CN116648808A - 电极组件及其制造方法、电池单体、电池和用电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电池领域，具体涉及一种电极组件及其制造方法、电池单体、电池和用电装置。其中，电极组件包括：第一极片；第一隔膜；第二隔膜，第二隔膜和第一隔膜位于第一极片的沿厚度方向的相对两侧，第一隔膜和第二隔膜均翻折并包覆第一极片的未设置极耳的边缘。基于此，可有效提升电池的安全性能。

Description

电极组件及其制造方法、电池单体、电池和用电装置 技术领域
本申请涉及电池领域，具体涉及一种电极组件及其制造方法、电池单体、电池和用电装置。
背景技术
目前，电池的应用日益广泛，其不仅被应用于水力、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。
在电池技术的发展中，如何降低电池的短路风险，提高电池的安全性，是一个重要问题。
发明内容
本申请提供一种电极组件、电池单体、电池、用电装置和电极组件的制造方法，以提高电池的安全性。
为了实现上述目的，本申请所提供的电极组件，包括：
第一极片；
第一隔膜；和
第二隔膜，第二隔膜和第一隔膜位于第一极片的沿厚度方向的相对两侧，第一隔膜和第二隔膜均翻折并包覆第一极片的未设置极耳的边缘。
由于第一极片的未设置极耳的边缘被两层隔膜包裹，因此，异物不容易刺穿，短路风险降低，安全性能提高。
在一些实施例中，第一隔膜和第二隔膜复合于第一极片上。这样，有利于提高包裹牢固性。
在一些实施例中，第一隔膜和第二隔膜热压于第一极片上，或者，第一隔膜和第二隔膜粘接于第一极片上。采用热压方式或粘接方式，来使第一隔膜和第二隔膜复合于第一极片上，可以有效提高包裹牢固性。
在一些实施例中，第一极片为正极片。第一极片为正极片时，包裹更方便，且安全性能更好。
在一些实施例中，第一极片不折叠；或者，第一极片沿第一方向进行单次折叠，使得第一极片包括彼此连接的两片第一叠片。第一极片不折叠时，方便实现卷绕成型方式或单片叠片方式。第一极片进行单次折叠时，第一极片可以折叠形成U型结构，方便第一极片折叠后，再与其他电极片组装，这有利于提高叠片电池的生产效率。
在一些实施例中，第一极片的两片第一叠片中的至少之一具有极耳。当第一极片的两片第一叠片中仅有一片具有极耳时，结构较为简单。当第一极片的两片第一叠片均具有极耳时，电能传递效率更高，且工作可靠性更高。
在一些实施例中，第一极片具有惰性区，惰性区包括第一极片的弯折部，惰性区未涂覆活性物质。基于此，便于控制负极片超出正极片的部分的面积大小。
在一些实施例中，第一极片的惰性区的朝向第二极片的表面设有绝缘物质。这样，有利于改善第二极片和第一极片之间的绝缘性，提升安全性能。
在一些实施例中，电极组件还包括第二极片，第二极片与第一极片极性相反，并与第一极片堆叠或卷绕在一起，第一隔膜和第二隔膜分隔第二极片和第一极片。此时，电极组件为卷绕电芯或叠片电芯。
在一些实施例中，第二极片不折叠，或者，第二极片沿第二方向进行往复折叠，使得第二极片包括依次连接并堆叠的多片第二叠片。第二极片不折叠时，方便实现卷绕成型方式或单片叠片方式。第二极片进行往复折叠时，第二极片可以形成连续Z型结构，方便第二极片折叠后，再与其他电极片组装，这有利于提高叠片电池的生产效率。
在一些实施例中，第二极片沿第二方向进行往复折叠，使得第二极片包括依次连接并堆叠的多片第二叠片，第一极片沿第一方向进行单次折叠，使得第一极片包括彼此连接的两片第一叠片，第一方向与第二方向垂直或平行，第一叠片与第二叠片依次交替堆叠。基于此，可以缩短裁切过程的时间，并提高叠片效率，进而有效提升叠片电池的生产效率。
在一些实施例中，第二极片的极耳位于第二极片的弯折部以外的边缘；和/或，第一极片的极耳位于第一极片的弯折部以外的边缘。当第二极片和/或第一极片的极耳位于弯折部以外的边缘时，极耳不容易因折叠过程而损坏，结构可靠性较高。
在一些实施例中，第一方向与第二方向垂直，第二极片的极耳位于第二极片的与弯折部邻接的边缘，第一极片的极耳位于第一极片的远离弯折部的端部。基于此，第二极片和第一极片所采用的是一种正交“Z+U”形叠片方式下的沿第一极片折叠方向的出极耳方式，方便第二极片和第一极片在第一方向上的同侧或异侧出极耳，满足正负极端子设置于同侧或异侧的电池单体的设计需求。
在一些实施例中，第一方向与第二方向垂直，在任意相邻的两片第二叠片中，只有一片第二叠片具有极耳，第一极片的弯折部包住未设置极耳的第二叠片。这样，方便对正负极耳进行物理隔离，防止正负极耳间短路。
在一些实施例中，第一方向与第二方向平行，第二极片的极耳位于第二极片的与弯折部邻接的边缘，第一极片的极耳位于第一极片的与弯折部邻接的边缘。基于此，第二极片和第一极片所采用的是一种正交“Z+U”形叠片方式下的垂直于第一极片折叠方向的出极耳方式，方便第二极片和第一极片在第二极片的纵向的同侧或异侧出极耳，满足正负极端子设置于同侧或异侧的电池单体的设计需求。
在一些实施例中，第二极片的极耳和第一极片的极耳位于同一侧或相对两侧。当第二极片的极耳和第一极片的极耳位于同一侧时，方便满足正负极端子设置于同侧的电池单体的设计需求。当第二极片的极耳和第一极片的极耳位于相对两侧时，方便满足负极端子设置于相对两侧的电池单体的设计需求。
在一些实施例中，第一极片和/或第二极片上设有折叠引导部，以引导第一极片和/或第二极片折叠。在折叠引导部的引导作用下，第一极片和/或第二极片可以更方便地进行折叠，这有利于进一步提高叠片电池的生产效率。
在一些实施例中，折叠引导部包括刻痕或折痕。所设置的刻痕或折痕，均能够有效地起到折叠引导作用，方便折叠。
在一些实施例中，折叠引导部平行于第一极片和/或第二极片的宽度方向，或者，折叠引导部相对于第一极片和/或第二极片的宽度方向倾斜。其中，当折叠引导部平行于第一极片和/或第二极片的宽度方向时，折叠引导部的加工较为方便。当折叠引导部相对于第一极片和/或第二极片的宽度方向倾斜时，有利于降低析锂风险，提升安全性能。
本申请所提供的电池单体，包括外壳，并且还包括本申请实施例的电极组件，电极组件设置于外壳内。由于电极组件的生产效率提高，因此，包括电极组件的电池单体的生产效率得以提高。
在一些实施例中，第一极片的极耳位于第一极片的远离弯折部的端部，第一极片的弯折部与外壳的内壁接触。这样，电极组件可以与外壳接触传热，改善电池单体的散热性能。
在一些实施例中，第一极片的弯折部的远离第二极片的表面朝向重力方向。这样，第一极片可以在重力作用下方便地与外壳内壁充分接触，实现更好的散热效果。
本申请所提供的电池，包括包装箱，并且还包括本申请实施例的电池单体，电池单体设置于包装箱中。由于电池单体的生产效率提高，因此，包括电池单体的电池的生产效率得以提 高。
本申请所提供的用电装置，包括本体，并且还包括本申请实施例的电池单体或电池，电池单体为本体提供电能。基于此，用电装置的生产效率可以有效提高。
本申请所提供的电极组件的制造方法，包括：
提供第一极片；和
在第一极片的沿厚度方向的相对两侧设置第一隔膜和第二隔膜，并使第一隔膜和第二隔膜均翻折并包覆第一极片的未设置极耳的边缘。
采用上述方法制造的电极组件，短路风险降低，安全性能提高。
在一些实施例中，制造方法还包括：
将被第一隔膜和第二隔膜翻折包覆的第一极片沿第一方向进行单次折叠，使得第一极片包括彼此连接的两片第二叠片第一叠片；
提供第二极片，将第二极片沿第二方向进行往复折叠，使得第二极片包括依次连接并堆叠的多片第二叠片，第二方向与第一方向垂直或平行；和
将第一极片插入第二极片中，使第一叠片与第二叠片依次交替堆叠。
采用上述方法来制造电极组件，效率较高，可以有效提高叠片电池的生产效率。
通过使位于同一第一极片厚度方向两侧的第一隔膜和第二隔膜均翻折并包覆第一极片的未设置极耳的边缘，可以可靠地阻止边缘异物所引发的短路事故的发生，从而有效地提升安全性能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请实施例中用电装置的示意简图。
图2为本申请实施例中电池的示意简图。
图3为本申请第一实施例中电池单体的立体示意图。
图4为本申请第一实施例中电池单体的爆炸示意图。
图5为本申请第一实施例中电池单体的主视图。
图6为图5的C-C剖视图。
图7为图6的P局部放大示意图。
图8为本申请第一实施例中电极组件的爆炸示意图。
图9为本申请第二实施例中电池单体的立体示意图。
图10为本申请第二实施例中电池单体的主视图。
图11为图10的A-A剖视图。
图12为图11的I局部放大示意图。
图13为图11的II局部放大示意图。
图14为图10的B-B剖视图。
图15为图14的III局部放大示意图。
图16为第二实施例中第一极片和第二极片的叠片过程示意图。
图17为图16的侧视图。
图18为图17的IV局部放大示意图。
图19为图17的V局部放大示意图。
图20为本申请第三实施例中电池单体的立体示意图。
图21为本申请第三实施例中电池单体的纵向剖切示意图。
图22为本申请第三实施例中电极组件的主视图。
图23为本申请第三实施例中第二极片和第一极片的叠片过程示意图。
图24为图23的侧视图。
图25为本申请第三实施例中电极组件的侧视图。
图26为图25的VI局部放大示意图。
图27为图25的VII局部放大示意图。
图28为本申请第三实施例中电极组件与壳体接触处的局部放大示意图。
图29为本申请第四实施例中电极组件的立体示意图。
图30为本申请第四实施例中第二极片和第一极片的叠片过程示意图。
图31为本申请实施例中设有折叠引导部的第一极片处于展开状态时的立体示意图。
图32为图31所示第一极片的变型例。
图33为图32所示第一极片在刻痕处的局部放大示意图。
图34为图31所示第一极片的变型例。
图35为图34的M局部放大示意图。
图36为图31所示第一极片的变型例。
图37为图36的N局部放大示意图。
图38为图31所示第一极片的变型例。
图39示出本申请实施例中电极组件的制造方法。
附图标记说明：
100、用电装置；101、车辆；102、控制器；103、动力设备；104、马达；105、本体；
10、电池；
20、电池单体；201、电极组件；202、外壳；203、壳体；204、端盖；205、转接件；206、电极端子；207、护套；208、绝缘件；209、压板；20a、负极端子；20b、正极端子；20c、电芯；
30、包装箱；301、箱体；302、箱盖；
2、第一极片；21、第一叠片；22、第一极耳；23、正极耳；24、正极片；25、弯折部；26、惰性区；27、绝缘物质；28、折叠引导部；281、刻痕；282、折痕；29、活性物质；
1、第二极片；11、第二叠片；12、第二极耳；13、负极耳；14、负极片；15、极耳；
3、隔膜；31、翻边；32、第一隔膜；33、第二隔膜；
Y、第一方向；X、第二方向；Z、第三方向。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文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；本文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。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
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。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“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
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)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。
随着电子产品以及电动车辆等用电装置的快速发展，电池的应用日益广泛，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，对电池性能的要求也在不断提高。
其中，安全性是电池的重要性能指标。在电池的使用过程中，以及日常维护过程中，需要防止短路等安全事故的发生。然而，在使用过程中，电池的电极片上的异物容易将正负极片导通，造成短路，引发安全事故。
针对上述情况，为了提高电池的安全性，本申请提供一种电极组件、电池单体、电池、用电装置和电极组件的制造方法。
图1-图39示出了本申请一些实施例中的用电装置、电池、电池单体和电极组件及其制造方法。
接下来即结合图1-图39对本申请予以说明。
图1示例性地示出了用电装置100的结构。
参照图1，用电装置100是一种使用电池单体20作为电源的装置，其包括电池单体20以及本体105，电池10设置于本体105上，并为本体105提供电能；或者，用电装置100包括 本体105以及包括电池单体20的电池10，电池10设置于本体105上，电池10的电池单体20为本体105提供电能。
其中，用电装置100可以为手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等各种用电设备。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。
用电装置100包括动力源，动力源包括电池10，电池10为用电装置100提供驱动力。一些实施例中，用电装置100的驱动力全部为电能，此时，动力源仅包括电池10。另一些实施例中，用电装置100的驱动力包括电能和其他能源(例如机械能)，此时动力源包括电池10和发动机等其他设备。
以用电装置100为车辆101的情况为例。参见图1，一些实施例中，用电装置100为纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等新能源车，其包括电池10、控制器102以及马达104等动力设备103，电池10通过控制器102与马达104等动力设备103电连接，使得电池10能在控制器102的控制下，为马达104等动力设备103供电。
可见，电池10及其电池单体20是用电装置100的重要组成部分。
图2示例性地示出了电池10的结构。
参见图2，电池10包括包装箱30和设置于包装箱30中的电池单体20。包装箱30包括箱体301和箱盖302。箱体301和箱盖302相互扣合，使得包装箱30内部形成封闭的容置空间，以容纳电池单体20。包装箱30中电池单体20的数量可以为至少两个，以提供更多的电能，满足更高的用电需求。电池10中的各电池单体20通过串联、并联或混联的方式电连接，以实现较大的容量或功率。需要说明的是，图2中对电池单体20采用了简化画法。
可见，电池单体20是用于提供电能的最小电池单元，其是电池10和用电装置100的核心组成部分，其性能直接影响电池10和用电装置100的性能，同时，其生产效率也直接影响用电装置100和电池10的生产效率。电池单体20的生产效率和性能的提升，有利于用电装置100和电池10的生产效率和性能的提升。
电池单体20可以为锂离子电池等各类电池单体，且形状可以为方形或圆柱形等各类形状。
图3-38示例性地示出了电池单体的结构。
参照图3-38，电池单体20包括外壳202、电芯20c、转接件205和电极端子206。
其中，外壳202用于容置位于外壳202内部的部件(例如电芯20c和转接件205)， 以为位于外壳202内部的部件提供保护。外壳202包括壳体203和端盖204。端盖204盖合于壳体203的端部开口，使得外壳202内部形成用于容置电芯20c等的密闭空间。
电芯20c用于产生电能，其设置于外壳202内部，并通过与注入外壳202中的电解液进行电化学反应，而提供电能。电芯20c包括组合在一起的第一极片2、第二极片1和隔膜3。第二极片1和第一极片2为极性相反的电极片，当其中一个为负极片14(也称阳极片)时，另一个为正极片24(也称阴极片)。第一极片1和第二极片2的厚度为0.05～0.2mm。第一极片2和第二极片1组合后，形成层叠结构，并被隔膜3分隔，以防止第二极片1和第一极片2之间短路。第一极片2厚度方向的两侧均设有隔膜3。为了方便区分，将位于第一极片2厚度方向两侧的两片隔膜3分别称为第一隔膜32和第二隔膜33。
第二极片1和第一极片2均具有极耳15，电芯20c所产生的电能通过极耳15向外传递。第二极片1和第一极片2的极耳15分别称为第二极耳12和第一极耳22，以方便区分。
极耳15为电芯20c的正负极片的未涂覆活性物质29的部分，其由正负极片的涂覆有活性物质29的部分向外延伸，并通过转接件205和电极端子206，与外部电路电连接，以实现电能的向外传递。其中，负极片14的极耳15称为负极耳13，正极片24的极耳15称为正极耳23。
转接件205设置于外壳202中，并位于电芯20c的极耳15与电极端子206之间，用于实现电芯20c与电极端子206之间的电连接，以将电芯20c所产生的电能传递至电极端子206。其中，与正极耳相应的转接件205称为正转接件，与负极耳相应的转接件205称为负转接件。
电极端子206通过转接件205与电芯20c电连接，并用于与外部电路连接，以将电芯20c所产生的电能传递至电池单体20的外部。其中，与负极耳13相应的电极端子206称为负极端子20a，与正极耳23相应的电极端子206称为正极端子20b。
可见，电芯20c是电池单体20的重要组成部分，是电池单体20能够提供电能的关键。
电芯20c中第二极片1和第一极片2的组合方式主要有两种，分别为卷绕方式和叠片方式。其中，第二极片1和第一极片2采用卷绕方式组合在一起时，对应的电池单体20称为卷绕电池；而第二极片1和第一极片2采用叠片方式组合在一起时，对应的电池单体20称为叠片电池。
无论卷绕电池，还是叠片电池，均存在因电极片上异物所引起的短路风险。具体来说，电极片上可能会存在异物，例如，电极片在裁切过程中可能产生边缘毛刺或脱落的边缘敷料，再例如，电极片在充放电过程中可能产生枝晶，这些异物可能会刺破正负极片之间的隔膜3，造成短 路。例如，充电过程中，锂离子从正极片24脱出进入负极片14，负极片14在吸收锂离子后会发生膨胀，同时，正极片24在脱出锂离子后，也会发生膨胀，因此，在充电过程中，正负极片的膨胀导致正负极片间的隔膜3被压迫，这种情况下，位于正负极片上的异物就容易刺穿隔膜，导致短路，引发安全事故。
所以，降低因电极片上异物所引起的短路风险，对于提高电池的安全性具有重要意义。
针对上述情况，为了提升电池的安全性，参见图3-8，本申请提供一种电极组件201，该电极组件201包括第一极片2、第一隔膜32和第二隔膜33，第一隔膜32和第二隔膜33位于第一极片2的厚度方向的相对两侧，并且，第一隔膜32和第二隔膜33均翻折并包覆第一极片2的未设置极耳15的边缘。
相关技术中，隔膜3仅位于相邻两片电极片的垂直于厚度方向的表面之间，而没有对电极片的边缘进行包裹，这种情况下，电极片的边缘处的异物就容易造成短路问题。而本申请的实施例通过使隔膜3包裹第一极片2的边缘，则可以利用隔膜3来阻挡边缘异物将正负极电导通，从而能够有效降低边缘异物引发短路事故的风险。并且，由于在本申请的实施例中，不止一片隔膜3对第一极片2的边缘进行包裹，而是第一极片2厚度方向两侧的两片隔膜3，即第一隔膜32和第二隔膜33，均对第一极片2的边缘进行包裹，即使第二极片1和/或第一极片2边缘的异物将包裹于边缘的一层隔膜3刺破了，还有包裹于边缘的另一层隔膜3阻挡，因此，可以更可靠地防止短路，更有效地提升安全性能。
同时，由于是用隔膜3来对电极片的边缘进行包裹，而隔膜3为电池单体20原本就有的结构，无需另外增加其他结构部件来包裹电极片的边缘，因此，结构较为简单。更为重要的是，若采用其他结构部件来包裹电极片的边缘，那么其他结构部件容易影响锂离子的正常传输，导致被包裹区域的锂离子的传输受到阻止，造成电极组件201和电池单体20整体容量的损失，此外，在其他结构部件包裹正极片的边缘时，由于包裹区域的边缘的锂仍可正常脱出，在对应负极片区域有锂堆积风险，因此，还容易引发安全风险。而本申请利用隔膜3来包裹电极片的边缘，则可以有效解决相应问题，因为，隔膜3并不会阻止锂离子传输，因此，不会造成电极组件201和电池单体20的整体容量的损失，也不会增加锂堆积风险，相反地，当隔膜3对正极片24的边缘进行包裹后，可以减缓正极片24边缘被包裹区域的锂离子传输速度，减少边缘区域的锂离子储量，这样，反而有利于减小边缘析锂风险。
另外，由于两片隔膜3所包裹的第一极片2的边缘为第一极片2的未设置极耳15的边缘，因此，不影响第一极片2正常出极耳。
可见，通过使位于同一第一极片2厚度方向两侧的第一隔膜32和第二隔膜33均翻 折并包覆第一极片2的未设置极耳15的边缘，可以基于较简单的结构，在不影响整体容量发挥，也不增加析锂风险的基础上，可靠地阻止边缘异物所引发的短路事故的发生，从而有效地提升安全性能。
其中，在两片隔膜3对第一极片2的边缘进行包裹时，可以包裹第一极片2的未设置极耳15的所有边缘，以使得第一极片2的除极耳15所在边缘之外的其他边缘，均能被包裹上两层隔膜3的翻边31，实现各第一极片2的所有自由边缘的全封闭包裹，从而进一步增强安全性能。
在对第一隔膜32和第二隔膜33与第一极片2进行组合时，可以采用热压或粘接等方式，将第一隔膜32和第二隔膜33复合于第一极片2上，以增强包裹牢固性。并且，可通过热压或粘接的工艺调整，来对电极片边缘的锂离子嵌入脱出程度进行调控。尤其，可以将第一隔膜32和第二隔膜33的包裹第一极片2边缘的部分，采用热压或粘接等方式，复合于第一极片2上，以使第一隔膜32和第二隔膜33对第一极片2边缘的包裹更加牢固。
其中，边缘被第一隔膜32和第二隔膜33包裹的第一极片2，既可以为正极片24，也可以为负极片14，并且，第一极片2既可以为卷绕电池的电极片，也可以为叠片电池的电极片。
在第一极片2为卷绕电池的电极片时，第一隔膜32和第二隔膜33对第一极片2的包裹可以在卷绕过程中进行，即，在卷绕过程中，将第一极片2厚度方向两侧的两片隔膜3进行翻折，对第一极片2的边缘进行包裹，或者，也可以在第一极片2被模切之前进行，以提高隔膜包边效率。
在第一极片2为叠片电池的电极片时，第一隔膜32和第二隔膜33对第一极片2的包裹可以在叠片过程中进行，或者，也可以在叠片步骤之前进行。
接下来主要以叠片电池的情况为例，对本申请予以说明。
叠片电池是一种重要的电池类型，其正负极片和隔膜3采用叠片方式，组合在一起。由于叠片电池没有卷绕电池的拐角，结构更加自由开放，并且内部空间利用率更高，能量密度更高，因此，具有较好的应用前景，是一种非常值得推广的结构形式。
通常，叠片电池的正负极片的叠片过程采用单片堆叠方式，即，在叠片过程中，将裁切好的第二极片1和第一极片2一片一片地进行堆叠，使得第二极片1和第一极片2依次交替堆叠，并被隔膜3分隔，此时，参见图3-8，第一极片2和第二极片1均不折叠。对于这种采用单片堆叠方式的叠片电池，参照图7-8，可以在叠片过程中，将第一隔膜32和第二隔膜33的边缘进行翻折，对第一极片2的未设置极耳15的边缘进行包裹。
上述单片堆叠方式是目前广泛使用的叠片电池的叠片方式，但由于这种单片堆叠方 式，只能将裁切好的第一极片2和第二极片1一片一片地进行堆叠，该过程中，每一个单独的电极片均需要裁切，裁切的金属边缘难免会产生金属毛刺及金属碎屑，当这些金属毛刺或碎屑进入第一极片1和第二极片2堆叠的内部时，会造成极片被刺穿并短路的风险。并且，在进行叠片时，需要一片一片地进行堆叠，因此，存在生产效率较低的问题，这已经成为制约叠片电池发展的一个重要问题。
针对上述情况，本申请还对叠片电池的结构和叠片方式予以改进，使得叠片电池的电极片在堆叠之前，先折叠，以进一步提高叠片电池的安全性能，并提高叠片电池的生产效率。
图9-38示例性地示出了采用电极片先折叠，后堆叠方式的叠片电池及其电极组件的结构。在图9-38中，为了清楚体现第一极片2和第二极片1之间的关系，未对隔膜3进行示出，但应当理解，第一极片2和第二极片1之间是设有隔膜3的，且第一极片2的未设置极耳15的边缘是被第一隔膜32和第二隔膜33包裹的。
参见图9-38，在一些实施例中，电极组件201包括第一极片2和第二极片1。第一极片2与第二极片1极性相反，并沿第一方向Y进行单次折叠，使得第一极片2包括彼此连接的两片第一叠片21。第二极片1沿第二方向X进行往复折叠，使得第二极片1包括依次连接并堆叠的多片第二叠片11。第一方向Y与第二方向X垂直或平行。第一叠片21与第二叠片11依次交替堆叠。
由于第二极片1沿第二方向X进行往复折叠，是一种Z形(或称S形或W形)折叠方式，而第一极片2沿第一方向Y进行单次折叠，是一种U形(或称V形)对折折叠方式，因此，上述设置方式中，电极组件201所采用的是一种“Z+U”形的叠片方式。
在“Z+U”形的叠片方式中，无需一片一片地对电极片进行堆叠，而是可以在对第二极片1进行Z形折叠，以及对多个第一极片2分别进行U形对折之后，直接将对折之后的多个第一极片2同时插入第二极片1中，使第一叠片21与第二叠片11依次交替堆叠，因此，与单片堆叠方式相比，可以有效提高电极组件201、电池单体20、电池10和用电装置100的生产效率。
其中，由于第二极片1采用Z形折叠方式，各第二叠片11连在一起，无需预先将第二极片1裁切成一片片的第二叠片11，并且，第一极片2采用U形对折折叠方式，两片第一叠片21连在一起，无需预先将第一极片2裁切成两片第一叠片21，因此，可以省略相应的裁切步骤，减少裁切过程所需的时间，从而提高生产效率。
并且，第一极片2采用U形对折折叠方式，还方便在叠片过程中，同时操作数十片第一极片2一起插入第二极片1中，完成与第二极片1的装配，而无需一片一片的将第一叠片21叠放于第二叠片11上，从这个角度说，也有利于提高生产效率。
可见，本申请所采用的“Z+U”形的叠片方式，可以有效缩短裁切过程的时间，并提高叠片效率，进而有效提升叠片电池的生产效率。
另外，在“Z+U”形的叠片方式中，第二极片1的各第二叠片11之间，以及第一极片2的两片第一叠片21之间，均无需切断，因此，与单片堆叠方式中，各叠片之间均彼此断开，存在切断口的情况相比，可以有效减少切断口的数量，而切断口数量的减小，有利于降低毛刺的发生概率，降低短路风险，提高工作安全性。切断口越多，那产生毛刺的概率就越大，而毛刺又容易刺破隔膜3，导致第二极片1和第一极片2短路，因此，短路风险越高，工作安全性越低。在本申请中，由于第二叠片11和第一叠片21均只需三边切断，无需再四边切断，第二叠片11和第一叠片21的切断口均减少，因此，短路风险降低，工作安全性提高。
可见，本申请通过提供采用“Z+U”形叠片方式成型的电极组件201，不仅可以有效提高叠片电池的生产效率，同时还可以有效提高叠片电池的工作安全性。
另外，本申请所采用的“Z+U”形叠片方式，还方便改善电池单体20的散热性能。例如，参见图28，一些实施例中，第一极片2的极耳15位于第一极片2的远离弯折部25的端部，第一极片2的弯折部25与外壳202的内壁接触。
不难理解，弯折部25是指电极片发生折叠的部位。具体来说，第一极片2的弯折部25为第一极片2发生折叠的部分，或者说，是第一极片2折叠后，两片第一叠片21彼此连接的部分。第二极片1的弯折部25为第二极片1发生折叠的部分，或者说，是第二极片1折叠后，相邻两片第二叠片11彼此连接的部分。参见图12，一些实施例中，第一极片2的弯折部25呈弧形，使得第一极片2整体大致呈U形。参见图15，一些实施例中，第二极片1的弯折部25呈弧形，使得第二极片1整体大致呈S形。
相关技术中，电极片与用于容置电极组件201的外壳202之间通常设有绝缘托板，二者之间被绝缘托板间隔，并不直接接触，其中，绝缘托板承托电极组件201，通常由高分子材料等绝缘材料制成，这种情况下，电极组件201所产生的热量难以快速散发，热量在外壳202内堆积，容易引发过热爆炸等安全事故。
而与相关技术不同，在上述实施例中，电极组件201与外壳202之间不再设置绝缘托板，而是使电极组件201的采用U形对折折叠方式的第一极片2的弯折部25与外壳202的内壁接触，这样，由于第一极片2通常由金属材料等导热性能较好的材料制成，同时，用于容置电极组件201的外壳202通常也采用金属材料(例如铝)等导热性能较好的材料制成，并且，第一极片2的数量较多，所有第一极片2的弯折部25与外壳202的内壁接触，接触总面积较大，所以，使第一极片2的弯折部25与外壳202的内壁接触，可以实现电极组件201与外壳202之间高 导热率且大面积的直接接触散热过程，快速地将电极组件201所产生的热量散发到外壳202外面，从而可以有效地改善电池单体20的散热性能，降低热量堆积造成安全事故的风险，提升工作安全性。
同时，上述实施例中，在第一极片2的弯折部25与外壳202的内壁接触时，将第一极片2的极耳15设置于第一极片2的远离弯折部25的端部，使得第一极片2的与外壳202接触的弯折部25不具有极耳15，第一极片2的极耳15位于弯折部25的相对侧，好处在于，一方面，这种未设置极耳15的弯折部25更方便与外壳202接触，另一面，弯折部25与外壳202的接触，不影响极耳15与转接件205和电极端子206的电连接。
可见，通过使第一极片2的极耳15位于第一极片2的远离弯折部25的端部，第一极片2的弯折部25与外壳202的内壁接触，可以在不影响第一极片2电能传输功能实现的前提下，实现电极组件201与外壳202之间的高效散热，有效改善电池单体20的散热性能。
其中，参见图28，一些实施例中，第一极片2的弯折部25的远离第二极片1的表面朝向重力方向。基于此，第一极片2的弯折部25可以在重力作用下，与外壳202的内壁更充分地接触，更高效地传热，因此，有利于进一步改善电池单体20的散热性能。
如前所述，在本申请中，第二极片1和第一极片2为极性相反的电极片。一些实施例中，第二极片1为正极片24，第一极片2为负极片14。另一些实施例中，第二极片1为负极片14，第一极片2为正极片24。当第二极片1和第一极片2分别为负极片14和正极片24时，由于第二极片1采用Z形折叠方式，第一极片2采用U形对折折叠方式，第二极片1的面积可以较为方便地设计为大于第一极片2的面积，因此，便于使得负极片14的面积大于正极片24的面积，这样，负极片14可以具有较充足的位置来接收锂离子，因此，有利于防止析锂现象的发生。
其中，析锂现象是指，负极片没有接受锂离子的位置，锂离子在负极片表面析出的现象。
锂离子电池的充放电过程就是锂离子在正负极片的嵌入和脱嵌并伴随着能量的吸收和释放的过程。当对锂离子电池进行充电时，锂电池的正极片上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极片，与电子结合嵌入负极片的活性物质内，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。当对锂离子电池进行放电时，嵌在负极片中的锂离子脱出，又运动回到正极片。回正极的锂离子越多，放电容量越高。但是，如果负极片没有接受锂离子的位置，则锂离子会在负极片表面析出(即析锂)，形成锂枝晶，一旦锂枝晶刺穿隔膜与正极片接触，就会造成电池短路，导致起火甚至爆炸事故的发生。可见，析锂现象的发生，影响锂离子电池的安全性能。
当负极片14采用Z形折叠方式，且正极片24采用U形对折折叠方式时，由于可以 方便地使负极片14的面积大于正极片24的面积，防止析锂现象的发生，因此，有利于进一步改善叠片电池的工作安全性。
另外，在进行叠片时，第二极片1和第一极片2的折叠方向可以垂直或平行，也就是说，第二方向X和第一方向Y可以垂直或平行。
其中，当第二方向X和第一方向Y垂直时，第二极片1和第一极片2的折叠方向垂直，此时的叠片方式可以称为正交的“Z+U”形叠片方式。在这种正交的“Z+U”形叠片方式中，当第一极片2对折，并插入经过折叠的第二极片1中后，一方面，第一极片2的弯折部25跨过并包住第二极片1的与弯折部25邻接的一个边缘，第一极片2的弯折部25可以在第一极片2的折叠方向(即第一方向Y)上对第二极片1起到一定的限位作用，另一方面，第二极片1的弯折部25可以包住第一极片2的与自身弯折部25邻接的边缘，在第二极片1的折叠方向(即第二方向X)上对第一极片2起到一定的限位作用，同时，第二极片1的两个相邻的第二叠片11将第一极片2的一个第一叠片21夹在中间，也可以在与第二方向X和第一方向Y均垂直的第三方向Z(为各第二叠片11的堆叠方向)上对第一极片2起到一定的限位作用。可见，当采用正交的“Z+U”形叠片方式时，第二极片1和第一极片2可以相互限位，并且，二者之间可以在较多方向上实现限位，限位可靠性较强。
当第二方向X与第二方向Y平行时，第二极片1和第一极片2的折叠方向平行，此时的叠片方式可以称为平行的“Z+U”形叠片方式。在这种平行的“Z+U”形叠片方式中，当第一极片2对折，并插入经过折叠的第二极片1中后，第一极片2的弯折部25跨过并包住第二极片1的弯折部25，可以在第一极片2的折叠方向(即第一方向Y)上对第二极片1起到一定的限位作用，并且，第二极片1的两个相邻第二叠片11将第一极片2的一个第一叠片21夹在中间，可以在各第二叠片11的堆叠方向(即第三方向Z)上对第一极片2起到一定的限位作用。可见，当采用平行的“Z+U”形叠片方式时，第二极片1和第一极片2也可以相互限位。同时，这种平行的“Z+U”形叠片方式，装配也较方便。
可见，采用“Z+U”形叠片方式时，无论是第二方向X与第一方向Y垂直时的正交叠片方式，还是第二方向X与第一方向Y平行时的平行叠片方式，第二极片1和第一极片2均可以相互限位，这种第二极片1和第一极片2之间的相互限位作用，有利于提高电极组件201的结构可靠性，并且，还便于实现对负极片超出正极片的部分的面积大小的控制，进而有利于改善叠片电池的安全性能。
负极片超出正极片的部分又称Overhang，其主要是为了提高锂离子电池的安全性能而提出的一个概念。
如前所述，由于锂离子电池在充电过程中，如果负极片接收锂离子的面积不足，则会析锂，并且，析锂所产生的枝晶若刺穿隔膜，则会造成电池单体短路，导致爆炸或起火，因此，为了使负极片有足够的面积接收锂离子，以提高锂离子电池的安全性，通常负极片会进行过量设计，即，负极片的面积要大于正极片的面积，所以，负极片的边缘通常超出正极片的边缘，构成负极片超出正极片的部分。
可见，负极片超出正极片的部分是一种使负极片超出正极片的尺寸差设计，这种尺寸差设计，可以形成正负极间的物理隔离，避免锂离子在负极片表面析出，形成锂晶枝，降低正负极间的短路风险，因此，可以有效提高锂离子电池的安全性能。
然而，负极片超出正极片的部分设计过程中，一直存在一个难题，那就是负极片超出正极片的部分的区域面积大小难以控制。由于极片数量较多，不同层的正极片之间以及不同层的负极片之间难以对齐，加之，正负极片之间的相对位置容易因贴胶松动等原因而发生变化，因此，负极片超出正极片的部分的面积的控制难度较大。而如果无法有效控制负极片超出正极片的部分的面积大小，则负极片超出正极片的部分的面积容易过小或过大，对电池性能产生不利影响。例如，若负极片超出正极片的部分面积过小，则负极片超出正极片的部分很容易在正负极片错动时消失，导致防短路效果失效。再例如，若负极片超出正极片的部分面积过大，则负极片需要占据过多锂电池内部空间，容易造成空间浪费，导致空间利用率较低，影响能量密度的提升。
可见，如何有效控制负极片超出正极片的部分的面积大小，是一个较为重要，但同时也较为困难的问题。
而基于本申请“Z+U”形叠片方式中，第一极片2的弯折部25对第二极片1的限位作用，则可以较为方便地控制负极片超出正极片的部分的面积大小。
例如，参见图12和图18，一些实施例中，将第二极片1和第一极片2分别构造为负极片14和正极片24，并且，第一极片2被构造为具有惰性区26，惰性区26包括第一极片2的弯折部25，且惰性区26未涂覆活性物质29。其中，示例性地，惰性区26在第一方向Y上的尺寸(为惰性区26展开状态下宽度的一半)为1～18mm，例如，一些实施例中，惰性区26在第一方向Y上的尺寸为3～4mm。
由于第一极片2的惰性区26未涂覆活性物质29，因此，第一极片2的惰性区26形成非活性区，并不参与充放电过程中的电化学反应，这种情况下，第二极片1伸至相应惰性区26内的部分即为超出第一极片2的部分，并且，由于此时第二极片1和第一极片2分别为负极片14和正极片24，因此，第二极片1伸至相应惰性区26内的部分也就是负极片14超出正极片24的部分，其不会发生析锂，可以构成负极片超出正极片的部分，此时，相应负极片超出正极片的部 分的面积大小，取决于惰性区26的面积大小，所以，只需控制第一极片2的弯折部25一端的不涂覆活性物质29的区域大小，即，只需控制惰性区26的面积大小，即可实现对负极片超出正极片的部分的面积大小的有效控制，不仅简单方便，而且控制精度较高。具体装配时，只需将惰性区26已经加工好的第一极片2在第二极片1中插入到位，即可控制负极片14超出正极片24的部分的大小，进而方便地实现对负极片超出正极片的部分的面积大小的较为精准的控制。
需要说明的是，图12中第一极片2的弯折部25与第二叠片11的端部之间的空白区域，其实是被隔膜3填充的，只是图中未画出相应的隔膜部分，也就是说，在第一极片2插入第二极片1的过程中，第一极片2是直接插入到底的，第一极片2的弯折部25所在的边缘与第二极片1的被第一极片2的弯折部25所包住的边缘之间的距离，仅大致为隔膜3厚度或隔膜3厚度的倍数。
另外，上述第一极片2的惰性区26，不仅便于控制负极片超出正极片的部分的面积大小，同时也便于改善第二极片1和第一极片2之间的绝缘可靠性。例如，参见图18，一些实施例中，第一极片2的惰性区26的朝向第二极片1的表面(即第一极片2的惰性区26的内表面)设有绝缘物质27。作为示例，绝缘物质27为陶瓷涂层或绝缘胶(例如绝缘性涂胶或绝缘性贴胶)。
无论第一极片2是正极片24，还是负极片14，当第一极片2的惰性区26的朝向第二极片1的表面设有绝缘物质27时，惰性区26与第二极片1之间不仅可以通过隔膜3进行绝缘，同时还可以通过绝缘物质27进行绝缘，因此，第二极片1和第一极片2之间的绝缘性更好，可以更可靠地防止短路事故的发生，从而有利于进一步提高工作安全性。由于惰性区26没有设置活性物质29，因此，在惰性区26设置绝缘物质27，绝缘物质27不会影响正常的电化学反应。可见，在第一极片2的惰性区26的朝向第二极片1的表面设置绝缘物质27，可以在不影响正常电化学反应的情况下，进一步改善第二极片1和第一极片2之间的绝缘性，更有效地提升工作安全性。
在本申请中，第二极片1和第一极片2的出极耳方式可以多样。
例如，参见图9-30，一些实施例中，第二极片1的极耳15位于第二极片1的弯折部25以外的边缘。此时，第二极片1的极耳15未位于第二极片1的弯折部25，不容易因折叠而损坏，因此，与第二极片1的极耳15位于第二极片1的弯折部25的情况相比，可靠性较高。
再例如，参见图9-30，一些实施例中，第一极片2的极耳15位于第一极片2的弯折部25以外的边缘。此时，第一极片2的极耳15未位于第一极片2的弯折部25，不容易因折叠而损坏，因此，与第一极片2的极耳15位于第一极片2的弯折部25的情况相比，可靠性更高。并且，当第一极片2的极耳15位于弯折部25以外的边缘，而不位于弯折部25时，还方便第一极片2的弯折部25与外壳202内壁接触传热。同时，第一极片2的极耳15不位于第一极片2的弯折 部25，也便于利用第一极片2的弯折部25来对第二极片1进行限位。由于极耳15通常伸出长度较长，且硬度相对较软，因此，若第一极片2的极耳15位于弯折部25，则意味着弯折部25需要伸出较长，且硬度较软，这种情况下，第一极片2的弯折部25就很难再对第二极片1起到有效的限位作用。
又例如，参见图9-30，一些实施例中，第二极片1和第一极片2的极耳15均位于弯折部25以外的边缘。由于这种情况下，第二极片1和第一极片2的极耳均不容易因折叠而损坏，因此，可靠性更高。
作为第二极片1和第一极片2的极耳15均位于弯折部25以外的边缘的一个示例，参见图9-26，第一方向Y与第二方向X垂直，第二极片1的极耳15位于第二极片1的与弯折部25邻接的边缘，第一极片2的极耳15位于第一极片2的远离弯折部25的端部。
在上述示例中，由于第一方向Y与第二方向X垂直，因此，第二极片1和第一极片2之间所采用的是一种正交的“Z+U”形叠片方式。同时，由于第二极片1的极耳15位于第二极片1的与弯折部25邻接的边缘，且第一极片2的极耳15位于第一极片2的远离弯折部25的端部，因此，第二极片1的和第一极片2的极耳15的伸出方向(简称出极耳方向)均沿着第一极片2的折叠方向(即第一方向Y)。可见，上述示例的电极组件201，其第二极片1和第一极片2所采用的是一种正交“Z+U”形叠片方式下的沿第一极片2折叠方向的出极耳方式，这种情况下，第二极片1和第一极片2可以在第一方向Y上的同侧或异侧出极耳，方便满足正负极端子设置于同侧或异侧的电池单体的设计需求。
作为上述示例的一种具体实施方式，参见图9-19，一些实施例中，第一方向Y与第二方向X垂直，并且，在任意相邻的两片第二叠片11中，只有一片第二叠片11具有极耳15，第一极片2的弯折部25包住未设置极耳15的第二叠片11。基于该设置，第二极片1采用间隔出极耳的方式，即，隔一片第二叠片11，出一个极耳15，由于这种情况下，未出极耳15的第二叠片11可以为第一极片2的极耳15预留空间，只需使出极耳的第二叠片11的出极耳方向与第一极片2的出极耳方向相反，即，只需使第二极片1和第一极片2在第一方向Y上的相对两侧出极耳，即可对正负极耳进行物理隔离，防止正负极耳间短路，简单方便。
作为第二极片1和第一极片2的极耳15均位于弯折部25以外的边缘的另一个示例，参见图29-图30，第一方向Y与第二方向X平行，第二极片1的极耳15位于第二极片1的与弯折部25邻接的边缘，第一极片2的极耳15位于第一极片2的与弯折部25邻接的边缘。
在上述示例中，由于第一方向Y与第二方向X平行，因此，第二极片1和第一极片2之间所采用的是一种平行的“Z+U”形叠片方式。同时，由于第二极片1的极耳15位于第二极 片1的与弯折部25邻接的边缘，且第一极片2的极耳15位于第一极片2的与弯折部25邻接的边缘，因此，第二极片1和第一极片2的出极耳方向均垂直于第一极片2的折叠方向(即第一方向Y，该示例中同时也是第二方向X)。可见，上述示例的电极组件201，其第二极片1和第一极片2所采用的是一种正交“Z+U”形叠片方式下的垂直于第一极片2折叠方向的出极耳方式，这种情况下，第二极片1和第一极片2可以在垂直于第一方向Y(该示例中第一方向Y与第二方向X一致)和第三方向Z的方向上进行同侧或异侧出极耳，方便满足正负极端子设置于同侧或异侧的电池单体的设计需求。
可见，无论是正交的“Z+U”形叠片方式中，还是平行的“Z+U”形叠片方式中，第二极片1的极耳15和第一极片2的极耳15均可以为位于同一侧或相对两侧，即，第二极片1和第一极片2均可以进行同侧或异侧出极耳，这样，方便满足正负极端子设置于同侧或异侧的电池单体的设计需求。
其中，在第二极片1的极耳15和第一极片2的极耳15位于同一侧时，更方便第一极片2的弯折部25与外壳202的内壁接触传热，此时，可以将第二极片1的极耳15和第一极片2的极耳15在第二方向X上错开布置，以防止正负极耳相互干扰。
参见图12-38，在本申请中，第一极片2的两片第一叠片21中的至少之一具有极耳15，也就是说，第一极片2的两片第一叠片21中仅一片第一叠片21具有极耳15，或者，第一极片2的两片第一叠片21均具有极耳15。其中，第一极片2的两片第一叠片21中仅一片第一叠片21具有极耳15时，由于两片第一叠片21之间通过弯折部25连接在一起，因此，两片第一叠片21可以共用一个极耳15向外传递电能，其中没有设置极耳15的一片第一叠片21可以将电能通过弯折部25，传递至设有极耳15的那片第一叠片21，并由设有极耳15的那片第一叠片21的极耳15向外传递。由于这种情况下，第一极片2仅需一个极耳15，即可完成电能的向外传递，因此，结构较为简单。当第一极片2的两片第一叠片21均具有极耳15时，第一极片2可以通过两个极耳15向外传递电能，电能传递效率更高，同时，两片第一叠片21的极耳15可以互为备用，使得当其中一片第一叠片21的极耳15故障时，第一极片2仍能通过另一片第一叠片21的极耳15正常传递电能，因此，还可以有效提高第一极片2、电极组件201、电池单体20、电池10和用电装置100的工作可靠性。
由于在图9-30所示的各实施例中，第一极片2是先折叠，之后再与其他电极片组装在一起的。针对这种需要进行折叠的第一极片2，在利用隔膜3对第一极片2进行包边时，隔膜3可以在第一极片2进行折叠之前对第一极片2的未设置极耳15的边缘进行包裹，以方便第一极片2的折叠。
由于在图9-30所示的各实施例中，第二极片1采用Z形折叠方式，第一极片2采用U形对折折叠方式，因此，与隔膜3对第二极片1的边缘进行包裹的情况相比，利用隔膜3来对第一极片2的边缘进行包裹，更加简单方便。
另外，由于图9-30所示的各实施例中，第二极片1和第一极片2均需要先折叠，之后才能组装在一起，因此，为了方便第二极片1和/或第一极片2的折叠，参见图31-38，在一些实施例中，第二极片1和/或第一极片2上设有折叠引导部28，以引导第二极片1和/或第一极片2折叠。
在折叠引导部28的引导作用下，第二极片1和/或第一极片2可以更方便地进行折叠，这有利于进一步提高叠片电池的生产效率。
其中，折叠引导部28的结构种类可以多样。例如，参见图31-38，在一些实施例中，折叠引导部28包括刻痕281或折痕282。所设置的刻痕281或折痕282，均能够有效地起到折叠引导作用，使得第二极片1和/或第一极片2可以沿着相应的刻痕281或折痕282折叠，快速完成折叠，且折叠位置不容易出现偏差。可以理解，刻痕281是刻出的痕迹，其由被刻表面向下凹陷，成为具有一定深度的薄弱部。折痕282是折出的痕迹，其并不由被折表面向下凹陷，没有深度。
另外，折叠引导部28的形状可以多样。例如，参见图31-38，在一些实施例中，折叠引导部28呈连续线型或间断线型。
其中，当折叠引导部28呈连续线型时，折叠引导部28的结构较为简单，加工较为方便。示例性地，呈连续线型的折叠引导部28为连续直线或连续曲线。
当折叠引导部28呈间断线型时，折叠引导部28所占用的面积相对较小，有利于在方便电极片折叠的同时，尽量提高电极片的结构强度。示例性地，呈间断线型的折叠引导部28呈虚线型，例如，参见图34-37，在一些实施例中，折叠引导部28呈点状虚线型或线状虚线型。相对于其他类型的间断线型，虚线更容易加工，尤其，点状虚线和线状虚线的加工较为方便。
上述各实施例所设置的折叠引导部28，可以平行于第二极片1和/或第一极片2的宽度方向，或者，相对于第二极片1和/或第一极片2的宽度方向倾斜。可以理解，第二极片1和/或第一极片2的宽度方向，是指第二叠片11和/或第一叠片21的垂直于厚度方向的表面的较短边的延伸方向，也称第二极片1和/或第一极片2的横向，其与第二极片1和/或第一极片2的纵向垂直。第二极片1和/或第一极片2的纵向为第二叠片11和/或第一叠片21的垂直于厚度方向的表面的较长边的延伸方向。针对第二极片1，其宽度方向还是第二叠片11的与弯折部25邻接的两个边缘的延伸方向。针对第一极片2，其宽度方向还是第一叠片21的与弯折部25邻接的两个边缘的相对布置方向。
其中，参见图31-37，当折叠引导部28平行于所在电极片的宽度方向时，折叠引导部28的加工较为方便。
而参见图38，当折叠引导部28相对于所在电极片的宽度方向倾斜时，则折叠引导部28具有偏转角度，可以引导所在的电极片偏转对折，使得折叠后得到的相邻两个叠片之间在宽度方向上错开。当这种偏转的折叠引导部28设置于为正极片24的第一极片2上时，可以使得正极片24的两个第一叠片21在宽度方向上错开，这样，一方面，由于两个第一叠片21不完全对齐贴合，因此，更方便将第一极片2插入第二极片1中，另一方面，还方便控制第一极片2插入第二极片1中后，与第二极片1的相对位置关系，使正极片24的两片第一叠片21尽量远离负极片14的非连续一端，而尽量靠近负极片14的连续端，也就是使正极片24的两片第一叠片21尽量靠近负极片14的弯折部25，而远离负极片14的敞口端，这样，正极片24不容易在宽度方向上超出负极片14，有利于防止因正极片24在宽度方向上超出负极片14，而导致析锂问题，从而有利于进一步提高工作安全性。
接下来对3-38所示的各示例予以进一步地介绍。
为了简化描述，方便理解，在下面的描述中，将基于图11的上下左右来定义上下左右，其中，图11的上下左右与图3和图20的上下左右一致，且符合电池单体20和电池10正常设置于车辆上时的方位和位置关系，其中，上为与重力方向相反的方向，下为与重力方向相同的方向。
首先介绍图3-8所示的第一实施例。
如图3-8所示，在该第一实施例中，电池单体20为方形叠片电池，其采用单片堆叠方式，且其从相对两侧向外传输电能。
其中，如图3-5所示，在该第二实施例中，电池单体20的外壳202呈方形，其壳体203的左右两端分别设有一个端盖204，这两个端盖204可拆卸地连接于壳体203的左右两端，使得外壳202内部形成用于容置电极组件201和电解液等的封闭空间。
两个端盖204上均设有电极端子206，使得电池单体20的两个电极端子206位于外壳202的左右两侧。两个电极端子206分别从两个端盖204穿出，以与外部电路连接。具体地，如图4-5所示，负极端子20a设置于左侧的端盖204上，正极端子20b设置于右侧的端盖204上。负极端子20a和正极端子20b分别从相应的端盖204穿出至外部，并在穿出端盖204的过程中，依次穿过护套207、端盖204、绝缘件208和压板209。
为了实现与左右两侧两个电极端子206的电连接，结合图4-5可知，在该实施例中，电极组件201的极耳15设置于电极组件201的左右两侧。其中，负极耳13设置于电极组件201 的左侧，通过位于左侧的转接件205与位于左侧的负极端子20a电连接；正极耳23设置于电极组件201的右侧，通过位于右侧的转接件205与位于右侧的正极端子20b电连接。如此，电极组件201所产生的电能，可以从左右方向的相对两侧向外传递。
如图6-8所示，在该实施例中，电极组件201包括第二极片1、第一极片2和隔膜3。第二极片1、第一极片2和隔膜3采用叠片方式，交替层叠在一起，形成电极组件201，此时的电极组件201通常也称为电芯30c。
由图7-8可知，在该实施例中，第一极片2和第二极片1采用单片堆叠方式进行叠片，第一极片1和第二极片2在堆叠之前，并不折叠，而是裁切后，直接进行堆叠。每一个第一极片2的厚度方向的两侧均设有一片隔膜3，分别为第一隔膜31和第二隔膜32，第一隔膜31和第二隔膜32均翻折形成翻边31，且第一隔膜31和第二隔膜32的翻边31均包裹第一极片2的未设置极耳15的边缘，使得第一极片2的未设置极耳15的边缘被两层隔膜3的翻边31包裹。翻边31包住第一极片2边缘附近的1-20mm区域。可以理解，第一极片2的厚度方向也是第一极片2与第一极片1的层叠方向，在图3和图8中标示为第三方向Z，换句话说，第三方向Z即为第一极片2和第二极片2的厚度方向，同时也是第一极片2和第二极片1的层叠方向。
包覆过程中，可以先将位于第一极片2第一侧的第一隔膜32翻折，使翻折形成的翻边31绕过相应边缘所对应的第一极片2的表面，到达第一极片2的第二侧，并覆盖第二侧表面的临近相应边缘的1-20mm区域，形成内层包边；然后，将位于第一极片2第二侧的第二隔膜33翻折，使翻折形成的翻边31绕过相应边缘所对应的第一极片2的表面，到达第一极片2的第一侧，并覆盖第一侧表面的临近相应边缘的1-20mm区域，形成包在内层包边外的外层包边，如此，得到隔膜双层包边。其中每层隔膜包边包完后，均可采用热压或粘接剂粘接等方式将隔膜包边区域固定。并且，相应的包边过程可以在第一极片2叠片过程中或切片前完成。
所设置的隔膜双层包边，可以在不影响整体容量发挥，也不增加析锂风险的基础上，更可靠地阻止边缘异物所引发的短路事故的发生。因此，与隔膜3不对第一极片2进行包边的情况相比，可以有效提高安全性能。
如图8所示，在该实施例中，第一极片2和第二极片1均单侧出极耳，且二者的出极耳方向相反，第一极片2的极耳15位于右侧，第二极片1的极耳15位于左侧，此时，第一极片2和第二极片1的未设置极耳15的边缘的数量均为3条，其中，第一极片2的未设置极耳15的三条边缘包括与第一极片2的设有极耳15的边缘相邻的两条边缘，以及与第一极片2的设有极耳15的边缘相对的一条边缘。在图8中，第一隔膜32和第二隔膜33仅对第一极片2的与设有极耳15的边缘相邻的两条边缘进行双层包边，但应当理解，第一隔膜32和第二隔膜33也可以对第 一极片2的未设置极耳15的三条边缘均进行双层包边，以更可靠地防止短路，更有效地提高安全性能。
接下来介绍图9-19所示的第二实施例。
如图9-19所示，在该第二实施例中，电池单体20为方形叠片电池，且其从相对两侧向外传输电能。
其中，如图9-13所示，在该第二实施例中，电池单体20的外壳202呈方形，其壳体203的左右两端分别设有一个端盖204，这两个端盖204可拆卸地连接于壳体203的左右两端，使得外壳202内部形成用于容置电极组件201和电解液等的封闭空间。
两个端盖204上均设有电极端子206，使得电池单体20的两个电极端子206位于外壳202的左右两侧。具体地，如图11所示，负极端子20a设置于左侧的端盖204上，正极端子20b设置于右侧的端盖204上。
为了实现与左右两侧两个电极端子206的电连接，如图11所示，在该实施例中，电极组件201的极耳15设置于电极组件201的左右两侧。具体地，由图11-12可知，负极耳13设置于电极组件201的左侧，通过位于左侧的转接件205与位于左侧的负极端子20a电连接；并且，由图11和图13可知，正极耳23设置于电极组件201的右侧，通过位于右侧的转接件205与位于右侧的正极端子20b电连接。如此，电极组件201所产生的电能，可以从左右方向的相对两侧向外传递。
图11-19示出了该实施例中电极组件201的结构和叠片过程。
如图11-19所示，在该实施例中，电极组件201包括第二极片1、第一极片2和隔膜3。第二极片1、第一极片2和隔膜3采用叠片方式，交替层叠在一起，形成电极组件201，此时的电极组件201通常也称为电芯30c。
由图11-19可知，在该实施例中，第二极片1和第一极片2分别为负极片14和正极片24。这种情况下，第二极片1表面所涂覆的活性物质29为正极活性物质，例如为钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰金属氧化物(NCM)中的一种或几种，第二极片1的用于承载活性物质29的集流体为铝箔等正极集流体，且第二极片1的极耳15为负极耳13；同时，第一极片2表面所涂覆的活性物质29为石墨等负极活性物质，第一极片2的用于承载活性物质29的集流体为铜箔等负极集流体，且第一极片2的极耳15为正极耳23。
并且，如图11-19所示，在该实施例中，第二极片1采用Z形折叠方式，第一极片2采用U形对折折叠方式，且第二极片1的折叠方向(即第二方向X)沿着上下方向，第一极片2的对折方向(即第一方向Y)沿着左右方向，使得第二方向X和第一方向Y正交，形成正交的 “Z+U”形叠片方式。第二极片1进行Z形折叠后，形成多片通过弯折部25连接的第二叠片11。第一极片2进行U形对折后，形成两片通过弯折部25连接的第一叠片21。多片折叠后的第一极片2插入第二极片1中，使得各第二叠片11与各第一叠片21沿着第三方向Z依次交替层叠。第三方向Z沿着各叠片的厚度方向，具体在该实施例中，第三方向Z垂直于第二方向X和第一方向Y。
由图11-19可知，在该实施例中，被构造为负极片14的第二极片1，其采用间隔出极耳的方式，也即，第二极片1的各第二叠片11中，间隔一个第二叠片11出一个极耳15，相邻的两个第二叠片11中，仅有一个第二叠片11具有极耳15。并且，如图11-12以及图16-17所示，该实施例中，设有极耳15的第二叠片11仅在第一方向Y的一侧出极耳，使得第二极片1仅在第一方向Y的一侧出极耳，此时，第二极片1的出极耳方式为单侧出极耳。具体来说，如图11-12所示，第二极片1的极耳15均位于第二极片1的左端，准确来说，第二极片1的各极耳15位于各第二叠片11的左边缘。结合图12和图16可知，在该实施例中，第二叠片11的左边缘为第二叠片11的与第二极片1的弯折部25邻接的边缘，可见，该实施例中，第二极片1的极耳15位于第二极片1的与弯折部25邻接的边缘。由于该实施例的第二极片1为负极片14，因此，第二极片1的极耳15为负极耳13，将第二极片1的极耳15设置于左侧，便于负极耳13与位于电池单体20左侧的负极端子20a电连接。
继续参见图11-19，在该实施例中，被构造为正极片24的第一极片2，其两片第一叠片21中仅一片具有极耳15，且极耳15位于第一叠片21的远离第一极片2的弯折部25的端部，这种情况下，由于两片第一叠片21通过弯折部25相连，因此，即使第一极片2均设有一个极耳15，也能顺利向外传递电能。并且，结合图11-13可知，该实施例中，所有第一极片2的弯折部25均朝向左侧，并包住第二极片1的未设置极耳15的第二叠片11的左边缘，同时，所有第一极片2的极耳15均位于第一极片2的右端，也就是说，每个第一叠片21的极耳15均位于相应第一叠片21的右边缘。由于该实施例的第一极片2为正极片24，因此，第一极片2的极耳15为正极耳23，将第一极片2的极耳15设置于右侧，便于正极耳23与位于右侧的负极端子20b电连接。
由于在该实施例中，第二极片1采用单侧间隔出极耳方式，第一极片2采用单侧单片出极耳方式，并且，第二极片1和第一极片2的出极耳方向相反，位于第一方向Y的相对两侧，分别朝左侧和右侧伸出，因此，正负极耳互不干扰，各自可以方便地与左右两侧的正负极端子电连接，满足左右两侧设置电极端子的电池单体的设计需求。当然，参见图7，该实施例中，第一极片2的两片第一叠片21也可以均设有极耳15，由于该实施例中，第一极片2出极耳的一侧，第二极片1并不出极耳，因此，即使第一极片2的两片第一叠片21均出极耳，也不会与第二极片1 的极耳产生干扰。当第一极片2的两片第一叠片21均设有极耳15时，导电效率更高，导电可靠性更强。
并且，结合图12以及图17-18可知，在该实施例中，第一极片2的弯折部25以及位于弯折部25两端附近的部分平直段被构造为惰性区26，惰性区26的朝向第二极片1的表面未涂覆活性物质29，并采用陶瓷涂层、涂胶或贴胶等绝缘物质27进行绝缘处理。
由于该实施例中，第一极片2为正极片24，因此，将第一极片2的包裹第二极片1的弯折部25及其附近区域构造为惰性区26，可以使得相应惰性区26不产生锂离子，从而伸至相应惰性区26中的第二叠片11的部分成为负极片14的超出正极片24的部分，即成为负极片超出正极片的部分，这样可以从根本上解决因第一极片2的弯折部25超出第二极片1，所造成的析锂问题，有效提高工作安全性。并且，只需控制惰性区26的面积大小，即可有效控制相应负极片超出正极片的部分的面积大小，简单方便，能够巧妙解决负极片超出正极片的部分面积大小难以控制的问题。
而在惰性区26进一步设置绝缘物质27，则可以增强正负极片间的绝缘性，更可靠地防止正负极片间短路，更有效地提升安全性能。
如图16-17所示，在该实施例中，组装电极组件201时，只需将第二极片1沿第二方向X进行往复折叠，并将多个第一极片2进行对折，然后，将对折好的多个第一极片2一起，从第二极片1的与弯折部25邻接且没有设置极耳15的一侧，插入第二极片1的各不出极耳15的第二叠片11所在位置，即可完成第二极片1和第一极片2的正交叠片过程。由于该叠片过程简单方便，且前期的裁切过程也较为简单，因此，可以有效提高电极组件201、电池单体20、电池10和用电装置100的生产效率，这对于叠片电池的推广应用具有重要意义。
其中，各第一极片2对折后，其两片第一叠片21并未完全贴合，而是张开一定的角度，以方便第一极片2插入第二极片1中。
为了提升安全性能，在该实施例中，虽然未图示，但第一叠片21的未设置极耳15的所有边缘被第一隔膜32和第二隔膜33进行双层包边。具体请参照第一实施例中的相关描述进行理解，此处不再赘述。
接下来介绍图20-28所示的第三实施例。为了简化描述，接下来主要针对该第三实施例与第二实施例的不同之处进行介绍，其他未介绍部分，可以参照第二实施例予以理解。
如图20-28所示，在该第三实施例中，电池单体20仍为方形叠片电池，且其电极组件201仍采用正交的“Z+U”形叠片方式，但其不再采用左右两侧出极耳和电极端子的方式，而是采用顶部出极耳和电极端子的方式。
具体地，由图20-21可知，在该实施例中，外壳202仅具有一个可拆卸连接的端盖204，并且，该端盖204可拆卸地连接于壳体203的顶端。两个电极端子206，即负极端子20a和正极端子20b均设置于该顶部的端盖204上，并由该顶部的端盖204朝上伸出至外壳202的外部。具体地，负极端子20a位于顶部端盖204的靠左的部分，正极端子20b则位于顶部端盖204的靠右的部分。
并且，如图22-26所示，在该实施例中，采用Z形折叠方式的第二极片1的折叠方向(即第二方向X)沿着左右方向，同时，采用U形对折折叠方式的第一极片2的折叠方向(即第一方向Y)朝向上方，如此，第二方向X和第一方向Y正交，形成正交的“Z+U”形叠片方式。第二极片1折叠后所形成的多片第二叠片11，与所有第一极片2对折后所形成的多片第一叠片21，沿着第三方向Z依次交替层叠。第三方向Z沿着各叠片的厚度方向，并在该实施例中，垂直于第二方向X和第一方向Y。
由图22-26可知，在该实施例中，第二极片1被构造为负极片14，其不再采用单侧间隔出极耳的方式，而是采用单侧连续出极耳的方式，具体来说，第二极片1的各第二叠片11中，每一个第二叠片11均设有一个极耳15，并且，第二极片1的所有极耳15均位于各自所在第二叠片11的顶部边缘。由于该实施例的第二极片1为负极片14，因此，第二极片1的极耳15为负极耳13，将第二极片1的极耳15设置于第二极片1的顶部边缘，便于负极耳13与位于电池单体20顶部的负极端子20a电连接。如图17所示，在该实施例中，第二叠片11的顶部边缘为第二叠片11的与第二极片1的弯折部25邻接的边缘，可见，该实施例中，第二极片1的极耳15位于第二极片1的与弯折部25邻接的边缘。
继续参见图22-26，在该实施例中，第一极片2被构造为正极片24，其不再采用单侧单片出极耳方式，而是采用单侧双片出极耳方式，也就是说，第一极片2的两片第一叠片21均设有极耳15，且极耳15均位于第一叠片21的远离第一极片2的弯折部25的端部。由于该实施例中，第一极片2的折叠方向朝向上方，因此，第一极片2的弯折部25朝向下方，第一极片2的远离第一极片2的弯折部25的端部即为第一叠片21的顶部边缘，所以，该实施例中第一极片2的所有极耳15均位于第一极片2的顶部边缘。由于该实施例的第一极片2为正极片24，因此，第一极片2的极耳15为正极耳23，将第一极片2的极耳15设置于第一极片2的顶部边缘，便于正极耳23与位于电池单体20顶部的负极端子20b电连接。
由于在该实施例中，第二极片1和第一极片2的极耳15均位于顶部，因此，第二极片1的极耳15和第一极片2的极耳15位于第二方向Y的同一侧。这种情况下，为了使正负极耳互不干扰，如图17所示，在该实施例中，第二极片1的极耳15与第一极片2的极耳15在第二极 片1的折叠方向(即第二方向X)上错开布置。具体地，如图17所示，该实施例中，在第二极片1的任意相邻两个弯折部25中，仅有一个弯折部25附近的边缘上设有极耳15，另一个弯折部25附近的边缘上未设置极耳15。第二极片1的所有极耳15，均靠近第二极片1的弯折部25布置，而第一极片2的所有极耳15，均远离第二极片1的弯折部25布置。如此，第二极片1的极耳15和第一极片2的极耳15在第二方向X上完全错开，互不重叠，因此，可以在正负极耳同侧布置的情况下，有效防止正负极耳的相互干扰。
由于正负极耳在第二方向X上错开布置，第二方向X沿着左右方向，因此，如图21-22所示，可以使得正负极耳在左右方向上错开，所有负极耳13均位于顶部左侧，且所有正极耳23均位于顶部右侧，方便正负极耳分别与顶部左侧的负极端子20a和顶部右侧的正极端子20b电连接，满足顶部出电极端子的电池单体的设计需求。
如前所述，在该实施例中，所有第一极片2的弯折部25均朝下，在这种情况下，为了改善电极组件201和电池单体20的散热性能，参照图28，在该实施例中，所有第一极片2的弯折部25均与外壳202的底壁的内表面接触。由于该实施例的第一极片2是竖向布置的，第一极片2的弯折部25的朝向与重力方向相同，准确来说，第一极片2的弯折部25的远离第二极片1的表面朝向重力方向，因此，在将电极组件201装入外壳202中后，第一极片2可以在重力作用下自然下沉，实现第一极片2弯折部25与外壳202底壁内表面的自然接触。第一极片2的弯折部25与外壳202的底壁接触后，可以受压变形，使得弯折部25的背离第二极片1的表面由弧形变成大致的矩形，从而方便第一极片2的弯折部25更充分地与外壳202的底壁接触。
由于第一极片2的弯折部25与外壳202均由金属材料制成，导热性能良好，且电极组件201的所有第一极片2的弯折部25与外壳202底壁的接触面积较大，大致可以占到外壳202底壁内表面面积的一半，因此，该实施例中，电极组件201可以与外壳202之间高效且充分地进行接触传热，使电极组件201所产生的热量快速散失至外壳202外部，提高工作安全性。
在该第三实施例中，第一极片2上也设有包括弯折部25的惰性区26，且惰性区26也设有绝缘物质27，以通过进一步绝缘并防止析锂，并有效控制负极片超出正极片的部分的面积大小，来提高安全性。具体请参照第二实施例中的相关描述进行理解，此处不再赘述。
另外，在该第三实施例中，第一极片2的未设置极耳15的所有边缘均被隔膜3进行双层包边，以防止因异物所造成的短路事故，提高安全性能。具体请参照第一实施例中的相关描述进行理解，此处不再赘述。
接下来介绍图29-30所示的第四实施例。
如图29-30所示，在该第四实施例中，电极组件201不再采用正交的“Z+U”形叠片 方式，而是采用平行的“Z+U”形叠片方式，即，进行Z形折叠的第二极片1的折叠方向(第二方向X)与进行U形对折的第一极片2的折叠方向(第一方向Y)平行。叠片完成后，各叠片的层叠方向(即第三方向Z)与第二方向X、第一方向Y以及第二极片1的纵向垂直。此时，第二极片1的纵向与第一方向Y(第二方向X)和第三方向Z垂直。
并且，如图29-30所示，在该实施例中，第二极片1和第一极片2分别为负极片14和正极片24，第一极片2的弯折部25包住第二极片1的弯折部25，同时，任意两个相邻的第一极片2位于第二极片1的沿第二方向X的相对两侧，对第二极片1的不同的弯折部25进行包裹。其中，两片第一极片2为一对，对第二极片1的两个连续的弯折部25进行包裹，而相邻两对第一极片2之间，则间隔一个第二极片1的弯折部25，也就是说，第二极片1的两个连续的弯折部25被包住之后，有一个弯折部25不被包住，之后，再两个连续的弯折部25被包住，然后，再一个弯折部25不被包住，如此循环。可以理解，图24中仅对一对第一极片2进行了爆炸处理，另外几对儿第一极片2示出的是包覆于第二极片1上时的状态。
同时，如图29-20所示，在该实施例中，第二极片1和第一极片2的极耳15均位于与弯折部25相邻的边缘，且出极耳方向相同，均位于第二极片1纵向(或称长度方向)的同一侧，以满足电池单体同侧出极耳和电极端子的设计需求。其中，第一极片2的两片第一叠片21上均设有一个极耳15；第二极片1的每片第二叠片11上也均没有一个极耳15。第二极片1的所有极耳15和第一极片2的所有极耳15在第二方向X上错开布置，以防止正负极耳相互干扰。具体地，在该实施例中，且第一极片2的极耳15均位于与弯折部25邻接的边缘的远离弯折部25的一端，而第二极片1的所有极耳15均位于与弯折部25连接的边缘的靠近的弯折部25的一端，由于在该实施例中，第一极片2的弯折部25包住第二极片1的弯折部，因此，如此设置后，可以使第二极片1的所有极耳15和第一极片2的所有极耳15在第二方向X上错开布置。
可见，该图29-30以第二极片1和第一极片2同侧出极耳的情况为例，示出了平行的“Z+U”形叠片方式。但应当理解，在采用平行的“Z+U”形叠片方式中，第二极片1和第一极片2的出极耳方向也可以相反，位于第二极片1的纵向的相对两侧。
在该第三实施例中，第一极片2的未设置极耳15的所有边缘均被隔膜3进行双层包边，以防止因异物所造成的短路事故，提高安全性能。具体请参照第一实施例中的相关描述进行理解，此处不再赘述。
图31-38示例性地示出了前述第二至第四实施例中可折叠的第一极片2的结构。
针对可折叠的第一极片2，其折叠前后的状态分别称为展开状态和折叠状态。在电池单体20成品中，第一极片2是处于折叠状态的，相应的折叠状态在图12-30中均已经有所体现。 图31-38中所示出的是处于展开状态时的第一极片2的结构，也就是，是未被折叠的第一极片2的结构。
其中，图31示出了第一极片2的第一示例。如图31所示，在该示例中，第一极片2上设有惰性区26，该惰性区26的表面上未设置活性物质29，因此，该惰性区26实际上是未被活性物质29覆盖的集流体部分。惰性区26的表面设有绝缘物质27，可以改善正负极片之间的绝缘性。
并且，如图31所示，在该示例中，第一极片2上设有折叠引导部28，该折叠引导部28设置于第一极片2的惰性区26内，并具体为折痕282。其中，折痕282为直线折痕，其从第一极片2的宽度方向的一个边缘延伸至第一极片2的宽度方向的另一个边缘，且延伸方向与第一极片2的宽度方向平行。基于此，在需要时，只需沿着折痕282，将第一极片2进行对折，即可完成第一极片2的U形对折，与第一极片2上未设置折叠引导部28的情况相比，折叠过程更加简单方便。折叠后，第一极片2的两片第一叠片21在宽度方向上边缘对齐，不偏转。同时，由于折痕282设置于惰性区26内，因此，折叠后，惰性区26包括连接两片第一叠片21的弯折部25，方便利用惰性区26控制负极片超出正极片的部分的面积大小，提高安全性。
图32-33示出了第一极片的第二示例。如图32所示，在该示例中，第一极片2的惰性区26内仍设有折叠引导部28，但与图31所示的第一示例不同的是，折叠引导部28不再为折痕282，而是为刻痕281，并且，在该示例中，刻痕281为连续直线刻痕，从第一极片2的宽度方向的一个边缘延伸至第一极片2的宽度方向的另一个边缘，且延伸方向与第一极片2的宽度方向平行。如此，只需沿着刻痕281，对第一极片2进行对折，即可完成第一极片2的U形对折，简单方便。与折痕282相比，刻痕281由于在第一极片2的厚度方向上具有一定的深度，因此，更方便引导折叠，可以更准确地引导第一极片2沿着刻痕281对折，不容易出现偏差，同时，刻痕281可以在第一极片2的生产过程中直接加工得到，无需在第一极片2加工好后通过进行预先折叠来得到，因此，刻痕281的加工过程也较为方便。
图34-35示出了第一极片的第三示例。如图34-35所示，在该示例中，第一极片2的惰性区26内的折叠引导部28仍为刻痕281，且刻痕281仍沿着第一极片2的宽度方向延伸，但在该示例中，刻痕281不再为连续直线刻痕，而是变为点状虚线型刻痕，其由沿着第一极片2宽度方向间隔并排的多个小孔组成。这些小孔为通孔，或盲孔均可。基于此，也可以方便地完成第一极片2的对折折叠。
图36-37示出了第一极片的第四示例。如图36-37所示，在该示例中，第一极片2的惰性区26内所设置的仍为平行于第一极片2宽度方向的虚线型刻痕，但与图34-35所示第三示例 不同的是，在该示例中，虚线型刻痕281不再为点状虚线型刻痕，而是变为线状虚线型刻痕。基于此，也可以方便地完成第一极片2的对折折叠。
图38示出了第一极片的第五示例。如图38所示，该示例与前述图31-37所示各示例的主要不同在于，折叠引导部28不再平行于第一极片2的宽度方向，而是与第一极片2的宽度方向之间具有夹角，也就是说，在该示例中，折叠引导部28相对于第一极片2的宽度方向发生了偏转。这样，折叠后，第一极片2的两片第一叠片21不再在宽度方向上对齐，而是发生偏转，不仅方便第一极片2在折叠后张开一定角度，便于插入第二极片1中，而且方便使第一极片2组装至第二极片1上后，各第一叠片21不超出第二叠片11，降低析锂风险。
需要说明的是，图38中所示出的折叠引导部28呈连续直线型，但作为替代，该偏转的折叠引导部28也可以采用点状或线状虚线型等其他结构形式，并且，该偏转的折叠引导部28既可以为折痕282，也可以为刻痕281。
综合图31-38可知，这几个示例中，第一极片2的两端均设有极耳15，也就是说，第一极片2的两片第一叠片21均具有极耳15，第一极片2所采用的是单侧双片出极耳方式，然而，应当理解，这并不构成对本申请的限制，当第一极片2仅一端设有极耳15，两片第一叠片21仅一片上设有极耳15时，第一极片2上也可以设置前述各种折叠引导部28。
参见图39，基于前述各实施例，本申请还提供一种电极组件的制造方法，其包括：
S100、提供第一极片2；和
S200、在第一极片2的沿厚度方向的相对两侧设置第一隔膜32和第二隔膜33，并使第一隔膜32和第二隔膜33均翻折并包覆第一极片2的未设置极耳15的边缘。
采用上述方法制造的电极组件，短路风险降低，安全性能提高。
在一些实施例中，制造方法还包括：
S300、将被第一隔膜32和第二隔膜33翻折包覆的第一极片2沿第一方向Y进行单次折叠，使得第一极片2包括彼此连接的两片第二叠片11第一叠片21；
S400、提供第二极片1，将第二极片1沿第二方向X进行往复折叠，使得第二极片1包括依次连接并堆叠的多片第二叠片11，第二方向X与第一方向Y垂直或平行；和
S500、将第一极片2插入第二极片1中，使第一叠片21与第二叠片11依次交替堆叠。
其中，步骤S400和S300的先后顺序不作限制，既可以步骤S300在前，步骤S400在后，也可以步骤S400在前，步骤S300在后，或者，还可以步骤S300和步骤S400同时进行。
采用上述方法来制造电极组件，效率较高，可以有效提高电极组件、电池单体、电池和用电装置的生产效率。
并且，在第一极片2折叠之前，利用两片隔膜3来对第一极片2的未设置极耳15的边缘进行双层包边，可以在方便第一极片2折叠的情况下，有效提高电极组件的安全性能。
本申请上述各保护主题以及各实施例中的特征之间可以相互借鉴，在结构允许的情况下，本领域技术人员也可对不同实施例中的技术特征灵活组合，以形成更多的实施例。
本文中应用了具体的实施例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (25)

  1. 一种电极组件(201)，其特征在于，包括：
    第一极片(2)；
    第一隔膜(32)；和
    第二隔膜(33)，所述第二隔膜(33)和所述第一隔膜(32)位于所述第一极片(2)的沿厚度方向的相对两侧，所述第一隔膜(32)和所述第二隔膜(33)均翻折并包覆所述第一极片(2)的未设置极耳(15)的边缘。
  2. 根据权利要求1所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一隔膜(32)和所述第二隔膜(33)复合于所述第一极片(2)上。
  3. 根据权利要求2所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一隔膜(32)和所述第二隔膜(33)热压于所述第一极片(2)上，或者，所述第一隔膜(32)和所述第二隔膜(33)粘接于所述第一极片(2)上。
  4. 根据权利要求1-3任一所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一极片(2)为正极片(24)。
  5. 根据权利要求1-4任一所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一极片(2)不折叠；或者，所述第一极片(2)沿第一方向(Y)进行单次折叠，使得所述第一极片(2)包括彼此连接的两片第一叠片(21)。
  6. 根据权利要求5所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一极片(2)的两片所述第一叠片(21)中的至少之一具有极耳(15)。
  7. 根据权利要求5或6所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一极片(2)具有惰性区(26)，所述惰性区(26)包括所述第一极片(2)的折叠部位，所述惰性区(26)未涂覆活性物质。
  8. 根据权利要求7所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一极片(2)的惰性区(26)的内表面设有绝缘物质(27)。
  9. 根据权利要求1-8任一所述的电极组件(201)，其特征在于，所述电极组件(201)还包括第二极片(1)，所述第二极片(1)与所述第一极片(2)极性相反，并与所述第一极片(2)堆叠或卷绕在一起，所述第一隔膜(32)和所述第二隔膜(33)分隔所述第二极片(1)和所述第一极片(2)。
  10. 根据权利要求9所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第二极片(1)不折叠，或者， 所述第二极片(1)沿第二方向(X)进行往复折叠，使得所述第二极片(1)包括依次连接并堆叠的多片第二叠片(11)。
  11. 根据权利要求10所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第二极片(1)沿第二方向(X)进行往复折叠，使得所述第二极片(1)包括依次连接并堆叠的多片第二叠片(11)，所述第一极片(2)沿第二方向(X)第一方向(Y)进行单次折叠，使得所述第一极片(2)包括彼此连接的两片第一叠片(21)，所述第一方向(Y)与所述第二方向(X)垂直或平行，所述第一叠片(21)与所述第二叠片(11)依次交替堆叠。
  12. 根据权利要求11所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一极片(2)的极耳(15)位于所述第一极片(2)的弯折部(25)以外的边缘；和/或，所述第二极片(1)的极耳(15)位于所述第二极片(1)的弯折部(25)以外的边缘。
  13. 根据权利要求12所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一方向(Y)与所述第二方向(X)垂直，所述第二极片(1)的极耳(15)位于所述第二极片(1)的与弯折部(25)邻接的边缘，所述第一极片(2)的极耳(15)位于所述第一极片(2)的远离弯折部(25)的端部；或者，所述第一方向(Y)与所述第二方向(X)平行，所述第二极片(1)的极耳(15)位于所述第二极片(1)的与弯折部(25)邻接的边缘，所述第一极片(2)的极耳(15)位于所述第一极片(2)的与弯折部(25)邻接的边缘。
  14. 根据权利要求13所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一方向(Y)与所述第二方向(X)垂直，在任意相邻的两片所述第二叠片(11)中，只有一片所述第二叠片(11)具有极耳(15)，所述第一极片(2)的弯折部(25)包住未设置极耳(15)的所述第二叠片(11)。
  15. 根据权利要求9-14任一所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第二极片(1)的极耳(15)和所述第一极片(2)的极耳(15)位于同一侧或相对两侧。
  16. 根据权利要求9-15任一所述的电极组件(201)，其特征在于，所述第一极片(2)和/或所述第二极片(1)上设有折叠引导部(28)，以引导所述第一极片(2)折叠。
  17. 根据权利要求16所述的电极组件(201)，其特征在于，所述折叠引导部(28)包括折痕(282)或刻痕(281)。
  18. 根据权利要求16或17所述的电极组件(201)，其特征在于，所述折叠引导部(28)平行于所述第一极片(2)和/或所述第二极片(1)的宽度方向，或者，所述折叠引导部(28)相对于所述第一极片(2)和/或所述第二极片(1)的宽度方向倾斜。
  19. 一种电池单体(20)，包括外壳(202)，其特征在于，还包括如权利要求1-18任一所述的电极组件(201)，所述电极组件(201)设置于所述外壳(202)内。
  20. 根据权利要求19所述的电池单体(20)，其特征在于，所述第一极片(2)的极耳(15)位于所述第一极片(2)的远离弯折部(25)的端部，所述第一极片(2)的弯折部(25)与所述外壳(202)的内壁接触。
  21. 根据权利要求20所述的电池单体(20)，其特征在于，所述第一极片(2)的弯折部(25)的远离所述第二极片(1)的表面朝向重力方向。
  22. 一种电池(10)，包括包装箱(30)，其特征在于，还包括如权利要求19-21任一所述的电池单体(20)，所述电池单体(20)设置于所述包装箱(30)中。
  23. 一种用电装置(100)，包括本体(105)，其特征在于，还包括如权利要求19-21任一所述的电池单体(20)或如权利要求22所述的电池(10)，所述电池单体(20)为所述本体(105)提供电能。
  24. 一种电极组件(201)的制造方法，其特征在于，包括：
    提供第一极片(2)；和
    在所述第一极片(2)的沿厚度方向的相对两侧设置第一隔膜(32)和第二隔膜(33)，并使所述第一隔膜(32)和所述第二隔膜(33)均翻折并包覆所述第一极片(2)的未设置极耳(15)的边缘。
  25. 根据权利要求24所述的制造方法，其特征在于，还包括：
    将被所述第一隔膜(32)和所述第二隔膜(33)翻折包覆的所述第一极片(2)沿第一方向(Y)进行单次折叠，使得所述第一极片(2)包括彼此连接的两片第二叠片(11)第一叠片(21)；
    提供第二极片(1)，将所述第二极片(1)沿第二方向(X)进行往复折叠，使得所述第二极片(1)包括依次连接并堆叠的多片第二叠片(11)，所述第二方向(X)与所述第一方向(Y)垂直或平行；和
    将所述第一极片(2)插入所述第二极片(1)中，使所述第一叠片(21)与所述第二叠片(11)依次交替堆叠。
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