CN116941119A - 电极组件及其制备方法、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

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张小文
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Abstract

本申请公开了一种电极组件及其制备方法、电池单体、电池以及用电设备。电极组件包括第一极片、隔离膜和第二极片；第一极片包括第一极片主体和第一极耳；第一极片主体包括沿第一方向相对设置的两个第一极片边缘，以及沿第二方向相对设置的两个第二极片边缘；第一方向垂直于第二方向；第一极耳位于一个第一极片边缘处。本申请实施例的电极组件在第一极片和第二极片之间的隔离膜形成多层隔离膜结构，沿第三方向的投影，使多层隔离膜结构与第一极片边缘和/或第二极片边缘重叠，第三方向垂直于第一方向和第二方向能够缓解电池使用过程中因极片膨胀导致电池短路的问题。

Description

电极组件及其制备方法、电池单体、电池及用电设备 技术领域
本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种电极组件及其制备方法、电池单体、电池以及用电设备。
背景技术
对于电池在充放电的使用过程中，极片会发生膨胀而导致发生电池短路，会影响电池安全性能和使用寿命。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供一种电极组件及其制备方法、电池单体、电池以及用电设备，能够缓解电池使用过程中因极片膨胀导致电池短路的问题。
第一方面，本申请提供一种电极组件，包括第一极片、隔离膜和第二极片；第一极片包括第一极片主体和第一极耳；第一极片主体包括沿第一方向相对设置的两个第一极片边缘，以及沿第二方向相对设置的两个第二极片边缘；第一方向垂直于第二方向；第一极耳位于一个第一极片边缘处；其中，隔离膜包括设置于两个第一极片边缘中的至少一个与第二极片之间的第一多层隔离膜结构；沿第三方向的投影，第一极片边缘与第一多层隔离膜结构重叠；和/或隔离膜包括设置于两个第二极片边缘与第二极片之间的两个第二多层隔离膜结构；沿第三方向的投影，每个第二极片边缘与一个第二多层隔离膜结构重叠；第三方向垂直于第一方向和第二方向。
本申请实施例的技术方案中，电极组件在第一极片和第二极片之间的隔离膜形成多层隔离膜结构，并且，沿第三方向的投影，使多层隔离膜结构与第一极片边缘和/或第二极片边缘重叠。这样的设计中，多层隔离膜结构具有较好的防刺穿性能，电池使用过程中，极片发生膨胀时，第一极片的第一极片边缘和/或第二极片边缘与对应的多层隔离膜结构接触，多层隔离膜结构能够减小毛刺等刺穿隔离膜的风险，从而能够缓解电池使用过程中因极片膨胀导致电池短路的问题。
在一些实施例中，根据第一方面，提出第一方面的第一种示例，隔离膜包括设置于两个第一极片边缘中的至少一个与第二极片之间的第一多层隔离膜结构；隔离膜包括膜主体设置于第一极片和第二极片之间的第一隔离膜，以及膜主体设置于第一极片远离第一隔离膜一侧的第二隔离膜；第一隔离膜和第二隔离膜与第一极片平行设置；第一隔离膜包括沿第一方向相对设置的两个第一隔膜边缘；其中，在至少一个第一隔膜边缘处形成第一翻边结构，第一翻边结构包括至少两层第一隔离膜；沿第三方向的投影，第一极片边缘与第一翻边结构重叠；第一翻边结构包覆与其相邻的第一极片边缘；第二隔离膜包括沿第一方向相对设置的两个第二隔膜边缘；在靠近第一翻边结构处的一个第二隔膜边缘形成第二翻边结构，第二翻边结构包覆与其相邻的第一极片边缘；第一隔离膜的膜主体和第二翻边结构形成第一多层隔离膜结构。该设计中，第一隔离膜和第二隔离膜在第一极片的两侧分别对第一极片边缘进行翻边包覆，使得第一极片边缘的两侧均分布有防刺穿保护结构；多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔膜边缘处进行翻边操作完成，操作简单；翻边结构包覆相邻的极片边缘的方式，使得翻边宽度的精度更易于控制。
在一些实施例中，根据第一方面，提出第一方面的第二种示例，隔离膜包括设置于两个第一极片边缘中的至少一个与第二极片之间的第一多层隔离膜结构；隔离膜包括设置于第一极片和第二极片之间的第一隔离膜，以及膜主体设置于第一极片远离第一隔离膜一侧的第二隔离膜；第一隔离膜和第二隔离膜与第一极片平行设置；第二隔离膜包括沿第一方向相对设置的两个第二隔膜边缘；其中，在至少一个第二隔膜边缘处形成第二翻边结构，第二翻边结构包括至少两层第二隔离膜；沿第三方向的投影，第一极片边缘与第二翻边结构和第一隔离膜重叠；第二翻边结构包覆与其相邻的第一极片边缘；第二翻边结构和第一隔离膜的膜主体形成第一多层隔离膜结构。该设计中，第二隔离膜在第一极片远离第二极片的一侧对第一极片边缘进行翻边包覆，使得第一极片边缘靠近第二极片的一侧分布有防刺穿保护结构；多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔膜边缘处进行翻边操作完成，操作简单；翻边结构包覆相邻的极片边缘的方式，使得翻边宽 度的精度更易于控制。
在一些实施例中，根据第一方面，提出第一方面的第三种示例，隔离膜包括设置于两个第一极片边缘中的至少一个与第二极片之间的第一多层隔离膜结构；隔离膜包括设置于第一极片和第二极片之间的第一隔离膜；第一隔离膜与第一极片平行设置；第一隔离膜包括沿第一方向相对设置的两个第一隔膜边缘；其中，在至少一个第一隔膜边缘处形成第一翻边结构，第一翻边结构包括至少两层第一隔离膜；沿第三方向的投影，第一极片边缘与第一翻边结构重叠；第一翻边结构和第一隔离膜的膜主体构成第一多层隔离膜结构。该设计中，第一隔离膜在第一隔膜边缘处进行翻边，使得第一极片边缘靠近第二极片的一侧分布有防刺穿保护结构；多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔膜边缘处进行翻边操作完成，操作简单，且方便将翻边结构进行固定。
在一些实施例中，根据第一方面的第一种示例，提出第一方面的第四种示例，沿第三方向的投影，第一翻边结构与第一极片主体的重叠区域和第二翻边结构与第一极片主体的重叠区域至少部分重叠。该设计中，第一翻边结构和第二翻边结构二者与第一极片主体的重叠区域，能分别在第一极片的两侧发挥防刺穿的作用；当二者与第一极片主体的重叠区域部分重叠时，二者的边缘沿第一方向错开分布，使得第一极片和两侧的翻边结构的总厚度沿第一方向呈阶梯变化，在膨胀、挤压等过程中，能削弱二者的边缘形成的梯台对第一极片的压力作用。
在一些实施例中，根据第一方面、第一方面的第一至第四种示例中的任一种，提出第一方面的第五种示例，沿第一方向，第一极片的尺寸为L1，第一多层隔离膜结构的尺寸为L2，L2/L1≤1/10。该设计中，沿第一方向，第一多层隔离膜结构与第一极片主体的重叠宽度控制在一定标准内，有效保持电极组件的容量。
在一些实施例中，根据第一方面、第一方面的第一至第五种示例中的任一种，提出第一方面的第六种示例，电极组件为卷绕结构。该设计中，特别是对于设置第一多层隔离膜结构的情况，由于卷绕结构中第一极片边缘通常有较大的长度，第一多层隔离膜结构能有效缓解隔离膜被刺穿而导致电池短路的问题，还方便第一多层隔离膜结构的设置。
在一些实施例中，根据第一方面，提出第一方面的第七种示例，隔离膜包括设置于两个第二极片边缘与第二极片之间的两个第二多层隔离膜结构；隔离膜包括膜主体设置于第一极片和第二极片之间的第一隔离膜，以及膜主体设置于第一极片远离第一隔离膜一侧的第二隔离膜；第一隔离膜和第二隔离膜与第一极片平行设置；第一隔离膜包括沿第二方向相对设置的两个第三隔膜边缘；其中，两个第三隔膜边缘处形成第三翻边结构，第三翻边结构包括至少两层第一隔离膜；沿第三方向的投影，第二极片边缘与第三翻边结构重叠；第三翻边结构包覆与其相邻的第二极片边缘；第二隔离膜包括沿第二方向相对设置的两个第四隔膜边缘；在靠近第三翻边结构处的一个第四隔膜边缘形成第四翻边结构，第四翻边结构包覆与其相邻的第二极片边缘；第一隔离膜的膜主体和第四翻边结构形成第二多层隔离膜结构。该设计中，第一隔离膜和第二隔离膜在第一极片的两侧分别对第二极片边缘进行翻边包覆，使得第二极片边缘的两侧均分布有防刺穿保护结构；多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔膜边缘处进行翻边操作完成，操作简单；翻边结构包覆相邻的极片边缘的方式，使得翻边宽度的精度更易于控制。
在一些实施例中，根据第一方面，提出第一方面的第八种示例，隔离膜包括设置于两个第二极片边缘与第二极片之间的两个第二多层隔离膜结构；隔离膜包括设置于第一极片和第二极片之间的第一隔离膜，以及膜主体设置于第一极片远离第一隔离膜一侧的第二隔离膜；第一隔离膜和第二隔离膜与第一极片平行设置；第二隔离膜包括沿第二方向相对设置的两个第四隔膜边缘；其中，两个第四隔膜边缘处形成第四翻边结构，第四翻边结构包括至少两层第二隔离膜；沿第三方向的投影，第二极片边缘与第四翻边结构和第一隔离膜重叠；第四翻边结构包覆与其相邻的第二极片边缘；第四翻边结构和第一隔离膜的膜主体形成第二多层隔离膜结构。该设计中，第二隔离膜在第一极片远离第二极片的一侧对第二极片边缘进行翻边包覆，使得第二极片边缘靠近第二极片的一侧分布有防刺穿保护结构；多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔膜边缘处进行翻边操作完成，操作简单；翻边结构包覆相邻的极片边缘的方式，使得翻边宽度的精度更易于控制。
在一些实施例中，根据第一方面，提出第一方面的第九种示例，隔离膜包括设置于两个第 二极片边缘与第二极片之间的两个第二多层隔离膜结构；隔离膜包括设置于第一极片和第二极片之间的第一隔离膜；第一隔离膜与第一极片平行设置；隔离膜包括沿第二方向相对设置的两个第三隔膜边缘；其中，两个第三隔膜边缘处形成第三翻边结构，第三翻边结构包括至少两层第一隔离膜；沿第三方向的投影，第二极片边缘与第三翻边结构重叠；第三翻边结构和第一隔离膜的膜主体构成第二多层隔离膜结构。该设计中，第一隔离膜在第三隔膜边缘处进行翻边，使得第二极片边缘靠近第二极片的一侧分布有防刺穿保护结构；多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔膜边缘处进行翻边操作完成，操作简单，且方便将翻边结构进行固定。
在一些实施例中，根据第一方面的第七种示例，提出第一方面的第十种示例，沿第三方向的投影，第三翻边结构与第一极片主体的重叠区域和第四翻边结构与第一极片主体的重叠区域至少部分重叠。该设计中，第三翻边结构和第四翻边结构二者与第一极片主体的重叠区域，能分别在第一极片的两侧发挥防刺穿的作用；当二者与第一极片主体的重叠区域部分重叠时，二者的边缘沿第二方向错开分布，使得第一极片和两侧的翻边结构的总厚度沿第二方向呈阶梯变化，在膨胀、挤压等过程中，能削弱二者的边缘形成的梯台对第一极片的压力作用。
在一些实施例中，根据第一方面、第一方面的第七至第十种示例中的任一种，提出第一方面的第十一种示例，沿第二方向，第一极片的尺寸为L3，第二多层隔离膜结构的尺寸为L4，L4/L3≤1/10。该设计中，沿第二方向，第二多层隔离膜结构与第一极片主体的重叠宽度控制在一定标准内，有效保持电极组件的容量。
在一些实施例中，根据第一方面、第一方面的第七至第十一种示例中的任一种，提出第一方面的第十二种示例，电极组件为叠片结构。该设计中，特别是对于设置第二多层隔离膜结构的情况，第二多层隔离膜结构能有效缓解隔离膜被刺穿而导致电池短路的问题，还方便第二多层隔离膜结构的设置。
在一些实施例中，根据第一方面的第二和第八种示例中的任一种，提出第一方面的第十三种示例，沿第三方向，第一隔离膜的膜本体的尺寸小于第二隔离膜的膜本体的尺寸。该设计中，沿第三方向，第一隔离膜的膜本体的尺寸相对较小，在第一极片和第二极片之间，第一隔离膜的膜本体通过与翻边结构配合有效地缓解隔离膜被刺穿的问题；第二隔离膜的膜本体的尺寸相对较大，在第一极片远离第二极片的一侧，第二隔离膜的膜本体本身能够至少在一定程度上缓解隔离膜被刺穿的问题。
第二方面，本申请提供一种电池单体，电池单体包括外壳以及上述实施例中的电极组件，电极组件容纳于外壳内。
第三方面，本申请提供一种电池，电池包括箱体以及如上述实施例中的电池单体，电池单体容纳于箱体内。
第四方面，本申请提供一种用电设备，用电设备包括上述实施例中的电池。
第五方面，本申请提供一种电极组件的制备方法，包括：准备第一极片、隔离膜和第二极片；第一极片包括第一极片主体和第一极耳；第一极片主体包括沿第一方向相对设置的两个第一极片边缘，以及沿第二方向相对设置的两个第二极片边缘；第一方向垂直于第二方向；第一极耳位于一个第一极片边缘处；其中，将隔离膜配置为包括设置于两个第一极片边缘中的至少一个与第二极片之间的第一多层隔离膜结构；沿第三方向的投影，第一极片边缘与第一多层隔离膜结构重叠；和/或将隔离膜配置为包括设置于两个第二极片边缘与第二极片之间的两个第二多层隔离膜结构；沿第三方向的投影，每个第二极片边缘与一个第二多层隔离膜结构重叠；第三方向垂直于第一方向和第二方向。
本申请实施例的技术方案中，能够制备得到上述实施例中的电极组件，从而能够缓解电池使用过程中因极片膨胀导致电池短路的问题。
在一些实施例中，根据第五方面，提出第五方面的第一种示例，将隔离膜配置为包括设置于两个第一极片边缘中的至少一个与第二极片之间的第一多层隔离膜结构的步骤包括：将隔离膜靠近第一极片边缘的至少一个边缘进行翻边对折；将隔离膜配置为包括设置于两个第二极片边缘与第二极片之间的两个第二多层隔离膜结构包括：将隔离膜靠近第二极片边缘的两个边缘进行翻边对 折。该设计中，在隔膜边缘处进行翻边操作制备翻边结构，通过翻边结构与膜本体配合形成多层隔离膜结构，操作简单。
在一些实施例中，根据第五方面的第一种示例，提出第五方面的第二种示例，采用机械手或者采用风力进行翻边对折操作。该设计中，机械手进行翻边对折操作时，操作方式灵活且效率高；采用风力进行翻边对折操作时，可以实现无接触式操作，避免因接触式操作造成隔离膜、极片等破损，且避免因接触式操作引入异物。
在一些实施例中，根据第五方面的第一至第二种示例中的任一种，提出第五方面的第三种示例，电极组件为叠片结构，制备方法还包括将翻边对折区域通过热压方式进行粘接；或者电极组件为卷绕结构，制备方法还包括将翻边对折区域通过粘接材料进行粘接。该设计中，对翻边结构进行粘接固定，方便进行电极组件生产过程中后续的叠片、卷绕、覆合等操作，且保证翻边结构能较好地与膜本体配合发挥防刺穿的作用。叠片结构下，方便进行热压处理，热压粘接的方式与生产电极组件的工艺匹配性好；卷绕结构下，可以在卷绕前或卷绕过程中施加粘接材料进行粘接，与生产电极组件的工艺匹配性好。
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
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸图；
图3为图2所示的电池单体的爆炸；
图4为本申请一些实施例的提供的一种电极组件的结构示意图；
图5为图4中的电极组件沿E-E投射方向的剖视图；
图6为图5中VI处的局部放大图；
图7为本申请一些实施例的提供的一种电极组件的结构示意图；
图8为图7中的电极组件沿F-F投射方向的剖视图；
图9图8中IX处的局部放大图；
图10本申请一些实施例提供的第一多层隔离膜结构的第一种设计图；
图11本申请一些实施例提供的第一多层隔离膜结构的第二种设计图；
图12本申请一些实施例提供的第一多层隔离膜结构的第三种设计图；
图13本申请一些实施例提供的第一多层隔离膜结构的第四种设计图；
图14本申请一些实施例提供的第二多层隔离膜结构的第一种设计图；
图15本申请一些实施例提供的第二多层隔离膜结构的第二种设计图；
图16本申请一些实施例提供的第二多层隔离膜结构的第三种设计图；
图17本申请一些实施例提供的第二多层隔离膜结构的第四种设计图。
具体实施方式中的附图标号如下：
车辆1000；
电池100，控制器200，马达300；
箱体10，第一部分11，第二部分12，容纳空间13；
电池单体20，外壳21，电极组件22，电极端子23，泄压结构24；
壳体211，盖体212，密封空间213，第一极片221，第二极片222，隔离膜223；
第一极片主体2211，第一极片边缘2211a，第二极片边缘2211b，第一极耳2212；
第二极片主体2221，第三极片边缘2221a，第四极片边缘2221b，第二极耳2222；
第一多层隔离膜结构2231，第二多层隔离膜结构2232，第一隔离膜2233，第一隔膜边缘2233a，第一翻边结构2233b，第三隔膜边缘2233c，第三翻边结构2233d，第二隔离膜2234，第二隔膜边缘2234a，第二翻边结构2234b，第四隔膜边缘2234c，第四翻边结构2234d；
第一方向A，第二方向B，第三方向C。
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，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，技术术语“纵向”、“横向”、“长度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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。
在本申请的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本申请构成任何限定。
本申请中，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、钠离子电池或镁离子电池100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。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片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正极集流体凸出于已涂覆正极活 性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极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。负极片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负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极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PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
本申请中，电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中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。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、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，其市场的需求量也在不断地扩增。
申请人注意到，电池在充放电的使用过程中，极片会发生膨胀而对相邻的隔离膜进行挤压。由于在电极组件中，正负极片通常设计为一一大一小的形式，而极片在裁切过程中存在边缘毛刺，电极组件中还存在一定量的极片边缘脱落的敷料，电极组件中还可能存在外部一定量的外部环境引入的异物，上述毛刺等物料通常位于极片边缘附近，在极片发生膨胀而对隔离膜相邻的隔离膜进行挤压时，上述毛刺等物料容易刺破隔离膜，从而会导致电池短路的问题。
为了解决上述问题，申请人研究发现，通过对极片的边缘进行涂胶包边，能改善毛刺等物料刺破隔离膜的问题。但是，包胶工艺对设备有较高的精度需求，包胶过宽会导致电极组件的容量低，包胶过窄则无法改善毛刺等物料刺破隔离膜的问题。而且，包胶工艺需要引入胶类物质，包胶失败后，剔除胶的行为会对极片造成损坏，因此包胶失败后无法二次补救，对电极组件的生产优率会造成部分不可逆损失。
基于以上考虑，申请人经过深入研究，设计了一种电极组件，在隔离膜设置与极片的边缘重叠的多层隔离膜结构，通过多层隔离膜结构与极片的边缘接触，有效缓解毛刺等物料刺破隔离膜而导致电池短路的问题。而且，多层隔离膜结构的设置能有效克服包胶工艺存在的上述问题。
本申请实施例描述的技术方案适用于电极组件、使用电极组件22的电池单体、使用电池单体的电池以及使用电池的用电设备。
本申请中，用电设备可以为多种形式，例如，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。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电设备为车辆1000为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000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1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中，电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图，电池100可以包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于容纳电池单体20，箱体10可以是多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间13。第二部分12可以是为一端开口的空心结构，第一部分11为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以形成具有容纳空间13的箱体10；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧，以形成具有容纳空间13的箱体10。当然，第一部分11和第二部分12可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池100中，电池单体20可以是一个，也可以是多个。若电池单体20为多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内。也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池100模块，多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10。电池100还可以包括其他结构，例如，多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体20的并联或串联或混联。
其中，每个电池单体20可以为二次电池100或一次电池100；还可以是锂硫电池100、钠离子电池100或镁离子电池100，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3，图3为图2所示的电池单体20的爆炸图。电池单体20是指组成电池100的最小单元。如图3，电池单体20可以包括外壳21和电极组件22，电极组件22容纳于外壳21内。在一些实施例中，外壳21还可用于容纳电解质，例如电解液。外壳21可以是多种结构形式。
外壳21可以包括壳体211和盖体212。
壳体211是用于配盖体212以形成电池单体20的内部密封空间213的组件，其中，形成的密封空间213可以用于容纳电极组件22、电解液以及其他部件。壳体211和盖体212可以是独立的部件，可以于壳体211上设置开口，通过在开口处使盖体212盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使盖体212和壳体211一体化，具体地，盖体212和壳体211可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体211的内部时，再使盖体212盖合壳体211。壳体211可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体211的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳体211的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。
盖体212是指盖合于壳体211的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，盖体212的形状可以与壳体211的形状相适应以配合壳体211。可选地，盖体212可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，盖体212在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。盖体212的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在盖体212的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体211内的电连接部件与盖体212，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
盖体212上可以设置有如电极端子23等的功能性部件。电极端子23安装于盖体212上。电极端子23与电极组件22电连接，以输出电池单体20所产生的电能。示例性的，电极端子23与电极组件22可通过转接片(图未示出)实现电连接。
电池单体20还可以包括泄压结构24，泄压结构24用于在电池单体20的内部压力或温度达到预定值时泄放电池单体20内部的压力。示例性的，泄压结构24可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。
在组装电池单体20时，可先将电极组件22放入壳体211内，并向壳体211内填充电解质，再将盖体212盖合于壳体211的开口。
电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体211内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且在正极片与负极片之 间设有隔膜。
接下来结合附图对电极组件22的具体结构进行详细阐述。
根据本申请的一些实施例，参照图4～图9，图4和图7为本申请实施例提供的两种电极组件22的结构示意图，图5和图6分别为图4中的电极组件22沿E-E投射方向的剖视图和该剖视图的局部放大图，图8和图9分别为图7中的电极组件22沿F-F投射方向的剖视图和该剖视图的局部放大图。本申请提供一种电极组件22，包括第一极片221、隔离膜223和第二极片222。
第一极片221包括第一极片主体2211和第一极耳2212；如图5所示，第一极片主体2211包括沿第一方向A相对设置的两个第一极片边缘2211a；如图8所示，第一极片主体2211包括沿第二方向B相对设置的两个第二极片边缘2211b。第一极耳2212位于一个第一极片边缘2211a处。第二极片222包括第二极片主体2221和第二极耳2222；如图5所示，第二极片主体2221包括沿第一方向A相对设置的两个第三极片边缘2221a；如图8所示，第二极片主体2221包括沿第二方向B相对设置的两个第四极片边缘2221b。
参照图4～图6，隔离膜223包括设置于两个第一极片边缘2211a中的至少一个与第二极片222之间的第一多层隔离膜结构2231；沿第三方向C的投影，第一极片边缘2211a与第一多层隔离膜结构2231重叠。和/或，参照图7～图9，隔离膜223包括设置于两个第二极片边缘2211b与第二极片222之间的两个第二多层隔离膜结构2232；沿第三方向C的投影，每个第二极片边缘2211b与一个第二多层隔离膜结构2232重叠。
其中，第一方向A垂直于第二方向B，第三方向C垂直于第一方向A和第二方向B。
第一多层隔离膜结构2231位于第一极片边缘2211a与第二极片222之间，即是说，沿第三方向C的投影，第一极片边缘2211a与第二极片222重叠，该第一极片边缘2211a不超出第三极片边缘2221a。同样的，第二多层隔离膜结构2232位于第二极片边缘2211b与第二极片222之间，即是说，沿第三方向C的投影，第二极片边缘2211b与第二极片222重叠，该第二极片边缘2211b不超出第四极片边缘2221b。
作为示例，电极组件22为阳极超出阴极的结构，即电极组件22中负极极片超出正极极片，该第一极片221为正极极片，该第二极片222为负极极片。
第一多层隔离膜结构2231和第二多层隔离膜结构2232均是指在第三方向C上具有至少两层膜结构。在隔离膜中，各多层隔离膜结构的分布范围不限，其可以仅分布在隔离膜223的边缘，也可以延伸至接近隔离膜223中部的位置。其中，多层隔离膜结构中的各层结构可以来源自同一个隔离膜223；也可以来源自不同的隔离膜223，例如分别来源自于第一极片221两侧的隔离膜223。
隔离膜223包括第一多层隔离膜结构2231和/或第二多层隔离膜结构2232，是指在电极组件22中，至少部分的隔离膜223设有该多层隔离膜结构，其可以存在未设置有多层隔离膜结构的隔离膜223。其中，可以同时设置第一多层隔离膜结构2231和第二多层隔离膜结构2232，也可以仅设置第一多层隔离膜结构2231或者第二多层隔离膜结构2232。
在设置第一多层隔离膜结构2231的实施例中，可以在两个第一极片边缘2211a和第二极片222之间均设置第一多层隔离膜结构2231，也可以仅在其中任一个第一极片边缘2211a和第二极片222之间设置第一多层隔离膜结构2231。
当第一多层隔离膜结构2231中的各层结构来源自于第一极片221两侧的隔离膜223时，第一多层隔离膜结构2231中的部分层结构需要绕过第一极片221，因此，在设置有第一极耳2212的第一极片边缘2211a和第二极片222之间，不方便进行第一多层隔离膜结构2231的设置。
基于上述考虑，可选地，在设置第一多层隔离膜结构2231的实施例中，当第一多层隔离膜结构2231中的各层结构来源自于第一极片221两侧的隔离膜223时，仅未设置有第一极耳2212的第一极片边缘2211a和第二极片222之间具有第一多层隔离膜结构2231。
本申请实施例的技术方案中，电极组件22在第一极片221和第二极片222之间的隔离膜 223形成多层隔离膜结构，并且，沿第三方向C的投影，使多层隔离膜结构与第一极片边缘2211a和/或第二极片边缘2211b重叠。电池100使用过程中，极片发生膨胀时，第一极片221的第一极片边缘2211a和/或第二极片边缘2211b与对应的多层隔离膜结构接触，能够减小第一极片边缘2211a毛刺、脱落的边缘敷料以及外部环境引入的异物等刺穿隔离膜223的风险，从而能够缓解电池100使用过程中因极片膨胀导致电池100短路的问题。其中，多层隔离膜结构的设置简单，尺寸控制方便，避免重叠范围过小而影响第一多层隔离膜结构2231的防刺穿效果，同时避免重叠范围过大而影响电极组件22的容量，有效兼顾防刺穿效果和电极组件22的容量；通过多层隔离膜结构缓解刺穿隔离膜223的现象，还无需引入胶类物质，操作可重复性好，方便进行二次补救。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面，提出第一方面的第一种示例，参照图10，隔离膜223包括设置于两个第一极片边缘2211a中的至少一个与第二极片222之间的第一多层隔离膜结构2231；隔离膜223包括膜主体设置于第一极片221和第二极片222之间的第一隔离膜2233，以及膜主体设置于第一极片221远离第一隔离膜2233一侧的第二隔离膜2234；第一隔离膜2233和第二隔离膜2234与第一极片221平行设置；第一隔离膜2233包括沿第一方向A相对设置的两个第一隔膜边缘2233a；其中，在至少一个第一隔膜边缘2233a处形成第一翻边结构2233b，第一翻边结构2233b包括至少两层第一隔离膜2233；沿第三方向C的投影，第一极片边缘2211a与第一翻边结构2233b重叠；第一翻边结构2233b包覆与其相邻的第一极片边缘2211a；第二隔离膜2234包括沿第一方向A相对设置的两个第二隔膜边缘2234a；在靠近第一翻边结构2233b处的一个第二隔膜边缘2234a形成第二翻边结构2234b，第二翻边结构2234b包覆与其相邻的第一极片边缘2211a；第一隔离膜2233的膜主体和第二翻边结构2234b形成第一多层隔离膜结构2231。
隔离膜223的膜主体是指位于隔离膜223中间区域的层结构，该隔膜边缘连接于膜主体的边缘。在本申请中，沿第三方向C，第一隔离膜2233的膜主体的厚度和第二隔离膜2234的膜主体的厚度可以相同，也可以不同。
翻边结构是指隔膜边缘在隔离膜223中相对于膜本体翻折后的层结构区域，该翻边结构靠近隔离膜223的裁切边缘，翻边结构示例性地与膜本体平行。
该设计中，第一隔离膜2233和第二隔离膜2234在第一极片221的两侧分别对第一极片边缘2211a进行翻边包覆，在第一极片221靠近第二极片222的一侧，第二翻边结构2234b和第一隔离膜2233的膜主体形成第一多层隔离膜结构2231；在第一极片221远离第二极片222的一侧，第一翻边结构2233b和第二隔离膜2234的膜主体也形成层叠分布，使得第一极片边缘2211a的两侧均分布有防刺穿保护结构。多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔离膜223边缘处进行翻边操作完成，操作简单；翻边结构包覆相邻的极片边缘的方式，在制备工艺中，将隔膜边缘绕第一极片边缘2211a翻折即可，使得翻边宽度的精度更易于控制。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面，提出第一方面的第二种示例，参照图11，隔离膜223包括设置于两个第一极片边缘2211a中的至少一个与第二极片222之间的第一多层隔离膜结构2231；隔离膜223包括设置于第一极片221和第二极片222之间的第一隔离膜2233，以及膜主体设置于第一极片221远离第一隔离膜2233一侧的第二隔离膜2234；第一隔离膜2233和第二隔离膜2234与第一极片221平行设置；第二隔离膜2234包括沿第一方向A相对设置的两个第二隔膜边缘2234a；其中，在至少一个第二隔膜边缘2234a处形成第二翻边结构2234b，第二翻边结构2234b包括至少两层第二隔离膜2234；沿第三方向C的投影，第一极片边缘2211a与第二翻边结构2234b和第一隔离膜2233重叠；第二翻边结构2234b包覆与其相邻的第一极片边缘2211a；第二翻边结构2234b和第一隔离膜2233的膜主体形成第一多层隔离膜结构2231。
该设计中，第二隔离膜2234在第一极片221远离第二极片222的一侧对第一极片边缘2211a进行翻边包覆，在第一极片221靠近第二极片222的一侧，第二翻边结构2234b和第一隔离膜2233的膜主体形成第一多层隔离膜结构2231，使得第一极片边缘2211a靠近第二极片222的一侧分布有防刺穿保护结构。多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔离膜223边缘处进行翻边操作完成，操作简单；翻边结构包覆相邻的极片边缘的方式，在制备工艺中，将隔膜边缘绕第一极片边缘2211a翻折即可，使得翻边宽度的精度更易于控制。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面，提出第一方面的第三种示例，参照图 12，隔离膜223包括设置于两个第一极片边缘2211a中的至少一个与第二极片222之间的第一多层隔离膜结构2231；隔离膜223包括设置于第一极片221和第二极片222之间的第一隔离膜2233；第一隔离膜2233与第一极片221平行设置；第一隔离膜2233包括沿第一方向A相对设置的两个第一隔膜边缘2233a；其中，在至少一个第一隔膜边缘2233a处形成第一翻边结构2233b，第一翻边结构2233b包括至少两层第一隔离膜2233；沿第三方向C的投影，第一极片边缘2211a与第一翻边结构2233b重叠；第一翻边结构2233b和第一隔离膜2233的膜主体构成第一多层隔离膜结构2231。
该设计中，第一隔离膜2233在第一隔膜边缘2233a处进行翻边，在第一极片221靠近第二极片222的一侧，第一翻边结构2233b和第一隔离膜2233的膜主体形成第一多层隔离膜结构2231，使得第一极片边缘2211a靠近第二极片222的一侧分布有防刺穿保护结构。多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔离膜223边缘处进行翻边操作完成，操作简单，且方便将翻边结构进行固定。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面的第一种示例，提出第一方面的第四种示例，沿第三方向C的投影，第一翻边结构2233b与第一极片主体2211的重叠区域和第二翻边结构2234b与第一极片主体2211的重叠区域至少部分重叠。
参照图10和图13，图10中，第一翻边结构2233b与第一极片主体2211的重叠区域和第二翻边结构2234b与第一极片主体2211的重叠区域部分重叠；图13中，第一翻边结构2233b与第一极片主体2211的重叠区域和第二翻边结构2234b与第一极片主体2211的重叠区域全部重叠。
该设计中，第一翻边结构2233b和第二翻边结构2234b二者与第一极片主体2211的重叠区域，能分别在第一极片221的两侧发挥防刺穿的作用；当二者与第一极片主体2211的重叠区域部分重叠时，二者的边缘沿第一方向A错开分布，使得第一极片221和两侧的翻边结构的总厚度沿第一方向A呈阶梯变化，在膨胀、挤压等过程中，能削弱二者的边缘形成的梯台对第一极片221的压力作用。
根据本申请的一些实施例，可选地，参照图10，根据第一方面、第一方面的第一至第四种示例中的任一种，提出第一方面的第五种示例，沿第一方向A，第一极片221的尺寸为L1，第一多层隔离膜结构2231的尺寸为L2，L2/L1≤1/10。
其中，L1为第一极片主体2211沿第一方向A的长度，L2为第一多层隔离膜结构2231沿第一方向A的长度。
该设计中，沿第一方向A，第一多层隔离膜结构2231与第一极片主体2211的重叠宽度控制在一定标准内，有效保持电极组件22的容量，避免重叠范围过大而影响电极组件22的容量。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面、第一方面的第一至第五种示例中的任一种，提出第一方面的第六种示例，电极组件22为卷绕结构。
该设计中，特别是对于设置第一多层隔离膜结构2231的情况，由于卷绕结构中第一极片边缘2211a通常有较大的长度，第一多层隔离膜结构2231能有效缓解隔离膜223被刺穿而导致电池100短路的问题，还方便第一多层隔离膜结构2231的设置。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面，提出第一方面的第七种示例，参照图14，隔离膜223包括设置于两个第二极片边缘2211b与第二极片222之间的两个第二多层隔离膜结构2232；隔离膜223包括膜主体设置于第一极片221和第二极片222之间的第一隔离膜2233，以及膜主体设置于第一极片221远离第一隔离膜2233一侧的第二隔离膜2234；第一隔离膜2233和第二隔离膜2234与第一极片221平行设置；第一隔离膜2233包括沿第二方向B相对设置的两个第三隔膜边缘2233c；其中，两个第三隔膜边缘2233c处形成第三翻边结构2233d，第三翻边结构2233d包括至少两层第一隔离膜2233；沿第三方向C的投影，第二极片边缘2211b与第三翻边结构2233d重叠；第三翻边结构2233d包覆与其相邻的第二极片边缘2211b；第二隔离膜2234包括沿第二方向B相对设置的两个第四隔膜边缘2234c；在靠近第三翻边结构2233d处的一个第四隔膜边缘2234c形成第四翻边结构2234d，第四翻边结构2234d包覆与其相邻的第二极片边缘2211b；第一隔离膜2233的膜主体和第四翻边结构2234d形成第二多层隔离膜结构2232。
该设计中，第一隔离膜2233和第二隔离膜2234在第一极片221的两侧分别对第二极片边缘2211b进行翻边包覆，在第一极片221靠近第二极片222的一侧，第四翻边结构2234d和第一隔离膜2233的膜主体形成第二多层隔离膜结构2232；在第一极片221远离第二极片222的一侧，第三翻边结构2233d和第二隔离膜2234的膜主体也形成有第二多层隔离膜结构2232，使得第二极片边缘2211b的两侧均分布有防刺穿保护结构；多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔离膜223边缘处进行翻边操作完成，操作简单；翻边结构包覆相邻的极片边缘的方式，在制备工艺中，将隔膜边缘绕第二极片边缘2211b翻折即可，使得翻边宽度的精度更易于控制。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面，提出第一方面的第八种示例，参照图15，隔离膜223包括设置于两个第二极片边缘2211b与第二极片222之间的两个第二多层隔离膜结构2232；隔离膜223包括设置于第一极片221和第二极片222之间的第一隔离膜2233，以及膜主体设置于第一极片221远离第一隔离膜2233一侧的第二隔离膜2234；第一隔离膜2233和第二隔离膜2234与第一极片221平行设置；第二隔离膜2234包括沿第二方向B相对设置的两个第四隔膜边缘2234c；其中，两个第四隔膜边缘2234c处形成第四翻边结构2234d，第四翻边结构2234d包括至少两层第二隔离膜2234；沿第三方向C的投影，第二极片边缘2211b与第四翻边结构2234d和第一隔离膜2233重叠；第四翻边结构2234d包覆与其相邻的第二极片边缘2211b；第四翻边结构2234d和第一隔离膜2233的膜主体形成第二多层隔离膜结构2232。
该设计中，第二隔离膜2234在第一极片221远离第二极片222的一侧对第二极片边缘2211b进行翻边包覆，在第一极片221靠近第二极片222的一侧，第四翻边结构2234d和第一隔离膜2233的膜主体形成第二多层隔离膜结构2232，使得第二极片边缘2211b靠近第二极片222的一侧分布有防刺穿保护结构；多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔离膜223边缘处进行翻边操作完成，操作简单；翻边结构包覆相邻的极片边缘的方式，在制备工艺中，将隔膜边缘绕第二极片边缘2211b翻折即可，使得翻边宽度的精度更易于控制。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面，提出第一方面的第九种示例，参照图16，隔离膜223包括设置于两个第二极片边缘2211b与第二极片222之间的两个第二多层隔离膜结构2232；隔离膜223包括设置于第一极片221和第二极片222之间的第一隔离膜2233；第一隔离膜2233与第一极片221平行设置；隔离膜223包括沿第二方向B相对设置的两个第三隔膜边缘2233c；其中，两个第三隔膜边缘2233c处形成第三翻边结构2233d，第三翻边结构2233d包括至少两层第一隔离膜2233；沿第三方向C的投影，第二极片边缘2211b与第三翻边结构2233d重叠；第三翻边结构2233d和第一隔离膜2233的膜主体构成第二多层隔离膜结构2232。
该设计中，第一隔离膜2233在第三隔膜边缘2233c处进行翻边，在第一极片221靠近第二极片222的一侧，第三翻边结构2233d和第一隔离膜2233的膜主体形成第二多层隔离膜结构2232，使得第二极片边缘2211b靠近第二极片222的一侧分布有防刺穿保护结构；多层隔离膜结构由膜主体和翻边结构形成，制备过程中可以在隔离膜223边缘处进行翻边操作完成，操作简单，且方便将翻边结构进行固定。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面的第七种示例，提出第一方面的第十种示例，沿第三方向C的投影，第三翻边结构2233d与第一极片主体2211的重叠区域和第四翻边结构2234d与第一极片主体2211的重叠区域至少部分重叠。
参照图14和图17，图14中，第一翻边结构2233b与第一极片主体2211的重叠区域和第二翻边结构2234b与第一极片主体2211的重叠区域部分重叠；图17中，第一翻边结构2233b与第一极片主体2211的重叠区域和第二翻边结构2234b与第一极片主体2211的重叠区域全部重叠。
该设计中，第三翻边结构2233d和第四翻边结构2234d二者与第一极片主体2211的重叠区域，能分别在第一极片221的两侧发挥防刺穿的作用；当二者与第一极片主体2211的重叠区域部分重叠时，二者的边缘沿第二方向B错开分布，使得第一极片221和两侧的翻边结构的总厚度沿第二方向B呈阶梯变化，在膨胀、挤压等过程中，能削弱二者的边缘形成的梯台对第一极片221的压力作用。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面、第一方面的第七至第十种示例中的任一种，提出第一方面的第十一种示例，参照图14，沿第二方向B，第一极片221的尺寸为L3，第 二多层隔离膜结构2232的尺寸为L4，L4/L3≤1/10。
其中，L3为第一极片主体2211沿第二方向B的长度，L4为第二多层隔离膜结构2232沿第二方向B的长度。
该设计中，沿第二方向B，第二多层隔离膜结构2232与第一极片主体2211的重叠宽度控制在一定标准内，有效保持电极组件22的容量。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面、第一方面的第七至第十一种示例中的任一种，提出第一方面的第十二种示例，电极组件22为叠片结构。
该设计中，特别是对于设置第二多层隔离膜结构2232的情况，第二多层隔离膜结构2232能有效缓解隔离膜223被刺穿而导致电池100短路的问题，还方便第二多层隔离膜结构2232的设置。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第一方面的第二和第八种示例中的任一种，提出第一方面的第十三种示例，参照图11和图15，沿第三方向C，第一隔离膜2233的膜本体的尺寸小于第二隔离膜2234的膜本体的尺寸。
其中，沿第三方向C，第一隔离膜2233的膜本体的尺寸是指膜本体的厚度，第二隔离膜2234的膜本体的尺寸是指膜本体的厚度。
该设计中，沿第三方向C，第一隔离膜2233的膜本体的尺寸相对较小，在第一极片221和第二极片222之间，第一隔离膜2233的膜本体通过与翻边结构配合有效地缓解隔离膜223被刺穿的问题；第二隔离膜2234的膜本体的尺寸相对较大，在第一极片221远离第二极片222的一侧，第二隔离膜2234的膜本体本身能够至少在一定程度上缓解隔离膜223被刺穿的问题。
第二方面，本申请提供一种电池单体20，电池单体20包括外壳21以及上述实施例中的电极组件22，电极组件22容纳于外壳21内。
第三方面，本申请提供一种电池100，电池100包括箱体10以及如上述实施例中的电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。
第四方面，本申请提供一种用电设备，用电设备包括上述实施例中的电池100。
第五方面，本申请提供一种电极组件22的制备方法，包括：准备第一极片221、隔离膜223和第二极片222；第一极片221包括第一极片主体2211和第一极耳2212；第一极片主体2211包括沿第一方向A相对设置的两个第一极片边缘2211a，以及沿第二方向B相对设置的两个第二极片边缘2211b；第一方向A垂直于第二方向B；第一极耳2212位于一个第一极片边缘2211a处；其中，将隔离膜223配置为包括设置于两个第一极片边缘2211a中的至少一个与第二极片222之间的第一多层隔离膜结构2231；沿第三方向C的投影，第一极片边缘2211a与第一多层隔离膜结构2231重叠；和/或将隔离膜223配置为包括设置于两个第二极片边缘2211b与第二极片222之间的两个第二多层隔离膜结构2232；沿第三方向C的投影，每个第二极片边缘2211b与一个第二多层隔离膜结构2232重叠；第三方向C垂直于第一方向A和第二方向B。
本申请实施例的技术方案中，能够制备得到上述实施例中的电极组件22，从而能够缓解电池100使用过程中因极片膨胀导致电池100短路的问题。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第五方面，提出第五方面的第一种示例，将隔离膜223配置为包括设置于两个第一极片边缘2211a中的至少一个与第二极片222之间的第一多层隔离膜结构2231的步骤包括：将隔离膜223靠近第一极片边缘2211a的至少一个边缘进行翻边对折；将隔离膜223配置为包括设置于两个第二极片边缘2211b与第二极片222之间的两个第二多层隔离膜结构2232包括：将隔离膜223靠近第二极片边缘2211b的两个边缘进行翻边对折。
当电极组件22为如图10、图11、图13、图14、图15以及图17所示的翻边形式时，可选地，先放置隔离膜223，然后将第一极片221放置于隔离膜223上，再将隔离膜223超出第一极片221的边缘绕第一极片221的边缘进行翻折并包覆第一极片221的边缘。
其中，当电极组件22为如图10、图13、图14以及图17所示的翻边形式时，在完成上述翻边操作后，再放置隔离膜223，然后将包裹有隔离膜223的第一极片221翻面后放置在于第二次放置的隔离膜223上，再将第二次放置的隔膜超出第一极片221的边缘绕第一极片221的边缘进行翻折并包覆第一极片221的边缘。
当电极组件22为如图12以及如图16所示的翻边形式时，可选地，先放置隔离膜223，然后将隔离膜223的边缘进行翻折并使翻折部位与隔离膜223的膜本体平行，再将第一极片221放置于隔离膜223上。
该设计中，在隔离膜223边缘处进行翻边操作制备翻边结构，通过翻边结构与膜本体配合形成多层隔离膜结构，操作简单。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第五方面的第一种示例，提出第五方面的第二种示例，采用机械手或者采用风力进行翻边对折操作。
采用风力进行翻折时，提供风力的气流的温度不限，可以是冷风，也可以是热风。提供风力的气流的的风向不限，以隔离膜223水平放置为例，可选地，在气流的的风向在翻边操作中是变化的，开始翻边时，在隔离膜223待翻折边缘的下方施加风力，该风力方向例如与隔离膜223的膜本体表面垂直；随着翻折过程的进行，风力逐渐转动至与隔离膜223的膜本体表面大致平行，例如与该表面的夹角在-15°至+15°，-15°是指风从下斜向上吹，﹢15°是指风从上斜向下吹。若斜向上吹的风力与膜本体表面的角度过大，则不能很好地将隔离膜223的边缘吹动至与膜本体呈平行状态；若斜向上吹的风力与膜本体表面的角度过大，则不利于保证翻边结构的平整性。
该设计中，机械手进行翻边对折操作时，操作方式灵活且效率高；采用风力进行翻边对折操作时，可以实现无接触式操作，避免因接触式操作造成隔离膜223、极片等破损，且避免因接触式操作引入异物。
根据本申请的一些实施例，可选地，根据第五方面的第一至第二种示例中的任一种，提出第五方面的第三种示例，电极组件22为叠片结构，制备方法还包括将翻边对折区域通过热压方式进行粘接；或者电极组件22为卷绕结构，制备方法还包括将翻边对折区域通过粘接材料进行粘接。
热压粘接过程中，可选地，热压压力范围为0kpf～20000kpf，其中，最高压力可根据JR设计及设备能力进行调整；热压温度25℃～200℃，其中，最高温度可根据电极组件22化学体系进行调整，以三元材料为例，其超过200℃开始失稳；热压时间＞0s，其中，最高时间根据设备加热能力、JR传热速率、热压环境温控效果等进行调整，一般不超过300s。
对于粘接材料进行粘接的方式，可以在整个翻边结构的内侧分布粘接材料；也可以在翻边结构靠近隔离膜223的裁切边缘的一端内侧分布粘接材料，其分布范围宽度例如为5mm～10mm。粘接材料的种类不限，粘接材料可以在常温条件下具有粘接性，粘接材料也可以在加热等条件下具有粘接性。可选地，粘接材料为热熔胶，例如为碳酸乙烯酯(EC，Ethylene carbonate)，其是电解液中的常见成分，注液后即可溶于电解液，对电池100性能影响也可以降到。使用EC等热熔胶进行粘接时，由于其熔点在36.4℃左右，常温下呈现固态，可通过加热枪融化后喷洒，其也可以结合风力翻折方式，通过吹热风使得翻边过程中能够帮助翻边结构进行粘接固定。
对于叠片结构的热压粘接，可以在形成一个分离膜的翻边结构后就进行一次热压粘接处理，特别是对于翻边结构对极片的包覆宽度较小的情况。当翻边结构对极片的包覆宽度较大时，也可以在层叠完电极组件22的各层结构后，再一次性进行热压处理。
在其他实施例中，对于叠片结构，也可以将翻边对折区域通过粘接材料进行粘接；对于卷热结构，特别是翻边结构对极片的包覆宽度较大时，也可以通过热压方式进行粘接。
该设计中，对翻边结构进行粘接固定，方便进行电极组件22生产过程中后续的叠片、卷绕、覆合等操作，且保证翻边结构能较好地与膜本体配合发挥防刺穿的作用。叠片结构下，方便进行热压处理，热压粘接的方式与生产电极组件22的工艺匹配性好；卷绕结构下，可以在卷绕前或卷绕过程中施加粘接材料进行粘接，与生产电极组件22的工艺匹配性好。
根据本申请的一些实施例，参照图4至图6，电极组件22为卷绕结构，未设置有第一极耳2212的第一极片边缘2211a和第二极片222之间具有第一多层隔离膜结构2231。在第一隔离膜2233中，远离第一极耳2212的第一隔膜边缘2233a形成包覆第一极片边缘2211a的第一翻边结构2233b；在第二隔离膜2234中，远离第一极耳2212的第二隔膜边缘2234a形成包覆第一极片边缘2211a的第二翻边结构2234b，第一隔离膜2233的膜主体和第二翻边结构2234b形成第一多层隔离膜结构2231。沿第三方向C的投影，第一翻边结构2233b与第一极片主体2211的重叠区域和第二翻边结构2234b与第一极片主体2211的重叠区域部分重叠。
在制备上述电极组件22时，第一隔离膜2233和第二隔离膜2234各自进行翻边对折及固定的操作如下：先进行隔离膜223分切，使得其远离第一极耳2212的第一隔膜边缘2233a超出未设置有第一极耳2212的第一极片边缘2211a；在隔离膜223超出第一极片边缘2211a的区域涂覆一层热熔胶，然后采用风吹的方式进行翻边对折；翻边对折完成后提高风的温度使得热熔胶熔化完成粘接。
根据本申请的一些实施例，参照图7至图9，电极组件22为叠片结构，两个第二极片边缘2211b和第二极片222之间均具有第二多层隔离膜结构2232。在第二隔离膜2234中，两个第三隔膜边缘2233c形成包覆第二极片边缘2211b的第三翻边结构2233d；在第二隔离膜2234中，两个第四隔膜边缘2234c形成包覆第二极片边缘2211b的第四翻边结构2234d，第一隔离膜2233的膜主体和第四翻边结构2234d形成第二多层隔离膜结构2232。沿第三方向C的投影，第三翻边结构2233d与第四极片主体的重叠区域和第二翻边结构2234b与第一极片主体2211的重叠区域部分重叠。
在制备上述电极组件22时，第一隔离膜2233和第二隔离膜2234各自进行翻边对折及固定的操作如下：隔离膜卷展开平铺在工作台，将第一极片221放置隔离膜223上，进行隔离膜223分切，使得隔离膜223在两侧超出第二极片边缘2211b；采用机械手将隔离膜223超出第二极片边缘2211b的区域进行翻边对折；翻边对折完成后对翻边区域进行热压粘接，热压条件为温度95℃、压力7000N、时间70s。

Claims (21)

  1. 一种电极组件，其中，包括第一极片、隔离膜和第二极片；所述第一极片包括第一极片主体和第一极耳；
    所述第一极片主体包括沿第一方向相对设置的两个第一极片边缘，以及沿第二方向相对设置的两个第二极片边缘；所述第一方向垂直于所述第二方向；所述第一极耳位于一个所述第一极片边缘处；其中，
    所述隔离膜包括设置于两个所述第一极片边缘中的至少一个与所述第二极片之间的第一多层隔离膜结构；沿第三方向的投影，所述第一极片边缘与所述第一多层隔离膜结构重叠；
    和/或
    所述隔离膜包括设置于两个所述第二极片边缘与所述第二极片之间的两个第二多层隔离膜结构；沿第三方向的投影，每个所述第二极片边缘与一个所述第二多层隔离膜结构重叠；
    所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
  2. 根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述隔离膜包括设置于两个所述第一极片边缘中的至少一个与所述第二极片之间的所述第一多层隔离膜结构；
    所述隔离膜包括膜主体设置于所述第一极片和所述第二极片之间的第一隔离膜，以及膜主体设置于所述第一极片远离所述第一隔离膜一侧的第二隔离膜；
    所述第一隔离膜和所述第二隔离膜与所述第一极片平行设置；
    所述第一隔离膜包括沿所述第一方向相对设置的两个第一隔膜边缘；
    其中，在至少一个所述第一隔膜边缘处形成第一翻边结构，所述第一翻边结构包括至少两层所述第一隔离膜；沿所述第三方向的投影，所述第一极片边缘与所述第一翻边结构重叠；所述第一翻边结构包覆与其相邻的所述第一极片边缘；
    所述第二隔离膜包括沿所述第一方向相对设置的两个第二隔膜边缘；
    在靠近所述第一翻边结构处的一个所述第二隔膜边缘形成第二翻边结构，所述第二翻边结构包覆与其相邻的所述第一极片边缘；
    所述第一隔离膜的膜主体和所述第二翻边结构形成所述第一多层隔离膜结构。
  3. 根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述隔离膜包括设置于两个所述第一极片边缘中的至少一个与所述第二极片之间的所述第一多层隔离膜结构；
    所述隔离膜包括设置于所述第一极片和所述第二极片之间的第一隔离膜，以及膜主体设置于所述第一极片远离所述第一隔离膜一侧的第二隔离膜；
    所述第一隔离膜和所述第二隔离膜与所述第一极片平行设置；
    所述第二隔离膜包括沿所述第一方向相对设置的两个第二隔膜边缘；
    其中，在至少一个所述第二隔膜边缘处形成第二翻边结构，所述第二翻边结构包括至少两层所述第二隔离膜；沿所述第三方向的投影，所述第一极片边缘与所述第二翻边结构和所述第一隔离膜重叠；所述第二翻边结构包覆与其相邻的所述第一极片边缘；
    所述第二翻边结构和所述第一隔离膜的膜主体形成所述第一多层隔离膜结构。
  4. 根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述隔离膜包括设置于两个所述第一极片边缘中的至少一个与所述第二极片之间的所述第一多层隔离膜结构；
    所述隔离膜包括设置于所述第一极片和所述第二极片之间的第一隔离膜；
    所述第一隔离膜与所述第一极片平行设置；所述第一隔离膜包括沿所述第一方向相对设置的两个第一隔膜边缘；
    其中，在至少一个所述第一隔膜边缘处形成第一翻边结构，所述第一翻边结构包括至少两层所述第一隔离膜；沿所述第三方向的投影，所述第一极片边缘与所述第一翻边结构重叠；所述第一翻边结构和所述第一隔离膜的膜主体构成所述第一多层隔离膜结构。
  5. 根据权利要求2所述的电极组件，其中，沿所述第三方向的投影，所述第一翻边结构与所述第一极片主体的重叠区域和所述第二翻边结构与所述第一极片主体的重叠区域至少部分重叠。
  6. 根据权利要求1～5中任一项所述的电极组件，其中，沿所述第一方向，所述第一极片的尺寸为L1，所述第一多层隔离膜结构的尺寸为L2，L2/L1≤1/10。
  7. 根据权利要求1～6中任一项所述的电极组件，其中，所述电极组件为卷绕结构。
  8. 根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述隔离膜包括设置于两个所述第二极片边缘与所述第二极片之间的两个所述第二多层隔离膜结构；
    所述隔离膜包括膜主体设置于所述第一极片和所述第二极片之间的第一隔离膜，以及膜主体设置于所述第一极片远离所述第一隔离膜一侧的第二隔离膜；
    所述第一隔离膜和所述第二隔离膜与所述第一极片平行设置；
    所述第一隔离膜包括沿所述第二方向相对设置的两个第三隔膜边缘；
    其中，两个所述第三隔膜边缘处形成第三翻边结构，所述第三翻边结构包括至少两层所述第一隔离膜；沿所述第三方向的投影，所述第二极片边缘与所述第三翻边结构重叠；所述第三翻边结构包覆与其相邻的所述第二极片边缘；
    所述第二隔离膜包括沿所述第二方向相对设置的两个第四隔膜边缘；
    在靠近所述第三翻边结构处的一个所述第四隔膜边缘形成第四翻边结构，所述第四翻边结构包覆与其相邻的所述第二极片边缘；
    所述第一隔离膜的膜主体和所述第四翻边结构形成所述第二多层隔离膜结构。
  9. 根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述隔离膜包括设置于两个所述第二极片边缘与所述第二极片之间的两个所述第二多层隔离膜结构；
    所述隔离膜包括设置于所述第一极片和所述第二极片之间的第一隔离膜，以及膜主体设置于所述第一极片远离所述第一隔离膜一侧的第二隔离膜；
    所述第一隔离膜和所述第二隔离膜与所述第一极片平行设置；
    所述第二隔离膜包括沿所述第二方向相对设置的两个第四隔膜边缘；
    其中，两个所述第四隔膜边缘处形成第四翻边结构，所述第四翻边结构包括至少两层所述第二隔离膜；沿所述第三方向的投影，所述第二极片边缘与所述第四翻边结构和所述第一隔离膜重叠；所述第四翻边结构包覆与其相邻的所述第二极片边缘；
    所述第四翻边结构和所述第一隔离膜的膜主体形成所述第二多层隔离膜结构。
  10. 根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述隔离膜包括设置于两个所述第二极片边缘与所述第二极片之间的两个所述第二多层隔离膜结构；
    所述隔离膜包括设置于所述第一极片和所述第二极片之间的第一隔离膜；
    所述第一隔离膜与所述第一极片平行设置；所述隔离膜包括沿所述第二方向相对设置的两个第三隔膜边缘；
    其中，两个所述第三隔膜边缘处形成第三翻边结构，所述第三翻边结构包括至少两层所述第一隔离膜；沿所述第三方向的投影，所述第二极片边缘与所述第三翻边结构重叠；所述第三翻边结构和所述第一隔离膜的膜主体构成所述第二多层隔离膜结构。
  11. 根据权利要求8所述的电极组件，其中，沿所述第三方向的投影，所述第三翻边结构与所述第一极片主体的重叠区域和所述第四翻边结构与所述第一极片主体的重叠区域至少部分重叠。
  12. 根据权利要求1和8～11中任一项所述的电极组件，其中，沿所述第二方向，所述第一极片的尺寸为L3，所述第二多层隔离膜结构的尺寸为L4，L4/L3≤1/10。
  13. 根据权利要求1和8～12中任一项所述的电极组件，其中，所述电极组件为叠片结构。
  14. 根据权利要求3或9所述的电极组件，其中，沿所述第三方向，所述第一隔离膜的膜本体的尺寸小于所述第二隔离膜的膜本体的尺寸。
  15. 一种电池单体，其中，所述电池单体包括外壳以及如权利要求1～14中任一项所述的电极组件，所述电极组件容纳于所述外壳内。
  16. 一种电池，其中，所述电池包括箱体以及如权利要求15所述的电池单体，所述电池单体容纳于所述箱体内。
  17. 一种用电设备，其中，所述用电设备包括如权利要求16所述的电池。
  18. 一种电极组件的制备方法，其中，包括：准备第一极片、隔离膜和第二极片；
    所述第一极片包括第一极片主体和第一极耳；所述第一极片主体包括沿第一方向相对设置的两个第一极片边缘，以及沿第二方向相对设置的两个第二极片边缘；所述第一方向垂直于所述第二方向；所述第一极耳位于一个所述第一极片边缘处；
    其中，
    将所述隔离膜配置为包括设置于两个所述第一极片边缘中的至少一个与所述第二极片之间的第一多层隔离膜结构；沿第三方向的投影，所述第一极片边缘与所述第一多层隔离膜结构重叠；
    和/或
    将所述隔离膜配置为包括设置于两个所述第二极片边缘与所述第二极片之间的两个第二多层隔离膜结构；沿第三方向的投影，每个所述第二极片边缘与一个所述第二多层隔离膜结构重叠；
    所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。
  19. 根据权利要求18所述的制备方法，其中，所述将所述隔离膜配置为包括设置于两个所述第一极片边缘中的至少一个与所述第二极片之间的第一多层隔离膜结构的步骤包括：
    将所述隔离膜靠近所述第一极片边缘的至少一个边缘进行翻边对折；
    所述将所述隔离膜配置为包括设置于两个所述第二极片边缘与所述第二极片之间的两个第二多层隔离膜结构包括：
    将所述隔离膜靠近所述第二极片边缘的两个边缘进行翻边对折。
  20. 根据权利要求19所述的制备方法，其中，采用机械手或者采用风力进行所述翻边对折操作。
  21. 根据权利要求19或20所述的制备方法，其中，所述电极组件为叠片结构，所述制备方法还包括将所述翻边对折区域通过热压方式进行粘接；
    或者
    所述电极组件为卷绕结构，所述制备方法还包括将所述翻边对折区域通过粘接材料进行粘接。
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