CN217719662U - 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置，电极组件包括层叠设置的第一极片和第二极片。第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一活性物质层包括第一部分和连接于第一部分的第二部分。第一部分和第二部分涂覆于第一集流体的表面，第一部分的压实密度大于第二部分的压实密度。在第一极片和第二极片的层叠方向上，第一部分与第二极片的间隙大于第二部分与第二极片的间隙。本是申请实施例提供的电极组件，在保证电极组件的CB值的前提下，有利于增大第一极片和第二极片的间隙，为阳极极片的膨胀预留足够的空间，保证第一电极组件内部的电解液含量，进而提高电极组件的循环工作寿命。

Description

电极组件、电池单体、电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，特别是涉及一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置。

背景技术

电池广泛应用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。

在电池单体技术的发展中，除了提高电池单体的性能外，寿命问题也是一个需要考虑的问题。因此，如何提高电池单体的寿命，是电池单体技术中一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置，能够提高电池单体的工作寿命。

第一方面，本申请实施例提供一种电极组件，包括层叠设置的第一极片和第二极片；第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一活性物质层包括第一部分和连接于第一部分的第二部分，第一部分和第二部分涂覆于第一集流体的表面；第一部分的压实密度大于第二部分的压实密度；在第一极片和第二极片的层叠方向上，第一部分与第二极片的间隙大于第二部分与第二极片的间隙。

根据本申请实施例提供的电极组件，通过设置第一极片的第一活性物质层包括第一部分和第二部分，并设置第一部分的压实密度大于第二部分的压实密度，以使第一部分与第二极片的间隙大于第二部分与第二极片的间隙，从而在保证电极组件的CB值的基础上，增大第一极片和第二极的间隙，如此，在不增大析锂风险的基础上，为阳极极片的膨胀预留足够的空间，降低电极组件内部的电解液被挤出的可能性，有利于保证电极组件内部的电解液含量，同时降低阳极极片内部孔隙降低的可能性。对于卷绕式电极组件，至少部分第一极片和第二极片之间的间隙增大，可以降低阳极极片膨胀量在外圈的第一极片或者第二极片积聚，降低外圈的第一极片和第二极片的变形量，进而降低外圈第一极片或者第二极片撕裂的风险。因此，本申请实施例提供的电极组件有利于提高电极组件的循环工作寿命，进而提高采用该电极组件制造而成的电池单体的寿命。

在一些实施例中，第一部分的单位面积活性物质容量与第二部分的单位面积活性物质容量之比为0.95-1.05。可以降低第一部分和第二部分中的一者对应的CB值较高，而另一者对应的CB值过低的风险，使第一部分与第二部分对应的电极组件的CB值均维持在较高的水平，进而降低析锂的风险。

在一些实施例中，第一部分的压实密度P1和第二部分的压实密度P2的关系满足：1.1P2≤P1≤1.5P2。如此，在为阳极极片的膨胀提供足够多的空间的同时，也有利于保证第一极片的结构强度和电池单体的体积能量密度。

在一些实施例中，第一部分的厚度为h1，第二部分的厚度为h2，1.1h1≤h2≤1.5h1。如此，在为阳极极片的膨胀提供足够的空间的同时，有利于保证第一极片的结构强度和电池单体的体积能量密度。

在一些实施例中，第一部分的面积与第一活性物质层的总面积之比大于或者等于0.6。在不增大第一极片和第二极片的间距的前提下，有利于进一步增大第一极片和第二极片的间隙，为阳极极片的膨胀预留足够的空间。

在一些实施例中，多个第一部分和多个第二部分沿第一方向交替布置。在不增大第一极片和第二极片的间距的前提下，有利于进一步增大第一极片和第二极片的间隙，为阳极极片的膨胀预留足够的空间。

在一些实施例中，第一部分沿第一方向的尺寸为W1，第二部分沿第一方向的尺寸为W2，W1和W2满足：2≤W1/W2≤40。有利于提高第一极片和第二极片的间隙，以保证阳极极片的膨胀空间，并在第一极片和第二极片之间容纳足够多的电解液。

在一些实施例中，第一极片和第二极片沿卷绕方向卷绕；第一方向平行于卷绕方向；或者，第一方向垂直于卷绕方向。如此，进一步增大第一极片和第二极片的间隙。

在一些实施例中，第一极片和第二极片沿卷绕方向卷绕并形成卷绕结构，卷绕结构具有弯折区；弯折区设有第一部分和第二部分。设置弯折区包括第一部分和第二部分，可以在弯折区对应得第一极片和第二极片之间预留足够的空间，为弯折区阳极极片的膨胀提供足够的空间，使得弯折区第一极片和第二极片之间储存足够多的电解液，以保证电极组件循环充放电的正常进行。

在一些实施例中，第一极片沿卷绕方向卷绕为多圈；至少最外圈的第一极片上设有第一部分和第二部分。如此设置，可以最大程度地降低第一极片或者第二极片断裂或者损伤的风险。

在一些实施例中，第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，第二活性物质层包括第三部分和连接于第三部分的第四部分，第三部分和第四部分分别涂覆于第二集流体的表面，第三部分的压实密度大于第四部分的压实密度；第二部分的至少部分与第四部分的至少部分相对设置，第一部分的至少部分与第三部分的至少部分相对设置，第一部分与第三部分的间隙大于第二部分与第四部分的间隙。如此设置，有利于进一步增大第一极片和第二极片的间隙。

第二方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括外壳和上述任一实施例提供的电极组件，外壳具有容置腔；电极组件位于容置腔内。

本申请实施例提供的电池单体，由于采用了上述任一实施例提供的电极组件，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

第三方面，本申请实施例提供一种电池，包括上述实施例提供的电池单体。

本申请实施例提供的电池，由于采用了上述实施例提供的电池单体，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

第四方面，本实施例提供一种用电装置，包括上述实施例提供的电池，电池用于提供电能。

本申请实施例提供的用电装置，由于采用了上述实施例提供的电池，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

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，还可以根据附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的车辆的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的电池的结构示意图；

图3是本申请实施例提供的电池中电池模块的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的电池单体的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的电极组件的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种电极组件的主视图；

图7是图6沿A-A的一种局部剖视结构示意图；

图8是图6沿A-A的另一种局部剖视结构示意图；

图9是图6沿A-A的再一种局部剖视结构示意图；

图10是本申请实施例提供的另一种电极组件的主视图；

图11是图10沿B-B的一种局部剖视结构示意图；

图12是图10沿B-B的另一种局部剖视结构示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、车辆；1a、马达；1b、控制器；

10、电池；11、第一箱体部；12、第二箱体部；

20、电池模块；

30、电池单体；

31、电极组件；311、第一极片；3111、第一集流体；3112、第一活性物质层；3112a、第一部分；3112b、第二部分；312、第二极片；3121、第二集流体；3122、第二活性物质层；3122a、第三部分；3122b、第四部分；

32、外壳；321、壳体；322、端盖；31a、容置腔；

X、层叠方向；Y、第一方向。

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”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。

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，电极组件由阳极极片、阴极极片和隔离件组成。电池单体主要依靠金属离子在阳极极片和阴极极片之间移动来工作。阳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。阴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。隔膜的材质可以为PP或PE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。

发明人发现电池单体充放电的循环寿命较短的问题后，便对电池单体的结构和制造工艺进行了系统的分析和研究，结果发现，随着电池单体的充放电循环次数的增加，电极组件的阳极极片逐渐膨胀，并占用阳极极片和阴极极片之间的间隙，随着阳极极片和阴极极片之间的间隙逐渐减小，电极组件内部的电解液被挤出，易导致电极组件内部浸润变差。另外，由于阳极极片和阴极极片之间的间隙减小，阳极极片没有足够的膨胀空间，内部孔隙率降低，容易造成嵌锂困难、阳极极片电位上升或者析锂的风险。再有，对于卷绕式电极组件，内圈的极片之间的间隙不足，内圈阳极极片的膨胀会在外圈极片积聚，易造成外圈极片撕裂等风险。以上问题，都会造成电池单体寿命降低的问题。

有鉴于此，本申请实施例提供一种电极组件，电极组件包括层叠设置的第一极片和第二极片，第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一活性物质层包括第一部分连接于第一部分的第二部分，第一部分和第二部分涂覆于第一集流体的表面。第一部分的压实密度大于第二部分的压实密度。在第一极片和第二极片的层叠方向上，第一部分与第二极片的间隙大于第二部分与第二极片的间隙。

本申请实施例提供的电极组件能够在不降低极片表面活性物质含量的基础上，增大第一极片和第二极片之间的间隙，为阳极极片的膨胀预留足够的空间，降低电极组件内部电解液被挤出的风险，同时降低电极组件孔隙率降低的风险，对于卷绕式电极组件，有利于降低电极组件外圈极片的膨胀应力，以降低极片断裂的风险。因此，本申请提供的电极组件能够有效地提高电池单体的使用寿命。

本申请实施例描述的技术方案适用于电极组件、包含电极组件的电池单体、包含电池单体的电池以及使用电池的用电装置。

用电装置可以是车辆、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，以用电装置为车辆为例进行说明。

如图1所示，车辆1的内部设置有电池10。电池10可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源。

车辆1还可以包括控制器1b和马达1a。控制器1b用来控制电池10为马达1a供电，例如，用于车辆1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10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

参见图2所示，电池10包括电池单体(图2未示出)。电池10还可以包括用于容纳电池单体的箱体。

箱体用于容纳电池单体，箱体可以是多种结构形式。在一些实施例中，箱体可以包括第一箱体部部11和第二箱体部12。第一箱体部11与第二箱体部12相互盖合。第一箱体部11和第二箱体部12共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间。第二箱体部12可以是一端开口的空心结构，第一箱体部11为板状结构，第一箱体部11盖合于第二箱体部12的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体；第一箱体部11和第二箱体部12也可以均为一侧开口的空心结构。第一箱体部11的开口侧盖合于第二箱体部12的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体。当然，第一箱体部11和第二箱体部12可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

为提高第一箱体部11和第二箱体部12连接后的密封性，第一箱体部11和第二箱体部12之间还可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。

假设第一箱体部11盖合于第二箱体部12，第一箱体部11亦可称之为上箱盖，第二箱体部12亦可称之为下箱体。

在电池10中，电池单体可以是一个，也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联。混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体内，也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。

在一些实施例中，如图3所示，图3为图2所示的电池模块20的结构示意图。在电池模块20中，电池单体30为多个。多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模块20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。

在一些实施例，电池模块20中的多个电池单体30之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块20中的多个电池单体30的并联或串联或混联。

请参照图4，图4为图3所示的电池单体30的爆炸示意图。本申请实施例提供的电池单体30包括电极组件31和外壳32，外壳32具有容置腔32a，电极组件31容纳于容置腔32a内。

在一些实施例中，外壳32可以包括壳体321和端盖322，壳体321为一侧开口的空心结构，端盖322盖合于壳体321的开口处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件31和电解质的密封空间。

在组装电池单体30时，可先将电极组件31放入壳体321内，再将端盖322盖合于壳体321的开口，然后经由端盖322上的电解质注入口将电解质注入壳体321内.

在一些实施例中，外壳32还可用于容纳电解质，例如电解液。外壳32可以是多种结构形式。

如图4示出了本申请实施例提供的电池单体的结构示意图。

壳体321可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体321的形状可以根据电极组件31的具体形状来确定。例如，若电极组件31为圆柱体结构，壳体321则可选用为圆柱体结构。若电极组件31为长方体结构，壳体321则可选用长方体结构。在图4中，示例性地，壳体321和电极组件31均为长方体结构。

壳体321的材质可以是多种，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。

容纳于壳体321内的电极组件31可以是一个或多个。在图4中，容纳于壳体321内的电极组件31为两个。

在一些实施例中，电极组件31还包括阳极极片、阴极极片和隔离件。电极组件31可以是由阳极极片、隔离件和阴极极片通过卷绕形成的卷绕式结构。电极组件31也可以是由阳极极片、隔离件和阴极极片通过层叠布置形成的层叠式结构。

阳极极片可以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。阴极极片可以包括负极集流体和负极极活性物质层。负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面。隔离件在阳极极片与阴极极片之间，用于将阳极极片与阴极极片隔离，以降低阳极极片与阴极极片之间出现短路的风险。

其中，隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

电极组件31中的极耳分为正极耳和负极耳。正极耳可以是正极集流体中未涂覆正极活性物质层的部分。负极耳可以是负极集流体中未涂覆负极活性物质层的部分。

如图6示出了本申请实施例提供的电极组件31的结构示意图，如图7示出了本申请实施例提供的电极组件31的主视图，如图8至图10分别示出了不同实施例中图7沿A-A的剖视结构示意图，其中图8至图10只是沿图7中的A-A方向剖出了部分结构，并没有贯穿剖切。

如图6至图10所示，根据本申请实施例提供的电极组件31包括层叠设置的第一极片311和第二极片312。第一极片311包括第一集流体3111和第一活性物质层3112，第一活性物质层3112包括第一部分3112a和连接于第一部分3112a的第二部分3112b。第一部分3112a和第二部分3112b涂覆于第一集流体3111的表面。第一部分3112a的压实密度大于第二部分3112b的压实密度，在第一极片311和第二极片312的层叠方向X上，第一部分3112a与第二极片312的间隙大于第二部分3112b与第二极片312的间隙。

可选地，第一部分3112a的各处的压实密度可以相同，也可以不相同，在第一部分3112a各处的压实密度均相同的实施例中，第一部分3112a的表面成平面，否则，第一部分3112a的表面呈弧形面。

同理，第二部分3112b各处的压实密度可以相同，也可以不相同，在第二部分3112b各处的压实密度均相同的实施例中，第二部分3112b的表面成平面，否则，第二部分3112b的表面呈弧形面。

具体地，第一活性物质层3112可以涂覆于第一极片311沿层叠方向X两侧的表面，第一活性物质层3112均匀地涂覆在第一集流体3111表面后，在对第一活性物质层3112进行压制的过程中，可以通过对第一活性物质层3112上分别与第一部分3112a和第二部分3112b相对应的区域施加不同的压力，使得压制后形成的第一部分3112a的压实密度大于第二部分3112b的压实密度，如此形成的第一极片311的第一部分3112a和第二部分3112b的单位面积活性物质容量基本相同，而二者的厚度却不同，第一部分3112a的厚度会小于第二部分3112b的厚度，则第一极片311与第一部分3112a和第二部分3112b对应的表面形成凹凸结构。在电极组件31中，第一部分3112a与第二极片312的间隙会大于第二部分3112b与第二极片312的间隙，则在第一极片311和第二极片312的间距不变的情况下，相当于增大了第一极片311和第二极片312的间隙。且第一极片311的第一部分3112a和第二部分3112b的单位面积活性物质容量分别与第二极片312的单位面积活性物质容量的比值基本相当，第一部分3112a与第二极片312对应的电极组件31的CB值基本相当。如此，在不降低电极组件31的CB值的基础上，有利于增大第一极片311和第二极片312的间隙，以为电极组件31在循环充放电过程中的阳极极片的膨胀预留足够的空间。

其中，CB(Cell Balance)值为单位面积的阳极活性物质容量与单位面积的阴极活性物质容量的比值，其反映了在充电过程中，阴极提供的活性离子被阳极接收的能力，因此，保证电极组件31的CB值有利于降低电极组件31析锂的风险。

可选地，可以将第一部分3112a和第二部分3112b设置于第一极片311沿层叠方向X的一侧，也可以在第一极片311的两侧均设置有第一部分3112a和第二部分3112b。在一极片的两侧均设置有第一部分3112a和第二部分3112b的实施例中，第一极片311与两侧的第二极片312的间隙都得到有效的提升，可以为阳极极片的膨胀预留更多的空间。

可选地，可以设置第一极片311为阳极极片，第二极片312为阴极极片，也可以设置第一极片311为阴极极片，第二极片312为阳极极片。

可选地，第一部分3112a和第二部分3112b可以分别呈条状分布，且二者相互邻接并交错排布；还可以设置第二部分3112b呈多边形或者不规则形状，且在第一极片311的表面阵列分布，第一部分3112a分布于呈阵列排布的第二部分3112b之间。当然，还可以呈别的分布方式，只要能够使得第一部分3112a与第二极片312的间隙大于第二部分3112b与第二极片312的间隙即可。

可选地，可以仅在第一极片311上设置压实密度不同的第一部分3112a和第二部分3112b，也可以同时在第二极片312上设置压实密度不同的两个区域，并设置其分别与第一部分3112a和第二部分3112b相对设置，以进一步增加第一极片311和第二极片312的间隙。

可选地，可以设置电极组件31中第一极片311的第一活性物质层3112的全部区域都包括第一部分3112a和第二部分3112b，也可以设置第一活性物质层3112中仅部分区域具有第一部分3112a和第二部分3112b，其它区域为平面结构。

本申请实施例提供的电极组件31，通过设置第一极片311的第一活性物质层3112包括第一部分3112a和第二部分3112b，并设置第一部分3112a的压实密度大于第二部分3112b的压实密度，以使第一部分3112a与第二极片312的间隙大于第二部分3112b与第二极片312的间隙，从而在保证电极组件31的CB值的基础上，增大第一极片311和第二极的间隙，如此，在不增大析锂风险的基础上，为阳极极片的膨胀预留足够的空间，降低电极组件31内部的电解液被挤出的可能性，有利于保证电极组件31内部的电解液含量，同时降低阳极极片内部孔隙降低的可能性。对于卷绕式电极组件31，至少部分第一极片311和第二极片312之间的间隙增大，可以降低阳极极片膨胀量在外圈的第一极片311或者第二极片312的积聚，降低外圈第一极片311和第二极片312的变形量，进而降低外圈的第一极片311或者第二极片312撕裂的风险。因此，本申请实施例提供的电极组件31有利于提高电极组件31的循环工作寿命，进而提高采用该电极组件31制造而成的电池单体的寿命。

第一活性物质层3112中的活性材料种类、活性材料重量比以及第一活性物质层3112的厚度等因素都会影响第一部分3112a和第二部分3112b的单位面积活性物质容量，在第一活性物质层3112由同一种浆料均匀涂覆于第一集流体3111表面的前提下，对第一活性物质层3112进行压制以形成第一部分3112a和第二部分3112b之前，第一活性物质层3112上对应的各处的单位面积活性物质容量较为一致。然而受活性物质层在集流体表面涂覆均匀性的影响，且在对第一活性物质层3112进行压制的过程中，由于第一部分3112a和第二部分3112b对应的压力不同，第一部分3112a和第二部分3112b中的活性物质因受到不同程度的挤压而具有不同的流动方向和流动位移，使得部分活性物质在第一部分3112a和第二部分3112b重新分布。因此，第一部分3112a和第二部分3112b的单位面积活性物质容量并不完全相同。

在一些实施例中，为了保证电极组件31的各个位置均具有一定的CB值，以降低电极组件31析锂的可能性，第一部分3112a和第二部分3112b的单位面积活性物质容量尽可能一致。为此，设置第一部分3112a的单位面积活性物质容量与第二部分3112b的单位面积活性物质容量之比为0.95-1.05。具体地，第一部分3112a的单位面积活性物质容量与第二部分3112b的单位面积活性物质容量之比可以为0.95、0.98、1、1.02或者1.05等。

如此设置，可以降低第一部分3112a和第二部分3112b中的一者对应的CB值较高，而另一者对应的CB值过低的风险，使第一部分3112a与第二部分3112b对应的电极组件31的CB值均维持在较高的水平，进而降低析锂的风险。

第一部分3112a的压实密度大于第二部分3112b的压实密度，则第一部分3112a的厚度会小于第二部分3112b的厚度不同。可以根据实际需求设置第一部分3112a和第二部分3112b具体的厚度差异，以在提高电池单体的使用寿命的同时，也可以保证电池单体的体积能量密度。

在一些实施例中，第一部分3112a的压实密度P1和第二部分3112b的压实密度P2的关系满足：1.1P2≤P1≤1.5P2。具体地，P1大于P2，P1可以为1.1P2、1.2P2、1.3P2、1.4P2或者1.5P2等。

可以理解的是，第一极片311的厚度和压实密度呈反比，压实密度越大，则厚度越小，因此，第一部分3112a和第二部分3112b的压实密度差异越大，则二者的厚度差异也越大，越有利于在第一极片311和第二极片312之间形成较大的间隙。然而考虑到第一极片311的厚度越小，则其强度会降低，且第一部分3112a和第二部分3112b的厚度差越大，越不利于电池单体体积能量密度的提高。因此综合考虑第一极片311的结构强度、电池单体的体积能量密度以及阳极极片的膨胀量，设置1.1P2≤P1≤1.5P2，在为阳极极片的膨胀提供足够多的空间的同时，也有利于保证第一极片311的结构强度和电池单体的体积能量密度。

随着电极组件31的循环充放电的进行，阳极极片逐渐膨胀，在电极组件31的整个生命周期内，阳极极片的最大膨胀量约为10％-50％，因此设置1.1P2≤P1≤1.5P2，有利于在电极组件31的整个生命周期内为阳极极片的膨胀预留足够的空间，同时，也有利于降低第一极片311和第二极片312间隙过大造成电池单体体积能量密度降低的风险。示例性地，阳极极片的生命周期内的当P1等于1.4P2时，对应阳极极片自身厚度的膨胀40％时，正好填充第一部分3112a和第二极片312之间的间隙。

在一些实施例中，第一部分3112a的厚度为h1，第二部分3112b的厚度为h2，1.1h1≤h2≤1.5h1。具体地，h2可以为1.1h1、1.2h1、1.3h1、1.4h1或者1.5h1等。

由于压实密度与厚度呈反比，同设置1.1P2≤P1≤1.5P2一样，设置1.1h1≤h2≤1.5h1，在为阳极极片的膨胀提供足够的空间的同时，有利于保证第一极片311的结构强度和电池单体的体积能量密度，不再赘述。

第一部分3112a在第一活性物质层3112的面积占比不做限制，可以根据需要进行选取。可以理解的是，第一部分3112a面积与第一活性物质层3112的总面积的比值越大，越有利于在第一极片311和第二极片312之间形成较大的间隙。

在一些实施例中，第一部分3112a的面积与第一活性物质层3112的总面积之比大于或者等于0.6。具体地，第一部分3112a的面积与第一活性物质层3112的总面积的比值可以为0.6、0.8或者0.9等。

设置第一部分3112a的面积与第一活性物质层3112的总面积之比大于或者等于0.6，在不增大第一极片311和第二极片312的间距的前提下，有利于进一步增大第一极片311和第二极片312的间隙，为阳极极片的膨胀预留足够的空间。

第一部分3112a和第二部分3112b的排布形式不做限制，可以根据具体需求进行选取。

在一些实施例中，多个第一部分3112a和多个第二部分3112b沿第一方向Y交替布置。

可选地，对于卷绕式电极组件31，第一方向Y可以是电极组件31的轴向，也可以是电极组件31的卷绕方向，或者与电极组件31的周向和卷绕方向都相交。

具体地，第一部分3112a和第二部分3112b相互邻接且可以沿垂直于第一方向Y的方向延伸设置。第一部分3112a和第二部分3112b交替布置，则相邻两个第一部分3112a之间设置一个第二部分3112b，且相邻两个第二部分3112b之间设置一个第一部分3112a。

如此设置，在保证第一极片311和第二极片312之间的间隙的同时，有利于提高第一极片311的结构强度。

在一些实施例中，第一部分3112a沿第一方向Y的尺寸为W1，第二部分3112b沿第一方向Y的尺寸为W2，W1和W2满足：2≤W1/W2≤40。具体地，W1/W2可以为2、4、5、10、15、20、25、30、35或者40等。

可以理解的是，W1/W2的值越大，越有利于提高第一极片311和第二极片312的间隙，以保证阳极极片的膨胀空间，并在第一极片311和第二极片312之间容纳足够多的电解液。

电极组件31可以是卷绕式电极组件31，也可以是叠片式电极组件31，这里不做限制。

在一些实施例中，第一极片311和第二极片312沿卷绕方向卷绕。第一方向Y平行于卷绕方向，或者，第一方向Y垂直于卷绕方向。

也就是说，本实施例中，电极组件31为卷绕式电极组件31，电极组件31可以是圆柱形，也可以是方形，对应地，包含电极组件31的电池单体可以是圆柱电池单体，也可以是方形电池单体。

在第一方向Y平行于卷绕方向的实施例中，第一部分3112a和第二部分3112b分别沿电极组件31的轴向延伸设置；在第一方向Y垂直于卷绕方向的实施例中，第一部分3112a和第二部分3112b分别沿电极组件31的卷绕方向延伸设置。上述实施方式，都可以实现增大第一极片311和第二极片312的间隙的目的，以为阳极极片的膨胀预留足够的空间，同时，第一极片311和第二极片312之间能够储存足够的电解液，保证电极组件31循环充放电的顺利进行。

在一些实施例中，第一极片311和第二极片312沿卷绕方向卷绕并形成卷绕结构，卷绕结构具有弯折区。弯折区设有第一部分3112a和第二部分3112b。

可选地，第一极片311和第二极片312卷绕形成的卷绕结构可以仅具有弯折区，也可以既具有弯折区，又具有平面区。在卷绕结构仅具有弯折区的实施例中，电极组件31可以为圆柱形电极组件31；而在卷绕结构既包括弯折区又具有平面区的实施例中，电极组件31可以为方形电极组件31。

在卷绕结构既包括弯折区，又包括平面区的实施例中，可以仅在弯折区设置第一部分3112a和第二部分3112b，也可以同时在平面区设置第一部分3112a和第二部分3112b，具体可以根据实际需求进行选取。

可以理解的是，设置弯折区包括第一部分3112a和第二部分3112b，可以在弯折区对应得第一极片311和第二极片312之间预留足够的空间，为弯折区阳极极片的膨胀提供足够的空间，使得弯折区第一极片311和第二极片312之间储存足够多的电解液，以保证电极组件31循环充放电的正常进行。

可选地，可以在卷绕结构的弯折区内的第一极片311的各个位置均设置有第一部分3112a和第二部分3112b，也可以仅在弯折区内的部分位置设置第一部分3112a和第二部分3112b。

在一些实施例中，第一极片311沿卷绕方向卷绕为多圈，至少最外圈的第一极片311上设有第一部分3112a和第二部分3112b。

可选地，可以在每一圈的第一极片311上均设置有第一部分3112a和第二部分3112b，也可以仅在最外圈的第一极片311上设有第一部分3112a和第二部分3112b。

在第一极片311仅部分区域设置有第一部分3112a和第二部分3112b的实施例中，第一部分3112a和第二部分3112b优先设置在卷绕结构的最外圈。这是因为，随着阳极极片的逐渐膨胀，会对相邻一圈的极片形成一定的挤压，最终，阳极极片的膨胀变形在卷绕结构的最外圈积聚，最外圈的第一极片311或者第二极片312因变形而撕裂的风险最大。因此，如此设置，可以最大程度地降低第一极片311或者第二极片312断裂或者损伤的风险。

如图10示出了本社请另一实施例提供的电极组件31的主视图，图11和图12分别示出了图10沿B-B方向的剖视图，图11和图12并没有沿贯穿电极组件31剖切，而只是剖出了部分结构。

如图10至图12所示，在一些实施例中，第二极片312包括第二集流体3121和第二活性物质层3122，第二活性物质层3122包括第三部分3122a和连接于第三部分3122a的第四部分3122b，第三部分3122a和第四部分3122b分别涂覆于第二集流体3121的表面，第三部分3122a的压实密度大于第四部分3122b的压实密度。

可以理解的是，由于第三部分3122a的压实密度大于第四部分3122b的压实密度，因此，第三部分3122a的厚度小于第四部分3122b的厚度，第三部分3122a和第四部分3122b的位置关系以及排布方式，可以参照第一部分3112a和第二部分3112b，在此不再赘述。

设置第二活性物质层3122包括第三部分3122a和第四部分3122b，可以进一步提高第一极片311和第二极片312的间隙，以为阳极极片的膨胀预留足够多的空间。

可选地，沿层叠方向X，可以设置第三部分3122a与第一部分3112a相对设置、第四部分3122b与第二部分3112b相对设置；也可以设置第三部分3122a与第二部分3112b相对设置、第四部分3122b与第一部分3112a相对设置；当然，也可以设置第三部分3122a和第四部分3122b分别与第一活性物质层3112除第一部分3112a和第二部分3112b外的其它区域相对设置。

在一些实施例中，第二部分3112b的至少部分与第四部分3122b的至少部分相对设置，第一部分3112a的至少部分与第三部分3122a的至少部分相对设置。第一部分3112a与第三部分3122a的间隙大于第二部分3112b与第四部分3122b的间隙。

可选地，可以设置第一部分3112a的部分与第三部分3122a的部分相对设置，也可以设置第一部分3112a的全部与第三部分3122a的全部相对设置。在第一部分3112a与第三部分3122a全部相对设置的实施例中，则第四部分3122b和第二部分3112b也全部相对设置，如此，便于在第一极片311和第二极片312之间形成较大的间隙。

如此设置，可以使第一极片311的厚度较薄的区域与第二极片312厚度较薄的区域至少部分相对设置，如此设置，可以进一步增大第一极片311和第二极片312的间隙，以为阳极极片的膨胀预留足够多的空间。

在一些实施例中，电极组件31包括层叠设置的第一极片311和第二极片312。第一极片311包括第一集流体3111和涂覆于第一集流体3111表面的第一活性物质层3112，第二极片312包括第二集流体3121和涂覆于第二集流体3121表面的第二活性物质层3122。第一活性物质层3112包括第一部分3112a和连接于第一部分3112a的第二部分3112b，第一部分3112a的压实密度大于第二部分3112b的压实密度。第二活性物质层3122包括第三部分3122a和连接于第三部分3122a的第四部分3122b，第三部分3122a的压实密度大于第四部分3122b的压实密度。第一极片311和第二极片312沿卷绕方向卷绕形成卷绕结构，卷绕结构呈圆柱形。第一部分3112a和第三部分3122a相对设置，第四部分3122b与第二部分3112b相对设置。第一部分3112a的压实密度P1和第二部分3112b的压实密度P2的关系满足P1＝1.4P2，第三部分3122a的压实密度P3和第四部分3122b的压实密度P4的关系满足P3＝1.4P4。第一部分3112a的面积与第一活性物质层3112的总面积之比为0.9，第三部分3122a的面积与第二活性物质层3122的总面积之比为0.9。

根据本申请实施例提供的电池单体包括壳体和上述任一实施例提供的电极组件31。壳体具有容置腔，电极组件31位于容置腔内。

本申请实施例提供的电池单体，由于采用了上述任意一实施例提供的电极组件31，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

根据本申请实施例提供的电池包括上述实施例提供的电池单体。

本申请实施例提供的电池，由于采用了上述实施例提供的电池单体，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

根据本申请实施例提供的用电装置包括上述实施例提供的电池，电池用于提供电能。本申请实施例提供的电池，由于采用了上述实施例提供的电池，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

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 (14)

1.一种电极组件，其特征在于，包括层叠设置的第一极片和第二极片；

所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层包括第一部分和连接于所述第一部分的第二部分，所述第一部分和所述第二部分涂覆于所述第一集流体的表面；

所述第一部分的压实密度大于所述第二部分的压实密度；在所述第一极片和所述第二极片的层叠方向上，所述第一部分与所述第二极片的间隙大于所述第二部分与所述第二极片的间隙。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一部分的单位面积活性物质容量与所述第二部分的单位面积活性物质容量之比为0.95-1.05。

3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一部分的压实密度P1和所述第二部分的压实密度P2的关系满足：1.1P2≤P1≤1.5P2。

4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一部分的厚度为h1，所述第二部分的厚度为h2，1.1h1≤h2≤1.5h1。

5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一部分的面积与所述第一活性物质层的总面积之比大于或者等于0.6。

6.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，多个所述第一部分和多个所述第二部分沿第一方向交替布置。

7.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述第一部分沿所述第一方向的尺寸为W1，所述第二部分沿所述第一方向的尺寸为W2，W1和W2满足：2≤W1/W2≤40。

8.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片和所述第二极片沿卷绕方向卷绕；

所述第一方向平行于所述卷绕方向；或者，所述第一方向垂直于所述卷绕方向。

9.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片和所述第二极片沿卷绕方向卷绕并形成卷绕结构，所述卷绕结构具有弯折区；

所述弯折区设有所述第一部分和所述第二部分。

10.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片沿卷绕方向卷绕为多圈；

至少最外圈的所述第一极片上设有所述第一部分和所述第二部分。

11.根据权利要求1至10任一项所述的电极组件，其特征在于，所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，所述第二活性物质层包括第三部分和连接于所述第三部分的第四部分，所述第三部分和所述第四部分分别涂覆于所述第二集流体的表面，所述第三部分的压实密度大于所述第四部分的压实密度；

所述第二部分的至少部分与所述第四部分的至少部分相对设置，所述第一部分的至少部分与所述第三部分的至少部分相对设置，所述第一部分与所述第三部分的间隙大于所述第二部分与所述第四部分的间隙。

12.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，具有容置腔；

如权利要求1至11任一项所述的电极组件，所述电极组件位于所述容置腔内。

13.一种电池，其特征在于，包括如权利要求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，所述电池用于提供电能。

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