CN213692108U - 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置。本申请实施例的电极组件包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体两个表面的正极活性物质层，所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体两个表面的负极活性物质层。所述正极极片和所述负极极片经过卷绕后形成弯折区，所述正极极片包括位于所述弯折区的第一正极弯折层，所述负极极片包括位于所述弯折区的第一负极弯折层，所述第一正极弯折层位于所述第一负极弯折层的外侧并与所述第一负极弯折层相邻设置。所述第一负极弯折层具有贯穿所述负极集流体的开孔。

Description

电极组件、电池单体、电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池领域，特别是涉及一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置。

背景技术

可再充电电池，可以称为二次电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。可再充电电池广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。

可再充电电池可以包括镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池和二次碱性锌锰电池等。

目前，汽车使用较多的电池一般是锂离子电池，锂离子电池作为一种可再充电电池，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。

可再充电电池包括电极组件和电解质溶液，电极组件包括正极极片、负极极片和位于正极极片和负极极片之间的隔离膜。正极极片也可以称为阴极极片，正极极片的两个表面均具有正极活性物质层，例如，正极活性物质层的正极活性物质可为锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂或者镍钴锰酸锂；负极极片也可以称为阳极极片，负极极片的两个表面均具有负极活性物质层，例如，负极活性物质层的负极活性物质可以是石墨或硅。

析锂是锂电池一种常见的异常现象，会影响锂离子的充电效率以及能量密度，析锂严重时还可以形成锂结晶，而锂结晶可以刺穿隔离膜从而导致内短路热失控，严重危害电池的安全。

因此，如何降低或避免析锂，提高电池安全，成为业内的一个难题。

实用新型内容

本申请提供一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置，其能降低析锂风险，提高安全性能。

本申请的第一方面提供一种电极组件，其包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体两个表面的正极活性物质层，所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体两个表面的负极活性物质层。所述正极极片和所述负极极片经过卷绕后形成弯折区，所述正极极片包括位于所述弯折区的第一正极弯折层，所述负极极片包括位于所述弯折区的第一负极弯折层，所述第一正极弯折层位于所述第一负极弯折层的外侧并与所述第一负极弯折层相邻设置。所述第一负极弯折层具有贯穿所述负极集流体的开孔，所述开孔被配置为：从所述第一正极弯折层的所述正极活性物质层脱出的一部分离子能够穿过所述开孔并嵌入到设置于所述第一负极弯折层的所述负极集流体的内侧的所述负极活性物质层。

第一负极弯折层的负极集流体的内侧的负极活性物质层能够为第一正极弯折层的正极活性物质层提供嵌锂空间，降低第一负极弯折层的负极集流体的外侧的负极活性物质层析锂的风险，提高电极组件的安全性能和使用寿命。

在一些实施例中，所述开孔贯穿所述负极集流体和所述负极集流体内侧的所述负极活性物质层。在另一些实施例中，所述开孔贯穿所述负极集流体和所述负极集流体外侧的所述负极活性物质层。在又一些实施例中，所述开孔贯穿所述负极集流体、所述负极集流体外侧的所述负极活性物质层和所述负极集流体内侧的所述负极活性物质层。

在一些实施例中，所述第一负极弯折层的所述负极活性物质层包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分设置于所述负极集流体的内侧，所述第二部分设置于所述负极集流体的外侧，所述第三部分设置于所述开孔内并连接所述第一部分和所述第二部分。设置在开孔内的第三部分也能够为锂离子提供嵌锂空间，从而降低析锂风险。

在一些实施例中，所述负极极片包括位于所述弯折区的多个负极弯折层，所述弯折区的最内侧的一个所述负极弯折层为所述第一负极弯折层。弯折区的最内侧的一个负极弯折层出现析锂的风险最高，因此，这样设置能够有效地降低析锂风险。

在一些实施例中，所述弯折区仅最内侧的一个所述负极弯折层为所述第一负极弯折层。这样可以减少开孔的数量，简化负极极片的制备工艺。

在一些实施例中，所述弯折区的所有的所述负极弯折层均为所述第一负极弯折层。

在一些实施例中，所述开孔为一个。在另一些实施例中，所述开孔为非连续的多个，多个所述开孔沿所述弯折区的弯折方向间隔分布。在又一些实施例中，多个所述开孔沿垂直于所述弯折方向的方向间隔分布。多个开孔可以使离子通道分布的更为均匀，提高离子穿过负极集流体的效率。

在一些实施例中，沿垂直于所述弯折方向的方向，所述开孔的尺寸与所述第一负极弯折层的尺寸之比为0.05-1.00。

在一些实施例中，所述电极组件具有平直区，所述弯折区为两个且分别连接于所述平直区的两端，两个所述弯折区均包括所述第一负极弯折层。

本申请的第二方面提供一种电池单体，其包括：壳体、盖板和至少一个上述实施例所述的电极组件。所述壳体具有容纳腔和开口，所述电极组件容纳于所述容纳腔中。所述盖板用于封闭所述壳体的开口。

本申请的第三方面提供一种电池，其包括箱体和至少一个上述实施例所述的电池单体，所述电池单体收容于所述箱体内。

本申请的第四方面提供一种用电装置，所述用电装置被配置为接收从上述实施例所述的电池提供的电能。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1为本申请一实施例的一种用电装置的结构示意图；

图2为本申请一实施例的一种电池的结构示意图；

图3为本申请一实施例的一种电池模块示意图；

图4为本申请一实施例的一种电池单体的结构示意图；

图5为本申请一实施例的一种电极组件的立体结构示意图；

图6为图5的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图；

图7为图6的电极组件的弯折区的结构示意图；

图8为图7的弯折区在圆框部分A的放大示意图；

图9为本申请一实施例的电极组件的负极极片在展平之后的结构示意图；

图10为本申请一实施例的电极组件的正极极片在展平之后的结构示意图；

图11为本申请另一实施例的电极组件的负极极片在展平之后的结构示意图；

图12为本申请又一实施例的电极组件的负极极片在展平之后的结构示意图；

图13为本申请另一实施例的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图；

图14为图13的电极组件在方框部分B的放大示意图；

图15为本申请另一实施例的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图；

图16为图15的电极组件在方框部分C的放大示意图；

图17为本申请另一实施例的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图；

图18为图17的电极组件在方框部分D的放大示意图；

图19为本申请另一实施例的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图；

图20为图19的电极组件在方框部分E的放大示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

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它实施例，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，意图在于覆盖不排它的包含。

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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，因此不能理解为对本申请的限制。此外，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，可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请实施例描述的电池单体和电池均适用于用电装置，电池单体和电池向用电装置提供电能。例如，用电装置可以是手机、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池单体和电池不仅仅局限适用于上述所描述的用电装置，还可以适用于所有使用电池的装置，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用电装置的结构示意图，用电装置可以为车辆1，车辆1可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1的内部可以设置电池2、控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池2。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1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，电池2不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

为了满足不同的使用电力需求，电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。可选地，多个电池单体可以先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联组成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。

在本申请的另一实施例中，如图2所示，为本申请一实施例的一种电池的结构示意图，电池2包括一个或者多个电池模块21，例如，电池2包括多个电池模块21，多个电池模块21可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池2还可以包括箱体22(或称罩体)，箱体22内部为中空结构，多个电池模块21容纳于箱体22内。如图2所示，箱体22包括两部分，这里分别称为第一部分23和第二部分24，第一部分23和第二部分24扣合在一起。第一部分23和第二部分24的形状可以根据多个电池模块21组合的形状而定，第一部分23和第二部分24可以均具有一个开口。例如，第一部分23和第二部分24均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一部分23的开口和第二部分24的开口相对设置，并且第一部分23和第二部分24相互扣合形成具有封闭腔室的箱体22。多个电池模块21相互并联或串联或混联组合后置于第一部分23和第二部分24扣合后形成的箱体22内。

可选地，电池2还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该电池2还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体之间的电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过连接电池单体的电极端子实现电池单体之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体的电极端子。多个电池单体的电能可进一步通过导电机构穿过箱体22而引出。可选地，导电机构也可属于汇流部件。

根据不同的电力需求，电池模块21可以包括一个或多个电池单体，如图3所示，电池模块21包括多个电池单体25，多个电池单体25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。可选地，电池模块21还包括汇流部件26，汇流部件26用于实现多个电池单体25之间的电连接，例如并联或串联或混联。例如，电池单体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。电池单体可呈圆柱体、扁平体、方形或其它形状等。例如，如图3所示，电池单体为方形结构。

如图4所示，为本申请一实施例的一种电池单体的结构示意图。电池单体包括外壳101和容置于外壳101内的一个或多个电极组件100，外壳101包括壳体102和盖板103，壳体102具有容纳腔，且壳体102具有开口，即该平面不具有壳体壁而使得壳体102内外相通，以便电极组件100可以收容于壳体102的容纳腔内，盖板103与壳体102结合于壳体102的开口处以形成中空腔体，电极组件100容置于外壳101内后，外壳101内充有电解液并密封。

壳体102根据一个或多个电极组件100组合后的形状而定，例如，壳体102可以为中空长方体或中空正方体或中空圆柱体。例如，当壳体102为中空的长方体或正方体时，壳体102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102内外相通；当壳体102为中空的圆柱体时，壳体102的其中一个圆形侧面为开口面，即该圆形侧面不具有壳体壁而使得壳体102内外相通。壳体102可由导电金属的材料或塑料制成，可选地，壳体102由铝或铝合金制成。

图5为本申请一实施例的一种电极组件的立体结构示意图；图6为图5的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图。参照图5和图6，本申请实施例的电极组件100包括正极极片110、负极极片120以及隔离膜130，其中，正极极片110、负极极片120和隔离膜130层叠后绕卷绕轴线K卷绕形成卷绕结构，隔离膜130为一种绝缘膜，用于隔开负极极片120和正极极片110，防止负极极片120和正极极片110短路。该电极组件100的卷绕结构为扁平体形状，该电极组件100沿垂直于卷绕轴线K的方向的横截面的结构示意图可以如图6所示。

结合图5和图6，该电极组件100包括弯折区140和平直区150，弯折区140为两个且分别连接于平直区150的两端。平直区150是指该卷绕结构中具有平行结构的区域，即在该平直区150内的负极极片120、正极极片110和隔离膜130相互基本平行，即电极组件在平直区150的每层负极极片120、正极极片110和隔离膜130的表面均为平面。弯折区140是指该卷绕结构中具有弯折结构的区域，即在该弯折区140内的负极极片120、正极极片110和隔离膜130均弯折，即电极组件在弯折区140的每层负极极片120、正极极片110和隔离膜130的表面均为曲面，该弯折区140具有弯折方向L，该弯折方向L可以理解为沿弯折区电极组件的表面指向平直区的方向，例如，该弯折方向L在该弯折区140沿该卷绕结构的卷绕方向。

图7为图6的电极组件的弯折区的结构示意图。参照图7，在一些示例中，正极极片110包括正极集流体111和设置于正极集流体111两个表面的正极活性物质层112，负极极片120包括负极集流体121和设置于负极集流体121两个表面的负极活性物质层122。正极活性物质层112包括正极活性物质，例如，正极活性物质可为锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂或者镍钴锰酸锂。负极活性物质层122包括负极活性物质，负极活性物质可以是石墨或硅。在一些示例中，正极集流体111和负极集流体121为金属箔材，例如，正极集流体111为铝箔，负极集流体121为铜箔。

隔离膜130具有大量贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过，对锂离子有很好的透过性，所以，隔离膜130基本上不能阻挡锂离子通过。例如，隔离膜130包括隔膜基层和位于隔膜基层表面的功能层，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。

正极极片110包括位于弯折区140的正极弯折层113，负极极片120包括位于弯折区140的负极弯折层123。在一些示例中，正极弯折层113为多个，负极弯折层123为多个，多个正极弯折层113和多个负极弯折层123交替层叠。隔离膜130将相邻的正极弯折层113和负极弯折层123隔开。

锂离子电池在充电时，锂离子从正极极片脱嵌并嵌入负极极片，但是可能会发生一些异常情况，例如，负极极片嵌锂空间不足、锂离子嵌入负极极片阻力太大或锂离子过快的从正极极片脱嵌，脱嵌的锂离子无法等量的嵌入负极极片的负极活性物质层，无法嵌入负极极片的锂离子只能在负极极片表面得电子，从而形成金色的金属锂单质，这就是析锂现象。析锂不仅使锂离子电池性能下降，循环寿命大幅缩短，还限制了锂离子电池的快充容量。除此之外，锂离子电池发生析锂时，析出来的锂金属非常活泼，在较低的温度下便可以与电解液发生反应，造成电池自产热起始温度(Tonset)降低和自产热速率增大，严重危害电池的安全。再者，析锂严重时，脱嵌的锂离子可以在负极极片表面形成锂结晶，而锂结晶容易刺破隔离膜，造成相邻的正极极片和负极极片具有短路的风险。

发明人在研发过程中发现电极组件在其弯折区经常发生析锂现象，经过进一步研究发现，发明人找到了造成该析锂现象的原因是：在弯折区140，正极弯折层113的半径大于其内侧的负极弯折层123的半径，所以正极弯折层113的正极集流体111的内表面上的正极活性物质层112的弧长大于负极弯折层123的负极集流体121的外表面上的负极活性物质层122的弧长，正极弯折层113的正极集流体111的内表面上的正极活性物质层112脱嵌的锂离子嵌入其内侧的负极弯折层123的负极活性物质层122时，负极活性物质层122的嵌锂空间不足，因此，锂离子电池在充电时，容易发生析锂现象。

有鉴于此，本申请提供一种电极组件100，该电极组件100包括正极极片110和负极极片120，正极极片110包括正极集流体111和设置于正极集流体111两个表面的正极活性物质层112，负极极片120包括负极集流体121和设置于负极集流体121两个表面的负极活性物质层122。正极极片110和负极极片120经过卷绕后形成弯折区140。

图8为图7的弯折区在圆框部分A的放大示意图。参照图8，正极极片110包括位于弯折区140的第一正极弯折层113a，负极极片120包括位于弯折区140的第一负极弯折层123a，第一正极弯折层113a位于第一负极弯折层123a的外侧并与第一负极弯折层123a相邻设置。隔离膜130将第一正极弯折层113a和第一负极弯折层123a隔开。

第一负极弯折层123a具有贯穿负极集流体121的开孔H1，开孔H1被配置为：从第一正极弯折层113a的正极活性物质层112脱出的一部分离子能够穿过开孔H1并嵌入到设置于第一负极弯折层123a的负极集流体121的内侧的负极活性物质层122。开孔H1为开设在第一负极弯折层123a的负极集流体121上的离子通道。

第一负极弯折层123a的负极集流体121的内侧的负极活性物质层122能够为第一正极弯折层113a的正极活性物质层112提供嵌锂空间，降低第一负极弯折层123a的负极集流体121的外侧的负极活性物质层122析锂的风险，提高电极组件100的安全性能和使用寿命。

另外，第一负极弯折层123a的半径大于其内侧的正极弯折层的半径，因此，即使从第一正极弯折层113a的正极活性物质层112脱出的一部分离子嵌入到设置于第一负极弯折层123a的负极集流体121的内侧的负极活性物质层122，第一负极弯折层123a的负极集流体121的内侧的负极活性物质层122仍然能够为第一负极弯折层123a的内侧的正极弯折层的正极活性物质层112所脱嵌的离子提供嵌锂空间，避免第一负极弯折层123a的负极集流体121的内侧的负极活性物质层122析锂的风险。

在本申请的另一些实施例中，参照图8，开孔H1贯穿负极集流体121和负极集流体121外侧的负极活性物质层122。开孔H1为开口面向第一正极弯折层113a的凹槽。

第一负极弯折层123a的负极活性物质层122包括第一部分1221和第二部分1222，第一部分1221设置于负极集流体121的内侧，第二部分1222设置于负极集流体121的外侧，开孔H1贯通第二部分1222和负极集流体121。第一部分1221从内侧覆盖开孔H1。

在本申请的另一些实施例中，弯折区140的最内侧的一个负极弯折层123为第一负极弯折层123a。弯折区140最内侧的极片弯折程度最大，最内侧的一个负极弯折层以及位于该负极弯折层外侧的正极弯折层的半径差值较大，也就是说，弯折区140的最内侧的一个负极弯折层123出现析锂的风险最高。因此，至少弯折区140的最内侧的一个负极弯折层123为设有开孔H1的第一负极弯折层123a。

在本申请的另一些实施例中，弯折区140仅最内侧的一个负极弯折层123为第一负极弯折层123a。这样可以减少开孔H1的数量，简化负极极片120的制备工艺。

图9为本申请一实施例的电极组件的负极极片在展平之后的结构示意图。参照图9，负极集流体121包括负极主体部1211和从负极主体部1211延伸的负极极耳部1212，负极活性物质层122至少部分涂覆于负极主体部1211的表面。在一些示例中，负极极耳部1212为多个；当负极极片120处于卷绕状态时，多个负极极耳部1212层叠在一起。

在展平状态下，负极极片120包括多个负极弯折层123和多个负极平直层124，沿负极极片120的长度方向X，多个负极平直层124和多个负极弯折层123交替布置。在卷绕成型的电极组件100中，多个负极平直层124位于电极组件100的平直区150，多个负极弯折层123位于电极组件100的弯折区140。

在一些实施例中，两个弯折区140均包括第一负极弯折层123a。例如，参照图9，负极极片120的两个相邻的负极弯折层123形成有开孔H1，负极极片120卷绕成型后，这两个相邻的负极弯折层123即为两个第一负极弯折层123a且分别位于两个弯折区140。在一些示例中，这两个相邻的负极弯折层123分别为两个弯折区140的最内侧的负极弯折层123。

在一些实施例中，第一负极弯折层123a的开孔H1为一个。参照图9，开口H1为沿负极极片的宽度方向Y延伸的条形孔。在卷绕成型的电极组件100中，宽度方向Y平行于卷绕轴线K且垂直于弯折方向L。

沿垂直于弯折方向L的方向，开孔H1的尺寸d1与第一负极弯折层123a的尺寸d2之比为0.05-1.00。如果该比值小于0.05，那么开孔H1的尺寸偏小，开口H1形成的离子通道较小，影响离子通过的效率。

图10为本申请一实施例的电极组件的正极极片在展平之后的结构示意图。参照图10，正极集流体111包括正极主体部1111和从正极主体部1111延伸的正极极耳部1112，正极活性物质层112至少部分涂覆于正极主体部1111的表面。在一些示例中，正极极耳部1112为多个；当正极极片110处于卷绕状态时，多个正极极耳部1112层叠在一起。

在展平状态下，正极极片110包括多个正极弯折层113和多个正极平直层114，沿正极极片110的长度方向X，多个正极平直层114和多个正极弯折层113交替布置。在卷绕成型的电极组件100中，多个正极平直层114位于电极组件100的平直区150，多个正极弯折层113位于电极组件100的弯折区140。

图11为本申请另一实施例的电极组件的负极极片在展平之后的结构示意图。参照图11，开孔H1为非连续的多个，多个开孔H1沿弯折区140的弯折方向L间隔分布。多个开孔H1可以使离子通道分布的更为均匀，提高离子穿过负极集流体121的效率。在一些示例中，各开口H1为沿宽度方向Y延伸的条形孔。沿垂直于弯折方向L的方向，各开孔H1的尺寸与第一负极弯折层123a的尺寸之比为0.05-1.00。

图12为本申请又一实施例的电极组件的负极极片在展平之后的结构示意图。参照图12，多个开孔H1沿垂直于弯折方向L的方向间隔分布。多个开孔H1可以使离子通道分布的更为均匀，提高离子穿过负极集流体121的效率。在一些示例中，各开口H1为沿长度方向X延伸的条形孔。沿垂直于弯折方向L的方向，各开孔H1的尺寸与第一负极弯折层123a的尺寸之比为0.05-0.2。

图13为本申请另一实施例的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图。图14为图13的电极组件在方框部分B的放大示意图。

参照图13和14，本申请实施例还提供了一种电极组件200，该电极组件200包括正极极片210和负极极片220，正极极片210包括正极集流体211和设置于正极集流体211两个表面的正极活性物质层212，负极极片220包括负极集流体221和设置于负极集流体221两个表面的负极活性物质层。正极极片210和负极极片220经过卷绕后形成弯折区240和平直区250。

正极极片210包括位于弯折区240的第一正极弯折层213a，负极极片220包括位于弯折区240的第一负极弯折层223a，第一正极弯折层213a位于第一负极弯折层223a的外侧并与第一负极弯折层223a相邻设置。隔离膜230将第一正极弯折层213a和第一负极弯折层223a隔开。

第一负极弯折层223a具有贯穿负极集流体221的开孔H2，开孔H2被配置为：从第一正极弯折层213a的正极活性物质层212脱出的一部分离子能够穿过开孔H2并嵌入到设置于第一负极弯折层223a的负极集流体221的内侧的负极活性物质层。开孔H2为开设在第一负极弯折层223a的负极集流体221上的离子通道。

开孔H2贯穿负极集流体121和负极集流体121内侧的负极活性物质层。第一负极弯折层223a的负极活性物质层包括第一部分2221和第二部分2222，第一部分2221设置于负极集流体221的内侧，第二部分2222设置于负极集流体221的外侧，开孔H2贯通第一部分2221和负极集流体221。第二部分2222从外侧覆盖开孔H2。在此补充的是，离子能够在负极活性物质层中移动，第二部分2222不会阻挡离子穿过开孔H2。

图15为本申请另一实施例的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图。图16为图15的电极组件在方框部分C的放大示意图。

参照图15和16，本申请实施例还提供了一种电极组件300，该电极组件300包括正极极片310和负极极片320，正极极片310包括正极集流体311和设置于正极集流体311两个表面的正极活性物质层312，负极极片320包括负极集流体321和设置于负极集流体321两个表面的负极活性物质层。正极极片310和负极极片320经过卷绕后形成弯折区340和平直区350。

正极极片310包括位于弯折区340的第一正极弯折层313a，负极极片320包括位于弯折区340的第一负极弯折层323a，第一正极弯折层313a位于第一负极弯折层323a的外侧并与第一负极弯折层323a相邻设置。隔离膜330将第一正极弯折层313a和第一负极弯折层323a隔开。

第一负极弯折层323a具有贯穿负极集流体321的开孔H3，开孔H3被配置为：从第一正极弯折层313a的正极活性物质层312脱出的一部分离子能够穿过开孔H3并嵌入到设置于第一负极弯折层323a的负极集流体321的内侧的负极活性物质层。开孔H3为开设在第一负极弯折层323a的负极集流体321上的离子通道。

开孔H3贯穿负极集流体321、负极集流体321外侧的负极活性物质层和负极集流体321内侧的负极活性物质层。第一负极弯折层323a的负极活性物质层包括第一部分3221和第二部分3222，第一部分3221设置于负极集流体321的内侧，第二部分3222设置于负极集流体321的外侧，开孔H3贯通第一部分3221、负极集流体321和第二部分3222。开孔H3可通过冲切形成，简化负极极片320成型工艺。

图17为本申请另一实施例的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图。图18为图17的电极组件在方框部分D的放大示意图。

参照图17和18，本申请实施例还提供了一种电极组件400，该电极组件400包括正极极片410和负极极片420，正极极片410包括正极集流体411和设置于正极集流体411两个表面的正极活性物质层412，负极极片420包括负极集流体421和设置于负极集流体421两个表面的负极活性物质层。正极极片410和负极极片420经过卷绕后形成弯折区440和平直区450。

正极极片410包括位于弯折区440的第一正极弯折层413a，负极极片420包括位于弯折区440的第一负极弯折层423a，第一正极弯折层413a位于第一负极弯折层423a的外侧并与第一负极弯折层423a相邻设置。隔离膜430将第一正极弯折层413a和第一负极弯折层423a隔开。

第一负极弯折层423a具有贯穿负极集流体421的开孔H4，开孔H4被配置为：从第一正极弯折层413a的正极活性物质层412脱出的一部分离子能够穿过开孔H4并嵌入到设置于第一负极弯折层423a的负极集流体421的内侧的负极活性物质层。开孔H4为开设在第一负极弯折层423a的负极集流体421上的离子通道。

第一负极弯折层423a的负极活性物质层包括第一部分4221、第二部分4222和第三部分4223，第一部分4221设置于负极集流体421的内侧，第二部分4222设置于负极集流体421的外侧，第三部分4223设置于开孔H4内并连接第一部分4221和第二部分4222。设置在开孔H4内的第三部分4223也能够为锂离子提供嵌锂空间，从而降低析锂风险。

图19为本申请另一实施例的电极组件沿垂直于卷绕轴线的方向的横截面的结构示意图。图20为图19的电极组件在方框部分E的放大示意图。

参照图19和20，本申请实施例还提供了一种电极组件500，该电极组件500包括正极极片510和负极极片520，正极极片510包括正极集流体511和设置于正极集流体511两个表面的正极活性物质层512，负极极片520包括负极集流体521和设置于负极集流体521两个表面的负极活性物质层。正极极片510和负极极片520经过卷绕后形成弯折区540和平直区550。

正极极片510包括位于弯折区540的多个正极弯折层513，负极极片520包括位于弯折区540的多个负极弯折层。多个正极弯折层513和多个负极弯折层交替设置。弯折区540的所有的负极弯折层均为第一负极弯折层523a，其中，各第一负极弯折层523a具有贯穿负极集流体521的开孔H5。开孔H5为开设在第一负极弯折层523a的负极集流体521上的离子通道。

各第一负极弯折层523a的负极活性物质层包括第一部分5221、第二部分5222和第三部分5223，第一部分5221设置于负极集流体521的内侧，第二部分5222设置于负极集流体521的外侧，第三部分5223设置于开孔H5内并连接第一部分5221和第二部分5222。设置在开孔H5内的第三部分5223也能够为锂离子提供嵌锂空间，从而降低析锂风险。

在另一些实施例中，一些负极弯折层为具有开孔H5的第一负极弯折层523a，另一些负极弯折层为不设置开孔H5的第二负极弯折层。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种电极组件，其特征在于，包括正极极片和负极极片，所述正极极片包括正极集流体和设置于所述正极集流体两个表面的正极活性物质层，所述负极极片包括负极集流体和设置于所述负极集流体两个表面的负极活性物质层；

所述正极极片和所述负极极片经过卷绕后形成弯折区，所述正极极片包括位于所述弯折区的第一正极弯折层，所述负极极片包括位于所述弯折区的第一负极弯折层，所述第一正极弯折层位于所述第一负极弯折层的外侧并与所述第一负极弯折层相邻设置；

所述第一负极弯折层具有贯穿所述负极集流体的开孔，所述开孔被配置为：从所述第一正极弯折层的所述正极活性物质层脱出的一部分离子能够穿过所述开孔并嵌入到设置于所述第一负极弯折层的所述负极集流体的内侧的所述负极活性物质层。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，

所述开孔贯穿所述负极集流体和所述负极集流体内侧的所述负极活性物质层；或

所述开孔贯穿所述负极集流体和所述负极集流体外侧的所述负极活性物质层；或

所述开孔贯穿所述负极集流体、所述负极集流体外侧的所述负极活性物质层和所述负极集流体内侧的所述负极活性物质层。

3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一负极弯折层的所述负极活性物质层包括第一部分、第二部分和第三部分，所述第一部分设置于所述负极集流体的内侧，所述第二部分设置于所述负极集流体的外侧，所述第三部分设置于所述开孔内并连接所述第一部分和所述第二部分。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述负极极片包括位于所述弯折区的多个负极弯折层，所述弯折区的最内侧的一个所述负极弯折层为所述第一负极弯折层。

5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，所述弯折区仅最内侧的一个所述负极弯折层为所述第一负极弯折层。

6.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，所述弯折区的所有的所述负极弯折层均为所述第一负极弯折层。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的电极组件，其特征在于，

所述开孔为一个；或者

所述开孔为非连续的多个，多个所述开孔沿所述弯折区的弯折方向间隔分布；或者

多个所述开孔沿垂直于所述弯折方向的方向间隔分布。

8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，沿垂直于所述弯折方向的方向，所述开孔的尺寸与所述第一负极弯折层的尺寸之比为0.05-1.00。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件具有平直区，所述弯折区为两个且分别连接于所述平直区的两端，两个所述弯折区均包括所述第一负极弯折层。

10.一种电池单体，其特征在于，包括：壳体、盖板和至少一个如权利要求1-9任一项所述的电极组件；

所述壳体具有容纳腔和开口，所述电极组件容纳于所述容纳腔中；

所述盖板用于封闭所述壳体的开口。

11.一种电池，其特征在于，包括箱体和至少一个如权利要求10所述的电池单体，所述电池单体收容于所述箱体内。

12.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置被配置为接收从权利要求11所述的电池提供的电能。

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