CN217788451U - 极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备，属于电池技术领域。极片包括：集流体；活性物质层，涂覆于所述集流体的表面；其中，所述活性物质层包括沿所述集流体的宽度方向相对的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘沿所述集流体的长度方向起伏地延伸。由该极片构成的电池单体具有较高的安全性。

Description

极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备

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、电极组件、电池单体、电池及用电设备。

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。

在电池技术的发展中，除了提高电池的能量密度外，安全性也是一个不可忽视的问题。因此，如何提高电池的安全性，是电池技术一个亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备。由该极片构成的电池单体具有较高的安全性。

本申请是通过下述技术方案实现的：

第一方面，本申请提供了一种极片，包括：集流体；活性物质层，涂覆于所述集流体的表面；其中，所述活性物质层包括沿所述集流体的宽度方向相对的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘沿所述集流体的长度方向起伏地延伸。

根据本申请实施例的极片，第一边缘为活性物质层的在集流体的宽度方向上的边缘，第一边缘沿集流体的长度方向起伏地延伸，使得集流体在宽度方向上的一个边缘具有未涂覆活性物质层的空箔区，活性物质层在集流体的宽度方向的一个边缘的涂覆面积较小，从而降低极片构成的电池单体在使过程中出现析锂的概率，提高了电池单体的安全性。

根据本申请的一些实施例，所述第一边缘呈波浪形。

在上述方案中，第一边缘的形状呈波浪形，便于实现活性物质层在集流体的表面的涂覆，操作简单。

根据本申请的一些实施例，所述第二边缘沿所述集流体的长度方向起伏地延伸。

在上述方案中，第二边缘沿集流体的长度方向起伏地延伸，使得集流体在其宽度方向的另一个边缘具有未涂覆活性物质层的空箔区，进一步降低极片构成的电池单体在使用过程中出现析锂的概率，提高电池单体的安全性。

根据本申请的一些实施例，所述第二边缘呈波浪形。

在上述方案中，第二边缘的形状呈波浪形，便于实现活性物质层在集流体的表面的涂覆，操作简单。

根据本申请的一些实施例，所述第一边缘与所述第二边缘对称。

在上述方案中，第一边缘与第二边缘对称，便于实现活性物质层的涂覆。

根据本申请的一些实施例，所述集流体包括本体和多个极耳，所述本体包括沿所述集流体的宽度方向相对设置的第三边缘和第四边缘，所述极耳从所述第三边缘延伸出，所述活性物质层涂覆于所述本体的表面，所述第一边缘靠近所述第三边缘，所述第二边缘靠近所述第四边缘。

在上述方案中，极耳从第三边缘延伸出，第一边缘相对于第二边缘靠近第三边缘，使得本体的靠近极耳的区域涂覆的活性物质层的面积较小，降低极片构成的电池单体在使用过程中出现析锂的概率。

根据本申请的一些实施例，所述第三边缘沿所述集流体的长度方向直线延伸，沿所述集流体的宽度方向，所述第一边缘与所述第三边缘之间的最大距离为D，所述集流体的宽度为W，满足1/10≤D/W≤1/6。

在上述方案中，第一边缘与第三边缘之间的最大距离D和集流体的宽度W的比例满足上述关系，能够平衡电池单体的能量密度和析锂的概率。当第一边缘与第三边缘之间的最大距离D和集流体的宽度W的比例小于1/10时，电池单体的极片出现析锂的概率较大；当第一边缘与第三边缘之间的最大距离D和集流体的宽度W的比例大于1/6时，集流体涂覆的活性物质层的面积较小，导致电池单体的能量密度较低。

根据本申请的一些实施例，所述第四边缘沿所述集流体的长度方向起伏地延伸且与所述第二边缘至少部分重合。

在上述方案中，相对于第四边缘沿集流体的长度方向直线延伸，第四边缘沿集流体的长度方向起伏地延伸且第四边缘与第二边缘至少部分重合，使得活性物质层在本体的背离第三边缘的一侧的涂覆面积较小，降低了活性物质层在集流体的宽度方向边缘的涂覆面积，进而降低了由该极片构成的电池单体析锂的风险。

根据本申请的一些实施例，所述第四边缘沿所述集流体的长度方向直线延伸。

在上述方案中，第四边缘沿直线延伸，便于实现活性物质层的涂覆。

根据本申请的一些实施例，所述第一边缘包括多个朝向所述第三边缘凸出的凸出段，多个所述凸出段沿所述集流体的长度方向间隔设置，多个所述极耳沿所述集流体的长度方向间隔设置，每个所述极耳位于相邻两个所述凸出段之间。

在上述方案中，极耳与相邻的两个凸出段对应，以降低本体在与极耳对应位置处析锂的概率。

根据本申请的一些实施例，每个所述极耳的中心线偏离与该极耳相邻的两个所述凸出段的对称中心线。

第二方面，本申请提供了一种电极组件，包括正极极片、隔膜及负极极片，所述正极极片、所述隔膜及所述负极极片层叠卷绕形成所述电极组件，所述正极极片和所述负极极片为如上述实施例所述的极片。

根据本申请实施例的电极组件，正极极片和负极极片为上述的极片，能够降低由该电极组件构成的电池单体的析锂风险，提高电池单体的安全性。

第三方面，本申请提供了一种电池单体，包括如上述实施例所述的电极组件。

根据本申请实施例的电池单体，采用上述的电极组件，具有较高的安全性。

根据本申请的一些实施例，所述电池单体还包括：壳体，具有开口；端盖，封闭所述开口；第一电极端子和第二电极端子，设置于所述端盖；第一集流构件和第二集流构件；其中，所述电极组件容纳于所述壳体内，所述电极组件的卷绕轴线的延伸方向与所述端盖的厚度方向垂直，所述电极组件的正极极耳和负极极耳分别位于所述电极组件在所述卷绕轴线的延伸方向上的两侧，所述正极极耳通过所述第一集流构件电连接于所述第一电极端子，所述负极极耳通过所述第二集流构件电连接于所述第二电极端子。

在上述方案中，由于电极组件的卷绕方向与端盖的厚度方向垂直，并且正极极耳和负极极耳分别位于卷绕方向上的两侧，由于正极集流体的宽度方向的边缘具有空箔区和负极集流体的宽度方向的边缘具有空箔区，在电池工作过程中，能够降低电极组件析锂的概率。

第四方面，本申请提供了一种电池，包括如上述实施例所述的电池单体。

第五方面，本申请提供了一种用电设备，包括如上述实施例所述的电池。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

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爆炸图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图；

图4为本申请一些实施例提供的极片的结构示意图；

图5为图4的左视图；

图6为本申请一些实施例提供的极片的第一边缘的结构示意图；

图7为本申请另一些实施例提供的极片的结构示意图；

图8为图7的左视图。

图标：100-电池；10-箱体；11-第一部分；12-第二部分；20-电池单体；21-壳体；22-端盖；23-电极组件；241-第一电极端子；242-第二电极端子；251-第一集流构件；252-第二集流构件；30-极片；31-集流体；311-本体；3111-第三边缘；3112-第四边缘；312-极耳；312a-正极极耳；312b-负极极耳；32-活性物质层；321-第一边缘；3211-第一平直段；3212-第一曲线段；3213-凸出段；322-第二边缘；3221-第二平直段；3222-第二曲线段；200-控制器；300-马达；1000-车辆。

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“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)，除非另有明确具体的限定。

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。

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。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，未涂覆正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂覆正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。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，未涂覆负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂覆负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。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。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

为使得锂离子电池单体体积更小，能量密度更高，锂离子电池单体的电极组件中的负极极片、正极极片和隔膜可以进行卷绕或折叠，然后压实。

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、负极极片与正极极片之间的距离过大、锂离子嵌入负极极片阻力太大或锂离子过快的从正极极片脱嵌，脱嵌的锂离子无法等量的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，这就是析锂现象。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。除此之外，锂离子电池发生析锂时，析出来的锂金属非常活泼，在较低的温度下便可以与电解液发生反应，造成电池单体自产热起始温度降低和自产热速率增大，严重危害电池单体的安全。再者，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膜，造成相邻的正极极片和负极极片具有短路的风险。

现有的电池经常出现析锂的问题，导致电池的安全性较差。发明人发现，现有技术中，为了使得极片具有较多的活性物质容量，活性物质层通常涂覆至集流体的宽度方向的边缘，在锂离子电池中，电极组件的边缘容易出现析锂现象，尤其是电极组件为卷绕式结构时，极片的边缘更容易出现析锂现象。例如，在方壳式的电池单体中，当极耳从电极组件的两侧延伸出时，电极组件的边缘处电解液浸润效果较差，电池单体使用过程中，极片的边缘容易出现析锂。

鉴于此，为了降低析锂以提高电池单体的安全性，发明人经过深入研究，设计了一种极片，活性物质层在集流体的宽度方向的边缘并未延伸至集流体的边缘，使得集流体的靠近边缘的位置形成有空箔区，在电池单体使用过程中，能够降低由该极片构成的电极组件出现析锂的风险，使得电池单体具有较高的安全性。

相对于现有技术的活性物质层涂覆至集流体的边缘、且活性物质层的边缘呈直线式延伸的极片，本申请的极片中，活性物质层在集流体的宽度方向的边缘并未涂覆至集流体的边缘，并且活性物质层的边缘呈起伏状延伸，沿集流体的长度方向，活性物质层的边缘与集流体的边缘之间的距离大小不等，集流体的靠近边缘的位置形成起伏状的空箔区，在由该极片构成的电池单体中，由于空箔区的存在，极片的边缘的活性物质层较少，极片的边缘出现析锂的风险降低，从而降低了电极组件出现析锂的风险，提高了电池单体的安全性。

本申请实施例公开的电池单体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单体、电池等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的结构示意图。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爆炸图。电池100包括箱体10和多个电池单体20，多个电池单体20设置于箱体10内。

其中，箱体10是容纳电池单体20的部件，箱体10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，以限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第一部分11和第二部分12可以是多种形状，例如，长方体、圆柱体等。第一部分11可以是一侧开放的空心结构，第二部分12也可以是一侧开放的空心结构，第二部分12的开放侧盖合于第一部分11的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体10。也可以是第一部分11为一侧开放的空心结构，第二部分12为板状结构，第二部分12盖合于第一部分11的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体10。第一部分11与第二部分12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100中，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。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，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。也可以是所有电池单体20之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体20构成的整体容纳于箱体10内。

在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件，多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。汇流部件可以是金属导体，例如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图。电池单体20可以包括壳体21、端盖22、电极组件23和电极端子。壳体21具有开口，端盖22与壳体21共同限定出密封空间。

其中，壳体21可以是一端形成开口的空心结构，壳体21也可以是相对的两端形成开口的空心结构。壳体21的材质可以是多种，例如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。

端盖22是封闭壳体21的开口以将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖22与壳体21共同限定出用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件的密封空间。端盖22可以通过焊接或卷封的方式连接于壳体21，以封闭壳体21的开口。端盖22的形状可以与壳体21的形状相适配，例如，壳体21为长方体结构，端盖22为与壳体21相适配的矩形板状结构，再如，壳体21为圆柱体，端盖22为与壳体21相适配的圆形板状结构。端盖22的材质也可以是多种，例如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。端盖22上可以设置有电极端子，电极端子可以包括正极电极端子和负极电极端子。

电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。电极组件23可以包括正极极片、负极极片和隔膜。电极组件23可以是由正极极片、隔膜和负极极片通过卷绕形成的卷绕式结构。电极组件23具有正极极耳312a和负极极耳312b，正极极耳312a可以是正极片上未涂覆正极活性物质层的部分，负极极耳312b可以是负极极片上未涂覆负极活性物质层的部分。正极极耳312a和负极极耳312b可以从电极组件23的卷绕轴线的延伸方向N的两侧延伸出。

电极端子设置于端盖22，电极端子的数量为两个，两个电极端子分别为第一电极端子241和第二电极端子242，正极极耳312a通过第一集流构件251电连接于第一电极端子241，负极极耳312b通过第二集流构件252电连接于第二电极端子242，以形成电流回路。

根据本申请的一些实施例，参照图4，图4为本申请一些实施例提供的极片的结构示意图，图5为图4的左视图。本申请提供了一种极片30，该极片30包括集流体31和活性物质层32。活性物质层32涂覆于集流体31的表面。其中，活性物质层32包括沿集流体31的宽度方向X相对的第一边缘321和第二边缘322，第一边缘321沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸。

图中，字母X所指示的方向为集流体31的宽度方向，字母Y所指示的方向为集流体31的长度方向。

集流体31为汇集电流的结构或部件，在锂离子中，集流体31通常为金属箔，如铜箔、铝箔等。

活性物质层32为活性物质材料构成的结构，活性物质层32可以包括活性物质材料、导电剂和粘接剂。正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极活性物质可以为碳或硅等。

活性物质层32可以涂覆于集流体31的厚度方向的一面，或者，活性物质层32也可以涂覆于集流体31的厚度方向Z的相对的两面。图中，字母Z所指示的方向为集流体31的厚度方向。

第一边缘321和第二边缘322为活性物质层32在集流体31的宽度方向X上相对的两个边缘，第一边缘321和第二边缘322限定出活性物质层32在集流体31的宽度方向X上的涂覆轮廓。

相对于第一边缘321呈直线式结构、且第一边缘321与集流体31的宽度方向X的边缘平行设置的情况，第一边缘321沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸，第一边缘321与集流体31的宽度方向X的边缘之间的距离沿着集流体31的长度方向Y是变化的，也即第一边缘321参差不齐。

相对于现有技术的活性物质层32涂覆至集流体31的宽度方向X的边缘、且活性物质层32的边缘呈直线式延伸的极片，本申请的极片30中，活性物质层32在集流体31的宽度方向X的第一边缘321并未涂覆至集流体31的宽度方向X的边缘，并且活性物质层32的第一边缘321呈起伏状延伸，沿集流体31的长度方向Y，集流体31的靠近边缘的位置形成起伏状的空箔区(集流体31的未涂覆活性物质层32的区域)，在由该极片30构成的电池单体20中，由于空箔区的存在，极片30的边缘的活性物质层32的涂覆面积较少，极片30的边缘出现析锂的风险降低，从而降低了电极组件23出现析锂的风险，提高了电池单体20的安全性。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，第一边缘321呈波浪形。

第一边缘321呈波浪形是指，第一边缘321可以为曲面，例如，沿集流体31的厚度方向Z，第一边缘321在集流体31上的投影呈波浪形的形式。

在上述方案中，第一边缘321的形状呈波浪形，便于实现活性物质层32在集流体31的表面的涂覆，操作简单。

请参见图6，图6为本申请一些实施例提供的极片的第一边缘的结构示意图。根据本申请的一些实施例，沿集流体31的厚度方向Z(请参见图5)，第一边缘321在集流体31上的投影可以包括第一平直段3211和第一曲线段3212，第一平直段3211沿集流体31的长度方向Y直线延伸，第一曲线段3212沿集流体31的宽度方向X凸出于第一平直段3211，也即，第一曲线段3212由第一平直段3211朝向集流体31的边缘凸出。需要指出的是，这里提及的集流体31的边缘是指集流体31的宽度方向X上的、靠近第一边缘321的边缘。

第一平直段3211与集流体31的边缘之间的距离沿集流体31的长度方向Y可以相同，或者，第一平直段3211与集流体31的边缘之间的距离沿集流体31的长度方向Y逐渐减小或者逐渐增大。

第一曲线段3212的形状可以三角形、矩形、半圆形、梯形或者异形等。

根据本申请的一些实施例，第二边缘322沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸。

第二边缘322沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸，第二边缘322与集流体31的宽度方向X的边缘之间的距离沿着集流体31的长度方向Y是变化的，也即第二边缘322参差不齐。

需要指出的是，这里的集流体31的宽度方向X的边缘是指集流体31的宽度方向X上的、靠近第二边缘322的边缘，该边缘相对于集流体31的宽度方向X上的另一边缘更靠近第二边缘322。

在第一边缘321沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸的基础上，第二边缘322沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸，使得集流体31在其宽度方向的两个边缘能够具有未涂覆活性物质层32的空箔区，进一步降低极片30构成的电池单体20在使用过程中出现析锂的概率，提高电池单体20的安全性。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，第二边缘322呈波浪形。

第二边缘322呈波浪形是指，第二边缘322可以为曲面，例如，沿集流体31的厚度方向Z，第二边缘322在集流体31上的投影呈波浪形的形式。

在上述方案中，第二边缘322的形状呈波浪形，便于实现活性物质层32在集流体31的表面的涂覆，操作简单。

根据本申请的一些实施例，如图6所示，沿集流体31的厚度方向Z(请参见图5)，第二边缘322在集流体31上的投影可以包括第二平直段3221和第二曲线段3222，第二平直段3221沿集流体31的长度方向Y直线延伸，第二曲线段3222沿集流体31的宽度方向X凸出于第二平直段3221，也即，第二曲线段3222由第二平直段3221朝向集流体31的边缘凸出。需要指出的是，这里提及的集流体31的边缘是指集流体31的宽度方向X上的、靠近第二边缘322的边缘。

第二平直段3221与集流体31的边缘之间的距离沿集流体31的长度方向Y可以相同，或者，第二平直段3221与集流体31的边缘之间的距离沿集流体31的长度方向Y逐渐减小或者逐渐增大。

第二曲线段3222的形状可以三角形、矩形、半圆形、梯形或者异形等。

根据本申请的一些实施例，如图4和图6所示，第一边缘321与第二边缘322对称。

在上述方案中，第一边缘321与第二边缘322对称，便于实现活性物质层32的涂覆。

根据本申请的一些实施例，如图4至图6所示，集流体31包括本体311和多个极耳312，本体311包括沿集流体31的宽度方向X相对设置的第三边缘3111和第四边缘3112，极耳312从第三边缘3111延伸出，活性物质层32涂覆于本体311的表面，第一边缘321靠近第三边缘3111，第二边缘322靠近第四边缘3112。

本体311为集流体31的用于涂覆活性物质层32的部位。第三边缘3111和第四边缘3112为本体311的沿集流体31的宽度方向X相对设置的两个边缘，第三边缘3111和第四边缘3112在集流体31的宽度方向X上限定本体311的轮廓。

多个极耳312沿集流体31的长度方向Y间隔设置，极耳312可以由集流体31裁切而成，第三边缘3111为裁切边缘。

极耳312从第三边缘3111延伸出是指，极耳312沿集流体31的宽度方向X由第三边缘3111超背离第四边缘3112的方向凸出。

第一边缘321靠近第三边缘3111是指，第一边缘321相对于第二边缘322靠近第三边缘3111，换句话说，沿集流体31的宽度方向X，第一边缘321到第三边缘3111的距离大于第二边缘322到第三边缘3111的距离。

第二边缘322靠近第四边缘3112是指，第二边缘322相对于第一边缘321靠近第四边缘3112，换句话说，沿集流体31的宽度方向X，第二边缘322到第四边缘3112的距离大于第一边缘321到第四边缘3112的距离。

极耳312从第三边缘3111延伸出，第一边缘321与第三边缘3111相邻，第一边缘321和第三边缘3111限定出第一空箔区，使得本体311的靠近极耳312的区域涂覆的活性物质层32的面积较小，降低极片30在靠近极耳312的边缘区域出现析锂的概率。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，第三边缘3111沿集流体31的长度方向Y直线延伸，沿集流体31的宽度方向X，第一边缘321与第三边缘3111之间的最大距离为D，集流体31的宽度为W，满足1/10≤D/W≤1/6。

第三边缘3111沿集流体31的长度方向Y直线延伸，也即本体311边缘平齐，便于极片30与其他部件之间的装配。

第一边缘321与第三边缘3111之间的最大距离D和集流体31的宽度W的比例满足上述关系，能够平衡电池单体20的能量密度和析锂的概率。当第一边缘321与第三边缘3111之间的最大距离D和集流体31的宽度W的比例小于1/10时，电池单体20的极片30出现析锂的概率较大；当第一边缘321与第三边缘3111之间的最大距离D和集流体31的宽度W的比例大于1/6时，集流体31涂覆的活性物质层32的面积较小，导致电池单体20的能量密度较低。

可选地，第一边缘321与第三边缘3111之间的最大距离D和集流体31的宽度W的比例关系满足D/W＝1/8。

请参见图7和图8，图7为本申请另一些实施例提供的极片的结构示意图，图8为图7的左视图。根据本申请的一些实施例，第四边缘3112沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸且与第二边缘322至少部分重合。

第四边缘3112与第二边缘322至少部分重合是指，第四边缘3112与第二边缘322的一部分重合，或者，第四边缘3112与第二边缘322完全重合。可选地，如图7和图8所示，第四边缘3112与第二边缘322完全重合，便于加工制造。

相对于第四边缘3112沿集流体31的长度方向Y直线延伸，第四边缘3112沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸且第四边缘3112与第二边缘322至少部分重合，使得活性物质层32在本体311的背离第三边缘3111的一侧的涂覆面积较小，降低了活性物质层32在集流体31的宽度方向X边缘的涂覆面积，进而降低了由该极片30构成的电池单体20析锂的风险。

同时，第四边缘3112与第二边缘322至少部分重合，集流体31的在宽度方向上未设置极耳312的边缘可以进行模切，便于极片30成型加工。

根据本申请的一些实施例，如图4和图6所示，第四边缘3112沿集流体31的长度方向Y直线延伸。

第四边缘3112沿集流体31的长度方向Y直线延伸，也即本体311边缘平齐，便于极片30与其他部件之间的装配。

同时，第四边缘3112沿直线延伸，便于实现活性物质层32的涂覆。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，第一边缘321包括多个朝向第三边缘3111凸出的凸出段3213，多个凸出段3213沿集流体31的长度方向Y间隔设置，多个极耳312沿集流体31的长度方向Y间隔设置，每个极耳312位于相邻两个凸出段3213之间。

凸出段3213是指第一边缘321的相对于其他部位靠近第三边缘3111的部位。

多个凸出段3213沿集流体31的长度方向Y间隔设置，使得第一边缘321沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸。

相邻的两个凸出段3213之间形成凹陷段，凹陷段朝向第四边缘3112凹陷。

由于本体311的与极耳312对应的位置处出现析锂的概率较大，极耳312与相邻的两个凸出段3213对应，以降低本体311在与极耳312对应位置处析锂的概率。

根据本申请的一些实施例，如图4所示，每个极耳312的中心线P1偏离与该极耳312相邻的两个凸出段3213的对称中心线P2。

多个凸出段3213沿集流体31的长度方向Y间隔设置，多个凸出段3213的结构形式可以相同，相邻两个凸出段3213具有对称中心线P2。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电极组件23，该电极组件23包括正极极片、隔膜及负极极片，正极极片、隔膜及负极极片层叠卷绕形成电极组件23，正极极片和负极极片为如上述实施例提供的极片30。

根据本申请实施例的电极组件23，正极极片和负极极片为上述的极片30，能够降低由该电极组件23构成的电池单体20的析锂风险，提高电池单体20的安全性。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池单体20，该电池单体20包括如上述实施例提供的电极组件23。

根据本申请实施例的电池单体20，采用上述的电极组件23，具有较高的安全性。

根据本申请的一些实施例，如图3所示，电池单体20还包括壳体21、端盖22、第一电极端子241、第二电极端子242、第一集流构件251和第二集流构件252。壳体21具有开口；端盖22封闭开口。第一电极端子241和第二电极端子242设置于端盖22。其中，电极组件23容纳于壳体21内，电极组件23的卷绕轴线的延伸方向与端盖22的厚度方向M垂直，电极组件23的正极极耳312a和负极极耳312b分别位于电极组件23在卷绕轴线的延伸方向N上的两侧，正极极耳312a通过第一集流构件251电连接于第一电极端子241，负极极耳312b通过第二集流构件252电连接于第二电极端子242。

第一电极端子241和第二电极端子242均为导电部件，用于将电池单体20的电能导出。

图中，字母M所指示的方向为端盖22的厚度方向，字母N所指示的方向为电极组件23的卷绕轴线的延伸方向。

电极组件23的卷绕轴线的延伸方向N与集流体31的宽度方向X平行。

正极极耳312a和负极极耳312b从电极组件23的卷绕轴线的延伸方向N的两侧延伸出，以便于电极组件23的装配，降低正极极耳312a和负极极耳312b接触短路的风险。

第一集流构件251和第二集流构件252均为导电件，具有较好的导电性能，第一集流构件251和第二集流构件252的材质可以为金属，例如，铝、镍或者其合金等。

在上述方案中，由于电极组件23的卷绕方向与端盖22的厚度方向M垂直，并且正极极耳312a和负极极耳312b分别位于卷绕方向上的两侧，由于正极集流体31的宽度方向X的边缘和负极集流体31的宽度方向X的边缘均具有空箔区，在电池工作过程中，能够降低电极组件23析锂的概率。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池100，包括如上述实施例所述的电池单体20。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种用电设备，包括如上述实施例所述的电池100，电池100用于为用电设备提供电能。

用电设备可以为上述任一应用电池的设备或系统。

根据本申请的一些实施例，参见图3，本申请提供了一种方体电池单体，该方体电池单体包括壳体21、端盖22、电极组件23、第一电极端子241、第二电极端子242、第一集流构件251和第二集流构件252。壳体21具有开口，端盖22封闭开口，以与壳体21限定密封空间。第一电极端子241和第二电极端子242设置于端盖22。电极组件23容纳于壳体21内。电极组件23包括正极极片、隔膜及负极极片，正极极片、隔膜及负极极片层叠卷绕形成电极组件23，正极极片和负极极片为上述实施例提供的极片30。电极组件23的卷绕轴线的延伸方向N与端盖22的厚度方向M垂直，电极组件23的正极极耳312a和负极极耳312b分别位于电极组件23在卷绕轴线的延伸方向N上的两侧，正极极耳312a通过第一集流构件251电连接于第一电极端子241，负极极耳312b通过第二集流构件252电连接于第二电极端子242。

其中，请参见图7，极片30包括集流体31和活性物质层32，集流体31包括本体311和多个极耳312，本体311包括沿集流体31的厚度方向Z相对设置的第三边缘3111和第四边缘3112，极耳312从第三边缘3111延伸出，活性物质层32涂覆于本体311的厚度方向的相对的两面。第三边缘3111沿集流体31的长度方向Y直线延伸，第四边缘3112沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸。活性物质层32包括沿集流体31的宽度方向X相对的第一边缘321和第二边缘322，第一边缘321沿集流体31的长度方向Y起伏地延伸，第一边缘321靠近第三边缘3111，第二边缘322靠近第四边缘3112，且第二边缘322与第四边缘3112重合。第二边缘322与第一边缘321对称设置。

电极组件23中，正极极片的活性物质层32的第一边缘321与负极极片的活性物质层32的第二边缘322对应，正极极片的活性物质层32的第二边缘322与负极极片的活性物质层32的第一边缘321对应。

相对于活性物质层32涂覆至集流体31的边缘，该电极组件23中，电极组件23的卷绕轴线的延伸方向N的边缘具有较少的活性物质层32，降低了方体电池单体析锂的风险，使得方体电池单体具有较高的安全性。

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 (16)

1.一种极片，其特征在于，包括：

集流体；

活性物质层，涂覆于所述集流体的表面；

其中，所述活性物质层包括沿所述集流体的宽度方向相对的第一边缘和第二边缘，所述第一边缘沿所述集流体的长度方向起伏地延伸。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一边缘呈波浪形。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第二边缘沿所述集流体的长度方向起伏地延伸。

4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述第二边缘呈波浪形。

5.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述第一边缘与所述第二边缘对称。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体包括本体和多个极耳，所述本体包括沿所述集流体的宽度方向相对设置的第三边缘和第四边缘，所述极耳从所述第三边缘延伸出，所述活性物质层涂覆于所述本体的表面，所述第一边缘靠近所述第三边缘，所述第二边缘靠近所述第四边缘。

7.根据权利要求6所述的极片，其特征在于，所述第三边缘沿所述集流体的长度方向直线延伸，沿所述集流体的宽度方向，所述第一边缘与所述第三边缘之间的最大距离为D，所述集流体的宽度为W，满足1/10≤D/W≤1/6。

8.根据权利要求6所述的极片，其特征在于，所述第四边缘沿所述集流体的长度方向起伏地延伸且与所述第二边缘至少部分重合。

9.根据权利要求6所述的极片，其特征在于，所述第四边缘沿所述集流体的长度方向直线延伸。

10.根据权利要求6所述的极片，其特征在于，所述第一边缘包括多个朝向所述第三边缘凸出的凸出段，多个所述凸出段沿所述集流体的长度方向间隔设置，多个所述极耳沿所述集流体的长度方向间隔设置，每个所述极耳位于相邻两个所述凸出段之间。

11.根据权利要求10所述的极片，其特征在于，每个所述极耳的中心线偏离与该极耳相邻的两个所述凸出段的对称中心线。

12.一种电极组件，其特征在于，包括正极极片、隔膜及负极极片，所述正极极片、所述隔膜及所述负极极片层叠卷绕形成所述电极组件，所述正极极片和所述负极极片为如权利要求1-11中任一项所述的极片。

13.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求12所述的电极组件。

14.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：

壳体，具有开口；

端盖，封闭所述开口；

第一电极端子和第二电极端子，设置于所述端盖；

第一集流构件和第二集流构件；

其中，所述电极组件容纳于所述壳体内，所述电极组件的卷绕轴线的延伸方向与所述端盖的厚度方向垂直，所述电极组件的正极极耳和负极极耳分别位于所述电极组件在所述卷绕轴线的延伸方向上的两侧，所述正极极耳通过所述第一集流构件电连接于所述第一电极端子，所述负极极耳通过所述第二集流构件电连接于所述第二电极端子。

15.一种电池，其特征在于，包括如权利要求13或14所述的电池单体。

16.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求15所述的电池。

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