CN117638254A - 一种电极组件及电池 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种电极组件及电池。电极组件的极片与隔离膜卷绕多圈形成扁平状的电极主体，其中至少一个极片具有凸部，电极主体的平直部分具有在第一方向的第一厚度L1，电极主体的拐角部分具有在第二方向的第二厚度L2，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.4，在极片具有凸部的情况，电极主体的层间相互作用力合适，凸部在卷绕应力和膨胀力的作用下也不会轻易发生形变，使凸部能够稳定地为隔离膜提供支撑，在电极组件应用于电池中，电池的性能也能够得到优化。

Description

一种电极组件及电池
技术领域
本申请涉及化学装置技术领域，尤其涉及一种电极组件及电池。
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，这就对电芯的电极组件的卷绕结构也有更多的设计要求。
发明内容
发明人发现，电极组件由于卷绕应力会存在层间挤压，其中包括拐角部分与平直部分存在的挤压。在电池充放电过程中，电极组件膨胀，挤压会进一步加剧，导致层间的电解液不足，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，能够改善电极组件层间的挤压问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种电极组件，用于电池，所述电极组件包括多个极片和设于两个所述极片之间的隔离膜，其中至少一个所述极片包括多个凸部；
在一些示例性的实施例中，极片包括主体部，其中，多个凸部凸设于所述主体部。
所述极片与所述隔离膜卷绕多圈形成扁平状的电极主体，所述电极主体包括平直部分和两段拐角部分，所述平直部分在第一方向具有第一厚度L1，两段所述拐角部分在垂直于所述第一方向的第二方向分设于所述平直段相对的两端，所述拐角部分在所述第二方向具有第二厚度L2，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.4。
在一些示例性的实施例中，每圈所述极片包括沿所述第一方向相对设置的两段平直段、沿所述第二方向分设于所述平直段两端的两段拐角段；
所述极片具有对应最外圈所述极片的所述平直段设置的收尾末端，在所述第一方向层叠设置的全部所述平直段和所述收尾末端形成所述平直部分；所述第一厚度L1为在所述第一方向过所述收尾末端的所述平直部分的厚度；
在所述第二方向位于所述平直段同侧的全部所述拐角段形成拐角部分，所述第二厚度L2为在所述第二方向过最内层的一个所述拐角段两端连线的中点的所述拐角部分的厚度。
在一些示例性的实施例中，所述电极主体的所述极片的卷绕圈数为偶数，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.2；或，所述电极主体的所述极片的卷绕圈数为奇数，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.4。
在一些示例性的实施例中，所述凸部包括形成于所述平直部分的第一凸部、形成于所述拐角部分的第二凸部，所述第一凸部的高度为H1，所述第二凸部的高度为H2，其中，H1和H2满足：1.5≤H2/H1≤5。
在一些示例性的实施例中，H1满足：5μm≤H1≤40μm；和/或，H2满足：20μm≤H2≤80μm。
在一些示例性的实施例中，所述凸部的内表面具有预设球径SD1，所述预设球径SD1为所述凸部的内表面所处的内接球的球径，SD1满足：2mm≤SD1≤30mm。
在一些示例性的实施例中，所述极片包括集流体和设于所述集流体表面的活性材料层，所述活性材料层背离所述集流体的表面具有凸点区，所述凸部位于所述凸点区，所述凸点区与所述活性材料层的边缘间隔设置。
在一些示例性的实施例中，所述电极组件还包括极耳组件，所述极耳组件其中部分覆盖所述凸点区；所述凸部包括主凸部和辅助凸部，所述主凸部由所述集流体的部分和所述活性材料层的部分朝向同侧弯曲形成，所述辅助凸部由所述集流体的部分、所述活性材料层的部分和所述极耳组件的部分朝向同侧弯曲形成。
在一些示例性的实施例中，所述集流体用于形成所述主凸部的部分为第一基体，所述第一基体的内表面具有第一内周边缘线，所述第一内周边缘线具有主外接圆，所述主外接圆的直径为r1；所述集流体用于形成所述辅助凸部的部分为第二基体，所述第二基体的内表面具有第二内周边缘线，所述第二内周边缘线具有辅助外接圆，所述辅助外接圆的直径为r2；所述电极组件满足如下条件中的至少一种：
Ⅰ、r1≤r2；
Ⅱ、0.3mm≤r1≤10mm；
Ⅲ、0.3mm≤r2≤10mm。
在一些示例性的实施例中，所述主凸部的内表面具有第一预设球径SD11，所述第一预设球径SD11为所述主凸部的内表面所处的第一外接球的球径；所述辅助凸部的内表面具有第二预设球径SD12，所第二预设球径SD12为所述辅助凸部的内表面所处的第二外接球的球径；所述电极组件满足如下条件中的至少一种：
（1）SD11≤SD12；
（2）2mm≤SD11≤10mm；
（3）10mm≤SD12≤30mm。
在一些示例性的实施例中，所述极耳组件与所述主凸部间隔设置，所述主凸部的外表面具有凸部边缘线，且所述极耳组件与所述凸部边缘线的最小间距为T2，T2满足：0.5mm≤T2≤30mm。
在一些示例性的实施例中，所述极耳组件包括金属极耳和绝缘保护胶；所述绝缘保护胶满足如下条件中的至少一种：
a、所述绝缘保护胶的抗刺穿强度为P，P满足：7N≤P≤12N；
b、所述绝缘保护胶的延伸率为Q，Q满足：60%≤Q≤120%；
c、所述绝缘保护胶的厚度为W，W满足：16μm≤W≤100μm。
在一些示例性的实施例中，所述活性材料层背离所述集流体的表面还具有极耳安装区，所述极耳安装区连接于所述凸点区且与所述活性材料层的边缘间隔设置，所述极耳组件设于所述极耳安装区以避让所述凸部。
在一些示例性的实施例中，设于所述平直部分的所述凸部朝向所述电极主体卷绕中心的一侧凸起；设于所述拐角部分的所述凸部朝背离所述电极主体卷绕中心的一侧凸起；或，设于所述拐角部分的所述凸部朝向所述电极主体卷绕中心的一侧凸起。
第二方面，本申请实施例提供一种电池，包括外壳以及如上所述的电极组件，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电极组件及电池，通过设置L1和L2满足1.5≤L1/L2≤2.4，便于控制电极主体的卷绕条件，使卷绕后形成的电极主体的层间相互作用力合适，在电极组件应用于电池并在电池的使用过程中，电极组件能够缓冲由于电极组件自身的膨胀力产生的挤压，电极组件依然具有良好的电解液浸润效果。并且，在极片具有凸部的情况，电极主体的层间相互作用力合适，凸部在卷绕应力和膨胀力的作用下也不会轻易发生形变，使凸部能够稳定地为隔离膜提供支撑，在电极组件应用于电池中，电池的性能也能够得到优化。
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电极主体的剖视结构示意图；
图2为本申请一种实施例的极片处于展开状态的主视结构示意图；
图3a为本申请一种实施例的极片处于展开状态的第一凸部和第二凸部的局部剖视结构示意图；
图3b为本申请一种实施例的极片处于卷绕状态的第一凸部和第二凸部的局部剖视结构示意图；
图4为本申请一种实施例的极片具有极耳安装区的展开结构示意图；
图5为本申请一种实施例的极片具有第一凸点区和第二凸点区的展开结构示意图；
图6为本申请一种实施例的极片处于展开状态的主凸部与辅助凸部的剖视结构示意图。
附图标记：
10、电极主体；11、平直部分；12、拐角部分；13、隔离膜；
100、极片；101、平直段；102、拐角段；103、收尾末端；110、集流体；120、活性材料层；121、凸点区；1211、第一凸点区；1212、第二凸点区；1213、第一边缘；1214、第二边缘；1215、第一边界；1216、第二边界；122、第一区域；123、第二区域；124、头部避空区；125、收尾避空区；126、极耳安装区；
200、凸部；221、内表面；2201、内接边缘线；222、外表面；2202、凸部边缘线；201、第一凸部；202、第二凸部；210、主凸部；211、第一基体；2111、第一内周边缘线；220、辅助凸部；212、第二基体；2121、第二内周边缘线；
300、主体部；400、极耳组件；410、极耳；420、绝缘保护胶；M、第一方向；N、第二方向。
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，电池的电极组件在卷绕产生的卷绕应力，会对极片的各个部分造成挤压，在电池充放电过程中，电极组件膨胀，电极组件拐角部分的挤压会进一步加剧，导致拐角部分的电解液不足，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，通过增加相邻两圈卷绕单元之间的间距，在极片设置凸部对相邻两圈卷绕单元进行支撑，对拐角部分的极片的界面问题会有所改善。但由于凸部容易受电极组件膨胀产生的膨胀力和卷绕产生的卷绕应力的影响，膨胀力或卷绕应力过大容易导致凸部出现坍塌、变形等不可控的情况发生，进而导致凸部支撑不足，还容易致使极片的活性材料层出现破损，影响电池的正常使用。基于上述内容，本申请实施例提供一种电极组件及电池，对电极组件的卷绕结构进行设计，以使凸部能够稳定有效地发挥其支撑作用。
如图1所示，本申请实施例的电极组件包括极性相反的两个极片100、设于两个极片100之间的隔离膜13。如图2所示，为其中一个极片100处于展开状态的主视结构示意图，极片100具有两两垂直的长度方向X、宽度方向Y和厚度方向Z，且极性相反的两个极片100的长度方向X、宽度方向Y和厚度方向Z一致，隔离膜13在极片100的厚度方向Z设于极性相反的两个极片100之间。极性相反的两个极片100中的一个为正极极片、另一个为负极极片，隔离膜13具有绝缘性用于将正极极片和负极极片间隔开来，以防正极极片和负极极片短接。
本申请实施例中，隔离膜13与两个极片100沿极片100的长度方向X卷绕多圈形成电极主体10，极片100的长度方向X为极片100进行卷绕的方向。如图1所示，电极主体10呈扁平状，扁平状的电极主体10具有第一方向M和第二方向N，每圈极片100包括沿电极主体10的第一方向M相对设置的两段平直段101、沿电极主体10的第二方向N分设于平直段101两端的两段拐角段102，第一方向M垂直于所述第二方向N，第一方向M为垂直于极片100的平直段101的板面的方向，第二方向N为平行于极片100的平直段101的板面的方向。
在本申请的一些实施例中，两个极片100中的中至少一个极片100包括主体部300和凸设于主体部300的多个凸部200，两个极片100、隔离膜13卷绕多圈形成电极主体10后，凸部200与隔离膜13接触提供支撑，隔离膜13与主体部300之间存在间隙，使隔离膜13与主体部300之间具有空间以供容纳电解液，进而改善电解液浸润效果。
平直段101和拐角段102均具有凸部200，以使对应平直段101和拐角段102的隔离膜13均能够得到支撑。可选地，设于单个极片100的全部凸部200在极片100厚度方向Z朝向极片100同侧凸起，例如，设于平直段101的凸部200朝向电极主体10卷绕中心的一侧凸起，且设于拐角段102的凸部200朝向电极主体10卷绕中心所在的一侧凸起；或者，设于平直段101的凸部200朝背离电极主体10卷绕中心的一侧凸起，且设于拐角段102的凸部200朝背离电极主体10卷绕中心的一侧凸起。可选地，设于单个极片100的其中一部分凸部200在极片100厚度方向Z朝向极片100其中一侧凸起、另一部分凸部200在极片100厚度方向Z朝向极片100另一侧凸起，例如，设于平直段101的凸部200朝向电极主体10卷绕中心的一侧凸起，设于拐角段102的凸部200朝背离电极主体10卷绕中心的一侧凸起；或者，设于平直段101的凸部200朝背离电极主体10卷绕中心的一侧凸起，设于拐角段102的凸部200朝向电极主体10卷绕中心的一侧凸起。
可选地，电极主体10的多个极片100的凸部200朝向同侧凸起，例如，多个极片100的凸部200均朝向电极主体10的卷绕中心的一侧凸起；或者，多个极片100的凸部200均朝背离电极主体10的卷绕中心的一侧凸起。可选地，电极主体10的多个极片100的全部平直段101的凸部200朝向电极主体10的卷绕中心的一侧凸起，多个极片100的全部弯折段的凸部200朝背离电极主体10的卷绕中心的一侧凸起。
优选地，设于平直段101的凸部200朝向电极主体10卷绕中心的一侧凸起，使最外圈的极片100的外周壁面平整，且处于内圈的极片100上的凸部200能够更好地为内圈的极片100提供支撑，以改善内圈极片100的电解液的浸润效果。
在极片100的卷绕方向，极片100具有相对设置的卷绕头部和收尾末端103，极片100自卷绕头部开始卷绕多圈，并于收尾末端103进行收尾。其中，卷绕后的极片100具有多圈卷绕单元，本申请实施例中以两段平直段101和两段拐角段102首尾连接形成的一圈结构为一圈完整的卷绕单元，卷绕头部和收尾末端103存在于不完整的圈层中，卷绕头部对应最内圈的卷绕单元的平直段101设置，收尾末端103对应最外圈的卷绕单元的平直段101设置，且电极组件还包括收尾胶，收尾胶粘接于收尾末端103和最外圈的卷绕单元的平直段101，以固定收尾末端103的位置。
电极主体10包括平直部分11和两段拐角部分12。具体地，各圈极片100的平直段101在第一方向M层叠，且在第一方向M层叠设置的全部平直段101和收尾末端103形成平直部分11，平直部分11在第一方向M具有第一厚度L1；在第二方向N位于平直段101同侧的全部拐角段102形成拐角部分12，也即电极主体10具有两个拐角部分12，其中一个拐角部分12在第二方向N连接于平直部分11其中一端，另一个拐角部分12连接于平直部分11另一端，各拐角部分12在第二方向N具有第二厚度L2。其中一个拐角部分12的第二厚度L2记为L21，另一个拐角部分12的第二厚度L2记为L22，由于卷绕工艺的影响，两个拐角部分12的第二厚度L2相等或近似相等，两个拐角部分12的第二厚度L2的差值为△L2，△L2=|L22-L21|，0≤△L2≤5%*（L21+L22）/2。进一步地，如图1所示，第一厚度L1为在第一方向M过收尾末端103的平直部分11的厚度，第二厚度L2为在第二方向N过最内层的一个拐角段102两端连线的中点的拐角部分12的厚度。
其中，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.4，例如，L1/L2可以为1.5、1.8、1.9、2.0、2.2、2.3、2.4或其中的任意两者组成的范围。通过设置L1和L2满足1.5≤L1/L2≤2.4，便于控制电极主体10的卷绕条件，使卷绕后形成的电极主体10的层间相互作用力合适，在电极组件应用于电池并在电池的使用过程中，电极组件能够缓冲由于电极组件自身的膨胀力产生的挤压，电极组件依然具有良好的电解液浸润效果。并且，在极片100具有凸部200的情况，电极主体10的层间相互作用力合适，凸部200在卷绕应力和膨胀力的作用下也不会轻易发生形变，使凸部200能够稳定地为隔离膜13提供支撑，在电极组件应用于电池中，电池的性能也能够得到优化。
可以理解的是，由于极片100尺寸的不同，不同的电极组件的极片100的在卷绕后形成的卷绕单元的数量不同，且数量为偶数或奇数。另外，可由正极片或负极片处于外圈进行收尾，示例性地，本申请实施例以正极片处于外圈进行收尾，收尾末端103为正极片的收尾末端103，极片的卷绕层数以正极片的卷绕单元的数量进行统计。
其中，当电极组件的极片100（包括正极片和负极片）不具有凸部200时，电极主体10具有过极片100的收尾末端103且在第一方向M的第一厚度L1’，拐角部分12具有过最内层的拐角段102两端连线的中点且在第二方向N的第二厚度L2’，若不考虑电极主体10内部的卷绕应力，则L1’和L2’满足：L1’=2L2’。但电极主体10实际受内部卷绕应力和膨胀力的影响，不同的电极主体10所受的卷绕应力和膨胀力的影响不同，L1’的数值在2L2’左右波动，另外，L1’和L2’还受卷绕层数影响，当卷绕层数为偶数时，则2L2’≤L1’≤2.2L2’，当卷绕层数为奇数时，则2L2’≤L1’≤2.5L2’，在满足这些条件的情况下，电极组件在卷绕应力和膨胀力的影响下，极片100与隔离膜13之间能够维持良好的间隙，使电极组件能够具有良好的电解液浸润效果。
当电极组件的极片100（包括正极片和负极片）具有凸部200时，相对于未设置凸部200的情况，L2的数值相对于L2’的数值增大，也即，第二厚度L2设置的更厚。可以理解的是，由于膨胀力和卷绕应力，相邻两圈极片100的拐角部分12容易出现相互挤压，每圈极片100的平直部分11与拐角部分12也存在挤压，受挤压程度越大，越容易出现电解液不足、浸润不良的问题，进而导致极片100界面恶化，甚至出现循环失效的情况。因此，设置第二厚度L2的数值更大，以使拐角部分12能够更好地缓冲膨胀应力和卷绕应力。
具体地，当电极主体10的极片100的圈数为偶数时，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.2，例如，L1/L2可以为1.5、1.7、1.8、1.9、2.0、2.1、2.2或其中的任意两者组成的范围。当电极主体10的极片100的圈数为奇数时，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.4，例如，L1/L2可以为1.5、1.6、1.7、2.0、2.2、2.3、2.4或其中的任意两者组成的范围。
其中，拐角部分12的第二厚度L2的数值更大，其主要为拐角段102的凸部200高度高于平直段101的凸部200高度影响的结果。凸部200具有外表面222，外表面222具有凸部顶点Q和凸部边缘线2202，凸部边缘线2202与主体部300的表面连接。凸部200的高度为在垂直于凸部边缘线2202所在平面的方向上，凸部顶点Q至凸部边缘线2202所在平面的距离。结合图3a和图3b，凸部200包括形成于平直段101的第一凸部201、形成于拐角段102的第二凸部202，第一凸部201的高度为H1，第二凸部202的高度为H2，其中，H1和H2满足：1.5≤H2/H1≤5，例如，H2/H1可以为1.5、1.8、2.0、2.5、3、4、5或其中的任意两者组成的范围。如此，设置第二凸部202的高度H2比第一凸部201的高度H1大，通过第二凸部202为隔离膜13提供支撑，使拐角段102的主体部300与隔离膜13的间隙更大，从而能够更好地应对膨胀挤压，维持拐角部分12具有良好的电解液浸润效果。
可选地，H1满足：5μm≤H1≤40μm，例如，H1可以为5μm、10μm、20μm、25μm、30μm、40μm或其中的任意两者组成的范围。H2满足：20μm≤H2≤80μm，例如，H2可以为20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、80μm或其中的任意两者组成的范围。在上述范围，便于设置拐角段102的主体部300和平直段101的主体部300分别与对应的隔离膜13间距合适，以达到改善点解液浸润的效果，同时也不至于使第一凸部201和第二凸部202的高度过大，防止第一凸部201和第二凸部202过度占用空间导致应用于电池中时降低电池的能量密度。
凸部200的外表面222包括依次连接的外顶面、外主体面和外过渡面，外顶面用于与隔离膜13相接触且呈位于圆球U1的圆球面，凸部顶点Q形成于外顶面，外过渡面呈弧面，且外过渡面的曲率与外顶面的曲率相反，外过渡面远离外顶面的边缘形成凸部边缘线2202。外主体面连接于外顶面和外过渡面之间，外主体面也可呈圆弧面，或者，在凸部200的高度方向，外主体面的截面轮廓形成圆形或多边形，关于外主体面的形状，本申请对此不作限定，具体可根据实际需求进行选择。
凸部200的内表面221包括依次连接的内顶面、内主体面和内过渡面，内顶面呈位于圆球U2的圆球面，且内顶面与外顶面供球心设置。凸部200的内表面221的形状可与凸部200的外表面222的形状相似，关于凸部200的内表面221的形状在此不再敷述。其中，内过渡面远离内顶面的边缘形成内接边缘线2201，内接边缘线2201连接于主体部300的表面，如图3a所示，凸部200的内表面221还具有第一内直径R，第一内直径R为内接边缘线2201的第一外接圆的直径，R满足：0.3mm≤R≤10mm，例如，R可以为0.3mm、1mm、2mm、5mm、6mm、8mm、10mm或其中的任意两者组成的范围。在上述范围，便于控制凸部200占用的面积在合适的范围内，防止凸部200占用的面积过小或过大，难以兼顾电解液浸润和支撑强度需求，并在结合凸部200的高度的情况下，防止凸部200占用的面积过小导致凸部200形状尖锐容易对隔离膜13造成损伤，以及防止凸部200占用面积过大导致隔离膜13与主体部300之间的空间不足。
如图2所示，凸部200的内表面221具有预设球径SD1，预设球径SD1为凸部200的内表面所处的内接球的球径，具体地，预设球径SD1为内顶面所在圆球U2的球径。SD1满足：2mm≤SD1≤30mm例如，SD1可以为2mm、6mm、8mm、10mm、15mm、20mm、30mm或其中的任意两者组成的范围。在上述范围，便于控制凸部200相对主体部300的弯曲程度在合适的范围内，防止凸部200相对主体部300易折断，并在结合第一内直径R和凸部200高度的情况下，使凸部200尺寸合适，既能满足支撑需求，同时又使隔离膜13与主体部300之间具有合适的空间，并且使凸部200结构稳定性好，凸部200在膨胀力和卷绕应力的作用下不易发生变形。
极片100包括集流体110和设于集流体110表面的活性材料层120，具体地，集流体110具有在极片100厚度方向Z相对设置的两个表面，可选地，集流体110的其中一个表面设有活性材料层120，或者，集流体110的相对两个表面分别设有活性材料层120。其中，极片100的活性材料层120设于集流体110表面，且在极片100厚度方向Z，活性材料层120覆盖该集流体110的整个表面；在其他一些实施例中，集流体110包括涂覆部和空箔部，空箔部在极片100宽度方向Y连接于涂覆部外侧，活性材料层120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。
活性材料层120背离集流体110的表面具有凸点区121，如图2所示，凸部200位于凸点区121，凸点区121与活性材料层120的边缘间隔设置，具体地，活性材料层120背离集流体110的表面具有在极片100的宽度方向Y相对设置的第一边缘1213和第二边缘1214，凸点区121具有在极片100的宽度方向Y相对设置的第一边界1215和第二边界1216，活性材料层120的表面具有位于第一边缘1213与第一边界1215之间的第一区域122，活性材料层120的表面具有位于第二边缘与第二边界1216之间的第二区域123。活性材料层120背离集流体110的表面还具有头部避空区124和收尾避空区125，头部避空区124在极片100长度方向X连接于凸点区121其中一端，收尾避空区125在极片100长度方向X连接于凸点区121另一端。第一区域122、第二区域123、头部避空区124和收尾避空区125均未设置凸部200，以使凸部200避让极片100边缘。
可选地，如图4所示，活性材料层120背离集流体110的表面还具有极耳安装区126，极耳安装区126连接于凸点区121，且极耳安装区126与活性材料层120的边缘间隔设置，极耳安装区126也未设置凸部200，电极组件还包括极耳组件400，极耳组件400设于极耳安装区126，以使极耳组件400避让凸部200，此种极片100结构，可采用先在极片100加工出凸部200后，再将极耳组件400安装于极片100。此时，全部凸部200均由集流体110的部分和活性材料层120的部分朝向同侧弯曲形成。
可选地，如图5所示，活性材料层120背离集流体110的表面未设置极耳安装区126，极耳组件400其中部分覆盖凸点区121，其中至少部分凸部200由集流体110的部分和活性材料层120的部分朝向同侧弯曲形成，具体地，极耳组件400处的凸部200由极耳组件400的部分、集流体110的部分和活性材料层120的部分朝向同侧弯曲形成，极耳组件400外的其他区域处的凸部200由集流体110的部分和活性材料层120的部分朝向同侧弯曲形成。此种极片100结构，可将极耳组件安装于极片100后，再在极片100加工出凸部200。
极耳组件400包括金属极耳410和绝缘保护胶420。金属极耳410由金属材质制得，具有较好的延展性，金属极耳410与极片100在厚度方向Z层叠后，再在金属极耳410与极片100共同加工出凸部200。绝缘保护胶420由绝缘材质制得，并在卷绕形成的电极主体10结构中对应极耳设置，以防止极耳处析锂。绝缘保护胶与极片100在厚度方向Z层叠后，再在绝缘保护胶420与极片100共同加工出凸部200。
可选地，绝缘保护胶420的抗刺穿强度为P，P满足：7N≤P≤12N，例如，P可以为7N、8N、9N、10N、11N、12N或其中的任意两者组成的范围。绝缘保护胶420抗刺穿强度P在7N~12N的范围，在加工凸部200时，绝缘保护胶420不易被刺破。
可选地，绝缘保护胶420的延伸率为Q，Q满足：60%≤Q≤120%，例如，Q可以为60%、70%、80%、90%、100%、120%或其中的任意两者组成的范围。绝缘保护胶420的延伸率Q在60%~120%的范围，绝缘保护胶420易随极片100一同变形加工出凸部200。
本申请实施例中，绝缘保护胶420的抗刺穿强度P和绝缘保护胶420的延伸率Q采用如下方法获得：
步骤一：准备数量为5片尺寸为100mm*100mm的标准绝缘保护胶420测试样品，并将它们层叠。其中，被选择的标准绝缘保护胶420测试样品应当不具有明显的瑕疵或损坏。
步骤二：将层叠的绝缘保护胶420样品置于电子拉力试验机的腔室内，设置电子拉力试验机腔室内的温度为室温（25℃），采用夹持夹具沿预设方向夹设于层叠后的多层绝缘保护胶420测试样品相对的两边缘部分，并确保夹紧但不过度拉伸或变形绝缘保护胶420测试样品。
步骤三：安装穿刺夹具，将定制穿刺夹具安装在电子拉力试验机上，且穿刺夹具置于初始位置，在多层绝缘保护胶420测试样品层叠的方向上，置于初始位置的穿刺夹具距离最上层的绝缘保护胶420测试样品的距离为100mm，且穿刺夹具对应绝缘保护胶420测试样品的中心区域。
步骤四：开始测试，启动电子拉力试验机，使穿穿刺夹具的刺头以设定的100mm/min速度进入多层绝缘保护胶420测试样品，进行穿刺测试，记录测试过程中穿刺夹具的刺头刺穿多层绝缘保护胶420测试样品时的刺穿力，该刺穿力即为绝缘保护胶420的抗刺穿强度P。
步骤四中，在进行抗刺穿强度P测试的同时，控制各夹持夹具的拉伸速度为10mm/min，并且控制两个夹持夹具沿相反的方向拉扯多层绝缘保护胶420测试样品，待穿刺夹具的刺头刺穿多层绝缘保护胶420测试样品的同时，停止电子拉力试验机，并记录多层绝缘保护胶420的伸长率即为绝缘保护胶420的延伸率Q。其中，延伸率Q=（Q1-Q0）/Q0*100%，Q0为多层绝缘保护胶420未被拉伸时在预设方向的长度，Q1为多层绝缘保护胶420被拉伸后在预设方向的长度。
可选地，绝缘保护胶420的厚度为W，W满足：16μm≤W≤100μm。例如，W可以为16μm、25μm、40μm、50μm、80μm、100μm或其中的任意两者组成的范围。绝缘保护胶420的厚度W在16μm~100μm的范围，在加工出凸部200后，绝缘保护胶形成凸部200的部分依然具有足够的厚度，以维持其良好的绝缘稳定性，为极片100提供良好的保护。
为便于描述，凸部200包括主凸部210和辅助凸部220，如图5所示，将极耳组件400处的凸部200记为辅助凸部220，极耳组件400外的其他区域处的凸部200记为主凸部210，主凸部210由集流体110的部分和活性材料层120的部分朝向同侧弯曲形成，辅助凸部220由集流体110的部分、活性材料层120的部分和极耳组件的部分朝向同侧弯曲形成。
如图6所示，集流体110用于形成主凸部210的部分为第一基体211，第一基体211的内表面具有第一内周边缘线2111，第一内周边缘线2111具有主外接圆，主外接圆的直径为r1；集流体110用于形成辅助凸部220的部分为第二基体212，第二基体212的内表面具有第二内周边缘线2121，第二内周边缘线2121具有辅助外接圆，辅助外接圆的直径为r2，其中，r1和r2满足：r1≤r2，如此，使辅助凸部220相对于主凸部210结构更平滑，易于加工出辅助凸部220，且不易对极耳组件400造成损伤。
可选地，0.3mm≤r1≤10mm，例如，r1可以为0.3mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm或其中的任意两者组成的范围。在上述范围，第一基体211结构稳定性良好，能够为活性材料层120提供支撑，防止活性材料层120破损。
可选地，0.3mm≤r2≤10mm，例如，r2可以为0.3mm、2mm、4mm、6mm、8mm、10mm或其中的任意两者组成的范围。在上述范围，同样地，第二基体212结构稳定性良好，能够为活性材料层120提供支撑，并且在与极耳组件共同作用于活性材料层120时，能够防止活性材料层120破损。
如图6所示，主凸部210的内表面221具有第一预设球径SD11，第一预设球径SD11为主凸部210的内表面所处的第一内接球的球径；辅助凸部220的内表面221具有第二预设球径SD12，第二预设球径SD12为辅助凸部220的内表面所处的第二内接球的球径，如上所述的预设球径SD1包括第一预设球径SD11和第二预设球径SD12。其中，SD11≤SD12，以便于在满足支撑高度和支撑面积的情况下，使主凸部210和辅助凸部220两者具有良好结构稳定性，不易发生形变。例如，极耳组件400安装于平直段101，处于同一圈卷绕单元的凸部200的高度相同，设置SD11≤SD12，在相同的支撑高度下，主凸部210的内表面221的第一内直径R小于辅助凸部220的内表面的第一内直径R，使得辅助凸部220的结构更平滑，便于集流体110、活性材料层120和极耳组件三者一同弯曲形成辅助凸部220。
可选地，2mm≤SD11≤10mm，例如，SD11可以为2mm、4mm、6mm、8mm、10mm或其中的任意两者组成的范围。
可选地，10mm≤SD12≤30mm，例如，SD12可以为10mm、12mm、18mm、20mm、10mm或其中的任意两者组成的范围。
如图5所示，头部避空区124和收尾避空区125在极片100的卷绕方向分设于凸点区121相对的两端，凸点区121包括第一凸点区1211和第二凸点区1212，第一凸点区1211和第二凸点区1212在垂直于极片100卷绕方向的方向并排设置，也即，在极片100处于展开状态时，第一凸点区1211和第二凸点区1212在极片100的宽度方向Y并排设置，第一凸点区1211和第二凸点区1212分别在极片100的卷绕方向延伸至连接于头部避空区124和收尾避空区125。极耳组件400设于第一凸点区1211，且辅助凸部220位于第一凸点区1211，此时，其中一部分主凸部210位于第一凸点区1211、另一部分主凸部210位于第二凸点区1212。
可选地，位于第一凸点区1211的主凸部210和辅助凸部220两者的内表面和外表面中的至少一者的尺寸相同，以便于加工。例如，采用第一规格的轧辊对应第一凸点区1211，沿极片100的长度方向X辊压，在第一凸点区1211加工出辅助凸部220和其中一部分主凸部210，此时，位于第一凸点区1211的主凸部210和辅助凸部220两者的内表面的尺寸相同，由于极耳组件200的存在，位于第一凸点区1211的辅助凸部220的外表面的尺寸可大于位于第一凸点区1211的主凸部210的外表面尺寸；采用第二规格的轧辊对应第二凸点区1212，沿极片100的长度方向X辊压，在第二凸点区1212加工出另一部分主凸部210，此时，位于第一凸点区1211的主凸部210的尺寸大于或等于位于第二凸点区1212的主凸部210的尺寸。
如图5所示，当辅助凸部220的尺寸大于或等于主凸部210的尺寸，尤其在辅助凸部220的尺寸大于主凸部210的尺寸时，极耳组件400与主凸部210的距离过近，容易存在轧制应力挤压极耳组件400及其附近的结构发生变形，基于此，将主凸部210与极耳组件400间隔设置，以降低主凸部210对极耳组件400安装稳定性的影响。主凸部210的外表面具有凸部边缘线2202，极耳组件400与主凸部210的凸部边缘线2202的最小间距为T2，T2满足：0.5mm≤T2≤30mm，例如，T2可以为0.5mm、5mm、10mm、20mm、30mm或其中的任意两者组成的范围。
本申请实施例中，设于正极片极耳为正极耳，设于负极片的极耳为负极耳。本申请实施例中，对正极极片、负极极片、隔离膜13、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，在负极极片的厚度方向，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，在正极极片的厚度方向，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13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的稳定性。隔离膜13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，电极组件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。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9μm的铝箔作为正极集流体，将正极浆料涂覆于正极集流体上，经过干燥、冷压、裁切后得到正极极片。正极极片的正极活性材料层的压实密度为4.2g/cm3。
以下各实施例和对比例中，正极极片具有凸点区121、第一区域122、第二区域123、头部避空区124和收尾避空区125。
（2）负极极片的制备
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10μm厚度铜箔作为负极集流体，将负极浆料涂覆于负极集流体上，干燥、冷压、裁切后得到负极极片。负极极片的负极活性材料层的压实密度为1.8g/cm3。
（3）隔离膜13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13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）锂离子电子的组装
绝缘保护胶粘贴于正极极片的第一凸点区1211，以及将正极耳安装于正极极片的第一凸点区1211。采用第一规格的轧辊在第一凸点区1211轧制出辅助凸部220和其中一部分主凸部210，采用第二规格的轧辊在在第二凸点区1212轧制出另一部分主凸部210。将负极耳安装于负极极片的边缘区域。
将安装有正极耳的正极极片、隔离膜13、安装有负极耳的负极极片按顺序依次叠好，使隔离膜13处于正极极片和负极极片中间起到隔离的作用，并卷绕得到电极主体10。将电极组件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℃/45℃循环测试
在25℃/45℃的环境中，在1C的充电电流下对电极组件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0.7C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1000次/800次，记录充放电循环1000次/800次的锂离子电池的放电容量。
25℃ 1C充电/0.7C放电的循环容量保持率=（第1000次循环的放电容量/首次循环的放电容量）×100%。
45℃ 1C充电/0.7C放电的循环容量保持率=（第800次循环的放电容量/首次循环的放电容量）×100%。
（2）循环和析锂测试
常温循环测试：在25℃的环境中，在1C的充电电流下对电极组件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0.7C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1000次，记录充放电循环1000次的锂离子电池的放电容量。
高温循环测试：在45℃的环境中，在1C的充电电流下对电极组件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0.7C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1000次，记录充放电循环1000次的锂离子电池的放电容量。
在25℃下，循环1000圈后，在电池处于满充状态时，对其进行拆解，观察负极界面/保护胶是否出现析锂，出现析锂的程度，分为轻微析锂和严重析锂，轻微析锂指界面处出现析锂时，析锂颜色表现为灰色或灰黑色。严重析锂时，界面表现为银白色，表明此时析锂量很大，析锂比较致密。
（3）卷绕优率
在裸电芯卷绕生产完毕后，使用X-Ray检测仪对裸电芯的Overhang（在正极极片的宽度方向，负极极片边缘超正极极片边缘的宽度）进行检测，超出宽度＞0.2mm是为良品，测试总样品量为100个，卷绕优率=良品数量/总样品量。
实施例1-1至实施例1-7、对比例1-1至对比例1-4中，以正极极片的卷绕圈数进行统计，正极极片的凸部200包括主凸部210和辅助凸部220，本申请实施例中，采用同一种规格的轧轧制出主凸部210和辅助凸部220，也即主凸部210和辅助凸部220两者的内表面的第一内直径R相等。
实施例1-1至实施例1-7、对比例1-1至对比例1-4中，极片100的各参数如表Ⅰ所示。
表Ⅰ
实施例1-1至实施例1-9、对比例1-1至对比例1-4的L1/L2的参数、正极极片的圈数和锂离子电池的测试结果如表1所示。
表1
根据表1中的实验结果可以看出，正极极片的卷绕圈数为偶数，且L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.2，以及，正极极片的圈数为奇数，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.4，锂离子电池的常温（25℃）充放电循环性能得到提升，且锂离子电池负极界面仅出现轻微析锂的情况。
根据实施例1-1至实施例1-4、实施例1-8至实施例1-9，对比例1-3至对比例1-4可以看出，正极极片的卷绕圈数为偶数，L1和L2的比值超出下限1.5或超出上限2.4，锂离子电池的常温（25℃）充放电循环性能较差，且锂离子电池负极界面出现严重析锂。当L1和L2的比值为1.5-2.2的范围内，充放电循环性能更好。
根据实施例1-5至实施例1-7、对比例1-1至对比例1-2可以看出，正极极片的卷绕圈数为奇数，L1和L2的比值超出下限1.5或超出上限2.4，锂离子电池的常温（25℃）充放电循环性能较差，且锂离子电池负极界面出现严重析锂。
实施例2-1至实施例2-11与实施例1-2的区别在于第一凸部201的高度H1和第二凸部202的高度H2不同。
实施例2-1至实施例2-11的第一凸部201的高度H1和第二凸部202的高度H2的参数以及锂离子电池的测试结果如表2所示。
表2
根据表2中的结果可以看出，第一凸部201的高度H1满足5μm≤H1≤40μm，第二凸部202的高度H2满足20μm≤H2≤80μm，锂离子电池的常温（25℃）充放电循环性能得到提升，锂离子电池负极界面仅出现轻微析锂的情况，且电极组件的卷绕良率较好。
根据表2中的实施例1-2、实施例2-1至实施例2-11可以看出，第一凸部201的高度H1与第二凸部202的高度H2两者的比值满足1.5≤H2/H1≤5，锂离子电池的常温（25℃）充放电循环性能得到提升，锂离子电池负极界面仅出现轻微析锂的情况，且电极组件的卷绕良率较好。当H1与H2两者的比值低于下限1.5，锂离子电池的常温（25℃）充放电循环性能变差。当H1与H2两者的比值高于上限5，锂离子电池的性能会变差，也会导致卷绕时优率降低。
实施例3-1至实施例3-16与实施例1-2的区别在于主凸部210的第一基体211的内表面的主外接圆的直径r1、辅助凸部220的第二基体212的内表面的辅助外接圆的直径r2、凸部200的内表面的第一预设球径SD11和辅助凸部220的内表面的第二预设球径SD12不同。
实施例3-1至实施例3-16的第一凸部201的高度H1和第二凸部202的高度H2的参数以及锂离子电池的测试结果如表3所示。
表3
根据表3中的结果可以看出，主凸部210的第一基体211的内表面的主外接圆的直径r1满足0.3mm≤r1≤10mm，辅助凸部220的第二基体212的内表面的辅助外接圆的直径r2满足0.3mm≤r2≤10mm，主凸部210的内表面的第一预设球径SD11满足2mm≤SD11≤10mm，辅助凸部220的内表面的第二预设球径SD12满足10mm≤SD12≤30mm，锂离子电池的25℃和45℃时的充放电循环性能均良好，且保护胶处出现轻微析锂，卷绕良率好。
根据表3中的实施例1-2、实施例3-1至实施例3-3可以看出，当r1高于上限10mm，保护胶处出现严重析锂，当r1低于下限0.3mm，锂离子电池的25℃和45℃时的充放电循环性能均较差，且卷绕良率低，这是因为当r1＞10mm时，其主凸部210凸点高度低，支撑性差，对浸润改善轻微，循环过程中界面出现析锂。当r1小于0.3mm时，主凸部210与辅助凸部220凸点高度相差过大，卷绕时极片100宽度方向Y上发生倾斜，一致性差，良率低，且这种电极主体厚度差大，其循环过程中界面一致性差，造成锂离子嵌锂动力学不均匀，出现极化增大，导致循环变差。
根据表3中的实施例3-4至实施例3-7可以看出，当r2高于上限10mm，保护胶处出现严重析锂，当r2低于下限0.3mm，锂离子电池的25℃和45℃时的充放电循环性能未得到提升，且卷绕良率变差，这是因为r2＞10mm时，辅助凸部220高度小，达不到改善辅助凸部220处的浸润的目的，循环中出现析锂。r2＜0.3mm时，主凸部210与辅助凸部220高度相差过大，卷绕时极片100宽度方向Y上发生倾斜，一致性差，良率低，且这种电极主体厚度差大，其循环过程中界面一致性差，造成锂离子嵌锂动力学不均匀，出现极化增大，导致循环变差。
根据表3中的实施例3-8至实施例3-12可以看出，当SD11高于上限10mm，锂离子电池的各项性能均变差，当SD11低于下限2mm，锂离子电池的25℃和45℃时的充放电循环性能未得到提升，且卷绕良率变差，这是因为SD11＞10mm时，其主凸部210高度低，支撑性差，对浸润无改善，循环过程中保护胶处出现严重析锂。当SD11＜2mm时，主凸部210与辅助凸部220高度相差过大，卷绕时极片100宽度方向Y上发生倾斜，一致性差，良率低。
根据表3中的实施例3-13至实施例3-16可以看出，当SD12高于上限30mm，锂离子电池卷绕良率变差，这是因为主凸部210与辅助凸部220高度相差过大，卷绕时极片100宽度方向Y上发生倾斜，一致性差，良率低。当SD12低于下限10mm，锂离子电池出现严重析锂，且卷绕良率变差，这是因为辅助凸部220对绝缘保护胶产生损伤，其对应保护胶处出现严重析锂。
实施例4-1至实施例4-11、对比例5-1至实施例4-17与实施例1-2的区别在于绝缘保护胶的抗刺穿强度P、绝缘保护胶的厚度W以及绝缘保护胶的延伸率Q不同。
实施例4-1至实施例4-17的绝缘保护胶的抗刺穿强度P、绝缘保护胶的厚度W以及绝缘保护胶的延伸率Q的参数以及锂离子电池的测试结果如表4所示。
表4
根据表4中的实验结果可以看出，绝缘保护胶的抗刺穿强度P满足7N≤P≤12N，绝缘保护胶的延伸率Q满足60%≤Q≤120%，绝缘保护胶的厚度W满足16μm≤W≤100μm，锂离子电池的25℃的充放电循环性能得到提升，且保护胶处仅出现轻微析锂的情况。
根据表4中的实施例4-1至实施例4-3、实施例4-12至实施例4-13可以看出，当P低于下限7N或高于上限12N，锂离子电池的25℃的充放电循环性能变差，且保护胶处出现严重析锂。
根据表4中的实施例4-4至实施例4-7、实施例4-13至实施例4-15可以看出，当Q低于下限60%或高于上限120%，锂离子电池的25℃的充放电循环性能变差。
根据表4中的实施例4-1、实施例4-8至实施例4-11、实施例4-16至实施例4-17可以看出，当W低于下限16μm，锂离子电池的25℃的充放电循环性能变差，且出现析锂。当W高于上限100μm，锂离子电池的25℃的充放电循环性能变差，且保护胶处出现严重析锂。
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 (14)

1.一种电极组件，其特征在于，所述电极组件包括多个极片和设于两个所述极片之间的隔离膜，其中至少一个所述极片包含多个凸部；
所述极片与所述隔离膜卷绕多圈形成扁平状的电极主体，所述电极主体包括平直部分和两段拐角部分，所述平直部分在第一方向具有第一厚度L1，两段所述拐角部分在垂直于所述第一方向的第二方向分设于所述平直部分相对的两端，所述拐角部分在所述第二方向具有第二厚度L2，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.4，每圈所述极片包括沿所述第一方向相对设置的两段平直段、沿所述第二方向分设于所述平直段两端的两段拐角段；
所述极片具有对应最外圈所述极片的所述平直段设置的收尾末端，在所述第一方向层叠设置的全部所述平直段和所述收尾末端形成所述平直部分；所述第一厚度L1为在所述第一方向过所述收尾末端的所述平直部分的厚度；
在所述第二方向位于所述平直段同侧的全部所述拐角段形成拐角部分，所述第二厚度L2为在所述第二方向过最内层的一个所述拐角段两端连线的中点的所述拐角部分的厚度。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，
所述电极主体的所述极片的卷绕圈数为偶数，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.2；或，
所述电极主体的所述极片的卷绕圈数为奇数，L1和L2满足：1.5≤L1/L2≤2.4。
3.根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，所述凸部包括形成于所述平直部分的第一凸部、形成于所述拐角部分的第二凸部，所述第一凸部的高度为H1，所述第二凸部的高度为H2，其中，H1和H2满足：1.5≤H2/H1≤5。
4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，
H1满足：5μm≤H1≤40μm；和/或，
H2满足：20μm≤H2≤80μm。
5.根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，所述凸部的内表面具有预设球径SD1，所述预设球径SD1为，SD1满足：2mm≤SD1≤30mm。
6.根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，所述极片包括集流体和设于所述集流体表面的活性材料层，所述活性材料层背离所述集流体的表面具有凸点区，所述凸部位于所述凸点区，所述凸点区与所述活性材料层的边缘间隔设置。
7.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件还包括极耳组件，所述极耳组件其中部分覆盖所述凸点区；
所述凸部包括主凸部和辅助凸部，所述主凸部由所述集流体的部分和所述活性材料层的部分朝向同侧弯曲形成，所述辅助凸部由所述集流体的部分、所述活性材料层的部分和所述极耳组件的部分朝向同侧弯曲形成。
8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述集流体用于形成所述主凸部的部分为第一基体，所述第一基体的内表面具有第一内周边缘线，所述第一内周边缘线具有主外接圆，所述主外接圆的直径为r1；所述集流体用于形成所述辅助凸部的部分为第二基体，所述第二基体的内表面具有第二内周边缘线，所述第二内周边缘线具有辅助外接圆，所述辅助外接圆的直径为r2；所述电极组件满足如下条件中的至少一种：
Ⅰ、r1≤r2；
Ⅱ、0.3mm≤r1≤10mm；
Ⅲ、0.3mm≤r2≤10mm。
9.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述主凸部的内表面具有第一预设球径SD11，所述第一预设球径SD11为所述主凸部的内表面所处的第一外接球的球径；所述辅助凸部的内表面具有第二预设球径SD12，所述第二预设球径SD12为所述辅助凸部的内表面所处的第二外接球的球径；所述电极组件满足如下条件中的至少一种：
（1）SD11≤SD12；
（2）2mm≤SD11≤10mm；
（3）10mm≤SD12≤30mm。
10.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述极耳组件与所述主凸部间隔设置，所述主凸部的外表面具有凸部边缘线，且所述极耳组件与所述凸部边缘线的最小间距为T2，T2满足：0.5mm≤T2≤30mm。
11.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述极耳组件包括金属极耳和绝缘保护胶；所述绝缘保护胶满足如下条件中的至少一种：
a、所述绝缘保护胶的抗刺穿强度为P，P满足：7N≤P≤12N；
b、所述绝缘保护胶的延伸率为Q，Q满足：60%≤Q≤120%；
c、所述绝缘保护胶的厚度为W，W满足：16μm≤W≤100μm。
12.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述活性材料层背离所述集流体的表面还具有极耳安装区，所述极耳安装区连接于所述凸点区且与所述活性材料层的边缘间隔设置，所述极耳组件设于所述极耳安装区以避让所述凸部。
13.根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，设于所述平直部分的所述凸部朝向所述电极主体卷绕中心的一侧凸起；
设于所述拐角部分的所述凸部朝背离所述电极主体卷绕中心的一侧凸起；或，设于所述拐角部分的所述凸部朝向所述电极主体卷绕中心的一侧凸起。
14.一种电池，其特征在于，包括：
外壳；及，
如上述权利要求1-13中任一项所述的电极组件，所述电极组件设于所述外壳的内部空间。
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