CN117637990B - 极片、电极组件及电池 - Google Patents
极片、电极组件及电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117637990B CN117637990B CN202410111544.9A CN202410111544A CN117637990B CN 117637990 B CN117637990 B CN 117637990B CN 202410111544 A CN202410111544 A CN 202410111544A CN 117637990 B CN117637990 B CN 117637990B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- pole piece
- equal
- protrusion
- less
- main body
- 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.)
- Active
Links
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 6
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 21
- 239000012528 membrane Substances 0.000 abstract description 8
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 39
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 35
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 35
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 33
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 32
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 30
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 27
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 description 24
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 description 24
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 14
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 13
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 12
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 10
- -1 polysiloxane Polymers 0.000 description 10
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 9
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 9
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 7
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 7
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 6
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 6
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 6
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 6
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 6
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 5
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)-N-[3-oxo-3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)propyl]pyrimidine-5-carboxamide Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)C(=O)NCCC(N1CC2=C(CC1)NN=N2)=O VZSRBBMJRBPUNF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011056 performance test Methods 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 4
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 4
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 3
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920006184 cellulose methylcellulose Polymers 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 2
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 2
- OQMIRQSWHKCKNJ-UHFFFAOYSA-N 1,1-difluoroethene;1,1,2,3,3,3-hexafluoroprop-1-ene Chemical group FC(F)=C.FC(F)=C(F)C(F)(F)F OQMIRQSWHKCKNJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 1-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]-2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)ethanone Chemical compound C1C(CC2=CC=CC=C12)NC1=NC=C(C=N1)N1CCN(CC1)C(CN1CC2=C(CC1)NN=N2)=O HMUNWXXNJPVALC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethanone Chemical compound C1CN(CC2=NNN=C21)CC(=O)N3CCN(CC3)C4=CN=C(N=C4)NCC5=CC(=CC=C5)OC(F)(F)F LDXJRKWFNNFDSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 2-(2-sulfanylethyl)isoindole-1,3-dione Chemical compound C1=CC=C2C(=O)N(CCS)C(=O)C2=C1 UHOPWFKONJYLCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 3-(2,4,6,7-tetrahydrotriazolo[4,5-c]pyridin-5-yl)-1-[4-[2-[[3-(trifluoromethoxy)phenyl]methylamino]pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]propan-1-one Chemical compound N1N=NC=2CN(CCC=21)CCC(=O)N1CCN(CC1)C=1C=NC(=NC=1)NCC1=CC(=CC=C1)OC(F)(F)F YLZOPXRUQYQQID-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012715 LiCo1-y Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910032387 LiCoO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014382 LiMn2-yMyO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014556 LiMn2−yMyO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014383 LiNi1-yMyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014952 LiNi1−yMyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003005 LiNiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013172 LiNixCoy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002097 Lithium manganese(III,IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 1
- 239000004699 Ultra-high molecular weight polyethylene Substances 0.000 description 1
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N [Co].[Ni].[Li] Chemical compound [Co].[Ni].[Li] PFYQFCKUASLJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFCVPDYCRZVZDF-UHFFFAOYSA-N [Li+].[Co+2].[Ni+2].[O-][Mn]([O-])(=O)=O Chemical compound [Li+].[Co+2].[Ni+2].[O-][Mn]([O-])(=O)=O HFCVPDYCRZVZDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N [O].[Si] Chemical compound [O].[Si] OBNDGIHQAIXEAO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001154 acute effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 1
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 1
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000007872 degassing Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- BDKWOJYFHXPPPT-UHFFFAOYSA-N lithium dioxido(dioxo)manganese nickel(2+) Chemical compound [Mn](=O)(=O)([O-])[O-].[Ni+2].[Li+] BDKWOJYFHXPPPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- DVATZODUVBMYHN-UHFFFAOYSA-K lithium;iron(2+);manganese(2+);phosphate Chemical compound [Li+].[Mn+2].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O DVATZODUVBMYHN-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000002070 nanowire Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920002098 polyfluorene Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 229920001289 polyvinyl ether Polymers 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000009528 severe injury Effects 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
- 229920000785 ultra high molecular weight polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
本申请公开了一种极片、电极组件及电池。极片包括主体部和多个凸部，各凸部由部分极片向主体部的其中一侧弯曲形成；凸部具有相接于主体部其中一个表面的内表面及相接于主体部另一个表面的外表面；凸部的外表面的面积为S1，凸部的外表面在极片厚度方向的投影面积为S2，S1和S2满足：1.01≤S1/S2≤1.7。便于改善极片的损伤情况，且极片不会被过多拉伸和延展，设置的凸部具有良好的结构稳定性用于支撑隔离膜，使主体部与隔离膜之间间隙合适，有助于改善电池的性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种极片、电极组件及电池。
背景技术
循环寿命是锂离子电池的一项关键性能，循环寿命的提升是一个长期持续的研发方向，除了对电池材料端的优化和创新来提升之外，通过结构设计和改进，对其循环寿命也有有效助力，这就对电芯的极片的卷绕方式也有更多的设计要求。
发明内容
发明人发现，极片的层间会存在挤压，当极片的层间结构的支撑稳定性较差时，层间挤压导致层间电解液不足，浸润不良，容易出现界面恶化的情况，甚至出现浸润不良、循环失效等异常情况。
本申请实施例提供一种极片、电极组件及电池，能够解决极片层间支撑稳定性较差的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种极片，极片包括主体部和多个凸部，各所述凸部由部分所述极片向所述主体部的其中一侧弯曲形成；所述凸部具有相接于所述主体部其中一个表面的内表面及相接于所述主体部另一个表面的外表面。
所述凸部的所述外表面的面积为S1，所述凸部的所述外表面在所述极片厚度方向的投影面积为S2，S1和S2满足：1.01≤S1/S2≤1.7，优选的，1.05≤S1/ S2≤1.5。再进一步优选的，1.05≤S1/ S2≤1.3。
所述凸部具有预设球径SD，所述预设球径SD包括所述内表面的内球径SD1、所述外表面的外球径SD2，所述内球径SD1为所述内表面所处的第一外接球的第一直径，所述外球径SD2为所述外表面所处的第二外接球的第二直径；其中，SD2>SD1，且1.5mm≤SD1≤30mm；和/或，1.5mm≤SD2≤30mm。
在一些示例性的实施例中，所述凸部的外表面具有第一边缘线，所述第一边缘线形成于所述外表面与所述主体部的连接处，所述第一边缘线的周长为Csd，Csd满足：1.0mm≤Csd≤7.8mm，优选的，4.5mm≤Csd≤7.8mm。
在一些示例性的实施例中，所述凸部还具有与所述外表面的所述第一边缘线连接的第一过渡弧面，所述第一过渡弧面具有与所述主体部连接的第二边缘线；所述凸部的所述外表面通过所述第一过渡弧面与所述主体部的表面连接，且所述第一过渡弧面呈凹弧面。
在一些示例性的实施例中，所述第一过渡弧面的圆心角为γ，γ满足：0°＜γ≤90°；和/或，所述第一过渡弧面的半径为r，r满足：0.1mm≤r≤5mm。
在一些示例性的实施例中，5.0mm≤SD1≤10mm。
在一些示例性的实施例中，所述第一外接球与所述第二外接球共球心设置；所述凸部的所述内表面的形状与所述外表面的形状相似。
在一些示例性的实施例中，所述凸部的外表面具有第一边缘线，所述凸部的外表面具有第二外接球，所述第二外接球于所述第一边缘线处具有第一切线，所述主体部连接于所述凸部的表面的延长面与对应的所述凸部的所述第一切线之间的夹角为所述第一夹角α1，α1满足：15°≤α1≤75°。
在一些示例性的实施例中，所述极片单位长度的抗压强度为N，N满足0.05N/mm≤N≤1N/mm。
在一些示例性的实施例中，所述凸部具有支撑力P，P满足如下条件式（1），
P=2N×sinα1×Csd（1）
其中，N为极片单位长度的抗压强度；
Csd为所述凸部的外表面的第一边缘线的周长；
α1为第一夹角；
P满足0.026 N≤P≤9.66 N。
在一些示例性的实施例中，所述凸部的所述外表面包括主表面、连接于所述主表面的顶面，所述顶面为处于所述第二外接球的圆弧面，所述主表面远离所述顶面的边缘线形成第一边缘线；所述主表面的曲率等于所述顶面的曲率；或，所述主表面的曲率小于所述顶面的曲率，所述第一边缘线形成多边形，且呈多边形的所述第一边缘线的顶点均处于所述第二外接球；或，所述主表面的曲率小于所述顶面的曲率，所述第一边缘线形成圆形，且呈圆形的所述第一边缘线位于所述第二外接球。
在一些示例性的实施例中，所述凸部的外表面具有第二外接球，各所述凸部具有过所述凸部的外表面的第二外接球的球心且沿所述极片厚度方向延伸的中心轴线，相邻两个所述凸部的中心轴线之间的垂直间距为第一间距L1，L1满足：2.0mm≤L1≤8.0mm。
在一些示例性的实施例中，单位面积内，在所述极片厚度方向，全部所述凸部的所述外表面的投影面积与所述极片的投影面积之比为T，T满足：20%≤T≤40%。
在一些示例性的实施例中，多个所述凸部沿所述极片的第一方向并排且间隔设置以形成一组凸部单元，在所述极片的第二方向，相邻两个所述凸部单元间隔设置，所述第一方向、所述第二方向以及所述极片的厚度方向两两垂直。
在一些示例性的实施例中，相邻两个所述凸部单元的所述凸部在所述第二方向共线设置；或，其中一个所述凸部单元相对于另一个所述凸部单元在所述第一方向平移预设距离A，A满足：0.3L2≤A≤L2；其中，所述凸部的外表面具有第二外接球，各所述凸部具有过所述凸部的外表面的第二外接球的球心且沿所述极片厚度方向延伸的中心轴线，相邻两个所述凸部的中心轴线在所述第一方向的垂直间距为第二间距L2。优选地，0.6L2≤A≤0.9L2。
在一些示例性的实施例中，在所述极片厚度方向，全部所述凸部均朝向所述主体部同侧弯曲；或，在所述极片厚度方向，其中部分所述凸部朝向所述主体部其中一侧弯曲，另一部分所述凸部朝向所述主体部另一侧弯曲。
第二方面，本申请实施例提供一种电极组件，包括如上述所述的极片。
在一些示例性的实施例中，所述电极组件上的所述凸部均朝向电极组件的内部凸起。通过使凸部均朝向电极组件的内部凸起，可以起到稳定的支撑作用，从而有效的实现良好的结构稳定性。此外，也可以提升后续组装电池的循环性能和体积能量密度。
第三方面，本申请实施例提供一种电池，包括外壳以及如上述所述的电极组件，所述电极组件设于所述外壳的内部空间。
基于本申请实施例的极片、电极组件及电池，通过设置凸部的外表面的面积S1与凸部的外表面在极片厚度方向的投影面积S2满足：1.01≤S1/S2≤1.7，采用上述规格的凸部，便于调节凸部在满足所需支撑高度的情况下，使凸部在极片厚度方向的覆盖面积合适，凸部不容易在挤压力和延展力的作用下发生坍塌形变，凸部具有良好的结构稳定性用于支撑隔离膜，使主体部与隔离膜之间间隙合适，有助于改善采用本申请的极片的电池的性能，并且，便于设置凸部的内表面与外表面分别与主体部的表面的夹角合适，防止凸部的内表面和外表面分别与主体部的表面的连接处过于陡峭导致凸部易折。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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为本申请一种实施例的包含极片的电极组件的局部剖视示意图；
图2为本申请一种实施例的极片的展开结构示意图；
图3为本申请一种实施例的极片设有凸部的局部剖视示意图；
图4为本申请一种实施例的极片的第一过渡弧面连接于外表面的剖视示意图；
图5为本申请另一种实施例的极片设有凸部的局部剖视示意图；
图6为本申请一种实施例的相邻两组凸部单元错位设置的结构示意图；
图7为本申请一种实施例的包含极片的电极组件相邻多个凸部朝向异侧凸起的局部剖视示意图。
附图标记：
100、电极组件；101、平直部分；102、拐角部分；
200、极片；2011、中心区域；2012、边缘区域；201、第一边缘、202、第二边缘、203、第三边缘；204、第四边缘；211、第一边界；212、第二边界；213、第三边界；214、第四边界；m、第一切线；H、中心轴线；Q、支撑顶点；
300、隔离膜；410、正极极片；420、负极极片；
210、主体部；220、凸部；221、内表面；222、外表面；2221、顶面；2222、主表面；2201、第一边缘线；2202、第一过渡弧面；2203、第二边缘线；2204、第二过渡弧面。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
发明人发现，在电池充放电过程中，极片膨胀，电极组件的层间挤压会进一步加剧，导致电极组件层间的电解液不足，浸润不良，容易出现界面恶化的情况，甚至出现循环失效。
发明人还发现，在加工电极组件的过程中，将正极极片、隔离膜和负极极片依次层叠卷绕多圈形成具有多圈卷绕单元的电极主体，在极片设置凸部，以及在极片设置保护胶等支撑结构，对相邻两圈卷绕单元进行支撑，通过增加相邻两圈卷绕单元之间的间距，可改善电极组件层间挤压导致电池性能变差的问题。其中，由于凸部同样也受到层间挤压力，若凸部的结构设计不合理，凸部容易受挤压力发生形变，除了影响电极组件层间稳定性，严重的还可能导致电池性能恶化。
基于此，本申请实施例提供一种极片、电极组件及电池，对凸部的结构进行设计，提高设于极片的凸部的结构稳定性，使凸部发挥有效的支撑稳定性，进而有效改善电解液浸润和极片界面问题。
如图1所示，为本申请一种实施例的包含所述极片的电极组件100的局部剖视结构示意图，电极组件100包括多个极片200和隔离膜300，多个极片200和隔离膜300交替层叠并卷绕设置。如图2所示，为其中一个极片200处于展开状态的主视结构示意图，极片200具有两两垂直的长度方向X、宽度方向Y和厚度方向Z，且多个极片200的长度方向X、宽度方向Y和厚度方向Z一致，隔离膜300在极片200的厚度方向Z设于极性相反的两个极片200之间，极性相反的两个极片200中的一个为正极极片410、另一个为负极极片420，隔离膜300具有绝缘性用于将正极极片410和负极极片420间隔开来，以防正极极片410和负极极片420短接。本申请实施例中，隔离膜300与两个极片200沿极片200的长度方向X卷绕多圈形成电极主体，电极主体呈扁平状，每圈极片200包括两段平直部分101和两段拐角部分102，两段平直部分101连接于两段拐角部分102之间。
极片200包括主体部210和多个凸部220，各凸部220由部分极片200向主体部210的其中一侧弯曲形成，具体地，在极片200处于展平状态时，主体部210呈平板状，凸部220沿极片200厚度方向Z向主体部210其中一侧凸起，如此，当极片200卷绕后，凸部220能够与隔离膜300相接触提供支撑，在电极组件100发生膨胀时，凸部220依然能够支撑隔离膜300，凸部220与隔离膜300的接触面积小，使极片200与隔离膜300之间具有空间以供容纳电解液，防止由于膨胀挤压导致极片200与隔离膜300之间电解液不足、浸润不良等异常情况发生。
可设置各圈极片200的平直部分101具有多个凸部220，也可设置各圈极片200的拐角部分102具有多个凸部220。其中，由于相邻两圈极片200的拐角部分102容易出现相互挤压，每圈极片200的平直部分101与拐角部分102也存在挤压，使得拐角部分102为电极主体出现挤压的高发区，因此，当在极片200设置凸部220时，本申请实施例优先选择在拐角部分102设置凸部220。
本申请实施例的极片200包括集流体和设于集流体表面的活性材料层，凸部220可由集流体的其中部分和活性材料层的其中部分共同形成。例如，本申请实施例的凸部220可采用轧制的方法加工出，具体地，轧制设备于极片200其中一侧作用于极片200的其中部分区域，并使该区域的集流体和活性材料层朝向同侧共同变形弯曲，即形成凸部220。
凸部220与极片200的边缘间隔设置，防止凸部220距离极片200边缘距离过近导致极片200边缘受轧制应力弯曲不平，具体地，极片200包括在极片200长度方向X相对设置的第一边缘201和第二边缘202、在极片200宽度方向Y相对设置的第三边缘203和第四边缘204，极片还具有中心区域2011，凸部220形成于极片200的中心区域2011，中心区域2011具有在极片200长度方向X相对设置的第一边界211和第二边界212、在极片200宽度方向Y相对设置的第三边界213和第四边界214，第一边界211与第一边缘201之间、第二边界212和第二边缘202之间分别形成有一个边缘区域2012，第三边界213与第三边缘203之间、第四边界214与第四边缘204之间分别形成有一个端部避空区，可选地，极片200的长度方向X，第三边界213与第三边缘203之间的端部避空区的宽度与第四边界214与第四边缘204之间的端部避空区的宽度可相等也可不等。
其中，极片200的活性材料层设于集流体表面，且在极片200厚度方向Z，活性材料层覆盖该集流体的整个表面；在其他一些实施例中，集流体包括涂覆部和空箔部，空箔部在极片200宽度方向Y连接于涂覆部外侧，活性材料层覆盖整个涂覆部的表面且避让空箔部的表面，该设计可以更好的达到减小析锂，降低冷压对电芯变形的影响，提高电池的安全性能。如上所述的第一边缘201、第二边缘202、第三边缘203和第四边缘204即为活性材料层背离集流体的表面的边缘。
凸部220具有相接于主体部210其中一个表面的内表面221及相接于主体部210另一个表面的外表面222，凸部220的形状主要由内表面221和外表面222限定出。内表面221为凹面，外表面222为凸面，例如，极片200包括在极片200厚度方向Z相对设置的第一表面和第二表面，第一表面的部分区域向另一个表面所在的一侧凹陷以形成凸部220的内表面221，第二表面的部分区域向背离第一表面所在的一侧凸起以形成凸部220的外表面222。
凸部220的外表面222的面积为S1，S1采用公式S1=2л*SD2*m1计算获得。凸部220的外表面222在极片200厚度方向Z具有投影面积S2。其中，S1和S2满足：1.01≤S1/S2≤1.7，便于调控凸部220占用的空间体积合适，有助于在电极组件100应用于电池中时提高电池的能量密度。进一步的，优选1.01≤S1/S2≤1.5，当S1和S2的范围满足该关系，可以进一步提升电池在常温和高温下的循环性能，尤其对大能量密度条件下的充放电性能也会有改善，此外，也会使得凸部的形状尺寸满足在合适的范围内，从而降低极片的损伤程度。再进一步的，满足1.01≤S1/S2≤1.3，则电池的循环性能会进一步提升，并且极片自身的损伤程度也会进一步降低。
凸部220具有预设球径SD，SD满足：1.5mm≤SD≤30mm。具体地，如图3所示，预设球径SD包括内表面221的内球径SD1、外表面222的外球径SD2，内球径SD1为内表面221所处的第一外接球U1的第一直径，外球径SD2为外表面222所处的第二外接球U2的第二直径；其中，SD2>SD1，且1.5mm≤SD1≤30mm和/或，1.5mm≤SD2≤30mm。
可以理解的是，在电极组件100卷绕成型后，凸部220容易受到层间挤压力，以及在电极组件100发生膨胀时，凸部220也会受到膨胀挤压力，另外，在极片200卷绕过程中，极片200弯折，凸部220也会受到极片200弯折产生的延展力，这些挤压力和延展力都可能导致凸部220发生变形。凸部220的结构稳定性越好，则凸部220受到挤压力和延展力时越不易发生变形。其中，凸部220的结构稳定性与凸部220的结构设计有非常大的关联，例如，凸部220的内表面221和外表面222的形状、凸部220在极片200厚度方向Z的支撑高度、凸部220在极片200厚度方向Z覆盖的面积、凸部220与主体部210连接处的夹角等相关参数，都将影响着凸部220的结构稳定性。同时，凸部220的高度影响着主体部210与隔离膜300之间的间隙，直接影响着电解液的浸润效果。本申请实施例对上述结构条件综合进行考虑后，设置凸部220的内表面221的内球径SD1满足1.5mm≤SD1≤30mm，以及设置凸部220的外表面222的外球径SD2满足1.5mm≤SD2≤30mm，采用上述球径范围的凸部220，便于调节凸部220在满足所需支撑高度的情况下，使凸部220在极片200厚度方向Z的覆盖面积合适，凸部220不容易在挤压力和延展力的作用下发生坍塌形变，凸部220具有良好的结构稳定性用于支撑隔离膜300，使主体部210与隔离膜300之间存在间隙，并且，便于设置凸部220的内表面221与外表面222分别与主体部210的表面的夹角合适，防止凸部220的内表面221和外表面222分别与主体部210的表面的连接处过于陡峭导致凸部220易折。
当SD1和SD2大于30mm时，为满足所需的支撑高度，凸部220在极片200厚度方向Z覆盖的面积过大，凸部220在收到挤压力或延展力时容易坍塌。当SD1和SD2小于5mm时，为满足所需的支撑高度，容易出现凸部220的内表面221和外表面222分别与主体部210的表面的连接处过于陡峭导致凸部220易折，并且，当SD1和SD2过小时，凸部220也难以满足支撑高度需求。优选地，5.0mm≤SD1≤10mm。
此外，本申请实施例设置SD1满足1.5mm≤SD1≤30mm、SD2满足1.5mm≤SD2≤30mm，在确定凸部220在极片200厚度方向Z的支撑高度后，选择与SD2对应作业面的工具，调整该工具的位置，该工具的作业面作用于极片200的表面，可直接在极片200加工出具有良好结构强度的凸部220，加工方法简单。
结合图2和图3所示，凸部220的外表面222具有第一边缘线2201，第一边缘线2201形成于外表面222与主体部210的连接处，凸部220的外表面222自第一边缘线2201处向远离主体部210的方向凸出以形成凸面。第一边缘线2201的周长为Csd，Csd满足：1.0mm≤Csd≤7.8mm，通过设置一边缘线的周长Csd在上述范围，一方面便于使凸部220在极片200厚度方向Z覆盖的面积合适，另一方面，Csd与SD1配合，便于设置凸部220在极片200厚度方向Z的支撑高度在合适的范围内，防止凸部220的支撑高度过小导致支撑不足，或者，防止凸部220的支撑高度过大导致隔离膜300与主体部210之间的间隙过大，进而防止凸部220支撑高度不当降低电池的能量密度。进一步的，满足4.5mm≤Csd≤7.8mm，可以提升电池在高温和常温下的大倍率循环性能，并改善电芯中电解液的浸润效果，在一定程度内提升保液量，并且减小极片的损伤程度。
如图4所示，凸部220还具有与外表面222的第一边缘线2201连接的第一过渡弧面2202，第一过渡弧面2202具有与主体部210连接的第二边缘线2203，凸部220的外表面222通过第一过渡弧面2202与主体部210的表面连接，第一过渡弧面2202呈凹弧面，通过第一过渡弧面2202为凸部220的外表面222与主体部210的表面进行过渡，提高凸部220的外表面222与主体的表面连接处对抗外部力量的应力，使该处不易折断。对应的，凸部220还具有与内表面221连接的第二过渡弧面2204，第二过渡弧面2204连接于凸部220的内表面221与主体部210的表面之间，第二过渡弧面2204呈凸弧面，使凸部220的内表面221与主体部210的表面也呈弧形过渡连接。当然，在其他一些实施例中，凸部220也可不具有第一过渡弧面2202和第二过渡弧面2204，由外表面222的第一边缘线2201直接与主体部210的表面连接，以及由内表面221直接与主体部210的表面连接。当本申请实施例的凸部220采用轧制的工艺加工出时，凸部220具有第一过渡弧面2202和第二过渡弧面2204。第一过渡弧面2202和第二过渡弧面2204可分别为圆弧面。进一步地，呈圆弧面的第一过渡弧面2202和第二过渡弧面2204同圆心设置。
如图3所示，凸部220的外表面222具有支撑顶点Q，凸部220的外表面222在极片200厚度方向Z距离第一边缘线2201距离最远的点即为外表面222的支撑顶点Q。结合图3和图4，本申请实施例所述的凸部220在极片200厚度方向Z的支撑高度为：支撑顶点Q在极片200厚度方向Z与第二边缘线2203的距离，也即，凸部220在极片200厚度方向Z的支撑高度为凸部220在极片200厚度方向Z的高度m1与第一过渡弧面2202在极片200厚度方向Z的高度之和，其中，凸部220在极片200厚度方向Z的高度m1为支撑顶点Q在极片200厚度方向Z与第一边缘线2201的距离。由此可知，凸部220在极片200厚度方向Z的支撑高度还与第一过渡弧面2202在极片200厚度方向Z的高度m2有关。本申请实施例中，可通过设置第一过渡弧面2202的圆心角γ和第一过渡弧面2202的半径r，以调控第一过渡弧面2202在极片200厚度方向Z的高度m2在合适的范围内。
可选地，第一过渡弧面2202的圆心角为γ，γ满足：0°＜γ≤90°，例如，γ可以为5°、10°、15°、30°、45°或60°等，当γ大于90°，则第一过渡弧面2202的弯曲程度过大，使得凸部220的外表面222于第一边缘线2201处的切线与主体部210的表面的夹角呈锐角，导致凸部220与主体部210的连接处易被挤压断裂。对应的第二过渡弧面2204可与第一过渡弧面2202同圆心设置，且两者的圆心角相等。
可选地，第一过渡弧面2202的半径为r，r满足：0.1mm≤r≤5mm，例如，r可以为0.1mm、0.2mm、0.5mm、1.0mm、1.5mm、3.0mm等。当r小于下限0.1mm，则第一过渡弧面2202的过渡应力较差未能发挥其效果，当r大于上限5mm，则第一过渡弧面2202占用空间过大，反而容易导致凸部220支撑不稳。
第一外接球U1与第二外接球U2共球心设置，凸部220的内表面221的形状与外表面222的形状相似，便于设置凸部220在第一外接球U1的径向的厚度趋近于相等，凸部220具有良好的结构稳定性。当然，在其他实施例中，也可设置凸部220邻近主体部210的部分在第一外接球U1的径向的厚度较大，凸部220远离主体部210的部分在第一外接球U1的径向的厚度较小，使得凸部220与主体部210具有良好的连接强度。
结合图3和图4所示，第二外接球U2于第一边缘线2201处具有第一切线m，主体部210连接于凸部220的表面的延长面与对应的凸部220的第一切线m之间的夹角为第一夹角α1，α1满足：15°≤α1≤75°，例如，α1可以为15°、20°、30°、45°或60°等。设置α1在上述范围，使凸部220的外表面222相对于主体部210的表面的倾斜程度合适，进而使凸部220与主体部210的连接处不易发生形变。当α1低于下限15°，则凸部220的凸起程度过小，难以满足支撑需求，当α1高于上限75°，则凸部220的外表面222与主体部210的连接处过于陡峭，凸部220受到挤压力时，凸部220的外表面222与主体部210的连接处容易出现断裂。
对应地，第一外接球U1于凸部220的内表面221与第二过渡弧面2204的连接处具有第二切线，第二切线与对应的主体部210的表面的延长面的夹角为第二夹角α2，α2≥α1，例如，当凸部220在第一外接球U1的径向的厚度趋近于相等时，α2=α1；当在第一外接球U1的径向，凸部220邻近主体部210的部分的厚度大于凸部220远离主体部210的部分的厚度时，α2＞α1。
可选地，极片200单位长度的抗压强度为N，N满足0.05N/mm≤N≤1N/mm，极片200单位长度的抗压强度N采用如下方法测得：在极片上制作标准的凸部220，凸部220形貌为Csd=2mm，α1=30°，裁取包含n个该凸部220的单位长度的极片，也即单位面积内包含n个凸部220的极片，使用压力机对矩形极片进行压平，记录压平过程中的最大反弹力F；极片200单位长度的抗压强度N=F/n/sin(30°)/2。可通过选择极片200的材料使极片200单位长度的抗压强度N满足上述范围，从而使得凸部220具有良好的支撑强度和抗拉伸强度。
可选地，凸部220具有支撑力P，P满足如下条件式（1），
P=2N×sinα1×Csd（1）
其中，N为极片200单位长度的抗压强度；
Csd为凸部220的外表面222的第一边缘线2201的周长；
α1为第一夹角；
P满足0.026 N≤P≤9.66 N。
本申请实施例的凸部220的支撑力P在0.026~9.66的范围，凸部220具有良好的支撑强度和抗拉伸强度，能够有效改善电解液的浸润效果，进而在电极组件100应用于电池中时改善电池的性能。另外，可根据支撑力P的范围对极片200的材料和凸部220的各项参数进行选择，以便灵活调整凸部220的各项参数，从而能够便于应对不同的加工条件加工出具有良好结构稳定性的极片200。
本申请实施例中，凸部220的外表面222的至少部分为处于第二外接球U2的圆弧面，具体地，凸部220的外表面222包括主表面2222、连接于主表面2222的顶面2221，顶面2221为处于第二外接球U2的圆弧面，顶面2221具有支撑顶点Q，顶面2221为凸部220用于与隔离膜300相接触的表面，以防止凸部220的顶面2221顶伤隔离膜300。主表面2222远离顶面2221的边缘形成第一边缘线2201。
本申请实施例中，凸部220的形状可设置为多种。
可选地，主表面2222的曲率等于顶面2221的曲率，也即，如图3所示，凸部220的外表面222整体呈处于第二外接球U2的凸圆弧面，此时，于第一边缘线2201处，凸部220的外表面222和第一过渡弧面2202的曲率正负相反，即在邻近第一边缘线2201处，第一过渡弧面2202呈凹弧面，外表面222呈凸弧面。
可选地，如图5所示，主表面2222的曲率小于顶面2221的曲率，例如，主表面2222可呈曲率小于顶面2221的曲率的弧面，或者，主表面2222也可自第一边缘线2201沿与第一切线m呈夹角的方向延伸至连接于顶面2221。此时，第一边缘线2201可形成多边形，且多边形的顶点均处于第二外接球U2，或者，第一边缘线2201可形成圆形，且形成圆形的第一边缘线2201处于第二外接球U2。
本申请实施例中，还对相邻两个凸部220之间的间距进行设计，以降低相邻两个凸部220之间的干扰。可选地，请再参阅图3，各凸部220具有过外表面222的第二外接球的球心且沿极片200厚度方向Z延伸的中心轴线H，相邻两个凸部220的中心轴线H之间的垂直间距为第一间距L1，L1满足：2.0mm≤L1≤8.0mm，当L1小于下限2.0mm，则在轧制过程中，相邻两个凸部220间距过小，极片200容易由于轧制过程中产生的应力导致极片200的平整度较低，当L1大于上限8.0mm，则相邻两个凸部220的间距过大，容易导致凸部220分布过于分散支撑面积不足，难以改善电解液的浸润效果。
需要说明的是，相邻两个凸部220之间的第一间距L1为：在极片200处于展开状态时，相邻两个凸部220的中心轴线H在平行于极片200板面方向的最小距离；或者，当极片200处于卷绕状态时，极片200的平直部分101的相邻两个凸部220之间的第一间距L1为：相邻两个凸部220的中心轴线H在平行于平直部分101表面的方向上的最小间距，极片200的拐角部分102的相邻两个凸部220之间的第一间距L1为：相邻两个凸部220的中心轴线H在拐角部分102卷绕方向上的最小间距。请再参阅图2，第一间距L1至少包括在极片200长度方向X的横向间距l1和极片200宽度方向Y的纵向间距l2，l1满足：2.0mm≤l1≤8.0mm，l2满足：2.0mm≤l2≤8.0mm。
请再参阅图2，多个凸部220沿极片200的第一方向并排且间隔设置以形成一组凸部单元，在极片200的第二方向，相邻两个凸部单元并排且间隔设置，第一方向、第二方向以及极片200的厚度方向Z两两垂直，也即，第一方向和第二方向中的一个为极片200的长度方向X，另一个为极片200的宽度方向Y。
进一步地，如图2所示，相邻两个凸部单元的凸部220在第二方向共线设置；或者，如图6所示，其中一个凸部单元相对于另一个凸部单元在第一方向平移预设距离A，以使相邻两个凸部单元的凸部220在第二方向错位设置，A满足：0.3L2≤A≤L2，其中，相邻两个凸部220的中心轴线H在第一方向的垂直间距的第二间距L2，此时，将电极组件100应用于电池中时，对电解液具有更好的改善效果。优选地，0.6L2≤A≤0.9L2。
其中，当第一方向为极片200的长度方向X时，第二间距L2即为横向间距l1；当第一方向为极片200的宽度方向Y时，第二间距L2即为纵向间距l2。
可选地，单位面积内，在极片200厚度方向Z，全部凸部220的外表面222的投影面积（即极片200的单位面积内全部凸部220的S2之和）与极片200的投影面积之比为T，T满足：20%≤T≤40%。
进一步地，当T满足20%≤T≤40%时，结合相邻两个凸部220的第一边缘线2201之间间距L1满足2.0mm≤L1≤8.0mm，能够控制凸部220的分布密度合适，在改善凸部220支撑稳定性的基础上，还有助于改善电解液的浸润效果。
可选地，在极片200厚度方向Z，全部凸部220均朝向主体部210同侧弯曲，例如，卷绕的各圈极片200的凸部220均朝向卷绕中心凸起，或者，卷绕的各圈极片200的凸部220均朝向背离卷绕中心的一侧凸起，再或者，其中一个凸部220朝向卷绕中心凸起、另外几圈极片200的凸部220朝向背离卷绕中心的一侧凸起。
可选地，在极片200厚度方向Z，其中部分凸部220朝向主体部210其中一侧弯曲，另一部分凸部220朝向主体部210另一侧弯曲，例如，如图7所示，其中一个凸部220朝向卷绕中心凸起、相邻的凸部220朝向背离卷绕中心的一侧凸起。
本申请实施例的电极组件100包括极性相反的两类极片200，即正极极片410和负极极片420。电极组件100还包括与正极极片410电性连接的正极耳、与负极极片420电性连接的负极耳。
本申请实施例对正极极片410、负极极片420、隔离膜300、正极耳、负极耳均没有特别限制，本领域技术公知的各种可被用作电极组件100的元件均适用于本申请。
在一些示例性的实施例中，负极极片420可以包括负极集流体和设置在负极集流体表面的负极活性材料层。示例性地，负极集流体可以采用铜箔、铝箔、镍箔或碳基集流体中的至少一种；负极集流体的厚度可以为1μm至200μm。负极活性材料层可以设置在负极集流体的其中一个表面或相对的两个表面，进一步地，在负极极片420的厚度方向Z，负极活性材料层可以仅涂覆在负极集流体的部分区域。示例性地，负极活性材料层的厚度可以为10μm至500μm。
负极活性材料层包括负极活性材料，示例性地，负极活性材料包括锂金属、天然石墨、人造石墨或硅基材料中的至少一种，硅基材料包括硅、硅氧化合物、硅碳化合物或硅合金中的至少一种。负极活性材料层还可以包括导电剂和/或粘结剂。示例性地，负极活性材料层中的导电剂可以包括炭黑、乙炔黑、科琴黑、片层石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纤维或碳纳米线中的至少一种；负极活性材料层中的粘结剂可以包括羧甲基纤维素CMC、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酯、聚乙烯基吡咯烷酮、聚苯胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚硅氧烷、丁苯橡胶、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂或聚芴中的至少一种。
在一些示例性的实施例中，正极极片410包括正极集流体和设置在正极集流体表面的正极活性材料层。示例性地，正极集流体可以采用铝箔，当然，也可以采用本领域常用的其他正极集流体，正极集流体的厚度可以为1μm至200μm。正极活性材料层可以设置在正极集流体的其中一个表面或相对的两个表面，进一步地，在正极极片410的厚度方向Z，正极活性材料层可以仅涂覆在正极集流体的部分区域，正极活性材料层的厚度可以为10μm至500μm。
正极活性材料层包括正极活性材料，正极活性材料包括LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、LiCo1-yMyO2、LiNi1-yMyO2、LiMn2-yMyO4、LiNixCoyMnzM1-x-y-zO2，其中M 选自Fe、Co、Ni、Mn、Mg、Cu、Zn、Al、Sn、B、Ga、Cr、Sr、V或Ti中的至少一种，且0≤y≤1，0≤x≤1，0≤z≤1，x+y+z≤1。示例性地，正极活性材料可以包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂或镍锰酸锂中的至少一种，上述正极活性材料可以经过掺杂和/或包覆处理。正极活性材料层还包括粘结剂和导电剂。示例性地，正极活性材料层中的粘结剂可以包括聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丁二烯共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯或聚六氟丙烯中的至少一种；正极活性材料层中的导电剂可以包括导电炭黑、乙炔黑、科琴黑、片层石墨、石墨烯、碳纳米管或碳纤维中的至少一种。
在一些示例性的实施例中，隔离膜300包括聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺或芳纶中的至少一种。例如，聚乙烯包括选自高密度聚乙烯、低密度聚乙烯或超高分子量聚乙烯中的至少一种。尤其是聚乙烯和聚丙烯，它们对防止短路具有良好的作用，并可以通过关断效应改善电极组件100的稳定性。隔离膜300的厚度在约3μm至500μm的范围内。
本申请实施例还提供一种电池，电池包括外壳以及如上所述的电极组件100，电极组件100设于外壳的内部空间。电池还包括电解液，电解液填充于外壳的内部空间，并浸润电极组件100。本申请实施例对电解液也没有特别限制，本领域技术公知的各种可被用作电解液的材料均适用于本申请。
下面以锂离子电池的电极组件100为例并结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。
本申请的各实施例和对比例中采用如下的方法制备出锂离子电池并对锂离子电池的性能进行测试：
一、锂离子电池的制备方法
（1）正极极片410的制备
将正极活性材料钴酸锂LiCoO2、导电剂导电炭黑、粘结剂聚偏氟二乙烯PVDF按重量比97.9：0.9：1.2的比例溶于N-甲基吡咯烷酮NMP溶液中，形成正极浆料。采用厚度为9μm、宽度为62mm、长度为1182mm的铝箔作为正极集流体，将正极浆料双面涂覆于正极集流体在其厚度方向Z相对设置的两个表面，经过干燥、冷压、裁切后得到正极极片410。正极极片410的正极活性材料层的压实密度为4.2g/cm3，正极极片410的厚度为0.092mm。
以下各实施例和对比例中，采用辊压的方式在正极极片410的中心区域2011辊压出多个凸部220，正极极片410设有凸部220的中心区域2011的形状为与正极极片410外轮廓相似的矩形。正极极片的各边缘区域2012在正极极片的宽度方向的尺寸、正极极片的各端部避空区在正极极片的长度方向的尺寸均相等，且均为T1，T1为3mm。
（2）负极极片420的制备
将负极活性材料人造石墨、粘结剂丁苯橡胶SBR、增稠剂羧甲基纤维素钠CMC按重量比97.4：1.4：1.2的比例溶于去离子水中，形成负极浆料。采用厚度为6μm、宽度为63.1mm、长度为1250mm的铜箔作为负极集流体，将负极浆料双面涂覆于负极集流体在其厚度方向Z相对设置的两个表面，干燥、冷压、裁切后得到负极极片420。负极极片420的负极活性材料层的压实密度为1.8g/cm3，负极极片420的厚度为0.105mm。
（3）隔离膜300的制备
隔膜基材为5μm厚的聚乙烯PE，在隔膜基材的其中一面上涂覆厚度为2μm的氧化铝陶瓷层，最后在涂布单层陶瓷层的隔膜基材的两面上各涂覆2.5mg/1540.25mm²的粘结剂聚偏二氟乙烯PVDF，烘干，形成多孔层。隔离膜300的多孔层的孔隙率为39%。
（4）电解液的制备
在含水量小于10 ppm的环境下，将碳酸乙烯酯简写为EC、碳酸丙烯酯简写为PC、碳酸二乙酯简写为DEC、丙酸乙酯简写为EP、丙酸丙酯简写为PP按照1:1:1:1:1的质量比混合均匀，再将电解质盐LiPF6溶解于上述非水溶剂，混合均匀后形成电解液，其中，基于电解液的质量，LiPF6的质量百分含量为12.5%。
（5）锂离子电池的组装
正极耳采用辊压的方式安装于正极极片410的边缘区域2012，负极极耳采用辊压的方式安装于负极极片420的边缘区域2012。将安装有正极极耳的正极极片410、隔离膜300、安装有负极极耳的负极极片420按顺序依次叠好，使隔离膜300处于正极极片410和负极极片420中间起到隔离的作用，并卷绕得到电极组件100。将电极组件100置于外包装铝塑膜中，在80℃下脱去水分后，注入上述电解液并封装，经过化成，脱气，切边等工艺流程得到锂离子电池。下面描述本申请的各个实施例的各个参数的测试方法。
二、锂离子电池的性能测试
（1）25℃循环测试
在25℃的环境中，在2C/5C的充电电流下对上述（5）中的锂离子电池进行5C恒流充电到满充电压（电池设计最大电压4.5V），然后在最大电压下进行恒压充电，直到电流为0.02C，然后在0.5C的放电电流下进行恒流放电，直到最终电压为3.0V，记录首次循环的放电容量。之后重复上述步骤进行充电和放电循环，记录循环容量保持率开始降到≤80%时的循环次数N。
循环容量保持率=(第N次循环的放电容量/首次循环的放电容量)×100%。
（2）45℃循环测试
在45℃的环境中，在2C/5C的充电电流下对上述（5）中的锂离子电池进行恒流充电到满充电压（电池设计最大电压4.5V），然后在最大电压下进行恒压充电，直到电流为0.02C，然后在0.5C的放电电流下进行恒流放电，直到最终电压为3.0V，记录首次循环的放电容量。之后重复上述步骤进行充电和放电循环，记录循环容量保持率≤80%时的循环次数N。
循环容量保持率=(第N次循环的放电容量/首次循环的放电容量)×100%。
（3）浸润改善效果测试
将电极组件100置于外包装铝塑膜注液工序完成后，常温（25℃）静置24h，拆解观察隔离膜300润湿情况，对润湿部分面积大小进行估算对比，分为显著（浸润面积为60%~100%）、中等（浸润面积为30%~60%）、轻微（浸润面积为0%~30%）3个等级未润湿区域通常为不规则的水纹路边界，面积大小差异可直接目测观察到。
（4）保液量测试
保液量是最终保留在锂离子电池中的电解液量，为保证锂离子电池化成中对电解液的消耗，通常会多注入一定量的电解液，化成后再抽出多余电解液；通过称重的方式进行测量，注液量n1，抽出电解液量n2；
保液量=n1-n2。
（5）极片200损伤程度测试
取30X30cm的极片进行渗透测试，将渗透液涂在极片一侧，静置60min然后先目测是否有渗透液渗透，目视不能判断的样品，在显微镜20X下观察极片背面是否有渗透液透过；对渗透程度进行记录（无、轻微、中等、严重）
无：目测、在显微镜下观察均无渗透
轻微：目测无渗透，显微镜观察有轻微渗透；
中等：目测有点状渗透；
严重：目测有成片状渗透。
实施例1-1至实施例1-11、对比例1-1至对比例1-2中，极片200的各参数如表Ⅰ所示。
表Ⅰ
| 项目 | 参数 | 数值 | 项目 | 参数 | 数值 |
| 凸部内表面的内球径 | SD1 | 1.5mm | 凸部支撑力 | P | 2.5 N |
| 第一边缘线的周长 | Csd | 0.4mm | 两个凸部之间的横向间距 | l1 | 3mm |
| 第一夹角 | α1 | 15° | 两个凸部之间的纵向间距 | l2 | 4mm |
| 第一过渡弧面的半径 | r | 3mm |
表1中，实施例1-1至实施例1-11、对比例1-1至对比例1-2中锂离子电池的参数和性能测试结果如表1所示。
表1
| 项目 | T | S1/S2 | 凸部的所述外表面的面积S1（mm²） | 凸部的所述外表面在所述极片厚度方向的投影面积S2（mm²） | 5C、25℃循环容量≤80%的循环圈数 | 5C、45℃循环容量≤80%的循环圈数 | 极片损伤程度 |
| 实施例1-1 | 30% | 1.01 | 2.827 | 2.795 | 1365 | 1350 | 无 |
| 实施例1-2 | 30% | 1.1 | 23.01 | 20.93 | 1370 | 1355 | 无 |
| 实施例1-3 | 30% | 1.3 | 59.81 | 45.75 | 1350 | 1330 | 无 |
| 实施例1-4 | 30% | 1.4 | 73.87 | 52.42 | 1285 | 1280 | 无 |
| 实施例1-5 | 30% | 1.5 | 85.81 | 56.87 | 1275 | 1270 | 无 |
| 实施例1-6 | 30% | 1.6 | 96.45 | 59.89 | 1240 | 1220 | 无 |
| 实施例1-7 | 30% | 1.7 | 105.14 | 61.70 | 1200 | 1200 | 无 |
| 实施例1-8 | 20% | 1.1 | 23.01 | 20.93 | 1240 | 1235 | 中等 |
| 实施例1-9 | 40% | 1.1 | 23.01 | 20.93 | 1245 | 1240 | 中等 |
| 对比例1-1 | 30% | 1 | 0.483 | 0.483 | 1000 | 850 | 严重 |
| 对比例1-2 | 30% | 1.8 | 113.94 | 62.92 | 800 | 900 | 严重 |
| 实施例1-10 | 15% | 1.1 | 23.01 | 20.93 | 1150 | 1100 | 中等 |
| 实施例1-11 | 45% | 1.1 | 23.01 | 20.93 | 1200 | 1200 | 中等 |
表1中，根据实施例1-1至实施例1-7、对比例1-1至对比例1-2可以看出，设置凸部220的S1/S2范围为1.01~1.70，锂离子电池的高倍率充放电循环性能较好，且对极片200的损伤较小。当S1/S2小于下限1.01，锂离子电池的高倍率充放电循环性能变差，当S1/S2大于上限1.7，对极片200的损伤严重。这是因为S1/S2越大，代表极片被拉伸延展的越厉害，当S1/S2大于上限1.7，已经接近极片的最大延展上限，因而会开始显著出现极片损伤；相反的当S1/S2小于下限1.01，代表极片凸部很浅很淡，极片的拉伸延展很小，虽然极片基本不会损伤，但同时凸部结构太浅太轻微，不能形成通道，从而改善效果逐渐减弱的原因。
根据实施例1-2、实施例1-8至实施例1-9、实施例1-10至实施例1-11可以看出，凸部220在极片200单位面积的总面积占比T的范围为20%~40%，锂离子电池的高倍率充放电循环性能较好。这是因为这个范围内，凸部大小足够，凸部有效支撑足够，能够形成稳固通道，同时对极片的拉伸又没有超过极片的延展上限，不会对极片造成损伤的原因。
表2中，实施例2-1至实施例2-20、实施例1-1的区别在于参数SD1、α1、r和Csd不同。实施例2-1至实施例2-20、实施例1-1中锂离子电池的参数和性能测试结果如表2所示。
表2
| 项目 | 凸部内表面的内球径SD1（mm） | 第一夹角α1 | 第一过渡弧面的半径r（mm） | 第一边缘线的周长Csd（mm） | 2C、25℃循环容量≤80%的循环圈数 | 2C、45℃循环容量≤80%的循环圈数 | 浸润改善效果 | 保液量 | 极片损伤程度 |
| 实施例1-1 | 1.5 | 15° | 3 | 0.4 | 1400 | 1350 | 轻微 | 0.25 | 无 |
| 实施例2-1 | 7 | 15° | 3 | 1.8 | 1500 | 1500 | 显著 | 0.25 | 无 |
| 实施例2-2 | 18 | 15° | 3 | 4.7 | 1480 | 1360 | 中等 | 0.20 | 无 |
| 实施例2-3 | 26 | 15° | 3 | 6.7 | 1460 | 1350 | 中等 | 0.15 | 无 |
| 实施例2-4 | 30 | 15° | 3 | 7.8 | 1360 | 1260 | 中等 | 0.15 | 无 |
| 实施例2-5 | 7 | 5° | 3 | 0.6 | 1380 | 1265 | 中等 | 0.15 | 轻微 |
| 实施例2-6 | 7 | 20° | 3 | 2.4 | 1500 | 1500 | 显著 | 0.25 | 轻微 |
| 实施例2-7 | 7 | 30° | 3 | 3.5 | 1460 | 1480 | 显著 | 0.25 | 轻微 |
| 实施例2-8 | 7 | 45° | 3 | 5.0 | 1400 | 1410 | 显著 | 0.25 | 轻微 |
| 实施例2-9 | 7 | 60° | 3 | 6.0 | 1415 | 1380 | 显著 | 0.25 | 轻微 |
| 实施例2-10 | 7 | 15° | 0.1 | 1.8 | 1440 | 1365 | 显著 | 0.25 | 轻微 |
| 实施例2-11 | 7 | 15° | 3 | 1.8 | 1450 | 1370 | 显著 | 0.25 | 轻微 |
| 实施例2-12 | 7 | 15° | 4 | 1.8 | 1465 | 1380 | 中等 | 0.15 | 无 |
| 实施例2-13 | 7 | 15° | 5 | 1.8 | 1460 | 1375 | 显著 | 0.25 | 无 |
| 实施例2-14 | 1.0 | 15° | 3 | 0.26 | 1410 | 1340 | 轻微 | 0.03 | 轻微 |
| 实施例2-15 | 31 | 15° | 3 | 8.0 | 1415 | 1345 | 轻微 | 0.05 | 轻微 |
| 实施例2-16 | 7 | 80° | 3 | 6.9 | 1400 | 1350 | 轻微 | 0.04 | 轻微 |
| 实施例2-17 | 7 | 15° | 7 | 1.8 | 1405 | 1355 | 轻微 | 0.03 | 轻微 |
| 实施例2-18 | 7 | 3° | 3 | 1.2 | 1410 | 1360 | 轻微 | 0.03 | 轻微 |
| 实施例2-19 | 1.0 | 3° | 3 | 0.17 | 1415 | 1350 | 无 | 0.05 | 严重 |
| 实施例2-20 | 31 | 80° | 3 | 20 | 1410 | 1350 | 无 | 0.05 | 严重 |
表2中，根据实施例1-1至实施例2-4、实施例2-14至实施例2-15、实施例2-19至实施例2-10可以看出，设置极片200的凸部220的内表面221的内球径SD1的范围为1.5mm~30mm，能够有效改善锂离子电池的高低温循环效果，以及对极片200的损伤程度小。当SD1小于下限1.5mm，凸部过小，形貌会越尖锐，更容易刺破极片；其它条件不变的情况下，凸部越大，过渡越圆滑，不易造成极片损伤，形成的凸部也越大，但几何关系下α会减小，导致凸部的支撑能力减弱，虽然形成大的凸部，但支撑能力不足，卷绕时凸部更容易被压平，无法建立有效的通道，浸润改善减弱，循环性能改善效果亦减弱，对极片200的损伤严重。当SD1大于上限30mm，锂离子电池的高倍率循环性能较差，且锂离子电池的电解液浸润效果和保液量较差。另外，随着SD1的减小，锂离子电池的充放电循环性能、电解液浸润效果和保液量均逐渐增强，这是SD1减小，单个凸部的支撑能力增强，卷绕时凸部更难被压平，相同条件小，形成的通道更稳固。
根据实施例2-5至实施例2-9、实施例2-16、实施例2-18至实施例2-20可以看出，设置极片200的凸部220的第一夹角α1的范围为15°~75°，锂离子电池的充放电循环性能、电解液浸润和保液量效果均较好，并且随着α1的增大，锂离子电池的充放电循环性能、电解液浸润效果和保液量均逐渐增强，这是其它参数不变的情况下，α1越大凸部支撑能力越强，越难被卷绕压平，形成的通道更大更稳固，能容纳更多的电解液，导致保液量增加。当α1低于下限15°或高于上限75°，锂离子电池的高倍率循环性能较差，且锂离子电池的电解液浸润效果和保液量较差，这是因为α1越小凸部支撑能力越弱，越难以支撑形成有效通道，导致电解液存储量减小；α1越大支撑能力越前，本来应该能形成更大更稳固的通道存储电解液，但高于上限75°时，极片容易破损，极片破损后，凸部的支撑能力反而会回落，形成的通道大小波动大，结构不稳固，更容易被压平，压溃，保液量亦随之回落。
根据实施例2-10至实施例2-13、实施例2-17可以看出，当第一过渡弧面2202的半径r在0.1mm~5mm，锂离子电池的充放电循环性能、电解液浸润和保液量效果均较好。当r超过上限5mm，第一过渡弧面2202在极片200厚度方向占用的面积过大，不仅容易导致锂离子电池能量密度降低，还因为r过大，会带来严重损伤，但对卷绕时支撑形成通道的效果会弱化，r过大会导致凸部的r过渡区域支撑性变差，导致凸部支撑高度稍微降低，导致通道变小，电解液浸润变差，保液量变低的原因导致电解液浸润效果、保液量均较差，最终影响充放电循环性能。
根据实施例1-1至实施例2-4、实施例2-14和实施例2-15可以看出，凸部220外表面222的第一边缘线2201的周长CsD为SD1和α1综合选择的结果，第一边缘线2201的周长Csd的范围为1.0mm~10mm，锂离子电池的充放电循环性能、电解液浸润效果、保液量和极片200损伤效果均较好。当Csd小于下限1.0mm，锂离子电池的充放电循环性能、电解液浸润效果、保液量和极片200损伤效果均较差，这是因为Csd太小时，凸部形貌太小，支撑高度也会变小，分布也会显得比较稀疏，点与点之间通道会塌陷，导致通道不连续，浸润效果、保液量变差、最终影响循环性能原因。当CsD大于上限7.8mm，虽然对极片200的损伤较小，但锂离子电池的充放电循环性能、电解液浸润效和保液量较差，这是因为Csd太大时，凸部形貌会变大，凸部会变得更平坦，α1随之变小，导致凸部支撑能力减弱，卷绕时凸部更容易被压平，影响浸润和保液量，从而影响循环性能原因。
表3中，实施例3-1至实施例3-17与实施例1-6的区别在与参数P、l1和l2不同。实施例3-1至实施例3-17、实施例1-6中锂离子电池的参数和性能测试结果如表3所示。
表3
| 项目 | 凸部支撑力P（N） | 两个凸部之间的横向间距l1（mm） | 两个凸部之间的纵向间距l2（mm） | 5C、25℃循环容量≤80%的循环圈数 | 5C、45℃循环容量≤80%的循环圈数 | 保液量 | 极片损伤程度 |
| 实施例1-6 | 2.5 | 3 | 4 | 1240 | 1220 | 0.25 | 无 |
| 实施例3-1 | 0.026 | 3 | 4 | 1380 | 1345 | 0.2 | 无 |
| 实施例3-2 | 5.5 | 3 | 4 | 1390 | 1350 | 0.25 | 无 |
| 实施例3-3 | 7.8 | 3 | 4 | 1450 | 1360 | 0.25 | 无 |
| 实施例3-4 | 9.66 | 3 | 4 | 1380 | 1300 | 0.25 | 无 |
| 实施例3-5 | 5.5 | 3 | 2 | 1450 | 1350 | 0.2 | 无 |
| 实施例3-6 | 5.5 | 3 | 6 | 1460 | 1360 | 0.25 | 无 |
| 实施例3-7 | 5.5 | 3 | 8 | 1310 | 1290 | 0.25 | 无 |
| 实施例3-8 | 5.5 | 2 | 4 | 1320 | 1300 | 0.2 | 无 |
| 实施例3-9 | 5.5 | 5 | 4 | 1360 | 1350 | 0.25 | 无 |
| 实施例3-10 | 5.5 | 6 | 4 | 1340 | 1300 | 0.25 | 无 |
| 实施例3-11 | 5.5 | 8 | 4 | 1290 | 1280 | 0.2 | 无 |
| 实施例3-12 | 0.02 | 3 | 4 | 1250 | 1230 | 0.15 | 轻微 |
| 实施例3-13 | 10.5 | 3 | 4 | 1235 | 1230 | 0.2 | 轻微 |
| 实施例3-14 | 5.5 | 3 | 10 | 1250 | 1230 | 0.15 | 轻微 |
| 实施例3-15 | 5.5 | 3 | 1 | 1225 | 1250 | 0.15 | 轻微 |
| 实施例3-16 | 5.5 | 1.0 | 4 | 1245 | 1230 | 0.15 | 轻微 |
| 实施例3-17 | 5.5 | 10 | 4 | 1240 | 1230 | 0.15 | 轻微 |
表3中，根据实施例3-1至实施例3-4、实施例3-12至实施例3-13可以看出，设置极片200的凸部220的支撑力P的范围为0.026~9.66，锂离子电池性能良好，且随着支撑力P逐渐增大，锂离子电池的高倍率充放电循环性能和保液量效果均逐渐提高。当P小于下限0.026，锂离子电池的高倍率充放电循环性能和保液量效果均较差，当P大于上限9.66，对极片200的损伤严重，这是因为当P大于上限时，极片本身强度较增加的同时会变脆，延展性变差，更容易脆裂，难以形成足够大的凸部结构。
根据实施例3-8至实施例3-11、实施例3-5至实施例3-7，实施例3-14至实施例3-17可以看出，相邻两个凸部220横向间距l1和纵向间距l2的范围为2.0mm~8.0mm，锂离子电池的高倍率充放电循环性能和保液量效果均较好，且对极片200的损伤较小。和当l1和l2小于下限2.0mm，或者l1和l2大于上限8.0mm，锂离子电池的高倍率充放电循环性能和保液量效果均较差，这是因为当间距小于下限时，凸部分布极为密集，虽然支撑通更充分，通道更稳固，但过多的凸部挤占了电解液存储空间，导致保液量回落；相反的当间距大于上限8.0mm时，凸部分布变得很稀疏，凸部与凸部之间部分的通道支撑点不足，容易被卷绕挤压坍塌，导致通道被分割，无法形成连续的有效通道，影响浸润效果。优选地，l1的范围为3.0mm~6.0mm，l2的范围为4.0mm~6.0mm。
本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本申请的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (22)
1.一种极片，包括主体部和多个凸部，各所述凸部由部分所述极片向所述主体部的其中一侧弯曲形成；所述凸部具有相接于所述主体部其中一个表面的内表面及相接于所述主体部另一个表面的外表面；
所述凸部的所述外表面的面积为S1，所述凸部的所述外表面在所述极片厚度方向的投影面积为S2，S1和S2满足：1.01≤S1/ S2≤1.7；所述凸部的外表面具有第一边缘线，所述第一边缘线形成于所述外表面与所述主体部的连接处，所述第一边缘线的周长为Csd，Csd满足：1.0mm≤Csd≤7.8mm。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，1.01≤S1/ S2≤1.5。
3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，1.01≤S1/ S2≤1.3。
4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于， 4.5mm≤Csd≤7.8mm。
5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凸部还具有与所述外表面的所述第一边缘线连接的第一过渡弧面，所述第一过渡弧面具有与所述主体部连接的第二边缘线；
所述凸部的所述外表面通过所述第一过渡弧面与所述主体部的表面连接，且所述第一过渡弧面呈凹弧面。
6.根据权利要求5所述的极片，其特征在于，
所述第一过渡弧面的圆心角为γ，γ满足：0°＜γ≤90°；和/或，
所述第一过渡弧面的半径为r，r满足：0.1mm≤r≤5mm。
7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凸部的内表面具有第一外接球，所述凸部的外表面具有第二外接球，所述第一外接球与所述第二外接球共球心设置；所述凸部的内表面的形状与所述凸部的外表面的形状相似。
8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凸部的外表面具有第一边缘线，所述凸部的外表面具有第二外接球，所述第二外接球于所述第一边缘线处具有第一切线，所述主体部连接于所述凸部的表面的延长面与对应的所述凸部的所述第一切线之间的夹角为第一夹角α1，α1满足：15°≤α1≤75°。
9.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片单位长度的抗压强度为N，N满足0.05N/mm≤N≤1N/mm。
10.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凸部具有支撑力P，P满足如下条件式（1），
P=2N×sinα1×Csd（1）
其中，N为极片单位长度的抗压强度；
Csd为所述凸部的外表面的第一边缘线的周长；
α1为第一夹角；
P满足0.026 N≤P≤9.66 N。
11.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凸部的外表面具有第二外接球，所述凸部的所述外表面包括主表面、连接于所述主表面的顶面，所述顶面为处于所述第二外接球的圆弧面，所述主表面远离所述顶面的边缘线形成第一边缘线；
所述主表面的曲率等于所述顶面的曲率；或，
所述主表面的曲率小于所述顶面的曲率，所述第一边缘线形成多边形，且呈多边形的所述第一边缘线的顶点均处于所述第二外接球；或，
所述主表面的曲率小于所述顶面的曲率，所述第一边缘线形成圆形，且呈圆形的所述第一边缘线位于所述第二外接球。
12.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凸部的外表面具有第二外接球，各所述凸部具有过所述凸部的外表面的第二外接球的球心且沿所述极片厚度方向延伸的中心轴线，相邻两个所述凸部的中心轴线之间的垂直间距为第一间距L1，L1满足：2.0mm≤L1≤8.0mm。
13.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，单位面积内，在所述极片厚度方向，全部所述凸部的所述外表面的投影面积与所述极片的投影面积之比为T，T满足：20%≤T≤40%。
14.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凸部具有预设球径SD，所述预设球径SD包括所述内表面的内球径SD1、所述外表面的外球径SD2，所述内球径SD1为所述内表面所处的第一外接球的第一直径，所述外球径SD2为所述外表面所处的第二外接球的第二直径；其中，SD2>SD1，且1.5mm≤SD1≤30mm；和/或，1.5mm≤SD2≤30mm。
15.根据权利要求14所述的极片，其特征在于，5.0mm≤SD1≤10mm。
16.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，多个所述凸部沿所述极片的第一方向并排且间隔设置以形成一组凸部单元，在所述极片的第二方向，相邻两个所述凸部单元间隔设置，所述第一方向、所述第二方向以及所述极片的厚度方向两两垂直。
17.根据权利要求16所述的极片，其特征在于，
相邻两个所述凸部单元的所述凸部在所述第二方向共线设置；或，
其中一个所述凸部单元相对于另一个所述凸部单元在所述第一方向平移预设距离A，A满足：0.3L2≤A≤L2；其中，所述凸部的外表面具有第二外接球，各所述凸部具有过所述凸部的外表面的第二外接球的球心且沿所述极片厚度方向延伸的中心轴线，相邻两个所述凸部的中心轴线在所述第一方向的垂直间距为第二间距L2。
18.根据权利要求17所述的极片，其特征在于，0.6L2≤A≤0.9L2。
19.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，
在所述极片厚度方向，全部所述凸部均朝向所述主体部同侧弯曲；或，
在所述极片厚度方向，其中部分所述凸部朝向所述主体部其中一侧弯曲，另一部分所述凸部朝向所述主体部另一侧弯曲。
20.一种电极组件，其特征在于，包括：
如上述权利要求1-19中任一项所述的极片。
21.根据权利要求20所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件上的所述凸部均朝向电极组件的内部凸起。
22.一种电池，其特征在于，包括：
外壳；及，
如上述权利要求20中所述的电极组件，所述电极组件设于所述外壳的内部空间。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410111544.9A CN117637990B (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 极片、电极组件及电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410111544.9A CN117637990B (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 极片、电极组件及电池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117637990A CN117637990A (zh) | 2024-03-01 |
| CN117637990B true CN117637990B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=90032507
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410111544.9A Active CN117637990B (zh) | 2024-01-26 | 2024-01-26 | 极片、电极组件及电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117637990B (zh) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011102345A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 株式会社カネカ | 太陽電池素子 |
| WO2018024203A1 (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 极片及电芯 |
| JP2020004892A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 日本特殊陶業株式会社 | 基板保持部材及びその製造方法 |
| CN113113566A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种集流体及其应用 |
| CN115332737A (zh) * | 2022-10-17 | 2022-11-11 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种极片、电化学装置及电子装置 |
| WO2023123411A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 负极极片、其制备方法、含有其的二次电池及用电装置 |
| WO2023221109A1 (zh) * | 2022-05-20 | 2023-11-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 极片、电池单体、电池、用电设备及极片的制造方法 |
| WO2023246134A1 (zh) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备 |
-
2024
- 2024-01-26 CN CN202410111544.9A patent/CN117637990B/zh active Active
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011102345A1 (ja) * | 2010-02-16 | 2011-08-25 | 株式会社カネカ | 太陽電池素子 |
| WO2018024203A1 (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-08 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 极片及电芯 |
| CN107681116A (zh) * | 2016-08-01 | 2018-02-09 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 极片及电芯 |
| JP2020004892A (ja) * | 2018-06-29 | 2020-01-09 | 日本特殊陶業株式会社 | 基板保持部材及びその製造方法 |
| CN113113566A (zh) * | 2021-04-09 | 2021-07-13 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种集流体及其应用 |
| WO2023123411A1 (zh) * | 2021-12-31 | 2023-07-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 负极极片、其制备方法、含有其的二次电池及用电装置 |
| WO2023221109A1 (zh) * | 2022-05-20 | 2023-11-23 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 极片、电池单体、电池、用电设备及极片的制造方法 |
| WO2023246134A1 (zh) * | 2022-06-20 | 2023-12-28 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备 |
| CN115332737A (zh) * | 2022-10-17 | 2022-11-11 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种极片、电化学装置及电子装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117637990A (zh) | 2024-03-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111200109B (zh) | 一种电池 | |
| CN111200114B (zh) | 一种正极极片及电化学装置 | |
| JP5472759B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| US8129049B2 (en) | Jelly-roll having active material layer with different loading amount | |
| CN111200112B (zh) | 一种正极极片及电化学装置 | |
| CN111200160B (zh) | 一种电池 | |
| CN111200108B (zh) | 一种电池 | |
| CN111200159B (zh) | 一种电池 | |
| CN111200132A (zh) | 一种电池 | |
| CN111200101B (zh) | 一种正极极片及电化学装置 | |
| CN111200104B (zh) | 一种电池 | |
| CN111200103A (zh) | 一种电池 | |
| CN111200110A (zh) | 一种正极极片及电化学装置 | |
| WO2012086690A1 (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
| JP2000090979A (ja) | 密閉型電池 | |
| CN117637990B (zh) | 极片、电极组件及电池 | |
| CN116344741A (zh) | 正极极片、二次电池以及用电装置 | |
| US20240145681A1 (en) | Negative electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and nonaqueous electrolyte secondary battery | |
| JP7392828B2 (ja) | 蓄電デバイス用電極およびリチウムイオン二次電池 | |
| EP4084184A1 (en) | Secondary battery and production method for same | |
| CN117637989B (zh) | 极片、电极组件及电池 | |
| CN117638254B (zh) | 一种电极组件及电池 | |
| CN221201269U (zh) | 一种卷芯及电池 | |
| CN117637991B (zh) | 一种极片、电极组件及电池 | |
| WO2023190027A1 (ja) | 非水電解質二次電池 |
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 | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |