CN116601813A - 电极组件及其制造方法和设备、电池、用电装置 - Google Patents

电极组件及其制造方法和设备、电池、用电装置 Download PDF

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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设备、电池、用电装置，电极组件用于电池单体(100)且包括：电极组件(10)包括：极性相反的第一极片(1)和第二极片(2)，第一极片(1)和第二极片(2)均包括主体部(11)和凸出于主体部(11)的极耳(12)，第一极片(1)和第二极片(2)绕卷绕轴线(K)卷绕使各自的主体部(11)形成卷绕主体(S)；卷绕主体(S)的端部包括至少一个导电区(121)和至少一个导液区(111)，极耳(12)在导电区(121)引出并卷绕至少一圈，且用于与电池单体(100)的端子(1022)电连接，导液区(111)与导电区(121)沿卷绕主体(S)的径向相邻布置，用于引导电解液流入卷绕主体(S)内部。

Description

电极组件及其制造方法和设备、电池、用电装置 技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电极组件及其制造方法和设备、电池、用电装置。
背景技术
随着由于锂离子等电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点，在电动汽车上面已普遍应用。
但是，提高电动汽车的电池的工作性能，一直是业内的一个难题。
发明内容
本申请的目的在于提高电池的性能。
根据本申请的第一方面，提供了一种电极组件，用于电池单体，电极组件包括：极性相反的第一极片和第二极片，第一极片和第二极片均包括主体部和凸出于主体部的极耳，第一极片和第二极片绕卷绕轴线卷绕使各自的主体部形成卷绕主体；
卷绕主体的端部包括至少一个导电区和至少一个导液区，极耳在导电区引出并卷绕至少一圈，且用于与电池单体的端子电连接，导液区与导电区沿卷绕主体的径向相邻布置，并用于引导电解液流入卷绕主体的内部。
本申请的该实施例在卷绕主体的端部同时具有导电区和导液区，由于导液区未设置极耳，导电区的极耳揉平后，电池单体内的电解液也容易通过第一极片和第二极片在导液区的间隙流入卷绕主体的内部，保证电极组件的浸润性能，以在电池充放电的过程中，使电解液与第一极片和第二极片上的活性物质充分发生反应，从而优化电池单体的性能。
而且，由于极耳连续延伸在导电区卷绕至少一圈，在周向上与主体部具备较好的连接强度，使极耳根部具有较好的自支撑作用，在对极耳施加周向作用力揉平的过程中，防止出现极耳打皱现象，使揉平区域形状稳定，优化焊接极耳和端子的效果，保证电极组件可靠地向外传输电能，并提高过流能力。此外，极耳焊接时产生的粒子也不容易沿周向掉落到导液区的第一极片和第二极片之间，可提高电极组件工作的可靠性，防止出现短路或极片划伤的问题。
此外，通过在主体部的部分卷绕长度上设置连续极耳，能够满足极耳的过流能力，无需在主体部的整个卷绕长度上设置离散极耳，可简化模切极片工序，同时在第一极片和第二极片卷绕形成卷绕主体时，也无需进行极耳对位问题，可简化工艺，提升电极组件的生产效率。
在一些实施例中，极耳在导电区卷绕多圈。
本申请的该实施例通过使极耳在导电区卷绕多圈，揉平后相邻极耳的弯折部相互搭接，进一步强化极耳受到的支撑作用，可防止极耳揉平打皱，使弯折部形状稳定，优化焊接极耳和端子的效果；而且，还可增大极耳揉平后与端子的焊接面积，使极耳和端子的焊接更牢固，保证电极组件可靠地向外传输电能，并提高过流能力。
在一些实施例中，导电区和导液区的数量之和大于或等于三个，且沿卷绕主体的径向交替设置。
本申请的该实施例通过将至少三个导电区和导液区沿卷绕主体的径向交替设置，能够使从导液区进入卷绕主体内部的电解液更容易到达导电区，有利于电解液的快速浸润；而且，此种结构可缩短电子从导液区到达导电区的传输距离，保证电子及时有效传输，提高电流分布的均匀性，防止电极组件发生极化问题。
在一些实施例中，导电区位于卷绕主体端部沿径向的中间区域，导电区沿径向的两侧分别设有一个导液区。
本申请的该实施例在导电区沿径向的两侧分别设有一个导液区，电解液能够同时通过这两个导液区进入到卷绕主体内部，并向第一极片和第二极片位于导电区的部分渗透，可进一步提高电极组件的电解液浸润性能。而且，电子从内层导液区和外层导液区到达导电区的传输距离缩短，可提高电流分布均匀性，防止出现极化问题。此外，导电区设置一个也便于极耳与端子电连接。上述优点均能提高电池性能。
在一些实施例中，第一极片和第二极片中的至少一个沿卷绕方向间隔设置多个极耳，以在卷绕主体的端部形成多个沿径向间隔设置的导电区。
本申请的该实施例可使通过导液区进入卷绕主体内部的电解液同时向两侧导电区渗透，从而使电解液顺利到达第一极片和第二极片位于导电区的部分，提高电极组件的电解液浸润性能。而且，电子从导液区可沿径向内侧和径向外侧同时到达导电区，能够大幅缩短电子传输距离，提高电流分布均匀性，防止出现极化问题；当第一极片和第二极片展开后较长时，通过设计分段极耳，可较好地避免局部电子传输距离长带来极化问题。此外，设置多个导电区可延长极耳在径向设置的整体长度，便于极耳与转接件焊接，并通过转接件与端子电连接。上述优点均能提高电池性能。
在一些实施例中，导电区设有两个且分别位于卷绕主体端部沿径向的内侧和外侧，导液区位于两个导电区之间。
本申请的该实施例将两个导电区设在非浸润瓶颈区域，例如电极组件的内圈和外圈，能够优化浸润效果，同时也能防止出现极化问题。
在一些实施例中，导电区和导液区分别设置一个，且导电区位于导液区的径向内侧。
本申请的该实施例将导电区设在导液区内侧，在通过导液区保证电极组件浸润特性的基础上，还能防止极耳在揉平形成弯折部后与壳体的内壁接触，或者在焊接极耳与端子时防止粒子落到壳体内侧壁，以免发生短路，提高电池单体的工作安全性。
在一些实施例中，卷绕主体两端的导液区具有相同的径向尺寸，且卷绕主体两端的导电区具有相同的径向尺寸。
本申请的该实施例中卷绕主体两端的结构对称，可将第一极片和第二极片加工为相同的结构，可降低电极组件的加工难度，提高电极组件的生产效率。
在一些实施例中，卷绕主体一端的导液区与另一端的导电区具有相同的径向尺寸。
本申请的该实施例中卷绕主体两端的导电区和导液区沿径向错位设置，即在卷绕主体一端的导电区对应于另一端的导液区，这样卷绕主体在沿径向的任意位置均具有导液区，可使电解液更加快速充分地进入卷绕主体内部，使电极组件内部的电解液分布更加均匀，以在电池充放电的过程中，使电解液与第一极片和第二极片上的活性物质均匀地发生反应，从而优化电池单体的性能。
在一些实施例中，电极组件还包括隔膜，隔膜用于隔离第一极片和第二极片，隔膜、第一极片的主体部和第二极片的主体部卷绕后形成卷绕主体；
在卷绕轴线的延伸方向上，隔膜位于导液区的部分超出第一极片的主体部的侧边和第二极片的主体部的侧边。
本申请的该实施例将隔膜设计为阶梯状，在导液区加宽，能够使隔膜的侧边在导液区在第一极片和第二极片之间向外伸出，并浸泡在电解液中，从而使隔膜更容易在毛细作用下吸取电解液，提高电极组件的浸润性能，进而提升电池单体的性能。
在一些实施例中，电极组件还包括隔膜，隔膜用于隔离第一极片和第二极片，第一极片和第二极片中至少一个的主体部包括沿卷绕轴线的延伸方向并排设置的活性物质区和导流区，导流区位于活性物质区的外侧，主体部位于导流区的表面与隔膜之间的间隙大于主体部位于活性物质区的表面与隔膜之间的间隙。
本申请的该实施例使主体部位于导流区的表面与隔膜之间的间隙大于主体部位于 活性物质区的表面与隔膜之间的间隙，能够在导流区与隔膜之间形成较大的毛细间隙，在隔膜端部吸入电解液后，便于电解液快速进入卷绕主体的端部，再进一步进入活性物质区与活性物质发生反应。此种结构使主体部与隔膜之间的间隙从外至内逐渐减小，便于电解液快速进入。
在一些实施例中，第一极片和第二极片中至少一个的导流区包括与活性物质区邻接的浸润区，主体部位于浸润区的表面与隔膜之间的间隙沿卷绕轴线的延伸方向从内至外逐渐增大。
本申请的该实施例能够在隔膜端部吸入电解液后，通过浸润区将电解液引入活性物质区，便于电解液快速进入卷绕主体内部发生反应。
在一些实施例中，第一极片和第二极片中至少一个的导流区包括与活性物质区邻接的浸润区，第一极片和第二极片中至少一个的主体部包括集流体、活性物质层和浸润层，活性物质层设在集流体的表面上且位于活性物质区，浸润层设在集流体的表面上且位于浸润区，浸润层的吸液能力高于活性物质层的吸液能力。
本申请的该实施例通过在主体部靠近外侧的区域涂覆吸液能力高于活性物质层的浸润层，能够通过浸润层的材料特性提高卷绕主体端部吸取电解液的能力，以便快速将电解液吸入卷绕主体内部。
在一些实施例中，浸润层包括无机陶瓷涂层、高分子聚合物和粘接剂。
在一些实施例中，第一极片和第二极片中至少一个的导流区还包括引导区，集流体沿卷绕轴线的延伸方向超出浸润层的区域形成引导区。
本申请的该实施例中在引导区未设置涂覆层，使集流体在引导区与隔膜之间的间隙大于浸润层表面与隔膜之间的间隙，可在卷绕主体位于导液区的端部形成多级吸入电解液的通道，且第一极片或第二极片与隔膜之间的距离从引导区、浸润区至活性物质区逐渐减小，能够显著提高吸液效率，提高电极组件的浸润特性，从而提高电池单体的性能。
在一些实施例中，第一极片为正极极片且沿卷绕轴线的延伸方向从内至外依次设有活性物质区、浸润区和引导区，第二极片为负极极片且沿卷绕轴线从内至外依次设有活性物质区和引导区。
本申请的该实施例考虑到正极极片的压实密度较大，电解液进入正极极片的速度较慢，通过对正极极片增设浸润区，能够加快电解液渗透到正极活性物质的速度；电解液纳进入负极极片的速度相对于正极极片较快，仅通过引导区引导电解液进入能够简化负极极片的制造工艺。该实施例既能使电解液进入正极极片和负极极片的速度接近，又 能降低电极组件的生产难度。
在一些实施例中，隔膜位于第一极片和第二极片中至少一个的导液区的侧边位于导流区的外侧边与极耳的外侧边之间。
本申请的该实施例使隔膜的侧边超出导流区的外侧边，能够使隔膜的伸出部分浸泡在电解液中，以利用毛细作用吸入电解液；而且隔膜的侧边不超过极耳的外侧边，可防止隔膜在导电区伸出过长影响极耳揉平，并保证极耳的导电效果。
在一些实施例中，导流区绕卷绕主体周向的延伸长度与活性物质区一致。
本申请的该实施例能够降低设置导流区的极片的制造难度，且导流区的延伸长度与活性物质区一致，能够在活性物质区的整个涂覆长度上都能较好地引导电解液到达活性物质区，从而使电解液在极片整个卷绕长度上均匀分布，从而提高电池单体的性能。
根据本申请的第二方面，提供了一种电池单体，包括：壳体，具有开口；端盖组件，用于封闭开口，端盖组件包括端盖本体和设在端盖本体上的端子；和上述实施例的电极组件，设在壳体内，第一极片的极耳或第二极片的极耳与端子电连接。
本申请该实施例的电池单体中，由于电极组件具备较优的浸润特性，且极耳与端子具备较高的电连接可靠性，因此能够提高电池单体的性能。
根据本申请的第三方面，提供了一种电池，包括：上述实施例的电池单体；以及箱体，用于容纳电池单体。
根据本申请的第四方面，提供了一种用电装置，包括上述实施例的电池，电池用于为用电装置提供电能。
根据本申请的第五方面，提供了一种电极组件的制造方法，包括：
提供极性相反的第一极片和第二极片，第一极片和第二极片均包括主体部和凸出于主体部的极耳；
将第一极片和第二极片绕卷绕轴线卷绕使各自的主体部形成卷绕主体，卷绕主体的端部包括至少一个导电区和至少一个导液区；
其中，极耳在导电区引出并卷绕至少一圈，且用于与电池单体的端子电连接，导液区与导电区沿卷绕主体的径向相邻布置，并用于引导电解液流入卷绕主体的内部。
根据本申请的第六方面，提供了一种电池的制造设备，包括：
极片提供装置，被配置为提供极性相反的第一极片和第二极片，第一极片和第二极片均包括主体部和凸出于主体部的极耳；和
极片卷绕装置，被配置为将第一极片和第二极片绕卷绕轴线卷绕使各自的主体部形成卷绕主体，卷绕主体的端部包括至少一个导电区和至少一个导液区；
其中，极耳在导电区引出并卷绕至少一圈，且用于与电池单体的端子电连接，导液区与导电区沿卷绕主体的径向相邻布置，并用于引导电解液流入卷绕主体的内部。
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为本申请将电池安装于车辆的一些实施例的结构示意图。
图2为本申请电池的一些实施例的分解图。
图3为本申请电池中电池单体的一些实施例的结构示意图。
图4为本申请电池中电池单体的一些实施例的第一种分解图。
图5为本申请电池中电池单体的一些实施例的第二种分解图。
图6为本申请电池的第一实施例的剖视图。
图7为图6所示电池中电极组件的端面示意图。
图8为本申请电池的第二些实施例的剖视图。
图9为图8所示电池中电极组件的端面示意图。
图10为本申请电池的第三些实施例的剖视图。
图11为图10所示电池中电极组件的端面示意图。
图12A、图12B和图12C分别为电极组件的一些实施例中第一极片、第二极片和隔膜的结构示意图。
图13A、图13B和图13C分别为电极组件的另一些实施例中第一极片、第二极片和隔膜的结构示意图。
图14A、图14B和图14C分别为电极组件的再一些实施例中第一极片、第二极片和隔膜的结构示意图。
图15为图6所示第一实施例的电池中第一极片的结构示意图。
图16为图8所示第二实施例的电池中第一极片的结构示意图。
图17为第一极片的一些实施例的侧面结构示意图。
图18为第一极片的另一些实施例的侧面结构示意图。
图19为第一极片、第二极片和隔膜在卷绕前叠加设置的一些实施例的结构示意图。
图20为本申请电极组件制造方法的一些实施例的流程示意图。
图21为本申请电极组件制造装置的一些实施例的模块组成示意图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明：
10、电极组件；1、第一极片；11、主体部；111、导液区；112、活性物质层；113、浸润层；114、集流体；12、极耳；121、导电区；122、过渡部；2、第二极片；3、隔膜；
100、电池单体；101、壳体；1011、开口；102、端盖组件；1021、端盖本体；1022、端子；1023、泄压部件；1024、绝缘件；1024’、凸出部；1025、转接件；1025A、第一连接片；1025B、第二连接片；
200、电池；201、箱体；201A、容纳部；201B、第一盖体；201C、第二盖体；
300、车辆；301、车桥；302、车轮；303、马达；304、控制器；
400、制造设备；410、极片提供装置；420、极片卷绕装置；
S、卷绕主体；K、卷绕轴线；A、活性物质区；B、导流区；B1、浸润区；B2、引导区。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普 通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本文中提及“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些实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
本申请采用了“上”、“下”、“顶”、“底”、“前”、“后”、“内”和“外”等指示的方位或位置关系的描述，这仅是为了便于描述本申请，而不是指示或暗示所指的装置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保护范围的限制。
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、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。
目前的电池单体通常包括壳体和容纳于壳体内的电极组件，并在壳体内填充电解质。电极组件主要由极性相反的第一极片和第二极片层叠或卷绕形成，并且通常在第一极片与第二极片之间设有隔膜。第一极片和第二极片涂覆有活性物质的部分构成电极组件的主体部，第一极片和第二极片未涂覆活性物质的部分各自构成第一极耳和第二极耳。在锂离子电池中，第一极片可以为正极极片，包括正极集流体和设于正极集流体两侧的正极活性物质层，正极集流体的材料例如可以为铝，正极活性物质例如可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等；第二极片可以为负极极片，包括负极集流体和设于负极集流体两侧的负极活性物质层，负极集流体的材料例如可以为铜，负极活性物质例如可以为石墨或硅等。第一极耳和第二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，极耳连接端子以形成电流回路。
在电极组件的加工和装配程序中，如果极片卷绕完毕后焊接，相邻极耳之间的间隙大，整体比较蓬松，在激光焊接时会产生虚焊，产生爆点现象，所以往往需要对极耳进行揉平处理，使极耳发生弯折变形且相邻极耳更紧凑，以便于极耳与端子连接，以及便于电池单体的装配。为了方便沿电极组件的周向对极耳施加外力进行揉平，一般将极耳设计为沿极片的整个卷绕长度连续延伸。
本申请的发明人在实践中发现，对极耳的揉平处理会导致在层叠结构中相邻两个极耳层的端部紧靠在一起并形成闭口结构，这样的闭口结构在一定程度上阻碍了电解液从极耳外部空间进入主体部的通路，对电极组件中电解液对活性物质的浸润效果造成不利影响，导致正极或负极活性物质不能充分参与反应，可能影响电极组件的效率，从而影响电池性能。
因此，电极组件中电解液对活性物质的浸润效果，是确保电池高性能的重要因素。发明人欲通过改变隔膜的材料或隔膜的层次结构提高浸润效果，但这会导致电极组件的成本增加，制备工艺更为复杂。
另一种思路是对连续极耳进行模切，形成多个离散的极耳，卷绕后形成一叠极耳，极耳揉平后在电极组件的周向上有极耳区和非极耳区，非极耳区便于浸润电解液，极耳区用于连接端子。但是，在极耳模切后再揉平存在打皱现象，而且由于极耳材质较软，在极耳揉平施加周向作用力时无法在极耳根部形成自支撑作用，使揉平区域揉不实，影响后续焊接效果；而且极耳焊接产生的粒子容易掉落到非极耳区的极片之间。
基于上述问题的发现，本申请的发明人改进了电极组件的结构设计，以提升电极组件中电解液对活性物质的浸润效果，提升电池的性能。下面将结合附图进一步描述本申请的各个实施例。
用电装置包括用于为装置提供电能的电池，装置可以是手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，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。
如图1所示，用电装置可以是车辆300，例如新能源汽车，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；或者用电装置也可以是无人机或轮船等。具体地，车辆300可包括车桥301、连接于车桥301的车轮302、马达303、控制器304和电池200，马达303用于驱动车桥301转动，控制器304用于控制马达303工作，电池200可以设置在车辆300的底部、头部或尾部，用于为马达303以及车辆中其它部件的工作提供电能。
如图2所示，电池200包括箱体201和电池单体100。在电池100中，电池单体100可以是一个，也可以是多个。若电池单体100为多个，多个电池单体100之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体100中既有串联又有并联，可以是多个电池单体 100先串联或并联或混联组成电池模块，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201内。也可以是所有电池单体100之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体100构成的整体容纳于箱体201内。
箱体201内部中空，用于容纳一个或多个电池单体100，根据所容纳电池单体100的形状、数量、组合方式以及其他要求，箱体201也可以具有不同形状的尺寸。例如，箱体201可包括：容纳部201A、第一盖体201B和第二盖体201C，容纳部201A相对的两端均具有开口，第一盖体201B和第二盖体201C分别用于封闭容纳部201A的两端开口，图2中根据多个电池单体100的排列方式，容纳部201A呈矩形筒状结构。
如图3所示，电池单体100包括壳体101、端盖组件102和电极组件10。电池单体100例如可以为锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池或镁离子电池等。
其中，壳体101为中空结构，用于容纳电极组件10，且壳体101具有开口1011；端盖组件102用于封闭开口1011，端盖组件102包括端盖本体1021和设在端盖本体1021上的端子1022，端盖本体1021上还设有泄压部件1023，用于在电池单体100内部压力超过预设压力时进行卸压。
图3示意出仅设置一个电极组件10的实施例，本领域技术人员应当理解，在其它实施例中，电池单体100也可以包括多个电极组件10，并且端子1022也可以根据电极组件10的数量和布置方式进行设计。此外，根据电极组件10的形状和放置方式，以及多个电极组件10的组合方式，壳体101可以为圆柱体、扁平体、长方体或其它形状。
如图4所示，电极组件10设在壳体101内，极性相反的第一极片和第二极片均具有极耳12，第一极片的极耳12或第二极片的极耳12与端子1022电连接。端盖组件102还可包括转接件1025，转接件1025设在端盖本体1021与电极组件10之间，用于实现极耳12与端子1022的电连接。如图5所示，为了实现端盖本体1021与转接件1025之间的绝缘，端盖组件102还可包括设在端盖本体1021与转接件1025之间的绝缘件1024。
在图4和图5所示的实施例中，电池单体100的壳体101呈中空的圆柱体，且两端均具有开口1011，两个开口1011均通过端盖组件102封闭。电极组件10可从开口1011放入壳体101内，第一极片和第二极片卷绕形成圆柱形的电极组件10，第一极片和第二极片各自的极耳12分别从电极组件10沿轴向的两端引出，且均通过转接件1025与相应端的端子1022电连接。
在其它可选的实施例中，电池单体100的壳体101呈中空的圆柱体，一端封闭，另一端具有开口1011并通过端盖组件102封闭，第一极片和第二极片卷绕形成圆柱形的 电极组件10，第一极片和第二极片各自的极耳12分别从电极组件10沿轴向的两端引出，第一极片例如负极极片的极耳12通过转接件1025与端子1022电连接，第二极片例如正极极片的极耳12直接与壳体101的端壁电连接。
下面将对电极组件10的结构进行详细描述。
在一些实施例中，如图6至图11所示，电极组件10，用于电池单体100，电极组件10包括：极性相反的第一极片1和第二极片2，第一极片1和第二极片2均包括主体部11和凸出于主体部11的极耳12，第一极片1和第二极片2绕卷绕轴线K卷绕使各自的主体部11形成卷绕主体S。
卷绕主体S的端部包括至少一个导电区121和至少一个导液区111，极耳12在导电区121引出并卷绕至少一圈，且用于与电池单体100的端子1022电连接，导液区111与导电区121沿卷绕主体S的径向相邻布置，并用于引导电解液流入卷绕主体S的内部。
其中，第一极片1和第二极片2的形状基本相同，可以是长条形带状结构，第一极片1和第二极片2沿垂直于卷绕轴线K的方向叠加设置，形成的卷绕主体S可以为圆柱体、扁平体、长方体或其它形状。例如，第一极片1为正极片，第二极片2为负极片；或者第一极片1为负极片，第二极片2为正极片。电极组件10还包括隔膜3，隔膜3用于隔离第一极片1和第二极片2，隔膜3、第一极片1的主体部11和第二极片2的主体部卷绕后形成卷绕主体S。
可选地，卷绕主体S的一个端部包括至少一个导电区121和至少一个导液区111，极耳12在导电区121引出并卷绕至少一圈，使导电区121和导液区111均形成环状结构，极耳12揉平后形成弯折部，并通过弯折部与电池单体100的端子1022电连接，例如通过焊接的方式连接。在第一极片1或第二极片2展开的状态下，极耳12可设在极片的中间区域、端部区域或其它区域。
导液区111未设置极耳12，且第一极片1或第二极片2与隔膜3之间的间隙与电极组件10外部连通，更容易使电解液进入第一极片1或第二极片2与隔膜3之间的间隙流入卷绕主体S内部，隔膜3也能充分发挥吸液作用，以在电池充放电的过程中，使电解液与第一极片1和第二极片2上的活性物质充分发生反应。
可选地，卷绕主体S的两个端部均包括至少一个导电区121和至少一个导液区111，电解液能够从卷绕主体S两端的导液区111浸润到内部，可缩短电解液的浸润路径，提高吸液效果。
本申请的该实施例在卷绕主体S的端部同时具有导电区121和导液区111，由于导液区111未设置极耳12，导电区121的极耳12揉平后，电池单体100内的电解液也容 易通过第一极片1和第二极片2在导液区111的间隙流入卷绕主体S的内部，保证电极组件10的浸润性能，以在电池充放电的过程中，使电解液与第一极片1和第二极片2上的活性物质充分发生反应，从而优化电池单体100的性能。
而且，由于极耳12连续延伸在导电区121卷绕至少一圈，在周向上与主体部11具备较好的连接强度，使极耳12根部具有较好的自支撑作用，在对极耳12施加周向作用力揉平的过程中，防止出现极耳12打皱现象，使揉平区域形状稳定，优化焊接极耳12和端子1022的效果，保证电极组件10可靠地向外传输电能，并提高过流能力。此外，极耳12焊接时产生的粒子也不容易沿周向掉落到导液区111的第一极片1和第二极片2之间，可提高电极组件10工作的可靠性，防止出现短路或极片划伤的问题。
此外，通过在主体部11的部分卷绕长度上设置连续极耳12，能够满足极耳12的过流能力，无需在主体部11的整个卷绕长度上设置离散极耳12，可简化模切极片工序，同时在第一极片1和第二极片卷绕形成卷绕主体S时，也无需进行极耳12对位问题，可简化工艺，提升电极组件10的生产效率。
在一些实施例中，如图6至图11所示，极耳12在导电区121卷绕多圈。极耳12可卷绕至少两圈，例如为了使极耳12达到较优的自支撑效果，卷绕圈数至少5圈，卷绕圈数可根据电极组件10的过流能力和极化进行设计。
本申请的该实施例通过使极耳12在导电区121卷绕多圈，揉平后相邻极耳12的弯折部相互搭接，进一步强化极耳12受到的支撑作用，可防止极耳12揉平打皱，使弯折部形状稳定，优化焊接极耳12和端子1022的效果；而且，还可增大极耳12揉平后与端子1022的焊接面积，使极耳12和端子1022的焊接更牢固，保证电极组件10可靠地向外传输电能，并提高过流能力。
在一些实施例中，导电区121和导液区111的数量之和大于或等于三个，且沿卷绕主体S的径向交替设置。如图6和图7所示，导电区121设有一个，导液区111设有两个；如图8和图9所示，导电区121设有两个，导液区111设有一个。
本申请的该实施例通过将至少三个导电区121和导液区111沿卷绕主体S的径向交替设置，能够使从导液区111进入卷绕主体S内部的电解液更容易到达导电区121，有利于电解液的快速浸润；而且，此种结构可缩短电子从导液区111到达导电区121的传输距离，保证电子及时有效传输，提高电流分布的均匀性，防止电极组件10发生极化问题。
在一些实施例中，如图6和图7所示，导电区121位于卷绕主体S端部沿径向的中间区域，导电区121沿径向的两侧分别设有一个导液区111。
其中，此处提到的“中间区域”并不精确表示沿径向正好位于中间的位置，导电 区121位置沿径向偏内或偏外均在本申请的保护范围之内。
本申请的该实施例在导电区121沿径向的两侧分别设有一个导液区111，电解液能够同时通过这两个导液区111进入到卷绕主体S内部，并向第一极片1和第二极片2位于导电区121的部分渗透，可进一步提高电极组件10的电解液浸润性能。而且，电子从内层导液区111和外层导液区111到达导电区121的传输距离缩短，可提高电流分布均匀性，防止出现极化问题。此外，导电区121设置一个也便于极耳12与端子1022电连接。上述优点均能提高电池性能。
在一些实施例中，如图8和图9，第一极片1和第二极片2中的至少一个沿卷绕方向间隔设置多个极耳12，以在卷绕主体S的端部形成多个沿径向间隔设置的导电区121。
其中，在卷绕轴线K的延伸方向上，第一极片1和第二极片2中至少一个的主体部11的一侧间隔设置两个或两个以上的极耳12，每个极耳12在卷绕主体S的端部形成一个导电区121，导电区121与导液区111沿径向交替间隔布置。例如，极耳12的段数可不超过10段，取决于极片的长度。本申请的该实施例可使通过导液区111进入卷绕主体S内部的电解液同时向两侧导电区121渗透，从而使电解液顺利到达第一极片1和第二极片2位于导电区121的部分，提高电极组件10的电解液浸润性能。而且，电子从导液区111可沿径向内侧和径向外侧同时到达导电区121，能够大幅缩短电子传输距离，提高电流分布均匀性，防止出现极化问题；当第一极片1和第二极片2展开后较长时，通过设计分段极耳12，可较好地避免局部电子传输距离长带来极化问题。此外，设置多个导电区121可延长极耳12在径向设置的整体长度，便于极耳12与转接件1025焊接，并通过转接件1025与端子1022电连接。上述优点均能提高电池性能。
在一些实施例中，如图8和图9，导电区121设有两个且分别位于卷绕主体S端部沿径向的内侧和外侧，导液区111位于两个导电区121之间。
由于电极组件10不同位置的浸润速度不同，例如，电极组件10最靠近内圈和靠近外圈的部分电解液浸润相对容易，内圈有中心管的电解液导流，外圈有壳体101与电极组件10之间空隙内的电解液接触，因此，电极组件10的内外圈与中间区域相比更容易浸入电解液。
本申请的该实施例将两个导电区121设在非浸润瓶颈区域，例如电极组件10的内圈和外圈，能够优化浸润效果，同时也能防止出现极化问题。
在一些实施例中，如图10和图11，导电区121和导液区111分别设置一个，且导电区121位于导液区111的径向内侧。例如，导电区121的径向宽度可大于导液区111， 以提高电极组件10的过流能力。
本申请的该实施例将导电区121设在导液区111内侧，在通过导液区111保证电极组件10浸润特性的基础上，还能防止极耳12在揉平形成弯折部后与壳体101的内壁接触，或者在焊接极耳12与端子1022时防止粒子落到壳体101内侧壁，以免发生短路，提高电池单体100的工作安全性。
在一些实施例中，卷绕主体S两端的导液区111具有相同的径向尺寸，且卷绕主体S两端的导电区121具有相同的径向尺寸。其中，第一极片1和第二极片2各自的极耳12从卷绕主体S的两端引出，卷绕主体S的两端均设有导电区121和导液区111，“径向尺寸”包括径向位置和径向尺寸。
本申请的该实施例中卷绕主体S两端的结构对称，可将第一极片1和第二极片2加工为相同的结构，可降低电极组件10的加工难度，提高电极组件10的生产效率。
在另一些实施例中，卷绕主体S一端的导液区111与另一端的导电区121具有相同的径向尺寸。其中，第一极片1和第二极片2各自的极耳12从卷绕主体S的两端引出，卷绕主体S的两端均设有导电区121和导液区111，“径向尺寸”包括径向位置和径向尺寸。
本申请的该实施例中卷绕主体S两端的导电区121和导液区111沿径向错位设置，即在卷绕主体S一端的导电区121对应于另一端的导液区111，这样卷绕主体S在沿径向的任意位置均具有导液区111，可使电解液更加快速充分地进入卷绕主体S内部，使电极组件10内部的电解液分布更加均匀，以在电池充放电的过程中，使电解液与第一极片1和第二极片2上的活性物质均匀地发生反应，从而优化电池单体100的性能。
在一些实施例中，如图6、图8和图10，电极组件10还包括隔膜3，隔膜3用于隔离第一极片1和第二极片2，隔膜3、第一极片1的主体部11和第二极片2的主体部卷绕后形成卷绕主体S；在卷绕轴线K的延伸方向上，隔膜3至少一侧位于导液区111的部分超出第一极片1的主体部11的侧边和第二极片2的主体部11的侧边。
其中，隔膜3在展开的状态下可以为长条带状结构，隔膜3可采用PP(聚丙烯)材料或PE(聚乙烯)材料制成，其内部具有微米级或纳米级的微孔，用于在电池的充放电过程中供金属离子通过。
可选地，在卷绕轴线K的延伸方向上，隔膜3的一侧位于导液区111的部分超出第一极片1的主体部11的侧边和第二极片2的主体部11的侧边；或者如图13A所示，隔膜3的两侧位于导液区111的部分均超出第一极片1的主体部11的侧边和第二极片2的主体部11的侧边。
本申请的该实施例将隔膜3设计为阶梯状，在导液区111加宽，能够使隔膜3的侧边在导液区111在第一极片1和第二极片2之间向外伸出，并浸泡在电解液中，从而使隔膜3更容易在毛细作用下吸取电解液，提高电极组件10的浸润性能，进而提升电池单体100的性能。可选地，如图12A所示，隔膜3也可设计为等宽的长条状结构。
在一些实施例中，如图13A所示，电极组件10还包括隔膜3，隔膜3用于隔离第一极片1和第二极片2，第一极片1和第二极片2中至少一个的主体部11包括沿卷绕轴线K的延伸方向并排设置的活性物质区A和导流区B，导流区B位于活性物质区A的外侧，用于引导电解液进入卷绕主体S内部；如图17和图18所示，主体部11位于导流区B的表面与隔膜3之间的间隙大于主体部11位于活性物质区A的表面与隔膜3之间的间隙。
例如，第一极片1为正极极片，活性物质区A涂覆正极活性物质，例如，正极活性物质可以是三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂；第二极片2为负极活性物质，负极活性物质可以是石墨或硅。
本申请的该实施例使主体部11位于导流区B的表面与隔膜3之间的间隙大于主体部11位于活性物质区A的表面与隔膜3之间的间隙，能够在导流区B与隔膜3之间形成较大的毛细间隙，在隔膜3端部吸入电解液后，便于电解液快速进入卷绕主体S的端部，再进一步进入活性物质区A与活性物质发生反应。此种结构使主体部11与隔膜3之间的间隙从外至内逐渐减小，便于电解液快速进入。
在一些实施例中，如图12A所示，第一极片1和第二极片2中至少一个的导流区B包括与活性物质区A邻接的浸润区B1，主体部11位于浸润区B1的表面与隔膜3之间的间隙沿卷绕轴线K的延伸方向从内至外逐渐增大。
其中，浸润区B1可以为沿主体部11的整个卷绕方向延伸的长条带状结构，用于引入电解液，浸润区B1沿卷绕轴线K的延伸方向的宽度小于活性物质区A的宽度。如图17和图18所示，浸润区B1的表面沿卷绕轴线K的延伸方向可以为斜面，或者也可设计为弧形、阶梯状等，只要使浸润区B1的表面与隔膜3之间的间隙从内至外逐渐增大都在本申请的保护范围之内。
本申请的该实施例能够在隔膜3端部吸入电解液后，通过浸润区B1将电解液引入活性物质区A，便于电解液快速进入卷绕主体S内部发生反应。
在一些实施例中，如图17和图18所示，第一极片1和第二极片2中至少一个的导流区B包括与活性物质区A邻接的浸润区B1，第一极片1和第二极片2中至少一个的主体部11包括集流体114、活性物质层112和浸润层113，活性物质层112设在集流体 114的表面上且位于活性物质区A，浸润层113设在集流体114的表面上且位于浸润区B1，浸润层113的吸液能力高于活性物质层112的吸液能力。
其中，“吸液能力”是指单位面积的涂覆层在单位时间内吸收电解液的能力。例如，第一极片1为正极极片，可采用铝箔作为集流体114，第二极片2为负极极片，可采用铜箔作为集流体114。例如，浸润层113包括无机陶瓷涂层、高分子聚合物和粘接剂。如图17所示，浸润层113的侧边与集流体114的侧边平齐，与第一极片1相邻的隔膜3的侧边超出浸润层113和集流体114的侧边。
本申请的该实施例通过在主体部11靠近外侧的区域涂覆吸液能力高于活性物质层112的浸润层113，能够通过浸润层113的材料特性提高卷绕主体S端部吸取电解液的能力，以便快速将电解液吸入卷绕主体S内部。
而且，主体部11位于浸润区B1的表面与隔膜3之间的间隙从内至外逐渐增大，即浸润层113的厚度小于活性物质层112的厚度，在浸润层113与隔膜3之间形成从内至外渐扩的间隙，也便于吸入电解液。通过结构设计和材料特性的双重改进，能够更好地提高电极组件10的浸润特性。
在一些实施例中，如图13A、14A、14B和18，第一极片1和第二极片2中至少一个的导流区B还包括引导区B2，集流体114沿卷绕轴线K的延伸方向超出浸润层113的区域形成引导区B2。
其中，引导区B2为集流体114沿卷绕轴线K的延伸方向超出浸润层113的区域，该区域未设置涂覆层，且集流体114位于引导区B2的部分与极耳12连接为一体。与第一极片1相邻的隔膜3的侧边超出集流体114侧侧边，以便先通过隔膜3吸液，再使电解液依次经过引导区B2和浸润区B1进入活性物质区A。
本申请的该实施例中在引导区B2未设置涂覆层，使集流体114在引导区B2与隔膜3之间的间隙大于浸润层113表面与隔膜3之间的间隙，可在卷绕主体S位于导液区111的端部形成多级吸入电解液的通道，且第一极片1或第二极片2与隔膜3之间的距离从引导区B2、浸润区B1至活性物质区A逐渐减小，能够显著提高吸液效率，提高电极组件10的浸润特性，从而提高电池单体100的性能。
在一些实施例中，如图13A所示，第一极片1为正极极片且沿卷绕轴线K的延伸方向从内至外依次设有活性物质区A、浸润区B1和引导区B2；如图13B所示，第二极片2为负极极片且沿卷绕轴线K从内至外依次设有活性物质区A和引导区B2。
本申请的该实施例考虑到正极极片的压实密度较大，电解液进入正极极片的速度较慢，通过对正极极片增设浸润区B1，能够加快电解液渗透到正极活性物质的速度；电 解液纳进入负极极片的速度相对于正极极片较快，仅通过引导区B2引导电解液进入能够简化负极极片的制造工艺。该实施例既能使电解液进入正极极片和负极极片的速度接近，又能降低电极组件10的生产难度。可选地，第一极片1和第二极片2也可设置为相同的结构，例如均设置浸润区B1，或者均不设置浸润区B1。
在一些实施例中，隔膜3位于第一极片1和第二极片2中至少一个的导液区111的侧边位于导流区B的外侧边与极耳12的外侧边之间。
本申请的该实施例使隔膜3的侧边超出导流区B的外侧边，能够使隔膜3的伸出部分浸泡在电解液中，以利用毛细作用吸入电解液；而且隔膜3的侧边不超过极耳12的外侧边，可防止隔膜3在导电区121伸出过长影响极耳12揉平，并保证极耳12的导电效果。
在一些实施例中，如图12A至图16，导流区B绕卷绕主体S周向的延伸长度与活性物质区A一致。
本申请的该实施例能够降低设置导流区B的极片的制造难度，且导流区的延伸长度与活性物质区A一致，能够在活性物质区A的整个涂覆长度上都能较好地引导电解液到达活性物质区A，从而使电解液在极片整个卷绕长度上均匀分布，从而提高电池单体100的性能。
上述部分实施例中以第一极片1为例介绍了极片的具体结构，第二极片2也可采用相同或类似的结构。
下面将给出一些具体的实施例对电极组件10的结构进行说明。
在第一实施例中，如图6和图7所示，图6仅给出电池单体100一端的结构，另一端的结构可与图中体现的一端对称。壳体101内设有电极组件10，壳体101的端部设有开口1011，并通过端盖组件102封闭，端盖组件102包括端盖本体1021、端子1022、绝缘件1024和转接件1025。绝缘件1024设在端盖本体1021靠近电极组件10的一侧，转接件1025设在绝缘件1024靠近电极组件10的一侧。
电极组件10包括第一极片1、第二极片2和隔膜3，第一极片1和第二极片2叠加设置，隔膜3用于隔离第一极片1和第二极片2，第一极片1、第二极片2和隔膜3一起卷绕，使第一极片1和第二极片2各自的主体部11形成卷绕主体S，卷绕主体S的端部同心设有一个导电区121和两个导液区111，导电区121位于两个导液区111之间。极耳12在导电区121引出并卷绕多圈，例如6圈，极耳12揉平后形成弯折部，并通过转接件1025与同端的端子1022电连接。极耳12可沿径向朝内弯折，以防止弯折部碰触到壳体101内壁，且利于减小转接件1025的径向尺寸。
在导电区121，延伸长度最高的为第一极片1，其次为隔膜3，延伸至水平虚线处的为第二极片2；在导液区111，延伸长度最高的为隔膜3，延伸至水平虚线处的包括第一极片1和第二极片2，且第一极片1和第二极片2交替设置。
如图6所示，绝缘件1024的外环设有凸出部1024’，用于将极耳12和壳体101隔开，以提高绝缘性能。例如，转接件1025可包括相互连接的第一连接片1025A和第二连接片1025B，第一连接片1025A与极耳12焊接，第二连接片1025B与端子1022连接。
在第二实施例中，如图8和图9所示，与第一实施例的不同之处在于，卷绕主体S的端部同心设有两个导电区121和一个导液区111，导液区111位于两个导电区121之间。每个导电区121的极耳12连续卷绕多圈，例如5圈。
在第三实施例中，如图10和图11所示，与第一实施例的不同之处在于，卷绕主体S的端部同心设有一个导电区121和一个导液区111，导液区111位于导电区121的径向外侧。例如，导电区121的径向宽度大于导液区111的径向宽度。
下面将给出一些具体的实施例对展开后第一极片1、第二极片2和隔膜3的结构进行说明。
在第一实施例中，如图12A所示，第一极片1为正极极片，第一极片1的主体部11包括沿卷绕轴线K的延伸方向并排设置的活性物质区A和浸润区B1，浸润区B1位于活性物质区A的外侧。如图17所示，集流体114在活性物质区A可涂覆活性物质层112，在浸润区B1可涂覆浸润层113，浸润层113的吸液性能可高于活性物质层112，且浸润层113表面与隔膜3的间隙从外至内逐渐减小，且大于活性物质层112与隔膜3之间的间隙。隔膜3的侧边可超出第一极片1侧边的宽度为W9。
极耳12从主体部11沿卷绕轴线K延伸方向的侧部凸出，极耳12可设在主体部11沿卷绕长度靠近一端的位置，在卷绕后，导电区121可位于内环或外环。浸润层113沿第一极片1的整个卷绕长度延伸，浸润层113位于导电区121的外侧边可有少部分宽度设在极耳12上。极耳12与主体部11连接的根部位置可设置过渡部122，例如圆角或倒角，以减小极耳12揉平时根部受到的应力，防止极耳12开裂或收到拉扯。可选地，极耳12外侧边的角部位置也可设置过渡部122。例如，极耳12外侧边角部位置的圆角取值范围为R3-R12，优选为R8；与主体部11连接处圆角的取值范围为R1-R8之间，优选为R5。
如图12B所示，第二极片2为负极极片，第二极片2的主体部11仅包括活性物质区A，极耳12可设在主体部11沿卷绕长度靠近一端的位置。
如图12C所示，隔膜3呈矩形长条形状，采用等宽结构。
在卷绕时，在卷绕轴线K的延伸方向上，第一极片1和第二极片2各自的极耳12 位于异侧。
在第二实施例中，如图13A所示，第一极片1为正极极片，第一极片1的主体部11包括沿卷绕轴线K的延伸方向并排设置的活性物质区A、浸润区B1和引导区B2，浸润区B1位于活性物质区A和引导区B2之间。浸润区B1和引导区B2沿第一极片1的整个卷绕长度延伸。
如图18所示，集流体114在活性物质区A可涂覆活性物质层112，在浸润区B1可涂覆浸润层113，浸润层113的吸液性能可高于活性物质层112，且浸润层113表面与隔膜3的间隙从外至内逐渐减小，且大于活性物质层112与隔膜3之间的间隙。隔膜3的侧边可超出引导区B2侧边的宽度为W9’。
极耳12从主体部11沿卷绕轴线K延伸方向的侧部凸出，极耳12可设在主体部11的一端，在卷绕后，导电区121可位于内环或外环。
如图13B所示，第二极片2为负极极片，第二极片2的主体部11包括活性物质区A和引导区B2，极耳12可设在主体部11沿卷绕长度靠近一端的位置。集流体114在活性物质区A可涂覆活性物质层112，集流体114超出活性物质区A侧边的部分形成引导区B2。
如图13C所示，隔膜3在导电区121的宽度为W0，且隔膜3的两侧边在导液区111均加宽W1，以使隔膜3的侧边在导液区111超出主体部11的侧边，以便于吸液。
在卷绕时，在卷绕轴线K的延伸方向上，第一极片1和第二极片2各自的极耳12位于异侧。
在第三实施例中，如图14A所示，第一极片1为正极极片，且结构与图13A相同。在卷绕轴线K的延伸方向上，活性物质区A的宽度为W4，浸润区B1的宽度为W3，引导区B2的宽度为W2，极耳12的宽度为W5。
如图14B所示，第二极片2为负极极片，且结构与14A相同。在卷绕轴线K的延伸方向上，活性物质区A的宽度为W8，浸润区B1的宽度为W7，引导区B2的宽度为W6，极耳12的宽度为W9。
如图14C所示，隔膜3在导电区121的宽度为W0，且隔膜3的两侧边在导液区111均加宽W1，以使隔膜3的侧边在导液区111超出主体部11的侧边，以便于吸液。可选地，隔膜3也可采用图12C的等宽结构。
在另一些实施例中，如图15所示，第一极片1可以为正极极片或负极极片，第一极片1的主体部11包括沿卷绕轴线K的延伸方向并排设置的活性物质区A和浸润区B1，浸润区B1位于活性物质区A的外侧。极耳12可位于主体部11沿卷绕长度的中间区域， 在卷绕后，导电区121位于卷绕主体S沿径向的中间区域。
在另一些实施例中，如图16所示，第一极片1可以为正极极片或负极极片，与图15的不同之处在于，在主体部11的沿卷绕轴线K延伸方向的侧部设有两个极耳12，两个极耳12间隔设置分别位于主体部11沿卷绕长度靠近两端的位置。在卷绕后，卷绕主体S的端部设有两个导电区121和一个导液区111，导液区111位于两个导电区121之间。
图19为第一极片1、第二极片2和隔膜3在卷绕前叠加设置的一些实施例的结构示意图。例如，第一极片1可以为负极极片，相应地第二极片2为正极极片，第一极片1长于第二极片2，隔膜3长于第一极片1。第一极片1和第二极片2的极耳12沿卷绕轴线K的引出方向相反，且均位于主体部11沿卷绕方向靠近第一端的位置，第一端均为左端，且极耳12在主体部11的部分卷绕长度方向上连续延伸。
第一极片1的主体部11仅包括活性物质涂覆区A，第二极片2的主体部11包括包括沿卷绕轴线K的延伸方向并排设置的活性物质区A和浸润区B1，浸润区B1位于活性物质区A的外侧。在卷绕轴线K的延伸方向上，第一极片1的活性物质涂覆区A两侧的宽度边缘均超过第二极片2的活性物质涂覆区A相应侧的宽度边缘。隔膜3采用等宽结构，隔膜3的两个侧边均超出第一极片1和第二极片2主体部11位于同侧的侧边，且不超出极耳12的外侧边。
上述各具体实施例只是示意性地给出第一极片1、第二极片2和隔膜3的结构形式以及组合方式，在实际设置时可根据需要将不同的第一极片1、第二极片2和隔膜3进行组合。
其次，本申请提供了一种电极组件10的制造方法，如图20所示，在一些实施例中，该制造方法包括：
S110、提供极性相反的第一极片1和第二极片2，第一极片1和第二极片2均包括主体部11和凸出于主体部11的极耳12；
S120、将第一极片1和第二极片2绕卷绕轴线K卷绕使各自的主体部11形成卷绕主体S，卷绕主体S的端部包括至少一个导电区121和至少一个导液区111；
其中，极耳12在导电区121引出并卷绕至少一圈，且用于与电池单体100的端子1022电连接，导液区111与导电区121沿卷绕主体S的径向相邻布置，并用于引导电解液流入卷绕主体S的内部。
在通过S120卷绕后，再将卷绕主体S端部的极耳12揉平，以使极耳12形成弯折部，便于与端子1022电连接。
本申请的该实施例在卷绕主体S的端部同时具有导电区121和导液区111，由于 导液区111未设置极耳12，导电区121的极耳12揉平后，电池单体100内的电解液也容易通过第一极片1和第二极片2在导液区111的间隙流入卷绕主体S的内部，保证电极组件10的浸润性能，以在电池充放电的过程中，使电解液与第一极片1和第二极片2上的活性物质充分发生反应，从而优化电池单体100的性能。
而且，由于极耳12连续延伸在导电区121卷绕至少一圈，在周向上与主体部11具备较好的连接强度，使极耳12根部具有较好的自支撑作用，在对极耳12施加周向作用力揉平的过程中，防止出现极耳12打皱现象，使揉平区域形状稳定，优化焊接极耳12和端子1022的效果，保证电极组件10可靠地向外传输电能，并提高过流能力。此外，极耳12焊接时产生的粒子也不容易沿周向掉落到导液区111的第一极片1和第二极片2之间，可提高电极组件10工作的可靠性。
最后，本申请提供了一种电极组件10的制造设备400，如图21所示，在一些实施例中，制造设备400包括：极片提供装置410和极片卷绕装置420。极片提供装置410被配置为提供极性相反的第一极片1和第二极片2，第一极片1和第二极片2均包括主体部11和凸出于主体部11的极耳12；极片卷绕装置420被配置为将第一极片1和第二极片2绕卷绕轴线K卷绕使各自的主体部11形成卷绕主体S，卷绕主体S的端部包括至少一个导电区121和至少一个导液区111。其中，极耳12在导电区121引出并卷绕至少一圈，且用于与电池单体100的端子1022电连接，导液区111与导电区121沿卷绕主体S的径向相邻布置，并用于引导电解液流入卷绕主体S的内部。
本申请该实施例的制造设备400与制造方法有相同的技术效果。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (22)

  1. 一种电极组件(10)，用于电池单体(100)，其中，所述电极组件(10)包括：极性相反的第一极片(1)和第二极片(2)，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)均包括主体部(11)和凸出于所述主体部(11)的极耳(12)，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)绕卷绕轴线(K)卷绕使各自的主体部(11)形成卷绕主体(S)；
    所述卷绕主体(S)的端部包括至少一个导电区(121)和至少一个导液区(111)，所述极耳(12)在所述导电区(121)引出并卷绕至少一圈，且用于与所述电池单体(100)的端子(1022)电连接，所述导液区(111)与所述导电区(121)沿卷绕主体(S)的径向相邻布置，并用于引导电解液流入所述卷绕主体(S)的内部。
  2. 根据权利要求1所述的电极组件(10)，其中，所述极耳(12)在所述导电区(121)卷绕多圈。
  3. 根据权利要求1或2所述的电极组件(10)，其中，所述导电区(121)和所述导液区(111)的数量之和大于或等于三个，且沿所述卷绕主体(S)的径向交替设置。
  4. 根据权利要求3所述的电极组件(10)，其中，所述导电区(121)位于所述卷绕主体(S)端部沿径向的中间区域，所述导电区(121)沿径向的两侧分别设有一个所述导液区(111)。
  5. 根据权利要求1～3任一项所述的电极组件(10)，其中，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)中的至少一个沿卷绕方向间隔设置多个所述极耳(12)，以在所述卷绕主体(S)的端部形成多个沿径向间隔设置的所述导电区(121)。
  6. 根据权利要求5所述的电极组件(10)，其中，所述导电区(121)设有两个且分别位于所述卷绕主体(S)端部沿径向的内侧和外侧，所述导液区(111)位于两个所述导电区(121)之间。
  7. 根据权利要求1或2所述的电极组件(10)，其中，所述导电区(121)和所述导液区(111)分别设置一个，且所述导电区(121)位于所述导液区(111)的径向内侧。
  8. 根据权利要求1～7任一项所述的电极组件(10)，其中，
    所述卷绕主体(S)两端的所述导液区(111)具有相同的径向尺寸，且所述卷绕主体(S)两端的所述导电区(121)具有相同的径向尺寸；或者
    所述卷绕主体(S)一端的所述导液区(111)与另一端的所述导电区(121)具有相同的径向尺寸。
  9. 根据权利要求1～8任一项所述的电极组件(10)，还包括隔膜(3)，所述隔膜 (3)用于隔离所述第一极片(1)和第二极片(2)，所述隔膜(3)、所述第一极片(1)的主体部(11)和所述第二极片(2)的主体部卷绕后形成所述卷绕主体(S)；
    在所述卷绕轴线(K)的延伸方向上，所述隔膜(3)位于导液区(111)的部分超出所述第一极片(1)的主体部(11)的侧边和所述第二极片(2)的主体部(11)的侧边。
  10. 根据权利要求1～9任一项所述的电极组件(10)，还包括隔膜(3)，所述隔膜(3)用于隔离所述第一极片(1)和第二极片(2)，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)中至少一个的主体部(11)包括沿所述卷绕轴线(K)的延伸方向并排设置的活性物质区(A)和导流区(B)，所述导流区(B)位于所述活性物质区(A)的外侧，所述主体部(11)位于所述导流区(B)的表面与所述隔膜(3)之间的间隙大于所述主体部(11)位于所述活性物质区(A)的表面与所述隔膜(3)之间的间隙。
  11. 根据权利要求10所述的电极组件(10)，其中，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)中至少一个的导流区(B)包括与所述活性物质区(A)邻接的浸润区(B1)，所述主体部(11)位于所述浸润区(B1)的表面与所述隔膜(3)之间的间隙沿所述卷绕轴线(K)的延伸方向从内至外逐渐增大。
  12. 根据权利要求10或11所述的电极组件(10)，其中，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)中至少一个的导流区(B)包括与所述活性物质区(A)邻接的浸润区(B1)，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)中至少一个的主体部(11)包括集流体(114)、活性物质层(112)和浸润层(113)，所述活性物质层(112)设在所述集流体(114)的表面上且位于所述活性物质区(A)，所述浸润层(113)设在所述集流体(114)的表面上且位于所述浸润区(B1)，所述浸润层(113)的吸液能力高于所述活性物质层(112)的吸液能力。
  13. 根据权利要求12所述的电极组件(10)，其中，所述浸润层(113)包括无机陶瓷涂层、高分子聚合物和粘接剂。
  14. 根据权利要求12或13所述的电极组件(10)，其中，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)中至少一个的导流区(B)还包括引导区(B2)，所述集流体(114)沿所述卷绕轴线(K)的延伸方向超出所述浸润层(113)的区域形成所述引导区(B2)。
  15. 根据权利要求14所述的电极组件(10)，其中，所述第一极片(1)为正极极片且沿所述卷绕轴线(K)的延伸方向从内至外依次设有所述活性物质区(A)、所述浸润区(B1)和所述引导区(B2)，所述第二极片(2)为负极极片且沿所述卷绕轴线(K)从内至外依次设有所述活性物质区(A)和所述引导区(B2)。
  16. 根据权利要求10～15任一项所述的电极组件(10)，其中，所述隔膜(3)位于 所述第一极片(1)和所述第二极片(2)中至少一个的导液区(111)的侧边位于所述导流区(B)的外侧边与所述极耳(12)的外侧边之间。
  17. 根据权利要求10～16任一项所述的电极组件(10)，其中，所述导流区(B)绕所述卷绕主体(S)周向的延伸长度与所述活性物质区(A)一致。
  18. 一种电池单体(100)，包括：
    壳体(101)，具有开口(1011)；
    端盖组件(102)，用于封闭所述开口(1011)，所述端盖组件(102)包括端盖本体(1021)和设在所述端盖本体(1021)上的端子(1022)；和
    权利要求1～17任一项所述的电极组件(10)，设在所述壳体(101)内，所述第一极片(1)的极耳(12)或所述第二极片(2)的极耳(12)与所述端子(1022)电连接。
  19. 一种电池(200)，包括：
    根据权利要求18所述的电池单体(100)；以及
    箱体(201)，用于容纳所述电池单体(100)。
  20. 一种用电装置，包括权利要求19所述的电池，所述电池用于为所述用电装置提供电能。
  21. 一种电极组件(10)的制造方法，包括：
    提供极性相反的第一极片(1)和第二极片(2)，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)均包括主体部(11)和凸出于所述主体部(11)的极耳(12)；
    将所述第一极片(1)和所述第二极片(2)绕卷绕轴线(K)卷绕使各自的主体部(11)形成卷绕主体(S)，所述卷绕主体(S)的端部包括至少一个导电区(121)和至少一个导液区(111)；
    其中，所述极耳(12)在所述导电区(121)引出并卷绕至少一圈，且用于与所述电池单体(100)的端子(1022)电连接，所述导液区(111)与所述导电区(121)沿卷绕主体(S)的径向相邻布置，并用于引导电解液流入所述卷绕主体(S)的内部。
  22. 一种电极组件(10)的制造设备(400)，包括：
    极片提供装置(410)，被配置为提供极性相反的第一极片(1)和第二极片(2)，所述第一极片(1)和所述第二极片(2)均包括主体部(11)和凸出于所述主体部(11)的极耳(12)；和
    极片卷绕装置(420)，被配置为将所述第一极片(1)和所述第二极片(2)绕卷绕轴线(K)卷绕使各自的主体部(11)形成卷绕主体(S)，所述卷绕主体(S)的端部包括至少一个导电区(121)和至少一个导液区(111)；
    其中，所述极耳(12)在所述导电区(121)引出并卷绕至少一圈，且用于与所述电池单体(100)的端子(1022)电连接，所述导液区(111)与所述导电区(121)沿卷绕主体(S)的径向相邻布置，并用于引导电解液流入所述卷绕主体(S)的内部。
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