CN217158290U - 电极组件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电极组件、电池单体、电池及用电装置，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离件，第一极片、第二极片和隔离件绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构，隔离件包括第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜用于绝缘隔离第一极片和第二极片，第一隔膜包括多个隔离平直部和多个隔离弯折部，多个隔离平直部沿第一方向层叠设置，每个隔离弯折部至少部分弯折为弧形并连接相邻的两个隔离平直部，第一方向与卷绕轴线垂直，其中，第二隔膜至少部分设置于第一极片和隔离弯折部之间，和/或第二隔膜至少部分设置于第二极片和隔离弯折部之间。本申请提供的电极组件一定程度上避免了破损的第一极片和/或第二极片刺穿隔离件。

Description

电极组件、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。

背景技术

电池是一种将外界的能量转化为电能并储存于其内部，以在需要时对外部用电设备(例如便携式电子设备等)进行供电的装置。电池通常包括电极组件、用于容置电极组件和电解液的壳体、以及安装于壳体的端盖。电极组件由正极极片、负极极片和隔离件组成。在制作电极组件时，需要将正极极片、负极极片和隔离件卷绕以形成卷绕结构的电极组件，电极组件尤其是其弯折的部位容易发生的断裂、毛刺、活性物质剥离、析锂等问题，可能会引发电极组件短路，甚至导致电池起火，存在很大的安全隐患。

综上，需要设计出一种电极组件，以解决上述的技术问题。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种电极组件、电池单体、电池及用电装置，在一定程度上能够减小或避免电极组件折弯部易发生短路的问题。

第一方面，本申请提供一种电极组件，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离件，第一极片、第二极片和隔离件绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构，隔离件包括第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜用于绝缘隔离第一极片和第二极片，第一隔膜包括多个隔离平直部和多个隔离弯折部，多个隔离平直部沿第一方向层叠设置，每个隔离弯折部至少部分弯折为弧形并连接相邻的两个隔离平直部，第一方向与卷绕轴线垂直，其中，第二隔膜至少部分设置于第一极片和隔离弯折部之间，和/或第二隔膜至少部分设置于第二极片和隔离弯折部之间。

通过将隔离件设计为第一隔膜和第二隔膜，其中，第二隔膜至少部分设置于第一极片和隔离弯折部之间，或者，第二极片和隔离弯折部之间，一定程度增大第一极片、第二极片在弯折位置处的曲率半径，使得第一极片和第二极片在弯折位置的平缓过渡，一定程度的避免或减小第一极片、第二极片发生断裂、活性物质剥离等损坏问题，从而一定程度的避免或减小由于第一极片和/或第二极片损坏导致的隔离件刺破。在隔离件的弯折位置设置了隔离弯折部和第二隔膜，增加了隔离件在弯折位置的结构强度，从而在一定程度上避免了破损的第一极片和/或第二极片刺穿隔离件，确保隔离件能有效隔离第一极片和第二极片；第二隔膜还可以在一定程度上避免产生析锂现象的电极组件锂枝晶刺穿隔离件，避免或减小电极组件电路短路，提高电极组件的使用寿命和产品稳定性和安全性。

根据本申请的一个实施例，第一隔膜包括靠近第一极片的第一表面和靠近第二极片的第二表面，第一表面和第二表面在第一隔膜的厚度方向上相对设置，多个第二隔膜设置于第一表面和第二表面中的至少一个上。

第二隔膜可以仅设置于第一表面，也可以仅设置于第二表面，还可以同时设置于第一表面和第二表面，即第二隔膜可以仅设置于隔离弯折部和第一极片之间，也可以仅设置于隔离弯折部和二极片之间，还可以同时设置于隔离弯折部和第一极片之间、以及隔离弯折部和二极片之间。通过将第二隔膜设置在第一表面和/或第二表面上，从而可以根据需要选择针对第一极片或第二极片进行防护。

根据本申请的一个实施例，第一极片包括多个极片平直部和多个极片弯折部，多个极片平直部沿第一方向层叠设置，每个极片弯折部至少部分弯折为弧形并连接相邻的两个极片平直部，第二隔膜至少部分设置于极片弯折部和隔离弯折部之间。

第一极片包括极片平直部和极片弯折部，使得电极组件形成卷绕结构的卷绕状态下，与第一隔膜结构匹配，即多个第一极片的极片平直部与多个隔离平直部一一对应，多个极片弯折部与多个隔离弯折部一一对应。通过将第一极片与第一隔膜的结构匹配设置，进一步提高电极组件整体布局紧密性，降低电极组件整体占用空间；并且将第二隔膜设置在极片弯折部和隔离弯折部之间，在一定程度上能够避免在极片弯折部产生的破损刺破隔离件，提高电极组件产品稳定性。

根据本申请的一个实施例，第一极片为正极极片，第二极片为负极极片，第二隔膜设置于第一表面上。

在部分异常状况下，可能会发生从正极极片脱嵌的锂离子无法嵌入负极极片，锂离子在负极极片的表面析出，从而产生析锂现象。所以将第二隔膜设置在第一表面，即第二隔膜设置在正极极片和第一隔膜之间，在一定程度上避免极片弯折部析出的锂刺穿隔离件。

根据本申请的一个实施例，隔离件的数量为两个，两个隔离件的第一隔膜分别设置于第一极片的相对两侧，隔离弯折部设置在极片弯折部的两侧。

两个第一隔膜分别设置于第一极片的相对两侧，两个第一隔膜的第一表面均设置有第二隔膜，从而形成隔离弯折部-第二隔膜-极片弯折部-第二隔膜-隔离弯折部的结构，设置在两个第一隔膜上的第二隔膜可以分别防止极片弯折部两侧的析锂刺穿隔离件。

根据本申请的一个实施例，多个第二隔膜分别设置于第一表面和第二表面上，多个第二隔膜中，一部分设置于第一极片和隔离弯折部之间，另一部分设置于第二极片和隔离弯折部之间。

多个第二隔膜分别设置于第一表面和第二表面上，使得隔离弯折部面对第一电极的一侧和面对第二电极的一侧均设置有第二隔膜保护，从而更有效的保护隔离弯折部。

根据本申请的一个实施例，第二隔膜包括间隔部和安装部，安装部与间隔部的相对两端连接，安装部与第一隔膜贴合，间隔部与隔离弯折部间隔设置。

通过设置安装部，使得第二隔膜可以通过安装部与第一隔膜贴合设置；通过设置与第一隔膜间隔设置的间隔部，从而增加隔离件在弯折位置的厚度，增加破损的第一极片和/或第二极片从刺破第二隔膜移动至接触第一隔膜的行程，从而降低第一隔膜和第二隔膜均被刺破的概率。

根据本申请的一个实施例，隔离平直部沿第二方向延伸，间隔部沿第二方向在第一隔膜上的投影覆盖隔离弯折部，第一方向Y与第二方向相交设置。

间隔部沿第二方向在第一隔膜上的投影覆盖隔离弯折部，即整个隔离弯折部均与间隔部相对间隔设置，间隔部对整个隔离弯折部均起到了防护作用。

根据本申请的一个实施例，第一隔膜包括与安装部贴合的贴合区域，以及与间隔部间隔设置的间隔区域，间隔区域的相对两端连接贴合区域，间隔部的弧长大于间隔区域的弧长。

第一隔膜包括贴合区域和间隔区域，其中，贴合区域既可以是第一隔膜上的隔离平直部，也可以是第一隔膜上的隔离弯折部，因此，间隔部既可以仅是位于隔离弯折部朝向第一表面一侧的弧形结构，也可以是位于部分隔离弯折部与隔离弯折部相邻的部分隔离平直部朝向第一表面一侧的弧形结构，仅需要满足间隔部的弧长大于间隔区域的弧长，从而实现间隔部与至少部分隔离弯折部间隔设置。

第二方面，本申请提供一种电池单体，包括：具有收容空间壳体，以及如上述的电极组件，电极组件容纳于壳体内。

第三方面，本申请提供一种电池，包括如上述的电池单体。

第四方面，本申请提供一种用电装置，用电装置包括如上述的电池，电池用于提供电能。

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

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

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分解结构示意图；

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电极组件的剖面结构示意图；

图5为图4所示A部分的放大结构示意图；

图6为本申请一些实施例的电极组件展开状态下的部分剖面结构示意图；

图7为本申请一些实施例的电极组件的部分剖面结构示意图；

图8为本申请一些实施例的电极组件的卷绕过程示意图；

图9为本申请另一些实施例的电极组件的部分剖面结构示意图

图10为本申请另一些实施例的隔离件展开状态下的部分剖面结构示意图；

图11为本申请另一些实施例的隔离件展开状态下的部分剖面结构示意图；

图12为本申请另一些实施例的隔离件展开状态下的部分剖面结构示意图；

图13为本申请另一些实施例的隔离件展开状态下的部分剖面结构示意图。

附图标号如下：

1000、车辆；

100、电池；200、控制器；300、马达；400、绕卷机构；

10、电池单体；20、上盖；30、下盖；

101、壳体；102、端盖；103、电极组件；104、电极端子；105、泄压机构；

1、第一极片；11、极片平直部；12、极片弯折部；2、第二极片；3、隔离件；31、第一隔膜；31a、第一表面；31b、第二表面；311、隔离平直部；312、隔离弯折部；32、第二隔膜；321、间隔部；322、安装部；

第一方向Y；第二方向X；长度方向B；贴合区域Z1；间隔区域Z2。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

在本申请中提及“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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，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。箱体可以一定程度上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、负极极片和隔离件组成。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层叠后作为正极极耳。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层叠后作为负极极耳。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。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。为描述方便，以下以极片指代正极极片和/或负极极片。

在卷绕电极材料制备成电极组件后，需要对电极组件进行压实，以便容纳于壳体内，极片、隔离件均需要被弯折，在极片的弯折部位容易发生的极片断裂、活性物质脱落、集流体外露、表面毛刺等问题，破损的正极极片和负极极片很容易刺破隔离件，从而导致隔离件隔离作用失效，引起电极组件短路，影响电池性能使得电极组件使用寿命短，产品稳定性不高。为了解决极片的弯折部位发生断裂、活性物质脱落、集流体外露、毛刺等现象，可以通过在极片的弯折部位设置离子交换胶纸，以减小或避免极片断裂、活性物质剥离的现象。但是，申请人发现，在卷绕过程中，将离子交换胶纸的粘接到极片，使得制备工艺繁琐，产能损失较大。

此外，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、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，形成析锂现象。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。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件，造成相邻的正极极片和负极极片具有短路的风险。

基于申请人发现的上述问题，申请人对电极组件的结构进行了改进，通过将隔离件设置为第一隔膜和第二隔膜，并将第二隔膜设置在第一隔膜和极片之间，一定程度上避免了破损的极片刺穿隔离件。本申请实施例描述的技术方案适用于电极组件、电池单体、电池及用电装置。

电池单体可以应用于车辆、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装置不做特殊限制。

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。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的爆炸图。电池100包括箱体和电池单体10。在一些实施例中，箱体可以包括上盖20和下盖30，上盖20与下盖30相互盖合，上盖20和下盖30共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。下盖30可以为一端开口的空心结构，上盖20可以为板状结构，上盖20盖合于下盖30的开口侧，以使上盖20与下盖30共同限定出容纳空间；上盖20和下盖30也可以是均为一侧开口的空心结构，上盖20的开口侧盖合于下盖30的开口侧。当然，上盖20和下盖30形成的箱体可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

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。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体内；当然，电池100也可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池模块形式，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10之间的电连接。

其中，每个电池单体10可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

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。电池单体10是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体10包括有壳体101、端盖102、电极组件103、电极端子104以及其他的功能性部件。

端盖102是指盖合于壳体101的开口处以将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖102的形状可以与壳体101的形状相适应以配合壳体101。可选地，端盖102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102在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体10能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖102上可以设置有如电极端子104等的功能性部件。电极端子104可以用于与电极组件103电连接，以用于输出或输入电池单体10的电能。在一些实施例中，端盖102上还可以设置有用于在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构105。端盖102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102的内侧还可以设置有绝缘构件，绝缘构件可以用于隔离壳体101内的电连接部件与端盖102，以降低短路的风险。示例性的，绝缘构件可以是塑料、橡胶等。

壳体101是用于配合端盖102以形成电池单体10的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件103、电解液以及其他部件。壳体101和端盖102可以是独立的部件，可以于壳体101上设置开口，通过在开口处使端盖102盖合开口以形成电池单体10的内部环境。不限地，也可以使端盖102和壳体101一体化，具体地，端盖102和壳体101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101的内部时，再使端盖102盖合壳体101。壳体101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101的形状可以根据电极组件103的具体形状和尺寸大小来确定。壳体101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。

电极组件103是电池单体10中发生电化学反应的部件。壳体101内可以包含一个或更多个电极组件103。电极组件103主要由正极极片和负极极片卷绕形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔离件。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件103的主体，正极极片和负极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的一端或是分别位于主体的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子104以形成电流回路。

请在图3的基础上，结合参见4至图5，图4为本申请一些实施例的电极组件的剖面结构示意图；图5为图4所示A部分的放大结构示意图。

根据本申请的一些实施例，如图3至图5所示，本申请提供了一种电极组件103，包括：第一极片1、第二极片2和位于第一极片1和第二极片2之间的隔离件3，第一极片1、第二极片2和隔离件3绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构，隔离件3包括第一隔膜31和第二隔膜32，第一隔膜31用于绝缘隔离第一极片1和第二极片2，第一隔膜31包括多个隔离平直部311和多个隔离弯折部312，多个隔离平直部311沿第一方向Y层叠设置，每个隔离弯折部312至少部分弯折为弧形并连接相邻的两个隔离平直部311，第一方向Y与卷绕轴线垂直，其中，第二隔膜32至少部分设置于第一极片1和隔离弯折部312之间，和/或第二隔膜32至少部分设置于第二极片2和隔离弯折部312之间。

在图3和图5中，灰色虚线示出第一隔膜31，黑色加粗虚线示出第二隔膜32。在图4所示实施例中，多个隔离平直部311沿第一方向Y层叠设置，隔离平直部311沿第二方向X延伸，卷绕轴线的延伸方向、第一方向Y和第二方向X两两垂直。第一隔膜31设置于第一极片1和第二极片2之间，用于绝缘隔离第一极片1和第二极片2，以将第一极片1和第二极片2的活性物质分隔开，防止两极片因接触而短路。而且，在电化学反应时，第一隔膜31能够形成离子移动的通道。第一隔膜31的材料可以包括聚乙烯、聚丙烯、纤维素膜、聚酰亚胺膜、聚酰胺膜、氨纶或芳纶膜等。

第二隔膜32至少部分设置于第一极片1和隔离弯折部312之间，和/或第二隔膜32至少部分设置于第二极片2和隔离弯折部312之间，可以理解为，需要满足第二隔膜32设置于第一极片1和隔离弯折部312之间，或者，第二隔膜32设置于第二极片2和隔离弯折部312之间，或者，第二隔膜32设置于第一极片1和隔离弯折部312之间以及第二极片2和隔离弯折部312之间。第二隔膜32增加了隔离件3在弯折位置的结构强度，一定程度上避免了破损的第一极片1和/或第二极片2刺穿隔离件3，确保隔离件3能有效隔离第一极片1和第二极片2。

可选地，第二隔膜32还可以设置于第一极片1与隔离平直部311之间，或者，第二隔膜32还可以设置于第二极片2与隔离平直部311之间，或者，第二隔膜32设置于第一极片1和隔离平直部311之间以及第二极片2和隔离平直部311之间。第一极片1与隔离平直部311之间或者第二极片2与隔离平直部311之间可以部分设有第二隔膜32，也可以全部设有第二隔膜32。可以理解的是隔膜层数的增加，在一定程度上降低隔离件3被刺穿的风险，从而提高电极组件103的产品质量和使用寿命。而且，第二隔膜32可以保护第一隔膜31，一定程度降低极片上的析锂刺穿隔离件3。

第二隔膜32也可以实现隔离第一极片1和第二极片2，并且，在电化学反应时，也需要形成离子移动的通道。第二隔膜32的材料可以包括聚乙烯、聚丙烯、纤维素膜、聚酰亚胺膜、聚酰胺膜、氨纶或芳纶膜等。第一隔膜31与第二隔膜32可以采用相同的材料制作而成，第一隔膜31与第二隔膜32也可以采用不同的材料制备而成，可依据实际需要进行选择。

本申请中，通过将隔离件3设计为第一隔膜31和第二隔膜32，其中，第二隔膜32至少部分设置于第一极片1和隔离弯折部312之间，或者，第二极片2和隔离弯折部312之间，一定程度增大第一极片1、第二极片2在弯折位置处的曲率半径，使得第一极片1和第二极片2在弯折位置的平缓过渡，一定程度的避免或减小第一极片1、第二极片2发生断裂、活性物质剥离等的损坏问题，从而一定程度的避免或减小由于第一极片1和/或第二极片2损坏导致的电路短路问题。在隔离件3的弯折位置设置了隔离弯折部312和第二隔膜32，增加了隔离件3在弯折位置的结构强度，从而在一定程度上避免了破损的第一极片1和/或第二极片2刺穿隔离件3，确保隔离件3能有效隔离第一极片1和第二极片2；第二隔膜32还可以在一定程度上避免产生析锂现象的第一极片1和/或第二极片2刺穿隔离件3，避免或减小电极组件103电路短路，提高电极组件103的使用寿命和产品稳定性。此外，相较于在第一极片1或第二极片2贴附离子交换胶纸，将隔离件3设置为第一隔膜31和第二隔膜32更易于加工和制备，从而简化了电极组件103的制作，降低了电极组件103的成本。

请结合参阅图6，根据本申请的一些实施例，第一隔膜31包括靠近第一极片1的第一表面31a和靠近第二极片2的第二表面31b，第一表面31a和第二表面31b在第一隔膜31的厚度方向上相对设置，多个第二隔膜32设置于第一表面31a和第二表面31b中的至少一个上。

卷绕状态下，隔离平直部311的厚度方向即为第一方向Y。平展状态下，沿隔离件3的长度方向B卷绕，形成卷绕结构。第一隔膜31包括沿第一隔膜31的厚度方向上相背离设置的第一表面31a和第二表面31b，第二隔膜32至少设置于第一隔膜31的隔离弯折部312的第一表面31a和第二表面31b中的至少一个上，即第二隔膜32可设置于第一隔膜31的隔离弯折部312的外表面，也可以设置于隔离平直部311的外表面，与第一极片1和/或第二极片2进行面接触，使得隔离件3结构紧凑和整体占用空间减小，提高电极组件103整体布局紧密性，提高电池单体能量密度。

第二隔膜32可以仅设置于第一表面31a，也可以仅设置于第二表面31b，还可以同时设置于第一表面31a和第二表面31b，即第二隔膜32可以设置于隔离弯折部312和第一极片1之间，也可以仅设置于隔离弯折部312和第二极片2之间，还可以同时设置于隔离弯折部312和第一极片1之间、以及隔离弯折部312和二极片32之间。通过将第二隔膜32设置在第一表面31a和/或第二表面31b上，从而可以根据需要选择针对第一极片1还是第二极片2进行防护。例如：当第二隔膜32设置在第一表面31a上，则第二隔膜32可以防护破损的第一极片1刺破第一隔膜31；当第二隔膜32设置在第二表面31b上，则第二隔膜32可以防护破损的第二极片2刺破第一隔膜31。

请参阅图7，根据本申请的一些实施例，第一极片1包括多个极片平直部11和多个极片弯折部12，多个极片平直部11沿第一方向Y层叠设置，每个极片弯折部12至少部分弯折为弧形并连接相邻的两个极片平直部11，第二隔膜32至少部分设置于极片弯折部12和隔离弯折部312之间。

第一极片1包括极片平直部11和极片弯折部12，使得电极组件形成卷绕结构的卷绕状态下，与第一隔膜31结构匹配，即多个第一极片1的极片平直部11与多个隔离平直部311一一对应，多个极片弯折部12与多个隔离弯折部312一一对应。第二隔膜32至少部分设置于极片弯折部12与隔离弯折部312之间。可以理解的，需要满足第二隔膜32设置于极片弯折部12与隔离弯折部312之间。此外，第二隔膜32还可以设置于极片平直部11与隔离平直部311之间。通过将第一极片1与第一隔膜31的结构匹配设置，进一步提高电极组件整体布局紧密性，降低电极组件整体占用空间；并且将第二隔膜32设置在极片弯折部12和隔离弯折部312之间，在一定程度上能够避免在极片弯折部12产生的破损刺破隔离件3，提高电极组件产品稳定性。。

第二极片2可与第一极片1的结构相同，第二极片2同样包括多个极片平直部11和多个极片弯折部12，第二极片2的极片平直部11和第一极片1的极片平直部11沿第一方向Y层叠设置，第二极片2的极片弯折部12和第一极片1的极片弯折部12设置在第一隔膜31的两侧，第二隔膜32至少部分设置于极片弯折部12和隔离弯折部312之间。

根据本申请的一些实施例，第一极片1为正极极片，第二极片2为负极极片，第二隔膜32设置于第一表面31a上。

在部分异常状况下，可能会发生从正极极片脱嵌的锂离子无法嵌入负极极片，锂离子在负极极片的表面析出，从而产生析锂现象。所以将第二隔膜32设置在第一表面31a，即第二隔膜32设置在正极极片和第一隔膜31之间，在一定程度上避免极片弯折部12产生的析锂刺穿隔离件3。

请结合参阅图8，隔离件3的数量为两个，两个隔离件3的第一隔膜31分别设置于第二极片2的相对两侧，隔离弯折部312设置在极片弯折部12的两侧。

在图8所示实施例中，带材进入绕卷机构400之前，第一隔膜31、第二极片2、第一隔膜31和第一极片1依次叠设。进入绕卷机构400之后形成绕卷的电极组件，两个第一隔膜31分别设置于第二极片2的相对两侧，一个第一隔膜31上的第二隔膜32设置在该第一隔膜31远离第二极片2的一侧，另一个第一隔膜31上的第二隔膜32同样设置在该第一隔膜31远离第二极片2的一侧，两个第一隔膜31上的第二表面31b均朝向第一极片1。两个第一隔膜31分别设置于第二极片2的相对两侧，两个第一隔膜31的第一表面31a均设置有第二隔膜32，从而形成隔离弯折部312-第二隔膜32-极片弯折部12-第二隔膜32-隔离弯折部312的依次间隔结构，设置在两个第一隔膜31上的第二隔膜32可以分别防止极片弯折部12两侧的析锂刺穿隔离件3。而且第一极片1的相对的两侧均设有第一隔膜31，第二隔膜32设置于第一隔膜31上，从而进一步增加电极组件的弯折位置处的曲率半径，尽可能的避免在卷绕工艺期间发生电极片断裂和/或活性物质剥离造成短路失效的问题。

请参阅图9和图10，根据本申请的一些实施例，多个第二隔膜32分别设置于第一表面31a和第二表面31b上，多个第二隔膜32中，一部分设置于第一极片1和隔离弯折部312之间，另一部分设置于第二极片2和隔离弯折部312之间。

多个第二隔膜32分别设置于第一表面31a和第二表面31b上，使得隔离弯折部312面对第一电极31的一侧和面对第二电极2的一侧均设置有第二隔膜32保护，从而更有效的保护第一隔膜31。平展状态下，沿隔离件3的厚度方向，设置于第一表面31a的第二隔膜32和设置于第二表面31b的第二隔膜32在第一隔膜31的投影至少部分重叠，以使得位于第一隔膜31两侧的第二隔膜32均能对应隔离弯折部312。

结合参阅图12，根据本申请的一些实施例，第二隔膜32包括间隔部321和安装部322，安装部322与间隔部321的相对两端连接，安装部322与第一隔膜31贴合，间隔部321与隔离弯折部312间隔设置。

通过设置安装部322，使得第二隔膜32可以通过安装部322与第一隔膜31贴合设置；通过设置与第一隔膜31间隔设置的间隔部321，从而增加隔离件3在弯折位置的厚度，增加破损的第一极片1和/或第二极片2从刺破第二隔膜32移动至接触第一隔膜31的行程，从而降低第一隔膜31和第二隔膜32均被刺破的概率。而且，间隔部321至少部分具有一定柔性，以使得在绕卷绕轴线卷绕时，第二隔膜32与第一隔膜31一并弯折形成弧形结构。

可选地，间隔部321和安装部322为一体连接，或者，间隔部321和安装部322为组合连接。

可选地，安装部322可以黏接或焊接于第一隔膜31的第一表面31a和/或第二表面31b。安装部322可与第一隔膜31的隔离平直部311贴合，间隔部321两侧的安装部322分别与相邻的两个隔离平直部311贴合。或者，安装部322可与第一隔膜31的隔离弯折部312贴合，间隔部321两侧的安装部322均与隔离弯折部312贴合。或者，间隔部321一侧的安装部322与隔离弯折部312贴合，另一侧的安装部322与隔离平直部311贴合。

可选地，在展开状态下，第二隔膜32的横截面图案可以为圆弧、矩形、梯形中的至少一种。多个第二隔膜32的结构一致，以方便针对同一规格的电池单体制备、存贮同一规格的隔离件3。

根据本申请的一些实施例，隔离平直部311沿第二方向X延伸，间隔部321沿第二方向X在第一隔膜31上的投影覆盖隔离弯折部312，第一方向Y与第二方向X相交设置。

间隔部321沿第二方向X在第一隔膜31上的投影覆盖隔离弯折部312，即整个隔离弯折部312均与间隔部321相对间隔设置，间隔部321对整个隔离弯折部312均起到了防护作用。

请参阅图11，根据本申请的一些实施例，第一隔膜31包括与安装部322贴合的贴合区域Z1，以及与间隔部321间隔设置的间隔区域Z2，间隔区域Z2的相对两端连接贴合区域Z1，间隔部321的弧长大于间隔区域Z2的弧长。

第一隔膜31包括贴合区域Z1和间隔区域Z2，其中，贴合区域Z1既可以是第一隔膜31上的隔离平直部311，也可以是第一隔膜31上的隔离弯折部312，因此，绕卷状态下，间隔部321不仅可以与隔离弯折部312相对间隔设置，还可以与隔离平直部311间隔设置。间隔部321的弧长大于间隔区域Z2的弧长，即平展状态下，间隔部321的长度大于间隔区域Z2的长度，从而实现在绕卷状态下，间隔部321与至少部分隔离弯折部312间隔设置。

电极组件通过电极材料绕卷形成，即呈带状的第一极片1、隔离件3和第二极片2叠设，再沿带材长度方向绕卷绕轴线形成电极组件。隔离件3在展开状态下，多个第二隔膜32可以以一定间隔距离依次间隔设置在第一隔膜31上。请结合参阅图12，由于电极组件为绕卷结构，越外侧的隔离件3绕卷一周所需材料增加，所以还可在隔离件3展开状态下，设置相邻第二隔膜32之间的间隔距离沿长度方向逐渐增加，以使得绕卷状态下，每个第二隔膜32均能与隔离弯折部312相对设置。本领域技术人员可以理解的是，第一隔膜31和第二隔膜32可以是独立件，第二隔膜32可以贴设在第一隔膜31上。请结合参阅图13，第一隔膜31和第二隔膜32还可以是一体件，自隔离平直部311的端部延伸形成第二隔膜32和隔离弯折部312。当然本领域技术人员可以根据需要调节隔离平直部311、隔离弯折部312和第二隔膜32的厚度，隔离弯折部312和第二隔膜32的厚度。

请再次参阅图3至图6，本申请提供了一种电极组件103，包括：第一极片1、第二极片2和位于第一极片1和第二极片2之间的隔离件3，第一极片1、第二极片2和隔离件3绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构，隔离件3包括第一隔膜31和第二隔膜32，第一隔膜31用于绝缘隔离第一极片1和第二极片2，第一隔膜31包括多个隔离平直部311和多个隔离弯折部312，多个隔离平直部311沿第一方向Y层叠设置，每个隔离弯折部312至少部分弯折为弧形并连接相邻的两个隔离平直部311，第一方向Y与卷绕轴线垂直，其中，第二隔膜32至少部分设置于第一极片1和隔离弯折部312之间，和/或第二隔膜32至少部分设置于第二极片2和隔离弯折部312之间。本申请中，通过将隔离件3设计为第一隔膜31和第二隔膜32，其中，第二隔膜32至少部分设置于第一极片1和隔离弯折部312之间，或者，第二极片2和隔离弯折部312之间，一定程度增大第一极片1、第二极片2在弯折位置处的曲率半径，使得第一极片1和第二极片2在弯折位置的平缓过渡，一定程度的避免或减小第一极片1、第二极片2发生断裂、活性物质剥离等的损坏问题，从而一定程度的避免或减小由于第一极片1和/或第二极片2损坏导致的电路短路问题。在隔离件3的弯折位置设置了隔离弯折部312和第二隔膜32，增加了隔离件3在弯折位置的结构强度，从而在一定程度上避免了破损的第一极片1和/或第二极片2刺穿隔离件3，确保隔离件3能有效隔离第一极片1和第二极片2；第二隔膜32还可以在一定程度上避免产生析锂现象的第一极片1和/或第二极片2刺穿隔离件3，避免或减小电极组件103电路短路，提高电极组件103的使用寿命和产品稳定性。此外，相较于在第一极片1或第二极片2贴附离子交换胶纸，将隔离件3设置为第一隔膜31和第二隔膜32更易于加工和制备，从而简化了电极组件103的制作，降低了电极组件103的成本。

为说明以上实施例可实现的有益效果，以下列举其他实施例进一步说明。

实施例1

获取第一电极，第一电极采用LiNi₈Co₁Mn₁O₄制备而成；

获取第二电极，第二电极采用石墨制备而成；

取3个第二隔膜分别粘接到第一隔膜的3段隔离平直部的第一表面，其中，第一隔膜和第二隔膜均采用7μm的聚乙烯制备而成，制成隔离件；

将第一电极、隔离件和第二电极绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构，获得电极组件。

实施例2

获取第一电极，第一电极采用LiNi₈Co₁Mn₁O₄制备而成；

获取第二电极，第二电极采用石墨制备而成；

取3个第二隔膜分别胶粘接到第一隔膜的3段隔离平直部的第一表面，另取3个第二隔膜分别胶粘接到第一隔膜的3段隔离平直部的第二表面，其中，第一隔膜和第二隔膜均采用7μm的聚乙烯制备而成，制成隔离件；

将第一电极、隔离件和第二电极绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构，获得电极组件。

实施例3

获取第一电极，第一电极采用LiNi₈Co₁Mn₁O₄制备而成；

获取第二电极，第二电极采用石墨制备而成；

取4个第二隔膜分别胶粘接到第一隔膜的4段隔离平直部的第一表面，另取4个第二隔膜分别胶粘接到第一隔膜的4段隔离平直部的第二表面，其中，第一隔膜和第二隔膜均采用12μm的聚乙烯制备而成，获取隔离件；

将第一电极、隔离件和第二电极绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构，获得电极组件。

对比例1

获取第一电极，第一电极采用LiNi₈Co₁Mn₁O₄制备而成；

获取第二电极，第二电极采用石墨制备而成；

获取隔离件，隔离件采用采用7μm聚丙烯制备而成，；

将第一电极、隔离件和第二电极绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构，获得电极组件。

将实施例1、2和3和对比例1进行性能测试，将制备得到的电极组件的最内圈的第一电极的极片弯折部撕开约5cm长的裂口，将电极组件在荷电状态区间(SOC)进行循环，检测500圈循环后的自放电率和失效率，测试结果如表1所示。

表1电极组件的自放电率和失效率

组别	500cycle后自放电率(mV/h)	失效率
			实施例1	0.047mV/h	7.5％
实施例2	0.064mV/h	0％
			实施例3	0.027mV/h	0％
对比例1	1.5mV/h	92.5％

由表1可知，实施例1-3的电极组件经过500圈循环后的自放电率和失效率均优于对比例1的电极组件，说明本申请具有第二隔膜的电极组件的使用寿命和产品稳定性优于现有技术中单层隔离件的电极组件。

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 (12)

1.一种电极组件，其特征在于，包括：

第一极片和第二极片；

隔离件，位于所述第一极片和所述第二极片之间，所述第一极片、所述第二极片和所述隔离件绕卷绕轴线卷绕形成卷绕结构，所述隔离件包括第一隔膜和第二隔膜，所述第一隔膜用于绝缘隔离所述第一极片和所述第二极片，所述第一隔膜包括多个隔离平直部和多个隔离弯折部，多个所述隔离平直部沿第一方向层叠设置，每个所述隔离弯折部至少部分弯折为弧形并连接相邻的两个所述隔离平直部，所述第一方向与所述卷绕轴线垂直，

其中，所述第二隔膜至少部分设置于所述第一极片和所述隔离弯折部之间，和/或所述第二隔膜至少部分设置于所述第二极片和所述隔离弯折部之间。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一隔膜包括靠近所述第一极片的第一表面和靠近所述第二极片的第二表面，所述第一表面和所述第二表面在所述第一隔膜的厚度方向上相对设置，多个所述第二隔膜设置于所述第一表面和所述第二表面中的至少一个上。

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片包括多个极片平直部和多个极片弯折部，多个所述极片平直部沿所述第一方向层叠设置，每个所述极片弯折部至少部分弯折为弧形并连接相邻的两个所述极片平直部，所述第二隔膜至少部分设置于所述极片弯折部和所述隔离弯折部之间。

4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片为正极极片，所述第二极片为负极极片，所述第二隔膜设置于所述第一表面上。

5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，所述隔离件的数量为两个，两个所述隔离件的第一隔膜分别设置于所述第二极片的相对两侧，所述隔离弯折部设置在所述极片弯折部的两侧。

6.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，多个所述第二隔膜分别设置于所述第一表面和所述第二表面上，多个所述第二隔膜中，一部分设置于所述第一极片和所述隔离弯折部之间，另一部分设置于所述第二极片和所述隔离弯折部之间。

7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第二隔膜包括间隔部和安装部，所述安装部与所述间隔部的相对两端连接，所述安装部与所述第一隔膜贴合，所述间隔部与所述隔离弯折部间隔设置。

8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述隔离平直部沿第二方向延伸，所述间隔部沿所述第二方向在所述第一隔膜上的投影覆盖所述隔离弯折部，所述第一方向与所述第二方向相交设置。

9.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述第一隔膜包括与所述安装部贴合的贴合区域，以及与所述间隔部间隔设置的间隔区域，所述间隔区域的相对两端连接所述贴合区域，所述间隔部的弧长大于所述间隔区域的弧长。

10.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，具有收容空间；

如权利要求1至9中任一项所述的电极组件，所述电极组件容纳于所述壳体内。

11.一种电池，其特征在于，包括多个根据权利要求10所述的电池单体。

12.一种用电装置，其特征在于，包括根据权利要求11所述的电池，所述电池用于提供电能。

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