CN217740567U - 极片、电池单体、电池和用电设备 - Google Patents

极片、电池单体、电池和用电设备 Download PDF

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Abstract

本申请公开一种极片、电池单体、电池和用电设备。极片，包括：集流体，包括涂布有活性物质层的涂布区和未涂布活性物质层的空箔区，沿集流体的宽度方向，空箔区不超出涂布区；极耳，连接于空箔区。本申请提供的技术方案能够提高电池的能量密度。

Description

极片、电池单体、电池和用电设备
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、电池单体、电池和用电设备。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
电池技术的发展过程中，如何提高电池的能量密度，是亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本申请提供了一种极片、电池单体、电池和用电设备，本申请提供的技术方案能够提高电池的能量密度。
本申请是通过下述技术方案实现的：
第一方面，本申请提高了一种极片，包括：集流体，包括涂布有活性物质层的涂布区和未涂布活性物质层的空箔区，沿所述集流体的宽度方向，所述空箔区不超出所述涂布区；极耳，连接于所述空箔区。
根据本申请实施例的极片，沿集流体的宽度方向，空箔区不超过涂布区，较空箔区外露且超过涂布区的极片而言，本申请实施例的极片的空箔区减小，可涂布活性物质的区域增加，从而能够在集流体上涂布更多的活性物质，进而提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例，所述涂布区包括多个第一子涂布区，多个所述第一子涂布区沿所述极片的长度方向间隔设置，所述空箔区位于相邻的两个所述第一子涂布区之间。
上述方案中，多个第一子涂布区沿着极片的长度方向间隔设置，相邻两个第一子涂布区之间留出未涂布活性物质层的空箔区，使得第一子涂布区和空箔区均在集流体上按照一定规律地分布，故能够降低活性物质层涂布的难度，降低极耳和空箔区的连接难度。
根据本申请的一些实施例，所述第一子涂布区在所述集流体的宽度方向上的尺寸等于所述集流体的宽度。
上述方案中，第一子涂布区延伸至集流体的宽度方向上相对的两个边缘，较空箔区沿极片的整个长度方向延伸、涂布区宽度小于集流体宽度的极片而言，能够使得集流体上涂布更多的活性物质，进而提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例，所述涂布区还包括第二子涂布区，相邻的两个所述第一子涂布区通过所述第二子涂布区连接，所述第二子涂布区与所述空箔区沿所述集流体的宽度方向排列。
上述方案中，通过设置第二子涂布区，且第二子涂布区处于空箔区的沿集流体的宽度方向上的一侧，以在不影响空箔区与极耳连接的前提下，尽可能地提高集流体上活性物质的量，进而提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例，所述空箔区在所述集流体的长度方向上的尺寸为W1，满足5mm≤W1≤50mm。
上述方案中，空箔区在集流体的长度方向的尺寸为空箔区的宽度W1，W1越大，空箔区的面积越大，空箔区与极耳的连接难度越低；W1越小，活性物质的量越多，电池的能量密度越大。通过对W1的数值范围进行限制，以平衡空箔区与极耳的连接难度和极片的活性物质的量。
根据本申请的一些实施例，满足10mm≤W1≤20mm。
上述方案中，通过对W1进一步地限定，使得空箔区与极耳的连接难度较小，并保证极片具有较多的活性物质，保证电池具有较高的能量密度。
根据本申请的一些实施例，所述空箔区在所述集流体的宽度方向上的尺寸为L，满足10mm≤L≤200mm。
上述方案中，空箔区在集流体的宽度方向上的尺寸为空箔区的长度L，L越大，空箔区越容易与极耳连接，且二者之间可具有更大的接触面积，以具有更好的过流能力；L越小，活性物质的量越多，电池的能量密度越大。通过对L的数值范围进行限制，以平衡空箔区与极耳的连接难度、过流能力以及极片的活性物质的量。
根据本申请的一些实施例，满足20mm≤L≤30mm。
上述方案中，通过对L进一步地限定，使得空箔区与极耳的连接难度较小，过流能力较好(过流能力越好，则充放电性能越好)，并保证极片具有较多的活性物质，保证电池具有较高的能量密度。
根据本申请的一些实施例，所述极耳包括第一子极耳和第二子极耳，所述第一子极耳和所述第二子极耳分别连接于所述空箔区的厚度方向上的两侧，所述第一子极耳与所述第二子极耳连接。
上述方案中，第一子极耳和第二子极耳能够将空箔区的厚度方向上的两侧的电流汇聚在一起，以有效地提高极耳的过流能力。
根据本申请的一些实施例，第一子极耳与所述空箔区焊接形成第一焊接区，所述第一子极耳与所述第二子极耳焊接形成第二焊接区。
上述方案中，第一子极耳和第二子极耳均通过焊接方式与空箔区电连接，使得极耳具有较好的过流能力。
根据本申请的一些实施例，所述第一焊接区的面积为S1，所述第二焊接区的面积为S2，满足0.1≤S1/S2≤1。
上述方案中，通过对第一焊接区和第二焊接区的面积比值范围的限定，以在满足加工前提下，使极耳具有较好的过流能力。
根据本申请的一些实施例，满足0.2≤S1/S2≤0.8。
上述方案中，对第一焊接区和第二焊接区的比值范围的进一步限定，使极耳的过流能力强。
根据本申请的一些实施例，所述极片还包括用于避让所述第二焊接区的避空区，所述避空区与所述空箔区沿所述集流体的宽度方向排列。
上述方案中，通过设置避让区，便于第一子极耳与第二子极耳相互焊接，能够降低第一子极耳和第二子极耳之间因焊接对极片厚度的影响。
根据本申请的一些实施例，所述空箔区在所述集流体的长度方向上的尺寸为W1，所述避空区在所述集流体的长度方向上的尺寸为W2，满足0.6≤W2/W1≤1.5。
上述方案中，避空区在集流体的长度方向的尺寸为避空区的宽度W2，W2/W1越大，则避空区的宽度越大，进而便于极耳与空箔区连接；W2/W1越小，则避空区的宽度越小，进而可涂布更多的活性物质。通过限定避空区的宽度和空箔区的宽度的比值范围，以在利于生产加工的情况下，保证活性物质的量。
根据本申请的一些实施例，满足0.8≤W2/W1≤1.2。
上述方案中，通过进一步地限定避空区的宽度和空箔区的宽度的比值范围，使得二者之间的比值范围合理，利于生产加工，且保证活性物质的量。
根据本申请的一些实施例，所述空箔区在所述集流体的宽度方向上的尺寸为L，所述避空区在所述集流体的宽度方向上的尺寸为D，满足0.1≤D/L≤1。
上述方案中，空箔区在集流体的宽度方向的尺寸为空箔区的长度L，避空区在集流体的宽度方向上的尺寸为避空区的深度D。D/L越大，则第一子极耳和第二子极耳的焊接难度越小，D/L越小，则极耳与空箔区能够接触的面积越大。通过限定空箔区的长度和避空区的深度的比值范围，以在第一子极耳和第二子极耳之间具有合适的焊接难度的前提下，保证极耳与空箔区的接触面积，即保证极耳的过流能力。
根据本申请的一些实施例，满足0.2≤D/L≤0.8。
上述方案中，通过对避空区的深度D和空箔区的长度L比值的进一步限定，以在极耳和空箔区的连接难度低的前提下，保证极耳与空箔区的接触面积，保证极耳的过流能力。
根据本申请的一些实施例，所述极片还包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层分别从所述空箔区的厚度方向上的两侧覆盖所述空箔区，所述第一子极耳位于所述第一绝缘层和所述空箔区之间，所述第二子极耳位于所述第二绝缘层和所述空箔区之间。
上述方案中，通过设置第一绝缘层和第二绝缘层包覆第一子极耳和第二子极耳，以降低电池内部短路的风险。
根据本申请的一些实施例，所述第一绝缘层与所述第二绝缘层在所述避空区相互粘接。
上述方案中，由于第一绝缘层和第二绝缘层相互粘接，故能够加固第一子极耳和第二子极耳，降低极耳由空箔区脱落的风险。
根据本申请的一些实施例，所述第一子极耳的一端连接于所述空箔区，另一端沿所述集流体的宽度方向超出所述集流体、所述第一绝缘层和所述第二绝缘层。
上述方案中，第一子极耳沿集流体的宽度方向超出于集流体、第一绝缘层和第二绝缘层，以在电池单体中轻易地与电极引出部连接，实现电池单体的充放电。
根据本申请的一些实施例，所述集流体为复合集流体。
上述方案中，为提高电池的安全性，降低因毛刺刺穿集流体导致电池内部短路的风险，可采用复合集流体，复合集流体包括绝缘层和导电层，导电层设置在绝缘层的厚度方向上的两个表面。
第二方面，本申请还提供一种电池单体，包括电极组件，所述电极组件包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片中的至少一者为第一方面任一项所述的极片。
第三方面，本申请还提供一种电池，包括箱体和第二方面所述的电池单体，所述电池单体容纳于所述箱体内。
第四方面，本申请还提供一种用电设备，包括第三方面所述的电池，所述电池用于提供电能。
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分解结构示意图；
图3-图5为本申请一些实施例在不同视角下极片的示意图；
图6为本申请一些实施例中集流体的示意图；
图7为现有技术中极片的示意图；
图8为本申请另一些实施例中集流体的示意图；
图9为本申请一些实施例中极片的示意图；
图10为本申请一些实施例中具有第一绝缘层和第二绝缘层的极片的示意图；
图11为本申请一些实施例中具有第一绝缘层和第二绝缘层的极片的侧视图；
图12为本申请另一些实施例中具有第一绝缘层和第二绝缘层的极片的示意图。
图标：10-极片；11-集流体；11a-活性物质层；110-涂布区；110a-第一子涂布区；110b-第二子涂布区；111-空箔区；12-极耳；120-第一子极耳；121-第二子极耳；122-第一焊接区；123-第二焊接区；13-避空区；14-第一绝缘层；15-第二绝缘层；
x-长度方向；y-宽度方向；z-厚度方向；
1000-车辆；100-电池；200-控制器；300-马达；30-箱体；31-第一部分；32-第二部分；101-电池单体。
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。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
除非另有定义，本申请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；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限定本申请；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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
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，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”、“附接”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，可以是两个元件内部的连通。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中的具体含义。
本申请中术语“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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中出现的“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)。
在本申请中，所提及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。
电池单体包括外壳组件、电极组件和电解液，电极组件和电解液设于外壳组件内。电极组件由正极极片、负极极片和隔膜组成。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、正极活性物质层以及正极极片，负极极片包括负极集流体、负极活性物质层和负极极片。集流体包括涂布有活性物质层的涂布区和未涂布活性物质层的空箔区，空箔区与极耳连接。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层的材料可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层的材料可以为碳或硅等。在电池单体中，活性物质越多，则能量密度越高。隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。极片的极耳与外壳组件的电极引出部连接，以实现电能的输入或输出。
电动车辆的续航与电池的能量密度有关，电池的能量密度越高，则续航越远。为此，如何提高电池的能量密度，是亟待解决的技术问题。
发明人发现，现有的极片的空箔区均为外露状，即集流体的宽度方向上的一侧均为空箔区，且空箔区沿集流体的长度方向的一端延伸至另一端，便于极耳的焊接，但呈外露状的空箔区存在不与极耳焊接的部位，该部位未涂布活性物质层，导致该部位浪费，影响电池的能量密度。
鉴于此，为提高电池的能量密度，发明人经过深入研究，设计了一种极片，该极耳的空箔区不外露，即在集流体的宽度方向，空箔区不超出涂布区。
通过对空箔区和涂布区的设计，在不影响极耳与空箔区连接的前提下，在集流体上涂布更多的活性物质，使得电池具有较高的能量密度。
本申请实施例公开的电池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电池组成该用电设备的电源系统。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备，用电设备可以为但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电动自行车、电动摩托车、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。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电设备为车辆为例进行说明。
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，用于车辆1000的电路系统，例如用于车辆1000的启动、导航和运行时的工作用电需求。
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的分解结构示意图。如图2所示，电池100还可以包括箱体30，多个电池单体101设置于箱体30内。箱体30可以采用多种结构，在一些实施例中，箱体30可以包括第一部分31和第二部分32，第一部分31与第二部分32相互盖合，第一部分31和第二部分32共同限定出用于容纳电池单体101的容纳空间。第二部分32可以为一端开口的空心结构，第一部分31可以为板状结构，第一部分31盖合于第二部分32的开口侧，以使第一部分31与第二部分32共同限定出容纳空间；第一部分31和第二部分32也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分31的开口侧盖合于第二部分32的开口侧。
在电池100中，多个电池单体101之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体101中既有串联又有并联。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之间的电连接。
其中，每个电池单体101可以为二次电池或一次电池；电池单体101可以是锂离子电池、锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。
根据本申请的一些实施例，电池单体可以包括外壳组件、电极组件和电解液。电极组件和电解液设于外壳组件内。电极组件由隔膜、极性相反的两种极片层叠卷绕而成。极性相反的两种极片包括正极极片和负极极片。极片包括集流体和活性物质层，活性物质涂布于集流体的涂布区形成活性物质层，集流体的空箔区与极耳连接。正极极片的集流体的材料可以为铝，正极极片的活性物质层的材料可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片的集流体的材料可以为铜，负极极片的活性物质层的材料可以为碳或硅等。极耳与外壳组件的电极引出部连接，以实现电能的输入或输出。外壳组件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，外壳组件的形状可以根据电极组件的具体形状和尺寸大小来确定。外壳组件的材质可以是多种，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。
根据本申请的一些实施例，请参见图3-图7，图3-图5为本申请一些实施例在不同视角下极片10的示意图，图6为本申请一些实施例中集流体11的示意图，图7为现有技术中极片10的示意图。
本申请提供一种极片10，极片10包括集流体11和极耳12。集流体11包括涂布有活性物质层11a的涂布区110和未涂布活性物质层11a的空箔区111，沿集流体11的宽度方向y，空箔区111不超出涂布区110。极耳12连接于空箔区111。
图3是沿集流体11的厚度方向z观察得到的极片10的示意图。图4是沿集流体11的宽度方向y观察得到的极片10的示意图(且在图4中隐藏了极耳12背后的活性物质层11a)，且该视角首先看到的是极耳12。图5是沿集流体11的长度方向x观察得到的极片10的示意图。
极耳12连接于空箔区111，且沿集流体11的宽度方向y凸出于集流体11，以在电池单体中，极耳12能够凸出于电池组件以与电极引出部连接，实现电能的输出和输入。
在电池单体中，活性物质的量越多，则该电池单体的能量密度越高。请结合图3和图6并对比图7。图7为现有技术的极片10，现有技术中的极片10的空箔区111外露，即现有的极片10的涂布区110和空箔区111是沿集流体11的宽度方向y排列的。在集流体11的宽度方向y上的一侧，空箔区111完全超出涂布区110。空箔区111和涂布区110在集流体11的长度方向x的尺寸相等，极耳12焊接于空箔区111的部分，而空箔区111未焊接极耳12的其余部分也不涂布活性物质层11a。如图3和图6，本实施例中的极片10的空箔区111不外露，在集流体11的宽度方向y上，空箔区111不超出涂布区110。对比图6和图7，本实施例的极片10较现有的极片10，合理利用了现有极片10中空箔区111未焊接极耳12的其余部分。
上述方案中，沿集流体11的宽度方向y，空箔区111不超过涂布区110，较空箔区111外露且超过涂布区110的极片而言，本方案中的极片10的空箔区111减小，可涂布活性物质的区域增加，从而能够在集流体11上涂布更多的活性物质，进而提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例，请结合图6和图8，图8为本申请另一些实施例中集流体11的示意图。涂布区110包括多个第一子涂布区110a，多个第一子涂布区110a沿极片10的长度方向x间隔设置，空箔区111位于相邻的两个第一子涂布区110a之间。
图6和图8所示的集流体11均包括了第一子涂布区110a。沿集流体11的长度方向x，多个第一子涂布区110a间隔布设，且每相邻两个第一子涂布区110a之间为空箔区111。为此，第一子涂布区110a的数量至少为二。当第一子涂布区110a的数量为两个时，该集流体11上只有一个空箔区111。
上述方案中，多个第一子涂布区110a沿着极片10的长度方向x间隔设置，相邻两个第一子涂布区110a之间留出未涂布活性物质层11a的空箔区111，使得第一子涂布区110a和空箔区111均子集流体11上按照一定规律地分布，故能够降低活性物质层11a涂布的难度，降低极耳12和空箔区111的连接难度。
根据本申请的一些实施例，如图6或图8，第一子涂布区110a在集流体11的宽度方向y上的尺寸等于集流体11的宽度。
第一子涂布区110a的沿集流体11的宽度方向y的尺寸等于集流体11的宽度，指，在集流体11的宽度方向y上，第一子涂布区110a由集流体11的宽度方向y上的一侧延伸至另一侧，对比图7，可明显看出，在集流体11的宽度方向y上，现有的涂布区110仅占集流体11的部分，其在集流体11的宽度方向y的尺寸小于集流体11的宽度。
上述方案中，第一子涂布区110a延伸至集流体11的宽度方向y上的相对的两个边缘，较空箔区沿集流体的整个长度方向延伸，涂布区宽度小于集流体宽度的极片而言，能够使得集流体11上涂布更多的活性物质，进而提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例，如图6，涂布区110还包括第二子涂布区110b，相邻的两个第一子涂布区110a通过第二子涂布区110b连接，第二子涂布区110b与空箔区111沿集流体11的宽度方向y排列。
第二子涂布区110b为设置于两个第一子涂布区110a之间的具有活性物质层11a的集流体11的部分，与图8对比，图6所示的极片10由于设置有第二子涂布区110b，故具有更多的活性物质。
上述方案中，通过设置第二子涂布区110b，且第二子涂布区110b处于空箔区111的沿集流体11的宽度方向y上的一侧，以在不影响空箔区111与极耳12连接的前提下，尽可能地提高集流体11上活性物质的量，进而提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例，请参见图6，空箔区111在集流体11的长度方向x上的尺寸为W1，满足5mm≤W1≤50mm。
空箔区111在集流体11的长度方向x的尺寸W1可以为，沿集流体11的长度方向x，与空箔区111邻接的两个涂布区110(第一子涂布区110a)的间距。示例性的，W1可以为5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm…40mm、41mm、42mm、43mm、44mm、45mm、46mm、47mm、48mm、49mm或50mm。
一般地，空箔区111和极耳12之间采用焊接的方式电连接，为此，空箔区111在集流体11的长度方向x的尺寸越大，则极耳12越容易焊接于空箔区111。
上述方案中，空箔区111在集流体11的长度方向x的尺寸为空箔区111的宽度W1，W1越大，则空箔区111越容易与极耳12连接，W1越小，则活性物质的量越多，电池的能量密度越大。通过对W1的数值范围进行限制，以平衡空箔区111与极耳12的连接难度和极片10的活性物质的量。
根据本申请的一些实施例，满足10mm≤W1≤20mm。
对空箔区111在集流体11的长度方向x上的尺寸W1进一步地限定，使得极耳12不仅能轻易地焊接于空箔区111，且极片10具有较多的活性物质层11a。示例性地，W1可以为10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm或20mm。
上述方案中，通过对W1进一步地限定，使得空箔区111与极耳12的连接难度较小，并保证极片10具有较多的活性物质层11a，保证电池具有较高的能量密度。
根据本申请的一些实施例，请参见图6，空箔区111在集流体11的宽度方向y上的尺寸为L，满足10mm≤L≤200mm。
空箔区111在集流体11的宽度方向y的尺寸L可以为空箔区111的纵深尺寸，空箔区111的纵深尺寸越大，则极耳12可尽可能地连接于空箔区111的纵深越深的位置，进而可以降低极耳12焊接于空箔区111的难度，提高极耳12与空箔区111的连接强度，同时，极耳12与空箔区111的接触面积可以越大，进而提高了极耳12的过流能力。示例性地，L可以为10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm…170mm、180mm、190mm或200mm。
上述方案中，空箔区111在集流体11的宽度方向y的尺寸为空箔区111的长度L，L越大，则空箔区111越容易与极耳12连接，且二者直接可具有更大的接触面积，以具有更好的过流能力；当L越小，则活性物质的量越多，电池的能量密度越大。通过对L的数值范围进行限制，以平衡空箔区111与极耳12的连接难度、过流能力以及极片10的活性物质的量。
根据本申请的一些实施例，满足20mm≤L≤30mm。
对空箔区111在集流体11的宽度方向y上的尺寸L进一步地限定，使得极耳12不仅能轻易地焊接于空箔区111，具有较好的过流能力，且极片10具有较多的活性物质层11a。示例性地，L可以为20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm、26mm、27mm、28mm、29mm或30mm。
上述方案中，通过对L进一步地限定，使得空箔区111与极耳12的连接难度较小，过流能力较好(过流能力越好，则充放电性能越好)，并保证极片10具有较多的活性物质层11a，保证电池具有较高的能量密度。
根据本申请的一些实施例，请参见图3至图5，极耳12包括第一子极耳120和第二子极耳121，第一子极耳120和第二子极耳121分别连接于空箔区111的厚度方向z上的两侧，第一子极耳120与第二子极耳121连接。
空箔区111的厚度方向z上相对的两个侧面分别定义为第一侧面和第二侧面，第一子极耳120与第一侧面电连接，第二子极耳121与第二侧面电连接。第一子极耳120和第二子极耳121相互电连接。
上述方案中，第一子极耳120和第二子极耳121能够将空箔区111的厚度方向z上的两侧的电流汇聚在一起，以有效地提高极耳12的过流能力。
根据本申请的一些实施例，请参见图3，第一子极耳120与空箔区111焊接形成第一焊接区122，第一子极耳120与第二子极耳121焊接形成第二焊接区123。
第一子极耳120和空箔区111通过焊接实现电连接，第一焊接区122，指第一子极耳120和空箔区111之间的焊接区域。第一子极耳120和第二子极耳121通过焊接实现电连接，第二焊接区123，指第一子极耳120和第二子极耳121的焊接区域。
上述方案中，第一子极耳120和第二子极耳121均通过焊接方式与空箔区111电连接，使得极耳12具有较好的过流能力。
根据本申请一些实施例，第一焊接区122的面积为S1，第二焊接区123的面积为S2，满足0.1≤S1/S2≤1。
在一些实施例中，S1/S2可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1。
上述方案中，通过对第一焊接区122和第二焊接区123的比值范围的限定，以在满足加工前提下，使极耳12具有较好的过流能力。
根据本申请一些实施例，满足0.2≤S1/S2≤0.8。
在一些实施例中，S1/S2可以为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或0.8。
上述方案中，对第一焊接区122和第二焊接区123的比值范围的进一步限定，使极耳12的过流能力强。
根据本申请的一些实施例，请结合图3和图6。极片10还包括用于避让第二焊接区123的避空区13，避空区13与空箔区111沿集流体11的宽度方向y排列。
避空区13为用于避让第二焊接区123的部位，其可以看作位于空箔区111沿集流体11宽度一侧的缺口。
上述方案中，通过设置避让区，便于第一子极耳120与第二子极耳121相互焊接，能够降低第一子极耳120和第二子极耳121之间因焊接对极片10厚度的影响。
根据本申请的一些实施例，请结合图6和图9，图9为本申请一些实施例中极片10的示意图。在图9中标示了W2。
空箔区111在集流体11的长度方向x上的尺寸为W1，避空区13在集流体11的长度方向x上的尺寸为W2，满足0.6≤W2/W1≤1.5。
空箔区111在集流体11的长度方向x的尺寸W1可以为，沿集流体11的长度方向x，与空箔区111邻接的两个涂布区110(第一子涂布区110a)的经空箔区111的间距。避空区13在集流体11的长度方向x的尺寸为W2可以为，沿集流体11的长度方向x，与避空区13邻接的两个涂布区110(第一子涂布区110a)的经避空区13的间距。在一些实施例中，W2/W1可以为0.6、0.7、0.8、0.9、1.0、1.1、1.2、1.3、1.4或1.5。
上述方案中，避空区13在集流体11的长度方向x的尺寸为避空区13的宽度W2，W2/W1越大，则避空区13的宽度越大，进而便于极耳12与空箔区111连接；W2/W1越小，则避空区13的宽度越小，进而可涂布更多的活性物质层11a。通过限定避空区13的宽度和空箔区111的宽度的比值范围，以在利于生产加工的情况下，保证活性物质的量。
根据本申请的一些实施例，满足0.8≤W2/W1≤1.2。
在一些实施例中，W2/W1可以为0.8、0.9、1.0、1.1或1.2。
上述方案中，通过进一步地限定避空区13的宽度和空箔区111的宽度的比值范围，使得二者之间的比值范围合理，利于生产加工，且保证活性物质的量。
根据本申请的一些实施例，请参见图9，空箔区111在集流体11的宽度方向y上的尺寸为L，避空区13在集流体11的宽度方向y上的尺寸为D，满足0.1≤D/L≤1。
在一些实施例中，D/L可以为0.1、0.2、0.4、0.8或1。
空箔区111在集流体11的宽度方向y的尺寸L可以为，空箔区111的纵深尺寸，空箔区111的纵深尺寸越大，则极耳12可尽可能地连接于空箔区111的纵深越深的位置，进而可以降低极耳12焊接于空箔区111的难度，提高极耳12与空箔区111的连接强度，同时，极耳12与空箔区111的接触面积可以越大，进而提高了极耳12的过流能力。
避空区13在集流体11的宽度方向y上的尺寸为D，可以为避空区13的纵深尺寸，避空区13的纵深尺寸越大，则越能够容纳第二焊接区123，使得第二焊接区123的面积较大，且第一子极耳120和第二子极耳121的焊接难度越小。
上述方案中，空箔区111在集流体11的宽度方向y的尺寸为空箔区111的长度L，避空区13在集流体11的宽度方向y上的尺寸为避空区13的深度D。D/L越大，则第一子极耳120和第二子极耳121的焊接难度越小，D/L越小，则极耳12与空箔区111能够接触的面积越大。通过限定空箔区111的长度L和避空区13的深度D的比值范围，以在第一子极耳120和第二子极耳121之间具有合适的焊接难度的前提下，保证极耳12与空箔区111的接触面积，即保证极耳12的过流能力。
根据本申请的一些实施例，满足0.2≤D/L≤0.8。
在一些实施例中，D/L可以为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7或0.8。
上述方案中，通过对避空区13的深度D和空箔区111的长度L比值的进一步限定，以在极耳12和空箔区111的连接难度低的前提下，保证极耳12与空箔区111的接触面积，保证极耳12的过流能力。
根据本申请的一些实施例，如图10和图11，图10为本申请一些实施例中具有第一绝缘层14和第二绝缘层15的极片10的示意图，图11为本申请一些实施例中具有第一绝缘层14和第二绝缘层15的极片10的侧视图。极片10还包括第一绝缘层14和第二绝缘层15，第一绝缘层14和第二绝缘层15分别从空箔区111的厚度方向z上的两侧覆盖空箔区111，第一子极耳120位于第一绝缘层14和空箔区111之间，第二子极耳121位于第二绝缘层15和空箔区111之间。
第一绝缘层14和第二绝缘层15可以为具有绝缘特征的材料制成，其具有绝缘的作用。第一绝缘层14和第二绝缘层15用于由空箔区111的厚度方向z上两侧覆盖空箔区111，以对空箔区111和与空箔区111连接的极耳12绝缘处理。在一些实施例中，第一绝缘层14和第二绝缘层15覆盖避空区13以及处于避空区13内的极耳12。
在一些实施例中，请参见图12，图12为本申请另一些实施例中具有第一绝缘层14和第二绝缘层15的极片10的示意图。图12中的极片10未设置第二子涂布区110b，为此空箔区111是由集流体11的一侧延伸至另一侧的，为降低电池内部短路的风险，第一绝缘层14和第二绝缘层15可以将空箔区111完全覆盖。
上述方案中，通过设置第一绝缘层14和第二绝缘层15包覆第一子极耳120和第二子极耳121，以降低电池内部短路的风险。
根据本申请的一些实施例，第一绝缘层14与第二绝缘层15在避空区13相互粘接。
第一绝缘层14和第二绝缘层15分别可以为绝缘胶纸，将集流体11的厚度方向z上的两侧面定义为第一侧面和第二侧面，第一绝缘层14可以粘接于第一侧面上的涂布区110、空箔区111、第一子极耳120以及第二绝缘层15，第二绝缘层15可以粘接于第二侧面上的涂布区110、空箔区111、第二子极耳121以及第一绝缘层14。
上述方案中，由于第一绝缘层14和第二绝缘层15相互粘接，故能够加固第一子极耳120和第二子极耳121，降低极耳12由空箔区111脱落的风险。
根据本申请的一些实施例，请参见图10，第一子极耳120的一端连接于空箔区111，另一端沿集流体11的宽度方向y超出集流体11、第一绝缘层14和第二绝缘层15。
第一子极耳120沿集流体11的宽度方向y的尺寸大于第二子极耳121的长度，为此，可降低极耳12的材料成本。第一子极耳120的一端电连接于空箔区111，另一端则超出集流体11、第一绝缘层14和第二绝缘层15，用于与电极引出部连接，以实现电池单体的电能的输入或输出。
上述方案中，第一子极耳120沿集流体11的宽度方向y超出于集流体11、第一绝缘层14和第二绝缘层15，以在电池单体中轻易地与电极引出部连接，实现电池单体的充放电。
根据本申请的一些实施例，集流体11为复合集流体。
复合集流体为现有的安全性较高的集流体11，复合集流体包括绝缘层和设置在绝缘层厚度方向z两侧的导电层。极片10的活性物质层11a涂布于两个导电层上，极耳12与两个导电层电连接。在一些实施例中，极耳12包括第一子极耳120和第二子极耳121，第一子极耳120连接其中一个导电层，第二子极耳121连接另一个导电层，第一子极耳120和第二子极耳121相互电连接。
上述方案中，为提高电池的安全性，降低因毛刺刺穿集流体11导致电池内部短路的风险，可采用复合集流体，复合集流体包括绝缘层和导电层，导电层设置在绝缘层的厚度方向z上的两个表面。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种电池单体，包括电极组件，电极组件包括正极极片和负极极片，正极极片和负极极片中的至少一者为上述任一项实施例提供的极片10。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种电池，包括箱体和上述实施例提供的电池单体，电池单体容纳于箱体内。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种用电设备，包括上述实施例提供的电池，电池用于提供电能。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种极片10，请参见图3-图6以及图9-图11。极片10包括集流体11和极耳12，集流体11为复合集流体。
沿集流体11的宽度方向y，空箔区111不外露，即空箔区111不超出涂布区110。参见图6，图6为集流体11的一截，由图6可以看出，沿集流体11的宽度方向y，空箔区111内陷于涂布区110，对比图7所示的现有技术的极片10，本实施例提供的极片10的涂布区110的面积更大，活性物质的量更多。
由于集流体11为复合集流体，为保证极耳12的过流能力，极耳12包括第一子极耳120和第二子极耳121，第一子极耳120和第二子极耳121分别焊接于空箔区111的厚度方向z上的两侧，第一子极耳120与第二子极耳121相互焊接。为降低第一子极耳120和第二子极耳121之间焊接区域对极片10的厚度的影响，极片10还包括避空区13，避空区13与空箔区111沿集流体11的宽度方向y排列。第一子极耳120和第二子极耳121之间焊接区域处于避空区13内。
为提高极片10的安全性，降低电池单体内部短路的风险以及提高极耳12的连接强度，极片10还包括第一绝缘层14和第二绝缘层15，第一绝缘层14和第二绝缘层15可以均为绝缘胶纸。第一绝缘层14和第二绝缘层15分别从空箔区111的厚度方向z上的两侧覆盖空箔区111、避空区13以及极耳12，并相互粘接。
以上所述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 (24)

1.一种极片，其特征在于，包括：
集流体，包括涂布有活性物质层的涂布区和未涂布活性物质层的空箔区，沿所述集流体的宽度方向，所述空箔区不超出所述涂布区；
极耳，连接于所述空箔区。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，
所述涂布区包括多个第一子涂布区，多个所述第一子涂布区沿所述极片的长度方向间隔设置，所述空箔区位于相邻的两个所述第一子涂布区之间。
3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，
所述第一子涂布区在所述集流体的宽度方向上的尺寸等于所述集流体的宽度。
4.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，
所述涂布区还包括第二子涂布区，相邻的两个所述第一子涂布区通过所述第二子涂布区连接，所述第二子涂布区与所述空箔区沿所述集流体的宽度方向排列。
5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，
所述空箔区在所述集流体的长度方向上的尺寸为W1，满足5mm≤W1≤50mm。
6.根据权利要求5所述的极片，其特征在于，
满足10mm≤W1≤20mm。
7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，
所述空箔区在所述集流体的宽度方向上的尺寸为L，满足10mm≤L≤200mm。
8.根据权利要求7所述的极片，其特征在于，
满足20mm≤L≤30mm。
9.根据权利要求1-8任一项所述的极片，其特征在于，
所述极耳包括第一子极耳和第二子极耳，所述第一子极耳和所述第二子极耳分别连接于所述空箔区的厚度方向上的两侧，所述第一子极耳与所述第二子极耳连接。
10.根据权利要求9所述的极片，其特征在于，
所述第一子极耳与所述空箔区焊接形成第一焊接区，所述第一子极耳与所述第二子极耳焊接形成第二焊接区。
11.根据权利要求10所述的极片，其特征在于，
所述第一焊接区的面积为S1，所述第二焊接区的面积为S2，满足0.1≤S1/S2≤1。
12.根据权利要求11所述的极片，其特征在于，
满足0.2≤S1/S2≤0.8。
13.根据权利要求10所述的极片，其特征在于，
所述极片还包括用于避让所述第二焊接区的避空区，所述避空区与所述空箔区沿所述集流体的宽度方向排列。
14.根据权利要求13所述的极片，其特征在于，
所述空箔区在所述集流体的长度方向上的尺寸为W1，所述避空区在所述集流体的长度方向上的尺寸为W2，满足0.6≤W2/W1≤1.5。
15.根据权利要求14所述的极片，其特征在于，
满足0.8≤W2/W1≤1.2。
16.根据权利要求13所述的极片，其特征在于，
所述空箔区在所述集流体的宽度方向上的尺寸为L，所述避空区在所述集流体的宽度方向上的尺寸为D，满足0.1≤D/L≤1。
17.根据权利要求16所述的极片，其特征在于，
满足0.2≤D/L≤0.8。
18.根据权利要求13所述的极片，其特征在于，
所述极片还包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层分别从所述空箔区的厚度方向上的两侧覆盖所述空箔区，所述第一子极耳位于所述第一绝缘层和所述空箔区之间，所述第二子极耳位于所述第二绝缘层和所述空箔区之间。
19.根据权利要求18所述的极片，其特征在于，
所述第一绝缘层与所述第二绝缘层在所述避空区相互粘接。
20.根据权利要求18所述的极片，其特征在于，
所述第一子极耳的一端连接于所述空箔区，另一端沿所述集流体的宽度方向超出所述集流体、所述第一绝缘层和所述第二绝缘层。
21.根据权利要求1-8任一项所述的极片，其特征在于，
所述集流体为复合集流体。
22.一种电池单体，其特征在于，包括电极组件，所述电极组件包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片中的至少一者为权利要求1-21任一项所述的极片。
23.一种电池，其特征在于，包括箱体和权利要求22所述的电池单体，所述电池单体容纳于所述箱体内。
24.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求23所述的电池，所述电池用于提供电能。
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