CN216850049U - 叠片式电芯、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种叠片式电芯、电池单体、电池及用电装置，涉及电池技术领域。其中，叠片式电芯包括正极片、若干负极片及位于二者之间的隔膜；所述正极片的正极集流体表面的正极涂覆层包括沿其长度方向连续交替设置的正极活性区域和正极绝缘区域；若干所述负极片的负极集流体表面的负极涂覆层包括依次设置的第一负极活性区域、负极绝缘区域及第二负极活性区域；其中，所述正极片叠加所述隔膜，并沿所述正极集流体的长度方向间隔叠加所述若干负极片后，反复折叠以形成连续叠片，所述第一负极活性区域和所述第二负极活性区域过盈正对于所述正极活性区域，且二者分别位于所述连续叠片的非折叠部分。本申请实施例的叠片式电芯可降低短路失效的概率。

Description

叠片式电芯、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种叠片式电芯、电池单体、电池及用电装置。

背景技术

目前，车辆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。

叠片式锂离子电池的极片通过切片而成，正、负极片四周切断面有毛刺，尤其是正极铝集流体毛刺，刺穿隔膜并搭接负极后，造成严重的短路失效问题。因此，如何缓解叠片式锂离子电池的极片毛刺造成的短路失效的问题成为亟待解决的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种叠片式电芯、电池单体、电池及用电装置，能够缓解叠片式锂离子电池的极片切边毛刺造成的短路失效的问题。

第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括：正极片、若干负极片及位于二者之间的隔膜；正极片的正极集流体表面的正极涂覆层包括沿其长度方向连续交替设置的正极活性区域和正极绝缘区域；若干负极片的负极集流体表面的负极涂覆层包括依次设置的第一负极活性区域、负极绝缘区域及第二负极活性区域；其中，正极片叠加隔膜，并沿正极集流体的长度方向间隔叠加若干负极片后，反复折叠以形成连续叠片，第一负极活性区域和第二负极活性区域过盈正对于正极活性区域，且二者分别位于连续叠片的非折叠部分。

本申请实施例的技术方案中，采用正极片、隔膜及若干负极片叠加并反复折叠形成的连续叠片，可减少极片的分切次数，尤其可减少正极片的分切次数，从而可有效降低毛刺过多刺穿隔膜，所造成的短路失效的概率，且通过反复折叠形成的多组相向的折叠部分，可实现相互限位，避免极片出现错位现象，可降低析锂风险；通过采用间隔涂覆活性物质的方式，将正极片的正极涂覆层设置为包括连续交替布置的正极活性区域和正极绝缘区域，以及将负极片的负极涂覆层设置为包括第一负极活性区域、负极绝缘区域及第二负极活性区域，并在折叠形成连续叠片时，使正极活性区域和第一负极活性区域或第二负极活性区域正对应，且均位于连续叠片的非折叠部分，使正极绝缘区域、负极绝缘区域分别对应于折叠部分，可避免活性物质位于折叠部分造成的脱落的问题，且绝缘区域的设置能够降低集流体的折叠部分发生断裂的可能，从而降低弯折部分断裂刺穿隔膜的风险，且能够避免在隔膜收缩时负极活性物质与正极集流体直接搭接起火的风险，可提高安全性。

在一些实施例中，正极绝缘区域和负极绝缘区域对应于连续叠片的折叠部分，且折叠部分以正极绝缘区域和负极绝缘区域的中心线为折叠线，中心线垂直于正极集流体和负极集流体的长度方向。通过以正极绝缘区域和负极绝缘区域的中心线为折叠部分的折叠线进行反复折叠，可确保反复折叠后，正极活性区域和负极活性区域分别对应，且位于连续叠片的非折叠部分，从而确保叠片式电芯的使用可靠性和安全性。

在一些实施例中，正极绝缘区域和负极绝缘区域部分位于连续叠片的非折叠部分。除连续叠片的折叠部分外，正极绝缘区域和负极绝缘区域仍有部分位于连续叠片的非折叠的平直部分，可降低绝缘区域和活性区域的衔接位置处于折叠部分和非折叠部分的衔接位置所引起的断带的风险，且能够避免隔膜收缩后，负极活性物质与正极集流体直接搭接起火的风险。

在一些实施例中，正极片的数量为一个，且正极集流体的一侧表面具有正极涂覆层；若干负极片在正极片的同一侧间隔叠加，负极集流体的一侧表面具有负极涂覆层。可以仅采用一个正极片和仅设置于正极片一侧的若干负极片、二者之间的隔膜形成连续极片，此时的正极片和负极片分别单侧涂覆。

在一些实施例中，正极片的数量至少为一个，且正极集流体的两侧表面分别具有正极涂覆层；若干负极片间隔在正极片的两侧分别间隔叠加，且两侧的负极片位置交错，负极集流体的两侧表面分别具有负极涂覆层。可采用双侧涂覆的正极片和负极片，且若干负极片分别交错叠加至正极片的两侧，反复折叠构成正负极多层叠片式电芯。

在一些实施例中，在正极集流体的长度方向上，每个正极活性区域分别具有相同长度，每个正极绝缘区域分别具有相同长度；在负极集流体的长度方向上，第一负极活性区域和第二负极活性区域具有相同长度，每个负极绝缘区域分别具有相同长度。这样的设计能够保证反复折叠形成的连续叠片的正极活性区域和负极活性区域正对应，降低工艺难度。

在一些实施例中，正极涂覆层包括连续交替设置的正极活性物质层和正极绝缘层，正极活性物质层和正极绝缘层对应的区域分别为正极活性区域和正极绝缘区域；负极涂覆层包括负极绝缘层及设置于负极绝缘层两侧的负极活性物质层，负极绝缘层对应的区域分别为负极绝缘区域，负极绝缘层两侧的负极活性物质层对应的区域分别为第一负极活性区域和第二负极活性区域。可以通过交替设置的活性物质层和绝缘层的方式形成交替的活性区域和绝缘区域。

在一些实施例中，正极活性物质层和正极绝缘层具有第一重叠区域，负极活性物质层和负极绝缘层具有第二重叠区域；在正极集流体和负极集流体的长度方向上，第一重叠区域和第二重叠区域的长度不大于0.5mm。可在交替涂覆活性物质和绝缘材料时，使二者之间具有重叠区域，以确保活性区域和相邻的绝缘区域能够无间隙衔接，降低制作的工艺难度。

在一些实施例中，正极绝缘层的厚度不大于正极活性物质层的厚度；负极绝缘层的厚度不大于负极活性物质层的厚度。这样的设计可以提高形成的叠片式电芯的平整度。

在一些实施例中，正极涂覆层包括连续涂覆的正极活性物质层，以及间隔形成于正极活性物质层上的正极绝缘层，正极涂覆层中正极绝缘层对应的区域为正极绝缘区域，其余区域为正极活性区域；负极涂覆层包括连续涂覆的负极活性物质层，以及间隔形成于负极活性物质层上且位于中部的负极绝缘层，负极涂覆层中负极绝缘层对应的区域为负极绝缘区域，负极绝缘层两侧的区域分别为第一负极活性区域和第二负极活性区域。还可以通过连续涂覆活性物质层，并在活性物质层上间隔设置绝缘层或在指定位置设置绝缘层的方式，以形成交替的活性区域和绝缘区域。

在一些实施例中，正极极片叠加隔膜，并沿正极集流体的长度方向间隔叠加若干负极片后，按照Z型反复折叠以形成连续叠片。可以按照Z型反复折叠的方式形成连续叠片，以通过形成多个多组相向的折叠部分，实现相互限位，避免极片的错位。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，其包括以上任一方案的叠片式电芯。

第三方面，本申请提供了一种电池，其包括以上任一方案的电池单体。

第四方面，本申请提供了一种用电装置，其包括以上任一方案的电池。

本申请实施例的技术方案中，通过采用正极片、隔膜及若干负极片叠加并反复折叠形成的连续叠片，可减少极片的分切次数，从而可有效降低毛刺过多刺穿隔膜，所造成的短路失效的概率，并可通过反复折叠形成的多组相向的折叠部分，可实现相互限位，避免极片出现错位现象，可降低析锂风险；在形成连续叠片时，使正极片的正极活性区域和负极片的第一负极活性区域和第二负极活性区域正对应，且均位于连续叠片的非折叠部分，使正极绝缘区域、负极绝缘区域分别对应于折叠部分，可避免活性物质位于折叠部分造成的脱落的问题，且绝缘区域的设置能够降低集流体的折叠部分发生断裂的可能，从而降低弯折部分断裂刺穿隔膜的风险，且能够避免在隔膜收缩时负极活性物质与正极集流体直接搭接起火的风险，可提高安全性。

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

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的结构示意图；

图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图；

图4为本申请一些实施例的叠片式电芯的剖面结构示意图。

附图标号说明：

车辆1000；

电池100；

电池单体10；

叠片式电芯1，顶盖组件2、壳体3

正极片11，正极集流体111，正极涂覆层112，正极活性区域1121，正极绝缘区域1122；

负极片12，负极集流体121，第一负极活性区域1221a、第二负极活性区域1221b，负极绝缘区域1222；

隔膜13。

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：存在 A，同时存在A和B，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。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

本发明人注意到，目前的叠片式电芯1的极片通过切片而成，即根据所制作的电池尺寸，将正极片11和负极片12冲切成若干小片，再一片一片反复叠加起来，此种方法每个正极片11和负极片12都有四个分切边，容易产生毛刺，尤其是正极铝集流体毛刺，刺穿隔膜搭接负极后，会造成严重的短路失效的问题，且采用一片片冲切、叠片的操作，生产时间长。

为了缓解上述的切片而成的叠片式电芯1所存在的极片切边毛刺容易造成电池短路的问题，申请人研究发现，可以采用连续的极片反复折叠形成叠片电池，不需要极片冲切成若干小片，减少了极片冲切的切边，从而能够有效降低切边毛刺造成电池短路的概率，提高电池的安全性能，且叠片时也不需要一片一片叠加，只需反复折叠即可，叠片效率可大幅提升，通过反复折叠形成的多组相向的折叠部分可实现极片的相互限位，避免极片出现错位现象，可有效降低析锂风险。

申请人进一步研究发现，在折叠形成连续叠片时，在连续极片折叠的拐角处，活性物质容易因折叠而脱落，极片也容易因折叠而断裂，若正极片11在折叠拐角处断裂，容易导致折叠拐角处的毛刺刺穿隔膜，而负极片在折叠拐角处断裂，会导致正极片11折叠拐角处无对应区域，仍会导致析锂的情况；以及由于反复进行折叠，部分折叠位置的正极片11包裹负极片12，即该折叠部分的正极片11过盈对应负极片12，从而使负极片 12没有足够的空位接收正极片11脱出的全部锂离子，导致有析锂情况发生。

基于以上考虑，发明人经过深入研究，设计了一种连续的叠片式电芯 1，采用连续的正极片11，及若干部分连续的负极片12，以减少极片的分切边，并通过在正极集流体表面间隔涂覆正极活性物质和正极绝缘材料，在负极集流体表面依次设置第一负极活性区域、负极绝缘区域以及第二负极活性区域，并在折叠时，折叠位置对应设置绝缘材料所在的区域，使涂覆活性物质的区域对应于未折叠的平直区域，能够有效避免析锂和折叠位置断裂、活性物质脱落等问题。

本申请实施例公开的用电装置可以为但不限于为车辆、船舶或飞行器等用电装置中，可以使用本申请公开的电池100组成该用电装置的电源系统。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆 1000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的底部或头部或尾部。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。

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构示意图。电池单体10是指组成电池100的最小单元，在电池100中，电池单体10 可以是多个，多个电池单体10之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。由电池单体10构成的电池100可以作为用电装置的电源系统，电池单体10可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中，用电装置可以为但不限于电动汽车、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。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的分解结构示意图，如图中所示，电池单体10包括有顶盖组件2、壳体3、电芯组件以及其他的功能性部件。

壳体3是用于配合顶盖组件2以形成电池单体10的内部环境的组件，形成的内部环境可以用于容纳电芯、电解液以及其他部件，壳体3可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等，具体地，壳体3的形状可以根据电芯组件的具体形状和尺寸大小来确定，壳体3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；顶盖组件2盖合于壳体3的开口处以将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境，顶盖组件2主要由顶盖片、正极柱组件、负极柱组件及防爆片等结构组成；不限地，也可以使顶盖组件2和壳体3一体化，具体地，顶盖组件2和壳体3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3的内部时，再使顶盖组件2盖合壳体3。

电芯是电池单体10中发生电化学反应的部件，本申请实施例公开的为叠片式电芯1，由正极片11和负极片层叠放置形成，在正极片11与负极片之间设有隔膜13，正极片11和负极片具有活性物质的部分构成电芯的主体部，正极片11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，极耳连接顶盖组件2的极柱以形成电流回路。

根据本申请的一些实施例，参照图4，如图中所示，本申请提供了一种叠片式电芯1，该叠片式电芯1包括正极片11、若干负极片12及位于二者之间的隔膜13；正极片11的正极集流体111表面的正极涂覆层112包括沿其长度方向连续交替设置的正极活性区域1121和正极绝缘区域1122；若干负极片12的负极集流体121表面的负极涂覆层122包括依次设置的第一负极活性区域1221a、负极绝缘区域1222及第二负极活性区域1221b；其中，正极片11叠加隔膜13，并沿正极集流体111的长度方向间隔叠加若干负极片12后，反复折叠以形成连续叠片，第一负极活性区域和第二负极活性区域过盈正对于正极活性区域，且二者分别位于连续叠片的非折叠部分。

本申请实施例公开的叠片式电芯1是采用正极片11、若干负极片12 及位于正极片11和负极片12之间的隔膜13，正极片11叠加隔膜13并沿正极集流体111的长度方向依次间隔叠加若干负极片12，并反复折叠形成的连续叠片，其中的隔膜13可以为连续的，隔膜13将正极片11和负极片12分开，用于阻隔正负极直接接触，毛细作用传送电解液；正极片 11包括正极集流体111和设置于正极集流体111表面的正极涂覆层112，这里的正极涂覆层112包括沿正极集流体111的长度方向连续交替设置的正极活性区域1121和正极绝缘区域1122，正极活性区域1121内具有正极活性物质，而正极绝缘区域1122具有绝缘材料，正极绝缘区域1122的宽度与正极集流体111的宽度相等，具体的，正极涂覆层112可以仅设置于正极集流体111的一侧表面，或还可以在正极集流体111的双侧表面分别设置正极涂覆层112，且叠片式电芯1可以采用一个正极片11，或还可以采用两个或两个以上数量的正极片11，具体可根据实际情况设定；负极片12包括负极集流体121和设置于负极集流体121表面的负极涂覆层122，这里的负极涂覆层122包括依次设置的第一负极活性区域1221a、负极绝缘区域1222和第二负极活性区域1221b，第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b内具有相同的负极活性物质，且两个活性区域内的活性物质的涂覆面积相同，而负极绝缘区域1222内具有绝缘材料，负极绝缘区域 1222的宽度与负极集流体121的宽度相等，具体的，负极涂覆层122可以仅设置于负极集流体121的一侧表面，或还可以在负极集流体121的双侧表面分别设置负极涂覆层122，叠片式电芯1采用的负极片12，或还可以采用两个或两个以上数量的正极片11，具体数量可根据实际情况设定，且具体可以根据正极片11的数量、正极活性区域1121的数量以及正极集流体111采用单侧涂覆或双侧涂覆决定；第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b过盈正对于正极活性区域1121，能够确保在电解中，正极片11脱出的锂离子在负极片12有充足的空位嵌入，避免析锂产生锂枝晶而导致电池100短路等问题，提高电池100的安全性。

上述的反复折叠是指可以按照Z型、S型并连续进行折叠，形成多个多组相向的折叠部分，可实现相互限位，避免极片错位，折叠的次数可根据实际需要设定；在叠加负极片12时，每个负极片12的第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b分别对应正极片11的两个相邻的正极活性区域1121，折叠后形成的连续叠片，每层中的正极活性区域1121和第一负极活性区域1221a或第二负极活性区域1221b正对应，且位于连续叠片的非折叠部分，可避免正极活性区域1121、第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b位于连续叠片的折叠部分所带来的电池100安全性问题。

采用正极片11、隔膜13及若干负极片12叠加并反复折叠形成的连续叠片，可极大程度的减少极片分切次数，尤其是正极片11的分切次数，从而可有效降低毛刺过多刺穿隔膜13，所造成的短路失效的概率；且通过反复折叠形成的多组相向的折叠部分可相互限位，避免极片出现错位现象，可降低析锂风险；通过采用正极片11的正极活性区域1121和正极绝缘区域1122间隔布置的方式，以及采用负极片12的第一负极活性区域1221a、负极绝缘区域1222和第二负极活性区域1221b依次涂覆的方式，并在折叠形成连续叠片时，使正极活性区域1121和第一负极活性区域1221a或第二负极活性区域1221b分别对应，且均位于连续叠片的非折叠部分，使正极绝缘区域1122和负极绝缘区域1222对应于折叠部分，可避免活性物质位于折叠部分造成的脱落的问题，且绝缘区域的设置能够降低集流体的折叠部分断裂的可能，从而降低弯折部分断裂刺穿隔膜13的风险，且能够避免在隔膜13收缩时负极活性物质与正极集流体111直接搭接起火的风险，可提高安全性。

根据本申请的一些实施例，可选地，请继续参考图4，如图中所示，正极绝缘区域1122和负极绝缘区域1222对应于连续叠片的折叠部分，且折叠部分以正极绝缘区域1122和负极绝缘区域1222的中心线为折叠线，中心线垂直于正极集流体111和负极集流体121的长度方向。

在确保正极活性区域1121和负极活性区域正对应且位于连续叠片的非折叠部分的同时，使正极绝缘区域1122和负极绝缘区域1222对应连续叠片的折叠部分，并以正极绝缘区域1122和负极绝缘区域1222垂直于正极集流体111和负极集流体121的长度方向的中心线为折叠线进行反复折叠，在进行折叠时，对应的正极绝缘区域1122的中心线和负极绝缘区域1222的中心线处于对应位置且重叠。

通过以正极绝缘区域1122和负极绝缘区域1222的中心线为折叠线反复折叠形成连续叠片，有助于确保正极活性区域1121和负极活性区域的正对应关系，以及多次折叠的规律性，避免出现析锂情况。

根据本申请的一些实施例，可选地，正极绝缘区域1122和负极绝缘区域1222部分位于连续叠片的非折叠部分。

在设置正极绝缘区域1122和负极绝缘区域1222对应于连续叠片的非折叠部分的基础上，可进一步设置正极绝缘区域1122和第二绝缘部分对应于连续叠片的非叠片区域，即连续叠片的非折叠的平直部分也有设置部分的正极绝缘区域1122和负极绝缘区域1222，以此能够避免绝缘区域和活性区域的衔接位置刚好处于折叠部分和非折叠部分的衔接位置，从而降低断带风险，且由于负极片12的活性物质涂覆区域大于正极活性物质涂覆的区域，平直部分的绝缘区域能够避免在隔膜1313收缩后，负极活性物质与正极集流体111 直接搭接起火的风险。

通过设置绝缘区域部分位于连续叠片的非折叠部分，可以有效提高电池100的安全性。

根据本申请的一些实施例，可选地，正极片11的数量为一个，且正极集流体111的一侧表面具有正极涂覆层112；若干负极片12在正极片11的同一侧间隔叠加，负极集流体121的一侧表面具有负极涂覆层。

在制作时，可将正极活性区域1121和正极绝缘区域1122连续交替形成于正极集流体111的一侧表面，并焊接正极耳，形成正极片11，将第一负极活性区域1221a、负极绝缘区域1222和第二负极活性区域1221b依次形成于负极集流体121的一侧表面，并焊接负极耳，形成负极片12，通过叠片机构将正极片11、隔膜13及多个负极片12依次叠加，在叠加负极片12时，每个负极片12的第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b分别对应正极片11的两个相邻的正极活性区域1121，叠加后进行反复折叠，制成连续的叠片式电芯1，再按照锂离子电池100制作流程，将叠片式电芯1装入壳体、注入电解液等工序，制成电池单体10。

可采用分别单侧涂覆的一个正极片11和若干负极片12以及二者之间的隔膜13连续折叠形成叠片式电芯1，能够减少叠片式电芯1的极片的分切次数，可降低分切位置毛刺过多刺穿隔膜13的概率，提高安全性，并可利用折叠部分可相互限位，避免极片出现错位现象，可降低析锂风险。

根据本申请的一些实施例，可选地，请再次参考图1，正极片11的数量至少为一个，且正极集流体111的两侧表面分别具有正极涂覆层；若干负极片12间隔在正极片11的两侧分别间隔叠加，且两侧的负极片12位置交错，负极集流体121的两侧表面分别具有负极涂覆层。

本实施例公开的叠片式电芯1还可以为正负极多层叠片式电芯1，具体可以采用至少一个正极片11，且正极片11的正极集流体111的双侧表面分别具有正极涂覆层112，并采用若干负极片12，且负极片12的负极集流体 121的双侧表面分别具有负极涂覆层122，在叠加负极片12时，在正极片11 的两侧分别叠加多个负极片12，并确保每个负极片12的第一负极活性区域 1221a和第二负极活性区域1221b分别对应正极片11的两个相邻的正极活性区域1121，双侧的负极片12位置交错，且负极片12与正极片11之间采用隔膜13进行分隔。

形成多层叠片式电芯1有助于降低成本，提高电芯制作效率，并能够减少叠片式电芯1的极片的分切次数，可降低分切位置毛刺过多刺穿隔膜 13的概率，提高安全性，并可利用折叠部分可相互限位，避免极片出现错位现象，可降低析锂风险。

根据本申请的一些实施例，可选地，请再次参考图4，在正极集流体 111的长度方向上，每个正极活性区域1121分别具有相同长度，每个正极绝缘区域1122分别具有相同长度；在负极集流体121的长度方向上，第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b具有相同长度，每个负极绝缘区域1222分别具有相同长度。

由于若干负极片12在正极片11的单侧或双侧沿长度方向间隔叠加，为降低制作难度，在正极集流体111的长度方向上，可设置正极片11的正极集流体111上的每个正极活性区域1121的长度相同，且每个正极绝缘区域1122 的长度相同，在负极集流体121的长度方向上，该方向与正极集流体111的长度方向相同，可设置负极片12的负极集流体121上的；具体的，每个负极绝缘区域1222的长度可根据正极活性区域1121和负极活性区域的长度差、正极绝缘区域1122的长度，以及正极集流体111、负极集流体121和隔膜13 的厚度等参数决定，为提高电芯的能量密度，在保证能够实现折叠的前提下，可尽可能的减小负极绝缘层的长度。

这样的设计，有助于降低电芯制作难度，提高电芯制作效率以及电芯的能量密度。

根据本申请的一些实施例，可选地，请再次参考图4，正极涂覆层112 包括连续交替设置的正极活性物质层和正极绝缘层，正极活性物质层和正极绝缘层对应的区域分别为正极活性区域1121和正极绝缘区域1122；负极涂覆层122包括负极绝缘层及设置于负极绝缘层两侧的负极活性物质层，负极绝缘层对应的区域分别为负极绝缘区域1222，负极绝缘层两侧的负极活性物质层对应的区域分别为第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b。

为形成包括连续交替的正极活性区域1121和正极绝缘区域1122的正极涂覆层112，可通过在正极集流体111的表面连续交替涂覆正极活性物质层和正极绝缘层，正极活性物质层所在的区域即为正极活性区域1121，正极绝缘层所在的区域即为正极绝缘区域1122，正极活性物质层和正极绝缘层之间不留间隙；同理，为形成包括第一负极活性区域1221a、负极绝缘区域1222 和第二负极活性区域1221b的负极涂覆层122，可通过在负极集流体121的表面设置负极绝缘层以及在负极绝缘层的两侧分别涂覆负极活性层，负极绝缘层对应的区域为负极绝缘区域1222，其两侧的负极活性物质层所在的区域分别为第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b，负极活性物质层和负极绝缘层之间不留间隙。

具体的，正极活性物质层和负极活性物质层是通过正极/负极活性物质、粘结剂和导电剂等混合制成浆料，然后涂覆于集流体表面，经干燥后去除溶剂形成；正极绝缘层和负极绝缘层可以但不限于为陶瓷涂层、聚合物涂层以及绝缘胶带中的一种，其中，形成陶瓷涂层的陶瓷材料可以但不限于包括水合氧化铝、氧化镁、碳化硅、氮化硅中的一种或者几种的组合，形成聚合物涂层的聚合物材料可以但不限于包括聚偏氟乙烯和聚丙烯腈中的至少一种。

可以通过交替设置的活性物质层和绝缘层形成交替的活性区域和绝缘区域，以使活性物质能够充分得到利用。

根据本申请的一些实施例，可选地，正极活性物质层和正极绝缘层具有第一重叠区域，负极活性物质层和负极绝缘层具有第二重叠区域；在正极集流体111和负极集流体121的长度方向上，第一重叠区域和第二重叠区域的长度不大于0.5mm。

为降低制作难度，同时保证活性区域和绝缘区域之间无间隙衔接，可以使正极活性物质层和正极绝缘层具有第一重叠区域，并使负极活性物质层与负极绝缘层具有第二重叠区域，这里的第一重叠区域可以为在正极活性物质层上重叠设置正极绝缘层的区域，第二重叠区域可以为在负极活性物质层上重叠设置负极绝缘层的区域，并为提高电芯的能量密度，可限定第一重叠区域和第二重叠区域的长度不大于0.5mm。

通过在交替涂覆活性物质和绝缘材料时，使二者之间具有重叠区域，以确保活性区域和相邻的绝缘区域能够无间隙衔接，降低制作的工艺难度。

根据本申请的一些实施例，可选地，请继续参考图4，如图中所示，正极绝缘层的厚度不大于正极活性物质层的厚度；负极绝缘层的厚度不大于负极活性物质层的厚度。

为提高正极片11和负极片12的平整度，可进一步限定正极绝缘层的厚度等于正极活性物质层的厚度，使二者高度平齐，或限定正极绝缘层的厚度小于正极活性物质层的厚度；同理，可限定负极绝缘层的厚度等于负极活性物质层的厚度，使二者高度平齐，或限定负极绝缘层的厚度小于负极活性物质层的厚度。

这样的设计可以提高电芯的平整度，对于提高电池100能量密度也是有利的。

根据本申请的一些实施例，可选地，正极涂覆层112包括连续涂覆的正极活性物质层，以及间隔形成于正极活性物质层上的正极绝缘层，正极涂覆层112中正极绝缘层对应的区域为正极绝缘区域1122，其余区域为正极活性区域1121；负极涂覆层122包括连续涂覆的负极活性物质层，以及间隔形成于负极活性物质层上且位于中部的负极绝缘层，负极涂覆层122中负极绝缘层对应的区域为负极绝缘区域1222，负极绝缘层两侧的区域分别为第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b。

为形成包括连续交替的正极活性区域1121和正极绝缘区域1122的正极涂覆层112，以及包括依次设置的第一负极活性区域1221a、负极绝缘区域 1222和第二负极活性区域1221b的负极涂覆层122，除采用上述的间隔涂覆的方式外，还可以在正极集流体111的表面连续涂覆正极活性物质层，并在正极活性物质层上间隔设置正极绝缘层，正极绝缘层对应的区域为正极绝缘区域1122，未设置正极绝缘层而仅涂覆有正极活性物质层的区域为正极活性区域1121，同理，可在负极集流体121的表面连续涂覆负极活性物质层，并在负极活性物质层上间隔设置负极绝缘层，负极绝缘层对应的区域为负极绝缘区域1222，未设置负极绝缘层而仅涂覆有负极活性物质层的区域为负极活性区域；具体的，正极绝缘层和负极绝缘层，可以但不限于为绝缘胶带层。

通过连续涂覆活性物质层，并在活性物质层上间隔设置绝缘层以形成交替的活性区域和绝缘区域，可确保绝缘区域和活性区域无间隙衔接，并可简化制作工艺，提高提高电芯制作效率。

根据本申请的一些实施例，可选地，请再次参考图4，正极极片叠加隔膜13，并沿正极集流体111的长度方向间隔叠加若干负极片12后，按照Z 型反复折叠以形成连续叠片。

为形成连续叠片，可将正极片11、隔膜13及若干负极片12叠加后按照 Z型反复进行折叠，折叠后可形成多个交错相向的折叠部分，可相互进行限位，以降低极片错位的概率以及带来的析锂风险。

采用Z型反复折叠形成的折叠部分能够相互限位，避免极片的错位。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池单体10，包括上述任一方案中的叠片式电芯1。

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：多个上述任一方案中的电池单体10。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括：上述任一方案中的电池100，电池100用于为用电装置提供电能。

根据本申请的一些实施例，参见图1至图2，本申请提供了一种叠片式电芯1，采用一个正极片11，包括正极集流体111及设置于正极集流体 111的双侧表面的正极涂覆层112，正极涂覆层112通过间隔涂覆正极活性物质层和正极绝缘层，以形成连续交替的正极活性区域1121和正极绝缘区域1122，正极活性区域1121和正极绝缘区域1122之间无间隙，可部分重叠形成第一重叠区域，第一重叠区域的长度可以控制在0.5mm以内，每一段正极活性区域1121的长度均相等，每一段正极绝缘区域1122的长度均相等；采用若干负极片12，若干负极片12可以由一个负极极片裁切形成，负极涂覆层122通过间隔涂覆负极活性物质层和负极绝缘层，形成包括依次设置的第一负极活性区域1221a、负极绝缘区域1222以及第二负极活性区域1221b，负极活性区域和负极绝缘区域1222之间无间隙，可部分重叠形成第二重叠区域，第二重叠区域的长度可以控制在0.5mm 以内，每一段负极活性区域的长度均相等，每一段负极绝缘区域1222的长度均相等；可采用连续的隔膜13叠加在正极片11和若干负极片12之间；通过叠片机构将正极片11、隔膜13及多个负极片12依次叠加，在叠加负极片12时，每个负极片12的第一负极活性区域1221a和第二负极活性区域1221b分别对应正极片11的两个相邻的正极活性区域1121，叠加后进行反复折叠，制成连续的叠片式电芯1，可减少极片的分切次数，降低切边毛刺造成的短路的概率，提高电池100的安全性能，并可利用连续叠片的多个折叠部分可实现限位作用，避免正极片11和负极片12移位导致的析锂风险。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池单体10，可采用上述任一方案中的叠片式电芯1，在叠片式电芯1制作完成后，将叠片式电芯1、电解液等容纳中壳体的内部环境内，并通过顶盖组件盖合于壳体的开口处，可得到电池单体10，多个电池单体10可构成电池100，电池100即可作为用电装置的电源系统。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (14)

1.一种叠片式电芯，其特征在于，包括：正极片、若干负极片及位于二者之间的隔膜；

所述正极片的正极集流体表面的正极涂覆层包括沿其长度方向连续交替设置的正极活性区域和正极绝缘区域；

若干所述负极片的负极集流体表面的负极涂覆层包括依次设置的第一负极活性区域、负极绝缘区域及第二负极活性区域；

其中，所述正极片叠加所述隔膜，并沿所述正极集流体的长度方向间隔叠加所述若干负极片后，反复折叠以形成连续叠片，所述第一负极活性区域和所述第二负极活性区域过盈正对于所述正极活性区域，且二者分别位于所述连续叠片的非折叠部分。

2.根据权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于，所述正极绝缘区域和所述负极绝缘区域对应于所述连续叠片的折叠部分，且所述折叠部分以所述正极绝缘区域和所述负极绝缘区域的中心线为折叠线，所述中心线垂直于所述正极集流体和所述负极集流体的长度方向。

3.根据权利要求2所述的叠片式电芯，其特征在于，所述正极绝缘区域和所述负极绝缘区域部分位于所述连续叠片的所述非折叠部分。

4.根据权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于，

所述正极片的数量为一个，且所述正极集流体的一侧表面具有所述正极涂覆层；

所述若干负极片在所述正极片的同一侧间隔叠加，所述负极集流体的一侧表面具有所述负极涂覆层。

5.根据权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于，所述正极片的数量至少为一个，且所述正极集流体的两侧表面分别具有所述正极涂覆层；

所述若干负极片间隔在所述正极片的两侧分别间隔叠加，且两侧的所述负极片位置交错，所述负极集流体的两侧表面分别具有所述负极涂覆层。

6.根据权利要求4或5所述的叠片式电芯，其特征在于，

在所述正极集流体的长度方向上，每个所述正极活性区域分别具有相同长度，每个所述正极绝缘区域分别具有相同长度；

在所述负极集流体的长度方向上，所述第一负极活性区域和所述第二负极活性区域具有相同长度，每个所述负极绝缘区域分别具有相同长度。

7.根据权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于，

所述正极涂覆层包括连续交替设置的正极活性物质层和正极绝缘层，所述正极活性物质层和正极绝缘层对应的区域分别为所述正极活性区域和正极绝缘区域；

所述负极涂覆层包括负极绝缘层及设置于所述负极绝缘层两侧的负极活性物质层，所述负极绝缘层对应的区域分别为负极绝缘区域，所述负极绝缘层两侧的所述负极活性物质层对应的区域分别为所述第一负极活性区域和所述第二负极活性区域。

8.根据权利要求7所述的叠片式电芯，其特征在于，

所述正极活性物质层和所述正极绝缘层具有第一重叠区域，所述负极活性物质层和所述负极绝缘层具有第二重叠区域；

在所述正极集流体和所述负极集流体的长度方向上，所述第一重叠区域和所述第二重叠区域的长度不大于0.5mm。

9.根据权利要求8所述的叠片式电芯，其特征在于，

所述正极绝缘层的厚度不大于所述正极活性物质层的厚度；

所述负极绝缘层的厚度不大于所述负极活性物质层的厚度。

10.根据权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于，

所述正极涂覆层包括连续涂覆的正极活性物质层，以及间隔形成于所述正极活性物质层上的正极绝缘层，所述正极涂覆层中所述正极绝缘层对应的区域为所述正极绝缘区域，其余区域为所述正极活性区域；

所述负极涂覆层包括连续涂覆的负极活性物质层，以及间隔形成于所述负极活性物质层上且位于中部的负极绝缘层，所述负极涂覆层中所述负极绝缘层对应的区域为所述负极绝缘区域，所述负极绝缘层两侧的区域分别为所述第一负极活性区域和所述第二负极活性区域。

11.根据权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于，所述正极片叠加所述隔膜，并沿所述正极集流体的长度方向间隔叠加所述若干负极片后，按照Z型反复折叠以形成所述连续叠片。

12.一种电池单体，其特征在于，包括：如权利要求1-11中任一所述的叠片式电芯。

13.一种电池，其特征在于，包括：多个如权利要求12所述的电池单体。

14.一种用电装置，其特征在于，包括：如权利要求13所述的电池。

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