CN217788498U - 电极组件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。电极组件包括平直区和连接平直区的拐角区；电极组件包括负极片，负极片包括位于拐角区的多个拐角部和位于平直区的多个平直部；负极片中的至少一个拐角部为第一拐角部，负极片中的至少一个平直部为连接第一拐角部的第一平直部；第一拐角部包括第一集流部及涂覆于第一集流部两侧表面的第一活性物质部，第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔，第一活性物质部填充至容纳孔内；第一平直部包括第二集流部与涂覆于第二集流部两侧表面的第二活性物质部；第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于第一平直部中单位面积活性物质的占比。

Description

电极组件、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。

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。

电极组件作为电池的关键部件，常通过卷绕或者叠片的方式形成，卷绕形成的电极组件，在拐角位置会出现析锂现象，从而使得电池的使用性能和安全性能大大下降。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电极组件、电池单体、电池及用电装置，能够有效减少电极组件出现拐角析锂现象，从而提高电池的使用性能和安全性能。

第一方面，本申请提供了一种电极组件，所述电极组件包括平直区和连接所述平直区的拐角区；

所述电极组件包括负极片，所述负极片包括位于所述拐角区的多个拐角部和位于所述平直区的多个平直部；

其中，所述负极片中的至少一个拐角部为第一拐角部，所述负极片中的至少一个平直部为连接所述第一拐角部的第一平直部；所述第一拐角部包括第一集流部及涂覆于所述第一集流部两侧表面的第一活性物质部，所述第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔，所述第一活性物质部填充至所述容纳孔内；所述第一平直部包括第二集流部与涂覆于所述第二集流部两侧表面的第二活性物质部；

所述第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于所述第一平直部中单位面积活性物质的占比。

上述电极组件，第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔，第一活性物质部填充至容纳孔内，使得第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于第一平直部中单位面积活性物质的占比。则在单位面积内，第一拐角部提供的嵌锂活性位点比第一平直部多，即为提高了第一拐角部的CB值，以使得该部分提供的嵌锂活性位点与正极提供的锂离子达到平衡，从而减少拐角析锂现象的发生。同时，容纳孔由第一活性物质部填充，使得第一集流部两侧活性物质连通，形成榫卯结构，提高了该区域活性物质材料与集流体的粘结力，降低了拐角处掉粉现象。在第一集流部打孔可以降低第一集流体的重量，提高了电极组件的能量密度。

在一些实施例中，所述负极片的全部所述拐角部均为所述第一拐角部，所述负极片的全部所述平直部均为所述第一平直部。使得负极片的每个拐角部中单位面积活性物质的占比，大于每个平直部中单位面积活性物质的占比。相应地，每个拐角部提供的嵌锂活性位点比每个平直部多，即为提高了每个拐角部的CB值，以使得每个拐角部提供的嵌锂活性位点与正极提供的锂离子达到平衡，从而减少拐角析锂现象的发生。

在一些实施例中，所述第一拐角部中单位面积活性物质的占比的范围为：80.30％-83.01％。通过设置第一拐角部中单位面积活性物质的占比在上述范围内，能够进一步改善拐角析锂现象。

在一些实施例中，所述第一拐角部中单位面积活性物质的占比的范围为：81.70％-83.01％，以进一步改善拐角析锂现象。

在一些实施例中，所述容纳孔的孔径范围为：0.5μm-200μm，所述第一活性物质部的第一活性粒子的粒径范围为：0.5μm-100μm。上述设置，使得容纳孔的孔径与第一活性物质部的第一活性粒子的粒径均在合适的范围内，大大减少了拐角析出锂现象的发生。

在一些实施例中，所述第一集流部中全部所述容纳孔的孔面积占据所述第一集流部的总面积的比例为：5％-20％。假设负极片的第一集流体在各个部位的厚度相同，则第一拐角部中单位面积活性物质的占比只与孔面积占据第一集流部的总面积的比例相关。当第一集流部中全部容纳孔的孔面积占据第一集流部的总面积的比例为：5％-20％时，在方便容纳孔开设的基础上，使得全部容纳孔的孔面积占据第一集流部的总面积的比例在合理的范围内，改善了拐角析锂现象。

在一些实施例中，所述电极组件还包括正极片，所述正极片包括位于所述拐角区的多个拐角部和位于所述平直区的多个平直部；

其中，所述正极片中的至少一个拐角部为第二拐角部，所述正极片中的至少一个平直区为连接所述第一拐角部的第二平直部；所述第二拐角部包括第三集流部，所述第二平直部包括第四集流部，所述第三集流部的单位面积质量，小于所述第四集流部的单位面积质量。由于第三集流部的单位面积质量，小于第四集流部的单位面积质量，则单位面积内，第二拐角部流过的电流小于第二平直部流过的电流。相应地，在单位面积内，第二拐角部的锂离子脱出量比第二平直部的锂离子脱出量小，使得第二拐角部提供的锂离子与其对应的负极片提供的嵌锂活性位点达到平衡，从而减少拐角析锂现象。

在一些实施例中，所述正极片的每个所述拐角部为所述第二拐角部，所述正极片的每个所述平直部为所述第二平直部。这样，使得正极片的每个拐角部流过的电流小于每个平直部流过的电流。相应地，在单位面积内，每个拐角部的锂离子脱出量比每个平直部的锂离子脱出量小，使得每个拐角部提供的锂离子与其对应的负极片提供的嵌锂活性位点达到平衡，从而减少拐角析锂现象。

在一些实施例中，所述第三集流部的单位面积质量范围为：18g/m²-148.5g/m²，所述第四集流部的单位面积质量范围为：20g/m²-150g/m²。通过设置第三集流部的单位面积质量及第四集流部的单位面积质量在上述范围内，能够进一步改善拐角析锂现象。

在一些实施例中，所述第二拐角部还包括涂覆于所述第三集流部表面的第三活性物质部；

所述第三集流部在厚度方向上开设有开孔，所述开孔的孔径小于所述第三活性物质部中第二活性粒子的粒径。通过设置第三集流部在厚度方向上开设有开孔，减少了第三集流部的单位面积质量，从而使得第二拐角部的电流小于第二平直部的电流，在单位面积内，第二拐角部的锂离子的脱出量减低，使得第二拐角部提供的锂离子与负极嵌锂活性位点达到平衡，从而减少了拐角析锂现象的发生。同时第二拐角部具有开孔，能够提高第三集流部的表面粗糙度，从而提高第二拐角部的第三活性物质部与第三集流部的粘结力，改善拐角区掉料问题。且第三集流部具有开孔，可以降低第三集流部的重量，从而降低整个集流体的重量，提高电极组件的能量密度。

在一些实施例中，所述第三活性物质部中第二活性粒子的粒径范围为：0.1μm-200μm，所述开孔的孔径的范围为：0.05μm-100μm。上述设置，使得第三活性物质部中第二活性粒子的粒径及开孔的孔径均在合适的范围内，大大减少了拐角析锂现象的发生。

在一些实施例中，所述第三集流部中全部所述开孔的孔面积占据所述第三集流部的总面积的比例为：1％-10％。假设第二拐角部的第三集流部在各个部位的厚度相同，则第三集流部的单位面积质量只与开孔的孔面积占据第三集流部的总面积的比例相关。当将第三集流部中全部开孔的孔面积占据第三集流部的总面积的比例为：1％-10％时，在方便开孔开设的基础上，使得全部开孔的孔面积占据第三集流部的总面积的比例在合理的范围内，减弱了拐角析锂现象。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，包括如上述实施例中所述的电极组件。

第三方面，本申请提供了一种电池，包括如上述实施例中所述的电池单体。

第四方面，本申请提供了一种用电装置，其特征在于，包括如上述实施例中所述的电池。

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

图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为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为本申请一实施例的电极组件的结构示意图；

图5为图4中所示的电极组件的一种负极片的结构示意图；

图6为图5中所示的负极片的截面图；

图7为图4中所示的电极组件的另一种负极片的结构示意图；

图8为图7中所示的负极片的截面图；

图9为图4中所示的电极组件的又一种负极片的结构示意图；

图10为图9中所示的负极片的截面图；

图11为图4中所示的电极组件的一种正极片的结构示意图；

图12为图11中所示的正极片的截面图；

图13为图4中所示的电极组件的另一种正极片的结构示意图；

图14为图13中所示的正极片的截面图；

图15为图4中所示的电极组件的又一种正极片的结构示意图；

图16为图15中所示的正极片的截面图。

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、端盖；21a、电极端子；22、壳体；23、电极组件；231、正极片；2311、第二集流体；2312、第二活性物质层；2313、开孔；232、负极片；2321、第一集流体；2322、第一活性物质层；2323、容纳孔；233、隔膜；A、平直区；B、拐角区；24、极耳；25、拐角部；26、平直部。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，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”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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。

在本申请中，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。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

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。

本发明人注意到，电池在循环过程中，其正极活性物质和负极活性物质会嵌入或脱出锂离子，即为锂离子会从正极活性物质脱出，并嵌入至负极活性物质中。采用卷绕电极组件形成的电池，在电极组件的拐角区，正极片一面的活性物质层弯折堆积，与该面相对的负极片的活性物质层弯折被拉扯，从而导致正极活性物质的量与负极活性物质的量不均衡，则导致负极嵌锂活性位点不足。而当负极嵌锂活性位点不足时，无法嵌入负极的锂离子只能在负极表面得电子，从而形成银白色的金属锂单质，从而产生拐角析锂现象。析锂不仅使电池性能下降，循环寿命大幅缩短，还限制了电池的快充容量，并由可能引起燃烧、爆炸等灾难性后果。

为了缓解拐角析锂问题，申请人研究发现，在拐角区中，可以减少正极迁移至负极的锂离子的量，从而使得正极提供的锂离子与负极嵌锂活性位点达到平衡，从而减少拐角析锂现象的发生。或者，在拐角区中，可以增加负极嵌锂活性位点，以使正极提供的锂离子与负极嵌锂活性位点达到平衡，从而减少拐角析锂现象的发生。

基于上述考虑，为了缓解拐角析锂问题，发明人经过深入研究，设计了一种电极组件，电极组件包括平直区和连接平直区的拐角区。电极组件包括负极片，负极片包括位于拐角区的多个拐角部和位于平直区的多个平直部。

负极片中的至少一个拐角部为第一拐角部，负极片中的至少一个平直部为连接第一拐角部的第一平直部；第一拐角部包括第一集流部及涂覆于第一集流部两侧表面的第一活性物质部，第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔，第一活性物质部填充至容纳孔内；第一平直部包括第二集流部与涂覆于第二集流部两侧表面的第二活性物质部。其中，第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于第一平直部中单位面积活性物质的占比。

在这样的电极组件中，第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔，第一活性物质部填充至容纳孔内，使得第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于第一平直部中单位面积活性物质的占比。则在单位面积内，第一拐角部提供的嵌锂活性位点比第一平直部多，以使得该部分提供的嵌锂活性位点与正极提供的锂离子达到平衡，从而减少拐角析锂现象的发生。

本申请实施例公开的电极组件可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电极组件、电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样有利于减少拐角区的析锂现象，提升电池的使用性能和安全性能。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，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，参阅图1，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。

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。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。

参阅图2，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100模块形式，多个电池100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。

电池单体20是指组成电池100的最小单元。参阅图3，电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以及其他的功能性部件。

端盖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，端盖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，端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖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。端盖21上可以设置有如电极端子21a等的功能性部件。电极端子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，端盖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。端盖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，在端盖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内的电连接部件与端盖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是用于配合端盖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和端盖21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使端盖21和壳体22一体化，具体地，端盖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，再使端盖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20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231和负极片232卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片231与负极片232之间设有隔膜233。正极片231和负极片232具有活性物质的部分构成电极组件23的主体部，正极片231和负极片232不具有活性物质的部分各自构成极耳24。正极极耳24和负极极耳24可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100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，极耳24连接电极端子21a以形成电流回路。

参阅图4，本申请提供一种电极组件23，电极组件23包括平直区A和连接平直区A的拐角区B。电极组件23包括负极片232，负极片232包括位于拐角区B的多个拐角部25和位于平直区A的多个平直部26。

负极片232中的至少一个拐角部25为第一拐角部，负极片232中的至少一个平直部26为连接第一拐角部的第一平直部。第一拐角部包括第一集流部及涂覆于第一集流部两侧表面的第一活性物质部。第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔2323，第一活性物质部填充至容纳孔2323内。第一平直部包括第二集流部与涂覆于第二集流部两侧表面的第二活性物质部。其中，第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于第一平直部中单位面积活性物质的占比。

电极组件23为通过卷绕方式形成的卷绕结构，也即为，卷绕结构包括上述平直区A及拐角区B。

平直区A即为电极组件23不存在弯曲或折弯的区域，也即为没有高低起伏的区域。拐角区B为电极组件23存在弯曲或折弯的区域，也即为具有高低起伏的区域。每个拐角区B连接每相邻两个平直区A，相应地，每个平直区A也连接每相邻两个拐角区B。具体地，电极组件23具有两个平直区A和两个拐角区B，两个拐角区B与两个平直区A依次交错设置。

负极片232所包括的拐角部25及平直部26均为负极片232的一部分，其中，负极片232所包括的拐角部25位于电极组件23的拐角区B，平直部26位于电极组件23的平直区A。负极片232的平直部26为负极片232中不存在弯曲或折弯的部分，也即为没有高低起伏的部分。负极片232的拐角部25为负极片232存在弯曲或折弯的部分，也即为具有高低起伏的部分。负极片232的每个拐角部25连接其每相邻两个平直部26，相应地，每个平直部26连接每相邻两个拐角部25。其中，对于负极片232所包括的拐角部25与平直部26的数量不作限定。

负极片232的其中一个拐角部25为第一拐角部，或者两个拐角部25为第一拐角部，或者全部拐角部25为第一拐角部。对于将负极片232中哪些拐角部25作为第一拐角部，可以依据需要确定。第一平直部为与第一拐角部连接的平直部26。

负极片232包括第一集流体2321及涂覆于其两侧表面的第一活性物质层2322。第一集流部与第二集流部均为第一集流体2321的一部分，第一活性物质部与第二活性物质部均为第一活性物质层的一部分。同时，第一集流部及第一活性物质部也为第一拐角部的一部分，第二集流部及第二活性物质部为第一平直部的一部分。

容纳孔2323为在厚度方向上贯穿开设于第一集流部上的通孔，容纳孔2323的孔径需要比第一集流部上涂覆的第一活性物质部的第一活性粒子的粒径大，以便于第一活性物质部填充至容纳孔2323内。而容纳孔2323的截面形状并非只能是圆形(参阅图5及图6)，其还可以是其他形状，如长方形(参阅图7及图8)、菱形(参阅图9及图10)或者其他不规则图形。

“第一拐角部中单位面积活性物质的占比”即为在单位面积内，第一拐角部所包含的活性物质的重量占据第一拐角部的总重量的比例。同样地，“第一平直部中单位面积活性物质的占比”即为在单位面积内，第一平直部中所包含的活性物质的重量占据第一平直部的总重量的比例。

上述电极组件23，第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔2323，第一活性物质部填充至容纳孔2323内，使得第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于第一平直部中单位面积活性物质的占比。则在单位面积内，第一拐角部提供的嵌锂活性位点比第一平直部多，即为提高了第一拐角部的CB值，以使得该部分提供的嵌锂活性位点与正极提供的锂离子达到平衡，从而减少拐角析锂现象的发生。同时，容纳孔2323由第一活性物质部填充，使得第一集流部两侧活性物质连通，形成榫卯结构，提高了该区域活性物质材料与集流体的粘结力，降低了拐角处掉粉现象。在第一集流部打孔可以降低第一集流体2321的重量，提高了电极组件23的能量密度。

其中，

一般CB设计值大于1，以保证正极脱出的锂离子都能嵌入负极。

Anode代表负极，Cathode代表正极，CW(coating weight)为涂布面密度，Loading代表活性物质材料所占百分比(一般浆料中有活性物质材料，粘结剂，添加剂等)，capacity代表活性物质容量。

根据本申请的一些实施例，负极片232的全部拐角部25均为第一拐角部，负极片232的全部平直部26均为第一平直部。使得负极片232的每个拐角部25中单位面积活性物质的占比，大于每个平直部26中单位面积活性物质的占比。相应地，每个拐角部25提供的嵌锂活性位点比每个平直部26多，即为提高了每个拐角部25的CB值，以使得每个拐角部25提供的嵌锂活性位点与正极提供的锂离子达到平衡，从而减少拐角析锂现象的发生。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一拐角部中单位面积活性物质的占比的范围为：80.30％-83.01％。

通过设置第一拐角部中单位面积活性物质的占比在上述范围内，能够进一步改善拐角析锂现象。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一拐角部中单位面积活性物质的占比的范围为：81.70％-83.01％，以进一步改善拐角析锂现象。

根据本申请的一些实施例，可选地，容纳孔2323的孔径范围为：0.5μm-200μm，第一活性物质部的第一活性粒子的粒径范围为：0.5μm-100μm。

由于第一活性粒子的粒径越小，锂离子传输路径越短，越不容易析锂。容纳孔2323的孔面积占据第一集流部的总面积的比例越大，第一拐角部填充的活性物质材料越多，能够容纳锂离子数量越多，越不容易析锂。相同孔面积占比，容纳孔2323的孔径越小，电流越均匀，越不容易析锂。

上述设置，使得容纳孔2323的孔径与第一活性物质部的第一活性粒子的粒径均在合适的范围内，大大减少了拐角析出锂现象的发生。

根据本申请的一些实施例，可选地，第一集流部中全部容纳孔2323的孔面积占据第一集流部的总面积的比例为：5％-20％。

假设负极片232的第一集流体2321在各个部位的厚度相同，则第一拐角部中单位面积活性物质的占比只与孔面积占据第一集流部的总面积的比例相关。当第一集流部中全部容纳孔2323的孔面积占据第一集流部的总面积的比例为：5％-20％时，在方便容纳孔2323开设的基础上，使得全部容纳孔2323的孔面积占据第一集流部的总面积的比例在合理的范围内，改善了拐角析锂现象。

一具体实施方式中，当容纳孔2323的孔径范围为：0.5μm-10μm，第一活性物质部的第一活性粒子的粒径范围为：0.5μm-5μm，设置第一集流部中全部容纳孔2323的孔面积占据第一集流部的总面积的比例为15％-20％。另一实施例方式中，当容纳孔2323的孔径范围为：5μm-30μm，第一活性物质部的第一活性粒子的粒径范围为：5μm-20μm，设置第一集流部中全部容纳孔2323的孔面积占据第一集流部的总面积的比例为8％-10％。又一实施方式中，当容纳孔2323的孔径范围为：20μm-200μm，第一活性物质部的第一活性粒子的粒径范围为：20μm-100μm，设置第一集流部中全部容纳孔2323的孔面积占据第一集流部的总面积的比例为5％-8％。

下面以对比例与实施例进行说明：

对比例和实施例中所采用的正极活性物质均为LiFePO₄，可逆容量为143mAh/g，负极活性物质(包括第一活性物质部与第二活性物质部所采用的活性物质)均为人造石墨。均用充放电电流100A，充放电电压2.5V-3.65V。

其中，设置负极片232的全部拐角部25为第一拐角部，全部平直部26为第一平直部。

二次电池循环性能测试如下：

在45℃条件下按照1C恒流充电至3.8V，恒压至0.05C，静置30min，1C放电至2.0V，如此循环。直至电芯开始析锂，并记录此时循环次数。(如果电池容量为100Ah，1C＝100A)

检测析锂方法如下：提取不同循环圈数电芯静置电压和时间数据，做dV/dt和时间曲线，析锂电芯dV/dt出现拐点，为析锂信号出现，则证明电芯析锂(dV为电压微分、dt为时间微分)。

从上述表格中可以看出，实施例1-实施例6(第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于第一平直部中单位面积活性物质的占比)，均大于对比例1(第一拐角部中单位面积活性物质的占比，等于第一平直部中单位面积活性物质的占比)开始析锂圈数，证明均可以改善析锂现象。

实施例1中的第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于实施例2中第一拐角部中单位面积活性物质的占比，实施例1中的容纳孔2323面积占比，大于实施例2中容纳孔2323面积占比，实施例1开始析锂圈数大于实施例2开始析锂圈数。在其他条件相同的情况下，证明第一拐角部中单位面积活性物质的占比越大，即为容纳孔2323面积占比越大，改善拐角析锂效果越好。

实施例3中的第一集流部的容纳孔2323的孔径，大于实施例4中的拐角区B的容纳孔2323的孔径，实施例3开始析锂圈数小于实施例4开始析锂圈数。在其他条件相同的情况下，证明容纳孔2323孔径越小，改善拐角析锂效果越好。

实施例5中第一活性粒子的粒径，大于实施例6中第一活性粒子的粒径，实施例5开始析锂圈数小于实施例5开始析锂圈数。在其他条件相同的情况下，证明第一活性粒子的粒径越小，改善拐角析锂效果越好。

根据本申请的一些实施例，可选地，电极组件23包括正极片231，正极片231包括位于拐角区B的多个拐角部25和位于平直区A的多个平直部26。其中，正极片231中的至少一个拐角部25为第二拐角部，正极片231中的至少一个平直部26为连接第二拐角部的第二平直部。第二拐角部包括第三集流部，第二平直部包括第四集流部。第三集流部的单位面积质量，小于第四集流部的单位面积质量。

正极片231所包括的拐角部25及平直部26均为正极片231的一部分，其中，正极片231所包括的拐角部25位于电极组件23的拐角区B，平直部26位于电极组件23的平直区A。正极片231的平直部26为正极片231中不存在弯曲或折弯的部分，也即为没有高低起伏的部分。正极片231的拐角部25为正极片231存在弯曲或折弯的部分，也即为具有高低起伏的部分。正极片231的每个拐角部25连接其每相邻两个平直部26，相应地，每个平直部26连接每相邻两个拐角部25。其中，对于正极片231所包括的拐角部25与平直部26的数量不作限定。

正极片231的其中一个拐角部25为第二拐角部，或者两个拐角部25均为第二拐角部，或者全部拐角部25均为第二拐角部。对于将正极片231中的哪些拐角部25作为第二拐角部，可以依据需要确定。第二平直部为与第二拐角部连接的平直部26。

正极片231包括第二集流体及涂覆于第二集流体表面的第二活性物质层，第三集流部与第四集流部均为第二集流体的一部分。同时，第三集流部也为第二拐角部的一部分，第四集流部为第二平直部的一部分。

“第三集流部的单位面积质量”即为单位面积内第三集流部的质量，也即为第三集流部的面密度，其单位用g/m²表示。同样地，“第四集流部的单位面积质量”即为单位面积内第四集流部的质量，也即为第四集流部的面密度。

由于第三集流部的单位面积质量，小于第四集流部的单位面积质量，则单位面积内，第二拐角部流过的电流小于第二平直部流过的电流。相应地，在单位面积内，第二拐角部的锂离子脱出量比第二平直部的锂离子脱出量小，使得第二拐角部提供的锂离子与其对应的负极片232提供的嵌锂活性位点达到平衡，从而减少拐角析锂现象。

如在单位面积内，第四集流部流过的电流满足设计要求时，即为在单位面积内，第四集流部流过的电流达到第一预设值时，使得位于内侧的负极片232不出现析锂现象时。由于第三集流部的单位面积质量，小于第四集流部的单位面积质量，相对于第一预设值，相当于减小了电流，使得负极片232与第二拐角部相对应的部分提供的嵌锂活性位点与第二拐角部提供的锂离子达到平衡，从而减少拐角析锂现象。

根据本申请的一些实施例，可选地，正极片231的每个拐角部25为第二拐角部，正极片231的每个平直部26为第二平直部。这样，使得正极片231的每个拐角部25流过的电流小于每个平直部26流过的电流。相应地，在单位面积内，每个拐角部25的锂离子脱出量比每个平直部26的锂离子脱出量小，使得每个拐角部25提供的锂离子与其对应的负极片232提供的嵌锂活性位点达到平衡，从而减少拐角析锂现象。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三集流部的单位面积质量范围为：18g/m²-148.5g/m²，第四集流部的单位面积质量范围为：20g/m²-150g/m²。

通过设置第三集流部的单位面积质量及第四集流部的单位面积质量在上述范围内，能够进一步改善拐角析锂现象。

根据本申请的一些实施例，可选地，参阅图11-图14，第二拐角部还包括涂覆于第三集流部表面的第三活性物质部。第三集流部在厚度方向上开设有开孔2313，开孔2313的孔径小于第三活性物质部中活性物质的粒径。

第三集流部的厚度方向为第三集流部涂覆有第三活性物质部的两侧表面的连线方向。开孔2313为在厚度方向上贯穿开设于第三集流部上的通孔。开孔2313的孔径小于第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的意思为：开孔2313的尺寸小于第三活性物质部中第二活性粒子的尺寸，以使第二活性粒子不能进入开孔2313中。而开孔2313的截面形状并非只能是圆形(参阅图11及图12)，其还可以是其他形状，如长方形(参阅图13及图14)、菱形(参阅图15及图16)或者其他不规则图形。

通过设置第三集流部在厚度方向上开设有开孔2313，减少了第三集流部的单位面积质量，从而使得第二拐角部的电流小于第二平直部的电流，在单位面积内，第二拐角部的锂离子的脱出量减低，使得第二拐角部提供的锂离子与负极嵌锂活性位点达到平衡，从而减少了拐角析锂现象的发生。同时，第二拐角部具有开孔2313，能够提高第三集流部的表面粗糙度，从而提高第二拐角部的第三活性物质部与第三集流部的粘结力，改善拐角区B掉料问题。且第三集流部具有开孔2313，可以降低第三集流部的重量，从而降低整个集流体的重量，提高电极组件23的能量密度。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：0.1μm-200μm，开孔2313的孔径的范围为：0.05μm-100μm。

由于第二活性粒子的粒径越大，锂离子的传输路径越长，单位时间内脱出锂离子数减小，则到负极片232的锂离子数量越少，越不容易析锂。且开孔2313的孔径越大，电流越不均匀，电子传输路径受阻越大，脱出锂离子数量越少，越不容易析锂。

上述设置，使得第三活性物质部中第二活性粒子的粒径及开孔2313的孔径均在合适的范围内，大大减少了拐角析锂现象的发生。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：0.1μm-0.5μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-0.1μm。如第二活性粒子可以为LiFePO₄小粒径。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：0.5μm-1μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-0.5μm。如第二活性粒子可以为LiFePO₄大粒径。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：1μm-10μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-1μm。如第二活性粒子可以为NCM单晶。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：10μm-30μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-10μm。如第二活性粒子可以为NCM多晶。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：100μm-200μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-100μm。如第二活性粒子可以为超大粒径材料制成。

上述第三活性物质部中第二活性粒子的粒径与开孔2313的孔径的不同组合，均使得第三活性物质部中第二活性粒子的粒径及开孔2313的孔径均在合适的范围内，大大减弱了拐角析锂现象。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三集流部中全部开孔2313的孔面积占据该第三集流部的总面积的比例为：1％-10％。

假设第二拐角部的第三集流部在各个部位的厚度相同，则第三集流部的单位面积质量只与开孔2313的孔面积占据第三集流部的总面积的比例相关。当将第三集流部中全部开孔2313的孔面积占据第三集流部的总面积的比例为：1％-10％时，在方便开孔2313开设的基础上，使得全部开孔2313的孔面积占据第三集流部的总面积的比例在合理的范围内，减弱了拐角析锂现象。

具体地，当第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：0.1μm-0.5μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-0.1μm时，设置第三集流部中全部开孔2313的孔面积占据第三集流部的总面积的比例为10％。当第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：0.5μm-1μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-0.5μm时，设置第三集流部中全部开孔2313的孔面积占据第三集流部的总面积的比例为8％。当第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：1μm-10μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-1μm时，设置第三集流部中全部开孔2313的孔面积占据第三集流部的总面积的比例为5％。当第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：10μm-30μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-10μm时，设置第三集流部中全部开孔2313的孔面积占据第三集流部的总面积的比例为3％。当第三活性物质部中第二活性粒子的粒径的范围为：100μm-200μm，开孔2313的孔径的范围为:0.05μm-100μm时，设置第三集流部中全部开孔2313的孔面积占据第三集流部的总面积的比例为1％。

下面以对比例与实施例进行说明：

对比例和实施例中所采用的正极活性物质均为LiFePO₄，可逆容量为143mAh/g，涂布面密度为342g/m²，活性物质含量为97％；负极活性物质均为人造石墨，可逆容量为355mAh/g，涂布面密度为150g/m²,活性物质含量为96％；CB为1.075。均用充放电电流100A，充放电电压2.5V-3.65V。

其中，设置正极片231的全部拐角部25为第二拐角部，全部平直部26为第二平直部。

从上述表格中可以看出，实施例1-实施例8(第三集流部的单位面积质量小于第四集流部的单位面积质量)，均大于对比例1(第三集流部的单位面积质量等于第四集流部的单位面积质量)开始析锂圈数，证明均可以改善析锂现象。

实施例1中第三集流部的单位面积质量，小于实施例2中第三集流部的单位面积质量，实施例中的第三集流部的孔面积占比大于实施例2中的第三集流部的孔面积占比，实施例1开始析锂圈数大于实施例2开始析锂圈数。实施例9中第三集流部的单位面积质量，小于实施例10中第三集流部的单位面积质量，实施例9中的第三集流部的孔面积占比大于实施例10中的第三集流部的孔面积占比，实施例9开始析锂圈数大于实施例10开始析锂圈数。实施例11中第三集流部的单位面积质量，大于实施例12中第三集流部的单位面积质量，实施例12中的第三集流部的孔面积占比大于实施例11中的第三集流部的孔面积占比，实施例12开始析锂圈数大于实施例11开始析锂圈数。在其他条件相同的情况下，证明第三集流部的单位面积质量越小，即为孔面积占比越大，改善拐角析锂效果越好。

实施例3中的第二活性粒子的粒径，大于实施例4中的第二活性粒子的粒径，实施例3开始析锂圈数大于实施例4开始析锂圈数。实施例7中的第二活性粒子的粒径，大于实施例6中的第二活性粒子的粒径，实施例7开始析锂圈数大于实施例6开始析锂圈数。在其他条件相同的情况下，证明第二活性粒子粒径越大，改善拐角析锂效果越好。

实施例5中第三集流部的开孔2313的孔径，小于实施例6中第三集流部的开孔2313的孔径，实施例6开始析锂圈数大于实施例5开始析锂圈数。实施例7中的第三集流部的开孔2313的孔径，小于实施例8中第三集流部的开孔2313的孔径，实施例8开始析锂圈数大于实施例7开始析锂圈数。在其他条件相同的情况下，证明孔径越大，改善拐角析锂效果越好。

根据本申请的一些实施例，可选地，第三集流部的厚度小于第四集流部的厚度。

通过设置第三集流部的厚度小于第四集流部的厚度，则单位面积内，第二拐角部流过的电流小于第二平直部流过的电流。相应地，单位面积内，第二拐角部的锂离子脱出量比第二平直部的锂离子脱出量小，使得第二拐角部提供的锂离子与其对应的负极片232提供的嵌锂活性位点达到平衡，从而减少拐角析锂现象。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池单体20，包括上述任一方案所述的电极组件23。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池100，包括上述任一方案的电池单体20。

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100，并且电池100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100的设备或系统。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电极组件23，电极组件23具有平直区A和连接平直区A的拐角区B。电极组件23包括正极片231，正极片231包括位于拐角区B的多个拐角部25和位于平直区A的多个平直部26。负极片232包括位于拐角区B的多个拐角部25和位于平直区A的多个平直部26。负极片232中全部拐角部25为第一拐角部，负极片232中全部平直部26为第一平直部。正极片231中全部拐角部25为第二拐角部，正极片231中全部平直部26为第二平直部。

第一拐角部包括第一集流部及涂覆于第一集流部两侧表面的第一活性物质部，第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔2323，第一活性物质部填充至容纳孔2323内；第一平直部包括第二集流部与涂覆于第二集流部两侧表面的第二活性物质部。第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于第一平直部中单位面积活性物质的占比。

第二拐角部包括第三集流部，第二平直部包括第四集流部。第三集流部的单位面积质量，小于第四集流部的单位面积质量。

第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔2323，第一活性物质部填充至容纳孔2323内，使得第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于第一平直部中单位面积活性物质的占比。则在单位面积内，第一拐角部提供的嵌锂活性位点比第一平直部多，即为提高了第一拐角部的CB值，以使得该部分提供的嵌锂活性位点与正极提供的锂离子达到平衡，从而减少拐角析锂现象的发生。由于第三集流部的单位面积质量，小于第四集流部的单位面积质量，则单位面积内，第二拐角部流过的电流小于第二平直部流过的电流。相应地，在单位面积内，第二拐角部的锂离子脱出量比第二平直部的锂离子脱出量小，使得第二拐角部提供的锂离子与其对应的负极片232提供的嵌锂活性位点达到平衡，从而减少拐角析锂现象。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (15)

1.一种电极组件，其特征在于，所述电极组件包括平直区和连接所述平直区的拐角区；

所述电极组件包括负极片，所述负极片包括位于所述拐角区的多个拐角部和位于所述平直区的多个平直部；

其中，所述负极片中的至少一个拐角部为第一拐角部，所述负极片中的至少一个平直部为连接所述第一拐角部的第一平直部；所述第一拐角部包括第一集流部及涂覆于所述第一集流部两侧表面的第一活性物质部，所述第一集流部在厚度方向上贯穿开设有容纳孔，所述第一活性物质部填充至所述容纳孔内；所述第一平直部包括第二集流部与涂覆于所述第二集流部两侧表面的第二活性物质部；

所述第一拐角部中单位面积活性物质的占比，大于所述第一平直部中单位面积活性物质的占比。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述负极片的全部所述拐角部均为所述第一拐角部，所述负极片的全部所述平直部均为所述第一平直部。

3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一拐角部中单位面积活性物质的占比的范围为：80.30％-83.01％。

4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第一拐角部中单位面积活性物质的占比的范围为：81.70％-83.01％。

5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述容纳孔的孔径范围为：0.5μm-200μm，所述第一活性物质部的第一活性粒子的粒径范围为：0.5μm-100μm。

6.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一集流部中全部所述容纳孔的孔面积占据所述第一集流部的总面积的比例为：5％-20％。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件还包括正极片，所述正极片包括位于所述拐角区的多个拐角部和位于所述平直区的多个平直部；

其中，所述正极片中的至少一个拐角部为第二拐角部，所述正极片中的至少一个平直区为连接所述第一拐角部的第二平直部；所述第二拐角部包括第三集流部，所述第二平直部包括第四集流部，所述第三集流部的单位面积质量，小于所述第四集流部的单位面积质量。

8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述正极片的每个所述拐角部为所述第二拐角部，所述正极片的每个所述平直部为所述第二平直部。

9.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述第三集流部的单位面积质量范围为：18g/m²-148.5g/m²，所述第四集流部的单位面积质量范围为：20g/m²-150g/m²。

10.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，所述第二拐角部还包括涂覆于所述第三集流部表面的第三活性物质部；

所述第三集流部在厚度方向上开设有开孔，所述开孔的孔径小于所述第三活性物质部中第二活性粒子的粒径。

11.根据权利要求10所述的电极组件，其特征在于，所述第三活性物质部中第二活性粒子的粒径范围为：0.1μm-200μm，所述开孔的孔径的范围为：0.05μm-100μm。

12.根据权利要求10所述的电极组件，其特征在于，所述第三集流部中全部所述开孔的孔面积占据所述第三集流部的总面积的比例为：1％-10％。

13.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的电极组件。

14.一种电池，其特征在于，包括如权利要求13所述的电池单体。

15.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求14所述的电池。

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