CN117157784A - 电极组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

电极组件、电池单体、电池及用电设备 Download PDF

Info

Publication number
CN117157784A
CN117157784A CN202280029120.7A CN202280029120A CN117157784A CN 117157784 A CN117157784 A CN 117157784A CN 202280029120 A CN202280029120 A CN 202280029120A CN 117157784 A CN117157784 A CN 117157784A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pole piece
layer
active material
material layer
current collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202280029120.7A
Other languages
English (en)
Inventor
何昌盛
刘明健
李克强
刘萧松
谢斌
吴志阳
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Publication of CN117157784A publication Critical patent/CN117157784A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/20—Mountings; Secondary casings or frames; Racks, modules or packs; Suspension devices; Shock absorbers; Transport or carrying devices; Holders
    • H01M50/204—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells
    • H01M50/207—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape
    • H01M50/209—Racks, modules or packs for multiple batteries or multiple cells characterised by their shape adapted for prismatic or rectangular cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0404—Machines for assembling batteries
    • H01M10/0409—Machines for assembling batteries for cells with wound electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/665—Composites
    • H01M4/667—Composites in the form of layers, e.g. coatings
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/66—Selection of materials
    • H01M4/668—Composites of electroconductive material and synthetic resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/449—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/451—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material having a layered structure comprising layers of only organic material and layers containing inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44—Fibrous material
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本申请实施例提供了一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，属于电池技术领域。电极组件包括极性相反第一极片和第二极片，第二极片和两个第一极片层叠并卷绕形成电极组件，第二极片位于两个第一极片之间。其中，第一极片包括第一复合集流体和第一活性物质层，第一活性物质层设置于第一复合集流体背离第二极片的表面，第一复合集流体被配置为绝缘隔离第一活性物质层和第二极片，并允许第一活性物质层和第二极片之间传输的离子通过。这种结构的电极组件取消了第一极片与第二极片之间的隔离膜，避免了因隔离膜收缩变形而导致第一极片与第二极片接触短路的风险，能够有效简化电极组件的制造工艺，降低生产成本。

Description

电极组件、电池单体、电池及用电设备 技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电设备。
背景技术
随着新能源技术的发展，电池的应用越来越广泛，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等。
电池单体作为储能元件，一般通过电极组件和电解液发生化学反应，从而输出电能。在电池技术中，既需要考虑电池单体性能，也需要考虑电池单体的安全性。因此，如何提高电池单体的安全性是电池技术中一个亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，能够有效提高电池单体的安全性。
第一方面，本申请实施例提供一种电极组件，包括极性相反第一极片和第二极片，所述第二极片和两个所述第一极片层叠并卷绕形成所述电极组件，所述第二极片位于两个所述第一极片之间；其中，所述第一极片包括第一复合集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一复合集流体背离所述第二极片的表面，所述第一复合集流体被配置为绝缘隔离所述第一活性物质层和所述第二极片，并允许所述第一活性物质层和所述第二极片之间传输的离子通过。
上述技术方案中，第二极片位于两个第一极片之间，第一极片采用第一复合集流体和第一活性物质层结构，第一活性物质层设置于第一复合集流体背离第二极片的表面，第一复合集流体起到绝缘隔离第一活性物质层和第二极片的作用，第一复合集流体同时还具有集流以及供第一活性物质层和第二极片之间传输的离子通过的功能，保证离子在第一极片与第二极片之间正常传输。这种结构的电极组件取消了第一极片与第二极片之间的隔离膜，避免了因隔离膜收缩变形而导致第一极片与第二极片接触短路的风险，能够有效简化电极组件的制造工艺，降低生产成本。
在一些实施例中，所述第一复合集流体包括层叠设置的第一绝缘层和第一导电层；所述第一绝缘层位于所述第一导电层与所述第二极片之间，所述第一绝缘层被配置为绝缘隔离所述第一导电层和所述第二极片；所述第一活性物质层设置于所述第一导电层背离所述第一绝缘层的表面。
上述技术方案中，第一绝缘层和第一导电层层叠设置，第一导电层能够对第一绝缘层起到加强作用，使得第一绝缘层不易收缩变形。第一绝缘层起到绝缘隔离第一导电层和第二极片的作用，第一导电层具有集流功能。也就是说，由第一绝缘层和第一导电层复合形成的第一复合集流体具备隔离膜和集流体的功能。
在一些实施例中，所述第一绝缘层的透气度为50-3000s/100cc。这样，能够保证第一活性物质层和所述第二极片之间传输的离子顺利通过第一绝缘层，并且保证第一绝缘层对大颗粒物质起到阻隔作用。
在一些实施例中，所述第一导电层的孔隙率为10％-95％。该范围内的孔隙率满足离子导通率要求，使得离子具有较高的通过率。
在一些实施例中，所述第一导电层的厚度为200-3000nm。在此厚度范围内，第一导电层具有较佳的导电性，且具有很好的强度。
在一些实施例中，所述第一导电层包括依次层叠设置的第一过渡层、第一增厚层和第一功能层，所述第一过渡层位于所述第一绝缘层与第一增厚层之间，所述第一活性物质层设置于所述第一功能层背离所述第一增厚层的表面。
上述技术方案中，第一过渡层位于第一绝缘层与第一增厚层之间，第一过渡层起到连接第 一绝缘层与第一增厚层的作用，以实现第一导电层与第一绝缘层的复合。第一导电层中的第一增厚层的设置，增大了第一导电层的厚度，提高了第一导电层的强度。
在一些实施例中，所述第二极片包括集流体和第二活性物质层，所述第二活性物质层设置于所述集流体相对的两个表面；其中，所述第一复合集流体位于所述第一活性物质层和所述第二活性物质层之间，所述第一复合集流体被配置为绝缘隔离所述第一活性物质层和所述第二活性物质层，并允许所述第一活性物质层和所述第二活性物质层之间传输的离子通过。
上述技术方案中，第二极片中的集流体均设有第二活性物质层，使得两个第一极片中的两层第一活性物质层能够分别与第二极片的两层第二活性物质层之间进行离子传输，能够有效提升能量密度。
在一些实施例中，所述第二极片中的所述集流体为允许所述离子通过的第二复合集流体。
上述技术方案中，第二极片中的集流体为第二复合集流体，提高离子导通性能，提高电解液对第二极片的浸润效果。
在一些实施例中，所述第二复合集流体包括层叠设置的第二绝缘层和所述第二导电层；所述第二导电层设置于所述第二绝缘层相对的两个表面，所述第二活性物质层设置于所述第二导电层背离所述第二绝缘层的表面。
上述技术方案中，第二绝缘层相对的两个表面均设置有第二导电层，第二导电层能够对第二绝缘层起到加强作用，使得第二绝缘层不易收缩变形。由第二绝缘层和两层第二导电层复合形成的第二复合集流体具备隔离膜和集流体的功能。
在一些实施例中，所述第二绝缘层的透气度为50-3000s/100cc。这样，能够保证离子顺利通过第二绝缘层，提高电解液对第二极片的浸润效果。
在一些实施例中，所述第二导电层的孔隙率为10％-95％。这样，能够保证电解液快速通过第二导电层，提高电解液对第二极片的浸润效果。
在一些实施例中，所述第二导电层的厚度为200-3000nm。在此厚度范围内，第二导电层具有较佳的导电性，且具有很好的强度。
在一些实施例中，所述第二导电层包括依次层叠设置的第二过渡层、第二增厚层和第二功能层，所述第二过渡层位于所述第二绝缘层与第二增厚层之间，所述第二活性物质层设置于所述第二功能层背离所述第二增厚层的表面。
上述技术方案中，第二过渡层位于第二绝缘层与第二增厚层之间，第二过渡层起到连接第二绝缘层与第二增厚层的作用，以实现第二导电层与第二绝缘层的复合。第二导电层中的第二增厚层的设置，增大了第二导电层的厚度，提高了第二导电层的强度。
在一些实施例中，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片；所述第二活性物质层的宽度大于所述第一活性物质层的宽度。
上述技术方案中，负极片的第二活性物质层的宽度大于正极片的第一活性物质层的宽度，降低析锂现象的发生。
第二方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括：上述第一方面任意一个实施例提供的电极组件；以及外壳，用于容纳所述电极组件。
第三方面，本申请实施例提供一种电池，包括：上述第二方面任意一个实施例提供的电池单体；以及箱体，用于容纳所述电池单体。
第四方面，本申请实施例提供一种用电设备，包括上述第三方面任意一个实施例提供的电池。
第五方面，本申请实施例提供一种电极组件的制造方法，所述制造方法包括：提供第一极片和第二极片；将所述第二极片和两个所述第一极片层叠后卷绕形成所述电极组件；其中，所述第一极片与所述第二极片的极性相反，所述第二极片位于两个所述第一极片之间，所述第一极片包括 第一复合集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一复合集流体背离所述第二极片的表面，所述第一复合集流体被配置为绝缘隔离所述第一活性物质层和所述第二极片，并允许所述第一活性物质层和所述第二极片之间传输的离子通过。
第六方面，本申请实施例还提供一种电极组件的制造设备，所述制造设备包括：提供装置，用于提供第一极片和第二极片；组装装置，用于将所述第二极片和两个所述第一极片层叠后卷绕形成所述电极组件；其中，所述第一极片与所述第二极片的极性相反，所述第二极片位于两个所述第一极片之间，所述第一极片包括第一复合集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一复合集流体背离所述第二极片的表面，所述第一复合集流体被配置为绝缘隔离所述第一活性物质层和所述第二极片，并允许所述第一活性物质层和所述第二极片之间传输的离子通过。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
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为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图；
图4为本申请一些实施例提供的电极组件的结构示意图；
图5为图4所示电极组件的展开图；
图6为图5所示的第一极片的局部放大图；
图7为图5所示电极组件的A处的局部放大图；
图8为图5所示的第二极片的局部放大图；
图9为图5所示电极组件的B向视图；
图10为本申请一些实施例提供的电极组件的制造方法的流程图；
图11为图本申请一些实施例提供的电极组件的制造设备的示意性框图。
图标：1-壳体；2-电极组件；21-极耳；22-第一极片；221-第一复合集流体；2211-第一绝缘层；2212-第一导电层；2212a-第一过渡层；2212b-第一增厚层；2212c-第一功能层；222-第一活性物质层；23-第二极片；231-第二复合集流体；2311-第二绝缘层；2312-第二导电层；2312a-第二过渡层；2312b-第二增厚层；2312c-第二功能层；232-第二活性物质层；3-端盖；4-电极端子；5-集流构件；6-泄压机构；10-电池单体；20-箱体；201-第一部分；202-第二部分；100-电池；200-控制器；300-马达；1000-车辆；2000-制造设备；2100-提供装置；2200-组装装置。
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；本申请中在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。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。
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。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
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。
本申请的实施例所提到的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。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件包括正极片和负极片。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，正极耳的数量为多个且层叠在一起，负极耳的数量为多个且层叠在一起。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池单体的安全性。
对于卷绕式电极组件而言，其包括第一极片、隔离膜和第二极片，第一极片和第二极片极性相反，第一极片、隔离膜和第二极片层叠后卷绕形成卷绕式电极组件。发明人注意到，由于隔离膜自身较薄，隔离膜受温度影响容易收缩变形，使得隔离膜在第一极片和第二极片之间的隔离作用失效，导致第一极片和第二极片直接接触而短路，甚至出现电池单体起火、爆炸等安全事故。
鉴于此，本申请实施例提供一种电极组件，通过在两个第一极片之间设置第二极片，第一极片包括第一复合集流体和第一活性物质层，第一活性物质层设置于第一复合集流体背离第二极片的表面，第一复合集流体被配置为绝缘隔离第一活性物质层和第二极片，并允许第一活性物质层和第二极片之间传输的离子通过。
在这样的电极组件中，通过第一极片的第一复合集流体来实现第一活性物质层与第二极片的绝缘隔离，取消了第一极片与第二极片之间的隔离膜，避免了因隔离膜收缩变形而导致第一极片与第二极片接触短路的风险，能够有效简化电极组件的制造工艺，降低生产成本。
本申请实施例描述的电极组件适用于电池单体、电池以及使用电池的用电设备。
用电设备可以是车辆、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设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明，以用电设备为车辆为例进行说明。
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包括电池单体10和箱体20，箱体20用于容纳电池单体10。
其中，箱体20是容纳电池单体10的部件，箱体20为电池单体10提供容纳空间，箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体20可以包括第一部分201和第二部分202，第一部分201与第二部分202相互盖合，以限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第一部分201和第二部分202可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分201可以是一侧开放的空心结构，第二部分202也可以是一侧开放的空心结构，第二部分202的开放侧盖合于第一部分201的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体20。也可以是第一部分201为一侧开放的空心结构，第二部分202为板状结构，第二部分202盖合于第一部分201的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体20。第一部分201与第二部分202可以通过密封元件来实现密封，密封元件可以是密封圈、密封胶等。
在电池100中，电池单体10可以是一个、也可以是多个。若电池单体10为多个，多个电池单体10之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体20内。也可以是所有电池单体10之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体10构成的整体容纳于箱体20内。
在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件，多个电池单体10之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体10的串联或并联或混联。汇流部件可以是金属导体，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的爆炸图，电池单体10包括壳体1、电极组件2和端盖3。
壳体1是用于容纳电极组件2的部件，壳体1可以是一端形成开口的空心结构，壳体1可以是相对的两端形成开口的空心结构。壳体1可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体1的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。
电极组件2是电池单体10中与电解液发生电化学反应的部件。电极组件2具有极耳21，极耳21分为正极耳和负极耳，正极耳可以是正极片上未涂覆正极活性物质层的部分，负极耳可以是负极片上未涂覆负极活性物质层的部分。
端盖3是盖合于壳体1的开口以将电池单体10的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖3的形状可以与壳体1的形状相适配，比如，壳体1为长方体结构，端盖3为与壳体1相适配的矩形板状结构，再如，壳体1为圆柱体结构，端盖3为与壳体1相适配的圆形板状结构。端盖3的材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。
在电池单体10中，端盖3可以是一个，也可以是两个。若壳体1为一端形成开口的空心 结构，端盖3可以对应设置一个；若壳体1为两端形成开口的空心结构，端盖3可以对应设置为两个，两个端盖3分别盖合于壳体1的两端的开口。
端盖3上可以设置电极端子4，电极端子4用于与电极组件2的极耳21电连接，以输出电池单体10的电能。电极端子4与电极组件2的极耳21可以直接连接，也可以间接连接。
如图3所示，以电池单体10中设有一个端盖3为例，端盖3上均设有两个电极端子4，两个电极端子4分别为正电极端子和负电极端子，正电极端子通过一个集流构件5与正极耳电连接，负电极端子通过另一个集流构件5与负极耳电连接。
端盖3上还可以设置泄压机构6，泄压机构6用于在电池单体10内部的压力或温度达到阈值时致动，以泄放电池单体10内部的压力。
“致动”是指泄压机构6产生动作或被激活至一定的状态，从而使得电池单体10的内部压力及温度得以被泄放。泄压机构6产生的动作可以包括但不限于：泄压机构6中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开，等等。泄压机构6在致动时，电池单体10的内部的高温高压物质作为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体10发生泄压及泄温，从而避免潜在的更严重的事故发生。
泄压机构6可以是防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。
以下对本申请实施例提供的电极组件2的具体结构进行详细阐述。
请参照图4和图5，图4为本申请一些实施例提供的电极组件2的结构示意图，图5为图4所示电极组件2的展开图，本申请实施例提供一种电极组件2，其包括极性相反第一极片22和第二极片23，第二极片23和两个第一极片22层叠并卷绕形成电极组件2，第二极片23位于两个第一极片22之间。
其中，第一极片22包括第一复合集流体221和第一活性物质层222，第一活性物质层222设置于第一复合集流体221背离第二极片23的表面，第一复合集流体221被配置为绝缘隔离第一活性物质层222和第二极片23，并允许第一活性物质层222和第二极片23之间传输的离子通过。
第一极片22和第二极片23为极性相反的两个极片。若第一极片22为正极片，则第二极片23为负极片；若第一极片22为负极片，则第二极片23为正极片。两个第一极片22之间的第二极片23可以是一个，也可以是层叠在一起的多个。示例性的，在图5中，两个第一极片22之间的第二极片23为一个，按照第一极片22-第二极片23-第一极片22的顺序层叠后卷绕则可以形成如图4所示的电极组件2。
第一极片22为单面极片，即第一极片22的第一复合集流体221只有一面设置有第一活性物质层222。第一复合集流体221具有绝缘、集流和供离子通过的能力。第一复合集流体221可以采用多层结构来分别实现绝缘、集流功能。第一活性物质层222可以是正极活性物质层，也可以是负极活性物质层。若第一极片22为正极片，第一活性物质层222则为正极活性物质层，若第一极片22为负极片，第一活性物质层222则为负极活性物质层。
以第一活性物质层222为正极活性物质层为例，第一活性物质层222的活性物质可以是钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。以第一活性物质层222为三元锂为例。在制备第一极片22时，可以将正极活性材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(NCM333)、导电炭黑、粘结剂聚偏二氟乙烯(PVDF)按93:2:5的重量比在适量的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中充分搅拌混合，使其形成均匀的正极浆料。将正极浆料涂覆于第一复合集流体221的单面上，经烘干等工序后，则可得到第一极片22。
在第一活性物质层222和第二极片23之间传输的离子可以是锂离子、钠离子等。比如，电池单体10为锂离子电池，在第一活性物质层222和第二极片23之间传输的离子则为锂离子。再如，电池单体10为钠离子电池，在第一活性物质层222和第二极片23之间传输的离子则为钠离子。
在本申请实施例中，第二极片23位于两个第一极片22之间，第一极片22采用第一复合集流体221和第一活性物质层222结构，第一活性物质层222设置于第一复合集流体221背离第二 极片23的表面，第一复合集流体221起到绝缘隔离第一活性物质层222和第二极片23的作用，第一复合集流体221同时还具有集流以及供第一活性物质层222和第二极片23之间传输的离子通过的功能，保证离子在第一极片22与第二极片23之间正常传输。这种结构的电极组件2取消了第一极片22与第二极片23之间的隔离膜，避免了因隔离膜收缩变形而导致第一极片22与第二极片23接触短路的风险，提高安全性，同时能够有效简化电极组件2的制造工艺，降低生产成本。
此外，由于第一复合集流体221具有供离子通过的能力，缩短了离子在第一极片22与第二极片23之间的传输路径，能够有效提高充放电速率。
在一些实施例中，请继续参照图5，第一复合集流体221包括层叠设置的第一绝缘层2211和第一导电层2212。第一绝缘层2211位于第一导电层2212与第二极片23之间，第一绝缘层2211被配置为绝缘隔离第一导电层2212和第二极片23。第一活性物质层222设置于第一导电层2212背离第一绝缘层2211的表面。
第一绝缘层2211和第一导电层2212复合在一起，第一绝缘层2211和第一导电层2212均具有供离子通过的能力。
第一绝缘层2211为绝缘材质，其可以是多微孔膜，以供离子通过，第一绝缘层2211上的孔可以是纤维状孔隙。第一绝缘层2211的材质可以是高分子材料及高分子基复合材料中的一种或多种。高分子材料可以是聚酰胺、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚乙烯醇、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚苯乙烯磺酸钠、聚乙炔、硅橡胶、聚甲醛、聚苯醚、聚苯硫醚、聚乙二醇、聚氮化硫类、聚苯、聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩、聚吡啶、纤维素、淀粉、蛋白质、环氧树脂、酚醛树脂、它们的衍生物、它们的交联物及它们的共聚物中的一种或多种。高分子基复合材料包括高分子材料和添加剂，添加剂可以是金属材料及无机非金属材料中的一种或多种。
第一导电层2212具有导电能力，其可以是多孔结构，以供离子通过。第一导电层2212可以是单层的金属导体，比如，第一导电层2212为单层铜片、单层铝片等。第一导电层2212也可以是多层复合结构，其中至少一层为金属导体。
在本实施例中，第一绝缘层2211和第一导电层2212层叠设置，第一导电层2212能够对第一绝缘层2211起到加强作用，使得第一绝缘层2211不易收缩变形。第一绝缘层2211起到绝缘隔离第一导电层2212和第二极片23的作用，第一导电层2212具有集流功能。也就是说，由第一绝缘层2211和第一导电层2212复合形成的第一复合集流体221具备隔离膜和集流体的功能。
在一些实施例中，第一绝缘层2211的透气度为50-3000s/100cc。
第一绝缘层2211的透气度过高，电解液中的离子无法通过第一绝缘层2211，无法实现离子高导通性能。第一绝缘层2211的透气度过低，大颗粒物质也能够通过第一绝缘层2211，使得第一绝缘层2211失去隔离性能。
而本实施例中，将第一绝缘层2211的透气度设置在50-3000s/100cc范围内，能够保证第一活性物质层222和第二极片23之间传输的离子顺利通过第一绝缘层2211，并且保证第一绝缘层2211对大颗粒物质起到阻隔作用。
在一些实施例中，第一导电层2212的孔隙率为10％-95％。
第一导电层2212的孔隙率是指第一导电层2212上的孔隙的总体积与第一导电层2212的总体积的百分比。
在本实施例中，将第一导电层2212的孔隙率设置在10％-95％范围内，满足离子导通率要求，使得离子具有较高的通过率。
在一些实施例中，第一导电层2212的厚度为200-3000nm。
若第一导电层2212是单层的金属导体，金属导体的厚度则为200-3000nm。若第一导电层2212也为多层复合结构，多层复合结构的总厚度则为200-3000nm。
可选地，第一导电层2212的厚度为500-1500nm。
在本实施例中，将第一导电层2212的厚度设置在200-3000nm范围内，使得第一导电层2212具有较佳的导电性，且具有很好的强度。
在一些实施例中，请参照图6，图6为图5所示的第一极片22的局部放大图，第一导电层2212包括依次层叠设置的第一过渡层2212a、第一增厚层2212b和第一功能层2212c，第一过渡层2212a位于第一绝缘层2211与第一增厚层2212b之间，第一活性物质层222设置于第一功能层2212c背离第一增厚层2212b的表面。
第一过渡层2212a、第一增厚层2212b和第一功能层2212c均可以是多孔结构，以供离子通过。第一功能层2212c为具有集流功能的导电层。其可以是金属片，比如，铜片、铝片等。第一增厚层2212b起到增加第一导电层2212厚度的作用，第一过渡层2212a起到连接第一绝缘层2211和第一增厚层2212b的作用。第一过渡层2212a和第一增厚层2212b可以是导电层，也可以是非导电层。在成型时，可以先在第一功能层2212c的表面涂覆第一增厚层2212b，然后再在第一层厚层的表面涂覆第一过渡层2212a。
示例性的，第一功能层2212c的厚度大于第一增厚层2212b的厚度，第一增厚层2212b的厚度大于第一过渡层2212a的厚度。
在本实施例中，第一过渡层2212a位于第一绝缘层2211与第一增厚层2212b之间，第一过渡层2212a起到连接第一绝缘层2211与第一增厚层2212b的作用，以实现第一导电层2212与第一绝缘层2211的复合。第一导电层2212中的第一增厚层2212b的设置，增大了第一导电层2212的厚度，提高了第一导电层2212的强度。
在一些实施例中，请参照图7，图7为图5所示电极组件2的A处的局部放大图，第二极片23包括集流体和第二活性物质层232，第二活性物质层232设置于集流体相对的两个表面。其中，第一复合集流体221位于第一活性物质层222和第二活性物质层232之间，第一复合集流体221被配置为绝缘隔离第一活性物质层222和第二活性物质层232，并允许第一活性物质层222和第二活性物质层232之间传输的离子通过。
第二极片23为双面极片，即第二极片23的集流体相对的两个表面均设置有第二活性物质层232。第二活性物质层232可以是正极活性物质层，也可以是负极活性物质层。若第二极片23为正极片，第二活性物质层232则为正极活性物质层，若第二极片23为负极片，第二活性物质层232则为负极活性物质层。
以第二活性物质层232为负极活性物质层为例，第二活性物质层232的活性物质可以是碳或硅等。以第二活性物质层232为碳为例，在制备第二极片23时，可以将负极活性材料石墨、导电炭黑、增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC-Na)、粘结剂丁苯橡胶乳液(SBR)按96.5:1.0:1.0:1.5重量比在适量的去离子水中充分搅拌混合，使其形成均匀的负极浆料。将负极浆料涂覆于第二极片23的集流体的正反面上，经烘干等工序后，得到第二极片23。
第二极片23中的集流体可以普通集流体，比如，不具备孔隙的金属片。第二极片23中的集流体也可以是多孔单层集流体，比如，具有多孔结构的单层金属片。第二极片23中的集流体也可以是复合集流体。若第二极片23中的集流体为多孔单层集流体或复合集流体，第二极片23具有供离子通过的能力，提高电解液的浸入效果。
在本实施例中，第二极片23中的集流体均设有第二活性物质层232，使得两个第一极片22中的两层第一活性物质层222能够分别与第二极片23的两层第二活性物质层232之间进行离子传输，能够有效提升能量密度，同时能够缩短第一活性物质层222和第二活性物质层232之间的传输路径，提高充放电速率。
在其他实施例中，第二极片23中，也可以只在集流体的一个表面设置第二活性物质层232，在这种情况下，集流体可以选用多孔单层集流体或复合集流体，使得第二活性物质层232与两个第一极片22的第一活性物质层222均能够进行离子传输。
在一些实施例中，请继续参照图7，第二极片23中的集流体为允许离子通过的第二复合 集流体231。
第二复合集流体231具有绝缘、集流和供离子通过的能力。第二复合集流体231可以采用多层结构来分别实现绝缘、集流功能。
在本实施例中，第二极片23中的集流体为第二复合集流体231，提高离子导通性能，提高电解液对第二极片23的浸润效果。
在一些实施例中，请继续参照图7，第二复合集流体231包括层叠设置的第二绝缘层2311和第二导电层2312。第二导电层2312设置于第二绝缘层2311相对的两个表面，第二活性物质层232设置于第二导电层2312背离第二绝缘层2311的表面。
第二绝缘层2311与第二导电层2312复合在一起，第二绝缘层2311和第二导电层2312均均有供离子通过的能力。
第二绝缘层2311为绝缘材质，其可以是多微孔膜，以供离子通过，第二绝缘层2311上的孔可以是纤维状孔隙。第二绝缘层2311的材质也可以是高分子材料及高分子基复合材料中的一种或多种。
第二导电层2312具有导电能力，其可以是多孔结构，以供离子通过。第二导电层2312可以是单层的金属导体，比如，第二导电层2312为单层铜片、单层铝片等。第二导电层2312也可以是多层复合结构，其中至少一层为金属导体。
在本实施例中，第二绝缘层2311相对的两个表面均设置有第二导电层2312，第二导电层2312能够对第二绝缘层2311起到加强作用，使得第二绝缘层2311不易收缩变形。由第二绝缘层2311和两层第二导电层2312复合形成的第二复合集流体231具备隔离膜和集流体的功能。
在一些实施例中，第二绝缘层2311的透气度为50-3000s/100cc。这样，能够保证电解液快速通过第二导电层2312，提高电解液对第二极片23的浸润效果。
在一些实施例中，第二导电层2312的孔隙率为10％-95％。
第二导电层2312的孔隙率是指第二导电层2312上的孔隙的总体积与第二导电层2312的总体积的百分比。
在本实施例中，将第二导电层2312的孔隙率设置在10％-95％范围内，满足离子导通率要求，使得离子具有较高的通过率，能够保证电解液快速通过第二导电层2312，提高电解液对第二极片23的浸润效果。
在一些实施例中，第二导电层2312的厚度为200-3000nm。
若第二导电层2312是单层的金属导体，金属导体的厚度则为200-3000nm。若第二导电层2312也为多层复合结构，多层复合结构的总厚度则为200-3000nm。
可选地，第二导电层2312的厚度为500-1500nm。
在本实施例中，将第二导电层2312的厚度设置在200-3000nm范围内，使得第一导电层2212具有较佳的导电性，且具有很好的强度。
在一些实施例中，请参照图8，图8为图5所示的第二极片23的局部放大图，第二导电层2312包括依次层叠设置的第二过渡层2312a、第二增厚层2312b和第二功能层2312c，第二过渡层2312a位于第二绝缘层2311与第二增厚层2312b之间，第二活性物质层232设置于第二功能层2312c背离第二增厚层2312b的表面。
第二过渡层2312a、第二增厚层2312b和第二功能层2312c均可以是多孔结构，以供离子通过。第二功能层2312c为具有集流功能的导电层。其可以是金属片，比如，铜片、铝片等。第二增厚层2312b起到增加第二导电层2312厚度的作用，第二过渡层2312a起到连接第二绝缘层2311和第二增厚层2312b的作用。第二过渡层2312a和第二增厚层2312b可以是导电层，也可以是非导电层。在成型时，可以先在第二功能层2312c的表面涂覆第二增厚层2312b，然后再在第二层厚层的表面涂覆第二过渡层2312a。
示例性的，第二功能层2312c的厚度大于第二增厚层2312b的厚度，第二增厚层2312b的厚度大于第二过渡层2312a的厚度。
在本实施例中，第二过渡层2312a位于第二绝缘层2311与第二增厚层2312b之间，第二过渡层2312a起到连接第二绝缘层2311与第二增厚层2312b的作用，以实现第二导电层2312与第二绝缘层2311的复合。第二导电层2312中的第二增厚层2312b的设置，增大了第二导电层2312的厚度，提高了第二导电层2312的强度。
在一些实施例中，请参照图9，图9为图5所示电极组件2的B向视图，第一极片22为正极片，第二极片23为负极片。第二活性物质层232的宽度大于第一活性物质层222的宽度。
第一活性物质层222的宽度为第一活性物质层222在第一极片22的宽度方向上的尺寸，第二活性物质层232的宽度为第二活性物质层232在第二极片23的宽度方向上的尺寸。其中，第一极片22的宽度方向与第二极片23的宽度方向一致。
示例性的，在第一极片22的宽度方向上，第二活性物质层232的两端均超出第一活性物质层222。
在本实施例中，负极片的第二活性物质层232的宽度大于正极片的第一活性物质层222的宽度，增大了第二活性物质层232供离子嵌入大空间，降低析锂现象的发生。
本申请实施例提供一种电池单体10，包括外壳和上述任意一个实施例提供的电极组件2，外壳用于容纳电极组件2。
本申请实施例提供一种电池100，包括箱体20和上述任意一个实施例提供的电池单体10，箱体20用于容纳电池单体10。
本申请实施例提供一种用电设备，包括上述任意一个实施例提供的电池100。
用电设备可以是上述任一应用电池100的设备。
此外，请参照图4和图5，本申请实施例提供一种卷绕式电极组件2，包括第一极片22和第二极片23，一个第二极片23和两个第一极片22层叠并卷绕形成电极组件2，第二极片23位于两个第一极片22之间。第一极片22包括第一复合集流体221和第一活性物质层222，第一活性物质层222设置于第一复合集流体221背离第二极片23的表面。第二极片23包括第二复合集流体231和第二活性物质层232，第二活性物质层232设置于第二复合集流体231相对的两个表面，第一复合集流体221位于第一活性物质层222和第二活性物质层232之间。这种结构的电极组件2取消了第一极片22与第二极片23之间的隔离膜，避免了因隔离膜收缩变形而导致第一极片22与第二极片23接触短路的风险，能够有效简化电极组件2的制造工艺，降低生产成本。
请参照图10，图10为本申请一些实施例提供的电极组件2的制造方法的流程图，本申请实施例提供一种电极组件2的制造方法，制造方法包括：
S100：提供第一极片22和第二极片23；
S200：将第二极片23和两个第一极片22层叠后卷绕形成电极组件2。
其中，第一极片22与第二极片23的极性相反，第二极片23位于两个第一极片22之间，第一极片22包括第一复合集流体221和第一活性物质层222，第一活性物质层222设置于第一复合集流体221背离第二极片23的表面，第一复合集流体221被配置为绝缘隔离第一活性物质层222和第二极片23，并允许第一活性物质层222和第二极片23之间传输的离子通过。
需要说明的是，通过上述实施例提供的制造方法制造的电极组件2的相关结构，可参见前述各实施例提供的电极组件2，在此不再赘述。
此外，请参照图11，图11为图本申请一些实施例提供的电极组件2的制造设备2000的示意性框图，本申请实施例还提供一种电极组件2的制造设备2000，包括制造设备2000包括提供装置2100和组装装置2200。提供装置2100用于提供第一极片22和第二极片23。组装装置2200用于将第二极片23和两个第一极片22层叠后卷绕形成电极组件2。
其中，第一极片22与第二极片23的极性相反，第二极片23位于两个第一极片22之间，第一极片22包括第一复合集流体221和第一活性物质层222，第一活性物质层222设置于第一复合集流体221背离第二极片23的表面，第一复合集流体221被配置为绝缘隔离第一活性物质层222和第二极片23，并允许第一活性物质层222和第二极片23之间传输的离子通过。
需要说明的是，通过上述实施例提供的制造设备2000制造的电极组件2的相关结构，可参见前述各实施例提供的电极组件2，在此不再赘述。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (19)

  1. 一种电极组件，包括极性相反第一极片和第二极片，所述第二极片和两个所述第一极片层叠并卷绕形成所述电极组件，所述第二极片位于两个所述第一极片之间；
    其中，所述第一极片包括第一复合集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一复合集流体背离所述第二极片的表面，所述第一复合集流体被配置为绝缘隔离所述第一活性物质层和所述第二极片，并允许所述第一活性物质层和所述第二极片之间传输的离子通过。
  2. 根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第一复合集流体包括层叠设置的第一绝缘层和第一导电层；
    所述第一绝缘层位于所述第一导电层与所述第二极片之间，所述第一绝缘层被配置为绝缘隔离所述第一导电层和所述第二极片；
    所述第一活性物质层设置于所述第一导电层背离所述第一绝缘层的表面。
  3. 根据权利要求2所述的电极组件，其中，所述第一绝缘层的透气度为50-3000s/100cc。
  4. 根据权利要求2或3所述的电极组件，其中，所述第一导电层的孔隙率为10％-95％。
  5. 根据权利要求2-4任一项所述的电极组件，其中，所述第一导电层的厚度为200-3000nm。
  6. 根据权利要求2-5任一项所述的电极组件，其中，所述第一导电层包括依次层叠设置的第一过渡层、第一增厚层和第一功能层，所述第一过渡层位于所述第一绝缘层与第一增厚层之间，所述第一活性物质层设置于所述第一功能层背离所述第一增厚层的表面。
  7. 根据权利要求1-6任一项所述的电极组件，其中，所述第二极片包括集流体和第二活性物质层，所述第二活性物质层设置于所述集流体相对的两个表面；
    其中，所述第一复合集流体位于所述第一活性物质层和所述第二活性物质层之间，所述第一复合集流体被配置为绝缘隔离所述第一活性物质层和所述第二活性物质层，并允许所述第一活性物质层和所述第二活性物质层之间传输的离子通过。
  8. 根据权利要求7所述的电极组件，其中，所述第二极片中的所述集流体为允许所述离子通过的第二复合集流体。
  9. 根据权利要求8所述的电极组件，其中，所述第二复合集流体包括层叠设置的第二绝缘层和所述第二导电层；
    所述第二导电层设置于所述第二绝缘层相对的两个表面，所述第二活性物质层设置于所述第二导电层背离所述第二绝缘层的表面。
  10. 根据权利要求9所述的电极组件，其中，所述第二绝缘层的透气度为50-3000s/100cc。
  11. 根据权利要求9或10所述的电极组件，其中，所述第二导电层的孔隙率为10％-95％。
  12. 根据权利要求9-11任一项所述的电极组件，其中，所述第二导电层的厚度为200-3000nm。
  13. 根据权利要求9-12任一项所述的电极组件，其中，所述第二导电层包括依次层叠设置的第二过渡层、第二增厚层和第二功能层，所述第二过渡层位于所述第二绝缘层与第二增厚层之间，所述第二活性物质层设置于所述第二功能层背离所述第二增厚层的表面。
  14. 根据权利要求7-13任一项所述的电极组件，其中，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片；
    所述第二活性物质层的宽度大于所述第一活性物质层的宽度。
  15. 一种电池单体，包括：
    如权利要求1-14任一项所述的电极组件；以及
    外壳，用于容纳所述电极组件。
  16. 一种电池，包括：
    如权利要求15所述的电池单体；以及
    箱体，用于容纳所述电池单体。
  17. 一种用电设备，包括如权利要求16所述的电池。
  18. 一种电极组件的制造方法，所述制造方法包括：
    提供第一极片和第二极片；
    将所述第二极片和两个所述第一极片层叠后卷绕形成所述电极组件；
    其中，所述第一极片与所述第二极片的极性相反，所述第二极片位于两个所述第一极片之间，所述第一极片包括第一复合集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一复合集流体背离所述第二极片的表面，所述第一复合集流体被配置为绝缘隔离所述第一活性物质层和所述第二极片，并允许所述第一活性物质层和所述第二极片之间传输的离子通过。
  19. 一种电极组件的制造设备，所述制造设备包括：
    提供装置，用于提供第一极片和第二极片；
    组装装置，用于将所述第二极片和两个所述第一极片层叠后卷绕形成所述电极组件；
    其中，所述第一极片与所述第二极片的极性相反，所述第二极片位于两个所述第一极片之间，所述第一极片包括第一复合集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层设置于所述第一复合集流体背离所述第二极片的表面，所述第一复合集流体被配置为绝缘隔离所述第一活性物质层和所述第二极片，并允许所述第一活性物质层和所述第二极片之间传输的离子通过。
CN202280029120.7A 2022-01-04 2022-01-04 电极组件、电池单体、电池及用电设备 Pending CN117157784A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2022/070163 WO2023130227A1 (zh) 2022-01-04 2022-01-04 电极组件、电池单体、电池及用电设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117157784A true CN117157784A (zh) 2023-12-01

Family

ID=87072750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202280029120.7A Pending CN117157784A (zh) 2022-01-04 2022-01-04 电极组件、电池单体、电池及用电设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11978910B2 (zh)
EP (1) EP4276956A1 (zh)
CN (1) CN117157784A (zh)
WO (1) WO2023130227A1 (zh)

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IN2014CN02969A (zh) * 2011-09-23 2015-07-03 Bic Soc
EP3198670B1 (en) * 2014-09-23 2020-10-28 Applied Materials, Inc. Electrochemical cell with protected negative electrode
JP6771292B2 (ja) * 2016-03-14 2020-10-21 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. フレキシブル二次電池用集電体、フレキシブル二次電池用電極、フレキシブル二次電池用電極積層組立体、フレキシブル二次電池およびフレキシブル二次電池用電極の製造方法
CN109873163B (zh) * 2017-12-05 2021-07-06 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种集流体，其极片和电池及应用
GB201801328D0 (en) * 2018-01-26 2018-03-14 Ucl Business Plc Flow batteries
CN212907804U (zh) * 2020-09-11 2021-04-06 宁德新能源科技有限公司 复合集流体、极片、电极组件及电池
CN112909265A (zh) * 2021-03-26 2021-06-04 厦门海辰新能源科技有限公司 极片及圆柱电池卷芯结构

Also Published As

Publication number Publication date
EP4276956A1 (en) 2023-11-15
US11978910B2 (en) 2024-05-07
WO2023130227A1 (zh) 2023-07-13
US20240021839A1 (en) 2024-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114696016B (zh) 端盖组件、电池、用电设备、电池单体及其制造方法
CN213692108U (zh) 电极组件、电池单体、电池以及用电装置
CN115425372B (zh) 电极极片、电极组件、电池单体、电池和用电设备
CN115413379B (zh) 电极组件、电池单体、电池及电极组件的制造方法和设备
CN217788451U (zh) 极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备
CN115699445B (zh) 电池单体、电池、用电设备及电池单体的制造方法和设备
CN214588915U (zh) 电极组件、电池单体、电池以及用电装置
CN114069167B (zh) 二次电池、电池模块、电池包和用电装置
CN116470241A (zh) 电极组件、电池单体、电池及用电设备
CN116114115A (zh) 电极组件、电池单体、电池以及用电装置
CN117157784A (zh) 电极组件、电池单体、电池及用电设备
CN116868402A (zh) 一种极片、电极组件、电池单体、电池以及用电设备
CN221447209U (zh) 电极组件、电池单体、电池及用电装置
CN221041220U (zh) 电池单体、电池及用电设备
CN221596715U (zh) 电池单体、电池以及用电装置
CN220456470U (zh) 电池单体、电池及用电设备
CN220774656U (zh) 连接构件、电池单体、电池、用电装置和连接件
CN221486589U (zh) 电极组件、电池单体、电池及用电装置
CN220774523U (zh) 电池单体、电池及用电设备
CN220692059U (zh) 极片、电极组件、电池单体、电池及用电装置
CN220963648U (zh) 电池单体、电池及用电设备
CN221447400U (zh) 电池单体、电池及用电设备
CN220155706U (zh) 连接构件、电池单体、电池和用电装置
CN219040513U (zh) 极片、电极组件、电池单体、电池及用电装置
CN221447301U (zh) 电池单体、电池及用电设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination