CN217641684U - 电极组件、电池单体、电池、用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电极组件、电池单体、电池、用电装置。其中，所述电极组件包括：至少一个本体，用于形成层叠的电化学结构；以及极耳，所述极耳从每个所述本体的边缘向外延伸，每个所述本体的极性相同的极耳包括第一极耳以及第二极耳，所述第一极耳与所述第二极耳的位置分别位于所述本体的厚度方向中心线的两侧。

Description

电极组件、电池单体、电池、用电装置

技术领域

本申请涉及电极组件、电池单体、电池、用电装置。

背景技术

电池的电极组件包括本体和连接于本体的极耳，本体通常为层叠的电化学结构，设置分别对应正极、负极的极耳，以作为进行充放电时的接触点。

然而，极耳存在结构可靠性的问题。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种电极组件、电池单体、电池、用电装置，以提升极耳的结构可靠性以及使用寿命，以提升电池单体、电池以及用电装置的可靠性以及使用寿命。

第一方面，本申请提供一种电极组件，包括至少一个本体，用于形成层叠的电化学结构；以及极耳，所述极耳从每个所述本体的边缘向外延伸，每个所述本体的极性相同的极耳包括第一极耳以及第二极耳，所述第一极耳与所述第二极耳的位置分别位于所述本体的厚度方向中心线的两侧。

本申请实施例的技术方案中，通过将极性相同的极耳设置为在厚度方向两侧的第一极耳、第二极耳，使得在保证电池容量性能的前提下，降低极耳在电池结构中受到挤压导致断裂的风险，提升极耳的结构可靠性以及使用寿命，以提升电池单体、电池以及用电装置的可靠性以及使用寿命，同时，由于降低了极耳在电池结构中受到挤压导致断裂的风险，也可以降低对电池制造过程中的制造精度以及装配精度的要求，降低制造成本。

在一些实施例中，所述第一极耳的层数为n，所述第二极耳的层数为m，其中n不等于m，如此使得极性相同的第一极耳、第二极耳在中心线的两侧隔开。

在一些实施例中，沿所述本体的厚度方向，所述第二极耳与所述中心线的最小距离大于所述第一极耳与所述中心线的最小距离，如此可以使得极耳的过流更为均匀。

在一些实施例中，m小于n，如此可以尽量减少对现有的极耳结构的改动，使得电极组件的制造工艺较为简单。

在一些实施例中，沿所述本体的宽度方向，极性相反的所述极耳对称布置，如此使得电极组件易于加工装配。

在一些实施例中，所述第二极耳从所述本体的顶部延伸的延伸长度满足：

{(1/2D)²+H²}^1/2<a<1/2D+H；

其中，a为所述第二极耳从所述本体的顶部延伸的延伸长度，D为所述本体的厚度，H为所述本体的顶部至所述第一极耳与所述第二极耳相交的点的高度。如此范围的第二极耳的长度，既可以避免由于长度过短导致的在振动环境中，极耳活动空间不够会发生撕裂，也可以避免由于长度过长导致的经济成本高，且多出的部分容易发生极耳冗余，插入极耳内部造成短路。

在一些实施例中，所述第一极耳、第二极耳在所述本体的宽度方向对齐，且所述第一极耳、第二极耳的宽度满足：

0＜b<1/2B；

其中，b为所述第一极耳、第二极耳的宽度；B为所述本体的宽度。如此可以便于电极组件后续的装配。

第二方面，本申请提供一种电池单体，包括顶盖和至少一个如第一方面所述的电极组件；其中，所述本体通过第一极片、第二极片以及位于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜共同卷绕形成。通过卷绕形成的电池单体，其电池容量较高，且易于大规模生产，成本低。

在一些实施例中，所述顶盖在高度方向具有台阶结构，所述台阶结构包括平台部以及阶跃部，如此可以使得顶盖占用的空间少，从而提高电池单体的结构紧凑性，提升电池的能量密度。

在一些实施例中，形成所述第一极耳的层数与形成所述第二极耳的层数满足：

(x-y)*d*2+C<h；

其中，x为形成所述第一极耳、第二极耳的所述的层数之和,x则等于2*(n+m)；y为形成所述第二极耳的层数,y等于2*m，其中，1≤m≤n；h为所述本体的顶部至所述平台部与所述阶跃部的连接位置的高度；d为所述极耳的厚度；C为所述第一极耳在高度方向至所述平台部与所述阶跃部的连接位置的间隙，C>0mm，如此使得顶盖与极耳之间在高度方向具有足够的空间，可以避免顶盖对极耳的挤压，提升电池单体的可靠性以及使用寿命。

在一些实施例中，0.2mm≤C≤2/3h，如此使得间隙在较为合适的范围内，既保证了极耳与顶盖之间的足够空间，防止极耳受到顶盖的挤压，也保证了电池单体的结构紧凑。

在一些实施例中，所述第二极耳至所述本体的顶部之间设置有支撑件，以支撑所述第二极耳，以防止第二极耳成型后发生坍塌。

在一些实施例中，所述支撑件为圆筒状，如此易于安装至第二极耳至电极的顶部之间，并且对第二极耳具有较好的支撑作用。

第三方面，本申请提供一种电池，包括如第二方面所述的电池单体。

第四方面，本申请提供一种用电装置，所述用电装置包括如第三方面所述的电池。

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的用电装置的结构示意图。

图2位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池单体的组装结构示意图。

图5为本申请一些实施例的电池单体沿X-Z方向的剖面结构示意图。

图6为本申请一些实施例的电池单体沿Y-Z方向的剖面结构示意图。

图7为图6的局部放大结构图。

图8A至图8D为本申请一些实施例的电极组件的结构示意图。

图9为本申请一些实施例的电池组件的卷绕结构的示意图。

附图标记：

1000-车辆，100-电池，200-控制器，300-马达；

10-箱体，11-第一部分，12-第二部分，20-电池单体；

21-顶盖，22-壳体，23-电极组件，24-连接件；

231、2301、2302-本体，23a-极耳，23a1-正极极耳，23a2-负极极耳，2321-第一极耳，23211-本体连接部，23212-延伸部，23213-弯折部，2322-第二极耳，233-相交位置，A1-厚度方向中心线，2311-第一极片，2312-第二极片，2313-隔膜，2310-卷绕起始层，21a-极柱，210-台阶结构，2101-平台部，2102-阶跃部，2103-连接位置，234-支撑件；

X-宽度方向，Y-厚度方向，Z-高度方向。

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。

电池的电极组件包括本体和连接于本体的极耳，本体通常为层叠的电化学结构，设置分别对应正极、负极的极耳，以作为进行充放电时的接触点。然而，极耳存在结构可靠性的问题。

发明人发现，极耳存在可靠性问题的主要原因之一在于，在电池单体中，极耳在高度方向弯折连接到连接件时，由于高度方向的空间有限，使得极耳容易与顶盖发生干涉，对极耳造成挤压，造成极耳断裂的风险。

为了提升极耳的可靠性，发明人经过深入研究，设计了一种电极组件，通过将极性相同的极耳设置为在厚度方向两侧的第一极耳、第二极耳，使得在保证电池容量性能的前提下，将原本设置于厚度方向一侧的极耳的部分层数转移至中心线的另一侧，使得弯折形成的极耳的整体高度降低，从而适应高度方向空间有限的条件，降低极耳在电池结构中受到挤压导致断裂的风险，提升极耳的结构可靠性以及使用寿命，以提升电池单体、电池以及用电装置的可靠性以及使用寿命，同时，由于降低了极耳在电池结构中受到挤压导致断裂的风险，也可以降低对电池制造过程中的制造精度以及装配精度的要求，降低制造成本。

本申请实施例公开的电极组件、电池单体可以但不限用于电池以及包含电池的用电设备中，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动车辆、列车、轮船、航天器等等。其中，电动车辆可以包括纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车等，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。用电装置还可以是储能系统，例如大型商业储能、微网储能、基站产品、家用不间断电源储能等等。

以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆为例进行说明。

请参阅图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Ⅰ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，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11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10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20可以是多个，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，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20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20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体20可以包括有顶盖21、壳体22、电极组件23、连接件24以及其他的功能性部件。

顶盖21是指盖合于壳体22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，顶盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，顶盖21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，顶盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。顶盖21上可以设置有如极柱21a等的功能性部件。极柱21a可以用于与电极组件23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，顶盖21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。顶盖21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，在顶盖21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与顶盖21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。

壳体22是用于配合顶盖21以形成电池单体20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23、电解液以及其他部件。壳体22和顶盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使顶盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使顶盖21和壳体22一体化，具体地，顶盖21和壳体22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22的内部时，再使顶盖21盖合壳体22。壳体22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22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。壳体22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23是电池单体100中发生电化学反应的部件。壳体22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，并且通常在正极片与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的本体231，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳23a，可以通过模切工艺实现。极耳23a一般包括正极极耳23a1和负极极耳23a2。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，连接件24将极耳23a电连接到极柱21a，极耳连接极柱21a以形成电流回路。

根据本申请的一些实施例，参照图3至图9，本申请提供了一种电极组件23，包括至少一个本体231以及极耳23a。本体231用于形成层叠的电化学结构。极耳23a从每个本体231的边缘向外延伸，每个本体231的极性相同的极耳23a包括第一极耳2321以及第二极耳2322，第一极耳2321与第二极耳2322的位置分别位于本体231的厚度方向中心线A1的两侧。

“电化学结构”指的是发生电化学反应的部件结构，而“层叠”指的是该结构为一层一层的部件堆叠的，“层叠”在此处是一种结构的概念，而非工艺概念，并非限制制造工艺必须是层叠的，例如承上所记载的，电极组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，即“层叠”的结构可以通过卷绕或者层叠放置的工艺形成。正极片和负极片具有活性物质的部分，以及隔膜构成电极组件的本体231。

“至少一个本体231”，对于一个电极组件231而言可以包括一个或多个本体231，例如图3、图6、图7所示的，电极组件231具有两个本体2301、2302在厚度方向相邻的设置，本体2301、2302的第二极耳2322在Y方向上相邻连接，但不以此为限，本体231的数量可以是一个，也可以是三个甚至更多。

厚度方向，例如图3所示的，厚度方向为Y方向，以下内容中还将出现高度方向、宽度方向的描述，例如图1所示的，高度方向为Z方向，宽度方向为X方向。

对极耳23a从本体231的边缘向外部延伸，例如从本体231在高度方向的边缘向外延伸，具体的延伸形式，例如承上所述的，可以是一体地延伸，正极极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳23a，可以通过模切工艺实现。如图8A所示的，本体231为层叠的结构，对应的极耳23a也可以是层叠的结构。

极性相同的极耳，即正极极耳23a1包括第一极耳2321以及第二极耳2322，以及负极极耳23a2包括第一极耳2321以及第二极耳2322。本体231的厚度方向中心线A1，可以平分本体231在Y方向的尺寸，如图8A所示的，第一极耳2321、第二极耳2322分别位于中心线A1在Y方向的正方向、负方向的一侧，即分别位于Y1方向侧、Y2方向侧。

通过将极性相同的极耳23a1、23a2设置为在厚度方向两侧的第一极耳2321、第二极耳2322，使得在保证电池容量性能的前提下，将原本设置于厚度方向中心线A1一侧的极耳的部分层数转移至中心线A1的另一侧，使得弯折形成的极耳23a的整体高度降低，从而适应高度方向空间有限的条件，降低极耳23a在电池单体20的结构中受到挤压导致断裂的风险，提升极耳23a的结构可靠性以及使用寿命，以提升电池单体20、电池100以及用电装置的可靠性以及使用寿命，同时，由于降低了极耳23a在电池单体20的结构中受到挤压导致断裂的风险，也可以降低对电池制造过程中的制造精度以及装配精度的要求，降低制造成本。

根据本申请的一些实施例，可选地，请继续参考图8A，第一极耳2321的层数为n，第二极耳2322的层数为m，其中n不等于m。

对于一般的卷绕结构来说，极片卷绕一周模切一个极耳；对于一般的叠片结构来说，极片叠一层模切一个极耳；当然，每一周或者每一层模切极耳的个数可以视情况调整，此处的层数的含义，也就是极耳的层数与层叠的极片层数相关，在本申请的一些实施例中，极耳的层数可以为形成电极组件23的层叠的正极片和负极片不具有活性物质的部分分别构成第一极耳2321、第二极耳2322的层数。n，m的具体层数不以图8A中所示的具体层数为限。

采用以上实施例的有益效果在于，如此使得正极极耳23a1、负极极耳23a2的第一极耳2321、第二极耳2322在中心线A1的两侧隔开，可以进一步降低第一极耳2321、第二极耳2322连接形成极耳23a后极耳23a的高度，进一步降低极耳23a与顶盖21发生干涉的风险。

根据本申请的一些实施例，可选地，请继续参考图8A，沿本体231的厚度方向，第二极耳2322与中心线A1的最小距离大于第一极耳2321与中心线A1的最小距离。

如图8A所示的，第二极耳2322相比于第一极耳2321而言，更为靠近本体231在厚度方向的边缘。例如图8A所示的，第二极耳2322在本体231的厚度方向最靠近边缘的一层同时也是本体231的在厚度方向的最外层。

采用以上实施例的有益效果在于，可以保证靠近边缘的极片层具有对应的极耳，使得极耳的过流更为均匀，进一步保证电池单体、电池的性能。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一极耳2321的层数为n，第二极耳2322的层数为m，m小于n。

采用以上实施例的效果在于可以使得电极组件的制造工艺较为简单，其原理在于，对于现有的极耳结构而言，其结构可以认为是仅具有位于中心线A1一侧的极耳，极耳的层数为m+n。而采用以上实施例的极耳结构，实质上是将现有的极耳结构中为位于中心线A1一侧、层数为m+n的极耳，将m层的极耳转移至中心线A1的另一侧形成第二极耳2322，而保留n层的极耳形成第一极耳2321。因此，m小于n的设置，在现有的制造工艺的基础上，可以尽量少地改变第一极耳2321具有的层数，使得电极组件的制造工艺较为简单。

根据本申请的一些实施例，可选地，沿本体231的宽度方向，极性相反的极耳23a1、23a2对称布置。

参考图3、图5以及图8A所示的。宽度方向，例如为图中所示的X方向。即正极极耳23a1、负极极耳23a2位于本体231的X方向的位置相对于本体231在X方向的中心线A2是对称的。采用以上实施例的有益效果在于，可以使得正极极耳23a1、负极极耳23a2易于加工成形，并且易于与电池单体20的连接件24、顶盖21以及极柱21a的结构匹配，使得电池单体20的整体结构对称。

根据本申请的一些实施例，可选地，参考图6、图8A所示的，第二极耳2322从本体231的顶部延伸的延伸长度满足：

{(1/2D)²+H²}^1/2<a<1/2D+H；

其中，a为第二极耳2322从本体231的顶部延伸的延伸长度，D为本体231的厚度，H为本体231的顶部至第一极耳2321与第二极耳2322相交的点的高度。

此处“第一极耳2321与第二极耳2322相交的点”的含义，即第一极耳2321与第二极耳2322在成型后的相交位置233，成型后的电极组件23，参考图6、图7所示的，不同于图8B至图8D所示的成型前的电极组件23，第一极耳2321与第二极耳2322均是在高度方向竖直的，成型后的电极组件23的第一极耳2321、第二极耳2322是弯折的。具体工艺可以是通过超声波焊接工艺得到，例如在超声波焊接极耳23a与连接件24的工艺，捋齐第一极耳2321所具有的n层极耳后，在极耳根部至第二极耳2322的位置贴蓝胶，再捋齐第二极耳2322极所具有的m层极耳并贴蓝膜后，与第一极耳2321所具有的n层极耳一同进行超声波焊接。形成的极耳23a的结构如图6、图7所示的，第一极耳2321包括与本体231连接的本体连接部23211、与连接件24连接的延伸部23212以及连接于本体连接部23211和延伸部23212之间的弯折部23213，延伸部23212沿厚度方向即Y方向延伸，弯折部23213相对于延伸部23212弯折，而第二极耳2322倾斜地连接至第一极耳2321于相交位置233，即为第一极耳2321与第二极耳2322相交的点。

采用以上实施例的第二极耳2322从本体231的顶部延伸的延伸长度范围，既可以避免由于长度过短导致的在振动环境中，极耳的活动空间不够，极耳会发生撕裂，也可以避免由于长度过长导致的经济成本高，且多出的部分容易发生极耳冗余，插入极耳内部造成短路。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一极耳2321、第二极耳2322在本体231的宽度方向对齐，且第一极耳2321、第二极耳2322的宽度满足：

0＜b<1/2B；

其中，b为第一极耳2321、第二极耳2322的宽度；B为本体2322的宽度。

如图3、图8A所示的，第一极耳2321、第二极耳2322的在X方向的尺寸相同并且对齐。如此使得极耳的宽度尺寸易于与连接件24以及顶盖21适配，使得电极组件23在电池单体20中易于装配。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种电池单体，包括至少一个以上介绍的电极组件23以及顶盖21，电极组件23的本体231通过第一极片2311、第二极片2312以及位于第一极片和所述第二极片之间的隔膜2313共同卷绕形成。

第一极片2311、第二极片2312可以是分别为正极片、负极片，参考图9所示的，卷绕形成的本体231的结构可以是，本体231具有卷绕起始层2310，位于最内圈的极片的卷绕起始端部分，第一极片2311、第二极片2312和隔膜2313层叠卷绕，具体地，各卷绕层中，第一极片2311延伸出的不具有活性物质的部分层叠形成正极极耳23a1，第二极片2312延伸出的不具有活性物质的部分层叠形成负极极耳23a2，且各正极极耳23a1和各负极极耳23a2均包括第一极耳2321以及第二极耳2322，第一极耳2321与第二极耳2322的位置分别位于本体231的Y方向的中心线A1的两侧。

顶盖21与连接件24将极耳23a电连接到极柱21a，极耳连接极柱21a以形成电流回路。

“顶盖21”指的是一种盖体结构，一般位于电池单体20的顶部，但并不意味着其在任何条件下均是位于电池单体20在Z方向的顶端部，例如在一些电池结构中可以采用平躺结构的模组，电池单体20是平躺放置的，即相对于图3的竖直放置的结构而言，此时“顶盖21”的位置便不再如图3所示的位于Z方向的顶端部，而是位于Y方向或者X方向的端部。

采用以上实施例的有益效果在于，通过卷绕形成的电池单体，其电池容量较高，且易于大规模生产，成本低。

根据本申请的一些实施例，可选地，顶盖21在高度方向具有台阶结构210，台阶结构210包括平台部2101以及阶跃部2102。

参考图6所示的，顶盖21在Z方向具有台阶结构210，台阶结构的含义与本领域的通常含义类似地，即具有阶跃的高度差的结构，台阶结构210包括平台部2101以及阶跃部2102，阶跃部2102从其与平台部2101的连接位置2103起向高度方向延伸形成。如图7所示的，在顶盖21在Y方向具有对称布置的两个台阶结构210，形成了具有“几”字型结构的顶盖21。采用以上实施例的有益效果在于，顶盖21的结构紧凑，有利于能量密度的提高，并且易于装配，且具有较好地承受外力的能力。

根据本申请的一些实施例，可选地，形成第一极耳2321的层数与形成第二极耳2322的层数满足：

(x-y)*d*2+C<h；

其中，x为形成第一极耳2321、第二极耳2322的层数之和，对于单个本体231对应的极耳23a，由于具有正极极耳23a1、以及负极极耳23a2，因此x则等于2*(n+m)；y为形成第二极耳2322的层数，y等于2*m，其中，1≤m≤n；参考图6、图7所示的，h为本体231的顶部至平台部2101与阶跃部2302的连接位置2103的高度；d为极耳的厚度，即层叠形成第一极耳2321、第二极耳2322的每层基材的厚度；C为第一极耳2321在高度方向即Z方向至平台部2101与阶跃部2102的连接位置2103的间隙，C>0mm。

如此使得顶盖21与极耳23a之间在高度方向Z方向具有足够的空间，可以避免顶盖21对极耳23a的挤压，提升电池单体20的可靠性以及使用寿命。

根据本申请的一些实施例，可选地，对于第一极耳2321在高度方向即Z方向至平台部2101与阶跃部2102的连接位置2103的间隙C，满足0.2mm≤C≤2/3h，采用以上实施例数值范围的有益效果在于，既保证了具有足够的加工误差以及装配误差余量，使得顶盖21易于加工，电池单体20易于装配，也保证了间隙不至于过大，从而占用过多的高度空间或影响结构的紧凑性，进而影响电池单体的总体能量密度。

根据本申请的一些实施例，可选地，第二极耳2322至本体231的顶部之间设置有支撑件234，以支撑第二极耳2322。

如图7所示的，支撑件234的设置位置，位于第二极耳2322与本体231在Z方向的空间中，支撑件234的底部受到本体231的顶部的支撑，支撑件234的顶部对第二极耳2322提供支撑。

如图7所示的，由于受重力的影响，第一极耳2321存在向本体231下垂弯折的趋势，可能导致第二极耳2322向下发生坍塌，导致第二极耳2322刺入本体231，与本体231的第一极片2311、第二极片2312接触，造成电极组件23内短路，尤其当受到外界的振动和冲击时，可能会导致严重的安全事故。支撑件234的材料为绝缘材料，可以是聚丙烯塑料(Polypropylene,PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene glycol terephthalate,PET)、或是在支撑件的外表面具有陶瓷涂层等等。

采用以上实施例的有益效果在于，通过设置支撑件234，即使第一极耳2321在重力的作用下下垂弯折，或者受到外界的振动和冲击导致弯折，进而导致第二极耳2322向下发生坍塌，也会受到支撑件234的支撑作用而阻止与第一极片2311、第二极片2312的接触，避免电极组件23内短路。

根据本申请的一些实施例，可选地，支撑件234为圆筒状。此处的圆筒状，包括了空心的圆柱，以及实心的圆柱的结构。采用圆筒状的结构，当受到外界的振动和冲击时，第二极耳2322的结构可以与圆筒状的支撑件234的圆弧面贴合被平滑地支撑，相比于棱柱状的支撑件而言，可以减少支撑件234本身可能导致的应力集中，而进一步提高第二极耳2322的可靠性。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种电池100，包括以上介绍的电池单体20。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种用电装置，包括以上介绍的电池100，用电装置可以是前述任一应用电池100的设备或系统。

根据本申请的实施例，参见图3至图9的，本申请提供了一种电池单体20，包括电极组件23以及顶盖21。电极组件23包括在Y方向并排设置的两个本体231以及极耳23a，每个本体231对应的极耳23a包括正极极耳23a1以及负极极耳23a2，极耳23a从每个本体231的边缘向外延伸。正极极耳23a1以及负极极耳23a2均包括第一极耳2321以及第二极耳2322，第一极耳2321与第二极耳2322的位置分别位于本体231的厚度方向中心线A1的两侧。顶盖21在Z方向具有台阶结构210，台阶结构210包括平台部2101以及阶跃部2102，阶跃部2102从其与平台部2101的连接位置2103起向高度方向延伸形成。在顶盖21在Y方向具有对称布置的两个台阶结构210，形成了具有“几”字型结构的顶盖21。形成第一极耳2321的层数与形成第二极耳2322的层数满足：

(x-y)*d*2+C<h；

其中，x为形成第一极耳2321、第二极耳2322的层数之和，对于单个本体231对应的极耳23a，由于具有正极极耳23a1、以及负极极耳23a2，因此x则等于2*(n+m)；y为形成第二极耳2322的层数，y等于2*m，其中，1≤m≤n；参考图6、图7所示的，h为本体231的顶部至平台部2101与阶跃部2302的连接位置2103的高度；d为极耳的厚度，即层叠形成第一极耳2321、第二极耳2322的每层基材的厚度；C为第一极耳2321在高度方向即Z方向至平台部2101与阶跃部2102的连接位置2103的间隙，C>0mm。通过将极性相同的极耳设置为在厚度方向两侧的第一极耳2321、第二极耳2322，使得在保证电池容量性能的前提下，降低极耳23a在电池单体20中受到顶盖21的台阶结构210的连接位置2103的挤压导致断裂的风险，提升极耳的结构可靠性以及使用寿命，以提升电池单体、电池以及用电装置的可靠性以及使用寿命，使得电极组件23可以可靠地安装至能量密度高，易于装配，且承载能力强的“几”字型顶盖结构，形成安全可靠的电池单体20。

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 (15)

1.一种电极组件，其特征在于，包括：

至少一个本体，用于形成层叠的电化学结构；以及

极耳，所述极耳从每个所述本体的边缘向外延伸，每个所述本体的极性相同的极耳包括第一极耳以及第二极耳，所述第一极耳与所述第二极耳的位置分别位于所述本体的厚度方向中心线的两侧。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一极耳的层数为n，所述第二极耳的层数为m，其中n不等于m。

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，沿所述本体的厚度方向，所述第二极耳与所述中心线的最小距离大于所述第一极耳与所述中心线的最小距离。

4.根据权利要求2-3任一项所述的电极组件，其特征在于，m小于n。

5.根据权利要求1-3任一项所述的电极组件，其特征在于，沿所述本体的宽度方向，极性相反的所述极耳对称布置。

6.根据权利要求1-3任一项所述的电极组件，其特征在于，所述第二极耳从所述本体的顶部延伸的延伸长度满足：

{(1/2D)²+H²}^1/2<a<1/2D+H；

其中，a为所述第二极耳从所述本体的顶部延伸的延伸长度，D为所述本体的厚度，H为所述本体的顶部至所述第一极耳与所述第二极耳相交的点的高度。

7.根据权利要求1-3任一项所述的电极组件，其特征在于，所述第一极耳、第二极耳在所述本体的宽度方向对齐，且所述第一极耳、第二极耳的宽度满足：

0＜b<1/2B；

其中，b为所述第一极耳、第二极耳的宽度；B为所述本体的宽度。

8.一种电池单体，其特征在于，所述电池单体包括顶盖和至少一个如权利要求1-7任意一项所述的电极组件；其中，所述本体通过第一极片、第二极片以及位于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜共同卷绕形成。

9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，所述顶盖在高度方向具有台阶结构，所述台阶结构包括平台部以及阶跃部。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，形成所述第一极耳的层数与形成所述第二极耳的层数满足：

(x-y)*d*2+C<h；

其中，x为形成所述第一极耳、第二极耳的所述的层数之和,x则等于2*(n+m)；y为形成所述第二极耳的层数,y等于2*m，其中，1≤m≤n；h为所述本体的顶部至所述平台部与所述阶跃部的连接位置的高度；d为所述极耳的厚度；C为所述第一极耳在高度方向至所述平台部与所述阶跃部的连接位置的间隙，C>0mm。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，0.2mm≤C≤2/3h。

12.根据权利要求8-11任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第二极耳至所述本体的顶部之间设置有支撑件，以支撑所述第二极耳。

13.根据权利要求12所述的电池单体，其特征在于，所述支撑件为圆筒状。

14.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求8-13任一项所述的电池单体。

15.一种用电装置，其特征在于，包括根据权利要求14所述的电池。

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