CN212277261U - 电极组件、电池、电池模块、电池组、使用电池的装置和电极组件的制造装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电极组件、电池、电池模块、电池组、使用电池的装置和电极组件的制造装置，其中，电极组件包括：叠加设置的多片第一种极片、至少一片第二种极片和多片隔膜，第一种极片和第二种极片极性相反，相邻的第一种极片和第二种极片通过隔膜隔开，多片第一种极片包括第一极片和第二极片，其中，第一极片包括第一集流体，第二极片包括第二集流体，第一集流体和第二集流体不同。

Description

电极组件、电池、电池模块、电池组、使用电池的装置和电极组 件的制造装置

技术领域

本申请涉及电池领域，具体涉及一种电极组件、电池、电池模块、电池组、使用电池的装置和电极组件的制造装置。

背景技术

锂离子等电池具有体积小、能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点，在一些电子设备、电动交通工具、电动玩具和电动设备上得到广泛应用，例如，锂离子在手机、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等得到广泛的应用。

随着锂离子电池技术的不断发展，对锂离子电池的性能提出了更高的要求，希望锂离子电池能够同时考虑多方面的设计因素。

目前，受到电极组件结构的限制，只能将同种极片的集流体设计为相同的材料或结构，因此，在设计电极组件时，灵活性较差，这样就只能依据主要的设计目标对集流体进行选择，难以提高电池的综合性能。

发明内容

本申请提出一种电极组件、电池、电池模块、电池组、使用电池的装置和电极组件的制造装置，克服了上述问题或者至少部分地解决了上述问题。

根据本申请的第一方面，提供了一种电极组件，包括：

叠加设置的多片第一种极片、至少一片第二种极片和至少一片隔膜，第一种极片和第二种极片极性相反，相邻的所述第一种极片和所述第二种极片通过所述隔膜隔开，多片第一种极片包括第一极片和第二极片，

其中，第一极片包括第一集流体，第二极片包括第二集流体，第一集流体和第二集流体不同。

在一些实施例中，第一集流体包括沿垂直于第一种极片和第二种极片的叠加面叠加设置的第一导电层和保护层，保护层的电阻率大于第一导电层的电阻率。

在一些实施例中，保护层为两层且分别设在第一导电层的两侧。

在一些实施例中，保护层的材质包括：高分子基体、导电材料或无机填料。

在一些实施例中，高分子基体包括：聚偏氟烯烃高分子基体或聚偏氯烯烃高分子基体。

在一些实施例中，第一导电层为两层且分别设在保护层的两侧。

在一些实施例中，保护层为绝缘层。

在一些实施例中，保护层的材料包括：有机聚合物绝缘材料、无机绝缘材料或复合材料。

在一些实施例中，第二集流体由第二导电层组成。

在一些实施例中，第一导电层与第二导电层的材质相同。

在一些实施例中，第一导电层与第二导电层的材质均为金属。

在一些实施例中，第一导电层的厚度小于或等于第二导电层的厚度。

在一些实施例中，第一集流体的厚度与第二集流体的厚度差不超过 5um。

在一些实施例中，电极组件的最外层极片为第一极片。

根据本申请的第二方面，提供了一种电池，包括：

壳体；和

上述实施例的电极组件，电极组件设在壳体内。

根据本申请的第三方面，提供了一种电池模块，包括：包括：多个上述实施例的电池。

根据本申请的第四方面，提供了一种电池组，包括：多个上述实施例的电池模块。

根据本申请的第五方面，提供了一种使用电池的装置，包括：上述实施例的电池，其中电池用于提供电能。

根据本申请的第六方面，提供了一种电极组件的制造装置，包括：

极片放置机构，被配置为提供多片第一种极片、至少一片第二种极片和至少一片隔膜，其中，第一种极片和第二种极片极性相反，相邻的所述第一种极片和所述第二种极片通过所述隔膜隔开，多片第一种极片包括第一极片和第二极片，第一极片包括第一集流体，第二极片包括第二集流体，第一集流体和第二集流体不同；和

极片叠加机构，被配置为将多片第一种极片和至少一片第二种极片叠加设置。

本申请实施例的电极组件，多片第一种极片包括不同集流体的第一极片和第二极片，能够根据电池多方面的需求，为极性相同的多片第一种极片选择不同的集流体，可提高电极组件极片配置的灵活性，将不同集流体的优点集成到同一电极组件中，从而平衡电极组件各方面的性能，进而提高电池的综合性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为采用本申请采用电池的车辆的一些实施例的外形示意图；

图2为本申请电池组的一些实施例的结构示意图；

图3为本申请电池模块的一些实施例的结构示意图；

图4为本申请电池的一些实施例的分解图；

图5为本申请电极组件展平后的一些实施例的侧视图；

图6为本申请电极组件的一些实施例的结构示意图；

图7为本申请电极组件中第一极片的一些实施例的结构示意图；

图8为本申请电极组件中第二极片的一些实施例的截面图；

图9为本申请电极组件中第二种极片的一些实施例的结构示意图；

图10为本申请电极组件中第一极片的一些实施例的截面图；

图11和图12分别为图7所示两种实施例的A-A剖视图；

图13为本申请电极组件中第二极片的一些实施例的截面图；

图14、图15、图16、图17和图18分别为本申请扁平状电极组件的第一实施例、第二实施例、第三实施例、第四实施例和第五实施例在垂直于卷绕轴线所在平面内的剖视图；

图19、图20、图21和图22分别为本申请圆柱状电极组件的第一实施例、第二实施例、第三实施例和第四实施例在垂直于卷绕轴线所在平面内的剖视图；

图23为本申请电极组件制造方法的一些实施例的流程示意图；

图24为本申请电极组件制造方法的另一些实施例的流程示意图；

图25为本申请电极组件的制造装置的一些实施例的结构示意图；

图26为本申请电极组件的制造装置的另一些实施例的结构示意图。

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、完整地描述，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，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中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。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和 B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

本申请实施例描述的电极组件及其制造方法、电池、电池模块、电池组均适用于各种使用电池的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等，电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨。

本申请实施例描述的电极组件及其制造方法、电池、电池模块、电池组不仅仅局限适用于上述所描述的设备，还可以适用于所有使用电池的设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动汽车为例进行说明。

例如，如图1所示，为本申请一实施例的一种汽车100的结构示意图，所述汽车100可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。所述汽车100的内部可以设置电池组200，例如，在所述汽车100的底部或车头或车尾可以设置所述电池组200。所述电池组200可以用于汽车100的供电，例如，所述电池组200可以作为所述汽车100的操作电源，用于所述汽车100的电路系统，例如，用于汽车100的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，所述电池组200不仅仅可以作为所述汽车100的操作电源，还可以作为所述汽车100的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为所述汽车100提供驱动动力。

为了满足不同的使用电力需求，电池组200可以包括一个电池模块或多个电池模块，其中，多个电池模块可以串联或并联或混联，所述混联是指串联和并联的混合。例如，如图2所示，为本申请另一实施例的一种电池组200的结构示意图，所述电池组200包括第一壳体201、第二壳体202 和多个电池模块300，其中，第一壳体201和第二壳体202的形状根据所述多个电池模块300组合的形状而定，所述第一壳体201和第二壳体202 均具有一个开口，例如，第一壳体201和第二壳体202均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，即这个面位不具有壳体壁使得壳体内外相通，所述第一壳体201和第二壳体202在开口处相互扣合形成电池组200 的封闭的外壳，多个电池模块300相互并联或串联或混联组合后置于第一壳体201和第二壳体202扣合后形成的外壳内。

在本申请的另一实施例中，当所述电池组200包括一个电池模块300 时，所述电池模块300置于第一壳体201和第二壳体202扣合后形成的外壳内。

所述一个或多个电池模块300产生的电通过导电机构(未图示)穿过所述外壳而引出。

根据不同的电力需求，所述电池模块300可以包括一个或多个电池，如图3所示，电池模块300包括多个电池400，多个电池400可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。例如，电池400包括含锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池400可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

在本申请的另一实施例中，多个电池400可以叠加在一起，多个电池 400之间相互串联、并联或混联，在本申请的另一实施例中，每个电池400 可以为方形，圆柱形或其他形状。

例如，如图4所示，为本申请另一实施例的一种电池400的结构示意图，电池400包括一个或多个电极组件10、壳体20和端盖组件40，所述壳体20根据一个或多个电极组件10组合后的形状而定，例如，所述壳体 20可以为中空的长方体或正方体或圆柱体，且所述壳体20的其中一个面具有一开口以便一个或多个电极组件10可以放置于壳体20内，例如，当所述壳体20为中空的长方体或正方体时，所述壳体20的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壳体壁而使得壳体20内外相通，当所述壳体20 可以为中空的圆柱体时，所述壳体20的圆形侧面为开口面，即该圆形侧面不具有壳体壁而使得壳体20内外相通。所述端盖组件40在所述壳体20 的开口处与壳体20连接形成放置电池400的封闭的外壳，且壳体20内填充电解液。

端盖组件40包括端盖41和两个端子42，端盖41基本上是平板形状，两个端子42位于端盖41的平板面上且穿过端盖41的平板面，两个端子 42分别为正极端子和负极端子，每个端子42对应设置一个集流构件30，集流构件30位于端盖41与电极组件10之间。

例如，图4所示，每个电极组件10具有第一种极耳112’和第二种极耳 211’，所述一个或多个电极组件10的第一种极耳112’通过一个集流构件 30与第一端子连接，所述一个或多个电极组件10的第二种极耳211’通过另一个集流构件30与第二端子连接。

在本申请的另一实施例中，端盖41的平板面上还可设置防爆阀43，该防爆阀43可以为端盖41的平板面的一部分，也可以与端盖41的平板面焊接。例如，防爆阀43具有刻痕，该刻痕的深度小于防爆阀43除刻痕处其他区域的厚度以达到不穿透端盖41的平板面目的，即在正常状态下，防爆阀43与端盖41密封结合，所述端盖组件40通过端盖41在所述壳体20的开口处与壳体20连接形成放置电池400的外壳，该外壳形成的空间密封不透气。该外壳内，当电池400产生的气体太多时，气体发生膨胀使外壳内的气压升高至超出预设值时，防爆阀43在刻痕处裂开而导致外壳内外相通，气体通过防爆阀43的裂开处向外释放，进而避免发生爆炸。

在该电池400中，根据实际使用需求，电极组件10可设置为单个，或多个，如图4所示，电池400内设置至少两个独立电极组件10。

在该电池400中，电极组件10可以是卷绕结构，也可以是叠片式结构，下面的各实施例将以电极组件10为卷绕结构为例进行说明。

在本申请的另一实施例中，电极组件10为卷绕式结构，如图5所示，电极组件10可以包括：叠加设置的多片第一种极片1和至少一片第二种极片2，第一种极片1和第二种极片2极性相反，多片第一种极片1包括第一极片11和第二极片12。

例如，多片第一种极片1可以是至少两片正极片，相应地，至少一片第二种极片2为至少一片负极片；或者，多片第一种极片1可以是至少两片负极片，相应地，至少一片第二种极片2为至少一片正极片。多片第一种极片1可以是2、3或4个，至少一片第二种极片2可以是1、2、3或4 个等。

在本申请的另一实施例中，每片第一种极片1和每片第二种极片2形状基本相同，例如，卷绕结构被展平后，第一种极片1和第二种极片2基本上是长条带形状，例如，为5-20米长的长条带形状，第一种极片1和第二种极片2的长度相差在预定范围内，宽度尺寸基本相同。如图6所示，多片第一种极片1和至少一片第二种极片2叠加后，沿长条方向卷绕即可得到卷绕结构，该卷绕结构具有卷绕轴线K，所述至少一片正极片1和至少一片负极片2叠加的叠加面与该卷绕轴线K基本平行。

在本申请的另一实施例中，该多片第一种极片1和至少一片第二种极片2的叠加可以有多种形式，例如，多片第一种极片1为两片或两片以上的第一种极片1，至少一片第二种极片2为一片或一片以上第二种极片2 时，所述卷绕结构被展平后，可以是以一片第一种极片1和一片第二种极片2的形式依次交替叠加，也可以是以每两片或两片以上第一种极片1和一片第二种极片2的形式依次交替叠加，还可以是以一片第一种极片1与每两片或两片以上第二种极片2的形式依次交替叠加。该多片第一种极片 1和多片第二种极片2的叠加也可以理解为每相邻两片第一种极片1之间包括至少一片第二种极片2，或者，每相邻两片第二种极片2之间包括多片第一种极片1。

该多片第一种极片1和至少一片第二种极片2的叠加时，任意相邻的一片正极片1和一片负极片2之间还设有隔膜3，用于将该相邻的第一种极片1和第二种极片2隔开使得相邻的正极片和负极片不相互短路。

在本申请的另一实施例中，不同极性的极片相邻，即第一种极片1和第二种极片2相邻，是指该第一种极片1和第二种极片2之间没有其它极片但有至少一层隔膜3，例如，该第一种极片1和第二种极片2之间没有其它第一种极片1或第二种极片2，也可以理解为该第一种极片1和第二种极片2之间最直接紧靠相邻，例如，以一种极性极片(例如，第一种极片1)为基础，该极性极片与该极性极片相邻的第一层不同极性的极片(例如，第二种极片2)称为相邻的极片。

在本申请的另一实施例中，相同极性的两个极片相邻是指该相同极性的两个极片之间只有一片其它极性的极片，例如，两片第一种极片1相邻是指该两片第一种极片1之间只有一片第二种极片2，两片第二种极片2 相邻是指该两片第二种极片2之间只有一片第一种极片1。在本申请的另一实施例中，当相同极性的两个极片之间没有其它不同极性的极片时，该相同极性的两个极片可以当作一片极片。

在本申请的另一实施例中，当相同极性的两片或两片以上极片之间没有其它不同极性的极片和隔膜时，该相同极性的两片极片可以当作一组极片，则叠加时，是同一极性的极片组与另一不同极性的极片组或单片极片依次交替叠加，例如，两片或两片以上的正极片组成一组正极片组，两片或两片以上的负极片组成负极片组，叠加可以是：正极片组与负极片组依次交替叠加，正极片组与单片负极片依次交替叠加，或者，负极片组与正极片组依次交替叠加，负极片组与单片正极片依次交替叠加。

由于同一极性的极片组可以当作一片极片，所以，为描述方便，后续描述的一片极片既可以是指单独一片极片，也可以是指多片同一极性的极片组成的极片组。

但不论如何叠加，相邻的不同极性极片之间均设有至少一层隔膜3。

在本申请的另一实施例中，隔膜3包括隔膜基层和功能层，隔膜基层可以是聚丙烯、聚乙烯、乙烯—丙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯等的至少一种，功能层可以是陶瓷氧化物和粘结剂的混合物层。在本申请的另一实施例中，所述卷绕结构被展平后，隔膜3是单独存在的薄膜，且基本上为长条带形状，例如，为5-20米长的长条带形状。在本申请的另一实施例中，隔膜3是涂覆在第一种极片1或者第二种极片2表面，即隔膜3与第一种极片1或者第二种极片2为一体结构。

为描述方便，下述实施例以一片第一种极片1和一片第二种极片2依次叠加且相邻的第一种极片1和第二种极片2之间设置一片隔膜3为例进行说明。例如，电极组件10包括：两片第一种极片1和两片第二种极片2，在卷绕之前，每条第一种极片1和每条第二种极片2均可以是长条带状结构，两片第一种极片1和两片第二种极片2在极片的厚度方向上叠加设置且任意相邻第一种极片1和第二种极片2之间设置隔膜3，即一片第一种极片1和一片第二种极片2依次交替叠加，且相邻第一种极片1和第二种极片2之间设置隔膜3，两片第一种极片1和两片第二种极片2的叠加平面基本平行于电极组件10的卷绕结构的卷绕轴线K。

在上述电极组件10中，如图7和图8所示，多个第一种极片1包括第一极片11和第二极片12，其中，第一极片11包括第一集流体111，第二极片12包括第二集流体121，第一集流体111和第二集流体121不同。

其中，第一集流体111和第二集流体121不同可以包括如下情况中的至少一种：第一集流体111和第二集流体121沿垂直于第一种极片1和第二种极片2的叠加面方向的厚度不同、形状不同、沿垂直于第一种极片1 和第二种极片2的叠加面叠加设置的叠加层的材质和/或数量不同、是否打孔的情况不同、打孔的数量不同、活性物质区域的范围不同、活性物质区域与极耳之间是否具有绝缘区域的情况不同、活性物质区域与极耳之间的绝缘区域范围不同和是否具有保护层的情况不同，材料不同等。

在本申请的另一实施例中，第一集流体111和第二集流体121上可涂覆第一种活性物质层113，第一集流体111和第二集流体121上的第一种活性物质层113可相同或不同。第一种活性物质层113为正极活性物质层时，可以是三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂；第一种活性物质层113为负极活性物质层时，可以是石墨或硅。

如图9所示，第二种极片2包括第三集流体21和涂覆在第三集流体 21上的第二种活性物质层22。第一种活性物质层113为正极活性物质层时，第二种活性物质层22为负极活性物质层；第一种活性物质层113为负极活性物质层时，第二种活性物质层22为正极活性物质层。

本申请该实施例的电极组件10中，多片第一种极片1包括具有不同集流体的第一极片11和第二极片12，能够根据电极组件10在工艺、安全性或使用性能等多方面的需求，为极性相同的第一种极片1选择不同的集流体111，可提高电极组件10结构配置的灵活性，以将不同集流体的优点集成到同一电极组件10中，从而平衡电极组件10多方面的性能，进而提高电池400的综合性能。

在本申请的另一实施例中，如图10所示，第一集流体111包括沿垂直于第一种极片1和第二种极片2的叠加面叠加设置的第一导电层1111和保护层1112，即第一集流体111在叠加方向上采用多层结构，第一种活性物质层113设在保护层1112上，且与保护层1112接触。保护层1112的电阻率大于第一导电层1111的电阻率。由于第一集流体111的电阻与电阻率、长度和横截面积相关，通过设置电阻率较大的保护层1112，能够增大第一集流体111的电阻。

电池400在异常情况下发生短路时，由于发生内部短路，电池400的内阻会大大降低。本申请通过增大第一集流体111的电阻，可增大电池400 短路后的内阻，由此改善电池400的安全性能。此外，本申请还可将短路产热量控制在电池400可以完全吸收的范围，因此在发生内短路的位点处产生的热量可以被电池400完全吸收，对电池400造成的温升也很小，从而可以将短路损坏对电池400的影响局限于“点”范围，仅形成“点断路”，短路产热使电池的温升也不明显，不影响电池在短时间内正常使用。

在本申请的另一实施例中，如图10所示，保护层1112为两层且分别设在导电层1111的两侧，例如，导电层1111的两个叠加面。两层保护层 1112远离导电层1111的侧面上均设有第一种活性物质层113。另外，保护层1112也可以为一层且设在导电层1111的一侧，例如，导电层1111的其中一个叠加面。

例如，保护层1112的材质包括：高分子基体、导电材料和无机填料。

其中，高分子基体是聚偏氟烯烃和聚偏氯烯烃高分子基体中的至少一种。保护层1112的高分子基体材料的聚偏氟烯烃包括聚偏氟乙烯(PVDF) 和经改性的PVDF，聚偏氯乙烯包括聚偏氯乙烯(PVDC)和经改性的 PVDC。例如，聚偏氟烯烃和/或聚偏氯烯烃可以选自PVDF、羧酸改性的 PVDF、丙烯酸改性的PVDF、PVDF共聚物、PVDC、羧酸改性的PVDC、丙烯酸改性的PVDC、PVDC共聚物或它们的任意混合物。

该实施例中的高分子基体起到正温度系数(全称“Positive TemperatureCoefficient”，简称PCT)热敏电阻层的作用，既作为PTC 基体，又作为粘结剂。这样一方面能够避免由于粘结剂与PTC基体材料的不同，而造成对涂层的粘结性、PTC效应的响应温度和响应速度等影响；另一方面还有利于制备较薄的保护层1112，且不影响保护层1112的粘结性。

其次，聚偏氟烯烃和/或聚偏氯烯烃材料与导电材料组成的保护层1112 可以起到PTC热敏电阻层的作用，作动温度范围适当，可为80℃至160℃，因此可以很好地改善电池400的高温安全性能。

另外，处于保护层1112上层的第一种活性物质层113中的溶剂(如 N-甲基吡咯烷酮，简称NMP等)或电解液会对保护层1112中的高分子材料产生溶解、溶胀等不良影响，对于仅含有粘结剂用量的PVDF的保护层 1112来说，易于造成粘结性变差；而对于本申请的保护层1112来说，由于聚偏氟烯烃和/或聚偏氯烯烃的含量较大，因此可减小这种不良影响。

导电材料可以选自导电碳基材料、导电金属材料和导电聚合物材料中的至少一种，其中导电碳基材料选自导电炭黑、乙炔黑、石墨、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维中的至少一种；导电金属材料选自Al粉、Ni粉、金粉中的至少一种；导电聚合物材料选自导电聚噻吩、导电聚吡咯、导电聚苯胺中的至少一种。导电材料可单独使用一种或组合使用两种以上。

无机填料可以选自氧化镁、氧化铝、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅、碳化硅、碳化硼、碳酸钙、硅酸铝、硅酸钙、钛酸钾、硫酸钡、钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍锰酸锂、镍锰钴酸锂、镍锰铝酸锂、磷酸铁锂、磷酸钒锂、磷酸钴锂、磷酸锰锂、硅酸铁锂、硅酸钒锂、硅酸钴锂、硅酸锰锂、钛酸锂中的至少一种，或上述材料的导电碳包覆改性、导电金属包覆改性或导电聚合物包覆改性的材料中的至少一种。

在本申请的另一实施例中，如图11所示，导电层1111为两层且分别设在保护层1112的两侧，例如，保护层1112的两个叠加面。保护层1112 用于承载导电层1111，对导电层1111起到支撑和保护作用；导电层1111 用于承载第一种活性物质层113，用于为第一种活性物质层113提供电子，即起到导电和集流的作用。导电层1111也可仅设在保护层1112的一侧，例如，保护层1112的其中一个叠加面。

电池400在异常情况下发生短路时，由于发生内短路，电池400的内阻会大大降低。本申请通过增大第一集流体111的电阻，可增大电池400 短路后的内阻，由此改善电池400的安全性能。本申请可将短路损坏对电池400的影响局限于“点”范围，即可将短路损坏对电池400的影响局限于损坏点位处，且由于第一集流体111的高电阻使得短路电流大幅度减小，短路产热使电池的温升不明显，不影响电池在短时间内正常使用的特点，称为“点断路”。

在本申请的另一实施例中，保护层1112可以为绝缘层。由于绝缘层的密度通常较金属小，因此本申请的第一集流体111在提升电池400安全性能的同时，还可以提升电池400的重量能量密度。而且，由于绝缘层可以对位于其表面的导电层1111起到良好的承载和保护作用，可防止极片断裂的现象。

例如，保护层1112的材料可选自有机聚合物绝缘材料、无机绝缘材料、复合材料中的至少一种。

其中，有机聚合物绝缘材料优选聚酰胺、聚对苯二甲酸酯、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酰对苯二胺、聚丙乙烯、聚甲醛、环氧树脂、酚醛树脂、聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、硅橡胶、聚碳酸酯中的至少一种。

无机绝缘材料优选氧化铝、碳化硅、二氧化硅中的至少一种。

复合材料优选环氧树脂玻璃纤维增强复合材料、聚酯树脂玻璃纤维增强复合材料中的至少一种。

在本申请的另一实施例中，如图11所示，保护层1112的厚度为D1， D1满足1μm≤D1≤50μm。例如，保护层1112的厚度D1的上限可为50μm、 45μm、40μm、35μm、30μm、25μm、20μm、15μm、12μm、10μm、8μm，保护层1112的厚度D1的下限可为1μm、1.5μm、2μm、3μm、4μm、5μm、 6μm、7μm；保护层1112的厚度D1的范围可由上限或下限的任意数值组成。

可选地，D1满足：2μm≤D1≤30μm；例如，5μm≤D1≤20μm。

在上述实施例中，导电层1111的材质为金属。例如，金属导电材料可以选择铝、铜、镍、钛、银、镍铜合金、铝锆合金中的至少一种。

在本申请的另一实施例中，如图11所示，导电层1111的厚度D2满足：1nm≤D2≤1μm。在本申请中，导电层1111的厚度D2的上限可为1μm、 900nm、800nm、700nm、600nm、500nm、450nm、400nm、350nm、300、 250nm、200nm、150nm、120nm、100nm、80nm、60nm，导电层1111 的厚度D2的下限可为1nm、5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、 35nm、40nm、45nm、50nm、55nm；导电层1111的厚度D2的范围可由上限或下限的任意数值组成。

可选地，导电层1111的厚度D2满足：20nm≤D2≤500nm，例如， 50nm≤D2≤200nm。

以导电层1111采用铝进行说明。若第一极片11为正极片，一般正极片的集流体采用铝，在电池异常情况下发生短路时，短路点处产生的热量可以引发剧烈的铝热反应，从而产生大量的热并引起电池发生爆炸等事故。而本申请的第一集流体111只将导电层1111设置为铝材料，铝的量仅为纳米级的厚度，因此大大减少了第一集流体111中铝的量，因此可以避免产生铝热反应，从而显著改善电池400的安全性能。

电极组件10可以包括多片第一种极片1和至少一片第二种极片2，但为描述方便，下述实施例以电极组件10包括两片第一种极片1、两片第二种极片2和多片隔膜3为例进行说明。

电极组件10的卷绕结构外观形状可以为圆柱体形状、扁平体形状、椭圆体形状、正方体形状、长方体形状或其他任意形状，但为描述方便，下述分别以电极组件10的卷绕结构为扁平体形状和圆柱体形状为例进行描述。

如图14所示，为本申请另一实施例的一种扁平体形状的电极组件垂直于卷绕轴线K的横截面的结构示意图，第一种极片为正极片，第二种极片为负极片，电极组件120包括第一负极片1201、第二负极片1202，第一正极片1203、第二正极片1204和多片隔膜1205，其中，第一负极片1201、第一正极片1203、第二负极片1202和第二正极片1204依次交替叠加，且第一负极片1201与第一正极片1203之间通过一片隔膜1205隔开，第一正极片1203和第二负极片1202之间通过另一片隔膜1205隔开，第二负极片 1202和第二正极片1204之间通过另一片隔膜1205隔开，所有第一负极片 1201、第二负极片1202、第一正极片1203、第二正极片1204和多片隔膜 1205叠加后绕卷绕轴线K卷绕成扁平体形状的卷绕结构。

本实施例的电极组件120，第一正极片1203和第二正极片1204的正极极耳部和第一负极片1201和第二负极片1202负极片的负极极耳部的结构和位置均可以参考前述图6-13的实施例描述的正极极耳部和负极极耳部描述的相关内容，在此不再赘述。

本实施例的电极组件120的卷绕结构的不同径向上，即在卷绕结构周向的不同位置，极片的层数相差不超过预设层数的具体情况，也可以参考前述图6-13的实施例描述的相关的内容，在此不再赘述。

本实施例的电极组件120，第一负极片1201和第二负极片1202分别包括的负极活性物质区可以如前述图6-13的实施例描述的负极片包括的负极活性物质区，第一正极片1203和第二正极片1204分别包括的正极活性物质区可以如前述图6-13的实施例描述的正极片包括的负极活性物质区，在此不再赘述。

本实施例的电极组件，第一负极片1201和第二负极片1202可采用不同的集流体，和/或第一正极片1203和第二正极片1204也可采用不同的集流体，各极片的集流体可采用的结构形式、材质、极性相同的极片的集流体的厚度关系、极片为多层结构时各层的厚度均可以如前述图6-13的实施例描述的集流体，在此不再赘述。

在卷绕结构中，卷绕结构中最内圈为第一负极片1201围绕的圈，卷绕结构的最外圈为第二负极片1202围绕的圈。

本实施例中，电极组件120的卷绕结构包括平直区10A和位于平直区 10A两侧的转弯区10B，平直区10A中的极片的叠加面为基本平行的平面且基本平行于卷绕轴线，这里平面并不是严格意义上的平面，允许有一定的误差，平直区10A在沿垂直于卷绕轴线K的平面包括基本平行且以卷绕轴线K对称分布的第一子平直区10A1和第二子平直区10A2，两个转弯区 10B分别位于第一子平直区10A1和第二子平直区10A2组合成平直区10A 的两侧。

第一正极片1203和第二正极片1204的第一卷绕始端S的位置相同，例如，第一正极片1203和第二正极片1204的第一卷绕始端S均位于平直区10A的同一侧的子平直区(例如第一子平直区10A1)，且第一正极片 1203和第二正极片1204的第一卷绕始端S平齐。

第一负极片1201和第二负极片1202的第二卷绕始端S’位置也相同，例如，第一负极片1201和第二负极片1202的第二卷绕始端S’均位于平直区10A的同一侧的子平直区(例如第一子平直区10A1)，且第一负极片1201和第二负极片1202的第二卷绕始端S’平齐。

沿卷绕方向的反方向，第一负极片1201的第二卷绕始端S’超出第一正极片1204的第一卷绕始端S。第二负极片1202的第二卷绕始端S’超出第二正极片1203的第一卷绕始端S。

第一正极片1203和第二正极片1204的第一卷绕末端E位置相同，例如，第一正极片1203和第二正极片1204的第一卷绕末端E均位于同一侧的转弯区(例如第一转弯区10B1)，且第一正极片1203和第二正极片1204 的第一卷绕末端E平齐。

第一负极片1201和第二负极片1202的第二卷绕末端E’位置也相同，例如，第一负极片1201和第二负极片1202的第二卷绕末端E’均位于同一侧的转弯区(例如第一转弯区10B1)，也与第一正极片1203和第二正极片1204的第一卷绕末端E位于同一侧的转弯区(例如第一转弯区10B1)，且第一负极片1201和第二负极片1202的第二卷绕末端E’平齐。

沿卷绕方向，第一负极片1201的第二卷绕末端E’超出第二正极片 1204的第一卷绕末端E，并且第二负极片1202的第二卷绕末端E’超出第一正极片1203的第一卷绕末端E。

上述描述的电极组件的卷绕结构能够使卷绕前多个极片的长度差接近，易于卷绕。

如图15所示，为本申请另一实施例的一种扁平体形状的电极组件垂直于卷绕轴线K的横截面的结构示意图，第一种极片为正极片，第二种极片为负极片，电极组件130包括第一负极片1301、第二负极片1302、第一正极片1303、第二正极片1304和多片隔膜1305，其中，第一负极片1301、第一正极片1303、第二负极片1302和第二正极片1304依次交替叠加，且第一负极片1301与第一正极片1303之间通过一片隔膜1305隔开，第一正极片1303和第二负极片1302之间通过另一片隔膜1305隔开，第二负极片 1302和第二正极片1304之间通过另一片隔膜1305隔开，所有第一负极片 1301、第二负极片1302、第一正极片1303、第二正极片1304和多片隔膜 1305叠加后绕卷绕轴线K卷绕成扁平体形状的卷绕结构。

本实施例的电极组件，第一负极片1301和第二负极片1302可采用不同的集流体，和/或第一正极片1303和第二正极片1304也可采用不同的集流体，各极片的集流体可采用的结构形式、材质、极性相同的极片的集流体的厚度关系、极片为多层结构时各层的厚度均可以如前述图6-13的实施例描述的集流体，在此不再赘述。

本实施例的所述电极组件130的结构与图14实施例描述的所述电极组件的结构基本类似，其不同之处如下所述。

本实施例的电极组件130的卷绕结构中，卷绕结构中最内圈为第一负极片1301围绕的圈，卷绕结构的最外圈为第一负极片1301和第二负极片 1302共同围绕的圈。

第一正极片1303和第二正极片1304的第一卷绕末端E位置不同，例如，第一正极片1303和第二正极片1304的第一卷绕末端E分别位于第二转弯区10B2和第一转弯区10B1。

第一负极片1301和第二负极片1302的第二卷绕末端E’的位置也不同，例如，第一负极片1301和第二负极片1302的第二卷绕末端E’分别位于第一转弯区10B1和第二转弯区10B2。

沿卷绕方向，第一负极片1301的第二卷绕末端E’超出第二正极片 1304的第一卷绕末端E，并且第二负极片1302的第二卷绕末端E’超出第一正极片1303的第一卷绕末端E。

上述描述的电极组件的卷绕结构能够减小第一正极片1303和第二正极片1304在第一卷绕末端E形成的台阶，并减小第一负极片1301和第二负极片1302在第二卷绕末端E’形成的台阶，从而减小电极组件在发生膨胀时与壳体接触后极片在卷绕末端受到的局部应力，可防止极片发生断裂或活性物质脱落，提高电极组件长期工作的可靠性。

如图16所示，为本申请另一实施例的一种扁平体形状的电极组件垂直于卷绕轴线K的横截面的结构示意图，第一种极片为正极片，第二种极片为负极片，电极组件140包括第一负极片1401、第二负极片1402、第一正极片1403、第二正极片1404和多片隔膜1405，其中，第一负极片1401、第一正极片1403、第二负极片1402和第二正极片1404依次交替叠加，且第一负极片1401与第一正极片1403之间通过一片隔膜1405隔开，第一正极片1403和第二负极片1402之间通过另一片隔膜1405隔开，第二负极片1402和第二正极片1404之间通过另一片隔膜1405隔开，所有第一负极片 1401、第二负极片1402、第一正极片1403、第二正极片1404和多片隔膜 1405叠加后绕卷绕轴线K卷绕成扁平体形状的卷绕结构。

本实施例的电极组件，第一负极片1401和第二负极片1402可采用不同的集流体，和/或第一正极片1403和第二正极片1404也可采用不同的集流体，各极片的集流体可采用的结构形式、材质、极性相同的极片的集流体的厚度关系、极片为多层结构时各层的厚度均可以如前述图6-13的实施例描述的集流体，在此不再赘述。

本实施例的所述电极组件140的结构与图14实施例描述的所述电极组件的结构基本类似，其不同之处如下所述。

本实施例的电极组件140的卷绕结构中，卷绕结构中最内圈为第一负极片1401围绕的圈，卷绕结构的最外圈为第二负极片1402围绕的圈。

本实施例的电极组件的卷绕结构中，第一负极片1401和第二负极片 1402的第二卷绕末端E’位置不相同，例如，第一负极片1401和第二负极片1402的第二卷绕末端E’均位于同一个转弯区(例如第一转弯区10B1)，且第一负极片1401和第二负极片1402的第二卷绕末端E’不平齐。

上述描述的电极组件140的卷绕结构能够减小第一子平直区10A1和第二子平直区10A2的极片层数之差，在电极组件发生膨胀与壳体接触时，壳体的内壁向电极组件的两个平面施加反作用力时，可使第一子平直区 10A1和第二子平直区10A2的极片受到的应力较一致。

如图17所示，为本申请另一实施例的一种扁平体形状的电极组件垂直于卷绕轴线K的横截面的结构示意图，第一种极片为正极片，第二种极片为负极片，电极组件150包括第一负极片1501、第二负极片1502、第一正极片1503、第二正极片1504和多片隔膜1505，其中，第一负极片1501、第一正极片1503、第二负极片1502和第二正极片1504依次交替叠加，且第一负极片1501与第一正极片1503之间通过一片隔膜1505隔开，第一正极片1503和第二负极片1502之间通过另一片隔膜1505隔开，第二负极片 1502和第二正极片1504之间通过另一片隔膜1505隔开，所有第一负极片 1501、第二负极片1502、第一正极片1503、第二正极片1504和多片隔膜 1505叠加后绕卷绕轴线K卷绕成扁平体形状的卷绕结构。

本实施例的电极组件，第一负极片1501和第二负极片1502可采用不同的集流体，和/或第一正极片1503和第二正极片1504也可采用不同的集流体，各极片的集流体可采用的结构形式、材质、极性相同的极片的集流体的厚度关系、极片为多层结构时各层的厚度均可以如前述图6-13的实施例描述的集流体，在此不再赘述。

本实施例的所述电极组件150的结构与图14实施例描述的所述电极组件的结构基本类似，其不同之处如下所述。本实施例的电极组件的卷绕结构中，卷绕结构中最内圈为第一负极片1501和第二负极片1502共同围绕的圈，卷绕结构的最外圈为第二负极片1502围绕的圈。

本实施例的电极组件150的卷绕结构中，第一正极片1503和第二正极片1504的第一卷绕始端S位置不同，例如，第一正极片1503和第二正极片1504的第一卷绕始端S分别位于第一子平直区10A1和第二子平直区 10A2，且第一正极片1503和第二正极片1504的第一卷绕始端S不平齐。

第一负极片1501和第二负极片1502的第二卷绕始端S的位置也不同，例如，第一负极片1501和第二负极片1502的第二卷绕始端S分别位于第一子平直区10A1和第二子平直区10A2，且第一负极片1501和第二负极片1502的第二卷绕始端S不平齐。

上述描述的电极组件的卷绕结构能够减小第一正极片1503和第二正极片1504在第一卷绕始端S形成的台阶，并减小第一负极片1501和第二负极片1502在第二卷绕始端S’形成的台阶，从而减小电极组件在发生膨胀时与壳体20接触后在卷绕始端受到的局部应力，可防止极片发生断裂或活性物质脱落，提高电极组件长期工作的可靠性。

如图18所示，为本申请另一实施例的一种扁平体形状的电极组件垂直于卷绕轴线K的横截面的结构示意图，第一种极片为正极片，第二种极片为负极片，电极组件160包括第一负极片1601、第二负极片1602、第一正极片1603、第二正极片1604和多片隔膜1605，其中，第一负极片1601、第一正极片1603、第二负极片1602和第二正极片1604依次交替叠加，且第一负极片1601与第一正极片1603之间通过一片隔膜1605隔开，第一正极片1603和第二负极片1602之间通过另一片隔膜1605隔开，第二负极片 1602和第二正极片1604之间通过另一片隔膜1605隔开，所有第一负极片 1601、第二负极片1602、第一正极片1603、第二正极片1604和多片隔膜 1605叠加后绕卷绕轴线K卷绕成扁平体形状的卷绕结构。

本实施例的电极组件，第一负极片1601和第二负极片1602可采用不同的集流体，和/或第一正极片1603和第二正极片1604也可采用不同的集流体，各极片的集流体可采用的结构形式、材质、极性相同的极片的集流体的厚度关系、极片为多层结构时各层的厚度均可以如前述图6-13的实施例描述的集流体，在此不再赘述。

本实施例的所述电极组件160的结构与图14实施例描述的所述电极组件的结构基本类似，其不同之处如下所述。本实施例的电极组件的卷绕结构中，卷绕结构中最内圈为第一负极片1601和第二负极片1602共同围绕的圈，卷绕结构的最外圈为第一负极片1601和第二负极片1602共同围绕的圈。

本实施例的电极组件160的卷绕结构中，第一正极片1603和第二正极片1604的第一卷绕始端S位置不同，例如，第一正极片1603和第二正极片1604的第一卷绕始端S分别位于第一子平直区10A1和第二子平直区 10A2，且第一正极片1603和第二正极片1604的第一卷绕始端S不平齐。

第一负极片1601和第二负极片1602的第二卷绕始端S’的位置也不同，例如，第一负极片1601和第二负极片1602的第二卷绕始端S’分别位于第一子平直区10A1和第二子平直区10A2，且第一负极片1601和第二负极片1602的第二卷绕始端S’不平齐。

第一正极片1603和第二正极片1604的第一卷绕末端E位置不同，例如，第一正极片1603和第二正极片1604的第一卷绕末端E分别位于不同的转弯区10B。且第一正极片1303和第二正极片1304的第一卷绕末端E 不平齐。

第一负极片1601和第二负极片1602的第二卷绕末端E’的位置也不同，例如，第一负极片1601和第二负极片1602的第二卷绕末端E’分别位于两个不同的转弯区10B。且第一负极片1601和第二负极片1602的第二卷绕末端E’不平齐。

上述描述的电极组件的卷绕结构能够同时减小第一正极片1603和第二正极片1604在第一卷绕始端S、第一卷绕末端E形成的台阶，并减小第一负极片1601和第二负极片1602在第二卷绕始端S’、第二卷绕末端E’形成的台阶，从而减小电极组件在发生膨胀时与壳体20接触后在卷绕始端和卷绕末端受到的局部应力，可防止极片发生断裂或活性物质脱落，提高电极组件长期工作的可靠性。

在上述实施例的基础上，在卷绕结构的不同径向上，即在卷绕结构周向的不同位置，极片的层数相差不超过预设层数，此处的极片层数是指正极片和负极片的总层数。其中，预设层数小于或者等于多片正极片和多片负极片的数量之和。

电极组件发生膨胀与壳体20接触时，壳体20会向电极组件施加反作用力，能够使电极组件周向各处的受力更加均匀，防止电极组件在使用过程中出现各处性能差异较大的情况。例如，正极片设置两片，负极片设置两层，预设层数小于或等于四层，极片的层数相差越小，电极组件周向各处受力越均匀。

如图14-18所示，卷绕结构的最外层和最内层均为负极片。正极片中的正极活性物质的材料一般为三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂等，负极片中的负极活性物质的材料一般为石墨或硅，由于正极活性物质的材料比负极活性物质的材料昂贵，因此，使卷绕结构的最外层和最内层均被负极片包覆，能够使正极片的正极活性物质被充分地利用，既可提高卷绕结构的能量利用率，又可降低电极组件的制造工艺难度。

可选地，卷绕结构的最外层和最内层中的至少一个采用正极片，为了降低电极组件的制造成本，对于处于最外层或最内层的正极片，也可在正极片远离负极片的面上免去涂覆正极活性物质。

图19至图22示意出了圆柱形电极组件的结构示意图。

如图19所示，为本申请另一实施例的一种圆柱形的电极组件垂直于卷绕轴线K的横截面的结构示意图，第一种极片为正极片，第二种极片为负极片，电极组件170包括第一负极片1701、第二负极片1702、第一正极片 1703、第二正极片1704和多片隔膜1705，其中，第一负极片1701、第一正极片1703、第二负极片1702和第二正极片1704依次交替叠加，且第一负极片1701与第一正极片1703之间通过一片隔膜1705隔开，第一正极片 1703和第二负极片1702之间通过另一片隔膜1705隔开，第二负极片1702 和第二正极片1704之间通过另一片隔膜1705隔开，所有第一负极片1701、第二负极片1702、第一正极片1703、第二正极片1704和多片隔膜1705叠加后绕卷绕轴线K卷绕成圆柱状的卷绕结构。

本实施例的电极组件170，第一正极片1703和第二正极片1704的正极极耳部和第一负极片1701和第二负极片1702负极片的负极极耳部的结构和位置均可以参考前述图6-13的实施例描述的正极极耳部和负极极耳部描述的相关内容，在此不再赘述。

本实施例的卷绕结构的不同径向上，即在卷绕结构周向的不同位置，极片的层数相差不超过预设层数的具体情况，也可以参考前述图6-13的实施例描述的相关的内容，在此不再赘述。

本实施例的电极组件170，第一负极片1701和第二负极片1702分别包括的负极活性物质区可以如前述图6-13的实施例描述的负极片包括的负极活性物质区，第一正极片1703和第二正极片1704分别包括的正极活性物质区可以如前述图6-13的实施例描述的正极片包括的负极活性物质区，在此不再赘述。

本实施例的电极组件，第一负极片1701和第二负极片1702可采用不同的集流体，和/或第一正极片1703和第二正极片1704也可采用不同的集流体，各极片的集流体可采用的结构形式、材质、极性相同的极片的集流体的厚度关系、极片为多层结构时各层的厚度均可以如前述图6-13的实施例描述的集流体，在此不再赘述。

在卷绕结构中，卷绕结构中最内圈为第一负极片1701围绕的圈，卷绕结构的最外圈为第二负极片1702围绕的圈。

第一正极片1703和第二正极片1704的第一卷绕始端S的位置相同，例如，第一正极片1703和第二正极片1704的第一卷绕始端S均位于卷绕结构的同一径向上，且第一正极片1703和第二正极片1704的第一卷绕始端S平齐。

第一负极片1701和第二负极片1702的第二卷绕始端S’位置也相同，例如，第一负极片1701和第二负极片1702的第二卷绕始端S’均位于卷绕结构的同一径向上，且第一负极片1701和第二负极片1702的第二卷绕始端S’平齐。

沿卷绕方向的反方向，第一负极片1701的第二卷绕始端S’超出第一正极片1704的第一卷绕始端S。第二负极片1702的第二卷绕始端S’超出第二正极片1703的第一卷绕始端S。

第一正极片1703和第二正极片1704的第一卷绕末端E位置相同，例如，第一正极片1703和第二正极片1704的第一卷绕末端E均位于同一侧的转弯区10B，且第一正极片1703和第二正极片1704的第一卷绕末端E 平齐。

第一负极片1701和第二负极片1702的第二卷绕末端E’位置也相同，例如，第一负极片1701和第二负极片1702的第二卷绕末端E’均位于同一个转弯区10B，且第一负极片1701和第二负极片1702的第二卷绕末端 E’平齐。

沿卷绕方向，第一负极片1701的第二卷绕末端E’超出第二正极片 1704的第一卷绕末端E，并且第二负极片1702的第二卷绕末端E’超出第一正极片1703的第一卷绕末端E。

上述描述的卷绕结构能够使卷绕前多个极片的长度差接近，易于卷绕。

如图20所示，为本申请另一实施例的一种圆柱形的电极组件垂直于卷绕轴线K的横截面的结构示意图，第一种极片为正极片，第二种极片为负极片，电极组件180包括第一负极片1801、第二负极片1802、第一正极片 1803、第二正极片1804和多片隔膜1805，其中，第一负极片1801、第一正极片1803、第二负极片1802和第二正极片1804依次交替叠加，且第一负极片1801与第一正极片1803之间通过一片隔膜1805隔开，第一正极片 1803和第二负极片1802之间通过另一片隔膜1805隔开，第二负极片1802 和第二正极片1804之间通过另一片隔膜1805隔开，所有第一负极片1801、第二负极片1802、第一正极片1803、第二正极片1804和多片隔膜1805叠加后绕卷绕轴线K卷绕成圆柱形的卷绕结构。

本实施例的电极组件，第一负极片1801和第二负极片1802可采用不同的集流体，和/或第一正极片1803和第二正极片1804也可采用不同的集流体，各极片的集流体可采用的结构形式、材质、极性相同的极片的集流体的厚度关系、极片为多层结构时各层的厚度均可以如前述图6-13的实施例描述的集流体，在此不再赘述。

本实施例的所述的结构与图19实施例描述的所述的结构基本类似，其不同之处如下所述。本实施例的卷绕结构中，卷绕结构中最内圈为第一负极片1801和第二负极片1802共同围绕的圈，卷绕结构的最外圈为第一负极片1801围绕的圈。

本实施例的卷绕结构中，第一正极片1803和第二正极片1804的第一卷绕始端S位置不同，例如，第一正极片1803和第二正极片1804的第一卷绕始端S位于卷绕结构的相对的径向上，且第一正极片1803和第二正极片1804的第一卷绕始端S不平齐。

第一负极片1801和第二负极片1802的第二卷绕始端S的位置也不同，例如，第一负极片1101的第二卷绕始端S’和第二负极片1102的第二卷绕始端S’位于卷绕结构的相对的径向上，且第一负极片1801和第二负极片1802的第二卷绕始端S’不平齐。

上述描述的卷绕结构能够减小第一正极片1803和第二正极片1804在第一卷绕始端S形成的台阶，并减小第一负极片1801和第二负极片1802 在第二卷绕始端S’形成的台阶，从而减小在发生膨胀时与壳体20接触后在卷绕始端受到的局部应力，可防止极片发生断裂或活性物质脱落，提高长期工作的可靠性。

如图21所示，为本申请另一实施例的一种圆柱形的电极组件垂直于卷绕轴线K的横截面的结构示意图，第一种极片为正极片，第二种极片为负极片，电极组件190包括第一负极片1901、第二负极片1902、第一正极片 1903、第二正极片1904和多片隔膜1905，其中，第一负极片1901、第一正极片1903、第二负极片1902和第二正极片1904依次交替叠加，且第一负极片1901与第一正极片1903之间通过一片隔膜1905隔开，第一正极片 1903和第二负极片1902之间通过另一片隔膜1905隔开，第二负极片1902 和第二正极片1904之间通过另一片隔膜1905隔开，所有第一负极片1901、第二负极片1902、第一正极片1903、第二正极片1904和多片隔膜1905叠加后绕卷绕轴线K卷绕成扁平体形状的卷绕结构。

本实施例的电极组件，第一负极片1901和第二负极片1902可采用不同的集流体，和/或第一正极片1903和第二正极片1904也可采用不同的集流体，各极片的集流体可采用的结构形式、材质、极性相同的极片的集流体的厚度关系、极片为多层结构时各层的厚度均可以如前述图6-13的实施例描述的集流体，在此不再赘述。

本实施例的所述的结构与图20实施例描述的所述的结构基本类似，其不同之处如下所述。本实施例的卷绕结构中，卷绕结构中最内圈为第一负极片1901和第二负极片1902共同围绕的圈，卷绕结构的最外圈为第一负极片1901围绕的圈。

本实施例的卷绕结构中，第一正极片1903和第二正极片1904的第一卷绕末端E位置不同，第一负极片1901和第二负极片1902的第二卷绕末端E’也位置也不同。

沿卷绕方向，第一负极片1901位于最外层且第二卷绕末端E’的结束位置超出第二负极片1902的第二卷绕末端E’的结束位置，第一正极片 1903的第二卷绕末端E’的结束位置超出第二正极片1904的第二卷绕末端E’的结束位置。例如，超出半圈，超出的部分沿径向朝内压至与内层极片接触，以提高卷绕结构的稳定性。

上述描述的卷绕结构能够同时减小第一正极片1903和第二正极片 1904在第一卷绕始端S、第一卷绕末端E形成的台阶，并减小第一负极片 1901和第二负极片1902在第二卷绕始端S’、第二卷绕末端E’形成的台阶，从而减小在发生膨胀时与壳体20接触后在卷绕始端和卷绕末端受到的局部应力，可防止极片发生断裂或活性物质脱落，提高长期工作的可靠性。

而且，此种可实现卷绕结构在不同径向上的层数相同，对于圆柱形卷绕结构，能够使发生膨胀与壳体20接触时沿周向各处受到的应力较为一致。

如图22所示，为本申请另一实施例的一种圆柱形的电极组件垂直于卷绕轴线K的横截面的结构示意图，第一种极片为正极片，第二种极片为负极片，电极组件200包括第一负极片2001、第二负极片2002、第一正极片 2003、第二正极片2004和多片隔膜2005，其中，第一负极片2001、第一正极片2003、第二负极片2002和第二正极片2004依次交替叠加，且第一负极片2001与第一正极片2003之间通过一片隔膜2005隔开，第一正极片 2003和第二负极片2002之间通过另一片隔膜2005隔开，第二负极片2002 和第二正极片2004之间通过另一片隔膜2005隔开，所有第一负极片2001、第二负极片2002、第一正极片2003、第二正极片2004和多片隔膜2005叠加后绕卷绕轴线K卷绕成扁平体形状的卷绕结构。

本实施例的电极组件，第一负极片2001和第二负极片2002可采用不同的集流体，和/或第一正极片2003和第二正极片2004也可采用不同的集流体，各极片的集流体可采用的结构形式、材质、极性相同的极片的集流体的厚度关系、极片为多层结构时各层的厚度均可以如前述图6-13的实施例描述的集流体，在此不再赘述。

本实施例的所述的结构与图20实施例描述的所述的结构基本类似，其不同之处如下所述。本实施例的卷绕结构中，卷绕结构中最内圈为第一负极片2001和第二负极片2002共同围绕的圈，卷绕结构的最外圈为第第一负极片2001和第二负极片2002共同围绕的圈。

沿卷绕方向，第二负极片2002位于最外层且第二卷绕末端E’的结束位置超出第一负极片2001的第二卷绕末端E’的结束位置，第二正极片 2004的第二卷绕末端E’的结束位置超出第一正极片2003的第二卷绕末端E’的结束位置。例如，超出半圈。

上述描述的卷绕结构能够同时减小第一正极片2003和第二正极片 2004在第一卷绕始端S、第一卷绕末端E形成的台阶，并减小第一负极片 2001和第二负极片2002在第二卷绕始端S’、第二卷绕末端E’形成的台阶，从而减小在发生膨胀时与壳体20接触后在卷绕始端和卷绕末端受到的局部应力，可防止极片发生断裂或活性物质脱落，提高长期工作的可靠性。

而且，此种可实现卷绕结构在不同径向上的层数相同，对于圆柱形卷绕结构，能够使发生膨胀与壳体20接触时沿周向各处受到的应力较为一致。

另外，此种结构能够避免在最外层和倒数第二层极片在其它极片的卷绕末端处产生弯折，使各层极片之间可靠接触，且不容易在极片上产生局部应力，从而防止极片发生断裂或活性物质脱落。

其次，本申请还提供了一种电极组件的制造方法，在本申请的另一实施例中，如图23所示的流程示意图，包括：

步骤101、提供多片第一种极片1和至少一片第二种极片2，其中，第一种极片1和第二种极片2极性相反，多片第一种极片1包括第一极片11 和第二极片12，第一极片11包括第一集流体111，第二极片12包括第二集流体121，第一集流体111和第二集流体121不同；

步骤102、将多片第一种极片1和至少一片第二种极片2叠加设置。

其中，步骤102在步骤101之后执行。在步骤101中，具体地，多片第一种极片1、多个隔膜3和多片第二种极片2在极片的厚度方向上叠加设置，多片第一种极片1和多片第二种极片2以一片一片的形式交替设置，且隔膜3位于相邻的第一种极片1和第二种极片2之间。

该实施例中，能够根据电极组件10多方面的需求，将极性相同的极片设计为包含不同的集流体，以提高电极组件10结构配置的灵活性，将不同集流体的优点集成到同一电极组件10中，从而平衡电极组件10各方面的性能，进而提高电池400的综合性能。

在本申请的另一实施例中，电极组件10为卷绕式电极组件，在步骤 102之后，如图24所示的流程示意图，电极组件10的制造方法还包括：

步骤103、将多片第一种极片1和至少一片第二种极片2绕卷绕轴线 K卷绕形成卷绕结构，其中，在卷绕结构中，第一种极片1和第二种极片 2沿垂直于卷绕轴线K的方向交替设置。

最后，本申请还提供了一种电极组件的制造装置500，在本申请的另一实施例中，如图25所示，包括：极片放置机构501和极片叠加机构502。

极片放置机构501，被配置为提供多片第一种极片1和至少一片第二种极片2，其中，第一种极片1和第二种极片2极性相反，多片第一种极片1包括第一极片11和第二极片12，第一极片11包括第一集流体111，第二极片12包括第二集流体121，第一集流体111和第二集流体121不同；

极片叠加机构502，被配置为将多片第一种极片1和至少一片第二种极片2叠加设置。

通过该电极组件的制造装置500生产的电极组件10，能够根据电池多方面的需求，将极性相同的极片设计为包含不同的集流体，以提高电极组件10结构配置的灵活性，将不同集流体的优点集成到同一电极组件中，从而平衡电极组件10各方面的性能，进而提高电池400的综合性能。

在本申请的另一实施例中，如图26所示，电极组件10为卷绕式电极组件，电极组件的制造装置500还可包括卷绕机构503，被配置为将多片第一种极片1和多片第二种极片2绕卷绕轴线K卷绕形成卷绕结构，其中，在卷绕结构中，第一种极片1和第二种极片2沿垂直于卷绕轴线K的方向交替设置。卷绕机构503可为极片提供稳定的卷绕张力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (19)

1.一种电极组件，其特征在于，包括：叠加设置的多片第一种极片、至少一片第二种极片和至少一片隔膜，所述第一种极片和所述第二种极片极性相反，相邻的所述第一种极片和所述第二种极片通过所述隔膜隔开，所述多片第一种极片包括第一极片和第二极片，

其中，所述第一极片包括第一集流体，所述第二极片包括第二集流体，所述第一集流体和所述第二集流体不同。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一集流体包括沿垂直于所述第一种极片和所述第二种极片的叠加面叠加设置的第一导电层和保护层，所述保护层的电阻率大于所述第一导电层的电阻率。

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述保护层为两层且分别设在所述第一导电层的两侧。

4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述保护层的材质包括：高分子基体、导电材料或无机填料。

5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，所述高分子基体包括：聚偏氟烯烃高分子基体或聚偏氯烯烃高分子基体。

6.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述第一导电层为两层且分别设在所述保护层的两侧。

7.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述保护层为绝缘层。

8.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述保护层的材料包括：有机聚合物绝缘材料、无机绝缘材料或复合材料。

9.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述第二集流体由第二导电层组成。

10.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，所述第一导电层与所述第二导电层的材质相同。

11.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，所述第一导电层与所述第二导电层的材质均为金属。

12.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，所述第一导电层的厚度小于或等于第二导电层的厚度。

13.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，所述第一集流体的厚度与所述第二集流体的厚度差不超过5um。

14.根据权利要求2-13任一项所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件的最外层极片为所述第一极片。

15.一种电池，其特征在于，包括：

壳体；和

权利要求1～14任一所述的电极组件，所述电极组件设在所述壳体内。

16.一种电池模块，其特征在于，包括：多个权利要求15所述的电池。

17.一种电池组，其特征在于，包括：多个权利要求16所述的电池模块。

18.一种使用电池的装置，其特征在于，包括：权利要求15所述的电池，其中所述电池用于提供电能。

19.一种电极组件的制造装置，其特征在于，包括：

极片放置机构，被配置为提供多片第一种极片、至少一片第二种极片和至少一片隔膜，其中，所述第一种极片和所述第二种极片极性相反，相邻的所述第一种极片和所述第二种极片通过所述隔膜隔开，所述多片第一种极片包括第一极片和第二极片，所述第一极片包括第一集流体，所述第二极片包括第二集流体，所述第一集流体和所述第二集流体不同；和

极片叠加机构，被配置为将所述多片第一种极片和所述至少一片第二种极片叠加设置。

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