CN116683062A - 卷绕式电极组件、电池单体、电池和用电装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例提供一种卷绕式电极组件、电池单体、电池和用电装置。卷绕式电极组件包括负极极片、正极极片、以及位于两者之间的隔离膜。负极极片和隔离膜分别包括位于弯折区的多个负极弯折部和多个隔离弯折部，多个负极弯折部中的至少一个为第一负极弯折部。其中，位于第一负极弯折部外侧的隔离弯折部上设有第一储锂活性物质层，第一储锂活性物质层位于隔离弯折部靠近第一负极弯折部的表面。本申请提供的技术方案能够有效改善卷绕式电极组件在弯折区的析锂现象，进而有助于提升电池单体、电池和用电装置的循环性能和安全性。

Description

卷绕式电极组件、电池单体、电池和用电装置
技术领域
本申请实施例涉及电池技术领域，特别地，涉及一种卷绕式电极组件、电池单体、电池和用电装置。
背景技术
近年来，二次电池由于其较高的能量密度以及可循环性能，被广泛应用于储能系统、电动工具、电动自行车、电动汽车、军事装备、航空航天等众多领域。随着二次电池取得的快速发展以及广泛应用，对其循环性能、使用寿命等性能也提出了更高的要求。在电池技术的发展中，除了提高电池的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。如果电池的安全问题不能保证，那该电池就无法使用。
因此，如何提高电池的循环性能和使用寿命是一项亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供一种卷绕式电极组件、电池单体、电池和用电装置，能够有效改善卷绕式电极组件在弯折区的析锂现象，进而有助于提高电池的循环性能和安全性。
第一方面，提供了一种卷绕式电极组件，所述卷绕式电极组件包括弯折区；所述卷绕式电极组件包括负极极片、正极极片和位于所述负极极片和所述正极极片之间的隔离膜，所述负极极片包括位于所述弯折区的多个负极弯折部，所述隔离膜包括位于所述弯折区的多个隔离弯折部；其中，多个所述负极弯折部中的至少一个为第一负极弯折部，位于所述第一负极弯折部外侧的所述隔离弯折部上设有第一储锂活性物质层，所述第一储锂活性物质层位于所述隔离弯折部靠近所述第一负极弯折部的表面。
在上述技术方案中，负极极片包括位于弯折区的多个负极弯折部，通过在至少一个负极弯折部（即第一负极弯折部）外侧的隔离弯折部上设置第一储锂活性物质层，并使第一储锂活性物质层位于第一负极弯折部和隔离弯折部之间，能够在第一负极弯折部外侧增加储锂位点，以供第一负极弯折部外侧的正极极片的锂离子嵌入，从而改善负极极片在弯折区的析锂现象，有利于提高电池单体的循环性能和安全性。另外，相比于正极极片和第一负极弯折部之间的间距，正极极片和隔离弯折部上的第一储锂活性物质层之间的间距更小，这能够提升弯折区的锂离子传输动力学，有利于进一步改善负极极片在弯折区的析锂现象，进而提高电池单体的循环性能和安全性。
在一种可能的实现方式中，自所述卷绕式电极组件的卷绕起始端起，前N个所述负极弯折部均为所述第一负极弯折部；其中，1≤N≤5，且N为正整数。
在上述技术方案中，自卷绕式电极组件的卷绕起始端起，前5个负极弯折部的半径较小，发生析锂现象的可能性较高。通过将前5个负极弯折部设置为第一负极弯折部，即是说，自卷绕式电极组件的卷绕起始端起，前5个负极弯折部外侧的隔离弯折部上均设置第一储锂活性物质层，这能够更好地改善负极极片在弯折区的析锂现象，从而有利于提高电池单体的循环性能和安全性。
在一种可能的实现方式中，位于所述第一负极弯折部内侧的所述隔离弯折部上设有第二储锂活性物质层，所述第二储锂活性物质层位于所述隔离弯折部靠近所述第一负极弯折部的表面。
在上述技术方案中，在第一负极弯折部内侧的隔离弯折部上设置第二储锂活性物质层，并使第二储锂活性物质层位于第一负极弯折部和隔离弯折部之间，能够进一步在第一负极弯折部内侧增加储锂位点，以供从正极极片脱出的锂离子嵌入，从而可以更好地改善负极极片在弯折区的析锂现象，进而提高电池单体的循环性能和安全性。
在一种可能的实现方式中，沿所述卷绕式电极组件的轴向，所述第一储锂活性物质层和所述第二储锂活性物质层的尺寸大于所述第一负极弯折部的尺寸。
在上述技术方案中，沿卷绕式电极组件的轴向，第一储锂活性物质层和第二储锂活性物质层的尺寸大于位于两者之间的第一负极弯折部的尺寸，使得第一储锂活性物质层和第二储锂活性物质层能够包覆第一负极弯折部沿轴向的两侧边缘，从而在改善负极极片在弯折区的析锂现象的同时，还能够阻隔第一负极弯折部与相邻的正极极片接触，以降低卷绕式电极组件出现短路的风险，有利于进一步提升电池单体的安全性。
在一种可能的实现方式中，所述第一储锂活性物质层上还设有粘接层，所述粘接层位于所述第一储锂活性物质层靠近所述第一负极弯折部的表面。
在上述技术方案中，第一储锂活性物质层上设有粘接层，粘接层具有较高的粘接性，使得第一储锂活性物质层能够通过粘接层与第一负极弯折部粘接固定。进一步地，第一储锂活性物质层还能够通过粘接层与第二储锂活性物质层粘接连接，从而包覆第一负极弯折部沿卷绕式电极组件轴向的两侧边缘。
在一种可能的实现方式中，所述粘接层在所述第一储锂活性物质层的表面连续设置；或者，所述粘接层在所述第一储锂活性物质层的表面间隔设置。
在上述技术方案中，可以根据实际生产和设计需求，将粘接层可以在第一储锂活性物质层的表面连续设置或间隔设置。其中，粘接层在第一储锂活性物质层上连接设置，有利于更好地确保粘接效果；粘接层在第一储锂活性物质层上间隔设置，能够降低粘接层遮挡第一储锂活性物质层的面积，有利于更好地确保第一储锂活性物质层的储锂效果。
在一种可能的实现方式中，第二储锂活性物质层上也可以设置粘接层，粘接层位于第二储锂活性物质层靠近第一负极弯折部的表面。
可选地，粘接层在第二储锂活性物质层的表面连续设置或间隔设置。
在上述技术方案中，第二储锂活性物质层上设有粘接层，粘接层具有较高的粘接性，使得第二储锂活性物质层能够通过粘接层与第一负极弯折部粘接固定。进一步地，第二储锂活性物质层还能够通过粘接层与第一储锂活性物质层粘接连接，从而包覆第一负极弯折部沿卷绕式电极组件轴向的两侧边缘。
在一种可能的实现方式中，多个所述负极弯折部均为所述第一负极弯折部。
在上述技术方案中，在卷绕式电极组件的弯折区，每个负极弯折部外侧和内侧的隔离弯折部上可以分别设置第一储锂活性物质层和第二储锂活性物质层；进一步地，每个负极弯折部沿卷绕式电极组件轴向的两侧边缘能够被第一储锂活性物质层和第二储锂活性物质层包覆。这能够在改善负极极片在弯折区的析锂现象的同时，还能够降低负极极片和正极极片在弯折区接触的可能性，以降低负极极片和正极极片在弯折区出现短路的风险，有利于进一步提高电池单体的安全性。
在一种可能的实现方式中，所述第一储锂活性物质层的厚度h满足：30 μm≤h≤50μm；可选地，35 μm≤h≤45 μm。
在上述技术方案中，通过将第一储锂活性物质层的厚度h设置在合理范围内，一方面，在实际应用时，能够避免由于第一储锂活性物质层的厚度h过大而在对卷绕式电极组件整体结构造成的不利影响；另一方面，能够确保第一储锂活性物质层包括适量的负极活性材料，以确保改善负极极片在弯折区的析锂现象的效果。
在一种可能的实现方式中，沿所述卷绕式电极组件的卷绕方向，所述第一储锂活性物质层的长度w满足：10 mm≤w≤20 mm；可选地，13 mm≤w≤18 mm。
在上述技术方案中， 通过将第一储锂活性物质层沿卷绕方向的长度设置在合理范围内，能够控制隔离弯折部上使用的第一储锂活性物质层的用量在合适的范围境内，从而能够在改善负极极片在弯折区的析锂现象的同时，帮助节省卷绕式电极组件的生产成本。
在一种可能的实现方式中，所述卷绕式电极组件还包括平直区，所述平直区沿第一方向的两端与所述弯折区连接，所述第一方向与所述卷绕式电极组件的轴向垂直；所述负极极片包括位于所述平直区的多个负极平直部，所述负极平直部沿所述第一方向的两端与所述负极弯折部连接，所述隔离膜包括位于所述平直区的多个隔离平直部，所述隔离平直部沿所述第一方向的两端与所述隔离弯折部连接；所述负极平直部包括削薄区，所述削薄区位于所述负极平直部沿所述轴向的两侧；其中，位于所述负极平直部内侧和外侧的所述隔离平直部包括填充区，所述填充区与所述削薄区对应设置，所述填充区上设有第三储锂活性物质层，所述第三储锂活性物质层位于所述填充区靠近所述负极平直部的表面。
在上述技术方案中，负极极片包括位于平直区的多个负极平直部，每个负极平直部包括削薄区，通过在每个负极平直部外侧和内侧的隔离平直部上设置与削薄区对应的填充区，进一步在填充区上设置第三储锂活性物质层，并使第三储锂活性物质层位于削薄区和填充区之间，即利用第三储锂活性物质层来填充削薄区和隔离平直部之间的间隙，从而能够在负极平直部的削薄区外侧和内侧增加储锂位点，以供从正极极片脱出的锂离子嵌入。这样，能够在改善负极极片在弯折区的析锂现象的同时，还能够改善负极极片在削薄区的析锂现象，有利于进一步提高电池单体的循环性能和安全性。
在一种可能的实现方式中，沿所述轴向，所述第三储锂活性物质层的尺寸大于所述削薄区的尺寸。
在上述技术方案中，沿卷绕式电极组件的轴向，削薄区位于负极平直部两侧的边缘部分，第三储锂活性物质层的尺寸大于削薄区的尺寸，能够使得每个负极平直部沿卷绕式电极组件轴向的两侧边缘被其外侧和内侧的第三储锂活性物质层包覆，从而在改善负极极片在削薄区的析锂现象的同时，还能够降低负极极片和正极极片在平直区接触的可能性，以降低负极极片和正极极片在平直区出现短路的风险，有利于进一步提升电池单体的安全性。
进一步地，当负极极片中的每个负极弯折部沿轴向的两侧边缘也均被位于其内侧和外侧的第一储锂活性物质层和第二储锂活性物质层包覆时，即是说，负极极片在平直区沿卷绕式电极组件轴向的两侧边缘被第三储锂活性物质层包覆，负极极片在弯折区沿卷绕式电极组件轴向的两侧边缘被第一储锂活性物质层和第二储锂活性物质层包覆。这样，利用隔离膜上设置的储锂活性物质层，能够阻隔负极极片沿卷绕式电极组件轴向的两侧边缘与相邻的正极极片接触，从而能够将负极极片和正极极片沿卷绕式电极组件轴向的长度设计为相等，有利于减小负极极片的用量，节约生产成本。
第二方面，提供了一种电池单体，包括根据第一方面或第一方面的任一实现方式中所述的电极组件。
第三方面，提供了一种电池，包括至少一个根据第二方面或第二面的任一实现方式中所述的电池单体。
第四方面，提供了一种用电装置，包括根据第三方面或第三方面的任一实现方式中所述的电池。
其中，第二方面至第四方面的有益效果，请参见上述第一方面的有益效果，在此不重复赘述。
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是本申请一实施例提供的一种车辆的结构示意图。
图2是本申请一实施例提供的一种电池的结构示意图。
图3是本申请一实施例提供的一种电池单体的结构示意图。
图4是本申请一实施例提供的电极组件的结构示意图。
图5是本申请一实施例提供的图4所示的电极组件的局部放大图。
图6是本申请一实施例提供的电极组件的结构示意图。
图7是本申请一实施例提供的图6所示的电极组件的局部放大图。
图8是本申请一实施例提供的图6所示的电极组件展开后的结构示意图。
图9是本申请一实施例提供的图6所示的电极组件展开后的结构示意图。
图10是本申请一实施例提供的图6所示的电极组件展开后的结构示意图。
图11是本申请一实施例提供的图6所示的电极组件展开后的结构示意图。
图12是本申请一实施例提供的图6所示的电极组件展开后的结构示意图。
附图标记说明：1-车辆；10-电池；20-电池单体；30-控制器；40-马达；11-箱体；21-壳体； 22-卷绕式电极组件；22a-卷绕起始端；221a-第一极耳；222a-第二极耳；23-容纳空间；24-端盖；241-电极端子；241a-正电极端子；241b-负电极端子；25-连接构件；221-负极极片；2211-负极弯折部；2211a-第一负极弯折部；2212-负极平直部；22121-削薄区；222-正极极片；2221-正极弯折部；2222-正极平直部；223-隔离膜；2231-隔离弯折部；2231a-第一隔离弯折部；2231b-第二隔离弯折部； 2232-隔离平直部；22321-填充区；2241-第一储锂活性物质层；2242-第二储锂活性物质层；2243-第三储锂活性物质层； 225-粘接层；2251-第一粘接层；A-弯折区；B-平直区；P-轴向；Q-卷绕方向；x-第一方向 。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请实施例所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请实施例的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请实施例中术语“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，本申请实施例中字符“/”，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“一个或多个”指的是一个、两个或两个以上，术语“多个”指的是两个或两个以上，同理，“多组”指的是两组或两组以上，“多片”指的是两片或两片以上。
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”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，或一体地连接；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，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在使用传统能源作为动力供给的汽车工业环境下，环境污染问题愈发严重，积极发展新能源汽车，能够减少对于环境的危害。对于新能源汽车而言，电池技术是关乎其发展的一项重要因素。
电池通常是指包括一个或多个电池单体以提供电能的物理模块。例如，本申请所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以减少液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
在一些实施例中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池、铅酸蓄电池或空气电池等，本申请实施例对此并不限定。通常，电池单体也可称之为电芯。电池单体可以呈圆柱体、扁平体、长方体或其他形状，本申请实施例对此并不限定。电池单体一般按封装的方式可以分成三种：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。
电池单体可以包括电极组件和电解液。电极组件可以由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间的移动来工作。正极极片可以包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片可以包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为聚丙烯（polypropylene，PP）或聚乙烯（polyethylene，PE）等。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还要考虑电池的安全性。
对于锂离子电池而言，在充电时，锂离子从正极脱嵌并嵌入负极；在放电时，锂离子从负极脱嵌并嵌入正极。锂离子电池在充电时，可能会发生一些异常情况而导致析锂，比如，负极嵌锂空间不足、锂离子迁移阻力过大、锂离子过快从正极脱离出但无法等量嵌入负极等异常引起的无法嵌入负极的锂离子只能在负极表面得到电子，从而形成锂单质的现象，即为析锂现象。
对于卷绕式电极组件，正极极片一般包覆在负极极片外侧。在卷绕式电极组件的弯折区，负极极片的卷绕长度小于位于其外侧的正极极片的卷绕长度，使得负极极片和外侧的正极极片的容量比较小。从而，在电池单体的充电过程中，从正极极片脱出的锂离子向内侧的负极极片迁移时，内侧的负极极片无法提供足够的空间容纳这些锂离子，导致负极极片在弯折区容易发生析锂现象，从而影响电池单体的循环性能和安全性。
基于上述内容，本申请实施例提供一种卷绕式电极组件、电池单体、电池和用电装置。该卷绕式电极组件包括正极极片、负极极片、以及位于正极极片和负极极片之间的隔离膜。负极极片包括位于卷绕式电极组件弯折区的多个负极弯折部，隔离膜包括位于卷绕式电极组件弯折区的多个隔离弯折部。通过在至少一个负极弯折部（即第一负极弯折部）外侧的隔离弯折部上设置第一储锂活性物质层，并使第一储锂活性物质层位于第一负极弯折部和隔离弯折部之间，能够在第一负极弯折部外侧增加储锂位点，以供第一负极弯折部外侧的正极极片的锂离子嵌入，从而改善负极极片在弯折区的析锂现象，有利于提高电池单体的循环性能和安全性。另外，相比于正极极片和第一负极弯折部之间的间距，正极极片和隔离弯折部上的第一储锂活性物质层之间的间距更小，这能够提升弯折区的锂离子传输动力学，有利于进一步改善负极极片在弯折区的析锂现象，进而提高电池单体的循环性能和安全性。
本申请实施例提供的卷绕式电极组件可以但不限于用于车辆、船舶或飞行棋等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于缓解析锂，提高电池单体的可靠性和安全性。
[用电装置]
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置。用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆为例进行说明。
图1为本申请一实施例提供的车辆1的结构示意图，车辆1可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1的内部可以设置电池10、控制器30以及马达40。控制器30可以用来控制电池10为马达40供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
[电池]
图2为本申请一实施例提供的电池10的结构示意图，电池10可以包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体（或称为罩体）11，箱体11内部为中空结构，多个电池单体20可以容纳于箱体11内。例如，多个电池单体20可以相互并联或串联或混联组合后置于箱体11内。
可选地，电池10还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，电池10还可以包括汇流部件，汇流部件可以用于实现多个电池单体20之间的电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。可选地，导电机构也可属于汇流部件。
根据不同的电力需求，电池单体20的数量可以设置为任意数值。多个电池单体20可通过并联、串联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池10中包括的电池单体20的数量可能较多，为了便于安装，可以将电池单体20分组设置，每组电池单体20组成电池模块。电池模块中包括的电池单体20的数量不限，可以根据需求设置。电池10可以包括多个电池模块，这些电池模块可以通过串联、并联或混联的方式进行连接。
[电池单体]
图3为本申请一实施例提供的电池单体20的结构示意图。
如图3所示，电池单体20可以包括一个或多个卷绕式电极组件22、壳体21和端盖24。壳体21和端盖24形成外壳或电池盒。壳体21的壁包括底壁和四个侧壁，底壁和四个侧壁连接形成放置卷绕式电极组件22的容纳空间23。壳体21根据一个或多个卷绕式电极组件22组合后的形状而定，例如，壳体21可以为中空的长方体或正方体或圆柱体，且壳体21的其中一个面具有开口，以便一个或多个卷绕式电极组件22可以放置于壳体21内。例如，当壳体21为中空的长方体或正方体时，壳体21的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壁体而使得壳体21内外相通。当壳体21可以为中空的圆柱体时，壳体21的端面为开口面，即该端面不具有壁体而使得壳体21内外相通。端盖24覆盖容纳空间23的开口并且与壳体21连接，以形成放置卷绕式电极组件22的封闭的腔体。壳体21内填充有电解质，例如电解液。
电池单体20还可以包括两个电极端子241，两个电极端子241可以设置在端盖24上。端盖24通常是平板形状，两个电极端子241固定在端盖24的平板面上，两个电极端子241可以分别为正电极端子241a和负电极端子241b。每个电极端子241各对应设置一个连接构件25，连接构件也可以称为集流构件，其位于端盖24与卷绕式电极组件22之间，用于将卷绕式电极组件22和电极端子241实现电连接。
如图3所示，每个卷绕式电极组件22可以具有第一极耳221a和第二极耳222a。第一极耳221a和第二极耳222a的极性相反。例如，当第一极耳221a为负极极耳时，第二极耳222a为正极极耳。一个或多个卷绕式电极组件22的第一极耳221a通过一个连接构件25与一个电极端子241连接，一个或多个卷绕式电极组件22的第二极耳222a通过另一个连接构件25与另一个电极端子241连接。例如，正电极端子241a通过一个连接构件25与正极极耳连接，负电极端子241b通过另一个连接构件25与负极极耳连接。
在该电池单体20中，根据实际使用需求，卷绕式电极组件22可设置为一个或多个，如图3所示，电池单体20内可以设置有4个独立的卷绕式电极组件22。
图4为本申请一实施例提供的卷绕式电极组件22的结构示意图。图5为本申请一实施例提供的图4所示的卷绕式电极组件22的局部放大图。
结合图4和图5，卷绕式电极组件22可以包括负极极片221、正极极片222、以及位于负极极片221和正极极片222之间的隔离膜223。卷绕式电极组件22包括弯折区A，负极极片221包括位于弯折区A的多个负极弯折部2211，隔离膜223包括位于弯折区A的多个隔离弯折部2231。
其中，多个负极弯折部2211中的至少一个为第一负极弯折部2211a，位于第一负极弯折部2211a外侧的隔离弯折部2231上设有第一储锂活性物质层2241，第一储锂活性物质层2241位于隔离弯折部2231靠近第一负极弯折部2211a的表面。
负极极片221包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极膜层，所述负极膜层包括负极活性材料。
作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
在一些实施方式中，所述负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料（铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材）上而形成。
在一些实施方式中，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括粘结剂。所述粘结剂可选自丁苯橡胶、聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、海藻酸钠、聚甲基丙烯酸及羧甲基壳聚糖中的至少一种。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括导电剂。导电剂可选自超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，负极膜层还可选地包括其他助剂，例如增稠剂（如羧甲基纤维素钠等。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片：将上述用于制备负极极片的组分，例如负极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他组分分散于溶剂（例如去离子水）中，形成负极浆料；将负极浆料涂覆在负极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到负极极片。
正极极片222包括正极极片包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，所述正极膜层包括本申请第一方面的正极活性材料。
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的其中任意一者或两者上。
在一些实施方式中，所述正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。复合集流体可通过将金属材料（铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材）上而形成。
在一些实施方式中，正极活性材料可采用本领域公知的用于电池的正极活性材料。作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如LiCoO2）、锂镍氧化物（如LiNiO2）、锂锰氧化物（如LiMnO2、LiMn2O4）、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物（如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（也可以简称为NCM333）、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（也可以简称为NCM523）、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2（也可以简称为NCM211）、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（也可以简称为NCM622）、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（也可以简称为NCM811）、锂镍钴铝氧化物（如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2）及其改性化合物等中的至少一种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂（如LiFePO4（也可以简称为LFP））、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂（如LiMnPO4）、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。电池在充放电过程中会伴随Li的脱嵌及消耗，电池在放电到不同状态时Li的摩尔含量不同。本申请中关于正极材料的列举中，Li的摩尔含量为材料初始状态，即投料前状态，正极材料应用于电池体系中，经过充放电循环，Li的摩尔含量会发生变化。
本申请中关于正极材料的列举中，O的摩尔含量仅为理论状态值，晶格释氧会导致氧的摩尔含量发生变化，实际O的摩尔含量会出现浮动。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括粘结剂。作为示例，所述粘结剂可以包括聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的至少一种。
在一些实施方式中，正极膜层还可选地包括导电剂。作为示例，所述导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的至少一种。
在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极极片：将上述用于制备正极极片的组分，例如正极活性材料、导电剂、粘结剂和任意其他的组分分散于溶剂（例如N-甲基吡咯烷酮）中，形成正极浆料；将正极浆料涂覆在正极集流体上，经烘干、冷压等工序后，即可得到正极极片。
隔离膜223可以具有绝缘性能，用于阻隔负极极片221和正极极片222，以降低负极极片221和正极极片222之间出现短路的风险。本申请对隔离膜223的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在一些实施方式中，隔离膜223的材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜223可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜223为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。
第一储锂活性物质层2241可以包括负极活性材料，从而能够在电池单体20的充电过程中，为从正极极片222脱出的锂离子提供储锂位点。负极活性材料例如可以包括石墨、软碳、硬碳、硅基材料（例如纳米硅碳材料、纳米硅氧材料）和锡基材料中的至少一种，或者其他具有高容量的负极活性材料。
在本申请实施例中，负极极片221包括位于弯折区A的多个负极弯折部2211，通过在至少一个负极弯折部2211（即第一负极弯折部2211a）外侧的隔离弯折部2231上设置第一储锂活性物质层2241，并使第一储锂活性物质层2241位于第一负极弯折部2211a和隔离弯折部2231之间，能够在第一负极弯折部2211a外侧增加储锂位点，以供第一负极弯折部2211a外侧的正极极片222的锂离子嵌入，从而改善负极极片221在弯折区A的析锂现象，有利于提高电池单体20的循环性能和安全性。另外，相比于正极极片222和第一负极弯折部2211a之间的间距，正极极片222和隔离弯折部2231上的第一储锂活性物质层2241之间的间距更小，这能够提升弯折区A的锂离子传输动力学，有利于进一步改善负极极片221在弯折区A的析锂现象，进而提高电池单体20的循环性能和安全性。
在一些实施例中，结合图4和图5，在具体实施时，卷绕式电极组件22可以包括两个隔离膜223、负极极片221和正极极片222，其中，一个隔离膜223、负极极片221、另一个隔离膜223和正极极片222四者依次堆叠，四者依次堆叠后沿卷绕方向Q卷绕并形成卷绕结构。应理解，在本申请实施例中，如图4所示，卷绕方向Q为顺时针方向。
具体地，负极极片221、正极极片222和隔离膜223分别包括位于弯折区A的多个负极弯折部2211、多个正极弯折部2221和多个隔离弯折部2231。负极弯折部2211和正极弯折部2221沿第一方向x交替设置，隔离弯折部2231位于相邻的负极弯折部2211和正极弯折部2221之间。即是说，在弯折区A内，负极极片221中的多个负极弯折部2211、正极极片222中的多个正极弯折部2221、以及隔离膜223中的多个隔离弯折部2231沿第一方向x，以负极极片221的一个负极弯折部2211、隔离膜223的一个隔离弯折部2231、正极极片222的一个正极弯折部2221、隔离膜223的一个隔离弯折部2231、负极极片221的一个负极弯折部2211……的顺序依次排布。
应理解，第一方向x与卷绕式电极组件22的轴向P垂直。以图4所示的第一方向x为水平方向为例，在卷绕式电极组件22左侧的弯折区A中，第一负极弯折部2211a外侧的隔离弯折部2231可以指位于第一负极弯折部2211a左侧的隔离弯折部2231，第一负极弯折部2211a内侧的隔离弯折部可以指位于第一负极弯折部2211a右侧的隔离弯折部2231。在卷绕式电极组件22右侧的弯折区A中，第一负极弯折部2211a外侧的隔离弯折部2231可以指位于第一负极弯折部2211a右侧的隔离弯折部2231，第一负极弯折部2211a内侧的隔离弯折部可以指位于第一负极弯折部2211a左侧的隔离弯折部2231。
在一些实施例中，继续结合图4和图5，卷绕式电极组件22还可以包括平直区B，平直区B沿第一方向x的两端与弯折区A连接。平直区B即为卷绕式电极组件22具有平直结构的区域，负极极片221、正极极片222和隔离膜223位于平直区B内的部分均基本平直设置。弯折区A即为卷绕式电极组件22具有弯折结构的区域，负极极片221位于弯折区A的部分（负极弯折部2211）、正极极片222位于弯折区A的部分（正极弯折部2221）、和隔离膜223位于弯折区A的部分（隔离弯折部2231）均弯折分布。示例性地，负极弯折部2211、正极弯折部2221和隔离弯折部2231均至少部分为圆弧形。
可选地，自卷绕式电极组件的卷绕起始端22a起，前N个负极弯折部2211均为第一负极弯折部2211a，其中，1≤N≤5，且N为正整数。即是说，N可以是1、2、3、4或5。
在上述技术方案中，自卷绕式电极组件的卷绕起始端22a起，前5个负极弯折部2211的半径较小，发生析锂现象的可能性较高。通过将前5个负极弯折部2211设置为第一负极弯折部2211a，即是说，自卷绕式电极组件的卷绕起始端起22a，前5个负极弯折部2211外侧的隔离弯折部2231上均设置第一储锂活性物质层2241，这能够更好地改善负极极片221在弯折区A的析锂现象，从而有利于提高电池单体20的循环性能和安全性。
图6为本申请一实施例提供的另一种卷绕式电极组件22的结构示意图，图7为本申请一实施例提供的图6所示的卷绕式电极组件22的局部放大图。
在一些实施例中，结合图6和图7，在弯折区A，位于第一负极弯折部2211a内侧的隔离弯折部2231上可以设有第二储锂活性物质层2242，第二储锂活性物质层2242位于隔离弯折部2231靠近第一负极弯折部2211a的表面。
具体而言，如图7所示，多个隔离弯折部2231可以包括第一隔离弯折部2231a和第二隔离弯折部2231b。其中，第一隔离弯折部2231a位于第一负极弯折部2211a的外侧，第二隔离弯折部2231b位于第一负极弯折部2211a的内侧。第一隔离弯折部2231a靠近第一负极弯折部2211a的表面设有第一储锂活性物质层2241，第二隔离弯折部2231b靠近第一负极弯折部2211a的表面设有第二储锂活性物质层2242。
在本申请实施例中，在卷绕式电极组件22的弯折区A，除了在第一负极弯折部2211a外侧的隔离弯折部2231上设置第一储锂活性物质层2241以外，还可以在第一负极弯折部2211a内侧的隔离弯折部2231上设置第二储锂活性物质层2242，并使第二储锂活性物质层2242位于第一负极弯折部2211a和隔离弯折部2231之间。这样，能够进一步在第一负极弯折部2211a内侧增加储锂位点，以供从正极极片222脱出的锂离子嵌入，从而可以更好地改善负极极片221在弯折区A的析锂现象，进而提高电池单体20的循环性能和安全性。
图8为本申请一实施例提供的图6所示的卷绕式电极组件22展开后的结构示意图。图9为本申请另一实施例提供的图6所示的卷绕式电极组件22展开后的结构示意图。应理解，当卷绕式电极组件22展开后，图6所示的轴向P可以平行于图8和图9所示的y方向。
结合图6至图9，沿轴向P（即沿图8和图9所示的y方向），第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242的尺寸可以大于位于两者之间的第一负极弯折部2211a的尺寸。
在本申请实施例中，沿卷绕式电极组件22的轴向P，第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242的尺寸大于位于两者之间的第一负极弯折部2211a的尺寸，使得第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242能够包覆第一负极弯折部2211a沿轴向P的两侧边缘，从而在改善负极极片221在弯折区A的析锂现象的同时，还能够阻隔第一负极弯折部2211a与相邻的正极极片222接触，以降低卷绕式电极组件22出现短路的风险，有利于进一步提升电池单体20的安全性。
在一些实施例中，结合图8和图9，第一储锂活性物质层2241上还可以设有粘接层225，粘接层225位于第一储锂活性物质层2241靠近第一负极弯折部2211a的表面。
在本申请实施例中，第一储锂活性物质层2241上设有粘接层225，粘接层225具有较高的粘接性，使得第一储锂活性物质层2241能够通过粘接层225与第一负极弯折部2211a粘接固定。进一步地，第一储锂活性物质层2241还能够通过粘接层225与第二储锂活性物质层2242粘接连接，从而包覆第一负极弯折部2211a沿轴向P的两侧边缘，从而能够阻隔第一负极弯折部2211a与相邻的正极极片222接触。
在一个示例中，如图8所示，粘接层225可以在第一储锂活性物质层2241的表面连续设置。即是说，粘接层225完全覆盖第一储锂活性物质层2241的表面。
在本申请实施例中，通过将粘接层225完全覆盖第一储锂活性物质层2241的表面，有利于确保粘接效果。
在另一个示例中，如图9所示，粘接层225可以在第一储锂活性物质层2241上间隔设置。具体地，如图9所示，粘接层225可以包括多个第一粘接层2251，多个第一粘接层2251可以沿y方向间隔设置。
应理解，在弯折区A，为确保位于第一负极弯折部2211a外侧和内侧的第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242可以通过粘接层225粘接连接，如图9所示，在y方向的两侧，第一粘接层2251位于第一储锂活性物质层2241的超过第一负极弯折部2211a的边缘部分。
在本申请实施例中，通过将粘接层225间隔设置在第一储锂活性物质层2241的表面，能够降低粘接层225遮挡第一储锂活性物质层2241的面积，有利于更好地确保第一储锂活性物质层2241的储锂效果造成。
在一些实施例中，第二储锂活性物质层2242上也可以设有粘接层225，粘接层225位于第二储锂活性物质层2242靠近第一负极弯折部2211a的表面。第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242沿轴向P的两侧能够通过粘接层225粘接连接，以包覆位于两者之间的第一负极弯折部2211a的边缘，从而能够阻隔第一负极弯折部2211a与相邻的正极极片222接触。
可选地，粘接层225可以在第二储锂活性物质层2242的表面连续设置或间隔设置。
示例性地，粘接层225可以为导电胶层。其中，导电胶层可以包括胶黏剂和导电颗粒，胶黏剂可以包括丙烯酸、聚酯类材料中的至少一种，导电颗粒可以包括单质金、单质银、单质铜、单质铝、单质镍、金的氧化物、银的氧化物、铜的氧化物、铝的氧化物、镍的氧化物、石墨烯和石墨中的至少一种。
在一些实施例中，在导电胶层中，导电颗粒和胶粘剂的质量比可以满足1wt%~20wt%：80wt%~99wt%。可选地，在导电胶层中，导电颗粒和胶粘剂的质量比可以满足5wt%~15wt%：85wt%~95wt%。
例如，在导电胶层中，导电颗粒和胶粘剂的质量比可以是1wt%：99wt%、20wt%：80wt%、5wt%：95wt%、10wt%：90wt%或15wt%：85wt%等。
在本申请实施例中，在粘接层225为导电胶层的情况下，通过合理设置导电颗粒和胶粘剂的质量比，有利于确保导电胶层的粘接效果。
在一些实施例中，继续结合图6和图7，负极极片221中的每个负极弯折部2211均为第一负极弯折部2211a。即是说，在卷绕式电极组件22的弯折区A，位于每个负极弯折部2211外侧和内侧的隔离弯折部2231上可以分别设有第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242。进一步，沿轴向P，位于每个负极弯折部2211外侧和内侧的第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242的尺寸大于位于两者之间的第一负极弯折部2211a的尺寸。从而，每个负极弯折部2211沿轴向P的两侧能够被第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242包覆。
在本申请实施例中，在卷绕式电极组件22的弯折区A，每个负极弯折部2211外侧和内侧的隔离弯折部2231上分别设置第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242；且每个负极弯折部2211沿轴向P的两侧边缘能够被第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242包覆。这能够在改善负极极片221在弯折区A的析锂现象的同时，还能够降低负极极片221和正极极片222在弯折区A接触的可能性，以降低负极极片221和正极极片222在弯折区A出现短路的风险，有利于进一步提高电池单体20的安全性。
在一些实施例中，第一储锂活性物质层2241可以包括负极活性材料、粘接剂和导电剂。其中，负极活性材料可以包括石墨、软碳、硬碳、硅基材料（例如纳米硅碳材料、纳米硅氧材料）和锡基材料中的至少一种。粘接剂可以是水性或油性的，例如可以是丁苯橡胶、聚偏二氟乙烯或羧甲基纤维素。导电剂例如可以是导电碳、碳纳米管或石墨烯。
应理解，上述负极活性材料、粘接剂和导电剂所选用的具体材料仅是示意，其可以根据实际生产和设计需求进行调整，本申请对此不作限制。
在一些实施例中，在第一储锂活性物质层2241中，负极活性材料、粘接剂和导电剂的质量比可以满足：70wt%~95wt%：4wt%~25wt%：1wt%~5wt%。可选地，在第一储锂活性物质层2241中，负极活性材料、粘接剂和导电剂的质量比可以满足：75wt%~90wt%：7wt%~21wt%：2wt%~4wt%。
例如，在第一储锂活性物质层2241中，负极活性材料、粘接剂和导电剂的质量比可以是：70wt%： 25wt%： 5wt%、75wt%： 21wt%： 4wt%、90wt%：7wt%：2wt%、95wt%： 4wt%： 1wt%、95wt%： 4wt%： 5wt%、90wt%：7wt%：4wt%、70wt%： 25wt%： 1wt%、72wt%： 21wt%： 2wt%、95wt%： 25wt%： 1wt%、90wt%： 21wt%： 2wt%、75wt%： 7wt%： 4wt%或70wt%：4wt%： 5wt%。
在本申请实施例中，通过将第一储锂活性物质层2241中的负极活性材料、粘接剂和导电剂的质量比设置在合理范围内，有利于确保第一储锂活性物质层2241中的负极活性材料提供足够的储锂位点，进而有利于确保改善负极极片221在弯折区A的析锂现象的效果。
在另一些实施例中，在第一储锂活性物质层2241中，负极活性材料、粘接剂和导电剂的质量比可以满足：35wt%~55wt%：40wt%~60wt%：1wt%~5wt%。可选地，在第一储锂活性物质层2241中，负极活性材料、粘接剂和导电剂的质量比可以满足：38wt%~54wt%：42wt%~58wt%：2wt%~4wt%。
例如，在第一储锂活性物质层2241中，负极活性材料、粘接剂和导电剂的质量比可以是：35wt%：60wt%： 5wt%、38wt%： 58wt%： 4wt%、54wt%：42wt%：2wt%、55wt%： 40wt%：1wt%、40wt%： 55wt%： 5wt%、54wt%：42wt%：4wt%、38wt%： 58wt%： 2wt%、35wt%：60wt%：1wt%、55wt%： 60wt%： 1wt%、54wt%： 58wt%： 2wt%、38wt%： 42wt%： 4wt%或35wt%：40wt%：5wt%。
在本申请实施例中，通过将第一储锂活性物质层2241中的负极活性材料、粘接剂和导电剂的质量比设置在合理范围内，能够在确保第一储锂活性物质层2241中的负极活性材料提供适量的储锂位点的同时，还能够使第一储锂活性物质层2241具有较高的粘接性。从而，第一储锂活性物质层2241上可以不设置粘接层225，而是直接通过自身的粘接性与第一负极弯折部2211a、以及第二储锂活性物质层2242粘接固定。
在一些实施例中，如图7所示，第一储锂活性物质层2241的厚度h可以满足：30 μm≤h≤50 μm；可选地，35 μm≤h≤45 μm。
具体地，如图7所示，在卷绕式电极组件22的弯折区A，第一储锂活性物质层2241的厚度h可以为第一储锂活性物质层2241沿第一方向x的长度。
在一个示例中，第一储锂活性物质层2241的厚度h可以是30 μm、32 μm、34μm、35 μm、37 μm、39 μm、40μm、42 μm、44 μm、45μm、47 μm、49 μm、50 μm，或者其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
在本申请实施例中，通过将第一储锂活性物质层2241的厚度h设置在合理范围内，一方面，能够避免由于第一储锂活性物质层2241的厚度h过大而对卷绕式电极组件22整体结构造成的不利影响；另一方面，能够确保第一储锂活性物质层2241包括适量的负极活性材料，以确保改善负极极片221在弯折区A的析锂现象的效果。
在一些实施例中，继续结合图7和图8，沿卷绕式电极组件22的卷绕方向Q，第一储锂活性物质层2241的长度w可以满足：10 mm≤w≤20 mm；可选地，13 mm≤w≤18 mm。
具体地，结合图7和图8，当卷绕式电极组件22展开后，第一储锂活性物质层2241沿卷绕方向Q的长度w可以是第一储锂活性物质层2241沿图8所示的第一方向x的长度。
在一个示例中，第一储锂活性物质层2241沿卷绕方向Q的长度w可以是10 mm、11mm、12 mm、13 mm、14 mm、15 mm、16mm、17 mm、18mm、19 mm、20 mm，或者其数值在上述任意两个数值组合所获得的范围之内。
应理解，上述第一储锂活性物质层2241沿卷绕方向Q的长度w的具体数值仅是示意，其可以根据实际生产和设计需求进行调整，本申请对此不作限制。
在本申请实施例中， 通过将第一储锂活性物质层2241沿卷绕方向Q的长度w设置在合理范围内，能够控制隔离弯折部2231上使用的第一储锂活性物质层2241的用量在合适的范围境内，从而能够在改善负极极片221在弯折区A的析锂现象的同时，帮助节省卷绕式电极组件22的生产成本。
关于第二储锂活性物质层2242的未详尽部分可以参见上述第一储锂活性物质层2241的相关描述，这里不再赘述。
在一些实施例中，继续结合图6和图7，卷绕式电极组件22还可以包括平直区B，平直区B沿第一方向x的两端与弯折区A连接。其中，负极极片221和隔离膜223分别包括位于平直区B的多个负极平直部2212和多个隔离平直部2232。负极平直部2212沿第一方向x的两端与负极弯折部2211连接，隔离平直部2232沿第一方向x的两端与隔离弯折部2231连接。
具体地，如图6和图7所示，负极极片221、正极极片222和隔离膜223分别包括位于平直区B的多个负极平直部2212、多个正极平直部2222和多个隔离平直部2232。其中，每个负极平直部2212沿第一方向x的两端分别与相邻的两个负极弯折部2211相连，每个正极平直部2222沿第一方向x的两端分别与相邻的两个正极弯折部2221相连，每个隔离平直部2232沿第一方向x的两端分别与相邻的两个隔离弯折部2231相连。且在平直区B，负极平直部2212、正极平直部2222、以及隔离平直部2232按照与弯折区A内负极弯折部2211、正极弯折部2221和隔离弯折部2231类似的顺序排布。即是说，在平直区B内，负极极片221中的多个负极平直部2212、正极极片222中的多个正极平直部2222、以及隔离膜223中的隔离平直部2232沿z方向，以负极极片221的一个负极平直部2212、隔离膜223的一个隔离平直部2232、正极极片222的一个正极平直部2222、隔离膜223的一个隔离平直部2232、负极极片221的一个负极平直部2212……的顺序依次排布。
应理解，z方向、第一方向x和轴向P 中的任意两个方向垂直。
图10为本申请一实施例提供的图6所示的卷绕式电极组件22展开后的结构示意图。应理解，当卷绕式电极组件22展开后，图6所示的轴向P 可以平行于图10所示的y方向。
在一些实施例中，结合图6、图7和图10，每个负极平直部2212可以包括削薄区22121，削薄区22121位于负极平直部2212沿轴向P的两侧。位于每个负极平直部2212内侧和外侧的隔离平直部2232均包括与削薄区22121对应设置的填充区22321。其中，填充区22321上设有第三储锂活性物质层2243，第三储锂活性物质层2243位于填充区22321靠近负极平直部2212的表面。
应理解，负极平直部2212的削薄区22121是在负极极片221的涂布过程中，为避免负极极片221产生厚边、鼓边等问题，对负极极片221的边缘区域的涂布进行削薄而产生的。
具体地，如图10所示，负极平直部2212可以包括负极集流体、以及设置在负极集流体上的负极膜层。负极膜层包括削薄区22121和主体区。削薄区22121位于负极平直部2212沿y方向的两侧，主体区连接于两侧的削薄区22121之间。其中，削薄区22121的厚度小于主体区的厚度。
在本申请实施例中，负极极片221包括位于平直区B的多个负极平直部2212，每个负极平直部2212包括削薄区22121，通过在每个负极平直部2212外侧和内侧的隔离平直部2232上设置与削薄区22121对应的填充区22321，进一步在填充区22321上设置第三储锂活性物质层2243，并使第三储锂活性物质层2243位于削薄区22121和填充区22321之间，即利用第三储锂活性物质层2243来填充削薄区22121和隔离平直部2232之间的间隙，从而能够在负极平直部2212的削薄区22121外侧和内侧增加储锂位点，以供从正极极片222脱出的锂离子嵌入。这样，能够在改善负极极片221在弯折区A的析锂现象的同时，还能够改善负极极片221在削薄区22121的析锂现象，有利于进一步提高电池单体20的循环性能和安全性。
在一些实施例中，继续结合图6、图7和图10，沿轴向P（即沿y方向），第三储锂活性物质层2243的尺寸大于削薄区22121的尺寸。
具体地，如图10所示，削薄区22121位于负极平直部2212沿y方向的上边缘区域和下边缘区域。在卷绕式电极组件22的上方，填充区22321的上边沿超过负极平直部2212削薄区22121的上边沿，以使位于填充区22321的第三储锂活性物质层2243的上边沿超过削薄区22121的上边沿。
在本申请实施例中，在卷绕式电极组件22的平直区B，削薄区22121位于负极平直部2212两侧的边缘部分，第三储锂活性物质层2243的尺寸大于削薄区22121的尺寸，能够使得每个负极平直部2212沿轴向P的两侧边缘被其外侧和内侧的第三储锂活性物质层2243包覆，从而在改善负极极片221在削薄区22121的析锂现象的同时，还能够降低负极极片221和正极极片222在平直区B接触的可能性，以降低负极极片221和正极极片222在平直区B出现短路的风险，有利于进一步提升电池单体20的安全性。
进一步地，当负极极片221中的每个负极弯折部2211沿轴向P的两侧边缘也均被位于其内侧和外侧的第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242包覆时，即是说，负极极片221在平直区B沿轴向P的两侧边缘被第三储锂活性物质层2243包覆，负极极片221在弯折区A沿轴向P的两侧边缘被第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242包覆。
应理解，通常为了改善负极极片221的边缘析锂问题以及边缘与正极极片222接触的问题，一般设计负极极片221沿轴向P的尺寸大于正极极片222沿轴向P的尺寸。
在本申请实施例中，负极极片221在平直区B沿轴向P的两侧边缘被第三储锂活性物质层2243包覆，负极极片221在弯折区A沿轴向P的两侧边缘被第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242包覆。即使说，利用隔离膜223上设置的储锂活性物质层，能够将负极极片221沿轴向P的两侧边缘包覆，以阻隔与相邻的正极极片222接触，从而能够将负极极片221和正极极片222沿轴向P的长度设计为相等，有利于减小负极极片221的用量，节约生产成本。
图11为本申请一实施例提供的图6所示的卷绕式电极组件22展开后的结构示意图。图12为本申请另一实施例提供的图6所示的卷绕式电极组件22展开后的结构示意图。应理解，当卷绕式电极组件22展开后，图6所示的轴向P可以平行图11和图12所示的y方向。
在一些实施例中，结合图11和图12，第三储锂活性物质层2243上也可以设有粘接层225，以通过粘接层225与负极平直部2212粘接固定。或者，位于负极平直部2212外侧和内侧的第三储锂活性物质层2243也刻意通过粘接层225粘接连接，以包覆位于两者之间的负极平直部2212。
在一个示例中，如图11所示，粘接层225可以在第三储锂活性物质层2243的表面连续设置。即是说，粘接层225完全覆盖第三储锂活性物质层2243的表面。
在另一个示例中，如图12所示，粘接层225可以在第三储锂活性物质层2243的表面间隔设置。具体地，如图12所示，粘接层225可以包括多个第一粘接层2251，多个第一粘接层2251可以沿第一方向x间隔设置。
关于粘接层225的具体描述可以参见图8和图9所示的实施例，此处不再赘述。
在一些实施例中，第三储锂活性物质层2243上可以不设置粘接层225，而是通过调节第三储锂活性物质层2243中的负极活性材料、粘接剂和导电剂的质量比，提高第三储锂活性物质层2243的粘接性，使得第三储锂活性物质层2243可以通过自身的粘接性与负极平直部2212或其他的第三储锂活性物质层2243粘接连接。具体描述可以参见前述第一储锂活性物质层2241的相关描述，此处不再赘述。
在一些实施例中，第一储锂活性物质层2241、第二储锂活性物质层2242和第三储锂活性物质层2243可以是通过喷涂或刷涂的工序在隔离膜223上制备得到的。其中，喷涂或刷涂工序可以在隔离膜223加工时进行，或者，也可以在卷绕式电极组件22卷绕时进行。
在本申请实施例中，通过喷涂或刷涂工序在隔离膜223上制备各储锂活性物质层，操作简单，工艺成本减低，耗时较少，易于大规模产业化生产。
在另一些实施例中，可以将各储锂活性物质层的浆料和隔离膜223的基膜涂层浆料混合，之后将混合浆料喷涂在隔离膜223的基膜上。在一个示例中，可以在上述混合浆料中添加热熔型粘接剂聚偏二氟乙烯，以使混合浆料喷涂后具有较高的粘接性。
在本申请实施例中，通过将各储锂活性物质层的浆料和隔离膜223的基膜涂层浆料混合并同时喷涂，能够减少单独在隔离膜223上喷涂或刷涂各储锂活性物质层的工序，操作更为简单，耗时更少，易于大规模产业化生产。
[实施例一]
再次参见图6至图9，本申请实施例提供的卷绕式电极组件22可以包括负极极片221、正极极片222、以及位于负极极片221和正极极片222之间的隔离膜223。卷绕式电极组件22包括弯折区A，负极极片221包括位于弯折区A的多个负极弯折部2211，正极极片222包括位于弯折区A的多个正极弯折部2221，隔离膜223包括位于弯折区A的多个隔离弯折部2231。其中，负极弯折部2211和正极弯折部2221沿第一方向x交替设置，隔离弯折部2231位于相邻的负极弯折部2211和正极弯折部2221之间。负极极片221中的多个负极弯折部2211均为第一负极弯折部2211a。
其中，位于第一负极弯折部2211a外侧的隔离弯折部2231上设有第一储锂活性物质层2241，第一储锂活性物质层2241位于隔离弯折部2231靠近第一负极弯折部2211a的表面。第一储锂活性物质层2241靠近第一负极弯折部2211a的表面设有粘接层225。位于第一负极弯折部2211a内侧的隔离弯折部2231上设有第二储锂活性物质层2242，第二储锂活性物质层2242位于隔离弯折部2231靠近第一负极弯折部2211a的表面。第二储锂活性物质层2242靠近第一负极弯折部2211a的表面设有粘接层225。
沿卷绕式电极组件22的轴向P，第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242的尺寸大于位于两者之间的第一负极弯折部2211a的尺寸。且第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242沿轴向P的两侧通过粘接层225粘接连接。其中，轴向P与第一方向x垂直。
[实施例二]
再次参见图6至图12，本申请实施例提供的卷绕式电极组件22可以包括负极极片221、正极极片222、以及位于负极极片221和正极极片222之间的隔离膜223。卷绕式电极组件22包括弯折区A和平直区B，平直区B位于弯折区A沿第一方向x的两端。负极极片221包括位于弯折区A的多个负极弯折部2211、以及位于平直区B的多个负极平直部2212，负极平直部2212位于负极弯折部2211沿第一方向x的两端。正极极片222包括位于弯折区A的多个正极弯折部2221、以及位于平直区B的多个正极平直部2222，正极平直部2222位于正极弯折部2221沿第一方向x的两端。隔离膜223包括位于弯折区A的多个隔离弯折部2231、以及位于平直区B的多个隔离平直部2232，隔离平直部2232位于隔离弯折部2231沿第一方向x的两端。其中，负极弯折部2211和正极弯折部2221沿第一方向x交替设置，隔离弯折部2231位于相邻的负极弯折部2211和正极弯折部2221之间。负极极片221中的多个负极弯折部2211均为第一负极弯折部2211a。
其中，位于第一负极弯折部2211a外侧的隔离弯折部2231上设有第一储锂活性物质层2241，第一储锂活性物质层2241位于隔离弯折部2231靠近第一负极弯折部2211a的表面。第一储锂活性物质层2241靠近第一负极弯折部2211a的表面设有粘接层225。位于第一负极弯折部2211a内侧的隔离弯折部2231上设有第二储锂活性物质层2242，第二储锂活性物质层2242位于隔离弯折部2231靠近第一负极弯折部2211a的表面。第二储锂活性物质层2242靠近第一负极弯折部2211a的表面设有粘接层225。
沿卷绕式电极组件22的轴向P，第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242的尺寸大于位于两者之间的第一负极弯折部2211a的尺寸。且第一储锂活性物质层2241和第二储锂活性物质层2242沿轴向P的两侧通过粘接层225粘接连接。
并且，负极极片221中的每个负极平直部2212包括削薄区22121，削薄区22121位于负极平直部2212沿轴向P的两侧。位于每个负极平直部2212内侧和外侧的隔离平直部2232均包括与削薄区22121对应设置的填充区22321。其中，填充区22321上设有第三储锂活性物质层2243，第三储锂活性物质层2243位于填充区22321靠近负极平直部2212的表面。第三储锂活性物质层2243靠近负极平直部2212的表面也设有粘接层225。
沿卷绕式电极组件22的轴向P，第三储锂活性物质层2243的尺寸大于削薄区22121的尺寸。且位于负极平直部2212外侧和内侧的第三储锂活性物质层2243沿轴向P的两侧通过粘接层225粘接连接。其中，其中，轴向P与第一方向x垂直。
本申请实施例还提供一种电池单体20，包括如前述各实施例所述的卷绕式电极组件22。
本申请实施例还提供一种电池10，包括如前述各实施例所述的电池单体20。
本申请实施例还提供一种用电装置，包括前述各实施例所述的电池10，电池10用于为用电装置供电。关于用电装置的具体描述参见前述各实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在不冲突的前提下，本申请描述的各个实施例和/或各个实施例中的技术特征可以任意的相互组合，组合之后得到的技术方案也应落入本申请的保护范围。
虽然已经参考上述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。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 (14)

1.一种卷绕式电极组件（22），其特征在于，所述卷绕式电极组件（22）包括弯折区（A）；
所述卷绕式电极组件（22）包括负极极片（221）、正极极片（222）和位于所述负极极片（221）和所述正极极片（222）之间的隔离膜（223），所述负极极片（221）包括位于所述弯折区（A）的多个负极弯折部（2211），所述隔离膜（223）包括位于所述弯折区（A）的多个隔离弯折部（2231）；
其中，多个所述负极弯折部（2211）中的至少一个为第一负极弯折部（2211a），位于所述第一负极弯折部（2211a）外侧的所述隔离弯折部（2231）上设有第一储锂活性物质层（2241），所述第一储锂活性物质层（2241）位于所述隔离弯折部（2231）靠近所述第一负极弯折部（2211a）的表面。
2.根据权利要求1所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，自所述卷绕式电极组件（22）的卷绕起始端（22a）起，前N个所述负极弯折部（2211）均为所述第一负极弯折部（2211a）；
其中，1≤N≤5，且N为正整数。
3.根据权利要求1或2所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，位于所述第一负极弯折部（2211a）内侧的所述隔离弯折部（2231）上设有第二储锂活性物质层（2242），所述第二储锂活性物质层（2242）位于所述隔离弯折部（2231）靠近所述第一负极弯折部（2211a）的表面。
4.根据权利要求3所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，沿所述卷绕式电极组件（22）的轴向（P），所述第一储锂活性物质层（2241）和所述第二储锂活性物质层（2242）的尺寸大于所述第一负极弯折部（2211a）的尺寸。
5.根据权利要求1或2所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，所述第一储锂活性物质层（2241）上还设有粘接层（225），所述粘接层（225）位于所述第一储锂活性物质层（2241）靠近所述第一负极弯折部（2211a）的表面。
6.根据权利要求5所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，所述粘接层（225）在所述第一储锂活性物质层（2241）的表面连续设置；或者，所述粘接层（225）在所述第一储锂活性物质层（2241）的表面间隔设置。
7.根据权利要求1或2所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，多个所述负极弯折部（2211）均为所述第一负极弯折部（2211a）。
8. 根据权利要求1或2所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，所述第一储锂活性物质层（2241）的厚度h满足：30 μm≤h≤50 μm。
9.根据权利要求1或2所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，沿所述卷绕式电极组件（22）的卷绕方向（Q），所述第一储锂活性物质层（2241）的长度w满足：10 mm≤w≤20 mm。
10.根据权利要求1或2所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，所述卷绕式电极组件（22）还包括平直区（B），所述平直区（B）沿第一方向（x）的两端与所述弯折区（A）连接，所述第一方向（x）与所述卷绕式电极组件（22）的轴向（P）垂直；
所述负极极片（221）包括位于所述平直区（B）的多个负极平直部（2212），所述负极平直部（2212）沿所述第一方向（x）的两端与所述负极弯折部（2211）连接，所述隔离膜（223）包括位于所述平直区（B）的多个隔离平直部（2232），所述隔离平直部（2232）沿所述第一方向（x）的两端与所述隔离弯折部（2231）连接；
所述负极平直部（2212）包括削薄区（22121），所述削薄区（22121）位于所述负极平直部（2212）沿所述卷绕式电极组件（22）的轴向（P）的两侧；
其中，位于所述负极平直部（2212）内侧和外侧的所述隔离平直部（2232）包括填充区（22321），所述填充区（22321）与所述削薄区（22121）对应设置，所述填充区（22321）上设有第三储锂活性物质层（2243），所述第三储锂活性物质层（2243）位于所述填充区（22321）靠近所述负极平直部（2212）的表面。
11.根据权利要求10所述的卷绕式电极组件（22），其特征在于，沿所述卷绕式电极组件（22）的轴向（P），所述第三储锂活性物质层（2243）的尺寸大于所述削薄区（22121）的尺寸。
12.一种电池单体（20），其特征在于，所述电池单体（20）包括如权利要求1至11中任一项所述的卷绕式电极组件（22）。
13.一种电池（10），其特征在于，所述电池（10）包括至少一个如权利要求12所述的电池单体（20）。
14.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求13所述的电池（10），所述电池（10）用于为所述用电装置供电。
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