220b内，并包覆正极活性物质层2220b中的至少一部分颗粒，以阻止颗粒向负极极片221释放离子，使得正极活性物质层2220b中的至少一部分活性物质失去活性，失去释放离子的能力，当负极极片221发生负极活性物质脱落时，可有效降低析锂现象的发生，提高了电池单体20的安全性，并提高了电池单体20的使用寿命。
此外，由于阻挡层223嵌入至正极活性物质层2220b内，提高了阻挡层223与正极极片222连接的牢固性，降低了阻挡层223脱落的风险。
需要说明的是，阻挡层223嵌入至正极活性物质层2220b内的部分包覆正极活性物质层2220b中的至少一部分颗粒，这里所指的包覆可以是全部包覆，也可以是部分包覆，也就是说，颗粒可以完全被包覆在阻挡层223内，也可以只有部分被包覆于阻挡层223内，只要能够阻止颗粒释放离子即可。
示例性的，正极活性物质层2220b中的颗粒所释放的离子为锂离子，即阻挡层223起到阻止颗粒释放锂离子的作用。
如图5所示，正极极片222和负极极片221可先层叠后再卷绕形成包括弯折区A卷绕结构，比如，扁平的卷绕结构。如图6所示，正极极片222和负极极片221可先层叠后在弯折形成包括弯折区A的折叠结构，比如，正极极片222和负极极片221层叠后以S形连续折叠形成折叠结构。
在一些实施例中，电极组件22还可以包括隔离膜224，隔离膜224用于将正极极片222和负极极片221隔离，以降低正极极片222与负极极片221之间出现短路的风险。
隔离膜224的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。
若电极组件22为卷绕结构，可以以正极极片222、隔离膜224、负极极片221和隔离膜224的顺序依次层叠，再将四者卷绕形成卷绕结构；若电极组件22为折叠结构，可以以将隔离膜224、正极极片222、隔离膜224、负极极片221和隔离膜224的顺序依次层叠，再将五者折叠形成折叠结构。
电极组件22无论是卷绕结构，还是折叠结构，电极组件22还可以包括平直区B，平直区B与弯折区A相连，可以是平直区B相对的两端均设有弯折区A。平直区B即为电极组件22具有平直结构的区域，正极极片222位于平直区B内的部分和负极极片221位于平直区B内的部分均基本平直布置，在正极极片222位于平直区B内的部分的延伸方向上，两个弯折区A位于平直区B的两端。弯折区A即为卷绕结构具有弯折结构的区域，正极极片222位于弯折区A的部分(弯折部2220)和负极极片221位于弯折区A的部分均弯折分布。示例性的，正极极片222位于弯折区A的部分(弯折部2220)和负极极片221位于弯折区A的部分均为圆弧形。
在其他实施例中，正极极片222和负极极片221卷绕形成的卷绕结构也可以是圆柱形卷绕结构，这种结构的电极组件22中，只有弯折区A，没有平直区B，正极极片222的一圈极片即为弯折部2220。
在一些实施例中，如图5和图6所示，阻挡层223沿弯折部2220的弯折方向C延伸的两端均位于弯折区A，即整个阻挡层223位于弯折区A内，降低或避免阻挡层223对正极极片222位于弯折区A以外的部分造成影响。
需要说明的是，若阻挡层223的一端或两端刚好位于平直区B与弯折区A交界位置，也视作阻挡层223位于弯折区A内。弯折部2220的弯折方向C即为弯折部2220所在圆弧的圆周方向，也可视为弯折部2220的延伸方向。示例性的，如图6所示，阻挡层223沿弯折部2220的弯折方向C延伸的两端均位于弯折区A与平直区B交界处。
在另一些实施例中，阻挡层223沿弯折部2220的弯折方向C延伸的两端均位于平直区B。在又一些实施例中，阻挡层223沿弯折部2220的弯折方向C延伸的一端位于平直区B，另一端位于弯折区A。
在一些实施例中，请参照图7，图7为本申请一些实施例提供的电极组件22的局部放大图，正极极片222包括正极集流体2221和设置于正极集流体2221厚度方向上的两侧的正极活性物质体2222。正极集流体2221可以具有未涂覆正极活性物质体2222的部分，该部分可作为正极极耳，用于与正极电极端子23(参见图4)电连接。负极极片221包括负极集流体2211和设置于负极集流体2211厚度方向上的两侧的负极活性物质体2212。负极集流体2211可以具有未涂覆负极活性物质体2212的部分，该部分可以作为负极极耳，用于与负极电极端子24(参见图4)电连接。
可理解的，弯折部2220的正极集流层2220a即为正极集流体2221位于弯折区A的部分，弯折部2220的正极活性物质层2220b即为正极活性物质体2222位于弯折区A的部分。
在本申请实施例中，在弯折部2220中，可以是正极集流层2220a的内侧面2220c设置正极活性物质层2220b，也可以是正极集流层2220a的外侧面2220d设置有正极活性物质层2220b，也可以是正极集流层2220a的外侧面2220d和内侧面2220c均设有正极活性物质层2220b。在电极组件22中，有一个正极活性物质层2220b设置有阻挡层223，则可有效降低析锂现象的发生。可理解的，正极集流层2220a的内侧面2220c位于外侧面2220d的内侧，以卷绕结构包括平直区B和弯折区A为例，正极集流层2220a的内侧面2220c较外侧面2220d更靠近平直区B。
为方便叙述，以下实施例以电极组件22为卷绕结构为例，对阻挡层223的布置形式进行详细阐述。
在一些实施例中，请参照图8，图8为本申请一些实施例提供的电极组件22的位于弯折区A的部分的局部视图，正极集流层2220a在正极极片222的厚度方向上的内侧面2220c设置有正极活性物质层2220b，至少一个弯折部2220位于正极集流层2220a的内侧面2220c上的正极活性物质层2220b上设有阻挡层223。阻挡层223可阻止正极集流层2220a的内侧面2220c上的正极活性物质层2220b中的至少一部分颗粒向负极极片221释放离子，可降低负极极片221位于弯折区A并位于阻挡层223内侧的部分发生析锂现象。
正极极片222的厚度方向也是正极集流层2220a的厚度方向。
在本实施例中，正极集流层2220a的外侧面2220d可设置正极活性物质层2220b，也可不设置正极活性物质层2220b。图8中，示例性的示出了，正极集流层2220a的外侧面2220d和内侧面2220c均设有正极活性物质层2220b。
在一些实施例中，请参照图9，图9为本申请又一些实施例提供的电极组件22的位于弯折区A的部分的局部视图，正极集流层2220a在正极极片222的厚度方向上的外侧面2220d设置有正极活性物质层2220b，至少一个弯折部2220位于正极集流层2220a的外侧面2220d上的正极活性物质层2220b上设有阻挡层223。阻挡层223可阻止正极集流层2220a的外侧面2220d上的正极活性物质层2220b中的至少一部分颗粒向负极极片221释放离子，可降低负极极片221位于弯折区A并位于阻挡层223外侧的部分发生析锂现象。
在本实施例中，正极集流层2220a的内侧面2220c可设置正极活性物质层2220b，也可不设置正极活性物质层2220b。图9中，示例性的示出了，正极集流层2220a的外侧面2220d和内侧面2220c均设有正极活性物质层2220b。
在一些实施中，请参照图10，图10为本申请再一些实施例提供的电极组件22的位于弯折区A的部分的局部视图，在正极集流层2220a的外侧面2220d和内侧面2220c均设有正极活性物质层2220b，且至少一个弯折部2220位于正极集流层2220a的外侧面2220d上的正极活性物质层2220b上设有阻挡层223的情况下，也可以在至少一个弯折部2220位于正极集流层2220a的内侧面2220c上的正极活性物质层2220b上设有阻挡层223。当然，可以是一个正极集流层2220a的外侧面2220d上的正极活性物质层2220b上设置有阻挡层223，另一个正极活性物质层2220b的内侧面2220c上的正极活性物质层2220b上设置有阻挡层223；也可以是正极集流层2220a的内侧面2220c上的正活性物质层和外侧面2220d上的正极活性物质层2220b均设有阻挡层223，即至少一个弯折部2220中内侧的正极活性物质层2220b和外侧的正极活性物质层2220b上均设有阻挡层223，这种结构可降低负极极片221在弯折区A位于弯折部2220的内侧和外侧的部分发生析锂现象。图10中，示例性的示出了，至少一个弯折部2220中内侧的正极活性物质层2220b和外侧的正极活性物质层2220b上均设有阻挡层223。
在本申请实施例，可以是位于弯折区A内的全部弯折部2220上设置有阻挡层223，也可以是位于弯折区A内的一部分弯折部2220上设置有阻挡层223，比如，位于弯折区A最内侧的一个、两个或三个弯折部2220上设置有阻挡层223。
在一些实施例中，请参照图11，图11为图5所示的电极组件22的局部视图，以正极极片222和负极极片221经过卷绕形成包括弯折区的卷绕结构为例，弯折区A最内侧的极片为负极极片221，弯折区A最内侧的弯折部2220设置有阻挡层223。
由于弯折区A的最内侧的极片为负极极片221，负极极片221位于弯折区A最内几圈的部分半径较小，最容易出现脱粉现象，因此，在弯折区A最内侧的弯折部2220设置有阻挡层223，可有效降低析锂。
当然，可以是在弯折区A最内侧的弯折部2220的正极集流层2220a的内侧面2220c上的正极活性物质层2220b上设置阻挡层223；也可以是在弯折区A最内侧的弯折部2220的正极集流层2220a的外侧面2220d上的正极活性物质层2220b上设置阻挡层223；如图11所示，还可以是在弯折区A最内侧的弯折部2220的正极集流层2220a(图11未示出)的外侧面2220d上的正极活性物质层2220b和内侧面2220c上的正极活性物质层2220b上设置阻挡层223。
在一些实施例中，如图8-图10所示，在正极极片222与负极极片221被隔离膜224隔离时，阻挡层223可以与隔离膜224连接在一起，即阻挡层223既与隔离膜224连接，又嵌入至正极活性物质层2220b内与正极极片222连接，进一步提高了阻挡层223的牢固性，降低阻挡层223脱落的风险。
在其他实施例中，阻挡层223也可以只与隔离膜224接触，但阻挡层223与隔离膜224彼此独立，并未连接在一起。当然，阻挡层223也可以完全嵌入至正极活性物质层2220b内，使得阻挡层223与隔离膜224并未接触，使得两者存在距离。
在一些实施例中，请参照图12，图12为本申请一些实施例提供的弯折部2220、阻挡层223和隔离膜224三者的连接示意图，阻挡层223包括嵌入部2231和连接部2232，嵌入部2231嵌入至设置有阻挡层223的正极活性物质层2220b内，连接部2232连接于隔离膜224，并位于隔离膜224与设置有阻挡层223的正极活性物质层2220b之间。
阻挡层223的嵌入部2231嵌入至正极活性物质层2220b内，实现阻挡层223与正极极片222的连接。连接部2232起到连接隔离膜224的作用，实现阻挡层223与隔离膜224的连接。此外，由于连接部2232位于隔离膜224与正极活性物质层2220b之间，在正极活性物质层2220b中，若存在未被阻挡层223的嵌入部2231包覆的颗粒，阻挡层223可阻挡未被包覆的颗粒释放的离子移动至负极极片221，降低析锂现象的发生。
阻挡层223位于正极活性物质层2220b与隔离膜224之间的部分即为连接部2232。示例性的，连接部2232的厚度不大于20微米，使得连接部2232所占用的空间不会过大，为正极极片222和负极极片221腾让出更多的空间，有利于提高电池单体20的能量密度。
在一些实施例，请继续参照图12，隔离膜224上设有多个通孔2241，阻挡层223局部延伸至通孔2241内，并与通孔2241的孔壁连接在一起，以提高阻挡层223与隔离膜224连接的牢固性。
对于电极组件22而言，在充电过程中，从正极极片222脱嵌的离子(如锂离子)将经过电解质并通过隔离膜224上的孔隙嵌入负极极片221。示例性的，隔离膜224上的通孔2241即为供离子通过的孔隙。
在本实施例中，阻挡层223还包括延伸部2233，延伸部2233连接于连接部2232，延伸部2233延伸至通孔2241内。
示例性的，阻挡层223延伸至通孔2241内的部分的深度不小于3微米，使得阻挡层223延伸至通孔2241内的部分具有足够的深度，保证阻挡层223与隔离膜224连接的牢固性。阻挡层223延伸至通孔2241内的部分即为延伸部2233，即延伸部2233延伸至通孔2241内的延伸深度不小于3微米。
由上述各实施例可知，阻挡层223既可连接于正极极片222的正极活性物质层2220b，又可连接于隔离膜224，阻挡层223可起到连接隔离膜224和正极极片222的作用。阻挡层223可以是多种结构。
在一些实施例中，阻挡层223可以为胶层。胶层在未固化时，胶层具有一定的流动性，便于阻挡层223嵌入至正极活性物质层2220b内，以包覆正极活性物质层2220b中的至少一部分颗粒，也便于阻挡层223延伸至隔离膜224的通孔2241中。胶层固化后，胶层则可与隔离膜224和正极活性物质层2220b粘接在一起，从而实现阻挡层223与正极活性物质层2220b以及阻挡层223与隔离膜224的连接。
胶层可以是热熔胶、光敏胶、瞬干胶、单组分环氧胶、单组分有机硅胶、单组分聚氨酯胶、双组分环氧胶、双组分有机硅胶或双组分聚氨酯胶等。
在制造电极组件22的过程中，可先将胶层涂覆在正极极片222的正极活性物质层2220b上，使得胶层渗入至正极活性物质层2220b内，进而使胶层渗入至正极活性物质层2220b内的部分包覆正极活性物质层2220b内的至少一部分颗粒，以阻止颗粒释放离子；待胶层固化后，再将正极极片222和隔离膜224堆叠在一起；再对胶层进行加热，使胶层处于粘流态，以使阻挡层223粘接于隔离膜224并渗入隔离膜224的通孔2241中；最后再将负极极片221与正极极片222和隔离膜224堆叠在一起，并经过卷绕或折叠形成电极组件22。
请参照图13，图13为本申请一些实施例提供的电极组件22的制造方法的流程图，电极组件22的制造方法包括：
S100：提供正极极片222、负极极片221和阻挡层223；
S200：将正极极片222和负极极片221卷绕或折叠，以形成弯折区A。
其中，正极极片222包括位于弯折区A的多个弯折部2220，弯折部2220包括正极集流层2220a和正极活性物质层2220b，正极集流层2220a在正极极片222的厚度方向上的至少一侧面设置有正极活性物质层2220b。
至少一个正极活性物质层2220b上设有阻挡层223，阻挡层223至少一部分嵌入至设置有阻挡层223的正极活性物质层2220b内，并包覆正极活性物质层2220b中的至少一部分颗粒，以阻止颗粒向负极极片221释放离子。
在一些实施例中，请参照图14，图14为本申请又一些实施例提供的电极组件22的制造方法的流程图，电极组件22的制造方法还包括：
S150：在将正极极片222和负极极片221卷绕或折叠之前，将阻挡层223固定于正极极片222上，使得阻挡层223至少一部分嵌入正极极片222的正极活性物质层2220b内。
以阻挡层223为胶层为例，在正极极片222和负极极片221卷绕或折叠之前，可先将胶层涂覆在正极极片222的正极活性物质层2220b，使得胶层从颗粒与颗粒之间的间隙渗入至正极活性物质层2220b内，进而使胶层渗入至正极活性物质层2220b内的部分包覆正极活性物质层2220b内的至少部分颗粒，以阻止颗粒释放离子；待胶层固化后，再将正极极片222和负极极片221卷绕或折叠。
在一些实施例中，请参照图15，图15为本申请再一些实施例提供的电极组件22的制造方法的流程图，提供用于将正极极片222和负极极片221隔离的隔离膜224，将正极极片222、隔离膜224和负极极片221卷绕或折叠，以形成弯折区A。
在一些实施例中，电极组件22的制造方法还包括：
S180：对阻挡层223进行加热，使得阻挡层223处于粘流态，以使阻挡层223粘接于隔离膜224并渗入至隔离膜224的通孔2241中。
示例性的，阻挡层223为胶层。
需要说明的是，步骤S180可以是在步骤S200之前进行，比如，在将阻挡层223固定于正极极片222上后，将正极极片222和隔离膜224堆叠在一起；再对阻挡层223进行加热，使阻挡层223处于粘流态，以使阻挡层223粘接于隔离膜224并渗入隔离膜224的通孔2241中；然后再将负极极片221与正极极片222和隔离膜224堆叠在一起，并经过卷绕或折叠形成带有弯折区A的电极组件22。当然，步骤S180也可以在步骤S200之后进行，比如，在将阻挡层223固定于正极极片222上后，将正极极片222、隔离膜224和负极极片221卷绕或折叠，以形成带有弯折区A的电极组件22；然后再对阻挡层223进行加热，使得阻挡层223处于粘流态，以使阻挡层223粘接于隔离膜224并渗入至隔离膜224的通孔2241中。
需要说明的是，通过上述电极组件22的制造方法制造出的电极组件22的相关结构，可参见上述各实施例提供的电极组件22。
请参照图16，图16本申请一些实施例提供的电极组件22的制造设备2000的示意性框图，制造设备2000包括第一提供装置1100、第二提供装置1200、第三提供装置1300和组装装置1400。
第一提供装置1100用于提供正极极片222。第二提供装置1200用于提供负极极片221；第三提供装置1300用于提供阻挡层223。组装装置1400用于将所述正极极片222和所述负极极片221卷绕或折叠，以形成弯折区A。
其中，正极极片222包括位于弯折区A的多个弯折部2220，弯折部2220包括正极集流层2220a和正极活性物质层2220b，正极集流层2220a在正极极片222的厚度方向上的至少一侧面设置有正极活性物质层2220b。
至少一个正极活性物质层2220b上设有阻挡层223，阻挡层223至少一部分嵌入至设置有阻挡层223的正极活性物质层2220b内，并包覆正极活性物质层2220b中的至少一部分颗粒，以阻止颗粒向负极极片221释放离子。
在一些实施例中，组装装置1400还用于将阻挡层223固定于正极极片222上，使得阻挡层223至少一部分嵌入至正极极片222的正极活性物质层2220b内。
以阻挡层223为胶层为例，通过组装装置1400将胶层涂覆在正极极片222的正极活性物质层2220b，使得胶层渗入至正极活性物质层2220b内，进而使胶层渗入至正极活性物质层2220b内的部分包覆正极活性物质层2220b内的至少一部分颗粒，以阻止颗粒释放离子，待胶层固化后，则实现阻挡层223与正极极片222的固定。
在一些实施例中，制造设备2000还包括第四提供装置(图未示出)，第四提供装置用于提供将正极极片222和负极极片221隔离的隔离膜224。组装装置1400用于将正极极片222、隔离膜224和负极极片221卷绕或折叠，以形成弯折区A。
在一些实施例中，组装装置1400还用于对阻挡层223进行加热，使得阻挡层223处于粘流态，以使阻挡层223粘接于隔离膜224并渗入至隔离膜224的通孔2241中。
示例性的，阻挡层223为胶层。
需要说明的是，通过上述制造设备2000制造出的电极组件22的相关结构，可参见上述各实施例提供的电极组件22。
此外，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。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种电极组件，其特征在于，包括负极极片和正极极片，所述负极极片和所述正极极片经过卷绕或折叠形成弯折区；
所述正极极片包括位于所述弯折区的多个弯折部，所述弯折部包括正极集流层和正极活性物质层，所述正极集流层在所述正极极片的厚度方向上的至少一侧面设置有所述正极活性物质层；
其中，所述弯折部的至少一个正极活性物质层上设有阻挡层，所述阻挡层至少一部分嵌入至设置有所述阻挡层的正极活性物质层内，并包覆所述正极活性物质层中的至少一部分颗粒，以阻止所述颗粒向所述负极极片释放离子。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极集流层在所述厚度方向上的内侧面设置有所述正极活性物质层，至少一个弯折部位于所述内侧面上的正极活性物质层上设有所述阻挡层。
3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极集流层在所述厚度方向上的外侧面设置有所述正极活性物质层，至少一个弯折部位于所述外侧面上的正极活性物质层上设有所述阻挡层。
4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极集流层在所述厚度方向上的内侧面和外侧面均设有所述正极活性物质层，至少一个弯折部在所述内侧面上的正极活性物质层和所述外侧面上的正极活性物质层均设有阻挡层。
5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件还包括用于将所述正极极片和所述负极极片隔离的隔离膜；
所述阻挡层与所述隔离膜连接。
6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述隔离膜上设有多个通孔；
所述阻挡层局部延伸至所述通孔内，并与所述通孔的孔壁连接。
7.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述阻挡层延伸至所述通孔内的部分的深度不小于3微米。
8.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述阻挡层包括嵌入部和连接部；
所述嵌入部嵌入至设置有所述阻挡层的正极活性物质层内，所述连接部连接于所述隔离膜，所述连接部位于所述隔离膜与设置有所述阻挡层的正极活性物质层之间。
9.根据权利要求8所述的电极组件，其特征在于，所述连接部的厚度不大于20微米。
10.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述阻挡层沿所述弯折部的弯折方向延伸的两端均位于所述弯折区。
11.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件包括与所述弯折区连接的平直区；
所述阻挡层沿所述弯折部的弯折方向延伸的两端均位于所述平直区，或，所述阻挡层沿所述弯折部的弯折方向延伸的一端位于所述平直区，另一端位于弯折区。
12.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极极片和所述负极极片经过卷绕形成卷绕结构，所述卷绕结构包括所述弯折区；
所述弯折区最内侧的极片为负极极片，所述弯折区最内侧的弯折部设置有所述阻挡层。
13.根据权利要求1-12任一项所述的电极组件，其特征在于，所述阻挡层为胶层。
14.一种电池单体，其特征在于，包括外壳和根据权利要求1-13任一项所述的电极组件；
所述电极组件容纳于所述外壳内。
15.一种电池，其特征在于，包括箱体和根据权利要求14所述的电池单体；
所述电池单体容纳于所述箱体内。
16.一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求14所述的电池单体。
17.一种电极组件的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：
提供正极极片、负极极片和阻挡层；
将所述正极极片和所述负极极片卷绕或折叠，以形成弯折区；
其中，所述正极极片包括位于所述弯折区的多个弯折部，所述弯折部包括正极集流层和正极活性物质层，所述正极集流层在所述正极极片的厚度方向上的至少一侧面设置有所述正极活性物质层；
所述弯折部的至少一个正极活性物质层上设有所述阻挡层，所述阻挡层至少一部分嵌入至设置有所述阻挡层的正极活性物质层内，并包覆所述正极活性物质层中的至少一部分颗粒，以阻止所述颗粒向所述负极极片释放离子。
18.根据权利要求17所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：
在将所述正极极片和所述负极极片卷绕或折叠之前，将阻挡层固定于正极极片上，使得所述阻挡层至少一部分嵌入至所述正极极片的正极活性物质层内。
19.根据权利要求17或18所述的制造方法，其特征在于，提供用于将所述正极极片和负极极片隔离的隔离膜，将所述正极极片、所述隔离膜和所述负极极片卷绕或折叠，以形成所述弯折区。
20.根据权利要求19所述的制造方法，其特征在于，所述制造方法还包括：
对所述阻挡层进行加热，使得所述阻挡层处于粘流态，以使所述阻挡层粘接于隔离膜并渗入至隔离膜的通孔中。
21.一种电极组件的制造设备，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；
第三提供装置，用于提供阻挡层；以及
组装装置，用于将所述正极极片和所述负极极片卷绕或折叠，以形成弯折区；
其中，所述正极极片包括位于所述弯折区的多个弯折部，所述弯折部包括正极集流层和正极活性物质层，所述正极集流层在所述正极极片的厚度方向上的至少一侧面设置有所述正极活性物质层；
所述弯折部的至少一个正极活性物质层上设有所述阻挡层，所述阻挡层至少一部分嵌入至设置有所述阻挡层的正极活性物质层内，并包覆所述正极活性物质层中的至少一部分颗粒，以阻止所述颗粒向所述负极极片释放离子。
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