CN116565129A - 电芯及用电设备 - Google Patents

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CN116565129A CN202310835176.8A CN202310835176A CN116565129A CN 116565129 A CN116565129 A CN 116565129A CN 202310835176 A CN202310835176 A CN 202310835176A CN 116565129 A CN116565129 A CN 116565129A
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李晨晨
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Ningde Amperex Technology Ltd
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Abstract

本申请提供了一种电芯及用电设备，电芯包括电极组件，电极组件包括第一极片和第一极耳，第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一活性物质层设置于第一集流体的一侧，沿第一极片的厚度方向观察，第一活性物质层具有位于第一极耳和第一集流体之间的第一区域，第一极耳与第一极片在第一区域铆接，则可以不用在涂覆完成后在第一活性物质层上加工出安装槽或者涂覆之前在第一集流体上通过贴胶纸预留出安装槽位，这样能够提高生产效率和降低生产成本，从而能够提高生产效率和节约成本。

Description

电芯及用电设备
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯及用电设备。
背景技术
随着新能源技术的发展，电芯的应用越来越广泛，例如广泛应用于便携式电子设备、电动交通工具、电动工具、无人机等领域。随着电芯的需求量越来越来，对电芯的生产效率也提出了更高的要求。
发明内容
本申请实施例提供一种电芯及用电设备，以提高电芯的生产效率。
第一方面，本申请实施例提供一种电芯，所述电芯包括电极组件，所述电极组件包括第一极片和第一极耳，所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一集流体的一侧，沿所述第一极片的厚度方向观察，所述第一活性物质层具有位于所述第一极耳和所述第一集流体之间的第一区域，所述第一极耳与所述第一极片在所述第一区域铆接。
上述技术方案中，第一极片的第一活性物质层具有位于第一极耳和第一集流体之间的第一区域，第一极耳与第一极片在第一区域铆接，则可以不用在涂覆完成后在第一活性物质层上加工出安装槽或者涂覆之前在第一集流体上通过贴胶纸预留出安装槽位，这样能够提高生产效率和降低生产成本，从而能够提高生产效率和节约成本。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一极片设置有贯穿所述第一极片的厚度方向两侧的第一通孔，沿所述第一极片的厚度方向观察，所述第一通孔位于所述第一区域；所述第一极耳具有第一主体部和第一铆接部，所述第一区域具有背离所述第一集流体的第一表面，所述第一极片具有与所述第一表面相对的第二表面，所述第一主体部设置于所述第一表面，所述第一铆接部凸设于所述第一主体部并贯穿所述第一通孔，所述第一铆接部远离所述第一主体部的一端抵压于所述第二表面。
上述技术方案中，第一极耳的第一铆接部凸设于第一主体部并贯穿第一通孔，第一铆接部远离第一主体部的一端抵压于第二表面，不仅连接方便，还能降低第一极耳脱离第一极片风险。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述电芯还包括第一铆钉，所述第一极耳和所述第一极片通过所述第一铆钉在所述第一区域铆接。
上述技术方案中，通过第一铆钉实现第一极耳和第一极片铆接，有利于提高第一极耳和第一极片连接稳定性和有利于提高过流能力。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一极片为正极片。
上述技术方案中，正极片和第一极耳铆接在第一区域铆接，可以不用在正极活性物质层涂覆完成后在正极活性物质层上加工出安装槽或者涂覆正极活性物质层之前在正极集流体上通过贴胶纸预留出安装槽位，这样能够提高生产效率和降低生产成本，从而有利于提高电芯的生产效率和节约成本。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括平直区和弯折区，沿第一方向，所述平直区的两端均连接有所述弯折区，所述第一极耳位于所述平直区。
上述技术方案中，第一极耳位于平直区，方便第一极耳和第一极片电连接，也有利于提高过流能力。
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极片和第二极耳，所述第二极片和所述第一极片极性相反，所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，所述第二活性物质层设置于所述第二集流体的一侧，沿所述第二极片的厚度方向观察，所述第二活性物质层具有位于所述第二极耳和所述第二集流体之间的第二区域，所述第二极耳与所述第二极片在所述第二区域铆接。
上述技术方案中，第二极片的第二活性物质层具有位于第二极耳和第二集流体之间的第二区域，第二极耳与第二极片在第二区域铆接，则可以不用在涂覆完成后在第二活性物质层上加工出安装槽或者涂覆之前在第二集流体上通过贴胶纸预留出安装槽位，这样能够提高生产效率和降低生产成本，从而能够提高生产效率和节约成本。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述第二极片设置有贯穿所述第二极片的厚度方向两侧的第二通孔，沿所述第二极片的厚度方向观察，所述第二通孔位于所述第二区域；所述第二极耳具有第二主体部和第二铆接部，所述第二区域具有背离所述第二集流体的第三表面，所述第二极片具有与所述第三表面相对的第四表面，所述第二主体部设置于所述第三表面，所述第二铆接部凸设于所述第二主体部并贯穿所述第二通孔，所述第二铆接部远离所述第二主体部的一端抵压于所述第四表面。
上述技术方案中，第二极耳的第二铆接部凸设于第二主体部并贯穿第二通孔，第二铆接部远离第二主体部的一端抵压于第四表面，不仅连接方便，还能降低第二极耳脱离第二极片风险。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述电芯还包括第二铆钉，所述第二极耳和所述第二极片通过所述第二铆钉在所述第二区域铆接。
上述技术方案中，通过第二铆钉实现第二极耳和第二极片铆接，有利于提高第二极耳和第二极片连接稳定性和有利于提高过流能力。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括平直区和弯折区，沿第一方向，所述平直区的两端均连接有所述弯折区，所述第二极耳位于所述平直区。
上述技术方案中，第二极耳位于平直区，方便第二极耳和第二极片电连接，也有利于提高过流能力。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述电极组件包括平直区和第一弯折区，沿第一方向，所述第一弯折区连接于所述平直区的一端；所述第一极片为正极片，所述电极组件包括第二极片，所述第二极片为负极片，所述第一极片包括位于所述第一弯折区的第一弯折段以及位于所述平直区的正极卷绕起始段和第一平直段，沿第二方向，所述正极卷绕起始段与所述第一平直段相对设置，所述第一平直段和所述正极卷绕起始段分别连接于所述第一弯折段的两端，所述正极卷绕起始段背离所述第一弯折段的一端为所述正极片的正极卷绕起始端；所述第二极片包括负极卷绕起始段，所述负极卷绕起始段位于所述平直区，且沿第二方向，所述负极卷绕起始段位于所述正极卷绕起始段与所述第一平直段之间，沿所述第一方向，所述负极卷绕起始段面向所述第一弯折段的一端为所述负极片的负极卷绕起始端；其中，所述负极卷绕起始段两侧的负极活性物质层分别与所述正极卷绕起始段的正极活性物质层和所述第一平直段的正极活性物质层相对设置；所述电极组件的卷绕轴线的延伸方向、所述第一方向和所述第二方向两两垂直。
上述技术方案中，正极片的第一个卷绕弯折段第一弯折段的两端分别连接正极卷绕起始段和第一平直段，负极卷绕起始段两侧的负极活性物质层分别与正极卷绕起始段的正极活性物质层和第一平直段的正极活性物质层相对设置，即负极卷绕起始段的两侧均有负极活性物质层，且负极卷绕起始段两侧的负极活性物质层分别与正极卷绕起始段的正极活性物质层和第一平直段的正极活性物质层相对设置，不仅有利于提高电芯的能量密度，也能在负极片制造过程中减少涂布方式变换次数或者始终采用双面连续涂布，有利于提高生产效率。
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第二极片两侧的第一隔离膜和第二隔离膜，所述第一隔离膜和所述第二隔离膜均用于分隔所述第一极片和所述第二极片；所述第一隔离膜和第二隔离膜连接形成第一连接部和第二连接部，沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述第一连接部和所述第二连接部分别位于所述第二极片的两侧。
上述技术方案中，第一隔离膜和第二隔离膜连接形成第一连接部和第二连接部，第一隔离膜和第二隔离膜之间具有相对负极片活动的空间较小或者第一隔离膜和第二隔离膜不能相对负极片活动，降低第一隔离膜和第二隔离膜出现窜动的风险，且第一隔离膜和第二隔离膜相连，使得第一隔离膜和第二隔离膜相互之间具有束缚力，降低第一隔离膜和第二隔离膜变形而产生褶皱、出现收缩的风险，从而降低电芯短路的风险。第一连接部和第二连接部分别位于负极片的沿所述卷绕轴线的延伸方向的两侧，方便第一隔离膜和第二隔离膜连接。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一隔离膜具有位于所述平直区的第一卷绕起始段，所述第一卷绕起始段一端为所述第一隔离膜的第一卷绕起始端，所述第二隔离膜具有位于所述平直区的第二卷绕起始段，所述第二卷绕起始段一端为所述第二隔离膜的第二卷绕起始端，沿所述第二方向，所述第一卷绕起始段和所述第二卷绕起始段分别位于所述负极卷绕起始段的两侧；所述第一卷绕起始段和所述第二卷绕起始段相连形成所述第一连接部和所述第二连接部。
上述技术方案中，第一卷绕起始段和第二卷绕起始段相连形成第一连接部和第二连接部，不仅方便第一隔离膜和第二隔离膜连接，还能降低卷绕过程中第一隔离膜和第二隔离膜出现窜动、产生褶皱、收缩的风险，以及降低在电极组件卷绕完成后第一隔离膜和第二隔离膜出现窜动、产生褶皱、收缩的风险，从而降低电芯短路的风险，从而提高电芯的质量和降低电芯短路的风险。
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第二极片两侧的第一隔离膜和第二隔离膜，所述第一隔离膜和所述第二隔离膜均用于分隔所述第一极片和所述第二极片，所述第一隔离膜具有第一卷绕起始端，所述第二隔离膜具有第二卷绕起始端，所述第一卷绕起始端与所述负极卷绕起始端平齐，所述第二卷绕起始端与所述负极卷绕起始端平齐。
上述技术方案中，第一卷绕起始端与负极卷绕起始端平齐，第二卷绕起始端与负极卷绕起始端平齐，不仅能在第二方向上起到分隔负极卷绕起始段和正极片的作用，还方便负极片、第一隔离膜和第二隔离膜同向入卷，提高电芯生产效率。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一弯折段面向所述负极卷绕起始端设置的正极活性物质层为第一正极活性物质部；所述电芯还包括保护件，所述保护件的至少部分位于所述第一正极活性物质部和所述负极卷绕起始端之间。
上述技术方案中，第一正极活性物质部面向负极卷绕起始端设置，保护件的至少部分位于第一正极活性物质部和负极卷绕起始端之间，保护件能够限制第一正极活性物质部的离子移动至负极卷绕起始端，降低电芯在负极卷绕起始端析锂的风险，保护件还能降低正极片和负极卷绕起始端接触导致短路的风险，提高电芯的安全性能。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一保护件包括第一段，所述第一段位于所述第一弯折区，所述第一段位于所述第一正极活性物质部和所述负极卷绕起始端之间。
上述技术方案中，第一段位于第一弯折区，第一段离第一正极活性物质部距离较近，第一段位于第一正极活性物质部和负极卷绕起始端之间，能够更好的限制第一正极活性物质部的离子移动至负极卷绕起始端，降低电芯在负极卷绕起始端析锂的风险，从而提高电芯的安全性能。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述保护件还包括第二段，所述第二段位于所述平直区，所述第二段连接于所述第一段的一端，沿所述第二方向观察，所述第二段与所述负极卷绕起始段至少部分重叠。
上述技术方案中，保护件还包括第二段，第二段位于平直区，第二段连接于第一段的一端，沿第二方向观察，第二段与负极卷绕起始段至少部分重叠，不仅能增大保护件的覆盖面积，以使保护件能够更好的限制第一正极活性物质部的离子移动至负极卷绕起始端，降低负极卷绕起始端析锂的风险，还能增大保护件和其他结构的连接面积，方便保护件固定和提高保护件的连接稳定性。
在本申请第一方面的一些实施例中，沿所述第一方向，所述第二段背离所述第一段的一端和所述负极卷绕起始端之间的距离为L1，L1≥2mm。
上述技术方案中，如果L1<2mm，第一段和负极卷绕起始段的重叠段较小，限制第一正极活性物质部的离子移动至负极卷绕起始段的作用不明显。因此，L1≥2mm，有利于保护件更有效的限制正极活性物质层的离子移动至负极卷绕起始段，降低电芯在负极卷绕起始端析锂的风险，从而提高电芯的安全性能。
在本申请第一方面的一些实施例中，L1≤10mm。
上述技术方案中，如果L1>10mm，第一段和负极卷绕起始段的重叠段较长，则负极活性物质层太多的离子不能移动至负极片，即正极活性物质层较多的活性物质不能发挥作用，降低了电芯的容量。因此，L1≤10mm，使得保护件能够降低电芯析锂的风险的情况下，正极活性物质层尽可能多的离子移动至负极片，正极活性物质层能够充分发挥其作用，以使电芯具有较高的容量。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述第一段的两端均连接有所述第二段，沿所述第二方向，所述第一段的两端的所述第二段分别位于所述负极卷绕起始段的两侧。
上述技术方案中，第一段的两端均连接有第二段，第一段能够沿第一方向限制正极活性物质层向负极卷绕起始端移动，两个第二段能够从负极卷绕起始段沿第二方向的两侧限制正极活性物质层向负极卷绕起始段移动，保护件具有更大的覆盖面积，限制能够更好的限制第一正极活性物质部的离子移动至负极卷绕起始端，降低负极卷绕起始端析锂的风险，从而提高电芯的安全性能。第一段的两端均连接有第二段，保护件和其他结构也可以具有较大的连接面积，提高保护件的连接稳定性。
在本申请第一方面的一些实施例中，所述保护件固定于所述第一正极活性物质部。
上述技术方案中，保护件固定于第一正极活性物质部，保护件能够防止第一正极活性物质部被保护件覆盖的区域的离子脱离，方便保护件固定且保护件能够更好的限制第一正极活性物质部的离子向负极卷绕起始端移动，降低负极卷绕起始端析锂的风险，从而提高电芯的安全性能。
第二方面，本申请实施例提供了一种用电设备，根据第一方面任意实施例提供的电芯。
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电芯的结构示意图；
图2为图1中C1处的放大图；
图3为本申请一些实施例提供的第一极片处于展开状态下与第一极耳铆接的示意图；
图4为本申请一些实施例提供的第一极耳设置于第一区域背离第一集流体的一侧的示意图；
图5为冲针未穿过第一极耳和第一极片的示意图；
图6为冲针穿过第一极耳和第一极片的示意图；
图7为拔出冲针后第一极耳和第一极片的配合示意图；
图8为第一极耳和第一极片在第一区域铆接的示意图；
图9为本申请另一些实施例提供的冲针未穿过第一极耳和第一极片的示意图；
图10为本申请另一些实施例提供的冲针穿过第一极耳和第一极片的示意图；
图11为本申请另一些实施例提供的拔出冲针后第一极耳和第一极片的配合示意图；
图12为本申请另一些实施例提供的第一极耳和第一极片在第一区域铆接的示意图；
图 13为本申请再一些实施例提供的第一极耳和第一极片的分解图；
图14为本申请再一些实施例提供的第一铆接部插设于第一极片的第一通孔的示意图；
图15为本申请再一些实施例提供的第一极耳和第一极片在第一区域铆接的示意图；
图16为铆钉穿过第一极耳和第一极片的示意图；
图17为第一极耳和第一极片通过第一铆钉铆接的示意图；
图18为图1中C2处的放大图；
图19为本申请一些实施例提供的第二极片处于展开状态下与第二极耳铆接的示意图；
图20为本申请一些实施例提供第二极片和第二极耳铆接的结构示意图；
图21为本申请一些实施例中第一隔离膜、第二隔离膜和第二极片处于展开状态且第一隔离膜和第二隔离膜连接形成第一连接部和第二连接部的示意图；
图22为图21的另一视角的示意图；
图23为本申请再一些实施例提供的电芯的结构示意图；
图24为本申请一些实施例中第一隔离膜、第二隔离膜和第一极片处于展开状态且第一隔离膜和第二隔离膜连接形成第一连接部和第二连接部的示意图；
图25为图24的另一视角的示意图；
图26为第一隔离膜和第二隔离膜分别热复合在第二极片的厚度方向的两侧的示意图；
图27为第一隔离膜和第二隔离膜分别热复合在第一极片的厚度方向的两侧的示意图；
图28为再一些实施例提供的电芯的结构示意图。
图标：100-电芯；10-电极组件；11-第一极片；11a-正极片；111-第一集流体；1111-第二基材段；1112-第三基材段；1113-第五基材段；112-正极活性物质层；1121-第一活性物质层；11211-第一区域；11212-第一表面；1122-第三活性物质层；1123-第一正极活性物质部；113-第一通孔；114-第二表面；115-第一弯折段；116-正极卷绕起始段；1161-正极卷绕起始端；117-第一平直段；12-第一极耳；121-第一主体部；122-第一铆接部；1221-第一限位部；13-第二极片；13a-负极片；131-第二集流体；1311-第一基材段；1312-第四基材段；132-负极活性物质层；1321-第二活性物质层；13211-第二区域；13212-第三表面；133-第二通孔；134-第四表面；135-负极卷绕起始段；1351-负极卷绕起始端；136-第二弯折段；137-第二平直段；1322-第四活性物质层；14-第二极耳；141-第二主体部；142-第二铆接部；1421-第二限位部；15-第一隔离膜；151-第一卷绕起始段；1511-第一卷绕起始端；16-第二隔离膜；161-第二卷绕起始段；1611-第二卷绕起始端；20-第一防护件；30-第二防护件；40-第三防护件；50-保护件；51-第一段；52-第二段；200-冲针；300-第一铆钉；310-限位结构；A-平直区；B-弯折区；B1-第一弯折区；B2-第二弯折区；Q1-第一连接部；Q2-第二连接部；X-第一方向；Y-第二方向；Z-卷绕轴线的延伸方向；Z1-宽度方向；M-厚度方向；K-长度方向。
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，电芯的应用越加广泛。电芯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，以及电动工具、无人机、储能设备等多个领域。随着电芯应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
电芯包括电极组件，电极组件包括隔离膜、正极片和负极片，电极组件通过金属离子在正极片和负极片之间移动进行工作。电芯的循环过程就是金属离子从正极片向负极片移动，再从负极片向正极片移动的过程。
电极组件还包括正极耳和负极耳，正极耳和正极片电连接，负极耳和负极片电连接。正极耳和正极片通常采用焊接实现电连接，负极耳和负极片通常采用焊接实现电连接，如超声波焊接，极耳和极片焊接实质上是极耳和极片的集流体焊接，这就需要极片在焊接极耳的位置的集流体具有未涂覆活性物质的空箔区，以形成极耳的安装槽位。相关技术中可以通过在极片的集流体完成活性物质涂覆后，在活性物质层上加工出安装槽位，或者在涂覆之前在集流体上通过贴胶纸预留出安装槽位，涂覆完成后取下胶纸形成安装槽位，以使极耳能够在安装槽内和极片的集流体焊接，但是在涂覆完成后在活性物质层上加工出安装槽会降低生产效率，在涂覆之前在集流体上通过贴胶纸预留出安装槽位会增加生产成本。
基于上述考虑，为了提高电芯的生产效率和降低生产成本，本申请实施例提供了一种电芯，电芯的电极组件包括第一极片和第一极耳，第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一活性物质层设置于第一集流体的一侧，沿第一极片的厚度方向观察，第一活性物质层具有位于第一极耳和第一集流体之间的第一区域，第一极耳与第一极片在第一区域铆接。
第一极片的第一活性物质层具有位于第一极耳和第一集流体之间的第一区域，第一极耳与第一极片在第一区域铆接，则可以不用在涂覆完成后在第一活性物质层上加工出安装槽或者涂覆之前在第一集流体上通过贴胶纸预留出安装槽位，这样能够提高生产效率和降低生产成本，从而能够提高生产效率和节约成本。
本申请实施例公开的电芯可以但不限用于电动两轮车、电动工具、无人机、储能设备等用电设备中。也可以使用具备本申请工况的电芯作为用电设备的电源系统，这样，有利于提高电芯的生产效率和降低电芯的生产成本。
本申请实施例提供一种使用电芯作为电源的用电设备，用电设备可以为但不限于电子设备、电动工具、电动交通工具、无人机、储能设备。其中，电子设备可以包括手机、平板、笔记本电脑等，电动工具可以包括电钻、电锯等，电动交通工具可以包括电动汽车、电动摩托车、电动自行车等。
如图1-图3所示，本申请实施例提供一种电芯100，电芯100包括电极组件10，电极组件10包括第一极片11和第一极耳12，第一极片11包括第一集流体111和第一活性物质层1121，第一活性物质层1121设置于第一集流体111的一侧，沿第一极片11的厚度方向M观察，第一活性物质层1121具有位于第一极耳12和第一集流体111之间的第一区域11211，第一极耳12与第一极片11在第一区域11211铆接。
第一活性物质层1121设置于第一集流体111的一侧，第一极耳12至少部分设置于第一活性物质层1121背离第一集流体111的一侧，沿第一极片11的厚度方向M观察，第一极耳12、第一活性物质层1121和第一集流体111依次层叠布置。第一活性物质层1121的第一区域11211位于第一极耳12和第一集流体111之间。第一极耳12和第一极片11在第一区域11211铆接，需要有结构穿过第一区域11211，实现第一极耳12和第一集流体111电连接，从而实现第一极耳12和第一极片11电连接。
第一集流体111可以仅一侧设置第一活性物质层1121，第一集流体111的另一侧未设置活性物质层。在另一些实施例中，第一极片11还包括第三活性物质层1122，第一活性物质层1121和第三活性物质层1122分别设置于第一集流体111相对的两侧。
第一极片11可以是正极片11a。在第一极片11为正极片的实施例中，第一集流体111为正极集流体，第一活性物质层1121为正极活性物质层112，第三活性物质层1122为正极活性物质层112。以电芯100为锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层112的材料可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。
第一极片11也可以是负极片13a。在第一极片11为负极片13a的实施例中，第一集流体111为负极集流体，第一活性物质层1121为负极活性物质层132，第三活性物质层1122为负极活性物质层132。以电芯100为锂离子电池为例，负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层132的材料可以为碳或硅等。
第一极片11的第一活性物质层1121具有位于第一极耳12和第一集流体111之间的第一区域11211，第一极耳12与第一极片11在第一区域11211铆接，则可以不用在涂覆完成后在第一活性物质层1121上加工出安装槽或者涂覆之前在第一集流体111上通过贴胶纸预留出安装槽位，这样能够提高生产效率和降低生产成本，从而能够提高生产效率和节约成本。
示例性地，第一极片11为正极片11a。正极片11a和第一极耳12铆接在第一区域11211铆接，可以不用在正极活性物质层112涂覆完成后在正极活性物质层112上加工出安装槽或者涂覆正极活性物质层112之前在正极集流体上通过贴胶纸预留出安装槽位，这样能够提高生产效率和降低生产成本，从而有利于提高电芯100的生产效率和节约成本。
在第一极片11为正极片，第一极耳12为正极耳的实施例中，电芯100还包括第一防护件20，第一防护件20覆盖第一极耳12的表面，以降低第一极耳12表面的毛刺刺破隔离膜而导致电芯100短路的风险，提高电芯100的安全性。
如图2-图15所示，在一些实施例中，第一极片11设置有贯穿第一极片11的厚度方向M两侧的第一通孔113，沿第一极片11的厚度方向M观察，第一通孔113位于第一区域11211；第一极耳12具有第一主体部121和第一铆接部122，第一区域11211具有背离第一集流体111的第一表面11212，第一极片11具有与第一表面11212相对的第二表面114，第一主体部121设置于第一表面11212，第一铆接部122凸设于第一主体部121并贯穿第一通孔113，第一铆接部122远离第一主体部121的一端抵压于第二表面114。
图2中第一铆接部122用虚线示出。第一极耳12可以包括多个第一铆接部122，从而第一极耳12和第一极片11在第一区域11211形成多个铆接位置，以提高第一极片11和第一极耳12连接稳定性和增大第一极耳12和第一集流体111的接触免提，提高过流能力。
第一区域11211背离第一集流体111的表面为第一表面11212，第一极耳12的第一主体部121贴合第一表面11212设置，第一表面11212为第一活性物质层1121背离第一集流体111的表面的一部分。
在第一集流体111一侧设有第一活性物质层1121，另一侧未设置有活性物质层的实施例中，第一极片11的第二表面114为第一集流体111背离第一活性物质层1121的表面。
在第一集流体111一侧设有第一活性物质层1121，另一侧设置有第三活性物质层1122的实施例中，若是沿第一极片11的厚度方向M观察，第一区域11211和第三活性物质层1122重叠，则第一极片11的第二表面114可以为第三活性物质层1122背离第一集流体111的表面。
在第一集流体111一侧设有第一活性物质层1121，另一侧设置有第三活性物质层1122的实施例中，若是沿第一极片11的厚度方向M观察，第一区域11211和第三活性物质层1122不重叠，则第一极片11的第二表面114为第一集流体111背离第一活性物质层1121的表面。
第一通孔113沿第一极片11的厚度方向M贯穿第一极片11，第一通孔113的延伸方向的两端分别延伸至第一表面11212和第二表面114。第一通孔113的一部分位于第一区域11211，第一通孔113的一部分位于第一集流体111。
第一铆接部122的一端连接于第一主体部121与第一表面11212贴合的表面，第一铆接部122穿过第一通孔113，第一铆接部122在经过第一通孔113位于第一集流体111的部分时，第一铆接部122与第一集流体111接触，从而实现第一极耳12和第一集流体111电连接，进而实现第一极耳12和第一极片11电连接。第一铆接部122的另一端延伸出第一通孔113，并凸出第二表面114。
第一铆接部122凸出第二表面114的一端形成有第一限位部1221，第一限位部1221抵靠于第二表面114。第一主体部121和第一限位部1221分别抵靠于第一极片11的厚度方向M的第一表面11212和第二表面114，从而限制第一极耳12脱离第一极片11。
第一极耳12的第一铆接部122凸设于第一主体部121并贯穿第一通孔113，第一铆接部122远离第一主体部121的一端抵压于第二表面114，不仅连接方便，还能降低第一极耳12脱离第一极片11风险。
实现第一极耳12和第一极片11铆接的方式有多种，以第一集流体111两侧设有第一活性物质层1121和第三活性物质层1122、且沿第一极片11的厚度方向M观察，第一活性物质层1121和第三活性物质层1122重叠为例对第一极片11和第一极耳12的铆接方式进行介绍。
在一些实施例中，如图4所示，沿第一极片11的厚度方向M，将第一极耳12设置于第一活性物质层1121背离第一集流体111的一侧，沿第一极片11的厚度方向M观察，第一极耳12和第一活性物质层1121重叠设置。沿第一极片11的宽度方向Z1，第一极耳12的凸出于第一极片11的一端。
如图5、图6所示，沿第一极片11的厚度方向M，通过冲针200从第一极耳12背离第一活性物质层1121的一侧，依次穿过第一极耳12、第一活性物质层1121、第一集流体111和第三活性物质层1122。如图6所示，在冲针200穿过第一极耳12的过程中，第一极耳12在冲针200的作用下变形延展，形成第一铆接部122，第一极耳12位于第一活性物质层1121背离第一集流体111的一侧的部分为第一主体部121。第一铆接部122跟随冲针200依次穿过第一活性物质层1121的第一区域11211、第一集流体111和第三活性物质层1122，并在第一极片11上形成第一通孔113，第一通孔113的一部分位于第一活性物质层1121的第一区域11211，第一通孔113的一部分位于第一集流体111，第一通孔113的一部分位于第三活性物质层1122。第一铆接部122在第一通孔113位于第一集流体111的部分内与第一集流体111接触，从而实现第一极耳12和第一集流体111电连接。
如图7所示，再从第一通孔113内拔出冲针200。
如图8所示，从第三活性物质层1122背离第一集流体111的一侧对第一铆接部122延伸出第一通孔113的部分进行压平处理，形成第一限位部1221。可以理解地，第一限位部1221为第一铆接部122延伸出第一通孔113的一端形成的翻边。第一限位部1221和第一主体部121分别位于第一活性物质层1121背离第一集流体111的一侧和第三活性物质层1122背离第一集流体111的一侧，以将第一极耳12与第一极片11在第一区域11211铆接。
在另一些实施例中，如图9所示，也可以先在第一极片11上开设第一通孔113，第一通孔113依次贯穿第一活性物质层1121、第一集流体111和第三活性物质层1122。并将第一极耳12设置于第一活性物质层1121背离第一集流体111的一侧，沿第一极片11的厚度方向M观察，第一极耳12和第一活性物质层1121重叠设置，且第一极耳12覆盖第一通孔113。沿第一极片11的宽度方向Z1，第一极耳12的凸出于第一极片11的一端。
如图10所示，沿第一极片11的厚度方向M，通过冲针200从第一极耳12背离第一活性物质层1121的一侧，依次穿过第一极耳12和第一通孔113。如图10所示，在冲针200穿过第一极耳12的过程中，第一极耳12在冲针200的作用下变形延展，形成第一铆接部122，第一极耳12位于第一活性物质层1121背离第一集流体111的一侧的部分为第一主体部121。第一铆接部122跟随冲针200穿过第一通孔113，第一铆接部122背离第一主体部121的一端延伸出第一通孔113。第一铆接部122在第一通孔113位于第一集流体111的部分内与第一集流体111接触，从而实现第一极耳12和第一集流体111电连接。
如图11所示，再从第一通孔113内拔出冲针200。
如图12所示，从第三活性物质层1122背离第一集流体111的一侧对第一铆接部122延伸出第一通孔113的部分进行压平处理，形成第一限位部1221，第一限位部1221和第一主体部121分别位于第一活性物质层1121背离第一集流体111的一侧和第三活性物质层1122背离第一集流体111的一侧，以将第一极耳12与第一极片11在第一区域11211铆接。
在又一些实施例中，如图13所示，第一极耳12包括第一主体部121和连接于第一主体部121的第一铆接部122。第一主体部121和第一铆接部122也可以是一体成型，也可以是分体设置并通过焊接、导电胶连接等方式连接为一体。第一铆接部122可以是空心结构，也可以是实心结构，图13中示出了第一铆接部122为空心结构的情况。
第一极片11设有第一通孔113，第一通孔113依次贯穿第一活性物质层1121、第一集流体111和第三活性物质层1122。
如图14所示，将第一铆接部122从第一通孔113位于第一活性物质层1121的一端插设于第一通孔113内，并从第一通孔113位于第三活性物质层1122的一端延伸出第一通孔113。第一铆接部122在第一通孔113内和第一集流体111接触，从而实现第一极耳12和第一集流体111电连接。
如图15所示，从第三活性物质层1122背离第一集流体111的一侧对第一铆接部122延伸出第一通孔113的部分进行压平处理，形成第一限位部1221，第一限位部1221和第一主体部121分别位于第一活性物质层1121背离第一集流体111的一侧和第三活性物质层1122背离第一集流体111的一侧，以将第一极耳12与第一极片11在第一区域11211铆接。
在一些实施例中，也可以通过第一铆钉300将第一极耳12和第一极片11铆接。电芯100还包括第一铆钉300，第一极耳12和第一极片11通过第一铆钉300在第一区域11211铆接。通过第一铆钉300实现第一极耳12和第一极片11铆接，有利于提高第一极耳12和第一极片11连接稳定性和有利于提高过流能力。
如图16所示，沿第一极片11的厚度方向M，将第一极耳12设置于第一活性物质层1121背离第一集流体111的一侧，沿第一极片11的厚度方向M观察，第一极耳12和第一活性物质层1121重叠设置。沿第一极片11的宽度方向Z1，第一极耳12的凸出于第一极片11的一端。将第一铆钉300依次穿过第一极耳12和第一极片11，第一铆钉300沿第一极片11的厚度方向M的两端分别凸出第一表面11212和第二表面114。第一铆钉300为导体，第一铆钉300穿过第一极片11会与第一集流体111接触，从而实现第一极耳12和第一集流体111通过第一铆钉300电连接。
如图17所示，沿第一极片11的厚度方向M，对第一铆钉300的两端进行压平处理，第一铆钉300凸出第一表面11212和第二表面114的两端形成两个限位结构310，两个限位结构310分别与第一表面11212和第二表面114相抵，以将第一极耳12与第一极片11在第一区域11211铆接。
电极组件10可以是卷绕式电极组件10，也可以是折叠式电极组件10。如图1所示，在电极组件10为卷绕式结构的实施例中，电极组件10包括平直区A和弯折区B，沿第一方向X，平直区A的两端均连接有弯折区B，第一极耳12位于平直区A。
第一极耳12位于平直区A，方便第一极耳12和第一极片11电连接，也有利于提高过流能力。
当然根据实际需要或者根据工艺要求，第一极耳12也可以位于弯折区B。
如图1、图18、图19所示，电极组件10还包括第二极片13和第二极耳14，第二极片13和第一极片11极性相反，第二极耳14和第二极片13电连接。
在一些实施例中，第二极片13包括第二集流体131和第二活性物质层1321，第二活性物质层1321设置于第二集流体131的一侧，沿第二极片13的厚度方向M观察，第二活性物质层1321具有位于第二极耳14和第二集流体131之间的第二区域13211，第二极耳14与第二极片13在第二区域13211铆接。
第二活性物质层1321设置于第二集流体131的一侧，第二极耳14至少部分设置于第二活性物质层1321背离第二集流体131的一侧，沿第二极片13的厚度方向M观察，第二极耳14、第二活性物质层1321和第二集流体131依次层叠布置。第二活性物质层1321的第二区域13211位于第二极耳14和第二集流体131之间。第二极耳14和第二极片13在第二区域13211铆接，需要有结构穿过第二区域13211，实现第二极耳14和第二集流体131电连接，从而实现第二极耳14和第二极片13电连接。
第二集流体131可以仅一侧设置第二活性物质层1321，第二集流体131的另一侧未设置活性物质层。在另一些实施例中，第二极片13还包括第四活性物质层1322，第二活性物质层1321和第四活性物质层1322分别设置于第二集流体131相对的两侧。
若第一极片11为正极片11a，则第二极片13为负极片13a，第二极耳14为负极耳，第二集流体131为负极集流体，第二活性物质层1321为负极活性物质层132，第四活性物质层1322为负极活性物质层132。
若第一极片11为副极片，则第二极片13为正极片11a，第二极耳14为正极耳，第二集流体131为正极集流体，第二活性物质层1321为正极活性物质层112，第四活性物质层1322为正极活性物质层112。
第二极片13的第二活性物质层1321具有位于第二极耳14和第二集流体131之间的第二区域13211，第二极耳14与第二极片13在第二区域13211铆接，则可以不用在涂覆完成后在第二活性物质层1321上加工出安装槽或者涂覆之前在第二集流体131上通过贴胶纸预留出安装槽位，这样能够提高生产效率和降低生产成本，从而能够提高生产效率和节约成本。
在第二极片13为负极片13a，第二极耳14为负极耳的实施例中，电芯100还包括第二防护件30，第二防护件30覆盖第二极耳14背离第二活性物质层1321的表面，以降低第二极耳14表面的毛刺刺破隔离膜而导致电芯100短路的风险，提高电芯100的安全性。第二防护件30还能限制与第二极耳14相对的第一极片11的离子移动至第二区域13211的风险，从而降低析锂的风险。
电芯100还包括第三防护件40，第三防护件40设置于第二极片13面向的隔离膜或者与第二极耳14相对的第一极片11的活性物质层上，第三防护件40还能限制与第二极耳14相对的第一极片11的离子移动至第二区域13211的风险，从而降低析锂的风险。
如图18、图20所示，在一些实施例中，第二极片13设置有贯穿第二极片13的厚度方向M两侧的第二通孔133，沿第二极片13的厚度方向M观察，第二通孔133位于第二区域13211；第二极耳14具有第二主体部141和第二铆接部142，第二区域13211具有背离第二集流体131的第三表面13212，第二极片13具有与第三表面13212相对的第四表面134，第二主体部141设置于第三表面13212，第二铆接部142凸设于第二主体部141并贯穿第二通孔133，第二铆接部142远离第二主体部141的一端抵压于第四表面134。图18中第二铆接部142用虚线示出。第二极耳14可以包括多个第二铆接部142，从而第二极耳14和第二极片13在第二区域13211形成多个铆接位置，以提高第二极片13和第二极耳14连接稳定性和增大第二极耳14和第二集流体131的接触免提，提高过流能力。
第二区域13211背离第二集流体131的表面为第三表面13212，第二极耳14的第二主体部141贴合第三表面13212设置，第三表面13212为第二活性物质层1321背离第二集流体131的表面的一部分。
在第二集流体131一侧设有第二活性物质层1321，另一侧未设置有活性物质层的实施例中，第二极片13的第四表面134为第二集流体131背离第二活性物质层1321的表面。
在第二集流体131一侧设有第二活性物质层1321，另一侧设置有第四活性物质层1322的实施例中，若是沿第二极片13的厚度方向M观察，第二区域13211和第四活性物质层1322重叠，则第二极片13的第四表面134可以为第四活性物质层1322背离第二集流体131的表面。
在第二集流体131一侧设有第二活性物质层1321，另一侧设置有第四活性物质层1322的实施例中，若是沿第二极片13的厚度方向M观察，第二区域13211和第四活性物质层1322不重叠，则第二极片13的第四表面134为第二集流体131背离第二活性物质层1321的表面。
第二通孔133沿第二极片13的厚度方向M贯穿第二极片13，第二通孔133的延伸方向的两端分别延伸至第三表面13212和第四表面134。第二通孔133的一部分位于第二区域13211，第二通孔133的一部分位于第二集流体131。
第二铆接部142的一端连接于第二主体部141与第三表面13212贴合的表面，第二铆接部142穿过第二通孔133，第二铆接部142在经过第二通孔133位于第二集流体131的部分时，第二铆接部142与第二集流体131接触，从而实现第二极耳14和第二集流体131电连接，进而实现第二极耳14和第二极片13电连接。第二铆接部142的另一端延伸出第二通孔133，并凸出第四表面134。
第二铆接部142凸出第四表面134的一端形成有第二限位部1421，第二限位部1421抵靠于第四表面134。第二主体部141和第二限位部1421分别抵靠于第二极片13的厚度方向M的第三表面13212和第四表面134，从而限制第二极耳14脱离第二极片13。
第二极耳14的第二铆接部142凸设于第二主体部141并贯穿第二通孔133，第二铆接部142远离第二主体部141的一端抵压于第四表面134，不仅连接方便，还能降低第二极耳14脱离第二极片13风险。
实现第二极耳14和第二极片13铆接的方式有多种，具体可以参照第一极耳12和第二极片13的铆接方式，本申请不再赘述。
在另一些实施例中，也可以通过第二铆钉（图中未示出）将第二极耳14和第二极片13铆接。电芯100还包括第二铆钉，第二极耳14和第二极片13通过第二铆钉在第二区域13211铆接。通过第二铆钉实现第二极耳14和第二极片13铆接，有利于提高第二极耳14和第二极片13连接稳定性和有利于提高过流能力。
沿第二极片13的厚度方向，将第二极耳14设置于第二活性物质层1321背离第二集流体131的一侧，沿第二极片13的厚度方向观察，第二极耳14和第二活性物质层1321重叠设置。沿第二极片13的宽度方向，第二极耳14的凸出于第二极片13的一端。将第二铆钉依次穿过第二极耳14和第二极片13，第二铆钉沿第二极片13的厚度方向的两端分别凸出第三表面13212和第四表面134。第二铆钉为导体，第二铆钉穿过第二极片13会与第二集流体131接触，从而实现第二极耳14和第二集流体131通过第二铆钉电连接。
沿第二极片13的厚度方向，对第二铆钉的两端进行压平处理，第二铆钉凸出第三表面13212和第四表面134的两端形成两个限位结构，两个限位结构分别与第三表面13212和第四表面134相抵，以将第二极耳14与第二极片13在第二区域13211铆接。
在第一极耳12和第一极片11在第一区域11211铆接的实施例中，第二极耳14也可以是焊接于第二极片13的第二集流体131的未涂覆活性物质层的空箔区，或者是通过导电胶粘接于第二极片13的第二集流体131的未涂覆活性物质层的空箔区。
如图1所示，在电极组件10为卷绕式结构的实施例中，第二极耳14位于平直区A。
第二极耳14位于平直区A，方便第二极耳14和第二极片13电连接，也有利于提高过流能力。
当然根据实际需要或者根据工艺要求，第二极耳14也可以位于弯折区B。
为方便叙述，在电极组件10为卷绕式结构的实施例中，定义连接于平直区A沿第一方向X的两端的两个弯折区B分别为第一弯折区B1和第二弯折区B2。沿第一方向X，第一弯折区B1连接于平直区A的一端，第二弯折区B2连接于平直区A背离第一弯折区B1的一端。
第一极片11为正极片11a，第二极片13为负极片13a，第一极片11包括位于第一弯折区B1的第一弯折段115以及位于平直区A的正极卷绕起始段116和第一平直段117，沿第二方向Y，正极卷绕起始段116与第一平直段117相对设置，第一平直段117和正极卷绕起始段116分别连接于第一弯折段115的两端，正极卷绕起始段116背离第一弯折段115的一端为正极片11a的正极卷绕起始端1161；第二极片13包括负极卷绕起始段135，负极卷绕起始段135位于平直区A，且沿第二方向Y，负极卷绕起始段135位于正极卷绕起始段116与第一平直段117之间，沿第一方向X，负极卷绕起始段135面向第一弯折段115的一端为负极片13a的负极卷绕起始端1351；其中，负极卷绕起始段135两侧的负极活性物质层132分别与正极卷绕起始段116的正极活性物质层112和第一平直段117的正极活性物质层112相对设置；电极组件10的卷绕轴线的延伸方向Z、第一方向X和第二方向Y两两垂直。
第一极片11包括第一集流体111、第一活性物质层1121和第四活性物质层1322，第一集流体111沿第一极片11的卷绕方向的任意位置的两侧可以分别设有第一活性物质层1121和第四活性物质层1322，第一集流体111沿第一极片11的卷绕方向的任意位置的两侧可以均设有正极活性物质层112，则第一极片11制造过程中可以采用连续的双面涂布，有利于提高涂布效率，从而提高生产效率。
第一集流体111沿第一极片11的卷绕方向的部分区域的两侧可以均设有第一活性物质层1121和第四活性物质层1322，第一集流体111沿第一极片11的卷绕方向的部分区域可以仅一侧设有负极活性物质层132，比如仅设有第一活性物质层1121，另一侧未涂覆活性物质层，或者仅设有第四活性物质层1322，另一侧未涂覆活性物质层，即第一集流体111沿第一极片11的卷绕方向的部分区两侧可以均设有正极活性物质层112，第一集流体111沿第一极片11的卷绕方向的部分区域可以仅一侧设有正极活性物质层112，则第一集流体111的部分区域采用双面涂布，部分区域采用单面涂布，根据实际需要变换涂布方式，即间隙涂布。
第一弯折段115为第一极片11卷绕过程中形成的第一个卷绕弯折段。第一弯折段115为第一弯折区B1最内层的极片。正极卷绕起始段116和第一平直段117均位于平直区A。正极卷绕起始段116和第一平直段117分别连接于第一弯折段115沿第一极片11的卷绕方向的两端。正极卷绕起始段116为第一极片11卷绕的起始段，正极卷绕起始端1161为第一极片11沿其卷绕方向上的位于电极组件10的内部的端部。正极卷绕起始段116沿第一方向X背离第一弯折段115的一端为正极卷绕起始端1161。
第二极片13包括第二集流体131、第二活性物质层1321和第四活性物质层1322，第二集流体131沿第二极片13的卷绕方向的任意位置的两侧可以分别设有第二活性物质层1321和第四活性物质层1322，即第二集流体131沿第二极片13的卷绕方向的任意位置的两侧可以均设有负极活性物质层132，则第二极片13制造过程中可以采用连续的双面涂布，有利于提高涂布效率，从而提高生产效率。
第二集流体131沿第二极片13的卷绕方向的部分区域的两侧可以分别设有第二活性物质层1321和第四活性物质层1322，第二集流体131沿第二极片13的卷绕方向的部分区域可以仅一侧设有活性物质层，即第二集流体131沿第二极片13的卷绕方向的部分区域的两侧可以设有负极活性物质层132，第二集流体131沿第二极片13的卷绕方向的部分区域可以仅一侧设有负极活性物质层132，则第二集流体131的部分区域采用双面涂布，部分区域采用单面涂布，根据实际需要变换涂布方式，即间隙涂布。
负极卷绕起始段135为第二极片13卷绕的起始段，负极卷绕起始端1351为第二极片13沿其卷绕方向上的位于电极组件10的内部的端部。沿第一方向X，负极卷绕起始端1351面向第一弯折段115设置。沿第二方向Y观察，平直区A和第一弯折区B1的连接位置可以与负极卷绕起始端1351重叠。当然，沿第二方向Y观察，平直区A和第一弯折区B1的连接位置也可以与负极卷绕起始端1351不重叠，负极卷绕起始端1351位于第一弯折区B1或负极卷绕起始端1351位于平直区A。
沿第二方向Y，负极卷绕起始段135设置于正极卷绕起始段116和第一平直段117之间。沿第二方向Y观察，正极卷绕起始段116和负极卷绕起始段135重叠设置，第一平直段117和负极卷绕起始段135重叠设置。
第二集流体131包括位于平直区A的第一基材段1311，第一基材段1311的一端位于负极卷绕起始端1351，沿第二方向Y，第一基材段1311与设置于第一基材段1311的两侧的第二活性物质层1321和第四活性物质层1322共同形成负极卷绕起始段135，即第一基材段1311的两侧均设有负极活性物质层132，以使负极卷绕起始段135沿第二方向Y的两侧均设有负极活性物质层132。位于第一基材段1311两侧的负极活性物质层132的一端位于负极卷绕起始端1351。
第一集流体111包括位于平直区A的第二基材段1111，第二基材段1111的一端位于正极卷绕起始端1161，沿第二方向Y，第二基材段1111面向负极卷绕起始段135的一侧设有正极活性物质层112。正极卷绕起始段116包括第二基材段1111和设置于第二基材段1111面向负极卷绕起始段135一侧的正极活性物质层112。
第一集流体111还包括位于平直区A的第三基材段1112，沿第二方向Y，第三基材段1112面向负极卷绕起始段135的一侧设有正极活性物质层112。第一平直段117段包括第三基材段1112和设置于第三基材段1112面向负极卷绕起始段135一侧的正极活性物质层112。
负极卷绕起始段135两侧的负极活性物质层132分别与正极卷绕起始段116面向负极卷绕起始段135的一侧的正极活性物质层112和第一平直段117面向负极卷绕起始段135的一侧的正极活性物质层112相对设置。
第一极片11的第一个卷绕弯折段第一弯折段115的两端分别连接正极卷绕起始段116和第一平直段117，负极卷绕起始段135两侧的负极活性物质层132分别与正极卷绕起始段116的正极活性物质层112和第一平直段117的正极活性物质层112相对设置，即负极卷绕起始段135的两侧均有负极活性物质层132，且负极卷绕起始段135两侧的负极活性物质层132分别与正极卷绕起始段116的正极活性物质层112和第一平直段117的正极活性物质层112相对设置，不仅有利于提高电芯100的能量密度，也能在负极片13a制造过程中减少涂布方式变换次数或者始终采用双面连续涂布，有利于提高生产效率。
负极卷绕起始段135两侧的负极活性物质层132分别与正极卷绕起始段116的正极活性物质层112和第一平直段117的正极活性物质层112相对设置，还有利于提高电芯100的能量密度。
在一些实施例中，第二极片13还包括位于第二弯折区B2的第二弯折段136和位于平直区A的第二平直段137，沿第二方向Y，第二平直段137和第二极卷绕起始段相对设置，第二平直段137和负极卷绕起始段135分别连接于第二弯折段136的两端；其中，正极卷绕起始段116的两侧的正极活性物质层112分别与负极卷绕起始段135的负极活性物质层132和第二平直段137的负极活性物质层132相对设置。
第二弯折段136为第二极片13卷绕过程中形成的第一个卷绕弯折段。第二弯折段136为第二弯折区B2最内层的第二极片13。负极卷绕起始段135和第二平直段137均位于平直区A。负极卷绕起始段135和第二平直段137分别连接于第二弯折段136沿第二极片13的卷绕方向的两端。负极卷绕起始段135为第二极片13卷绕的起始段，负极卷绕起始端1351为第二极片13沿其卷绕方向上的位于电极组件10的内部的端部。负极卷绕起始段135沿第一方向X背离第二弯折段136的一端为负极卷绕起始端1351。负极卷绕起始段135背离第二弯折段136的方向和正极卷绕起始段116背离第一弯折段115的方向相反。沿第一方向X，正极卷绕起始端1161面向第二弯折段136设置。且负极卷绕起始端1351面向第一弯折段115设置，则第一极片11和第二极片13的入卷方向相反。
需要说明的是，第一极片11和第二极片13的入卷方向相反，可以理解为，第一极片11的正极卷绕起始端1161和第二极片13的负极卷绕起始端1351的朝向相反，在本实施例中，第一极片11的正极卷绕起始端1161朝向位于第二弯折区B2的第二弯折段136设置，第二极片13的负极卷绕起始端1351朝向位于第一弯折区B1的第一弯折段115设置。
沿第二方向Y观察，平直区A和第二弯折区B2的连接位置可以与正极卷绕起始端1161重叠。当然，沿第二方向Y观察，平直区A和第二弯折区B2的连接位置也可以与正极卷绕起始端1161不重叠，正极卷绕起始端1161位于第二弯折区B2或正极卷绕起始端1161位于平直区A。
沿第二方向Y，正极卷绕起始段116设置于负极卷绕起始段135和第二平直段137之间。沿第二方向Y观察，负极卷绕起始段135和正极卷绕起始段116重叠设置，第二平直段137和正极卷绕起始段116重叠设置。
沿第二方向Y，第二基材段1111面向第二平直段137的一侧设有正极活性物质层112。第二基材段1111、设置于第二基材段1111面向负极卷绕起始段135一侧的正极活性物质层112和设置于第二基材段1111面向第二平直段137的一侧的正极活性物质层112共同形成正极卷绕起始段116，可以理解的，沿第二方向Y，正极卷绕起始段116的两侧均设有正极活性物质层112。
第二集流体131还包括位于平直区A的第四基材段1312，沿第二方向Y，第四基材段1312面向正极卷绕起始段116的一侧设有负极活性物质层132。第二平直段137包括第四基材段1312和设置于第四基材段1312面向正极卷绕起始段116一侧的负极活性物质层132。
正极卷绕起始段116两侧的正极活性物质层112分别与负极卷绕起始段135面向正极卷绕起始段116的一侧的负极活性物质层132和第二平直段137面向正极卷绕起始段116的一侧的负极活性物质层132相对设置。
正极卷绕起始段116的两侧的正极活性物质层112分别与负极卷绕起始段135的负极活性物质层132和第二平直段137的负极活性物质层132相对设置，即正极卷绕起始段116的两侧均设有正极活性物质层112，不仅有利于提高电芯100的能量密度，也能在正极片11a制造过程中减少涂布方式变换次数或者始终采用双面连续涂布，有利于提高生产效率。
如图21所示，在一些实施例中，电极组件10还包括设置于第二极片13两侧的第一隔离膜15和第二隔离膜16，第一隔离膜15和第二隔离膜16均用于分隔第一极片11和第二极片13；第一隔离膜15和第二隔离膜16连接形成第一连接部Q1和第二连接部Q2，沿卷绕轴线的延伸方向Z，第一连接部Q1和第二连接部Q2分别位于第二极片13的两侧。
第一隔离膜15材质可以为PP（polypropylene，聚丙烯）或PE（polyethylene，聚乙烯）等，第二隔离膜16的材质可以为PP或PE等。第一隔离膜15的材质和第二隔离膜16的材质可以相同也可以不同。
第一隔离膜15和第二隔离膜16均用于绝缘分隔第一极片11和第二极片13，降低第一极片11和第二极片13接触导致电芯100短路的风险。沿卷绕轴线的延伸方向Z，第一隔离膜15的两端超出第二极片13的两端，第二隔离膜16的两端超出第二极片13的两端。第一隔离膜15超出第二极片13的两端的部分和第二隔离膜16超出第二极片13的部分相连形成第一连接部Q1和第二连接部Q2，以使第一连接部Q1和第二连接部Q2沿卷绕轴线的延伸方向Z位于第二极片13的两侧。如图21所示，第一隔离膜15和第二隔离膜16位于第二极片13的厚度方向M的两侧，第一隔离膜15、第二隔离膜16和第二极片13处于展开状态时，第一连接部Q1和第二连接为位于第二极片13的宽度方向Z1的两侧。第二极片13处于卷绕状态时，卷绕轴线的延伸方向Z和第二极片13的宽度方向Z1平行。第一连接部Q1和第二连接部Q2可以沿第二极片13的长度方向K延伸，第二极片13处于展开状态时的长度方向K对应第二极片13处于卷绕状态时的卷绕方向。
第一隔离膜15和第二隔离膜16连接形成第一连接部Q1和第二连接部Q2，第一隔离膜15和第二隔离膜16之间具有相对负极片13a活动的空间较小或者第一隔离膜15和第二隔离膜16不能相对负极片13a活动，降低第一隔离膜15和第二隔离膜16出现窜动的风险，且第一隔离膜15和第二隔离膜16相连，使得第一隔离膜15和第二隔离膜16相互之间具有束缚力，降低第一隔离膜15和第二隔离膜16变形而产生褶皱、出现收缩的风险，从而降低电芯100短路的风险。第一连接部Q1和第二连接部Q2分别位于负极片13a的沿所述卷绕轴线的延伸方向Z的两侧，方便第一隔离膜15和第二隔离膜16连接。
第一隔离膜15和第二隔离膜16连接形成第一连接部Q1和第二连接部Q2的位置可以是在卷绕方向上的任意位置，比如第一隔离膜15和第二隔离膜16的位于第二平直段137两侧的部分相连形成第一连接部Q1和第二连接部Q2，或者第一隔离膜15和第二隔离膜16的位于第二弯折段136两侧的部分相连形成第一连接部Q1和第二连接部Q2。
请继续参照图1、图21、图22所示，第一隔离膜15具有位于平直区A的第一卷绕起始段151，第一卷绕起始段151一端为第一隔离膜15的第一卷绕起始端1511，第二隔离膜16具有位于平直区A的第二卷绕起始段161，第二卷绕起始段161一端为第二隔离膜16的第二卷绕起始端1611，沿第二方向Y，第一卷绕起始段151和第二卷绕起始段161分别位于负极卷绕起始段135的两侧；第一卷绕起始段151和第二卷绕起始段161相连形成第一连接部Q1和第二连接部Q2。
第一卷绕起始段151为第一隔离膜15最先参与卷绕的一段。第二卷绕起始段161为第二隔离膜16最先参与卷绕的一段。第一卷绕起始段151和第二卷绕起始段161均位于平直区A，并分别位于负极卷绕起始段135沿第二方向Y的两侧。
第一隔离膜15的第一卷绕起始段151和第二隔离膜16的第二卷绕起始段161相连，第一隔离膜15和第二隔离膜16在卷绕起始位置相连形成第一连接部Q1和第二连接部Q2，不仅方便第一隔离膜15和第二隔离膜16连接，还能降低卷绕过程中第一隔离膜15和第二隔离膜16出现窜动、产生褶皱、收缩的风险，以及降低在电极组件10卷绕完成后第一隔离膜15和第二隔离膜16出现窜动、产生褶皱、收缩的风险，从而降低电芯100短路的风险，从而提高电芯100的质量和降低电芯100短路的风险。
如图23-图24所示，在另一些实施例中，第一隔离膜15和第二隔离膜16可以分别位于第一极片11的两侧，第一隔离膜15和第二隔离膜16连接形成第一连接部Q1和第二连接部Q2，沿卷绕轴线的延伸方向Z，第一连接部Q1和第二连接部Q2分别位于第一极片11的两侧。
如图24、图25所示，第一隔离膜15和第二隔离膜16位于第一极片11的厚度方向M的两侧，第一隔离膜15、第二隔离膜16和第一极片11处于展开状态时，第一连接部Q1和第二连接部Q2为位于第一极片11的宽度方向Z1的两侧。第一极片11处于卷绕状态时，卷绕轴线的延伸方向Z和第一极片11的宽度方向Z1平行。第一连接部Q1和第二连接部Q2可以沿第一极片11的长度方向K延伸，第一极片11处于展开状态时的长度方向K对应第一极片11处于卷绕状态时的卷绕方向。
第一隔离膜15的第一卷绕起始段151和第二隔离膜16的第二卷绕起始段161分别位于正极卷绕起始段116的两侧，第一卷绕起始段151和第二卷绕起始段161相连形成位于第一极片11沿卷绕轴线的延伸方向Z两侧的第一连接部Q1和第二连接部Q2。
第一隔离膜15和第二隔离膜16的结构构成是基膜和粘接层，基膜两侧涂覆粘接。第一隔离膜15和第二隔离膜16连接可以是通过第一隔离膜15和第二隔离膜16热复合，以使第一隔离膜15的粘接层和第二隔离膜16的粘接层粘接在一起，从而形成第一连接部Q1和第二连接部Q2。
在另一些实施例中，第一隔离膜15和第二隔离膜16也可以与极片热复合为一体。如图26所示，在第一隔离膜15和第二隔离膜16位于第二极片13两侧的实施例中，可以通过热复合将第二极片13、第一隔离膜15和第二隔离膜16热复合为整体，第一隔离膜15通过自身的粘接层将其粘接于第二极片13的厚度方向M的一侧，第二隔离膜16通过自身的粘接层将其粘接于第二极片13的厚度方向M的另一侧。在第一隔离膜15和第二隔离膜16分别粘接于第二极片13的厚度方向M两侧的实施例中，沿卷绕轴线的延伸方向Z，第一隔离膜15超出第二极片13的部分和第二隔离膜16超出第二极片13的部分可以相连形成位于第二极片13沿卷绕轴线的延伸方向Z的第一连接部Q1和第二连接部Q2，也可以不相连。图26中示出了第一隔离膜15和第二隔离膜16分别粘接于第二极片13的厚度方向M两侧，第一隔离膜15超出第二极片13的部分和第二隔离膜16超出第二极片13的部分可以不相连的情况。
如图27所示，在第一隔离膜15和第二隔离膜16位于第一极片11两侧的实施例中，可以通过热复合将第一极片11、第一隔离膜15和第二隔离膜16热复合为整体，第一隔离膜15通过自身的粘接层将其粘接于第一极片11的厚度方向M的一侧，第二隔离膜16通过自身的粘接层将其粘接于第一极片11的厚度方向M的另一侧。在第一隔离膜15和第二隔离膜16分别粘接于第一极片11的厚度方向M两侧的实施例中，沿卷绕轴线的延伸方向Z，第一隔离膜15超出第一极片11的部分和第二隔离膜16超出第一极片11的部分可以相连形成位于第一极片11沿卷绕轴线的延伸方向Z两侧的第一连接部Q1和第二连接，也可以不相连。图27中示出了第一隔离膜15和第二隔离膜16分别粘接于第一极片11的厚度方向M两侧，第一隔离膜15超出第一极片11的部分和第二隔离膜16超出第一极片11的部分可以不相连的情况。
如图1所示，在一些实施例中，电极组件10还包括设置于第二极片13两侧的第一隔离膜15和第二隔离膜16，第一隔离膜15和第二隔离膜16均用于分隔第一极片11和第二极片13，第一隔离膜15具有第一卷绕起始端1511，第二隔离膜16具有第二卷绕起始端1611，第一卷绕起始端1511与负极卷绕起始端1351平齐，第二卷绕起始端1611与负极卷绕起始端1351平齐。
第一卷绕起始端1511为第一隔离膜15的卷绕开始的端部。第一卷绕起始端1511可以与负极卷绕起始端1351平齐。需要说明的是，第一卷绕起始端1511与负极卷绕起始端1351可以不是绝对的平齐，考虑到设备公差波动，沿第一方向X，第一卷绕起始端1511与负极卷绕起始端1351之间可以有0mm~0.5mm的误差距离，即沿第一方向X，第一卷绕起始端1511超出负极卷绕起始端1351的长度为0mm~0.5mm，或者沿第一方向X，负极卷绕起始端1351超出第一卷绕起始端1511的长度为0mm~0.5mm。
第二卷绕起始端1611与负极卷绕起始端1351可以不是绝对的平齐，考虑到设备公差波动，沿第一方向X，第二卷绕起始端1611与负极卷绕起始端1351之间可以有0mm~0.5mm的误差距离，即沿第一方向X，第二卷绕起始端1611超出负极卷绕起始端1351的长度为0mm~0.5mm，或者沿第一方向X，负极卷绕起始端1351超出第二卷绕起始端1611的长度为0mm~0.5mm。
第一卷绕起始端1511与负极卷绕起始端1351平齐，第二卷绕起始端1611与负极卷绕起始端1351平齐，不仅能在第二方向Y上起到分隔负极卷绕起始段135和正极片11a的作用，还方便负极片13a、第一隔离膜15和第二隔离膜16同向入卷，提高电芯100生产效率。
需要说明的是，第二极片13、第一隔离膜15和第二隔离膜16同向入卷是指第二极片13、第一隔离膜15和第二隔离膜16入卷方向相同，负极卷绕起始端1351、第一卷绕起始端1511和第二卷绕起始端1611的朝向相同。在本实施例中，负极卷绕起始端1351、第一卷绕起始端1511和第二卷绕起始端1611均朝向第一弯折段115设置。
在另一些实施例中，第一隔离膜15和第二隔离膜16可以设置于第一极片11的两侧，第一隔离膜15的第一卷绕起始端1511与正极卷绕起始端1161平齐，第二隔离膜16的第二卷绕起始端1611与正极卷绕起始端1161平齐。
第一卷绕起始端1511与正极卷绕起始端1161可以不是绝对的平齐，考虑到设备公差波动，沿第一方向X，第一卷绕起始端1511与正极卷绕起始端1161之间可以有0mm~0.5mm的误差距离，即沿第一方向X，第一卷绕起始端1511超出正极卷绕起始端1161的长度为0mm~0.5mm，或者沿第一方向X，正极卷绕起始端1161超出第一卷绕起始端1511的长度为0mm~0.5mm。
第二卷绕起始端1611与正极卷绕起始端1161可以不是绝对的平齐，考虑到设备公差波动，沿第一方向X，第二卷绕起始端1611与正极卷绕起始端1161之间可以有0mm~0.5mm的误差距离，即沿第一方向X，第一卷绕起始端1511超出正极卷绕起始端1161的长度为0mm~0.5mm，或者沿第一方向X，正极卷绕起始端1161超出第一卷绕起始端1511的长度为0mm~0.5mm。
如图28所示，在一些实施例中，第一弯折段115面向负极卷绕起始端1351设置的正极活性物质层112为第一正极活性物质部1123；电芯100还包括保护件50，保护件50的至少部分位于第一正极活性物质部1123和负极卷绕起始端1351之间。
第一集流体111还包括第五基材段1113，沿第一极片11的卷绕方向，第五基材的两端分别连接于第二基材和第三基材。第五基材面向卷绕轴线的一侧和背离卷绕轴线的一侧均设有正极活性物质层112，第五基材、设置于第五基材面向卷绕轴线的一侧的正极活性物质层112和设置于第五基材背离卷绕轴线的一侧的正极活性物质层112共同形成第一弯折段115。第一弯折段115的第五基材面向卷绕轴线的一侧的正极活性物质层112为第一正极活性物质部1123，第一正极活性物质部1123也面向负极卷绕起始端1351设置。若第一活性物质层1121设置于第一集流体111面向卷绕轴线的一侧，则第一正极活性物质部1123是第一活性物质层1121的一部分。第三活性物质层1122设置于第一集流体111面向卷绕轴线的一侧，则第一正极活性物质部1123是第三活性物质层1122的一部分。
保护件50可以是绝缘胶纸，保护件50能够阻止从第一正极活性物质部1123脱离的离子穿过，从而保护件50能够限制从第一正极活性物质部1123脱离的离子到达负极卷绕起始端1351，从而降低负极卷绕起始端1351析锂的风险，还能降低负极卷绕起始段135与第一极片11接触导致短路的风险，提高电芯100的安全性能。
保护件50可以全部位于第一正极活性物质部1123和负极卷绕起始端1351之间，以用较少的保护件50材料限制第一正极活性物质部1123脱离的离子到达负极卷绕起始端1351，能够节约成本。
保护件50也可以是一部分位于第一正极活性物质部1123和负极卷绕起始端1351之间，另一部分延伸至第一正极活性物质部1123和负极卷绕起始端1351之外，使得保护件50有更大的覆盖面积，不仅使得保护件50能够更好的限制从第一正极活性物质部1123脱离的离子到达负极卷绕起始端1351，还使得保护件50可以具有与其他结构更大的连接面积，方便固定和提高连接稳定性。
第一正极活性物质部1123面向负极卷绕起始端1351设置，保护件50的至少部分位于第一正极活性物质部1123和负极卷绕起始端1351之间，保护件50能够限制第一正极活性物质部1123的离子移动至负极卷绕起始端1351，降低电芯100在负极卷绕起始端1351析锂的风险，保护件50还能降低正极片11a和负极卷绕起始端1351接触导致短路的风险，提高电芯100的安全性能。
在一些实施例中，保护件50固定于第一正极活性物质部1123。
保护件50可以是全部固定于第一正极活性物质部1123，保护件50也可以是一部分固定于第一正极活性物质部1123，另一部分固定于正极卷绕起始段116面向负极卷绕起始段135的正极活性物质层112和/或第一平直段117面向负极卷绕起始段135的正极活性物质层112。
保护件50可以是自带胶层的胶纸，保护件50的至少一部分粘接于第一正极活性物质部1123面向卷绕轴线的表面，使得保护件50能够方便的固定于第一正极活性物质部1123。保护件50也可以是涂覆于第一正极活性物质部1123面向卷绕轴线的表面的胶体固化后形成。
保护件50固定于第一正极活性物质部1123，方便保护件50固定且保护件50能够更好的限制第一正极活性物质部1123的离子向负极卷绕起始端1351移动，降低负极卷绕起始端1351析锂的风险，从而提高电芯100的安全性能。
在一些实施例中，第一保护件50包括第一段51，第一段51位于第一弯折区B1，第一段51位于第一正极活性物质部1123和所述负极卷绕起始端1351之间。
第一段51位于第一弯折区B1，可以理解地，沿第二方向Y观察，第一段51的投影位于第一弯折区B1内。在保护件50固定于第一活性物质部的实施例中，第一段51粘接于第一正极活性物质部1123，第一段51完全覆盖第一正极活性物质部1123面向卷绕轴线的表面。
第一段51位于第一弯折区B1，第一段51离第一正极活性物质部1123距离较近，第一段51位于第一正极活性物质部1123和负极卷绕起始端1351之间，能够更好的限制第一正极活性物质部1123的离子移动至负极卷绕起始端1351，降低电芯100在负极卷绕起始端1351析锂的风险，从而提高电芯100的安全性能。
在一些实施例中，保护件50仅包括第一段51，即第一段51为保护件50。第一段51位于第一弯折区B1，则保护件50完全位于第一正极活性物质部1123和负极卷绕起始端1351之间，保护件50完全位于第一弯折区B1。
在一些实施例中，所述保护件50还包括第二段52，所述第二段52位于所述平直区A，所述第二段52连接于所述第一段51的一端，沿所述第二方向Y观察，所述第二段52与所述负极卷绕起始段135至少部分重叠。
沿第二方向Y观察，第二段52和第一段51的连接位置与平直区A和第一弯折区B1的连接位置重叠。沿第二方向Y观察，第二段52和第一段51的连接位置与负极卷绕起始端1351重叠。当然，沿第二方向Y观察，第二段52和第一段51的连接位置与负极卷绕起始端1351也可以不重叠，负极卷绕起始端1351位于平直区A或第一弯折区B1。
第二段52可以固定于正极卷绕起始段116沿第二方向Y面向负极卷绕起始段135的一侧的正极活性物质层112和/或第一平直段117沿第二方向Y面向负极卷绕起始段135的一侧的正极活性物质层112。比如，第二段52粘接于正极卷绕起始段116沿第二方向Y面向负极卷绕起始段135的一侧的正极活性物质层112和/或第一平直段117沿第二方向Y面向负极卷绕起始段135的一侧的正极活性物质层112。
保护件50还包括第二段52，第二段52位于平直区A，第二段52连接于第一段51的一端，沿第二方向Y观察，第二段52与负极卷绕起始段135至少部分重叠，不仅能增大保护件50的覆盖面积，以使保护件50能够更好的限制第一正极活性物质部1123的离子移动至负极卷绕起始端1351，降低负极卷绕起始端1351析锂的风险，还能增大保护件50和其他结构（其他结构可以是正极活性物质层112）的连接面积，方便保护件50固定和提高保护件50的连接稳定性。
在一些实施例中，第一段51可以仅一端连接有第二段52，第二段52可以是沿背离第一段51的方向延伸至负极卷绕起始段135和正极卷绕起始段116之间，第二段52也可以是沿背离第一段51的方向延伸至负极卷绕起始段135和第一平直段117之间。
在一些实施例中，第一段51的两端均连接有第二段52，沿第二方向Y，第一段51的两端的第二段52分别位于负极卷绕起始段135的两侧。
保护件50包括两个第二段52，两个第二段52分别连接于第一段51沿正极片11a的卷绕方向的两端。两个第二段52中的一者沿背离第一段51的方向延伸至负极卷绕起始段135和正极卷绕起始段116之间，两个第二段52中的另一者沿背离第一段51的方向延伸至负极卷绕起始段135和第一平直段117之间。
第一段51的两端均连接有第二段52，第一段51能够沿第一方向X限制正极活性物质层112向负极卷绕起始端1351移动，两个第二段52能够从负极卷绕起始段135沿第二方向Y的两侧限制正极活性物质层112向负极卷绕起始段135移动，保护件50具有更大的覆盖面积，限制能够更好的限制第一正极活性物质部1123的离子移动至负极卷绕起始端1351，降低负极卷绕起始端1351析锂的风险，从而提高电芯100的安全性能。第一段51的两端均连接有第二段52，保护件50和其他结构也可以具有较大的连接面积，提高保护件50的连接稳定性。
在一些实施例中，沿第一方向X，第二段52背离第一段51的一端和负极卷绕起始端1351之间的距离为L1，L1≥2mm。
在沿第二方向Y观察，第一段51和第二段52的连接位置和负极卷绕起始端1351重叠的实施例中，第二段52背离第一段51的一端和负极卷绕起始端1351之间的距离L1为沿第二方向Y观察第二段52和负极卷绕起始段135两者的重叠区域在第一方向X的尺寸。
示例性地，L1可以为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm等。
L1<2mm，第一段51和负极卷绕起始段135的重叠段较小，限制第一正极活性物质部1123的离子移动至负极卷绕起始段135的作用不明显。因此，L1≥2mm，有利于保护件50更有效的限制正极活性物质层112的离子移动至负极卷绕起始段135，降低电芯100在负极卷绕起始端1351析锂的风险，从而提高电芯100的安全性能。
在一些实施例中，L1≤10mm。
示例性地，L1可以为2.5mm、3.5mm、4.5mm、5.5mm、6.5mm、7.5mm、8.5mm、9.5mm、10mm等。
L1>10mm，第一段51和负极卷绕起始段135的重叠段较长，则正极活性物质层112太多的离子不能移动至负极片13a，即正极活性物质层112较多的活性物质不能发挥作用，降低了电芯100的容量。因此，L1≤10mm，使得保护件50能够降低电芯100析锂的风险的情况下，正极活性物质层112尽可能多的离子移动至负极片13a，正极活性物质层112能够充分发挥其作用，以使电芯100具有较高的容量。
以下通过相关试验测试，来判断将极耳和极片经过活性物质层区域铆接后电芯100的性能变化。
关于电芯100的内阻测试：内阻测试方式采用绝缘电阻仪，内阻测量使用1KHz规格。
极耳和极片的连接稳定性测试：拉力测试采用高铁拉力机，具体操作为将采用极耳和极片经过活性物质层区域铆接的样品夹持在拉力机上下两侧，极耳和极片呈180°拉伸；以及将极耳和极片焊接的样品夹持在拉力机的上下两侧，极耳和极片呈180°拉伸。从而分别测试极耳与极片断裂时对应的极限拉力。
滚筒测试：在20±5°C测试环境，从0.5m跌落高度，以7圈/min的转速跌落2500圈（2次跌落为1圈）；测试完毕后进行电压/内阻测量，极耳断裂的电芯100电压可能降为0，内阻表现为增加；存在上述现象电压内阻异常的均为发生极耳断裂现象。经过上述测试，通过获取5个电芯100的电压平均值，以及五个电芯100的拉力平均值，获得如下表1数据：
表1：
如表1所示，在只有第一极片11和第一极耳12在第一区域11211铆接的情况下，电芯100内阻为12.6mΩ，第一极耳12断裂时的极限拉力为24N/m，滚筒通过率为8/10，第一极片11和第一极耳12在第一区域11211铆接的电芯100的内阻、第一极耳12断裂时的极限拉力以及滚筒测试通过率，与第一极片11和第一极耳12在第一集流体111的空箔区焊接的情况，基本相同，因此，第一极片11和第一极耳12在第一区域11211铆接不会降低电芯100的性能。
在只有第二极片13和第二极耳14在第人区域铆接的情况下，电芯100内阻为10.7mΩ，第一极耳12断裂时的极限拉力为26N/m，滚筒通过率为9/10，第二极片13和第二极耳14在第二区域13211铆接的电芯100的内阻、第人极耳断裂时的极限拉力以及滚筒测试通过率，与第二极片13和第二极耳14在第二集流体131的空箔区焊接的情况，基本相同，因此，第二极片13和第二极耳14在第二区域13211铆接不会降低电芯100的性能。
在第一极片11和第一极耳12在第一区域11211铆接，且第二极片13和第二极耳14在第二区域13211铆接的情况下，电芯100内阻为13.4mΩ，第一极耳12和第二极耳14中最先的一者断裂时的极限拉力为29N/m，滚筒通过率为9/10，第一极片11和第一极耳12在第一区域11211铆接，且第二极片13和第二极耳14在第二区域13211铆接的电芯100的内阻、极耳断裂时的极限拉力以及滚筒测试通过率，与第一极片11和第一极耳12在第一集流体111的空箔区焊接，且第二极片13和第二极耳14在第二集流体131的空箔区焊接第二极片13和第二极耳14在第二集流体131的空箔区焊接的情况，基本相同，因此，第一极片11和第一极耳12在第一区域11211铆接，且第二极片13和第二极耳14在第二区域13211铆接不会降低电芯100的性能。
本申请实施例提供还提供了一种用电设备，用电设备包括上述任意实施例提供的电芯100。
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 (21)

1.一种电芯，其特征在于，包括：
电极组件，包括第一极片和第一极耳，所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一集流体的一侧，沿所述第一极片的厚度方向观察，所述第一活性物质层具有位于所述第一极耳和所述第一集流体之间的第一区域，所述第一极耳与所述第一极片在所述第一区域铆接。
2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极片设置有贯穿所述第一极片的厚度方向两侧的第一通孔，沿所述第一极片的厚度方向观察，所述第一通孔位于所述第一区域；
所述第一极耳具有第一主体部和第一铆接部，所述第一区域具有背离所述第一集流体的第一表面，所述第一极片具有与所述第一表面相对的第二表面，所述第一主体部设置于所述第一表面，所述第一铆接部凸设于所述第一主体部并贯穿所述第一通孔，所述第一铆接部远离所述第一主体部的一端抵压于所述第二表面。
3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯还包括第一铆钉，所述第一极耳和所述第一极片通过所述第一铆钉在所述第一区域铆接。
4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极片为正极片。
5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括平直区和弯折区，沿第一方向，所述平直区的两端均连接有所述弯折区，所述第一极耳位于所述平直区。
6.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件还包括第二极片和第二极耳，所述第二极片和所述第一极片极性相反，所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，所述第二活性物质层设置于所述第二集流体的一侧，沿所述第二极片的厚度方向观察，所述第二活性物质层具有位于所述第二极耳和所述第二集流体之间的第二区域，所述第二极耳与所述第二极片在所述第二区域铆接。
7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述第二极片设置有贯穿所述第二极片的厚度方向两侧的第二通孔，沿所述第二极片的厚度方向观察，所述第二通孔位于所述第二区域；
所述第二极耳具有第二主体部和第二铆接部，所述第二区域具有背离所述第二集流体的第三表面，所述第二极片具有与所述第三表面相对的第四表面，所述第二主体部设置于所述第三表面，所述第二铆接部凸设于所述第二主体部并贯穿所述第二通孔，所述第二铆接部远离所述第二主体部的一端抵压于所述第四表面。
8.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述电芯还包括第二铆钉，所述第二极耳和所述第二极片通过所述第二铆钉在所述第二区域铆接。
9.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括平直区和弯折区，沿第一方向，所述平直区的两端均连接有所述弯折区，所述第二极耳位于所述平直区。
10.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电极组件包括平直区和第一弯折区，沿第一方向，所述第一弯折区连接于所述平直区的一端；
所述第一极片为正极片，所述电极组件包括第二极片，所述第二极片为负极片，所述第一极片包括位于所述第一弯折区的第一弯折段以及位于所述平直区的正极卷绕起始段和第一平直段，沿第二方向，所述正极卷绕起始段与所述第一平直段相对设置，所述第一平直段和所述正极卷绕起始段分别连接于所述第一弯折段的两端，所述正极卷绕起始段背离所述第一弯折段的一端为所述正极片的正极卷绕起始端；
所述第二极片包括负极卷绕起始段，所述负极卷绕起始段位于所述平直区，且沿第二方向，所述负极卷绕起始段位于所述正极卷绕起始段与所述第一平直段之间，沿所述第一方向，所述负极卷绕起始段面向所述第一弯折段的一端为所述负极片的负极卷绕起始端；
其中，所述负极卷绕起始段两侧的负极活性物质层分别与所述正极卷绕起始段的正极活性物质层和所述第一平直段的正极活性物质层相对设置；
所述电极组件的卷绕轴线的延伸方向、所述第一方向和所述第二方向两两垂直。
11.根据权利要求10所述的电芯，其特征在于，所述电极组件还包括设置于所述第二极片两侧的第一隔离膜和第二隔离膜，所述第一隔离膜和所述第二隔离膜均用于分隔所述第一极片和所述第二极片；
所述第一隔离膜和第二隔离膜连接形成第一连接部和第二连接部，沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述第一连接部和所述第二连接部分别位于所述第二极片的两侧。
12.根据权利要求11所述的电芯，其特征在于，所述第一隔离膜具有位于所述平直区的第一卷绕起始段，所述第一卷绕起始段一端为所述第一隔离膜的第一卷绕起始端，所述第二隔离膜具有位于所述平直区的第二卷绕起始段，所述第二卷绕起始段一端为所述第二隔离膜的第二卷绕起始端，沿所述第二方向，所述第一卷绕起始段和所述第二卷绕起始段分别位于所述负极卷绕起始段的两侧；
所述第一卷绕起始段和所述第二卷绕起始段相连形成所述第一连接部和所述第二连接部。
13.根据权利要求10所述的电芯，其特征在于，所述电极组件还包括设置于所述第二极片两侧的第一隔离膜和第二隔离膜，所述第一隔离膜和所述第二隔离膜均用于分隔所述第一极片和所述第二极片，所述第一隔离膜具有第一卷绕起始端，所述第二隔离膜具有第二卷绕起始端，所述第一卷绕起始端与所述负极卷绕起始端平齐，所述第二卷绕起始端与所述负极卷绕起始端平齐。
14.根据权利要求10所述的电芯，其特征在于，所述第一弯折段面向所述负极卷绕起始端设置的正极活性物质层为第一正极活性物质部；
所述电芯还包括保护件，所述保护件的至少部分位于所述第一正极活性物质部和所述负极卷绕起始端之间。
15.根据权利要求14所述的电芯，其特征在于，所述保护件包括第一段，所述第一段位于所述第一弯折区，所述第一段位于所述第一正极活性物质部和所述负极卷绕起始端之间。
16.根据权利要求15所述的电芯，其特征在于，所述保护件还包括第二段，所述第二段位于所述平直区，所述第二段连接于所述第一段的一端，沿所述第二方向观察，所述第二段与所述负极卷绕起始段至少部分重叠。
17.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，沿所述第一方向，所述第二段背离所述第一段的一端和所述负极卷绕起始端之间的距离为L1，L1≥2mm。
18.根据权利要求17所述的电芯，其特征在于，L1≤10mm。
19.根据权利要求16所述的电芯，其特征在于，所述第一段的两端均连接有所述第二段，沿所述第二方向，所述第一段的两端的所述第二段分别位于所述负极卷绕起始段的两侧。
20.根据权利要求14所述的电芯，其特征在于，所述保护件固定于所述第一正极活性物质部。
21.一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求1-20任一项所述的电芯。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117525619A (zh) * 2023-12-29 2024-02-06 珠海冠宇电池股份有限公司 一种卷芯及电池
CN117638254A (zh) * 2024-01-26 2024-03-01 宁德新能源科技有限公司 一种电极组件及电池
CN117673438A (zh) * 2024-02-02 2024-03-08 武汉星纪魅族科技有限公司 电极组件、电池单体、电池及用电设备

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150040437A (ko) * 2013-10-07 2015-04-15 주식회사 엘지화학 낮은 저항의 젤리-롤형 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
CN206040883U (zh) * 2016-09-22 2017-03-22 宁德新能源科技有限公司 一种卷绕式电芯
CN112467231A (zh) * 2021-02-04 2021-03-09 江苏时代新能源科技有限公司 电极组件、电池单体、电池及电极组件的制造方法和设备
CN217158565U (zh) * 2022-04-29 2022-08-09 珠海冠宇电池股份有限公司 电极片和电池
CN115117462A (zh) * 2021-03-18 2022-09-27 宁德新能源科技有限公司 电芯、电池包以及电子设备
CN115332737A (zh) * 2022-10-17 2022-11-11 宁德新能源科技有限公司 一种极片、电化学装置及电子装置
CN115425371A (zh) * 2022-11-04 2022-12-02 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置及电子装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150040437A (ko) * 2013-10-07 2015-04-15 주식회사 엘지화학 낮은 저항의 젤리-롤형 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
CN206040883U (zh) * 2016-09-22 2017-03-22 宁德新能源科技有限公司 一种卷绕式电芯
CN112467231A (zh) * 2021-02-04 2021-03-09 江苏时代新能源科技有限公司 电极组件、电池单体、电池及电极组件的制造方法和设备
CN115117462A (zh) * 2021-03-18 2022-09-27 宁德新能源科技有限公司 电芯、电池包以及电子设备
CN217158565U (zh) * 2022-04-29 2022-08-09 珠海冠宇电池股份有限公司 电极片和电池
CN115332737A (zh) * 2022-10-17 2022-11-11 宁德新能源科技有限公司 一种极片、电化学装置及电子装置
CN115425371A (zh) * 2022-11-04 2022-12-02 宁德新能源科技有限公司 一种电化学装置及电子装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117525619A (zh) * 2023-12-29 2024-02-06 珠海冠宇电池股份有限公司 一种卷芯及电池
CN117638254A (zh) * 2024-01-26 2024-03-01 宁德新能源科技有限公司 一种电极组件及电池
CN117638254B (zh) * 2024-01-26 2024-04-26 宁德新能源科技有限公司 一种电极组件及电池
CN117673438A (zh) * 2024-02-02 2024-03-08 武汉星纪魅族科技有限公司 电极组件、电池单体、电池及用电设备

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