CN217768420U - 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，电极组件包括阳极片、隔离膜以及阴极片，阳极片、隔离膜以及阴极片层叠设置并围绕卷绕轴线卷绕形成主体部以及与主体部连接的极耳，主体部呈圆柱状；其中，阳极片单位面积总重量A及主体部直径D的关系应满足：1.5×10^‑3mg/mm³≤A/D≤16×10^‑3mg/mm³。本申请能够缓解电极组件使用过程中因膨胀使极片发生析锂或者断裂导致的安全问题。

Description

电极组件、电池单体、电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池领域，特别涉及一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置。

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。

在现有的电池单体，其电极组件膨胀时，极片易发生析锂或者断裂的问题，影响电极组件及其所应用的电池单体的安全性能。因此，如何提高电池单体的安全性能就成为亟待解决的一项问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供电极组件、电池单体、电池以及用电装置，能够缓解电极组件使用过程中因膨胀使极片发生析锂或者断裂导致的安全问题。

第一方面，本申请提供了一种电极组件，电极组件包括阳极片、隔离膜以及阴极片，阳极片、隔离膜以及阴极片层叠设置并围绕卷绕轴线卷绕形成主体部以及与主体部连接的极耳，主体部呈圆柱状；其中，阳极片单位面积总重量A及主体部直径D的关系应满足：1.5×10^-3mg/mm³≤A/D ≤16×10^-3mg/mm³。

本申请实施例的技术方案中，电极组件包括阳极片、隔离膜以及阴极片，阳极片、隔离膜以及阴极片卷绕形成主体部以及与主体部连接的极耳，主体部呈柱状，通过使得阳极片单位面积总重量A及主体部的直径D的关系满足：1.5×10^-3mg/mm³≤A/D≤16×10^-3mg/mm³，能够保证阳极片的重量以及厚度适中，提高阳极片抗弯曲力，使其提供的向外支撑力充足，降低循环后的电极组件向中心挤压出现大皱甚至析锂现象的概率，同时，能够减小电极组件卷绕收尾处的台阶尺寸，使得即使当电极组件在工作过程中发生膨胀时能够减小台阶处所承受的应力，进而能够降低电极组件膨胀导致极片断裂的概率，提高电极组件及其所应用的电池单体的安全性能。

在一些实施例中，阳极片单位面积总重量A及主体部直径D的关系应满足：3×10^{- 3}mg/mm³≤A/D≤13×10^-3mg/mm³。

在一些实施例中，沿电极组件的卷绕方向，阳极片包括超出阴极片的卷绕起始端的第一段，第一段沿卷绕方向卷绕角度的取值范围为0°～900°。

本申请实施例提供的电极组件，由于阳极片与阴极片之间存在摩擦力，通过使得阳极片包括超出阴极片的卷绕起始端的第一段，且第一段沿卷绕方向卷绕角度的取值范围为0°～900°，使得第一段可以用于支撑其后面入料的部分，使得循环后电极组件膨胀向内挤压时最内圈阴极片和阳极片保持贴紧，并且上述取值范围能够避免第一段的卷绕角度过小导致析锂风险，同时能够避免第一段的卷绕角度过大导致的空卷过多造成容量损失的问题发生。

在一些实施例中，第一段沿卷绕方向卷绕角度的取值范围为90°～540°。

本申请实施例提供的电极组件，通过使得第一段沿卷绕方向卷绕角度的取值范围为90°～540°，既能够保证第一段对其后面入料部分的片体结构，使得循环后电极组件膨胀向内挤压时最内圈阴极片和阳极片保持贴紧，还能够有效的避免第一段的卷绕角度过小导致析锂风险，使得一段的卷绕角度适中，降低容量损失。

在一些实施例中，沿电极组件的卷绕方向，阳极片包括超出阴极片的卷绕收尾端的第二段，第二段沿卷绕方向卷绕角度的取值范围为0°～540°。

本申请实施例提供的电极组件，通过使得沿电极组件的卷绕方向，阳极片包括超出阴极片的卷绕收尾端的第二段，第二段沿卷绕方向卷绕角度的取值范围为0°～540°，能够避免阳极片与阴极片在收尾处叠加，避免电极组件收尾处的台阶过大，使得当电极组件膨胀时，收尾处台阶下方的极片不易发生断裂，提高电极组件的安全性能，并且不会使得阳极收尾处空卷过多糟成容量损失。

在一些实施例中，第二段沿卷绕方向卷绕角度的取值范围为10°～150°。

通过上述设置，能够有效的避免阳极片与阴极片在收尾处叠加，进而避免电极组件收尾处的台阶过大，同时还能够使得阳极片在结尾处的空卷角度适中，同时能够进一步降低阳极收尾处空卷过多造成容量损失。

在一些实施例中，沿电极组件的卷绕方向，隔离膜包括超出阳极片的卷绕起始端的隔膜延伸段，隔膜延伸段沿卷绕方向的卷绕角度的取值范围为0°～1080°。

在一些实施例中，隔离膜数量为两层且分别具有超出阳极片的隔膜延伸段，两层隔离膜的隔膜延伸段层叠设置并相互粘接且彼此的粘接强度P ＞0.5N/m。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，包括上述的电极组件；壳体，用于容纳电极组件；电极端子，设置于壳体并与极耳电连接。

在一些实施例中，壳体包括筒体以及连接于筒体的盖体，盖体上设置有电极引出孔，电极端子安装于电极引出孔并与极耳电连接。

在一些实施例中，筒体在背离盖体的一端具有开口，电池单体还包括封闭开口的封盖，电极组件包括成对设置且极性相反的极耳，电极端子与其中一个极耳电连接，另一个极耳通过封盖与壳体电连接。

第三方面，本申请提供了一种电池，包括上述的电池单体。

第四方面，本申请提供了一种用电装置，用电装置包括上述的电池，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

通过阅读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。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

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为图2所示的电池的局部示意图；

图4为本申请一些实施例的电池单体的竖向截面图；

图5为本申请一些实施例的电极组件的结构示意图；

图6为本申请另一些实施例的电极组件的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1-车辆；2-电池；3-控制器；4-马达；5-箱体；51-第一部分；52-第二部分； 6-电池单体；7-汇流部件；

10-电极组件；

11-阳极片；111-卷绕起始端；112-卷绕收尾端；113-第一段；114-第二段；

12-阴极片；121-卷绕起始端；122-卷绕收尾端；

13-隔离膜；131-卷绕起始端；132-卷绕收尾端；133-隔膜延伸段；

10a-主体部；10b-极耳；

20-壳体；21-筒体；22-盖体；221-电极引出孔；

30-电极端子；

40-封盖；

X-轴向；A-卷绕方向。

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。

需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

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。

此外，技术术语“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。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。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

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。

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，电极组件包括阳极片、阴极片和隔膜，阳极片、阴极片以及隔膜相互层叠并卷绕设置，电极组件能够与电解液电化学反应，满足电池单体的充放电需求。

本发明人注意到，电极组件在工作的过程中会发生膨胀，电极组件膨胀时，极片易发生析锂或者断裂的问题，影响电极组件及其所应用的电池单体的安全性能。

为了缓解电极组件膨胀导致的极片断裂问题，本发明人进一步研究发现，阳极片、阴极片以及隔膜在卷绕形成电极组件的收尾处，若台阶过大，当电极组件发生膨胀时，台阶下方的极片在法向上所承受的应力过大，使得台阶下方的极片易发生断裂，若阳极片涂布重量太小，极片抗弯曲力过小，且卷绕起始段的阳极极片提供的向外支撑力不足，循环后电极组件会向中心挤压至出现极片打皱，导致出现析锂以及安全问题。因此，可以通过减小电极组件收尾处的台阶并平衡阳极片的单位面积总重量来降低电极组件膨胀时极片断裂的概率。

基于以上考虑，为了解决电极组件膨胀时极片断裂的问题，发明人经过深入研究，设计了一种电极组件，电极组件包括阳极片、隔离膜以及阴极片，阳极片、隔离膜以及阴极片层叠设置并围绕卷绕轴线卷绕形成主体部以及与主体部连接的极耳，主体部呈圆柱状；其中，阳极片单位面积总重量A及主体部直径D的关系应满足：1.5×10-3mg/mm3≤A/D≤16× 10-3mg/mm3。通过上述设置，能够保证阳极片的重量以及厚度适中，提高阳极片抗弯曲力，使其提供的向外支撑力充足，降低循环后的电极组件向中心挤压出现大皱甚至析锂现象的概率。同时，能够减小电极组件卷绕收尾处的台阶尺寸，使得即使当电极组件在工作过程中发生膨胀时能够减小台阶处所承受的应力，进而能够降低电极组件膨胀导致极片断裂的概率，提高电极组件及其所应用的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单体、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装置不做特殊限制。

应理解，本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池单体、电池和用电设备，还可以适用于所有包括电极组件的电池单体、电池以及使用电池的用电设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图

如图1所示，车辆1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1的内部设置有电池2，电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4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2不仅可以作为车辆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。

为了满足不同的使用电力需求，电池2可以包括多个电池单体6，电池单体6是指组成电池模块或电池包的最小单元。多个电池单体6可经由电极端子30及汇流部件7而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。本申请中所提到的电池2包括电池模块或电池包。其中，多个电池单体6之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。本申请的实施例中多个电池单体6可以直接组成电池包，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池包。

图2示出了本申请一实施例的电池2的结构示意图。

如图2所示，电池2包括箱体5和电池单体6(图未示出)，电池单体6 容纳于箱体5内。箱体5为电池单体6提供容纳空间53，箱体5可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体5可以包括第一部分51和第二部分52，第一部分51与第二部分52相互盖合，以限定出用于容纳电池单体6的容纳空间。第一部分51和第二部分52可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分51可以是一侧开放的空心结构，第二部分52也可以是一侧开放的空心结构，第二部分52的开放侧盖合于第一部分51的开放侧，则形成具有容纳空间53的箱体5。也可以是第一部分51为一侧开放的空心结构，第二部分52 为板状结构，第二部分52盖合于第一部分51的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体5。第一部分51与第二部分52可以通过密封元件来实现密封，密封元件可以是密封圈、密封胶等。

在电池2中，电池单体6可以是一个、也可以是多个。若电池单体6为多个，多个电池单体6之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体6中既有串联又有并联。可以是多个电池单体6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5内。也可以是所有电池单体6之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体6构成的整体容纳于箱体5内。

图3示出了图2所示的电池2的局部结构示意图，图4示出了本申请一些实施例电极组件10的截面图。

电池单体6包括壳体20、电极组件10以及电极端子30，壳体20用于容纳电极组件10，电极端子30设置于壳体20并与极耳10b电连接。

壳体20是用于容纳电极组件10的部件，壳体20可以是一端形成开口的空心结构。壳体20可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体20的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。

壳体20内的电极组件10可以是一个，也可以是多个。

可选地，壳体20可以包括筒体21以及连接于筒体21的盖体22，盖体 22上设置有电极引出孔221，电极端子30安装于电极引出孔221并与极耳10b电连接。

盖体22和筒体21可为一体形成结构，即壳体20为一体成形的构件。当然，盖体22和筒体21也可以为分开提供的两个构件，然后通过焊接、铆接、粘接等方式连接在一起。

可选地，可以在盖体22上设置电极引出孔221，电极引出孔221贯通盖体22，以便于电极组件10中的电能引出到壳体20的外部。示例性地，电极引出孔221沿轴向X贯通盖体22。

可选地，电极端子30用于与电极引出孔221配合，以覆盖电极引出孔 221。电极端子30可以伸入电极引出孔221，也可以不伸入电极引出孔221。电极端子30固定于盖体22。电极端子30可以整体固定在盖体22的外侧，也可以通过电极引出孔221伸入到壳体20的内部。

可选地，壳体20可以带正电、可以带负电。

可选地，筒体21在背离盖体22的一端具有开口，电池单体6还包括封闭开口的封盖40，电极组件10包括成对设置且极性相反的极耳10b，电极端子30与其中一个极耳10b电连接，另一个极耳10b通过封盖40与壳体20电连接。

可选地，封盖40可以位于筒体21的内部并与筒体21之间采用焊接的方式相互连接。当然，封盖40可以至少部分在轴向X上凸出于筒体21设置并与筒体21之间采用焊接的方式相互连接。

可选地，极耳10b可以与封盖40接触并电连接，由于封盖40与壳体20 的筒体21连接，进而能够实现其中一个极耳10b与壳体20之间的电连接，使得壳体20的盖体22带电。

图5示出了本申请一些实施例的电极组件的结构示意图。

如图5所示，在一些可选的实施例中，电极组件10是电池单体6中发生电化学反应的部件。电极组件10可以包括阳极片11、阴极片12和隔离膜13。阳极片11、隔离膜13以及阴极片12层叠设置并围绕卷绕轴线卷绕形成主体部10a以及与主体部10a连接的极耳10b，主体部10a呈圆柱状，其中，阳极片11单位面积总重量A及主体部10a直径D的关系应满足：1.5×10^-3mg/mm³≤A/D≤16×10^-3mg/mm³。

可选地，阳极片11可以包括正极集流体和涂覆于正极集流体相对的两侧的正极活性物质层。阴极片12可以包括负极集流体和涂覆于负极集流体相对的两侧的负极活性物质层。电极组件10的两个极耳10b中一者为正极耳且另一者为和负极耳，正极耳可以是阳极片11上未涂覆正极活性物质层的部分，极极耳可以是阴极片12上未涂覆负极活性物质层的部分。

可选地，隔离膜13将阳极片11与阴极片12隔离。隔离膜13具有绝缘性能，降低阳极片11与阴极片12之间出现短路的风险。隔离膜13的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

可选地，电极组件10可以包括两个隔离膜13，一个隔离膜13、阳极片 11与阴极片12的一者、另一个隔离膜13及阳极片11与阴极片12的另一者四者依次堆叠，四者堆叠后沿卷绕方向A(参见图5)卷绕则可形成卷绕结构。

可选地，其电极组件10成对设置的极耳10b可以位于主体部10a在自身轴向X的同一侧，当然也可以位于主体部10a在自身轴向X上的两侧。

可选地，主体部10a的直径可以理解为主体部10a的最大径向尺寸。

可选地，阳极片11单位面积总重量A及主体部10a直径D的比值可以为1.5×10^-3mg/mm³以及16×10^-3mg/mm³之间的任意数值，包括1.5× 10^-3mg/mm³以及16×10^-3mg/mm³两个端值。

当A/D＜1.5×10^-3mg/mm³时，阳极片11涂布重量太小，阳极片11抗弯曲力过小，卷绕起始端的阳极片11提供的向外支撑力不足，循环后电极组件10会向中心挤压至出现极片打皱，螺旋形的卷绕结构变异，向内塌陷，导致出现析锂以及安全问题。

而当A/D＞16×10^-3mg/mm³时，阳极片11涂布重量太大，阳极片11 的厚度过大，卷绕收尾时阳极片11断面与电极组件10形成过大的台阶，导致台阶下的极片受到过大的剪切应力，循环后极片断裂，出现安全问题。

本申请实施例提供的电极组件10，通过使得阳极片11单位面积总重量A及主体部10a的直径D的关系满足：1.5×10^-3mg/mm³≤A/D≤16×10^-3mg/mm³，能够保证阳极片11的重量以及厚度适中，能够保证阳极片11 抗弯曲力，使其提供的向外支撑力充足，降低循环后的电极组件10向中心挤压出现大皱甚至析锂现象的概率，同时，能够减小电极组件10卷绕收尾处的台阶尺寸，使得即使当电极组件10在工作过程中发生膨胀时能够减小台阶处所承受的应力，进而能够降低电极组件10膨胀导致极片断裂的概率，提高电极组件10及其所应用的电池单体6的安全性能。

在一些实施例中，阳极片11单位面积总重量A及主体部10a直径D 的关系应满足：3×10^-3mg/mm³≤A/D≤13×10^-3mg/mm³。

通过上述设置，能够进一步减小电极组件10卷绕收尾处的台阶尺寸，当电极组件10在工作过程中发生膨胀时能够有效减小台阶处所承受的应力，进而能够降低电极组件10膨胀导致极片断裂或者析锂的概率。

如图5所示，在一些实施例中，沿电极组件10的卷绕方向A，阳极片 11包括超出阴极片12的卷绕起始端121的第一段113，第一段113沿卷绕方向A卷绕角度的取值范围为0°～900°。

可选地，电极组件10的卷绕方向A即为阳极片11、阴极片12以及隔离膜13从其起始端开始从内向外周向卷绕的方向，若顺时针卷绕则顺时针方向即为卷绕方向A，若逆时针卷绕则逆时针方向即为卷绕方向A。

可选地，阴极片12在卷绕方向A上具有两端，分别为卷绕起始端121 以及卷绕收尾端122，阴极片12的卷绕起始端121即为阴极片12的入料端，也就是阴极片12在其最内圈的自由端，阴极片12的卷绕收尾端122 即为阴极片12在其最外侧的自由端。

可选地，阳极片11也具有两端，分别为卷绕起始端111和卷绕收尾端 112，阳极片11的卷绕起始端111即为阳极片11的入料端，也就是阳极片 11在其最内圈的自由端，阳极片11的卷绕收尾端112即为阳极片11在其最外侧的自由端。

可选地，隔离膜13也具有两端，分别为卷绕起始端131和卷绕收尾端 133，隔离膜13的卷绕起始端131即为隔离膜13的入料端，也就是隔离膜13在其最内圈的自由端，隔离膜13的卷绕收尾端132即为隔离膜13在其最外侧的自由端。

可选地，第一段113沿卷绕方向A卷绕一圈可以理解为卷绕角度为 360°，第一段113沿卷绕方向A卷绕900°可以理解为第一段113沿卷绕方向A卷绕两圈半。

可选地，第一段113沿卷绕方向A卷绕角度的取值范围为0°至900°之间的任意数值，包括900°。

可选地，沿电极组件10的卷绕方向A，阳极片11包括超出阴极片12 的卷绕起始端121的第一段113可以理解为电极组件10在卷绕成型时，阳极片11要先于阴极片12入料，且当阳极片11的第一段113卷绕完成时阴极片12入料。

本申请实施例提供的电极组件10，由于阳极片11与阴极片12之间存在摩擦力，通过使得阳极片11包括超出阴极片12的卷绕起始端121的第一段113，且第一段113沿卷绕方向A卷绕角度的取值范围为0°～900°，使得第一段113可以用于支撑其后面入料的片体结构，使得循环后电极组件10膨胀向内挤压时最内圈阴极片12和阳极片11保持贴紧，并且上述取值范围能够避免第一段113的卷绕角度过小导致析锂风险，同时能够避免第一段113的卷绕角度过大导致的空卷过多造成容量损失的问题发生。

在一些实施例中，第一段113沿卷绕方向A卷绕角度的取值范围为 90°～540°。

可选地，第一段113沿卷绕方向A卷绕角度可以为90°～540°之间的任意数值包括90°、540°两个端值。

本申请实施例提供的电极组件10，通过使得第一段113沿卷绕方向A 卷绕角度的取值范围为90°～540°，既能够保证第一段113对其后面入料部分的片体结构的支撑要求，使得循环后电极组件10膨胀向内挤压时最内圈阴极片12和阳极片11保持贴紧，还能够有效的避免第一段113的卷绕角度过小导致析锂风险，使得第一段113的卷绕角度适中，降低容量损失。

在一些实施例中，沿电极组件10的卷绕方向A，阳极片11包括超出阴极片12的卷绕收尾端122的第二段114，第二段114沿卷绕方向A卷绕角度的取值范围为0°～540°。

可选地，沿电极组件10的卷绕方向A，阳极片11包括超出阴极片12 的卷绕收尾端的第二段114，可以理解为电极组件10在卷绕成型时，阳极片11晚于阴极片12出料，也就是说，阴极片12在收尾裁断后，阳极片 11要继续卷绕第二段114的长度。

可选地，第二段114沿卷绕方向A卷绕角度可以为0°、540°之间的任意数值，包括540°。

本申请实施例提供的电极组件10，通过使得沿电极组件10的卷绕方向A，阳极片11包括超出阴极片12的卷绕收尾端的第二段114，第二段 114沿卷绕方向A卷绕角度的取值范围为0°～540°，能够避免阳极片11 与阴极片12在收尾处叠加，避免电极组件10收尾处的台阶过大，使得当电极组件10膨胀时，收尾处台阶下方的极片不易发生断裂，提高电极组件10的安全性能，并且能够降低阳极收尾处空卷过多造成容量损失。

在一些实施例中，第二段114沿卷绕方向A卷绕角度的取值范围为 10°～150°。

可选地，第二段114沿卷绕方向A卷绕角度可以为10°～150°之间的任意数值，包括10°、150°两个端值。

通过上述设置，能够有效的避免阳极片11与阴极片12在收尾处叠加，进而避免电极组件10收尾处的台阶过大，同时还能够使得阳极片11在结尾处的空卷角度适中，进一步降低阳极收尾处空卷过多造成容量损失。

图6示出了本申请另一些实施例的电极组件的结构示意图。

如图6所示，在一些实施例中，沿电极组件10的卷绕方向A，隔离膜 13包括超出阳极片11的卷绕起始端111的隔膜延伸段133，隔膜延伸段 133沿卷绕方向A的卷绕角度的取值范围为0°～1080°。

可选地，沿电极组件10的卷绕方向A，隔离膜13包括超出阳极片11 的卷绕起始端111的隔膜延伸段133可以理解为电极组件10在卷绕成型时，隔离膜13要先于阳极片11入料，且隔离膜13卷绕隔膜延伸段133预定要求的角度时阳极片11入料。

可选地，隔膜延伸段133沿卷绕方向A卷绕一圈可以理解为卷绕角度为360°，隔膜延伸段133沿卷绕方向A卷绕1080°以理解为隔膜延伸段 133沿卷绕方向A卷绕三圈。

可选地，两层隔离膜13均包括隔膜延伸段133。

可选地，隔膜延伸段133沿卷绕方向A的卷绕角度可以为0°至1080°之间的任意数值，包括1080°。

本申请实施例提供的电极组件10，通过上述设置，使得隔离膜13先入料，阳极片11、阴极片12后入料，能够通过隔离膜13对阳极片11、阴极片12提供防护与支撑，提高电极组件10的安全性能。

在一些实施例中，隔膜延伸段133沿卷绕方向A的卷绕角度的取值范围为0°～360°。通过上述设置，在满足对阳极片11、阴极片12隔离防护的基础上能够有效提高电极组件10的容量。

在一些可选地实施例中，隔离膜13数量为两层且分别具有超出阳极片11的隔膜延伸段133，两层隔离膜13的隔膜延伸段133层叠设置并相互粘接且彼此的粘接强度P＞0.5N/m。

可选地，粘接强度可以理解为隔离膜13在卷绕方向A承受的拉力与两层隔离膜13在自身宽度方向上的粘接尺寸的比值。所说的拉力是指隔离膜13烘干状态下测试的拉力。

若粘接强度P＜0.5N/m，循环过程中电极组件10向中心孔膨胀，隔离膜 13无法阻止阳极片11向内滑移，易发生卷绕结构变异，向内塌陷，导致出现析锂以及安全问题。

而本申请实施例提供的电极组件10，通过使得两层隔离膜13的卷绕起始段层叠设置并相互粘接且彼此的粘接强度P＞0.5N/m，使得循环过程中电极组件10向中心孔膨胀过程中，隔离膜13能够阻止阳极片11向内滑移，不易发生卷绕结构变异，降低电极组件10出现析锂以及安全问题的概率。

可选地，两层隔离膜13的隔膜延伸段133层叠设置并相互粘接且彼此的粘接强度P＞2N/m。

通过上述设置，使得循环过程中电极组件10向中心孔膨胀过程中，隔离膜13能够有效的阻止阳极片11向内滑移，不易发生卷绕结构变异，有效的降低电极组件10出现析锂以及安全问题的概率。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种电池单体6，包括以上任一方案的电极组件10。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池2，包括以上任一方案所述的电池单体6。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案所述的电池2，并且电池2用于为用电装置提供电能。

用电装置可以是前述任一应用电池2的设备或系统。

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 (13)

1.一种电极组件，其特征在于，所述电极组件包括阳极片、隔离膜以及阴极片，所述阳极片、所述隔离膜以及所述阴极片层叠设置并围绕卷绕轴线卷绕形成主体部以及与所述主体部连接的极耳，所述主体部呈圆柱状；

其中，所述阳极片单位面积总重量A及所述主体部直径D的关系应满足：1.5×10^-3mg/mm³≤A/D≤16×10^-3mg/mm³。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述阳极片单位面积总重量A及所述主体部直径D的关系应满足：3×10^-3mg/mm³≤A/D≤13×10^-3mg/mm³。

3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，沿所述电极组件的卷绕方向，所述阳极片包括超出所述阴极片的卷绕起始端的第一段，所述第一段沿所述卷绕方向卷绕角度的取值范围为0°～900°。

4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第一段沿所述卷绕方向卷绕角度的取值范围为90°～540°。

5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，沿所述电极组件的卷绕方向，所述阳极片包括超出所述阴极片的卷绕收尾端的第二段，所述第二段沿所述卷绕方向卷绕角度的取值范围为0°～540°。

6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述第二段沿所述卷绕方向卷绕角度的取值范围为10°～150°。

7.根据权利要求1至6任意一项所述的电极组件，其特征在于，沿所述电极组件的卷绕方向，所述隔离膜包括超出所述阳极片的卷绕起始端的隔膜延伸段，所述隔膜延伸段沿所述卷绕方向的卷绕角度的取值范围为0°～1080°。

8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述隔离膜数量为两层且分别具有超出所述阳极片的所述隔膜延伸段，两层所述隔离膜的所述隔膜延伸段层叠设置并相互粘接且彼此的粘接强度P＞0.5N/m。

9.一种电池单体，其特征在于，包括：

如权利要求1至8任意一项所述的电极组件；

壳体，用于容纳所述电极组件；

电极端子，设置于所述壳体并与所述极耳电连接。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，所述壳体包括筒体以及连接于所述筒体的盖体，所述盖体上设置有电极引出孔，所述电极端子安装于所述电极引出孔并与所述极耳电连接。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述筒体在背离所述盖体的一端具有开口，所述电池单体还包括封闭所述开口的封盖，所述电极组件包括成对设置且极性相反的所述极耳，所述电极端子与其中一个所述极耳电连接，另一个所述极耳通过所述封盖与所述壳体电连接。

12.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求9-11任意一项所述的电池单体。

13.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求12所述的电池，所述电池用于提供电能。

Images