CN215896616U - 电极组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，属于电池制造技术领域。一种电极组件，该电极组件为卷绕式电极组件且包括第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜的卷绕圈数与第二隔膜的卷绕圈数的差值大于或等于1。本申请实施例的电极组件，能够降低或避免析锂现象的发生，提高了电池单体的安全性。

Description

电极组件、电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，具体而言，涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电设备。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

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。

锂离子电池包括电极组件和电解液，电极组件包括第一极片、第二极片和位于第一极片和第二极片之间的隔膜。

析锂是锂离子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膜从而导致内部短路热失控，严重危害电池的安全。

因此，如何降低或避免析锂以提高电池安全，成为业内的一个难题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，能够降低或避免析锂现象的发生，提高了电池单体的安全性。

本申请是通过下述技术方案实现的：

第一方面，本申请提供了一种电极组件，所述电极组件为卷绕式电极组件且包括第一隔膜和第二隔膜，所述第一隔膜的卷绕圈数与所述第二隔膜的卷绕圈数的差值大于或等于1。

隔膜的束缚力与隔膜的卷绕圈数有关系，现有技术中，第一隔膜和第二隔膜同步收尾，隔膜的层数等于隔膜的卷绕圈数乘以2，在同等隔膜的层数的情况下，隔膜的圈数较小，隔膜束缚力较小，容易出现析锂，电池的安全性能低；根据本申请实施例的电极组件，由于第一隔膜的卷绕圈数与第二隔膜的卷绕圈数的差值大于或等于1，则隔膜的层数小于隔膜的卷绕圈数乘以2，反过来，同等隔膜层数的情况下，隔膜的卷绕圈数增加，隔膜的束缚力增加，减小相邻两个极片之间的距离，锂离子的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低或避免了析锂现象的发生，提高了电池单体的安全性。

根据本申请的一些实施例，所述第一隔膜的起始端位于所述第二隔膜的内侧，所述第二隔膜的收尾端位于所述第一隔膜的内侧。

在上述方案中，内侧是指朝向卷绕中心的一侧，外侧是指背离卷绕中心的一侧；内侧的隔膜是指第一隔膜和第二隔膜在与第一极片和第二极片卷绕时，起始端相对靠近卷绕中心的隔膜。第一隔膜的位置决定第一隔膜为两个隔膜中内侧的隔膜，并且第一隔膜最后包裹第二隔膜的收尾端，以便于提高隔膜的束缚力。

根据本申请的一些实施例，所述第一隔膜的卷绕圈数与所述第二隔膜的卷绕圈数的差值小于或等于5。

在上述方案中，第一隔膜的卷绕圈数多于第二隔膜的卷绕圈数主要体现在第二隔膜收尾后，第一隔膜相对于第二隔膜多卷绕的圈数，在保证隔膜具有较大的束缚力的同时，第一隔膜的卷绕圈数与第二隔膜的卷绕圈数的差值不宜过大，如果第一隔膜的卷绕圈数与第二隔膜的卷绕圈数的差值过大，则隔膜的整体卷绕圈数过大，对电池单体的能量密度的影响较大。

根据本申请的一些实施例，所述第一隔膜的卷绕圈数与所述第二隔膜的卷绕圈数的差值为整数。

在上述方案中，第一隔膜的卷绕圈数与第二隔膜的卷绕圈数的差值为整数，以便于在同一区域收尾，能够同时对第一隔膜的收尾端和第二隔膜的收尾端起到固定作用，保证隔膜的束缚效果。

根据本申请的一些实施例，所述电极组件呈扁平状，所述电极组件包括平直区和两个弯折区，两个所述弯折区连接于所述平直区的两端，所述第一隔膜的收尾端和所述第二隔膜的收尾端均位于所述平直区。

在上述方案中，第一隔膜的收尾端和第二隔膜的收尾端均位于平直区，具有较好的收尾效果；尤其是，当第一隔膜的收尾端与第二隔膜的收尾端均被同一收尾胶包裹时，能够使得收尾胶对第一隔膜和第二隔膜起到更好的收尾作用。

根据本申请的一些实施例，所述第一隔膜的收尾端和所述第二隔膜的收尾端位于所述电极组件的厚度方向的同一侧，或，所述第一隔膜的收尾端和所述第二隔膜的收尾端位于所述电极组件的厚度方向的两侧。

在上述方案中，在第一隔膜的收尾端和第二隔膜的收尾端位于电极组件的厚度方向的同一侧的实施例中，第一隔膜的收尾端和第二隔膜的收尾端位于平直区的同一侧，以便于收尾胶对第一隔膜的收尾端和第二隔膜的收尾胶均起到收尾作用；在第一隔膜的收尾端和第二隔膜的收尾端位于电极组件的厚度方向的两侧的实施例中，第一隔膜的收尾端和第二隔膜的收尾端位于平直区的两侧，第一隔膜相对于第二隔膜的长度较长，并且第二隔膜的收尾端被位于其内圈的第一隔膜和外圈的第一隔膜夹持，具有较好的收尾效果。

根据本申请的一些实施例，所述第二隔膜的收尾端位于所述第一隔膜的收尾端的内侧，所述第一隔膜的收尾端设置有缺口，以露出部分所述第二隔膜的收尾端。

在上述方案中，缺口的设置，以便于露出部分第二隔膜的收尾端，当收尾胶收尾时，收尾胶能够同时作用于第一隔膜的收尾端和第二隔膜的收尾端，具有较好的收尾效果。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，其包括上述实施例中的电极组件。

第三方面，本申请提供了一种电池，其包括上述实施例中的电池单体。

第四方面，本申请提供了一种用电装置，其包括上述实施例中的电池单体。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的分解图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的电极组件的示意图；

图5为本申请一些实施例提供的隔膜收尾的示意图；

图6为本申请另一些实施例提供的电极组件的示意图；

图7为本申请又一些实施例提供的电极组件的示意图；

图8为本申请另一些实施例提供的隔膜收尾的示意图；

图9为本申请又一些实施例提供的隔膜收尾的示意图；

图10为本申请一些实施例提供的第一隔膜的收尾端的缺口的示意图；

图11为本申请另一些实施例提供的第一隔膜的收尾端的缺口的示意图；

图12为本申请又一些实施例提供的第一隔膜的收尾端的缺口的示意图。

图标：100-电池；10-箱体；101-第一部分；102-第二部分；20-电池单体；21-壳体；22-端盖；23-电极组件；231-第一隔膜；2311-缺口；232-第二隔膜；233-第一极片；234-第二极片；P-平直区；W-弯折区；24-电极端子；25-转接片；26-收尾胶；300-马达；400-控制器；1000-车辆；X-基线。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

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。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

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。

在本申请实施例的描述中，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。

在本申请实施例的描述中，术语“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)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“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实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

隔膜具有电子绝缘性，用于隔离相邻的正极极片和负极极片，防止相邻的正极极片和负极极片短路。隔膜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，隔膜基本上不能阻挡锂离子通过。

为使得锂离子电池单体体积更小，能量密度更高，锂离子电池单体的电极组件中的负极极片、正极极片和隔膜可以进行卷绕或折叠，然后压实。该电极组件包括平直区和位于该平直区两端的弯折区，平直区是指该电极组件中具有平行结构的区域，即在该平直区内的负极极片、正极极片和隔膜的表面均为平面。弯折区是指该电极组件中具有弯折结构的区域，即在该弯折区内的负极极片、正极极片和隔膜均弯折，即电极组件在弯折区的每层负极极片、正极极片和隔膜的表面均为曲面。本申请实施例中以电极组件为卷绕式结构为例进行介绍。本申请实施例中，隔膜的数量为两个，电极组件可以为负极极片、第一隔膜、正极极片及第二隔膜层叠卷绕而成，也可以为第一隔膜、负极极片、第二隔膜及正极极片层叠卷绕而成。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的安全性。而析锂即是影响电池的电性能和安全性能的主要因素之一，一旦发生析锂，不但会降低电池的电性能，而且随着析锂量的累加，容易形成锂结晶，锂结晶有可能会刺破隔膜，而引发电池内短路，造成安全隐患。

锂离子电池单体在充电时，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、负极极片与正极极片之间的距离过大、锂离子嵌入负极极片阻力太大或锂离子过快地从正极极片脱嵌，脱嵌的锂离子无法等量地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，从而形成银白色的金属锂单质，这就是析锂现象。析锂不仅使锂离子电池单体性能下降，循环寿命大幅缩短，还限制了锂离子电池单体的快充容量。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，造成电池单体自产热起始温度降低和自产热速率增大，严重危害电池单体的安全。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隔膜的束缚力较小，弯折区的相邻的两个负极极片和正极极片之间的距离较大，锂离子的传输距离较大，受动力学性能影响，锂离子的迁移能力降低，导致弯折区容易发生析锂现象。隔膜的束缚力较小是因为：隔膜的束缚力与隔膜的卷绕圈数有关系，现有技术中，负极极片、正极极片和两个隔膜(第一隔膜、第二隔膜)卷绕形成电极组件过程中，在负极极片收尾后，两个隔膜同步收尾，隔膜(第一隔膜和第二隔膜的统称)的层数等于隔膜的卷绕圈数乘以2，隔膜的卷绕圈数是指第一隔膜和第二隔膜的卷绕圈数，由于第一隔膜和第二隔膜同步收尾，在同等隔膜的层数的情况下，隔膜的圈数较小，隔膜的束缚力较小，容易出现析锂。

基于以上考虑，为了解决电池单体使用过程中的析锂现象问题，发明人经过深入研究，设计了一种电极组件，该电极组件为卷绕式电极组件，并且该电极组件包括第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜的卷绕圈数与第二隔膜的卷绕圈数的差值大于或等于1。第一隔膜的卷绕圈数大于第二隔膜的卷绕圈数，且两者的卷绕圈数差值至少大于1。

在这样的电极组件中，由于第一隔膜的卷绕圈数与第二隔膜的卷绕圈数的差值大于或等于1，则隔膜的层数小于隔膜的卷绕圈数乘以2，反过来，同等隔膜层数的情况下，隔膜的卷绕圈数增加，隔膜的束缚力增加，减小弯折区相邻两个极片之间的距离，锂离子的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低或避免了析锂现象的发生，提高了电池单体的安全性。

本申请实施例公开的电池单体可以但不限于车辆、船舶或飞行器等用电设备中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电设备的电源系统，这样，有利于降低或避免析锂现象的发生，提升电池的安全性。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电设备为车辆为例进行说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000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1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或车头部位或车尾部位。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源，用于车辆1000的电路系统，例如用于车辆1000的启动、导航和运行时的工作用电需求。

车辆1000还可以包括控制器400和马达300，控制器400用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的分解图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分101和第二部分102，第一部分101与第二部分102互相盖合，以使第一部分101与第二部分102共同限定出容纳电池单体20的容纳空间。第一部分101可以为板状结构，第二部分102可以为空心结构，第一部分101盖合于第二部分102的开口侧，以使第一部分101与第二部分102共同限定出容纳空间；第一部分101和第二部分102也可以均为一侧开口的空心结构，第一部分101的开口侧盖合于第二部分102的开口侧。第一部分101和第二部分102形成的箱体10可以为多种形状，例如，圆柱体、长方体等。如图2所示，图2中的箱体10为长方体。

电池100可以包括多个电池单体20，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可以直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模组，多个电池模组再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。

其中，每个电池单体20可以为二次电池100或一次电池100。本申请的电池单体20为锂离子电池100。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其他形状等，本申请实施例以电池单体20为长方体结构为例进行介绍。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是电池100的最小单元。如图3所示，电池单体20包括有壳体21、端盖22、电极组件23、电极端子24、转接片25及其他的功能性部件。

壳体21为中空结构，其具有开口，以供电极组件23放置于壳体21内部。壳体21可以是多种形状和多种尺寸的，例如，长方形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体21的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。本申请实施例的壳体21以长方形为例介绍。壳体21的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。

端盖22是指盖合于壳体21的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖22的形状可以与壳体21的形状相适应以配合壳体21。可选地，端盖22可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖22在受挤压碰撞时，就不易发生形变，使电池单体20能够具有更高的结构强度，安全性也可以有所提高。电极端子24设置于端盖22上，电极端子24与电极组件23通过转接片25电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖22上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖22的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖22的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体21内的电连接部件与端盖22，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

端盖22与壳体21可以是独立的部件，可以于壳体21上设置开口，通过在开口处使端盖22盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖22和壳体21一体化，具体地，端盖22和壳体21可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体21的内部时，再使端盖22盖合壳体21。

电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体21内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片和负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件23的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应。电极端子24的数量为两个，转接片25的数量也为两个，正极极耳与一个电极端子24通过一个转接片25连接，负极极耳与另一个电极端子24通过另一个转接片25连接。

根据本申请的一些实施例，参照图4，图4为本申请一些实施例提供的电极组件23的示意图。本申请提供了一种电极组件23。该电极组件23为卷绕式电极组件，并且包括第一隔膜231和第二隔膜232，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值大于或等于1。

电极组件23还包括极性相反的第一极片233和第二极片234，卷绕式电极组件可以由第一极片233、第一隔膜231、第二极片234及第二隔膜232层叠卷绕成卷状结构，或者，也可以由第一隔膜231、第一极片233、第二隔膜232及第二极片234层叠卷绕成卷状结构。上述的卷绕形式，能够保证相邻的第一极片233和第二极片234之间具有隔膜，以将第一极片233与第二极片234隔离，避免第一极片233与第二极片234短路。卷绕式电极组件的卷绕方向是指在图4所示卷绕式电极组件实体图上某一点沿着第一极片233、第一隔膜231、第二极片234或第二隔膜232从内向外移动的方向为卷绕方向，卷绕方向可以有两种，即顺时针和逆时针。例如，如图4所示，卷绕式电极组件的卷绕方向为顺时针。

一圈指的是卷绕式电极组件上的某个点作为起始端开始计算，沿着卷绕方向一周到达另一个点定位结束端，结束端与起始端以及此圈的中心在一条直线上，起始端在结束端与此圈中心之间，半圈即为上述一圈的一半。

在电极组件23中，第一极片233可以为正极极片，第二极片234可以为负极极片；第一极片233主体材质为铝，第二极片234主体材质为铜。或者，第一极片233为负极极片，第二极片234为正极极片；第一极片233主体材质为铜，第二极片234主体材质为铝。如此设置的第一极片233和第二极片234可以使得卷绕式电极组件的设置简单。

本申请实施例中，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值为正数，也即，第一隔膜231的卷绕圈数大于第二隔膜232的卷绕圈数。

隔膜(第一隔膜231和第二隔膜232的统称)的束缚力与隔膜的卷绕圈数有关系，现有技术中，第一隔膜231和第二隔膜232同步收尾，隔膜的层数等于隔膜的卷绕圈数乘以2，隔膜每卷绕一圈，有两层隔膜(一层第一隔膜231、一层第二隔膜232)，在同等隔膜的层数的情况下，隔膜的圈数较小，隔膜的束缚力较小，容易导致相邻的第一极片233和第二极片234之间的距离较大，进而容易出现析锂，使得电池100的安全性能降低。第一隔膜231和第二隔膜232同步收尾是指，第一隔膜231和第二隔膜232的卷绕圈数相同，并且第一隔膜231的收尾端与第二隔膜232的收尾端基本对齐，位于外侧的隔膜的收尾端不超出位于内侧的隔膜的收尾端。

需要指出的是，隔膜的卷绕圈数是指，如果第一隔膜231和第二隔膜232同步收尾，则，隔膜的卷绕圈数为隔膜的层数除以2，如果第一隔膜231和第二隔膜232不同步收尾，则，第一隔膜231和第二隔膜232中卷绕圈数最多的一个隔膜的卷绕圈数为隔膜的卷绕圈数。本申请实施例中，第一隔膜231的卷绕圈数大于第二隔膜232的卷绕圈数，隔膜的卷绕圈数为第一隔膜231的卷绕圈数。当第二隔膜232收尾后，位于第二隔膜232的收尾端外侧的隔膜均为第一隔膜231，隔膜的层数为第一隔膜231的层数加上第二隔膜232的层数，而隔膜的卷绕圈数则为第一隔膜231的卷绕圈数。例如，图4中，以基线X为参照，隔膜的圈数为4，隔膜的层数为7。

本申请实施例的电极组件23，由于第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值大于或等于1，则隔膜的层数小于隔膜的卷绕圈数乘以2，因为，第一隔膜231的长度大于第二隔膜232的长度至少一圈，在第一隔膜231超出第二隔膜232的长度范围内，第一隔膜231相对于第二隔膜232至少多卷绕了一圈。在隔膜的层数相同的情况下，相比于第一隔膜231和第二隔膜232同步收尾的情况，本申请实施例中，隔膜的卷绕圈数增加，隔膜的束缚力增加，能够减小相邻的第一极片233和第二极片234之间的距离，锂离子的传输距离减小，基于动力学性能，锂离子的迁移能力提高，降低或避免了析锂现象的发生，提高了电池单体20的安全性。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图4所示，第一隔膜231的起始端位于第二隔膜232的内侧，第二隔膜232的收尾端位于第一隔膜231的内侧。

内侧是指朝向卷绕中心的一侧，外侧是指背离电极组件23的卷绕中心的一侧。第一隔膜231的起始端位于第二隔膜232的内侧，是指第一隔膜231的起始端相对于第二隔膜232靠近电极组件23的卷绕中心，在对第一隔膜231、第二隔膜232以及第一极片233和第二极片234进行卷绕以形成卷状结构时，第一隔膜231位于两个隔膜的内侧。第二隔膜232的收尾端位于第一隔膜231的内侧，是指在第二隔膜232收尾时，第一隔膜231包裹第二隔膜232的收尾端，在第二隔膜232的收尾端的背离电极组件23的卷绕中心的一侧设置有第一隔膜231。

第一隔膜231的位置决定第一隔膜231为两个隔膜中内侧的隔膜，并且第一隔膜231包裹第二隔膜232的收尾端，以便于提高隔膜的束缚力。内侧的隔膜是指第一隔膜231和第二隔膜232在与第一极片233和第二极片234卷绕时，起始端相对靠近电极组件23的卷绕中心的隔膜。

在同等隔膜的卷绕圈数情况下，相当于比第一隔膜231和第二隔膜232同步收尾的实施例，本申请中，第一隔膜231为两个隔膜内侧的隔膜时，第二隔膜232的卷绕圈数减少，进而减少了电极组件23的结构空间，提高了电池单体20的能量密度。

在本申请的其他实施例中，第二隔膜232的起始端可以位于第一隔膜231的内侧，第二隔膜232的收尾端位于第一隔膜231的内侧。也即，第二隔膜232为两个隔膜内侧的隔膜。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值小于或等于5。

第一隔膜231的卷绕圈数多于第二隔膜232的卷绕圈数主要体现在第二隔膜232收尾后，第一隔膜231相对于第二隔膜232多卷绕的圈数，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值越大，则隔膜的束缚力则越大，但是如果第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值过大，则隔膜的卷绕圈数过大，会使得隔膜占用较大的结构空间，进而影响电池单体20的能量密度。

当第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值小于或等于5时，则能够在保证隔膜具有较大的束缚力的同时，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值不宜过大，对电池单体20的能量密度的影响较小。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值为整数。

第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值为整数，可以为1、2、3、4或5等。第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值为整数，也即，第一隔膜231的收尾端相对于第二隔膜232的收尾端多卷绕整数圈，第一隔膜231和第二隔膜232在同一区域收尾，能够同时对第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端起到固定作用，能够保证隔膜的束缚效果。

根据本申请的另一些实施例，可选地，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值也可以为小数。例如，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值为1.25、1.5、1.75、2.25、2.5、2.75、3.25、3.5、3.75、4.25、4.5或4.75等。当第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数为小数时，第一隔膜231的收尾端的设置位置灵活，便于实现第一隔膜231的收尾。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图4所示，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值为1。

当第一隔膜231相对于第二隔膜232多卷绕一圈时，第一隔膜231的收尾端包裹第二隔膜232的收尾端，并且第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端对齐，第一隔膜231的收尾端不超出第二隔膜232的收尾端，以便于电极组件23的收尾。

因为隔膜的长度大于极片的长度，隔膜包裹第一极片233的收尾端和第二极片234的收尾端，以避免第一极片233和第二极片234短路，故而，电极组件23的收尾一般是指隔膜的收尾，隔膜的收尾是指将隔膜的收尾端固定。

请参照图5，图5为本申请一些实施例提供的隔膜收尾的示意图。隔膜的收尾端的固定方式，在本申请实施例中，如图5所示，隔膜的收尾端通过收尾胶26粘接在隔膜次外圈的外周面上。采用收尾胶26的固定方式，一方面，可以使得隔膜的收尾端收尾简单可靠，另一方面，相对于涂抹胶层的固定方式，无需设置涂胶机构，可以降低卷绕式电极组件的成本。当然，收尾胶26有多个选择，例如，收尾胶26可以为单面胶、双面胶和热熔胶中的至少一种。上述任意一种的收尾胶26均可以有效将隔膜的收尾端粘接在隔膜的次外圈上，而且粘接效果好。

收尾胶26可以为胶带，胶带是指基材的至少一面涂胶的结构，其中，基材可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纸等材质。

请参照图6和图7所示，图6为本申请另一些实施例提供的电极组件23的示意图，图7为本申请又一些实施例提供的电极组件23的示意图。根据本申请的一些实施例，可选地，如图5、图6和图7所示，电极组件23呈扁平状，电极组件23包括平直区P和两个弯折区W，两个弯折区W连接于平直区P的两端，第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端均位于平直区P。

平直区P是指该电极组件23中具有平行结构的区域，即在该平直区P内的第一极片233、第二极片234、第一隔膜231及第二隔膜232的表面均为平面。弯折区W是指该电极组件23中具有弯折结构的区域，即在该弯折区W内的第一极片233、第二极片234、第一隔膜231及第二隔膜232均弯折，即电极组件23在弯折区的每层第一极片233、第二极片234、第一隔膜231及第二隔膜232的表面均为曲面。弯折区W由第一极片233、第一隔膜231、第二极片234及第二隔膜232在卷绕过程中拐弯形成。

当电极组件23由第一极片233、第一隔膜231、第二极片234及第二隔膜232卷绕成卷状并压扁后，第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端均位于平直区P。

由于弯折区W是由第一极片233、第一隔膜231、第二极片234及第二隔膜232在卷绕过程中拐弯形成，弯折区W的相邻的第一极片233和第二极片234之间的距离相对于平直区P的相邻的第一极片233和第二极片234之间的距离大，尤其是弯折区W的靠近外圈的相邻的第一极片233和第二极片234之间的距离较大，所以，弯折区W容易发生析锂现象。提高隔膜对弯折区W的第一极片233和第二极片234的束缚力，能够改善析锂现象，降低或避免析锂现象的发生。

当第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端均位于平直区P时，隔膜对弯折区W的极片具有较大的束缚力，能够控制弯折区W的相邻的第一极片233和第二极片234之间的距离，减小弯折区W的相邻的第一极片233和第二极片234之间的距离，锂离子的传输距离减小，锂离子的迁移能力提高，进而降低或避免析锂现象的发生。

第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端均位于平直区P，具有较好的收尾效果；尤其是，当第一隔膜231的收尾端与第二隔膜232的收尾端均被同一收尾胶26包裹时，能够使得收尾胶26对第一隔膜231和第二隔膜232起到更好的收尾作用。

根据本申请的一些实施例，可选地，如图6所示，第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端位于电极组件23的厚度方向的同一侧，或，如图7所示，第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端位于电极组件23的厚度方向的两侧。

如图6和图7所示，图中Z方向为电极组件23的厚度方向。由于位于平直区P的各部件的厚度方向与电极组件23的厚度方向一致，电极组件23的厚度方向也可以为平直区P的厚度方向。

沿电极组件23的厚度方向，电极组件23的卷绕中心位于平直区P的中部，平直区P具有沿电极组件23的厚度方向间隔的两部分，该两部分被同一个弯折区W连接，也即，同一部分连接两个弯折区W。

在第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端位于电极组件23的厚度方向的同一侧的实施例中，第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端位于平直区P的相对于电极组件23的卷绕中心的同一侧，以便于收尾胶26对第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端均起到收尾的作用。可选地，在第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值为整数的实施例中，第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端在沿电极组件23的厚度方向上的投影重合，第二隔膜232的收尾端被该收尾端外圈的第一隔膜231和该收尾端内圈的第一隔膜231夹持，以保证较好的收尾效果。例如，在第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值为1的实施例中，第一隔膜231的收尾端与第二隔膜232的收尾端对齐，且两者贴合，通过收尾胶26收尾第一隔膜231的收尾端时，能够同时对第二隔膜232的收尾端收尾，收尾胶26对隔膜具有较好的束缚效果，以保证隔膜的束缚力。

在第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端位于电极组件23的厚度方向的两侧的实施例中，第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端位于平直区P的相对于电极组件23的卷绕中心的两侧；在第一隔膜231的卷绕圈数同等的情况下，相对于第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端均位于电极组件23的厚度方向的两侧的情况，第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端位于电极组件23的厚度方向的两侧的实施例中，第一隔膜231相对于第二隔膜232的长度较长，隔膜的束缚力较大，并且第二隔膜232的收尾端被其内圈的第一隔膜231和外圈的第一隔膜231夹持，具有较好的收尾效果。

在第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端位于电极组件23的厚度方向的两侧的实施例中，可选地，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值可以为N+0.5，例如，N＝1、2、3、4等，即N+0.5＝1.5、2.5、3.5、4.5等，以保证隔膜具有较大的束缚力。例如，如图7所示，第一隔膜231为两个隔膜中内侧的隔膜，第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜的卷绕圈数的差值为1.5。

请参照图8和图9，在第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端位于电极组件23的厚度方向的两侧的实施例中，如图8所示，第二隔膜232的收尾端可以被第二隔膜232的收尾端的内圈的第一隔膜231和第二隔膜232的收尾端的外圈的第一隔膜231夹持固定，电极组件23结构紧凑，保证电池单体20的能量密度；或者，如图9所示，第二隔膜232的收尾端通过收尾胶26固定于内圈的第一隔膜231的外表面，提高隔膜的束缚效果，避免第二隔膜232松散。需要指出的是，内圈的第一隔膜231的外表面，是指内圈的第一隔膜231的远离电极组件23的卷绕中心的一侧的表面。

在第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端均位于平直区P的实施例中，第一隔膜231的收尾端可以位于平直区P中部，也即，收尾胶26在平直区P的大面的中部对第一隔膜231的收尾端固定，以便于收尾胶26贴胶时均衡施压。

请参照图10-图12，图10为本申请一些实施例提供的第一隔膜231的收尾端的缺口2311的示意图，图11为本申请另一些实施例提供的第一隔膜231的收尾端的缺口2311的示意图，图12为本申请又一些实施例提供的第一隔膜231的收尾端的缺口2311的示意图。根据本申请的一些实施例，可选地，如图10-图12所示，第二隔膜232的收尾端位于第一隔膜231的收尾端的内侧，第一隔膜231的收尾端设置有缺口2311，以露出部分第二隔膜232的收尾端。

在第一隔膜231的起始端位于第二隔膜232的内侧的实施例中，第一隔膜231为两个隔膜中内侧的隔膜，第一隔膜231的收尾具有较大的束缚力，当第一隔膜231的收尾端设置有缺口2311、以露出部分第二隔膜232的收尾端时，收尾胶26能够粘接第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端，以实现对第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端的固定，提高隔膜的束缚力，具有较好的收尾效果。

在第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值等于1的实施例中，第一隔膜231的收尾端包裹第二隔膜232的收尾端，并且第一隔膜231的收尾端与第二隔膜232的收尾端对齐，当第一隔膜231的收尾端设置有缺口2311时，缺口2311处能够露出部分第二隔膜232的收尾端，以便于收尾胶26同时对第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端固定，提高隔膜的束缚力，具有较好的收尾效果。在本申请的一些实施例中，当第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数侧差值大于1且超出部分的数值较小时，第一隔膜231的收尾端设置有缺口2311，能够露出部分第二隔膜232的收尾端。但是，沿电极组件23的卷绕方向，缺口2311的尺寸不宜过大，以免损坏第一隔膜231的本身强度，而影响第一隔膜231的束缚力。

根据本申请的一些实施例，可选地，缺口2311的形状可以为多种形式，例如，缺口2311可以为矩形、三角形、锯齿形等。如图10所示，缺口2311为矩形，缺口2311的数量可以为多个，多个矩形沿第一隔膜231的宽度方向间隔分布；或者，如图11所示，缺口2311为三角形，缺口2311的数量为两个，且两个缺口2311分布于第一隔膜231的宽度方向的两端；又或者，如图12所示，缺口2311为锯齿形，缺口2311沿第一隔膜231的宽度方向延伸。

缺口2311的面积大小，确定第二隔膜232的收尾端露出的面积大小且能够影响收尾胶26与第二隔膜232的收尾端的接触面积，在保证收尾胶26与第一隔膜231具有较大接触面积的前提下，可以改变缺口2311的面积大小，以便于收尾胶26对第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端具有较好的固定效果。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池单体20，包括以上任一方案所述的电极组件23。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池100，包括以上任一方案所述的电池单体20。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电设备，包括以上任一方案所述的电池单体20，电池单体20用于为用电设备提供电能。

根据本申请的一些实施例，参见图5，本申请提供了一种方壳电池100，壳体21内包括两个电极组件23，电极组件23为卷绕式电极组件，电极组件23包括第一极片233、第一隔膜231、第二极片234、第二隔膜232，第一极片233、第一隔膜231、第二极片234及第二隔膜232层叠卷绕成卷状结构，第一极片233为负极极片，第二极片234为正极极片；电极组件23包括平直区P和连接平直区P的两端的两个弯折区W；第一隔膜231的起始端位于第二隔膜232的外侧，第二隔膜232的收尾端位于第一隔膜231的内侧；第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端均位于平直区P的大面，收尾胶26同步对第一隔膜231的收尾端和第二隔膜232的收尾端固定；第一隔膜231的卷绕圈数与第二隔膜232的卷绕圈数的差值等于1，也即，第一隔膜231相对于第二隔膜232多卷绕一圈。相对于第一隔膜231和第二隔膜232同步收尾的情况，在隔膜同等层数的情况下，第一隔膜231相对于第二隔膜232多卷绕一圈，隔膜的束缚力增加，减小相邻的两个极片之间的距离，尤其是弯折区W靠近外圈的相邻的第一极片233和第二极片234之间的距离，使得锂离子的传输距离减小、锂离子的迁移能力提高，从而降低或避免了析锂现象的发生，提高了电池单体20的安全性。

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 (10)

1.一种电极组件，其特征在于，所述电极组件为卷绕式电极组件且包括第一隔膜和第二隔膜，

所述第一隔膜的卷绕圈数与所述第二隔膜的卷绕圈数的差值大于或等于1。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一隔膜的起始端位于所述第二隔膜的内侧，所述第二隔膜的收尾端位于所述第一隔膜的内侧。

3.根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，所述第一隔膜的卷绕圈数与所述第二隔膜的卷绕圈数的差值小于或等于5。

4.根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，所述第一隔膜的卷绕圈数与所述第二隔膜的卷绕圈数的差值为整数。

5.根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件呈扁平状，所述电极组件包括平直区和两个弯折区，两个所述弯折区连接于所述平直区的两端，所述第一隔膜的收尾端和所述第二隔膜的收尾端均位于所述平直区。

6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述第一隔膜的收尾端和所述第二隔膜的收尾端位于所述电极组件的厚度方向的同一侧，或，所述第一隔膜的收尾端和所述第二隔膜的收尾端位于所述电极组件的厚度方向的两侧。

7.根据权利要求1或2所述的电极组件，其特征在于，所述第二隔膜的收尾端位于所述第一隔膜的收尾端的内侧，所述第一隔膜的收尾端设置有缺口，以露出部分所述第二隔膜的收尾端。

8.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的电极组件。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求8所述的电池单体。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求8所述的电池单体。

Images