CN116914227B - 电极组件、储能装置及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电极组件、储能装置及用电设备。所述电极组件包括依次层叠设置的第一极片、隔膜以及第二极片；所述电极组件为卷绕结构，所述电极组件具有卷绕中轴，所述第一极片绕所述卷绕中轴卷绕的层数为多层，最靠近所述卷绕中轴的为最内层，最远离所述卷绕中轴的为外围层，自所述最内层指向所述外围层的方向上，所述第一极片卷绕第n层的最大曲率为Kn，所述第一极片卷绕第n‑1层的最大曲率为Kn‑1，其中，0.15≤Kn/Kn‑1≤0.99，n的取值范围为：25≤25≤225。所述电极组件具有较高的能量密度及较好的装配良率。

Description

电极组件、储能装置及用电设备

技术领域

本申请涉及储能技术领域，具体涉及一种电极组件、储能装置及用电设备。

背景技术

随着储能技术的不断发展，二次电池由于具有较高的能量密度而广泛引用。常见的二次电池常采用卷绕电芯结构，在卷绕电芯结构中，电芯卷绕过于蓬松会影响裸电芯装配入壳，电芯卷绕过于紧贴会影响电解液的浸润效果。因此，如何卷绕电芯，使得提高电芯的使用性能是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种电极组件、储能装置及用电设备，所述电极组件具有较高的能量密度及较好的装配良率。

本申请提供了一种电极组件，所述电极组件包括依次层叠设置的第一极片、隔膜以及第二极片；所述电极组件为卷绕结构，所述电极组件具有卷绕中轴，所述第一极片绕所述卷绕中轴卷绕的层数为多层，最靠近所述卷绕中轴的为最内层，最远离所述卷绕中轴的为外围层，自所述最内层指向所述外围层的方向上，所述第一极片卷绕第n层的最大曲率为Kn，所述第一极片卷绕第n-1层的最大曲率为Kn-1，其中，0.15≤Kn/Kn-1≤0.99，n的取值范围为：25≤n≤225。

进一步地，自所述最内层指向所述外围层的方向上，所述第一极片卷绕第一层的最大曲率为K1，所述第一极片卷绕第二层的最大曲率为K2，其中，所述第一极片卷绕第一层为所述最内层，且K2/K1满足关系式：0.15≤K2/K1≤0.25。

进一步地，在所述电极组件中，所述第一极片卷绕最外层的最大曲率Ka和所述第一极片卷绕次外层的最大曲率Kb的比值为：0.88≤Ka/Kb≤0.99。

进一步地，自所述最内层指向所述外围层的方向上，所述第二极片卷绕第n层的最大曲率为K'n，所述第二极片卷绕第n-1层的最大曲率为K'n-1，其中，0.40≤K'n/K'n-1≤0.99。

进一步地，自所述最内层指向所述外围层的方向上，所述第二极片卷绕第一层的最大曲率为K'1，所述第二极片卷绕第二层的最大曲率为K'2，其中，0.40≤K'2/K'1≤0.45。

进一步地，在所述电极组件中，所述第二极片的最外层的最大曲率K'a和所述第二极片的次外层的最大曲率K'b的比值为：0.90≤K'a/K'b≤0.99。

进一步地，所述第一极片为负极极片，所述第二极片为正极极片，其中，Kn＞K'n。

进一步地，所述第一极片为负极极片，所述第二极片为正极极片，在所述电极组件中，最靠近所述卷绕中轴及最远离所述卷绕中轴的极片层均为负极极片。

进一步地，所述第一极片的卷绕层数M1的范围为：25层≤M1≤225层，所述第二极片的卷绕层数M2的范围为：23层≤M2≤223层。

本申请还提供了一种储能装置，所述储能装置包括：端盖组件、本申请提供的电极组件、转接组件以及壳体，所述端盖组件包括第一极柱和第二极柱；所述电极组件设置于所述端盖组件的一侧；所述转接组件设置于所述端盖组件与所述电极组件之间，所述转接组件包括第一转接件及第二转接件，所述第一转接件电连接所述第一极片及所述第一极柱，所述第二转接件电连接所述第二极片及所述第二极柱；所述壳体连接所述端盖组件，所述壳体与所述端盖组件围合成收容空间，所述收容空间收容所述电极组件及转接组件。

本申请还提供了一种用电设备，所述用电设备包括：设备本体以及本申请提供的储能装置，所述储能装置用于为所述设备本体供电。

在本申请中，所述电极组件的第一极片满足关系式0.15≤Kn/Kn-1≤0.99，所述第一极片卷绕第n层的最大曲率Kn与所述第一极片卷绕第n-1层的最大曲率Kn-1的比值在合理的范围内，使得所述第一极片卷绕第n层与所述第一极片卷绕第n-1层之间的间隙在合理的范围内，既有利于电解液对电极组件的浸润，又能避免电极组件过于蓬松而难以装配，提高了电极组件的装配良率及能量密度。当Kn/Kn-1的值大于0.99时，所述第一极片卷绕第n层的最大曲率Kn与所述第一极片卷绕第n-1层的最大曲率Kn-1相差过小，则所述第一极片卷绕第n层难以将所述第一极片卷绕第n-1层拉紧，则所述第一极片卷绕第n层与所述第一极片卷绕第n-1层之间的间隙过大，使得所述电极组件过于蓬松。当将所述电极组件装配于储能装置时，电极组件由于过于蓬松而体积较大，使得难以将电极组件装配进壳体，降低了所述储能装置的生产效率，同时也降低了所述储能装置的能量密度。当Kn/Kn-1的值小于0.15时，则所述第一极片卷绕第n层的最大曲率Kn与所述第一极片卷绕第n-1层的最大曲率Kn-1相差过大，相邻设置的两层所述第一极片之间的最大曲率变化较大，则所述第一极片卷绕第n层与所述第一极片卷绕第n-1层贴合地较紧，使得所述第一极片卷绕第n层与所述第一极片卷绕第n-1层之间的间隙较小，不利于电解液在电极组件内部的浸润，使得当电极组件装配于储能装置时，其循环性能较差。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，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的附图。

图1为本申请一实施例的储能装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例的储能装置的爆炸结构示意图；

图3为本申请一实施例的电极组件的俯视示意图；

图4为本申请一实施例的第一极片的剖面示意图；

图5为本申请一实施例的第二极片的剖面示意图；

图6为本申请一实施例的用电设备的电路框图；

图7为本申请一实施例的用电设备的结构示意图。

附图标记说明：

100-电极组件，110-第一极片，111-第一集流体层，112-第一材料层，113-第一极耳，114-最内层，115-外围层，120-隔膜，130-第二极片，131-第二集流体层，132-第二材料层，133-第二极耳，140-卷绕中轴，200-储能装置，210-端盖组件，211-第一极柱，212-第二极柱，220-转接组件，221-第一转接件，222-第二转接件，230-壳体，231-收容空间，300-用电设备，310-设备本体。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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付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。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其他步骤或单元。

在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着，结合实施例或实施方式描述的特定特征、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。

常见的二次电池常采用卷绕电芯结构，在卷绕电芯结构中，电芯卷绕过于蓬松会影响裸电芯装配入壳，电芯卷绕过于紧贴会使得电极极片之间的间隙较小，从而影响电解液的浸润效果。因此，对于卷绕电芯的卷绕程度是亟待解决的问题。

请参见图1及图2，本申请还提供了一种储能装置200，所述储能装置200包括：端盖组件210、本申请提供的电极组件100、转接组件220以及壳体230，所述端盖组件210包括第一极柱211和第二极柱212；所述电极组件100设置于所述端盖组件210的一侧；所述转接组件220设置于所述端盖组件210与所述电极组件100之间，所述转接组件220包括第一转接件221及第二转接件222，所述第一转接件221电连接所述第一极片110及所述第一极柱211，所述第二转接件222电连接所述第二极片130及所述第二极柱212；所述壳体230连接所述端盖组件210，所述壳体230与所述端盖组件210围合成收容空间231，所述收容空间231收容所述电极组件100及转接组件220。

可以理解地，在所述储能装置200中，所述端盖组件210、所述转接组件220及所述电极组件100依次设置，所述转接组件220设置于所述端盖组件210及所述电极组件100之间。

在本实施例中，所述电极组件100及所述转接组件220收容于所述收容空间231内，且所述转接组件220包括第一转接件221及第二转接件222，所述第一转接件221的相背两端分别电连接所述第一极片110及所述第一极柱211，所述第二转接件222的相背两端分别电连接所述第二极片130及所述第二极柱212，以实现所述储能装置200的充电或放电。所述电极组件100具有较高的能量密度及较好的装配良率，使得当所述电极组件100装配于所述储能装置200时，所述储能装置200兼具较高的能量密度及较好的装配良率，有利于降低所述储能装置200的组装成本。

可选地，所述储能装置200可以为但不限于为单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。当该储能装置200为单体电池时，在一些实施例中，所述储能装置200可以为方形电池。

可选地，所述储能装置200还包括电解液（图未示），所述电解液用于浸润至少部分所述电极组件100，所述电解液设置于所述收容空间231内。在本实施例中，所述电解液用于浸润所述电极组件100，所述电解液与所述电极组件100发生电化学反应，以实现储能装置200的充电或放电过程。

请参见图3，本申请提供了一种电极组件100，所述电极组件100包括依次层叠设置的第一极片110、隔膜120以及第二极片130；所述电极组件100为卷绕结构，所述电极组件100具有卷绕中轴140，所述第一极片110绕所述卷绕中轴140卷绕的层数为多层，最靠近所述卷绕中轴140的为最内层114，最远离所述卷绕中轴140的为外围层115，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率为Kn，所述第一极片110卷绕第n-1层的最大曲率为Kn-1，其中，0.15≤Kn/Kn-1≤0.99，n的取值范围为：25≤n≤225。

可以理解地，所述电极组件100包括依次层叠设置第一极片110、隔膜120以及第二极片130，可以为，所述第一极片110设置于所述隔膜120的一侧，所述第二极片130设置于所述隔膜120背离所述第一极片110的一侧。

可以理解地，所述电极组件100为卷绕结构，则所述第一极片110卷绕一层为所述第一极片110卷绕一圈，即所述最内层114，所述第一极片110卷绕第n层为所述第一极片110卷绕第n圈，所述第一极片110卷绕第n-1层为所述第一极片110卷绕第n-1圈。

可以理解地，所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率为所述第一极片110卷绕第n层中弯曲程度最大的部分的曲率。所述第一极片110卷绕第n-1层的最大曲率为所述第一极片110卷绕第n-1层中弯曲程度最大的部分的曲率。

可以理解地，所述电极组件100满足0.15≤Kn/Kn-1≤0.99，则所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率Kn小于所述第一极片110卷绕第n-1层的最大曲率Kn-1，还可以为，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，所述第一极片110的最大曲率依次减小。

可以理解地，所述第一极片110卷绕层的最大曲率越大，则所述第一极片110卷绕层的弯曲程度越大，则所述第一极片110卷绕第n层的弯曲程度小于所述第一极片110卷绕第n层的弯曲程度，则随着第一极片110卷绕层数的增多，所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率越小。

可以理解地，所述电极组件100具有卷绕中轴140，则所述第一极片110、所述隔膜120及所述第二极片130先层叠设置后以卷绕中轴140为中心进行卷绕，以形成卷绕结构。

可以理解地，自所述最内层114指向所述外围层115的方向，可以为，自所述卷绕中轴140朝向背离所述卷绕中轴140的方向上。

具体地，Kn/Kn-1的值可以为但不限于为0.15、0.21、0.23、0.25、0.32、0.35、0.39、0.42、0.48、0.51、0.54、0.59、0.63、0.67、0.72、0.78、0.82、0.86、0.89、0.93、0.96、0.98及0.99等。

具体地，n的值可以为但不限于为25、28、30、32、35、38、42、45、48、50、55、58、62、69、75、78、82、88、90、95、99、100、110、115、120、125、130、135、140、150、160、170、180、190、200、210、220及225等。

可选地，在一些实施例中，所述卷绕结构为椭圆形，椭圆形的所述卷绕结构设置于方形电池中。当所述卷绕结构为椭圆形，所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率为所述第一极片110卷绕第n层的圆弧结构的最大曲率，所述第一极片110卷绕第n-1层的最大曲率为所述第一极片110卷绕第n-1层的圆弧结构的最大曲率。

在本实施例中，所述电极组件100的第一极片110满足关系式0.15≤Kn/Kn-1≤0.99，所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率Kn与所述第一极片110卷绕第n-1层的最大曲率Kn-1的比值在合理的范围内，使得所述第一极片110卷绕第n层与所述第一极片110卷绕第n-1层之间的间隙在合理的范围内，既有利于电解液对电极组件100的浸润，又能避免电极组件100过于蓬松而难以装配，提高了电极组件100的装配良率及能量密度。当Kn/Kn-1的值大于0.99时，所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率Kn与所述第一极片110卷绕第n-1层的最大曲率Kn-1相差过小，则所述第一极片110卷绕第n层难以将所述第一极片110卷绕第n-1层拉紧，则所述第一极片110卷绕第n层与所述第一极片110卷绕第n-1层之间的间隙过大，使得所述电极组件100过于蓬松。当将所述电极组件100装配于储能装置200时，电极组件100由于过于蓬松而体积较大，使得难以将电极组件100装配进壳体230，降低了所述储能装置200的生产效率，同时也降低了所述储能装置200的能量密度。当Kn/Kn-1的值小于0.15时，则所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率Kn与所述第一极片110卷绕第n-1层的最大曲率Kn-1相差过大，相邻设置的两层所述第一极片110之间的最大曲率变化较大，则所述第一极片110卷绕第n层与所述第一极片110卷绕第n-1层贴合地较紧，使得所述第一极片110卷绕第n层与所述第一极片110卷绕第n-1层之间的间隙较小，不利于电解液在电极组件100内部的浸润，使得当电极组件100装配于储能装置200时，其循环性能较差。

可选地，所述隔膜120可以为但不限于为聚乙烯（PE）膜、聚丙烯（PP）膜等。

请参见图1至图4，可选地，在一些实施例中，所述第一极片110包括第一集流体层111、第一材料层112及第一极耳113，所述第一材料层112设置于所述第一集流体层111的表面，所述第一极耳113设置于所述第一集流体层111的表面且与所述第一材料层112间隔设置，其中，所述第一材料层112包括第一活性材料，所述第一集流体层111用于承载所述第一材料层112，并将所述第一材料层112中第一活性材料产生的电流汇集起来，以产生更大的输出电流，所述第一极耳113电连接所述第一集流体层111，以实现所述第一极片110与第一转接件221的电连接。

请参见图1至图5可选地，在一些实施例中，所述第二极片130包括第二集流体层131、第二材料层132及第二极耳133，所述第二材料层132设置于所述第二集流体层131的表面，所述第二极耳133设置于所述第二集流体层131的表面且与所述第二材料层132间隔设置，其中，所述第二材料层132包括第二活性材料，所述第二集流体层131用于承载所述第二材料层132，并将所述第二材料层132中第二活性材料产生的电流汇集起来，以产生更大的输出电流，所述第二极耳133电连接所述第二集流体层131，以实现所述第二极片130与第二转接件222的电连接。

在一些实施例中，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，所述第一极片110卷绕第一层的最大曲率为K1，所述第一极片110卷绕第二层的最大曲率为K2，其中，所述第一极片110卷绕第一层为所述最内层114，且K2/K1满足关系式：0.15≤K2/K1≤0.25。具体地，K2/K1的值可以为但不限于为0.15、0.16、0.17、0.18、0.19、0.20、0.21、0.22、0.23、0.24及0.25等。

可以理解地，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，所述第一极片110卷绕第一层为所述第一极片110卷绕最内层，所述第一极片110卷绕第二层为所述第一极片110卷绕次内层。

可以理解地，所述第一极片110卷绕第一层及所述第一极片110卷绕第二层，可以为，在所述卷绕结构中，所述第一极片110最靠近所述卷绕中轴140的两层，且所述第一极片110卷绕第一层相较于所述第一极片110卷绕第二层更靠近所述卷绕中轴140设置。

可以理解地，所述第一极片110卷绕第一层的最大曲率K1大于所述第一极片110卷绕第二层的最大曲率K2。

可以理解地，所述第一极片110卷绕第一层的最大曲率为所述第一极片110卷绕第一层中弯曲程度最大的部分的曲率。所述第一极片110卷绕第二层的最大曲率为所述第一极片110卷绕第二层中弯曲程度最大的部分的曲率。

在本实施例中，当所述第一极片110卷绕第一层的最大曲率为K1与所述第一极片110卷绕第二层的最大曲率为K2满足关系式0.15≤K2/K1≤0.25时，所述第一极片110卷绕第二层的最大曲率K2与所述第一极片110卷绕第一层的最大曲率K1的比值在合理的范围内，所述第一极片110卷绕第一层与所述第一极片110卷绕第二层之间的间隙在合理的范围内，继而有利于电解液对电极组件100的浸润，又能避免电极组件100过于蓬松而难以装置，提高了电极组件100的装配良率及性能。当K2/K1的值大于0.25时，所述第一极片110卷绕第一层的最大曲率K1与所述第一极片110卷绕第二层的最大曲率K2相差过小，使得当第一极片110卷绕第二层卷绕于第一层的外周时，所述第一极片110卷绕第二层难以将所述第一极片110卷绕第一层拉紧，则所述第一极片110卷绕第一层与所述第一极片110卷绕第二层的间隙过大，使得所述电极组件100过于蓬松，不利于后续第一极片110的卷绕，降低了所述电极组件100装配于储能装置200的能量密度。当K2/K1的值小于0.15时，所述第一极片110卷绕第一层的最大曲率K1与所述第一极片110卷绕第二层的最大曲率K2相差过大，则所述第一极片110卷绕第一层的最大曲率远大于所述第一极片110卷绕第二层的最大曲率，使得所述第一极片110卷绕第一层与所述第一极片110卷绕第二层贴合更加紧密，继而使得所述第一极片110卷绕第一层与所述第一极片110卷绕第二层之间的间隙较小，不利于电解液对所述电极组件100的浸润，从而降低了所述电极组件100装配于储能装置200时的循环性能。

在一些实施例中，在所述电极组件100中，所述第一极片110卷绕最外层的最大曲率Ka和所述第一极片110卷绕次外层的最大曲率Kb的比值为：0.88≤Ka/Kb≤0.99。具体地，Ka/Kb的值可以为但不限于为0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98及0.99等。

可以理解地，所述第一极片110卷绕最外层的最大曲率Ka小于所述第一极片110卷绕次外层的最大曲率Kb。

可以理解地，所述第一极片110卷绕最外层及所述第一极片110卷绕次外层，可以为，在所述卷绕结构中，所述第一极片110最远离所述卷绕中轴140的两层，且所述第一极片110卷绕最外层相较于所述第一极片110卷绕次外层更远离所述卷绕中轴140设置。

可以理解地，所述第一极片110卷绕最外层的最大曲率为所述第一极片110卷绕最外层中弯曲程度最大的部分的曲率。所述第一极片110卷绕次外层的最大曲率为所述第一极片110卷绕此外层中弯曲程度最大的部分的曲率。

在本实施例提供的电极组件100中，当所述第一极片110卷绕最外层的最大曲率Ka和所述第一极片110卷绕次外层的最大曲率Kb的比值满足：0.88≤Ka/Kb≤0.99时，所述第一极片110卷绕最外层的最大曲率Ka与所述第一极片110卷绕次外层的最大曲率Kb的比值在合理的范围内，使得当所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述第一极片110卷绕最外层与所述第一极片110卷绕次外层之间的间隙在合理的范围内，继而有利于电解液对电极组件100的浸润，又能避免电极组件100过于蓬松而难以装配，提高了电极组件100的装配良率及性能。当Ka/Kb的值大于0.99时，所述第一极片110卷绕最外层的最大曲率Ka与所述第一极片110卷绕次外层的最大曲率Kb的比值过小，使得当所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述第一极片110卷绕最外层难以将所述第一极片110卷绕次外层拉紧，则所述第一极片110卷绕最外层与所述第一极片110卷绕次外层的间隙过大，使得所述电极组件100过于蓬松，不利于后续第一极片110的卷绕，降低了所述电极组件100装配于储能装置200的能量密度。当Ka/Kb的值小于0.88时，所述第一极片110卷绕最外层的最大曲率Ka与所述第一极片110卷绕次外层的最大曲率Kb的比值过小，使得所述第一极片110卷绕最外层的最大曲率与所述第一极片110卷绕次外层的最大曲率相差过大，则当所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述第一极片110卷绕最外层与所述第一极片110卷绕次外层紧密贴合，使得所述第一极片110卷绕最外层与所述第一极片110卷绕次外层之间的间隙过小，不利于电解液对所述电极组件100的浸润，从而降低了所述电极组件100装配于储能装置200时的循环性能。

在一些实施例中，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，所述第二极片130卷绕第n层的最大曲率为K'n，所述第二极片130卷绕第n-1层的最大曲率为K'n-1，其中，0.40≤K'n/K'n-1≤0.99。具体地，K'n/K'n-1的值可以为但不限于为0.40、0.43、0.48、0.52、0.55、0.59、0.63、0.67、0.69、0.72、0.75、0.79、0.82、0.84、0.87、0.92、0.94、0.96、0.98及0.99等。

可以理解地，所述第二极片130卷绕第n层的最大曲率K'n小于所述第二极片130卷绕第n-1层的最大曲率K'n-1。

可以理解地，所述第二极片130卷绕第n层的最大曲率为所述第二极片130卷绕第n层中弯曲程度最大的部分的曲率。所述第二极片130卷绕第n-1层的最大曲率为所述第二极片130卷绕第n-1层中弯曲程度最大的部分的曲率。

在本实施例中，当所述电极组件100的第二极片130满足关系式：0.40≤K'n/K'n-1≤0.99时，所述第二极片130卷绕第n层的最大曲率K'n与所述第二极片130卷绕第n-1层的最大曲率K'n-1的值在合理的范围内，使得当将所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述第二极片130卷绕第n层与所述第二极片130卷绕第n-1层之间的间隙在合理的范围内，既有利于电解液对电极组件100的浸润，又能避免电极组件100过于蓬松而难以装配，提高了电极组件100的装配良率及性能。当K'n/K'n-1的值大于0.99时，所述第二极片130卷绕第n层的最大曲率K'n与所述第二极片130卷绕第n层的最大曲率K'n-1相差过小，则所述第二极片130卷绕第n层难以将所述第二极片130卷绕第n-1层拉紧，则所述第二极片130卷绕第n层与所述第二极片130卷绕第n-1层之间的间隙过大，使得所述电极组件100过于蓬松。当将所述电极组件100装配于储能装置200时，电极组件100由于过于蓬松而体积较大，使得难以将电极组件100装配进壳体230，降低了所述储能装置200的生产效率，同时也降低了所述储能装置200的能量密度。当K'n/K'n-1的值小于0.40时，则所述第二极片130卷绕第n层的最大曲率K'n与所述第二极片130卷绕第n-1层的最大曲率K'n-1相差过大，相邻设置的两层所述第二极片130之间的最大曲率变换较大，则所述第二极片130卷绕第n层与所述第二极片130卷绕第n-1层贴合得较紧，使得所述第二极片130卷绕第n层与所述第二极片130卷绕第n-1层之间的间隙较小，不利于电解液在电极组件100内部的浸润，使得当电极组件100装配于储能装置200时，其循环性能较差。

可选地，所述第一极片110、所述隔膜120及所述第二极片130先层叠设置，再进行卷绕，通过热压工艺热压所述电极组件100，使得所述电极组件100为卷绕结构。

可选地，通过热压工艺热压所述电极组件100，则热压温度T满足范围：323K≤T≤373K，热压时间t满足范围：10s≤t≤70s，热压压力P满足范围：8000kgf≤P≤11000kgf。

在本实施例中，通过热压工艺热压所述电极组件100，当所述热压工艺的温度T满足范围323K≤T≤373K，热压时间t满足10s≤t≤70s，热压压力P满足8000kgf≤P≤11000kgf时，所述热压温度T、热压时间t及热压压力P在合理的范围内，使得所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率Kn与所述第一极片110卷绕第n-1层的最大曲率Kn-1的比值、所述第二极片130卷绕第n层的最大曲率K'n与所述第二极片130卷绕第n-1层的最大曲率K'n-1的比值在合理的范围内，使得当将所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述第一极片110卷绕第n层与所述第一极片110卷绕第n-1层之间的间隙、所述第二极片130卷绕第n层与所述第二极片130卷绕第n-1层之间的间隙在合理的范围内，既有利于电解液对电极组件100的浸润，又能避免电极组件100过于蓬松而难以装配，提高了电极组件100的装配良率及性能。当所述热压工艺的温度T大于373K，热压时间t大于70s，热压压力P大于11000kgf时，则热压时间过长，热压温度过高及热压压力过大，使得第一极片110卷绕第n层与所述第一极片110卷绕第n-1层之间的间隙过小，所述第二极片130卷绕第n层与所述第二极片130卷绕第n-1层之间的间隙过小，不利于电解液对所述第一极片110及所述第二极片130的浸润，降低了电解液对电极组件100的浸润效率，继而降低了所述电极组件100装配于储能装置200时的循环性能。当所述热压工艺的温度T小于323K，热压时间t小于10s，热压压力P小于8000kgf时，则热压时间过短，热压温度过低及热压压力过小，使得第一极片110卷绕第n层与所述第一极片110卷绕第n-1层之间的间隙过大，所述第二极片130卷绕第n层与所述第二极片130卷绕第n-1层之间的间隙过大，则所述电极组件100趋向于蓬松状态，使得当所述电极组件100装配于储能装置200时难以装配进壳体230，降低了所述电极组件100的装配良率，此外，还降低了所述电极组件100的能量密度。

具体地，所述热压温度T的值可以为但不限于为323K、325K、327K、333K、338K、340K、346K、349K、352K、355K、358K、359K、362K、365K、368K、369K、370K、372K及373K等。

具体地，所述热压时间t的值可以为但不限于为10s、12s、18s、22s、25s、29s、33s、38s、45s、47s、49s、52s、54s、57s、59s、60s、64s、67s、69s及70s等。

具体地，所述热压压力P的值可以为但不限于为8000kgf、8200kgf、8500kgf、8900kgf、9000kgf、9200kgf、9500kgf、9700kgf、9900kgf、10000kgf、10200kgf、10300kgf、10500kgf、10800kgf、10900kgf及11000kgf等。

在一些实施例中，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，所述第二极片130卷绕第一层的最大曲率为K'1，所述第二极片130卷绕第二层的最大曲率为K'2，其中，0.40≤K'2/K'1≤0.45。具体地，K'2/K'1的值可以为但不限于为0.40、0.402、0.406、0.408、0.41、0.413、0.415、0.419、0.42、0.422、0.428、0.43、0.432、0.436、0.438、0.439、0.44、0.442、0.445、0.447、0.449及0.45等。

可以理解地，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，所述第二极片130卷绕第一层为所述第二极片130卷绕最内层，所述第二极片130卷绕第二层为所述第二极片130卷绕次内层。

可以理解地，所述第二极片130卷绕第一层的最大曲率K'1大于所述第二极片130卷绕第二层的最大曲率K'2。

可以理解地，所述第二极片130卷绕第一层的最大曲率为所述第二极片130卷绕第一层中弯曲程度最大的部分的曲率。所述第二极片130卷绕第二层的最大曲率为所述第二极片130卷绕第二层中弯曲程度最大的部分的曲率。

可以理解地，所述第二极片130卷绕第一层及所述第二极片130卷绕第二层，可以为，在所述卷绕结构中，所述第一极片110最靠近所述卷绕中轴140的两层，且所述第二极片130卷绕第一层相较于所述第二极片130卷绕第二层更靠近所述卷绕中轴140设置。

在本实施例中，当所述第二极片130卷绕第一层的最大曲率为K'1与所述第二极片130卷绕第二层的最大曲率为K'2满足关系式0.40≤K'2/K'1≤0.45时，所述第二极片130卷绕第二层的最大曲率K'2与所述第二极片130卷绕第一层的最大曲率K'1的比值在合理的范围内，所述第二极片130卷绕第一层与所述第二极片130卷绕第二层之间的间隙在合理的范围内，继而有利于电解液对电极组件100的浸润，又能避免电极组件100过于蓬松而难以装置，提高了电极组件100的装配良率及性能。当K'2/K'1的值大于0.45时，所述第二极片130卷绕第一层的最大曲率K'1与所述第二极片130卷绕第二层的最大曲率K'2相差过小，使得当第二极片130卷绕第二层卷绕于第一层的外周时，所述第二极片130卷绕第二层难以将所述第二极片130卷绕第一层拉紧，则所述第二极片130卷绕第一层与所述第二极片130卷绕第二层的间隙过大，使得所述电极组件100过于蓬松，不利于后续第二极片130的卷绕，降低了所述电极组件100装配于储能装置200的能量密度。当K'2/K'1的值小于0.40时，所述第二极片130卷绕第一层的最大曲率K'1与所述第二极片130卷绕第二层的最大曲率K'2相差过大，则所述第二极片130卷绕第一层的最大曲率远大于所述第二极片130卷绕第二层的最大曲率，使得所述第二极片130卷绕第一层与所述第二极片130卷绕第二层贴合更加紧密，继而使得所述第二极片130卷绕第一层与所述第二极片130卷绕第二层之间的间隙较小，不利于电解液对所述电极组件100的浸润，从而降低了所述电极组件100装配于储能装置200时的循环性能。

在一些实施例中，在所述电极组件100中，所述第二极片130的最外层的最大曲率K'a和所述第二极片130的次外层的最大曲率K'b的比值为：0.90≤K'a/K'b≤0.99。具体地，K'a/K'b的值可以为但不限于为0.90、0.905、0.91、0.915、0.92、0.925、0.93、0.935、0.94、0.945、0.95、0.955、0.96、0.965、0.97、0.975、0.98、0.985及0.99等。

可以理解地，所述第二极片130卷绕最外层的最大曲率K'a小于所述第二极片130卷绕次外层的最大曲率K'b。

可以理解地，所述第二极片130卷绕最外层的最大曲率为所述第二极片130卷绕最外层中弯曲程度最大的部分的曲率。所述第二极片130卷绕次外层的最大曲率为所述第二极片130卷绕次外层中弯曲程度最大的部分的曲率。

可以理解地，所述第二极片130卷绕最外层及所述第二极片130卷绕次外层，可以为，在所述卷绕结构中，所述第一极片110最远离所述卷绕中轴140的两层，且所述第二极片130卷绕最外层相较于所述第二极片130卷绕次外层更远离所述卷绕中轴140设置。

在本实施例提供的电极组件100中，当所述第二极片130卷绕最外层的最大曲率K'a和所述第二极片130卷绕次外层的最大曲率K'b的比值满足：0.90≤K'a/K'b≤0.99时，所述第二极片130卷绕最外层的最大曲率K'a与所述第二极片130卷绕次外层的最大曲率K'b的比值在合理的范围内，使得当所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述第二极片130卷绕最外层与所述第二极片130卷绕次外层之间的间隙在合理的范围内，继而有利于电解液对电极组件100的浸润，又能避免电极组件100过于蓬松而难以装配，提高了电极组件100的装配良率及性能。当K'a/K'b的值大于0.99时，所述第二极片130卷绕最外层的最大曲率K'a与所述第二极片130卷绕次外层的最大曲率K'b的比值过小，使得当所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述第二极片130卷绕最外层难以将所述第二极片130卷绕次外层拉紧，则所述第二极片130卷绕最外层与所述第二极片130卷绕次外层的间隙过大，使得所述电极组件100过于蓬松，不利于后续第二极片130的卷绕，降低了所述电极组件100装配于储能装置200的能量密度。当K'a/K'b的值小于0.90时，所述第二极片130卷绕最外层的最大曲率K'a与所述第二极片130卷绕次外层的最大曲率K'b的比值过小，使得所述第二极片130卷绕最外层的最大曲率与所述第二极片130卷绕次外层的最大曲率相差过大，则当所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述第二极片130卷绕最外层与所述第二极片130卷绕次外层紧密贴合，使得所述第二极片130卷绕最外层与所述第二极片130卷绕次外层之间的间隙过小，不利于电解液对所述电极组件100的浸润，从而降低了所述电极组件100装配于储能装置200时的循环性能。

在一些实施例中，所述第一极片110为负极极片，所述第二极片130为正极极片，其中，Kn＞K'n。换言之，所述第一极片110、所述隔膜120及所述第二极片130层叠设置后进行卷绕，以形成卷绕结构，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，所述第一极片110卷绕第n层设置于所述第二极片130卷绕第n层靠近所述卷绕中轴140的一侧。

在本实施例中，所述第一极片110为负极极片，所述第二极片130为正极极片，所述第一极片110卷绕第n层的最大曲率Kn大于所述第二极片130卷绕第n层的最大曲率K'n，则所述第一极片110卷绕第n层设置于所述第二极片130卷绕第n层靠近所述卷绕中轴140的一侧，且当所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述卷绕结构的最内圈为所述第一极片110卷绕第一层，使得当所述电极组件100装配于储能装置200且电解液浸润所述电极组件100时，从所述第二极片130脱出的活性离子可移动并附着在所述第一极片110，避免所述第二极片130脱出的活性离子形成枝晶刺穿所述隔膜120，继而有利于延长所述电极组件100的使用寿命，进一步防止第一极片110与第二极片130短路连接，提高了所述电极组件100装配于储能装置200的安全性能。

在一些实施例中，所述第一极片110为负极极片，所述第二极片130为正极极片，在所述电极组件100中，最靠近所述卷绕中轴140及最远离所述卷绕中轴140的极片层均为负极极片。

在本实施中，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，最靠近所述卷绕中轴140的极片层为负极极片，具体地，最靠近所述卷绕中轴140的极片层为所述第一极片110卷绕第一层。所述第一极片110卷绕第一层相较于所述第二极片130卷绕第一层最靠近所述卷绕中轴140设置，使得当所述电极组件100装配于储能装置200且电解液浸润所述电极组件100时，电解液与电极组件100反应后生成的活性离子析出后可以附着在负极上，以防止隔膜120被刺穿，进一步防止所述第一极片110与所述第二极片130短路连接；此外，自所述最内层114指向所述外围层115的方向上，最远离所述卷绕中轴140的极片层为负极极片，具体地，最远离所述卷绕中轴140的极片层为所述第一极片110卷绕最外层，所述第一极片110卷绕最外层相较于所述第二极片130卷绕最外层更远离卷绕中轴140设置，使得当所述电极组件100装配于储能装置200且电解液浸润所述电极组件100时，电解液与电极组件100反应后生成的活性离子析出后可以附着在负极上，以防止隔膜120被刺穿，进一步防止所述第一极片110与所述第二极片130短路连接，提高了所述电极组件100装配于所述储能装置200的安全性能。

在一些实施例中，所述第一极片110的卷绕层数M1的范围为：25层≤M1≤225层。具体地，所述第一极片110的卷绕层数M1的值可以为但不限于为25层、38层、46层、55层、67层、80层、95层、100层、108层、125层、136层、140层、148层、153层、159层、165层、176层、189层、190层、197层、207层、215层及225层等。

在本实施例中，所述第一极片110的卷绕层数M1的范围为25层≤M1≤225层，使得所述第一极片110的卷绕层数在合理的范围内，使得所述电极组件100既能收容于收容空间231内，又有足够大的能量密度，提高了所述电极组件100的产品良率及装配良率。当所述第一极片110的卷绕层数M1大于225层时，所述第一极片110的卷绕层数较多，使得所述电极组件100的体积占比较大，当所述电极组件100装配于储能装置200时，所述电极组件100难以装配进壳体230且难以收容于收容空间231内，降低了所述电极组件100的装配良率。当所述第一极片110的卷绕层数M1小于25层时，所述第一极片110的卷绕层数较少，使得降低了所述电极组件100装配于储能装置200时的能量密度。

在一些实施例中，所述第二极片130的卷绕层数M2的范围为：23层≤M2≤223层。具体地，所述第二极片130的卷绕层数M2的值可以为但不限于为23层、38层、46层、55层、67层、80层、95层、100层、108层、125层、136层、140层、148层、153层、159层、165层、176层、189层、190层、197层、207层、215层及223层等。

在本实施例中，所述第二极片130的卷绕层数M2满足范围23层≤M2≤223层，使得所述第二极片130的卷绕层数在合理的范围内，使得所述电极组件100既能收容于收容空间231内，又有足够大的能量密度，提高了所述电极组件100的产品良率及装配良率。当所述第二极片130的卷绕层数M2大于223层时，所述第二极片130的卷绕层数较多，使得所述电极组件100的体积占比较大，当所述电极组件100装配于储能装置200时，所述电极组件100难以装配进壳体230且难以收容于收容空间231内，降低了所述电极组件100的装配良率。当所述第二极片130的卷绕层数M2小于23层时，所述第二极片130的卷绕层数较少，使得降低了所述电极组件100装配于储能装置200时的能量密度。

可选地，在一些实施例中，所述电极组件100为卷绕结构，且所述第一极片110的卷绕层数大于所述第二极片130的卷绕层数。

在本实施例中，所述第一极片110的卷绕层数大于所述第二极片130的卷绕层数，使得当所述电极组件100卷绕成卷绕结构时，所述卷绕结构最靠近所述卷绕中轴140的极片层及最远离所述卷绕中轴140的极片层均可设置为所述第一极片110，使得当所述电极组件100装配于储能装置200且电解液浸润所述电极组件100时，电解液与电极组件100反应后生成的活性离子析出后可以附着在负极上，以防止隔膜120被刺穿，进一步防止所述第一极片110与所述第二极片130短路连接，提高了所述电极组件100装配于所述储能装置200的安全性能。

请参见图6及图7，本申请还提供了一种用电设备300，所述用电设备300包括：设备本体310以及本申请提供的储能装置200，所述储能装置200用于为所述设备本体310供电。

在本实施例中，所述储能装置200兼具较高的能量密度及较好的装配良率，使得所述储能装置200能为所述设备本体310提供稳定的电源，使得所述设备本体310能够稳定地进行工作。

本申请实施例的用电设备300可以为但不限于为手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑、智能手环、智能手表、电子阅读器、游戏机等便携式电子设备。还可以为汽车、卡车、轿车、货车、货车、动车、高铁、电动自动车等交通工具。此外，还可以为各种家用电器等。

可以理解地，本实施方式中所述的用电设备300仅仅为所述储能装置200所应用的用电设备300的一种形态，不应当理解为对本申请提供的用电设备300的限定，也不应当理解为对本申请各个实施方式提供的用电设备300的限定。在本申请图7实施例中，所述用电设备300为储能电池柜。

在本申请中提及“实施例”“实施方式”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所述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。此外，还应该理解的是，本申请各实施例所描述的特征、结构或特性，在相互之间不存在矛盾的情况下，可以任意组合，形成又一未脱离本申请技术方案的精神和范围的实施例。

最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种电极组件，其特征在于，所述电极组件包括依次层叠设置的第一极片、隔膜以及第二极片；所述电极组件为卷绕结构，所述电极组件具有卷绕中轴，所述第一极片绕所述卷绕中轴卷绕的层数为多层，最靠近所述卷绕中轴的为最内层，最远离所述卷绕中轴的为外围层，自所述最内层指向所述外围层的方向上，所述第一极片卷绕第n层的最大曲率为Kn，所述第一极片卷绕第n-1层的最大曲率为Kn-1，其中，0.15≤Kn/Kn-1≤0.99，n的取值范围为：25≤n≤225；其中，所述卷绕结构为椭圆形，所述第一极片卷绕第n层的最大曲率为所述第一极片卷绕第n层的圆弧结构的最大曲率，所述第一极片卷绕第n-1层的最大曲率为所述第一极片卷绕第n-1层的圆弧结构的最大曲率；自所述最内层指向所述外围层的方向上，所述第一极片卷绕第一层的最大曲率为K1，所述第一极片卷绕第二层的最大曲率为K2，其中，所述第一极片卷绕第一层为所述最内层，且K2/K1满足关系式：0.15≤K2/K1≤0.25。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，在所述电极组件中，所述第一极片卷绕最外层的最大曲率Ka和所述第一极片卷绕次外层的最大曲率Kb的比值为：0.88≤Ka/Kb≤0.99。

3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，自所述最内层指向所述外围层的方向上，所述第二极片卷绕第n层的最大曲率为K'n，所述第二极片卷绕第n-1层的最大曲率为K'n-1，其中，0.40≤K'n/K'n-1≤0.99。

4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，自所述最内层指向所述外围层的方向上，所述第二极片卷绕第一层的最大曲率为K'1，所述第二极片卷绕第二层的最大曲率为K'2，其中，0.40≤K'2/K'1≤0.45。

5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，在所述电极组件中，所述第二极片的最外层的最大曲率K'a和所述第二极片的次外层的最大曲率K'b的比值为：0.90≤K'a/K'b≤0.99。

6.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片为负极极片，所述第二极片为正极极片，其中，Kn＞K'n。

7.根据权利要求1至6任一项所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片为负极极片，所述第二极片为正极极片，在所述电极组件中，最靠近所述卷绕中轴及最远离所述卷绕中轴的极片层均为负极极片。

8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片的卷绕层数M1的范围为：25层≤M1≤225层，所述第二极片的卷绕层数M2的范围为：23层≤M2≤223层。

9.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置包括：

端盖组件，所述端盖组件包括第一极柱和第二极柱；

权利要求1至8任一项所述的电极组件，所述电极组件设置于所述端盖组件的一侧；

转接组件，所述转接组件设置于所述端盖组件与所述电极组件之间，所述转接组件包括第一转接件及第二转接件，所述第一转接件电连接所述第一极片及所述第一极柱，所述第二转接件电连接所述第二极片及所述第二极柱；

壳体，所述壳体连接所述端盖组件，所述壳体与所述端盖组件围合成收容空间，所述收容空间收容所述电极组件及转接组件。

10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括：

设备本体；以及

权利要求9所述的储能装置，所述储能装置用于为所述设备本体供电。