CN217158230U - 极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备，涉及电池技术领域。极片包括活性物质层区和非活性物质层区；非活性物质层区与活性物质层区沿极片的宽度方向布置，非活性物质层区包括留白区和揉平区，沿宽度方向，留白区位于揉平区与活性物质层区之间；揉平区沿极片的厚度方向上的至少一面设置有凸部。揉平后，揉平区的至少两层之间被凸部支撑形成间隙，电极组件的内部会产生气体，气体能从被凸部支撑形成的间隙排出，以泄放电极组件内部的压力，降低使用了该极片的电池单体发生热失控的风险，还能降低因气体在电极组件内部聚集导致电极组件的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向坍塌的可能。

Description

极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备。

背景技术

目前，锂离子蓄电池因其能量密度大、循环性能好等突出优点，成为二次电池的主流产品，并广泛应用于便携式电器、动力汽车、手机、航天器等领域，因此对锂离子电池也提出了更高的要求。其中，电池的安全性能是电池重要的性能指标之一，如何提高电池的安全性能成为电池技术领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备，以提高电池的安全性能。

第一方面，本申请实施例提供一种极片，包括活性物质层区和非活性物质层区；所述非活性物质层区与所述活性物质层区沿所述极片的宽度方向布置，所述非活性物质层区包括留白区和揉平区，沿所述宽度方向，所述留白区位于所述揉平区与所述活性物质层区之间；其中，所述揉平区沿所述极片的厚度方向上的至少一面设置有至少一个凸部。

上述技术方案中，在将极片形成电极组件后，揉平区经过揉平处理形成电极组件的极耳端面，在揉平区布置有凸部，揉平后，揉平区的至少两层之间被凸部支撑形成间隙，具有该电极组件的电池单体充放电过程中，电极组件的内部会产生气体，则气体可以从被凸部支撑形成的间隙排出，以泄放电极组件内部的压力，降低使用了该极片的电池单体或者电池发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险。此外，使用该极片的电极组件的内部的气体能够及时的排出，还能降低因气体在电极组件内部聚集导致电极组件的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述揉平区沿所述极片的厚度方向上的至少一面设置有多个所述凸部，多个所述凸部沿所述极片的长度方向间隔布置。

上述技术方案中，在揉平区沿极片的长度方向间隔布置有多个凸部，揉平区揉平后，揉平区的层与层之间被凸部支撑形成多个间隙，能够提高排气效率，进一步降低使用了该极片的电池单体或者电池发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险和降低因气体在电极组件内部聚集导致电极组件的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述揉平区沿所述厚度方向上的两个面均设置有所述凸部。

上述技术方案中，揉平区在厚度方向的两面均设有凸部，则揉平区揉平后，凸块能够在揉平区的厚度方向的两侧均支撑形成排气间隙，能够提高排气效率，进一步降低使用了该极片的电池单体或者电池发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险和降低因气体在电极组件内部聚集导致电极组件的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述揉平区沿所述厚度方向上的两个面分别为第一面和第二面，沿所述厚度方向，位于所述第一面的所述凸部在所述揉平区的投影和位于所述第二面的所述凸部在所述揉平区的投影不重叠。

上述技术方案中，沿极片的厚度方向，位于揉平区相对的两面的凸部在揉平区的投影不重叠，避免因揉平区的两面的凸部投影重叠而导致在重叠位置的厚度增加而增大了该位置与电极端子的焊接难度。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述凸部的延伸方向与所述宽度方向一致。

上述技术方案中，凸部的延伸方向与极片的宽度方向一致，使得凸部在极片的宽度方向的尺寸大于在极片的长度方向的尺寸，能够在揉平后的相邻的两层揉平区之间形成沿凸部的延伸方向延伸的稳定的间隙，降低揉平区坍塌导致间隙变小或者被封堵的可能。

在本申请第一方面的一些实施例中，沿所述宽度方向，所述凸部背离所述活性物质层区的一端与所述揉平区背离所述活性物质层的一端平齐。

上述技术方案中，凸部背离活性物质层区的一端与揉平区背离活性物质层的一端平齐，则揉平区背离活性物质层的一端没有超出凸部的部分，避免揉平区背离活性物质层的一端与相邻的揉平区连接而封闭凸部限定的排气间隙。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述凸部为导体。

上述技术方案中，凸部为导体，能够增大揉平区的过流能力；还使得揉平区可以通过凸部在层与层之间实现电连接。

在本申请第一方面的一些实施例中，所述凸部焊接于所述揉平区。

上述技术方案中，凸部焊接于揉平区，连接方便，且连接稳定性更高，降低凸部脱离揉平区的风险。

在本申请第一方面的一些实施例中，沿所述厚度方向，所述凸部的尺寸为0.2mm～1mm。

上述技术方案中，凸部的尺寸为0.2mm～1mm，能够保证凸部支撑形成足够尺寸的间隙，还能避免凸部对应位置的厚度较大，影响揉平区和电极端子焊接。

在本申请第一方面的一些实施例中，沿所述极片的长度方向，所述凸部的尺寸为1mm～2mm。

上述技术方案中，凸部沿极片的长度方向的尺寸为1mm～2mm，避免凸部的设置影响揉平区的揉平工艺。

第二方面，本申请实施例提供一种电极组件，包括第一方面实施例提供的极片。

上述技术方案中，电极组件包括第一方面实施例的提供的极片，揉平区揉平后形成电极组件的极耳端面，揉平区的层与层之间被凸部支撑形成间隙，具有该电极组件的电池单体在充放电的过程中，电极组件的内部会产生气体，则气体可以从被凸部支撑形成的间隙排出，以泄放电极组件内部的压力，降低使用了该电极组件的电池或者电池单体发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险。此外，电极组件的内部的气体能够及时的排出，还能降低因气体在电极组件内部聚集导致电极组件的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

在第二方面的一些实施例中，所述电极组件包括两个所述极片，两个所述极片的极性相反，两个所述极片的所述揉平区分别位于所述电极组件轴向的两端。

上述技术方案中，由于极片的揉平区作为电极组件的极耳，两个极片的揉平区分别位于电极组件轴向的两端，即电极组件的极性相反的两个极耳位于电极组件轴向的两端，避免两个极耳接触导致短路。此外，还能使得电极组件内部的气体从电极组件的轴向的两端排出，提高排气效率。

第三方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括外壳和第二方面任一实施例提供的电极组件，所述电极组件容纳于所述外壳内。

上述技术方案中，电池单体包括第二方面任一实施例的提供的电极组件，电池单体充放电过程中，电极组件的内部会产生气体，则气体可以的从被凸部支撑形成的间隙排出，以使泄放电极组件内部的泄压，降低电池单体发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险。此外，电极组件的内部的气体能够及时的排出，还能降低因气体在电极组件内部聚集导致电极组件的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

第四方面，本申请实施例提供一种电池，包括第三方面实施例提供的电池单体。

上述技术方案中，电池包括第三方面实施例的提供的电池单体，降低电池发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险，提高了电池的安全性能。

第五方面，本申请实施例提供一种用电设备，包括第三方面实施例提供的电池单体。

上述技术方案中，用电设备包括第三方面实施例的提供的电池单体，降低用电过程中电池单体发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的可能性较小，提高了用电安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

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结构示意图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图；

图4为本申请一些实施例提供的极片展开的结构示意图；

图5为本申请另一些实施例提供的极片的结构示意图；

图6为本申请又一些实施例提供的极片的结构示意图；

图7为本申请再一些实施例提供的极片的结构示意图；

图8为本申请又再一些实施例提供的极片的结构示意图；

图9为正极片和负极片层叠后的示意图；

图10本申请一些实施例提供的电极组件的结构示意图。

图标：1000-车辆；100-电池；10-箱体；11-安装空间；12-第一部分；13-第二部分；20-电池单体；21-外壳；211-壳体；2111-开口；212-端盖；22-电极组件；221-极片；221a-正极片；221b-负极片；2211-活性物质层区；2212-非活性物质层区；22121-留白区；22122-揉平区；22122a-第一面；22122b-第二面；2213-凸部；23-电极端子；200-控制器；300-马达；X-极片的宽度方向；Y-极片的厚度方向；Z-极片的长度方向。

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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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。

电池单体包括外壳和电极组件，电极组件容纳于外壳内。电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极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负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极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。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

电极组件的极耳可以是模切后形成的极耳，也可以是未经模切形成的全极耳。发明人发现，为了减小电极组件的体积和便于极耳与集流盘焊接，需要将极耳揉平，尤其是全极耳，揉平后的极耳形成一个密实的极耳端面，使得电池单体充放电过程中，电极组件内部产生的气体不容易排出，容易导致电池单体热失控而引发起火、爆炸等安全问题。此外，密实的极耳端面使得电池单体充放电过程中，电极组件内部产生的气体不能排出，气体在电极组件内部聚集会导致电极组件的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌。

基于上述考虑，为了提高电池单体的安全性能，发明人经过深入研究，设计了一种极片，极片的非活性物质层区包括留白区和揉平区，沿极片的宽度方向，留白区位于揉平区与活性物质层区之间；揉平区沿极片的厚度方向上的至少一面设置有多个凸部，多个凸部沿极片的长度方向间隔设置。

在将极片形成电极组件后，揉平区经过揉平处理形成电极组件的极耳端面，在揉平区沿长度方向间隔布置有多个凸部，揉平后，揉平区的层与层之间被凸部支撑形成间隙，具有该电极组件的电池单体充放电过程中，电极组件的内部会产生气体，则气体可以从被凸部支撑形成的间隙排出，以泄放电极组件内部的压力，降低使用了该极片的电池单体或者电池发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险。

此外，使用该极片的电极组件的内部的气体能够及时的排出，还能降低因气体在电极组件内部聚集导致电极组件的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

本申请实施例公开的极片可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电设备中。可以使用具备本申请公开的极片的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于充放电过程中，电极组件内部产生的气体及时排出，降低电池单体热失控和电极组件中心孔坍塌的风险，提高电池单体的安全性能。

本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。

用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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；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等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。

以下实施例为了方便说明，以用电设备为车辆1000为例进行说明。

请参照图1，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。

车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200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，电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20收容于箱体10内。

箱体10用于为电池单体20提供安装空间11。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分12和第二部分13，第一部分12与第二部分13相互盖合，以限定出用于容纳电池单体20的安装空间11。当然，第一部分12与第二部分13的连接处可通过密封件,(图未示出)来实现密封，密封件可以是密封圈、密封胶等。

第一部分12和第二部分13可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分12可以是一侧开口以形成容纳电池单体20的容纳腔的空心结构，第二部分13也可以是一侧开口以形成容纳电池单体20的容纳腔的空心结构，第二部分13的开口侧盖合于第一部分12的开口侧，则形成具有安装空间11的箱体10。当然，也可以是第一部分12为一侧开口以形成容纳电池单体20的容纳腔的空心结构，第二部分13为板状结构，第二部分13盖合于第一部分12的开口侧，则形成具有安装空间11的箱体10。

在电池100中，电池单体20可以是一个、也可以是多个。若电池单体20为多个，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，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块，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。图2示例性的示出了电池单体20呈圆柱体的情况。

在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件(图未示出)，多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。

请参照图3，电池单体20可以包括外壳21和电极组件22。外壳21包括壳体211和端盖212，外壳21具有开口2111，电极组件22容纳于外壳21内，端盖212用于封盖于开口2111。

壳体211可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体211的形状可根据电极组件22的具体形状来确定。比如，若电极组件22为圆柱体结构，壳体211则可选用为圆柱体结构；若电极组件22为长方体结构，壳体211则可选用长方体结构。图3示例性的示出了壳体211和电极组件22为圆柱体的情况。

壳体211的材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本申请实施例对此不作特殊限制。

端盖212用于封盖外壳21的壳体211的开口2111，以形成一密闭的容纳空间(图未示出)，容纳空间用于容纳电极组件22。容纳空间还用于容纳电解质，例如电解液。端盖212上可以设置输出电极组件22的电能的电极端子23。端盖212组件中的电极端子23用于与电极组件22电连接，即电极端子23与电极组件22的极耳电连接，比如，电极端子23与极耳通过集流构件(图中未示出)连接，以实现电极端子23与极耳的电连接。

需要说明的，壳体211的开口2111可以是一个，也可以是两个。若壳体211的开口2111为一个，端盖212也可以为一个，端盖212上则可设置两个电极端子23，两个电极端子23分别用于与电极组件22的正极极耳和负极极耳电连接，端盖212上的两个电极端子23分别为正极电极端子和负极电极端子。若壳体211的开口2111为两个，比如，两个开口2111设置在壳体211相对的两侧，端盖212也可以为两个，两个端盖212分别盖合于壳体211的两个开口2111处。在这种情况下，可以是一个端盖212上设置的电极端子23为正极电极端子，用于与电极组件22的正极极耳电连接；另一个端盖212上的电极端子23为负极电极端子，用于与电极组件22的负极极耳电连接。

在端盖212为一个的实施例中，端盖212上可以仅仅设置一个电极端子23，电极端子23用于与电极组件22的正极极耳和负极极耳中的一者电连接，电极组件22的正极极耳和负极极耳中的另一者与外壳21电连接。如图3所示，电极组件22的正极极耳和负极极耳分别设置于电极组件22的轴向的两端。电极组件22的正极极耳通过正极集流构件与端盖212上的电极端子23电连接，电极组件22的负极极耳通过负极集流构件与壳体211电连接，比如负极极耳通过负极集流构件与壳体211的底壁电连接。在一些实施例中，电极组件22还包括绝缘件(图中未示出)和密封件(图中未示出)，绝缘件设置于电极端子23和端盖212之间，用于实现电极端子23和端盖212绝缘。密封件设置于电极端子23和端盖212之间，用于实现电极端子23和端盖212之间密封。

电极组件22可以包括正极片221a(图9、图10中示出)、负极片221b(图9、图10中示出)和隔离膜(图未示出)。电极组件22可以是由正极片221a、隔离膜和负极片221b通过卷绕形成的卷绕式结构，也可以是由正极片221a、隔离膜和负极片221b通过层叠布置形成的层叠式结构。沿正极片221a的宽度方向，正极片221a包括具有正极活性物质层的正极活性物质层区和没有正极活性物质层的正极非活性物质层区，在正极非活性物质层区形成电极组件22的正极极耳。沿负极片221b的宽度方向，负极片221b包括具有负极活性物质层的负极活性物质层区和没有负极活性物质层的负极非活性物质层区，在负极非活性物质层区形成电极组件22的负极极耳。

其中，正极极耳可以是将正极非活性物质层区模切后形成的，这种情况正极非活性物质层区可以形成沿正极片221a的长度方向间隔布置的多个正极极耳，负极极耳可以是将负极非活性物质层区模切后形成的，这种情况负极非活性物质层区可以形成沿负极片221b的长度方向间隔布置的多个负极极耳。在另一些实施例中，正极极耳也可以是整个正极非活性物质层区，负极极耳也可以是整个负极非活性物质层区，即形成全极耳电极组件。

本申请实施例全极耳电极组件为例，对极片221的相关结构进行说明。

如图4所示，在一些实施例中，极片221包括活性物质层区和非活性物质层区2212；非活性物质层区2212与活性物质层区沿极片的宽度方向X布置，非活性物质层区2212包括留白区22121和揉平区22122，沿宽度方向，留白区22121位于揉平区22122与活性物质层区之间；其中，揉平区22122沿极片的厚度方向Y上的至少一面设置有凸部2213。

极片221包括集流体和活性物质层，活性物质层涂覆于集流体的厚度方向的两表面，活性物质层和集流体沿极片的厚度方向Y与活性物质层重叠的部分共同构成极片221的活性物质层区2211。沿极片的宽度方向X，集流体超出活性物质层的部分形成极片221的非活性物质层区。沿极片的宽度方向X，集流体两端超出活性物质层，也可以一端超出活性物质层。图4中示出了沿极片的宽度方向X，集流体的一端超出活性物质层，另一端与活性物质层平齐的情况。

集流体的厚度方向与极片的厚度方向Y一致。极片的宽度方向X、极片的长度方向Z和极片的厚度方向Y两两垂直。当极片221绕卷绕轴线卷绕后，极片的宽度方向X与卷绕轴线的延伸方向一致，极片的厚度方向Y为垂直卷绕轴线的任意方向，极片的长度方向Z对应极片221的卷绕方向。

所述的极片221可以是正极片221a，也可以是负极片221b，根据极片221的性质不同，集流体和活性物质层的材料则不同。

揉平区22122沿极片的厚度方向Y上的至少一面设置有多个凸部2213，实际上是，集流体超出活性物质层的部分沿极片的厚度方向Y上的至少一个表面设有多个凸部2213，凸部2213沿极片的厚度方向Y凸出集流体的表面。

留白区22121连接于揉平区22122和活性物质层区2211之间，当极片221绕卷绕轴线卷绕形成电极组件22后，留白区22121不揉平并沿卷绕轴向方向延伸，以使留白区22121的一端连接揉平区22122，一端连接活性物质层区2211。揉平区22122在留白区22121背离活性物质层区2211的一侧揉平，留白区22121能够将活性物质层区2211和揉平后的揉平区22122分隔，避免活性物质层区2211和揉平后的揉平区22122接触。

在将极片221形成电极组件22后，揉平区22122经过揉平处理形成电极组件22的极耳端面，在揉平区22122布置有凸部2213，揉平后，揉平区22122至少两层之间被凸部2213支撑形成间隙，具有该电极组件22的电池单体20充放电过程中，电极组件22的内部会产生气体，则气体可以从被凸部2213支撑形成的间隙排出，以泄放电极组件22内部的压力，降低使用了该极片221的电池单体20或者电池100发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险。此外，使用该极片221的电极组件22的内部的气体能够及时的排出，还能降低因气体在电极组件22内部聚集导致电极组件22的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

在一些实施例中，揉平区22122沿极片的厚度方向Y上的至少一面设置有多个凸部2213，多个凸部2213沿极片的长度方向Z间隔布置。

位于揉平区22122的厚度方向的同一面上的多个凸部2213，可以是沿极片的长度方向Z均匀间隔布置，也可以是非均匀间隔布置。

在另一些实施例中，极片221在极片的厚度方向Y的同一面上也可以仅设置一个凸部2213。

在揉平区22122沿极片的长度方向Z间隔布置有多个凸部2213，揉平区22122揉平后，揉平区22122的层与层之间被凸部2213支撑形成多个间隙，能够提高排气效率，进一步降低使用了该极片221的电池单体20或者电池100发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险和降低因气体在电极组件22内部聚集导致电极组件22的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

如图5所示，在一些实施例中，揉平区22122沿厚度方向上的两个面均设置有凸部2213。

在本实施例中，集流体超出活性物质层的部分沿极片的厚度方向Y的两个表面均设置有多个凸部2213。

在另一些实施例中，如图6所示，揉平区22122沿厚度方向上的两个面中只有一面设置有多个凸部2213。或者揉平区22122沿厚度方向上的两个面中每个面均仅设置一个凸部2213。

揉平区22122在厚度方向的两面均设有凸部2213，则揉平区22122揉平后，凸块能够在揉平区22122的厚度方向的两侧均支撑形成排气间隙，能够提高排气效率，进一步降低使用了该极片221的电池单体20或者电池100发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险和降低因气体在电池100组件内部聚集导致电极组件22的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

请继续参见图5，在一些实施例中，揉平区22122沿厚度方向上的两个面分别为第一面22122a和第二面22122b，沿厚度方向，位于第一面22122a的凸部2213在揉平区22122的投影和位于第二面22122b的凸部2213在揉平区22122的投影不重叠。

位于第一面22122a的凸部2213在揉平区22122的投影和位于第二面22122b的凸部2213在揉平区22122的投影不重叠，是指第一面22122a上的凸部2213沿极片的厚度方向Y在揉平区22122的投影与第二面22122b上的凸部2213沿极片的厚度方向Y在揉平区22122的投影在极片的长度方向Z上完全错开。当极片221处于卷绕状态后，第一面22122a上的凸部2213沿极片的厚度方向Y在揉平区22122的投影与第二面22122b上的凸部2213沿极片的厚度方向Y在揉平区22122的投影在极片221的卷绕方向上完全错开。这样的设置使得极片221不会因为在揉平区22122设置有凸部2213后使得极片221的厚度增大过多。

在另一些实施例中，沿厚度方向，位于第一面22122a的凸部2213在揉平区22122的投影和位于第二面22122b的凸部2213在揉平区22122的投影可以部分重叠或者完全重叠。

沿厚度方向，位于揉平区22122相对的两面的凸部2213在揉平区22122的投影不重叠，避免因揉平区22122的两面的凸部2213投影重叠而导致在重叠位置的厚度增加太多而增大了该位置与电极端子23的焊接难度。

请继续参照图4，在一些实施例中，凸部2213的延伸方向与宽度方向一致。

该宽度方向是指极片的宽度方向X，即凸部2213的延伸方向与极片的宽度方向X一致。对凸部2213来说，凸部2213的延伸方向是指凸部2213相比于除开在极片的厚度方向Y以外的其他方向的尺寸更大的方向，可以理解为，凸部2213在其延伸方向的尺寸大于凸部2213除开在极片的厚度方向Y的在其他方向的尺寸。在本实施例中，凸部2213呈长方体的块状，凸部2213的长边的延伸方向即为凸部2213的延伸方向。

在另一些实施例中，凸部2213也可以是方块、球面凸起或者其他结构形式。

凸部2213的延伸方向与极片的宽度方向X一致，使得凸部2213在极片的宽度方向X的尺寸大于在极片的长度方向Z的尺寸，能够在揉平后的相邻的两层揉平区22122之间形成沿凸部2213的延伸方向延伸的稳定的间隙，降低揉平区22122坍塌导致间隙变小或者被封堵的可能。

请继续参照图4，在一些实施例中，沿宽度方向，凸部2213背离活性物质层区2211的一端与揉平区22122背离活性物质层的一端平齐。

该宽度方向是指极片的宽度方向X。凸部2213面向活性物质层区2211的一端与留白区22121背离活性物质层的一端相对，并与揉平区22122面向活性物质层的一端平齐，凸部2213背离活性物质层区2211的一端与揉平区22122背离活性物质层的一端平齐，可以理解为，凸部2213沿极片的宽度方向X的尺寸与揉平区22122沿极片的宽度方向X的尺寸相同。

在另一些实施例中，凸部2213背离活性物质层的一端也可以与揉平区22122背离活性物质层的一端不平齐，比如，如图7所示，揉平区22122背离活性物质层的一端沿极片的宽度方向X超出凸部2213背离活性物质层区2211的一端，或者如图8所示，凸部2213背离活性物质层的一端沿极片的宽度方向X超出揉平区22122背离活性物质层区2211的一端。

凸部2213背离活性物质层区2211的一端与揉平区22122背离活性物质层的一端平齐，则揉平区22122背离活性物质层的一端没有超出凸部2213的部分，避免揉平区22122背离活性物质层的一端与相邻的揉平区22122连接而封闭凸部2213限定的排气间隙。

在一些实施例中，凸部2213为导体。

比如，凸部2213可以是和集流体材质相同的金属，或者凸部2213是与集流体材质不同的金属。

在另一些实施例中，凸部2213也可以是绝缘件。

凸部2213为导体，能够增大揉平区22122的过流能力；还使得揉平区22122可以通过凸部2213在层与层之间实现电连接。

在一些实施例中，凸部2213焊接于揉平区22122。

凸部2213与揉平区22122焊接可以是超声波焊接或者激光焊接。

在另一些实施例中，凸部2213也可以是通过粘接或者其他的连接方式设置于揉平区22122。

在另一些实施例中，凸部2213和揉平区22122也可以一体成型。

凸部2213焊接于揉平区22122，连接方便，且连接稳定性更高，降低凸部2213脱离揉平区22122的风险。

在一些实施例中，沿厚度方向，凸部2213的尺寸为0.2mm～1mm。

该厚度方向是指极片的厚度方向Y。图4、图5中的示出的h1即为凸部2213在极片的厚度方向Y的尺寸，即0.2mm≤h1≤1mm。多个凸部2213沿极片的厚度方向Y的尺寸可以相同，也可以不同。

在另一些实施例中，根据实际需要，凸部2213沿极片的厚度方向Y的尺寸也可以是其他的取值范围。凸部2213的尺寸为0.2mm～1mm，能够保证凸部2213支撑形成足够尺寸的间隙，还能避免凸部2213对应位置的厚度较大，影响揉平区22122和电极端子23焊接。

在一些实施例中，沿极片的长度方向Z，凸部2213的尺寸为1mm～2mm。

图4、图5中的示出的h2即为凸部2213在极片的长度方向Z的尺寸，即1mm≤h2≤2mm。多个凸部2213沿极片的长度方向Z的尺寸可以相同，也可以不同。

在另一些实施例中，根据实际需要，凸部2213沿极片的长度方向Z的尺寸也可以是其他的取值范围。

凸部2213沿极片的长度方向Z的尺寸为1mm～2mm，避免凸部2213的设置影响揉平区22122的揉平工艺。

本申请实施例还提供一种电极组件22，电极组件22包括上述任意实施例提供的极片221。

电极组件22为卷绕式电极组件22。极片221可以是正极片221a，也可以是负极片221b，或者电极组件22包括上述任意实施例提供的极片221了，两个极片221中的一者为正极片221a，另一者为负极片221b。

电极组件22包括上述任意实施例的提供的极片221，揉平区22122揉平后形成电极组件22的极耳端面，揉平区22122的层与层之间被凸部2213支撑形成间隙，具有该电极组件22的电池单体20在充放电的过程中，电极组件22的内部会产生气体，则气体可以从被凸部2213支撑形成的间隙排出，以泄放电极组件22内部的压力，降低使用了该电极组件22的电池100或者电池单体20发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险。此外，电极组件22的内部的气体能够及时的排出，还能降低因气体在电极组件22内部聚集导致电极组件22的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

如图9、图10所示，在一些实施例中，电极组件22包括两个所述极片221，两个极片221的极性相反，两个极片221的揉平区22122分别位于电极组件22轴向的两端。

两个极片221的极性相反是指一个极片221为正极片221a，另一个为负极片221b。如图9所示，正极片221a和负极片221b在极片的厚度方向Y层叠设置，正极片221a的揉平区22122和负极片221b的揉平区22122在极片的宽度方向X相对设置，正极片221a的活性物质层区2211和负极片221b的活性物质层区2211在极片的厚度方向Y相对设置。如图10所示，正极片221a和负极片221b层叠设置后卷绕形成卷绕式电极组件22在，则正极片221a的揉平区22122和负极片221b的揉平区22122分别位于电极组件22的轴向的两端。

由于极片221的揉平区22122作为电极组件22的极耳，两个极片221的揉平区22122分别位于电极组件22轴向的两端，即电极组件22的极性相反的两个极耳位于电极组件22轴向的两端，避免两个极耳接触导致短路。此外，还能使得电极组件22内部的气体从电极组件22的轴向的两端排出，提高排气效率。

本申请实施例还提供一种电池单体20，电池单体20包括外壳21和上述任意实施例提供的电极组件22，电极组件22容纳于外壳21内。

电池单体20包括上述实施例的提供的电极组件22，电池单体20充放电过程中，电极组件22的内部会产生气体，则气体可以的从被凸部2213支撑形成的间隙排出，以使泄放电极组件22内部的泄压，降低电池单体20发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险。此外，电极组件22的内部的气体能够及时的排出，还能降低因气体在电池100组件内部聚集导致电极组件22的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

本申请实施例还提供一种电池100，电池100包括上述实施例提供的电池单体20。

电池100包括上述实施例的提供的电池单体20，降低电池100发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险，提高了电池100的安全性能。

本申请实施例还提供一种用电设备，用电设备包括上述实施例提供的电池单体20。

用电设备包括上述实施例的提供的电池单体20，降低用电过程中电池单体20发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的可能性较小，提高了用电安全。

本申请实施例提供一种极片221，极片221包括活性物质层区和非活性物质层区2212；非活性物质层区2212与活性物质层区沿极片的宽度方向X布置，非活性物质层区2212包括留白区22121和揉平区22122，沿极片的宽度方向X，留白区22121位于揉平区22122与活性物质层区之间；揉平区22122沿极片的厚度方向Y上的一面设置有多个凸部2213，多个凸部2213沿极片的长度方向Z间隔设置。

在将极片221形成电极组件22后，揉平区22122经过揉平处理形成电极组件22的极耳端面，在揉平区22122沿长度方向间隔布置有多个凸部2213，揉平后，揉平区22122的层与层之间被凸部2213支撑形成间隙，具有该电极组件22的电池单体20充放电过程中，电极组件22的内部会产生气体，则气体可以从被凸部2213支撑形成的间隙排出，以泄放电极组件22内部的压力，降低使用了该极片221的电池单体20或者电池100发生热失控而导致起火、爆炸等安全问题的风险。此外，使用该极片221的电极组件22的内部的气体能够及时的排出，还能降低因气体在电极组件22内部聚集导致电极组件22的中心孔沿径向并向靠近卷绕中心的方向被挤压坍塌的可能。

沿极片的宽度方向X，凸部2213背离活性物质层的一端与揉平区22122背离活性物质层的一端平齐。则揉平区22122背离活性物质层的一端没有超出凸部2213的部分，避免揉平区22122背离活性物质层的一端与相邻的揉平区22122连接而封闭凸部2213限定的排气间隙。

以上仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种极片，其特征在于，包括：

活性物质层区；

非活性物质层区，与所述活性物质层区沿所述极片的宽度方向布置，所述非活性物质层区包括留白区和揉平区，沿所述宽度方向，所述留白区位于所述揉平区与所述活性物质层区之间；

其中，所述揉平区沿所述极片的厚度方向上的至少一面设置有至少一个凸部。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述揉平区沿所述极片的厚度方向上的至少一面设置有多个所述凸部，多个所述凸部沿所述极片的长度方向间隔布置。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述揉平区沿所述厚度方向上的两个面均设置有所述凸部。

4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述揉平区沿所述厚度方向上的两个面分别为第一面和第二面，沿所述厚度方向，位于所述第一面的所述凸部在所述揉平区的投影和位于所述第二面的所述凸部在所述揉平区的投影不重叠。

5.根据权利要求1-4任一项所述的极片，其特征在于，所述凸部的延伸方向与所述宽度方向一致。

6.根据权利要求1-4任一项所述的极片，其特征在于，沿所述宽度方向，所述凸部背离所述活性物质层区的一端与所述揉平区背离所述活性物质层的一端平齐。

7.根据权利要求1-4任一项所述的极片，其特征在于，所述凸部为导体。

8.根据权利要求1-4任一项所述的极片，其特征在于，所述凸部焊接于所述揉平区。

9.根据权利要求1-4任一项所述的极片，其特征在于，沿所述厚度方向，所述凸部的尺寸为0.2mm～1mm。

10.根据权利要求1-4任一项所述的极片，其特征在于，沿所述极片的长度方向，所述凸部的尺寸为1mm～2mm。

11.一种电极组件，其特征在于，包括根据权利要求1-10任一项所述的极片。

12.根据权利要求11所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件包括两个所述极片，两个所述极片的极性相反，两个所述极片的所述揉平区分别位于所述电极组件轴向的两端。

13.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳；

根据权利要求11或12所述的电极组件，所述电极组件容纳于所述外壳内。

14.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求13所述的电池单体。

15.一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求13所述的电池单体。

Images