CN116344740A - 电极组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，涉及电池技术领域。电极组件包括正极片和第一保护层，正极片包括正极集流体和设置于正极集流体的面向电极组件的卷绕轴线的表面的第一正极活性物质层，正极片包括位于弯折区且从内至外依次布置的多层弯折部，第一正极活性物质层包括位于多层弯折部的多个第一正极活性物质部，至少一个第一正极活性物质部设有至少一个第一凹部，第一保护层覆盖于第一凹部的壁面的至少一部分，能够覆盖第一凹部的毛刺、碎屑、活性物质残渣等，从而降低毛刺、碎屑、活性物质残渣等刺破隔离膜导致短路的风险，还能补偿因在第一正极活性物质部设置第一凹部导致正极片在弯折区的强度损失。

Description

电极组件、电池单体、电池及用电设备

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、电池单体、电池及用电设备。

背景技术

目前，智能手机、平板电脑和电动汽车等的迅猛发展，电池的应用也日益广泛，因此对电池的可靠性也提出了更高的要求。而析锂是影响电池的可靠性的主要因素的之一，电池一旦发生析锂，不但会降低电池的电性能，而且随着析锂量的累加，容易形成枝晶，枝晶有可能会刺破隔膜，而引发电池内短路，降低电池的可靠性。

发明内容

本申请实施例提供一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，以提高电池单体的可靠性。

第一方面，本申请实施例提供一种电极组件，所述电极组件具有弯折区，所述电极组件包括正极片和第一保护层，所述正极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体的面向所述电极组件的卷绕轴线的表面的第一正极活性物质层。所述正极片包括位于所述弯折区且从内至外依次布置的多层弯折部。所述第一正极活性物质层包括位于多层所述弯折部的多个第一正极活性物质部，至少一个所述第一正极活性物质部设有至少一个第一凹部。所述第一保护层覆盖于所述第一凹部的壁面的至少一部分。

上述技术方案中，至少一个第一正极活性物质部设有至少一个第一凹部，能够减少第一正极活性物质部的活性物质量，以提高弯折区的CB（Cell Balance）值，缓解电极组件在弯折区析锂的问题，提高具备该电极组件的电池单体的可靠性。通过在第一保护层覆盖第一凹部的壁面的至少一部分，能够覆盖第一凹部的至少一部分毛刺、碎屑、活性物质残渣等，从而降低毛刺、碎屑、活性物质残渣等刺破隔离膜导致短路的风险，进一步提高具备该电极组件的电池单体的可靠性。第一保护层的设置还能补偿因在第一正极活性物质部设置第一凹部导致正极片在弯折区的强度损失。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一保护层的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的任意一种或多种。

上述技术方案中，聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯具有较好的电绝缘性能好，受温度影响小，有利于具备该电极组件的电池单体具有更好的可靠性。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一保护层的厚度为H，满足6μm≤H≤10μm。

上述技术方案中，若H＜6μm，第一保护层厚度较小，存在毛刺、碎屑容易刺破第一保护后层刺破隔离膜的风险；若H＞10μm，第一保护层厚度较大，降低具备该电极组件的电池单体的能量密度。因此，6μm≤H≤10μm，使得第一保护层能够有效降低毛刺、碎屑刺破隔离膜导致短路的风险，提高具备该电极组件的电池单体的可靠性，还能使得具备该电极组件的电池单体具备较高的能量密度。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述电极组件还包括第一粘接层，所述第一保护层通过所述第一粘接层粘接于所述第一凹部的壁面。

上述技术方案中，第一保护层通过第一粘接层粘接于第一凹部的壁面，连接方式简单，稳定性较好。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一粘接层的材质包括丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸-丁烯酸共聚物、丙烯酸-衣康酸共聚物、丙烯酸-马来酸共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸正丁酯共聚物和丙烯酸-甲基丙烯酸异丁酯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁二烯橡胶、乙烯-醋酸丙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐改性聚烯烃、聚丁二烯-丙烯腈、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的任意一种或多种。

上述技术方案中，包括上述材料的第一粘接层具有较好的粘接性能，有利于第一保护层稳定地粘接于第一凹部的壁面。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一正极活性物质部设有多个所述第一凹部。

上述技术方案中，第一正极活性物质部设有多个第一凹部，能够进一步降低弯折区的正极活性物质量，从而降低弯折区析锂的风险，提高具备该电极组件的电池单体的可靠性。

在本申请第一方面的一些实施例中，相邻的两个所述第一凹部的间距为L₁，满足：50μm≤L₁≤500μm。

上述技术方案中，若L₁＜50μm，不便于第一凹部加工，L₁＞500μm，则第一正极活性物质部能够加工的第一凹部的数量较少，难以有效提升弯折区的CB值，因此，50μm≤L₁≤500μm，使得相邻的第一凹部之间的间距布置合理，便于加工，以及可以在第一正极活性物质部设置合理数量的第一凹部，以能够有效提升CB值，降低弯折区析锂的风险，从而提高具备该电极组件的电池单体的可靠性。

在本申请第一方面的一些实施例中，多个所述第一凹部的横截面的形状包括圆形、矩形、三角形、半圆形、梯形中的任意一种或多种，所述第一凹部的横截面垂直所述第一凹部的深度方向。

上述技术方案中，圆形、矩形、三角形、半圆形、梯形中的任意形状均是较为容易加工的形状，便于第一凹部加工成型。

在本申请第一方面的一些实施例中，多个所述第一凹部中的至少一部分为设置于所述第一正极活性物质部面向所述卷绕轴线的表面的凹槽。

上述技术方案中，多个第一凹部中的至少一部分为设置于第一正极活性物质部面向卷绕轴线的表面的凹槽，换句话说，沿正极片的厚度方向，第一凹部未贯穿第一正极活性物质部，未暴露正极集流体，降低正极集流体上的毛刺刺破隔离膜的风险。沿正极片的厚度方向，第一凹部未贯穿第一正极活性物质部，还能缓解弯折区正极活性物质量减少导致具备该电极组件的电池单体的能量密度降低的问题。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一正极活性物质部设置有多排所述第一凹部，多排所述第一凹部沿所述电极组件的卷绕方向间隔排布，每排所述第一凹部包括沿所述卷绕轴线的延伸方向间隔排布的多个所述第一凹部。

上述技术方案中，第一正极活性物质部设有多排第一凹部，每排第一包括多个第一凹部，能够进一步降低弯折区的正极活性物质量，从而降低弯折区析锂的风险。

在本申请第一方面的一些实施例中，沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述第一凹部的至少一端未延伸至所述第一正极活性物质层的边缘。

上述技术方案中，沿卷绕轴线的延伸方向，第一凹部的至少一端未延伸至第一正极活性物质层的边缘，则有利于电解液浸润正极片。

在本申请第一方面的一些实施例中，沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述第一凹部的两端均未延伸至所述第一正极活性物质层的边缘。

上述技术方案中，沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述第一凹部的两端均未延伸至所述第一正极活性物质层的边缘，则第一凹部限定出容纳电解液的空间，增大极片的层与层之间的电解液的容量，则有利于电解液浸润正极片。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一凹部在垂直于所述正极片的厚度方向的方向上的最大尺寸为D₁，满足20μm≤D₁≤2000μm。

上述技术方案中，若D₁＜20μm，则不便于加工，D₁＞2000μm，使得正极片位于弯折区的部分的强度较低。因此，20μm≤D₁≤2000μm，使得第一凹部加工更容易，也使得正极片位于弯折区的部分具有足够的强度。

在本申请第一方面的一些实施例中，所有所述第一凹部的面积之和为S₁，所述第一正极活性物质部面向所述卷绕轴线的表面的面积为S₂，满足0.3≤S₁/ S₂≤0.7。

上述技术方案中，若S₁/S₂＜0.3，CB值较小，析锂的风险较大；S₁/S₂＞0.7，CB值过大，不利于具备该电极组件的电池单体具备高能量密度，因此，0.3≤S₁/S₂≤0.7，既能降低析锂的风险，又能使得具备该电极组件的电池单体具备较高的能量密度。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述电极组件的还具有平直区，所述正极片包括位于所述平直区且从内至外依次布置的多层平直部；所述第一正极活性物质层包括位于多层所述平直部的多个第二正极活性物质部，所述第一正极活性物质部的平均质量面密度为G₁，所述第二正极活性物质部的平均质量面密度为G₂，满足0.6≤G₁/G₂≤0.85。

上述技术方案中，G₁/G₂＜0.6，弯折区处的正极活性物质量较低，不利于具备该电极组件的电池单体具备高能量密度，G₁/G₂＞0.85，弯折区处的正极活性物质量较高，析锂的风险较高，因此，0.6≤G₁/G₂≤0.85，使得具备该电极组件的电池单体在具备较高能量密度的情况下析锂的风险较低。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述电极组件还包括设置于所述正极集流体背离所述卷绕轴线的表面的第二正极活性物质层，所述第二正极活性物质层包括位于多层所述弯折部的多个第三正极活性物质部；至少一个所述第三正极活性物质部设有至少一个第二凹部。

上述技术方案中，第三正极活性物质部设有至少一个第二凹部，进一步降低可弯折区的CB值，进一步降低弯折区析锂的风险，从而提高具备该电极组件的电池单体的可靠性。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述电极组件还包括第二保护层，所述第二保护层覆盖于所述第二凹部的壁面的至少一部分。

上述技术方案中，通过在第二保护层覆盖第二凹部的壁面的至少一部分，能够覆盖第二凹部的至少一部分毛刺、碎屑、活性物质残渣等，从而降低毛刺、碎屑、活性物质残渣等刺破隔离膜导致短路的风险。第二保护层的设置还能补偿因在第三正极活性物质部设置第二凹部导致正极片在弯折区的强度损失。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电池单体，包括第一方面任意实施例提供的电极组件。

上述技术方案中，第一方面实施例提供的电极组件因第一正极活性物质部设有至少一个第一凹部，因此，具备第一方面实施例提供的电极组件的电池单体析锂的风险较小，第一方面实施例提供的电极组件通过在第一保护层覆盖第一凹部的壁面的至少一部分，能够覆盖第一凹部的至少一部分毛刺、碎屑、活性物质残渣等，从而降低毛刺、碎屑、活性物质残渣等刺破隔离膜导致短路的风险，提高具备该电极组件的电池单体的可靠性。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电池，包括第二方面任意实施例提供的电池单体。

上述技术方案中，第二方面实施例提供的电池单体的可靠性较好，因此，具备该电池单体的电池的可靠性也较好。

第四方面，本申请实施例还提供了一种用电设备，包括第三方面实施例提供的电池单体。

上述技术方案中，第二方面实施例提供的电池单体的可靠性较好，因此，有利于提高通过该电池单体供电的用电设备的用电可靠性。

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分解结构示意图；

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在一个弯折区的放大图；

图6为图5中A处的放大图；

图7为本申请另一些实施例提供的电极组件在一个弯折区的局部放大图；

图8为本申请再一些实施例提供的电极组件的一个弯折区的局部放大图；

图9为本申请又一些实施例提供的电极组件的一个弯折部的局部放大图；

图10为本申请另又一些实施例提供的电极组件的一个弯折区的局部放大图；

图11为正极片处于展开状态的示意图；

图12为图11中B处的放大图；

图13为图11中C处的放大图；

图14为图11中D处的放大图；

图15为图11中E处的放大图；

图16为图11中F处的放大图；

图17为本申请再一些实施例提供的正极片的展开示意图；

图18为本申请再一些实施例提供的电极组件的局部放大图；

图19为图18中G处的放大图；

图20为本申请再另一些实施例提供的电极组件的一个弯折区的局部放大图。

图标：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-端盖；21a-电极端子；22-壳体；23-电极组件；23a-弯折区；23b-平直区；23b1-第一区域；23b2-第二区域；231-正极片；2311-正极集流体；2312-第一正极活性物质层；23121-第一正极活性物质部；23122-第一凹部；23123-第二正极活性物质部；2313-弯折部；2315-平直部；2316-第二正极活性物质层；23161-第三正极活性物质部；23162-第二凹部；232-负极片；233-隔离膜；234-第一保护层；235-第一粘接层；236-第二保护层；237-第二粘接层；200-控制器；300-马达；O1-第一排；O2-第二排；O3-第三排；P1-第一中心平面；X1-正极片的厚度方向；Y1-正极片的宽度方向；Z1-正极片的长度方向；Z2-卷绕方向；K-第一方向。

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、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。

需要说明的是，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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。

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。

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。

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。

对卷绕式电极组件而言，卷绕式电极组件具有弯折区和平直区，在弯折区，负极片容易发生析锂。为了缓解卷绕式电极组件在弯折区23a析锂的问题，可以通过在正极片位于弯折区的部分的内侧正极活性物质部上设置凹部，以减小弯折区的正极活性物质的量，以提高CB值，从而缓解弯折区析锂的问题，但是设置凹部的位置可能在加工凹部的过程形成毛刺、碎屑以及活性物质残留，毛刺、碎屑以及活性物质残留可能刺破隔膜，导致电池单体的可靠性降低，会导致正极片在弯折区的部分的强度降低。

基于上述考虑，为了缓解因在卷绕式电极组件的正极片在弯折区的设置凹部而形成毛刺、碎屑刺破隔离膜的问题，本申请实施例提供了一种卷绕式电极组件，卷绕式电极组件具有弯折区，卷绕式电极组件包括正极片和第一保护层，正极片包括正极集流体2311和设置于正极集流体的面向卷绕式电极组件的卷绕轴线的表面的第一正极活性物质层，正极片包括位于弯折区且从内至外依次布置的多层弯折部，第一正极活性物质层包括位于多层弯折部的多个第一正极活性物质部，至少一个第一正极活性物质部设有至少一个第一凹部，第一保护层覆盖于第一凹部的壁面的至少一部分。

至少一个第一正极活性物质部设有至少一个第一凹部，能够减少第一正极活性物质部的活性物质量，以提高弯折区的CB值，缓解卷绕式电极组件在弯折区析锂的问题，提高具备该卷绕式电极组件的电池单体的可靠性。

通过在第一保护层覆盖第一凹部的壁面的至少一部分，能够覆盖第一凹部的至少一部分毛刺、碎屑以及活性物质残留，从而降低毛刺、碎屑以及活性物质残留刺破隔离膜导致短路的风险，进一步提高具备该卷绕式电极组件的电池单体的可靠性。第一保护层的设置还能补偿因在第一正极活性物质部设置第一凹部导致正极片在弯折区的强度损失。

本申请实施例公开的卷绕式电极组件可以但不限用于电池单体。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，这样，有利于缓解电池单体的弯折区析锂和隔离膜被刺破的问题，提升电池单体和电池的可靠性。

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、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。

请参照图3，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。电池单体20是指组成电池100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。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、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。电极组件可以由正极片231、负极片232和隔离膜233层叠设置并绕卷绕轴线卷绕形成，以形成卷绕式的电极组件23。正极片231和负极片232具有活性物质的部分构成电极组件的主体部，正极片231和负极片232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。在电池单体20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21a以形成电流回路。

如图4-图6所示，本申请实施例提供一种电极组件23，电极组件23具有弯折区23a，电极组件23包括正极片231和第一保护层234，正极片231包括正极集流体2311和设置于正极集流体2311的面向电极组件23的卷绕轴线的表面的第一正极活性物质层2312，正极片231包括位于弯折区23a且从内至外依次布置的多层弯折部2313，第一正极活性物质层2312包括位于多层弯折部2313的多个第一正极活性物质部23121，至少一个第一正极活性物质部23121设有至少一个第一凹部23122，第一保护层234覆盖于第一凹部23122的壁面的至少一部分。

电极组件23可以是方形。如图4所示，电极组件23可以为卷绕式结构。卷绕式的电极组件23包括平直区23b和两个弯折区23a，两个弯折区23a分别连接于平直区23b相对的两端。正极片231绕卷绕轴线卷绕完成后，正极片231的一部分位于平直区23b，另一部分位于两个弯折区23a。对一个弯折区23a而言，正极片231包括位于该弯折区23a的且从内至外依次层叠布置的多层弯折部2313。这里的从内至外是指在垂直卷绕轴线的方向上沿背离卷绕轴线的方向。多层弯折部2313从内至外依次层叠布置是指在同一个弯折区23a，多层弯折部2313在垂直卷绕轴线的方向上沿背离卷绕轴线的方向依次层叠布置。图4中竖向的虚线为弯折区23a和平直区23b的分界线。图5和图6中空心箭头所示的为在同一个弯折区23a从内至外的方向。

卷绕完成后，设置于正极集流体2311面向卷绕轴线的表面上的正极活性物质层为第一正活性物质层。每个弯折部2313可以包括一部分正极集流体2311和一部分第一正极活性物质层2312，弯折部2313的第一正极活性物质层2312为第一正极活性物质部23121。弯折部2313的数量为多层，则第一正极活性物质部23121的数量也为多层，且多个第一正极活性物质部23121从内至外依次层叠布置。

第一凹部23122从第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面沿背离卷绕轴线的方向凹陷形成。第一正极活性物质部23121上可以设置一个第一凹陷部，也可以设置多个第一凹部23122。多个是指两个及两个以上。

第一凹部23122的成型方式有多种，比如，第一凹部23122可以是通过激光刻蚀形成，第一凹部23122也可以是通过局部薄涂的方式形成。

如图5-图8所示，第一保护层234也可以覆盖第一凹部23122的壁面的全部。第一保护层234覆盖第一凹部23122的壁面的全部的方式可以有多种，示例性地，如图5、图6所示，可以通过将第一保护层234的至少一部分设置于第一凹部23122内并与第一凹部23122的壁面的全部贴合，从而实现第一保护层234覆盖第一凹部23122的壁面的全部。其中，如图6所示，第一保护层234可以未完全填充第一凹部23122，这样第一凹部23122可以形成容纳电解液的容纳空间，有利于电解液浸润正极片231。如图7所示，第一保护层234也可以完全填充第一凹部23122，以提高弯折部2313的强度。图6和图7中均示出了第一保护层234全部位于第一凹部23122内的情况。在另一些实施例中，第一保护层234也可以部分位于第一凹部23122内，另一部分位于第一凹部23122外，第一保护层234位于第一凹部23122外的部分可以域第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面相连。

如图8所示，也可以通过将第一保护层234设置于第一凹部23122外，且第一保护层234固定于第一正极活性物质部23121面向卷绕轴向的表面并覆盖第一凹部23122位于第一正极活性物质部23121面向卷绕轴向的表面的开口的全部区域，从而实现第一保护层234覆盖第一凹部23122的壁面的全部。图8中示出了第一保护层234的部分位于第一凹部23122外并连接于第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面，第一保护层234的另一部分位于第一凹部23122内并与第一凹部23122的壁面的部分贴合，以覆盖第一凹部23122的壁面的部分。

第一保护层234可以仅覆盖第一凹部23122的壁面的一部分。第一保护层234覆盖第一凹部23122的壁面的一部分的方式可以有多种，示例性地，可以通过将第一保护层234的至少一部分设置于第一凹部23122内并与第一凹部23122的壁面的至少一部分贴合，从而实现第一保护层234覆盖第一凹部23122的壁面的一部分；也可以通过将第一保护层234设置于第一凹部23122外，且第一保护层234固定于第一正极活性物质部23121面向卷绕轴向的表面并覆盖第一凹部23122位于第一正极活性物质部23121面向卷绕轴向的表面的开口的部分区域，从而实现第一保护层234覆盖第一凹部23122的壁面的一部分。

在一些实施例中，第一保护层234可以完全覆盖第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面，进一步降低毛刺、碎屑、活性物质残渣等刺破隔离膜233导致短路的风险。

第一保护层234也可以仅覆盖第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面的一部分，这样能够减少第一保护层234的用量，节约成本，以及能够缓解第一保护层234的设置降低具备该电极组件23的能量密度的问题。

第一保护层234也可以完全位于第一凹部23122内而不覆盖第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面。

第一保护层234可以允许离子通过，以使金属离子能够在正极片231和负极片232之间移动，以实现具备该电极组件23的电池单体20充放电。

至少一个第一正极活性物质部23121设有至少一个第一凹部23122，能够减少第一正极活性物质部23121的活性物质量，以提高弯折区23a的CB值，缓解电极组件23在弯折区23a析锂的问题，提高具备该电极组件23的电池单体20的可靠性。通过在第一保护层234覆盖第一凹部23122的壁面的至少一部分，能够覆盖第一凹部23122的至少一部分毛刺、碎屑、活性物质残渣等，从而降低毛刺、碎屑、活性物质残渣等刺破隔离膜233导致短路的风险，进一步提高具备该电极组件23的电池单体20的可靠性。第一保护层234的设置还能补偿因在第一正极活性物质部23121设置第一凹部23122导致正极片231在弯折区23a的强度损失。

在一些实施例中，第一保护层234的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的任意一种或多种。

第一保护层234材质可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯。第一保护层234的材质可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯。聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯可以是以不同的重量占比混合形成第一保护层234。聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯也可以是分别形成第一保护层234的两层结构，即第一保护层234包括层叠设置的第一层和第二层，第一层设置于正极集流体2311面向卷绕轴线的表面，第二层设置于第一层面向卷绕轴线的表面，第一层的材质为苯二甲酸乙二醇酯，第二层的材质为聚丙烯，或者第一层的材质为聚丙烯，第二层的材质为苯二甲酸乙二醇酯。

聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯具有较好的电绝缘性能好，受温度影响小，有利于具备该电极组件23的电池单体20具有更好的可靠性。

根据实际需要，第一保护层234也可以是其他材质。

如图6-图9所示，在一些实施例中，第一保护层234的厚度为H，满足6μm≤H≤10μm。

示例性地，H可以是6μm、6.5μm、7μm、7.5μm、8μm、8.5μm、9μm、9.5μm、10μm等。

第一保护层234可以是等厚结构，也可以是非等厚结构。在第一保护层234为非等厚结构的实施例中，沿卷绕方向Z2，第一保护层234的任意位置的厚度的取值范围为6μm~10μm。

若H＜6μm，第一保护层234厚度较小，存在毛刺、碎屑容易刺破第一保护后层刺破隔离膜233的风险；若H＞10μm，第一保护层234厚度较大，降低具备该电极组件23的电池单体20的能量密度。因此，6μm≤H≤10μm，使得第一保护层234能够有效降低毛刺、碎屑刺破隔离膜233导致短路的风险，提高具备该电极组件23的电池单体20的可靠性，还能使得具备该电极组件23的电池单体20具备较高的能量密度。

第一保护层234设置于第一正极活性物质部23121的方式有多种，在一些实施例中，如图6-图9所示，第一保护层234涂覆或者镀设于第一正极活性物质部23121，第一保护层234和第一正极活性物质部23121直接连接，缓解在第一正极活性物质部23121设置第一保护层234而导致电极组件在两个弯折区23a的布置方向上尺寸增大过多的问题，有利于具备该电极组件23的电池单体20具有较高的能量密度。

如图10所示，在另一些实施例中，电极组件23还包括第一粘接层235，第一保护层234通过第一粘接层235粘接于第一凹部23122的壁面。

可以理解地，第一保护层234通过第一粘接层235间接连接于第一凹部23122的壁面，即第一保护层234和第一正极活性物质部23121通过第一粘接层235间接连接。

第一粘接层235可以是涂覆于第一保护层234和/或第一凹部23122的壁面的液态胶固化后形成。第一粘接层235也可以是粘接于第一保护层234和/或第一凹部23122的壁面的双面胶带。

第一保护层234通过第一粘接层235粘接于第一凹部23122的壁面，连接方式简单，稳定性较好。

在一些实施例中，第一粘接层235的材质包括丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸-丁烯酸共聚物、丙烯酸-衣康酸共聚物、丙烯酸-马来酸共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸正丁酯共聚物和丙烯酸-甲基丙烯酸异丁酯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁二烯橡胶、乙烯-醋酸丙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐改性聚烯烃、聚丁二烯-丙烯腈、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的任意一种或多种。

上述可以作为第一粘接层235的材料均是常见的且不会溶解于电解液的绝缘材料，避免因设置第一保护层234而使得具备该电极组件23的电池单体20出现其他可靠性问题，如因第一保护层234导致电池单体20内部短路、因第一保护层234和电解液发生反应而导致电极组件不能正常工作等。

包括上述材料的第一粘接层235具有较好的粘接性能，有利于第一保护层234稳定地粘接于第一凹部23122的壁面。

如图6-图11所示，在一些实施例中，第一正极活性物质部23121设有多个第一凹部23122。

多个第一凹部23122间隔布置于第一正极活性物质部23121。多个第一凹部23122可以是均匀间隔布置于第一正极活性物质部23121，也可以是非均匀间隔布置于第一正极活性物质部23121。

第一正极活性物质部23121设有多个第一凹部23122，能够进一步降低弯折区23a的正极活性物质量，从而降低弯折区23a析锂的风险，提高具备该电极组件23的电池单体20的可靠性。

在第一正极活性物质部23121设有多个第一凹部23122的实施例中，可以通过一个第一保护层234覆盖每个第一凹部23122的壁面，能够简化组装步骤和使得制造电极组件23制造更为简单。

在第一正极活性物质部23121设有多个第一凹部23122的实施例中，也可以设置多个第一保护层234，每个第一保护层234可以覆盖至少一个第一凹部23122的壁面。

如图12-图16所示，在一些实施例中，相邻的两个第一凹部23122的间距为L₁，满足：50μm≤L₁≤500μm。

相邻的两个第一凹部23122之间的间距是指相邻的两个第一凹部23122相互之间最靠近的位置之间的距离。

在多个第一凹部23122均匀间隔布置于第一正极活性物质部23121的实施例中，任意相邻的两个第一凹部23122之间的间距L₁相同。在多个第一凹部23122非均匀间隔布置于第一正极活性物质部23121的实施例中，至少部分相邻的两个第一凹部23122之间的间距L₁不相同。

任意两个相邻的第一凹部23122之间的间距L₁的取值范围为50μm~500μm。示例性地，L₁可以为50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm、500μm。

若L₁＜50μm，不便于第一凹部23122加工，L₁＞500μm，则第一正极活性物质部23121能够加工的第一凹部23122的数量较少，难以有效提升弯折区23a的CB值，因此，50μm≤L₁≤500μm，使得相邻的第一凹部23122之间的间距布置合理，便于加工，以及可以在第一正极活性物质部23121设置合理数量的第一凹部23122，以能够有效提升CB值，降低弯折区23a析锂的风险，从而提高具备该电极组件23的电池单体20的可靠性。

第一凹部23122的形状可以为有多种选择，比如第一凹部23122的横截面的形状为圆形、三角形、矩形、半圆形、梯形等。第一凹部23122的横截面是指第一凹部23122的垂直第一凹部23122的深度方向的面。在正极片231处于展开状态下，第一凹部23122的横截面垂直正极片的厚度方向X1。在正极片231处于展开状态下，正极集流体2311和第一正极活性层的层叠方向与正极片的厚度方向X1平行。

在第一正极活性物质部23121设有多个第一凹部23122设置有多个第一凹部23122的实施例中，多个第一凹部23122的横截面的形状包括圆形、矩形、三角形、半圆形、梯形中的任意一种或多种，第一凹部23122的横截面垂直第一凹部23122的深度方向。

多个第一凹部23122的横截面的形状可以相同，比如，所有第一凹部23122的横截面的形状均为圆形、矩形、三角形、半圆形或梯形。

或者，多个第一凹部23122中仅部分的横截面的形状可以相同，并与多个第一凹部23122中另一部分的横截面的形状不相同。比如，多个第一凹部23122中的一部分的横截面的形状为圆形，另一部分第一凹部23122的横截面的形状为三角形。

或者，多个第一凹部23122中任意两者的横截面的形状均不同。比如，第一正极活性物质部23121设置有五个第一凹部23122，五个第一凹部23122的横截面的形状分别为圆形、矩形、三角形、半圆形和梯形。

不同的第一正极活性物质部23121上的第一凹部23122的横截面的形状可以相同或者不同。如图11-图16所示，图11中每个弯折部2313的第一凹部23122的横截面的形状均不相同，图11中从左至右的各个弯折部2313上的第一凹部23122的横截面的形状分别为圆形（图12中示出）、矩形（图13中示出）、三角形（图14中示出）、梯形（图15中示出）、半圆形（图16中示出）。

圆形、矩形、三角形、半圆形、梯形中的任意形状均是较为容易加工的形状，便于第一凹部23122加工成型。

如图5-图16所示，在一些实施例中，多个第一凹部23122中的至少一部分为设置于第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面的凹槽。

即第一凹部23122是从第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面沿背离卷绕轴线的方向凹陷且未贯穿第一正极活性物质部23121而形成的结构。第一凹部23122的深度小于第一正极活性物质部23121的厚度。

在第一正极活性物质部23121设有多个第一凹部23122的实施例中，可以仅一部分第一凹部23122为凹槽，另一部分第一凹部23122为从第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面沿背离卷绕轴线的方向凹陷且贯穿第一正极活性物质部23121而形成的结构。

当然，也可以是所有第一凹部23122均为凹槽。

多个第一凹部23122中的至少一部分为设置于第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面的凹槽，换句话说，沿正极片的厚度方向X1，第一凹部23122未贯穿第一正极活性物质部23121，未暴露正极集流体2311，降低正极集流体2311上的毛刺刺破隔离膜233的风险。沿正极片的厚度方向X1，第一凹部23122未贯穿第一正极活性物质部23121，还能缓解弯折区23a正极活性物质量减少导致具备该电极组件23的电池单体20的能量密度降低的问题。

在另一些实施例中，所有第一凹部23122也可以是从第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面沿背离卷绕轴线的方向凹陷且贯穿第一正极活性物质部23121而形成的结构。第一凹部23122的深度可以大于或等于第一正极活性物质部23121的厚度。这种实施例能够进一步降低弯折区23a析锂的风险，进一步提高具备该卷电极组件23的电池单体20的可靠性。

如图12-图16所示，在一些实施例中，第一正极活性物质部23121设置有多排第一凹部23122，多排第一凹部23122沿电极组件23的卷绕方向Z2间隔排布，每排第一凹部23122包括沿卷绕轴线的延伸方向间隔排布的多个第一凹部23122。

在正极片231处于展开状态时，电极组件23的卷绕方向Z2对应正极片的长度方向Z1，卷绕轴线的延伸方向对应正极片的宽度方向Y1。在正极片231处于展开状态时，正极片的厚度方向X1、正极片的长度方向Z1和正极片的宽度方向Y1两两垂直。

多排是指两排及两排以上。每排第一凹部23122的第一凹部23122的数量可以相同，也可以不同。图12-图16中每个弯折部2313设置有三排第一凹部23122，定义三排第一凹部23122分别为第一排O1、第二排O2和第三排O3。

第一正极活性物质部23121设置有沿卷绕方向Z2间隔排布的多排第一凹部23122，每排第一凹部23122包括沿卷绕轴线的延伸方向间隔排布的多个第一凹部23122，可以理解的，第一正极活性物质部23121设置至少四个第一凹部23122。

第一正极活性物质部23121设有多排第一凹部23122，每排第一包括多个第一凹部23122，能够进一步降低弯折区23a的正极活性物质量，从而降低弯折区23a析锂的风险。

如图11-图17所示，在一些实施例中，沿卷绕轴线的延伸方向，第一凹部23122的至少一端未延伸至第一正极活性物质层2312的边缘。

第一凹部23122沿卷绕轴线的延伸方向的至少一端可以未延伸至第一正极活性物质层2312沿卷绕轴线的延伸方向的边缘。沿卷绕轴线的延伸方向，第一凹部23122的尺寸小于第一正极活性物质层2312的尺寸。

沿卷绕轴线的延伸方向，第一凹部23122的至少一端未延伸至第一正极活性物质层2312的边缘，则有利于电解液浸润正极片231。

如图11-图16所示，在一些实施例中，沿卷绕轴线的延伸方向，第一凹部23122的两端均未延伸至所述第一正极活性物质层2312的边缘。

第一凹部23122沿卷绕轴线的延伸方向的两端均未延伸至第一正极活性物质层2312沿卷绕轴线的延伸方向的两个边缘。

沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述第一凹部23122的两端均未延伸至所述第一正极活性物质层2312的边缘，则第一凹部23122限定出容纳电解液的空间，增大极片的层与层之间的电解液的容量，则有利于电解液浸润正极片231。

如图17所示，在一些实施例中，沿卷绕轴线的延伸方向，第一凹部23122的一端未延伸至第一正极活性物质层2312的边缘，第一凹部23122的另一端延伸至第一正极活性物质层2312的边缘，这样第一凹部23122沿卷绕轴线的延伸方向的至少一端可以阻止电解液沿卷绕轴线的延伸方向快速流动，有利于延长电解液在第一凹部23122内的停留时间，从容使得电解液能够更好的浸润第一正极活性物质部23121。图17中的横截面为矩形的第一凹部23122的一端延伸至第一正极活性物质部23121沿卷绕轴线的延伸方向的边缘，横截面为矩形的第一凹部23122的另一端未延伸至第一正极活性物质部23121沿卷绕轴线的延伸方向的边缘。

在第一正极活性物质部23121设置有多个第一凹部23122的实施例中，多个第一凹部23122中一部分第一凹部23122沿卷绕轴线的延伸方向的一端未延伸至第一正极活性物质层2312沿卷绕轴线的延伸方向的边缘，该部分第一凹部23122沿卷绕轴线的延伸方向的另一端延伸至第一正极活性物质层2312沿卷绕轴线的延伸方向的边缘，图17中的横截面为矩形的第一凹部23122的一端延伸至第一正极活性物质部23121沿卷绕轴线的延伸方向的边缘，横截面为矩形的第一凹部23122的另一端未延伸至第一正极活性物质部23121沿卷绕轴线的延伸方向的边缘，横截面为圆形的第一凹部23122的两端均未延伸至第一正极活性物质部23121沿卷绕轴线的延伸方向的边缘。

在第一正极活性物质部23121设置有多个第一凹部23122的实施例中，也可以是全部第一凹部23122沿卷绕轴线的延伸方向的一端未延伸至第一正极活性物质层2312沿卷绕轴线的延伸方向的边缘，全部第一凹部23122沿卷绕轴线的延伸方向的另一端延伸至第一正极活性物质层2312沿卷绕轴线的延伸方向的边缘。也可以是全部第一凹部23122沿卷绕轴线的延伸方向的两端均未延伸至第一正极活性物质层2312的边缘。

在另一些实施例中，第一凹部23122沿卷绕轴线的延伸方向的两端可以均延伸至第一正极活性物质部23121沿卷绕轴线的延伸方向的两端。

如图12、图17所示，在一些实施例中，第一凹部23122在垂直于正极片的厚度方向X1的方向上的最大尺寸为D₁，满足20μm≤D₁≤2000μm。

第一凹部23122在垂直于正极片的厚度方向X1的方向上的最大尺寸为D₁可以是在正极片231处于展开状态时进行测量。示例性地，在第一凹部23122的横截面为圆形的实施例中，D₁为圆形的直径。在第一凹部23122的横截面为三角形的实施例中，D₁为三角形的最长的一个边的尺寸。在第一凹部23122的横截面为矩形的实施例中，D₁为矩形的对角线的尺寸。在第一凹部23122的横截面为半圆形的实施例中，D₁为半圆的直径。在第一凹部23122的横截面为梯形的实施例中，D₁可以为梯形的对角线之间的距离或者是梯形的最长的一个边的尺寸。

若D₁＜20μm，则不便于加工，D₁＞2000μm，使得正极片231位于弯折区23a的部分的强度较低。因此，20μm≤D₁≤2000μm，使得第一凹部23122加工更容易，也使得正极片231位于弯折区23a的部分具有足够的强度。

在一些实施例中，所有第一凹部23122的面积之和为S₁，第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面的面积为S₂，满足0.3≤S₁/ S₂≤0.7。

在第一正极活性物质部23121设置有一个第一凹部23122的实施例中，S₁为该第一凹部23122的面积。在第一正极活性物质部23121设置有多个第一凹部23122的实施例中，S₁为所有第一凹部23122的面积之和。S₁和S₂可以是在正极片231处于展开状态下的测得。

S₁/S₂可以为0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7等。

若S₁/S₂＜0.3，CB值较小，析锂的风险较大；S₁/S₂＞0.7，CB值过大，不利于具备该电极组件的电池单体20具备高能量密度，因此，0.3≤S₁/S₂≤0.7，既能降低析锂的风险，又能使得具备该电极组件23的电池单体20具备较高的能量密度。

如图4、图5所示，在一些实施例中，电极组件23的还具有平直区23b，正极片231包括位于平直区23b且从内至外依次布置的多层平直部2315；第一正极活性物质层2312包括位于多层平直部2315的多个第二正极活性物质部23123，第一正极活性物质部23121的平均质量面密度为G₁，第二正极活性物质部23123的平均质量面密度为G₂，满足0.6≤G₁/G₂≤0.85。

定义两个弯折区23a沿第一方向K相对布置，第一方向K垂直卷绕轴线的延伸方向垂直。电极组件23具有第一中心平面P1，第一中心平面P1平行卷绕轴线的延伸方向和第一方向K限定出的平面。第一中心平面P1经过卷绕轴线的延伸方向。平直区23b包括位于第一中心平面P1两侧的第一区域23b1和第二区域23b2。第一区域23b1包括从内至外依次布置的多层平直部2315，第二区域23b2包括从内至外依次布置的多层平直部2315。这里的从内至外是指在垂直第一中心平面P1的方向上沿背离第一中心平面P1的方向。

多层平直部2315从内至外依次层叠布置是指在第一中心平面P1的同一侧的多层平直部2315沿背离第一中心平面P1的方向依次层叠布置。即在第一区域23b1，多层平直部2315在垂直第一中心平面P1的方向上沿背离第一中心平面P1的方向依次层叠布置；和在第二区域23b2，多层平直部2315在垂直第一中心平面P1的方向上沿背离第一中心平面P1的方向依次层叠布置。第一区域23b1的从内至外和第二区域23b2的从内至外相反。

卷绕完成后，每个平直部2315可以包括一部分正极集流体2311和一部分第一正极活性物质层2312，平直部2315的第一正极活性物质层2312为第二正极活性物质部23123。平直部2315的数量为多层，则第二正极活性物质部23123的数量也为多层，且在第一中心平面P1的同一侧，多个第二正极活性物质部23123从内至外依次层叠布置。

每个平直部2315至少与一个弯折部2313相连。平直部2315的第二正极活性物质部23123和与该平直部2315相连的弯折部2313的第一正极活性物质部23121相连。G₁/G₂是指一个第二正极活性物质部23123的平均质量面密度和该第二正极活性物质部23123相连的一个第一正极活性物质部23121的平均质量面密度的比值。

G₁/G₂可以为0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85等。

G₁/G₂＜0.6，弯折区23a处的正极活性物质量较低，不利于具备该电极组件23的电池单体20具备高能量密度，G₁/G₂＞0.85，弯折区23a处的正极活性物质量较高，析锂的风险较高，因此，0.6≤G₁/G₂≤0.85，使得具备该电极组件23的电池单体20在具备较高能量密度的情况下析锂的风险较低。

在一些实施例中，正极片231还包括设置于正极集流体2311背离所述卷绕轴线的表面的第二正极活性物质层2316，第二正极活性物质层2316包括位于多层所述弯折部2313的多个第三正极活性物质部23161；至少一个第三正极活性物质部23161设有至少一个第二凹部23162。

卷绕完成后，设置于正极集流体2311背离卷绕轴线的表面上的正极活性物质层为第二正活性物质层。每个弯折部2313还可以包括一部分第二正极活性物质层2316，弯折部2313的第二正极活性物质层2316为第三正极活性物质部23161。弯折部2313的数量为多层，则第三正极活性物质部23161的数量也为多层，且多个第三正极活性物质部23161从内至外依次层叠布置。

第二凹部23162从第三正极活性物质部23161背离卷绕轴线的表面沿靠近卷绕轴线的方向凹陷形成。第三正极活性物质部23161上可以设置一个第二凹陷部，也可以设置多个第二凹陷部。多个是指两个及两个以上。

第二凹部23162可以是通过激光刻蚀形成，或者第二凹部23162可以是通过局部薄涂的方式形成。第二凹部23162的成型方式可以与第一凹部23122的成型方式相同，也可以与第一凹部23122形成方式不同。

第三正极活性物质部23161设有至少一个第二凹部23162，进一步降低可弯折区23a的CB值，进一步降低弯折区23a析锂的风险，从而提高具备该电极组件23的电池单体20的可靠性。

如图18-图20所示，在一些实施例中，电极组件还包括第二保护层236，第二保护层236覆盖于第二凹部23162的壁面的至少一部分。

第二保护层236可以仅覆盖第二凹部23162的壁面的一部分。第二保护层236覆盖第二凹部23162的壁面的一部分的方式可以有多种，示例性地，可以通过将第二保护层236的至少一部分设置于第二凹部23162内并与第二凹部23162的壁面的至少一部分贴合，从而实现第二保护层236覆盖第二凹部23162的壁面的一部分；也可以通过将第二保护层236设置于第二凹部23162外，且第二保护层236固定于第三活性物质部23161面向卷绕轴向的表面并覆盖第二凹部23162位于第三活性物质部23161面向卷绕轴向的表面的开口的部分区域，从而实现第二保护层236覆盖第二凹部23162的壁面的一部分。

第二保护层236也可以覆盖第二凹部23162的壁面的全部。第二保护层236覆盖第二凹部23162的壁面的全部的方式可以有多种，示例性地，可以通过将第二保护层236的至少一部分设置于第二凹部23162内并与第二凹部23162的壁面的全部贴合，从而实现第二保护层236覆盖第二凹部23162的壁面的全部；也可以通过将第二保护层236设置于第二凹部23162外，且第二保护层236固定于第三活性物质部23161面向卷绕轴向的表面并覆盖第二凹部23162位于第三活性物质部23161面向卷绕轴向的表面的开口的全部区域，从而实现第二保护层236覆盖第二凹部23162的壁面的全部。

在一些实施例中，第二保护层236可以完全覆盖第三正极活性物质部23161面向卷绕轴线的表面，进一步降低毛刺、碎屑、活性物质残渣等刺破隔离膜233导致短路的风险。

第二保护层236也可以仅覆盖第三正极活性物质部23161面向卷绕轴线的表面的一部分，这样能够减少第二保护层236的用量，节约成本，以及能够缓解第二保护层236的设置降低具备该电极组件23的能量密度的问题。

第二保护层236可以允许离子通过，以使金属离子能够在正极片231和负极片232之间移动，以实现具备该电极组件23的电池单体20充放电。

通过在第二保护层236覆盖第二凹部23162的壁面的至少一部分，能够覆盖第二凹部23162的至少一部分毛刺、碎屑、活性物质残渣等，从而降低毛刺、碎屑、活性物质残渣等刺破隔离膜233导致短路的风险。第二保护层236的设置还能补偿因在第三正极活性物质部23161设置第二凹部23162导致正极片231在弯折区23a的强度损失。

第二保护层236的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的任意一种或多种。

第二保护层236的材质可以与第一保护层234的材质相同，也可以不同。比如第二保护层236材质可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚丙烯。第二保护层236的材质可以包括聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯。聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯可以是以不同的重量占比混合形成第二保护层236。聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚丙烯也可以是分别形成第二保护层236的两层结构，即第二保护层236包括层叠设置的第三层和第四层，第三层设置于正极集流体2311背离卷绕轴线的表面，第四层设置于第三层背离卷绕轴线的表面，第三层的材质为苯二甲酸乙二醇酯，第四层的材质为聚丙烯，或者第三层的材质为聚丙烯，第四层的材质为苯二甲酸乙二醇酯。

聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯具有较好的电绝缘性能好，受温度影响小，有利于具备该电极组件23的电池单体20的可靠性更好。

根据实际需要，第二保护层236也可以是其他材质。

第二保护层236设置于第三正极活性物质部23161的方式有多种，如图19所示，在一些实施例中，第二保护层236涂覆或者镀设于第三正极活性物质部23161，第二保护层236和第三正极活性物质部23161直接连接，缓解在第三正极活性物质部23161设置第二保护层236而导致电极组件在两个弯折区23a的布置方向上尺寸增大过多的问题，有利于具备该电极组件23的电池单体20具有较高的能量密度。

在另一些实施例中，如图20所示，电极组件23还包括第二粘接层237，第二保护层236通过第二粘接层237粘接于第二凹部23162的壁面。

可以理解地，第二保护层236通过第二粘接层237间接连接于第二凹部23162的壁面，即第二保护层236和第三正极活性物质部通过第二粘接层237间接连接。

第二粘接层237可以是涂覆于第二保护层236和/或第二凹部23162的壁面的液态胶固化后形成。第二粘接层237也可以是粘接于第二保护层236和/或第二凹部23162的壁面的双面胶带。

第二保护层236通过第二粘接层237粘接于第二凹部23162的壁面，连接方式简单，稳定性较好。

第二粘接层237的材质和第一粘接层235的材质可以相同，也可以不同。在一些实施例中，第二粘接层237的材质包括丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸-丁烯酸共聚物、丙烯酸-衣康酸共聚物、丙烯酸-马来酸共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸正丁酯共聚物和丙烯酸-甲基丙烯酸异丁酯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁二烯橡胶、乙烯-醋酸丙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐改性聚烯烃、聚丁二烯-丙烯腈、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的任意一种或多种。

上述材料均是常见的且不会溶解于电解液的绝缘材料，避免因设置第二保护层236而使得具备该电极组件23的电池单体20出现其他可靠性问题，如因第二保护层236导致电池单体20内部短路、因第二保护层236和电解液发生反应而导致电极组件不能正常工作等。

包括上述材料的第二粘接层237具有较好的粘接性能，有利于第二保护层236稳定地粘接于第二凹部23162的壁面。

第二凹部23162的结构可以与第一凹部23122的形状相同，也可以不同。在第三正极活性物质部23161设有多个第二凹部23162设置有多个第二凹部23162的实施例中，多个第二凹部23162的横截面的形状包括圆形、矩形、三角形、半圆形、梯形中的任意一种或多种，第二凹部23162的横截面垂直第二凹部23162的深度方向。

本申请实施例还提供一种电池单体20，电池单体20包括上述任意实施例提供的电极组件23。

电池单体20可以包括一个或者多个电极组件23。

上述任意实施例提供的电极组件23因第一正极活性物质部23121设有至少一个第一凹部23122，因此，具备第一方面实施例提供的电极组件23的电池单体20析锂的风险较小，第一方面实施例提供的电极组件23通过在第一保护层234覆盖第一凹部23122的壁面的至少一部分，能够覆盖第一凹部23122的至少一部分毛刺、碎屑、活性物质残渣等，从而降低毛刺、碎屑、活性物质残渣等刺破隔离膜233导致短路的风险，提高具备该电极组件23的电池单体20的可靠性。

本申请实施例还提供一种电池100，电池100包括上述任意实施例提供的电池单体20。

电池100可以包括一个或者多个电池单体20。在电池100包括多个电池单体20的实施例中，多个电池单体20串联、并联或者混联。

上述任意实施例提供的电池单体20的可靠性较好，因此，具备该电池单体20的电池100的可靠性也较好。

在本申请实施例还提供一种用电设备，用电设备包括上述任意实施例提供的电池单体20。

电池单体20为用电设备正常执行其功能提供电能。

上述任意实施例提供的电池单体20的可靠性较好，因此，有利于提高通过该电池单体20供电的用电设备的用电可靠性。

本申请实施例还提供一种卷绕式电极组件23，卷绕式电极组件23具有平直区23b和两个弯折区23a，两个弯折区23a连接于平直区23b沿第一方向K相对的两端。

卷绕式电极组件23包括正极片231和第一保护层234，正极片231包括正极集流体2311和设置于正极集流体2311的面向卷绕式电极组件23的卷绕轴线的表面的第一正极活性物质层2312，正极片231包括位于弯折区23a且从内至外依次布置的多层弯折部2313和位置平直区23b且从内至外依次布置的多层平直部2315。

第一正极活性物质层2312包括位于多层弯折部2313的多个第一正极活性物质部23121和位于多层平直部2315的第二活性物质部，每个第一正极活性物质部23121设有沿卷绕方向Z2间隔排布的多排第一凹部23122，每排第一凹部23122包括卷绕轴线方向间隔布置的多个第一凹部23122。第一保护层234覆盖于第一凹部23122的壁面的全部。

多个第一凹部23122的横截面的形状包括圆形、矩形、三角形、半圆形、梯形中的任意一种或多种。沿卷绕轴线的延伸方向，每个第一凹部23122的两端均未延伸至第一正极活性物质层2312的边缘。所有第一凹部23122的面积之和S1和第一正极活性物质部23121面向卷绕轴线的表面的面积S₂，满足0.3≤S₁/ S₂≤0.7。第一正极活性物质部23121的平均质量面密度G₁与第二正极活性物质部23123的平均质量面密度G₂，满足0.6≤G₁/G₂≤0.85。

以上仅为本申请的优选实施例而已，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 (20)

1.一种电极组件，所述电极组件具有弯折区，其特征在于，包括：

正极片，包括正极集流体和设置于所述正极集流体的面向所述电极组件的卷绕轴线的表面的第一正极活性物质层；所述正极片包括位于所述弯折区且从内至外依次布置的多层弯折部；所述第一正极活性物质层包括位于多层所述弯折部的多个第一正极活性物质部，至少一个所述第一正极活性物质部设有至少一个第一凹部；

第一保护层，覆盖于所述第一凹部的壁面的至少一部分。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一保护层的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的任意一种或多种。

3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一保护层的厚度为H，满足6μm≤H≤10μm。

4.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第一粘接层，所述第一保护层通过所述第一粘接层粘接于所述第一凹部的壁面。

5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，所述第一粘接层的材质包括丙烯酸-甲基丙烯酸共聚物、丙烯酸-丁烯酸共聚物、丙烯酸-衣康酸共聚物、丙烯酸-马来酸共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸正丁酯共聚物、丙烯酸-甲基丙烯酸异丁酯共聚物、聚丙烯、聚乙烯、聚丁二烯橡胶、乙烯-醋酸丙烯共聚物、乙烯-丙烯共聚物、乙烯-醋酸乙烯共聚物、马来酸酐改性聚烯烃、聚丁二烯-丙烯腈、苯乙烯-马来酸酐共聚物中的任意一种或多种。

6.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一正极活性物质部设有多个所述第一凹部。

7.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，相邻的两个所述第一凹部的间距为L₁，满足：50μm≤L₁≤500μm。

8.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，多个所述第一凹部的横截面的形状包括圆形、矩形、三角形、半圆形、梯形中的任意一种或多种，所述第一凹部的横截面垂直所述第一凹部的深度方向。

9.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，多个所述第一凹部中的至少一部分为设置于所述第一正极活性物质部面向所述卷绕轴线的表面的凹槽。

10.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一正极活性物质部设置有多排所述第一凹部，多排所述第一凹部沿所述电极组件的卷绕方向间隔排布，每排所述第一凹部包括沿所述卷绕轴线的延伸方向间隔排布的多个所述第一凹部。

11.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述第一凹部的至少一端未延伸至所述第一正极活性物质层的边缘。

12.根据权利要求11所述的电极组件，其特征在于，沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述第一凹部的两端均未延伸至所述第一正极活性物质层的边缘。

13.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一凹部在垂直于所述正极片的厚度方向的方向上的最大尺寸为D₁，满足20μm≤D₁≤2000μm。

14. 根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所有所述第一凹部的面积之和为S₁，所述第一正极活性物质部面向所述卷绕轴线的表面的面积为S₂，满足0.3≤S₁/ S₂≤0.7。

15.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件的还具有平直区，所述正极片包括位于所述平直区且从内至外依次布置的多层平直部；所述第一正极活性物质层包括位于多层所述平直部的多个第二正极活性物质部，所述第一正极活性物质部的平均质量面密度为G₁，所述第二正极活性物质部的平均质量面密度为G₂，满足0.6≤G₁/G₂≤0.85。

16.根据权利要求1-15任一项所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件还包括设置于所述正极集流体背离所述卷绕轴线的表面的第二正极活性物质层，所述第二正极活性物质层包括位于多层所述弯折部的多个第三正极活性物质部；

至少一个所述第三正极活性物质部设有至少一个第二凹部。

17.根据权利要求16所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件还包括第二保护层，所述第二保护层覆盖于所述第二凹部的壁面的至少一部分。

18.一种电池单体，其特征在于，包括根据权利要求1-17任一项所述的电极组件。

19.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求18所述的电池单体。

20.一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求18所述的电池单体。

Images