CN217822872U - 集流体、极片、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种集流体、极片、电池单体、电池及用电装置，包括支撑层和导电层，支撑层沿自身厚度方向具有相背设置的第一支撑面及第二支撑面，导电层至少覆设于第一支撑面上，并与支撑层共同形成一集合体，集合体在自身宽度方向上的厚度相等。其中，第一支撑面构造形成有第一阶梯部，覆设于第一支撑面上的导电层上形成有与第一阶梯部嵌合的第二阶梯部。本申请中，第一支撑面与覆设于自身的导电层通过阶梯凹凸嵌合连接，不仅接触面积大连接可靠。而且，导电层的阶梯凸部作为增厚部可提高导电层的体积，降低其电荷传输电阻，提高集流体的过流能力。同时，导电层背离支撑层的一侧表面是平面，方便集流体的收卷，可保证收卷平衡并提高卷筒的利用率。

Description

集流体、极片、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，特别是涉及一种集流体、极片、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区分。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。

集流体是制备电池极片的重要部分，用于实现电子的传导。目前提出了一种复合型集流体，其包括中间高分子层和两侧的金属层，其优势在于能够提高电池安全性并降低电池重量。但是这种复合型集流体存在电荷传输电阻过大的问题。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种集流体、极片、电池单体、电池及用电装置，能够缓解复合型集流体电荷传输电阻过大的问题。

第一方面，本申请提供了一种集流体，包括支撑层和导电层，支撑层沿自身厚度方向具有相背设置的第一支撑面及第二支撑面，导电层至少覆设于第一支撑面上，并与支撑层共同形成一集合体，集合体在自身宽度方向上的厚度相等。其中，第一支撑面构造形成有第一阶梯部，覆设于第一支撑面上的导电层上形成有与第一阶梯部嵌合的第二阶梯部。

本申请实施例的技术方案中，第一支撑面与覆设于自身的导电层通过阶梯凹凸嵌合连接，不仅接触面积大连接可靠。而且，导电层的阶梯凸部作为增厚部可提高导电层的体积，降低其电荷传输电阻，提高集流体的过流能力。同时，由导电层和支撑层形成集合体在自身宽度方向上厚度相等，使得导电层背离支撑层的一侧表面是平面，方便集流体的收卷，可保证收卷平衡并提高卷筒的利用率。

在一些实施例中，导电层还覆设于第二支撑面，第二支撑面上构造形成有第三阶梯部，覆设于第二支撑面上的导电层形成有与第三阶梯部嵌合的第四阶梯部。此时，集流体的第一支撑面和第二支撑面均通过各自阶梯部分别与两导电层嵌合，不仅接触面积大连接可靠，而且各导电层的阶梯凸部作为增厚部可提高导电层的体积，降低其电荷传输电阻，提高集流体的过流能力和汇流能力。

在一些实施例中，第二阶梯部的阶梯高度与第四阶梯部的阶梯高度相等。此时，第二阶梯部的阶梯高度和第四阶梯部的阶梯高度相等，在制作支撑层时可以以同一阶梯高度加工第一阶梯部和第三阶梯部，支撑层的制备更加简单。同时，在制作导电层时，可以以同一阶梯高度加工第二阶梯部和第四阶梯部，导电层的成型更加简单。

在一些实施例中，第二阶梯部包括第一凸部，第四阶梯部包括第二凸部，其中，第一凸部的厚度与第二凸部的厚度相等。当第一凸部的厚度和第二凸部的厚度相等，在制作导电层时，可以以同一厚度加工第二阶梯部的凸部和第四阶梯部的凸部，导电层的成型更加简单。

在一些实施例中，第一凸部的厚度和第二凸部的厚度的取值范围均为1～30um。经试验证明，当第一凸部的厚度和第二凸部的厚度在1～30um内取值时，集流体具备较好的过流能力和较低的电荷传输电阻。

在一些实施例中，第二阶梯部包括第一凸部，第四阶梯部包括第二凸部，其中，第一凸部的宽度与第二凸部的宽度相等。当第一凸部的宽度和第二凸部的宽度相等，在制作导电层时，可以以同一宽度加工第一凸部和第二凸部，导电层的成型更加简单。

在一些实施例中，第一凸部的宽度与第二凸部的宽度的取值范围均为1～10um。经试验证明，当第一凸部的宽度和第二凸部的宽度在1～10um内取值时，集流体具备较好的过流能力和较低的电荷传输电阻。

在一些实施例中，第二阶梯部包括第一凹部，第四阶梯部包括第二凹部，其中，第一凹部的厚度与第二凹部的厚度相等。此时，第一凹部的厚度与第二凹部的厚度相等，在制作导电层时，可以以同一厚度加工第一凹部和第二凹部，导电层的成型更加简单。

在一些实施例中，第一凹部的厚度与第二凹部的厚度的取值范围均为0～10um。经试验证明，当第一凹部的厚度与第二凹部的厚度在0～10um内取值时，集流体具备较好的过流能力和较低的电荷传输电阻。

在一些实施例中，第二阶梯部包括邻接的第一凸部与第一凹部，第四阶梯部包括邻接的第二凸部与第二凹部，其中，第一凸部的宽度小于第一凹部的宽度；和/或，第二凸部的宽度小于第二凹部的宽度。在实际应用时，将第一凸部作为与极耳连接的区域，将第二凸部作为与极耳连接的区域。此时，在与极耳连接的区域进行增厚，可以有效增强电荷在极耳与导电层之间的流通能力，同时还可以降低第一导电层的耗材。

在一些实施例中，第二阶梯部包括第一凸部，第四阶梯部包括第二凸部。其中，第一凸部和第二凸部位于集流体在自身宽度方向上的相同一侧。此时，第一凸部和第二凸部位于集流体在自身宽度方向上的一侧，在连接极耳时，可以从集流体的外缘连接极耳，集流体与极耳的连接更加方便、且位置更加合理。同时，第一凸部和第二凸部位于同一侧，方便将两个极耳连接以将电流汇流到诸如电极端子等部件处。

第二方面，本申请提供了一种极片，其包括上述实施例中的集流体及活性层，活性层覆设于导电层。

在一些实施例中，极片还包括极耳，第二阶梯部包括邻接的第一凸部与第一凹部，其中，极耳设置于第一凸部背向支撑层的表面。此时，将极耳设于第一凸部，由于第一凸部作为导电层的增厚部，其体积较大且电荷传输电阻相比导电层的其他部位较小，能够更加有效的提高电荷在极耳和导电层之间的传输，提高极片的汇流效果。

在一些实施例中，导电层还覆设于第二支撑面，第二支撑面上构造形成有第三阶梯部，覆设于第二支撑面上的导电层上形成有与第三阶梯部嵌合的第四阶梯部，第四阶梯部包括邻接的第二凸部与第二凹部，其中，极耳还设置于第二凸部背向支撑层的表面。此时，在第二支撑面上也覆设导电层，且该导电层与第二支撑面阶梯嵌合，极耳还设置于导电层的第二凸部上，可以将两个导电层的电荷实现汇集，提高极片的电荷输出能力。

第三方面，本申请提供了一种电池单体，其包括壳体和收容于壳体内的电芯组件，电芯组件包括上述任一实施例中的极片。

第四方面，本申请提供了一种电池，其包括上述实施例中的电池单体。

第五方面，本申请提供了一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，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

通过阅读对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。而且在全区附图中，用相同的附图标号表示相同的区件。在附图中：

图1为本申请一实施例中的车辆的结构示意图；

图2为本申请一实施例中的电池的分解示意图；

图3为本申请一实施例中的电池单体的分解示意图；

图4为本申请一实施例中的集流体的结构示意图；

图5为图4所示的集流体的分解示意图；

图6为图5所示的集流体的尺寸标注示意图；

图7为本申请一实施例中的极片的示意图；

图8为本申请另一实施例中的极片的示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000、车辆；100、电池；200、控制器；300、马达；10、箱体；20、电池单体；21、端盖；22、壳体；23、电芯组件；1、极片；1a、集流体；1a1、支撑层；M1、第一支撑面；M2、第二支撑面；A1、第一阶梯部；A2、第三阶梯部；1a2、导电层；B1、第二阶梯部；B11、第一凸部；B12、第一凹部；B2、第四阶梯部；B21、第二凸部；B22、第二凹部；1b、活性层；1c、极耳。

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“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：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

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)。

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，可以是两个元件内区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。

集流体是一种用于汇集电流的部件，主要作用是将极片产生的电流汇集气流，以便形成较大的电流对外输出。普通的集流体一般是铜箔、铝箔等纯金属集流体，此类集流体因金属含量高价格偏高且重量较大。因此相关技术中提出了一种复合集流体，复合集流体通常由支撑层和导电层层叠形成，支撑层一般采用轻质的非金属材料，价格较低且重量较低。极耳焊接在导电层上，以将电荷传输出去。

本申请人注意到，复合集流体由于其内部具有有支撑层代替，导电层设于支撑层上，因此其导电层一般较薄。导电层较薄时，导电层电荷传输电阻较大，过流能力较弱，影响电池的性能。

为了解决因导电层电阻较大而电池性能不好的问题，申请人研究发现，可以通过局部增加导电层的体积，来降低电荷传输电阻。具体可以是，在导电层背离支撑层的一侧表面形成增厚部或者在导电层朝向支撑层的一侧表面形成增厚部。然而，当在导电层背离支撑层的一侧表面形成增厚部时，会使得集流体表面不平整，影响集流体的收卷平衡和卷筒的利用率。

基于以上考虑，为了解决因导电层电阻较大而电池性能不好的问题，申请人经过深入研究，设计了一种集流体，具有支撑层和导电层，在导电层朝向支撑层的一侧形成第二阶梯部，第二阶梯部的凸部增加了导电层的厚度，并相应地在支撑层形成第一阶梯部，第一阶梯部与第二阶梯部嵌合，第一阶梯部中的凹部作为厚度减薄区域来允许第一阶梯部凸部的厚度增加，如此增加了导电层的体积，降低了集流体的电荷传输电阻，并提高了集流体过流能力。同时导电层背离支撑层的一侧保持平整，方便后续收卷集流体。

可以应用本申请实施例公开的集流体制作极片(包括负极极片和正极极片)，由于该极片中集流体的导电层体积较大，极片电荷传输电阻小且过流能力较好。利用本申请实施例公开的极片制作的电池单体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池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，有利于提高电池性能。

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，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。

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的内区设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底区或头区或尾区。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，代替或区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100的爆炸图。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可以包括第一区分11和第二区分12，第一区分11与第二区分12相互盖合，第一区分11和第二区分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二区分12可以为一端开口的空心结构，第一区分11可以为板状结构，第一区分11盖合于第二区分12的开口侧，以使第一区分11与第二区分12共同限定出容纳空间；第一区分11和第二区分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一区分11的开口侧盖合于第二区分12的开口侧。当然，第一区分11和第二区分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模块形式，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。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流区件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。

其中，每个电池单体20可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体20包括有端盖21、壳体22、电芯组件23以及其他的功能性区件。

端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内区环境隔绝于外区环境的区件。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等的功能性区件。电极端子可以用于与电芯组件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的内区压力或温度达到阈值时泄放内区压力的泄压机构。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内的电连接区件与端盖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的内区环境的组件，其中，形成的内区环境可以用于容纳电芯组件23、电解液以及其他区件。壳体22和端盖21可以是独立的区件，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的内区环境。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可以在其他区件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体22的内区时，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的形状可以根据电芯组件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。

电芯组件23是电池单体100中发生电化学反应的区件。壳体22内可以包含一个或更多个电芯组件23。电芯组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的区分构成电芯组件的主体区，正极片和负极片不具有活性物质的区分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体区的一端或是分别位于主体区的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。

根据本申请的一些实施例，请参照图4和图5，本申请提供了一种集流体1a，包括支撑层1a1和导电层1a2，支撑层1a1沿自身厚度方向具有相背设置的第一支撑面M1及第二支撑面M2，导电层1a2至少覆设于第一支撑面M1上，并与支撑层1a1共同形成一集合体，集合体在自身宽度方向上的厚度相等。其中，第一支撑面M1构造形成有第一阶梯部A1，覆设于第一支撑面M1上的导电层1a2上形成有与第一阶梯部A1嵌合的第二阶梯部B1。

支撑层1a1主要起到支撑导电层1a2的作用，其是否具备导电性能在此不限定。支撑层1a1可以为陶瓷支撑层、高分子支撑层等，具体不限定。具体可选地，在支撑层1a1为高分子支撑层时，可以是聚乙烯支撑层、聚丙烯撑层、聚甲基丙烯酸甲酯支撑层、聚苯乙烯支撑层、聚对苯二甲酸乙二醇支撑层、聚苯硫醚支撑层、聚全氟乙丙烯树脂支撑层、聚萘二甲酸乙二醇酯支撑层、聚四氟乙烯支撑层、聚氯乙烯支撑层、聚亚苯基砜树脂支撑层、聚醚醚酮支撑层和聚醚砜树脂支撑层中的一种。以上仅是对支撑层1a1的示例，并不是对其方案的限制。可以理解地，当支撑层1a1为高分子支撑层时，有助于减轻电池100的重量和成本。

导电层1a2可以是铜导电层、铝导电层、银导电层、碳纤维导电层等，具体不限定，只要能够实现导电功能即可。导电层1a2可以通过压合、蒸镀、沉积等方式设置在支撑层1a1上，具体结合方式不限定。

导电层1a2用于覆设活性层1b，以制作极片1。同时，导电层1a2用于与极耳1c电连接，以将电流汇集输出。具体可以仅在第一支撑面M1上覆设导电层1a2，此时极片1仅一面覆设活性层1b，可以作为单极性极片。具体还可以在第一支撑面M1和第二支撑面M2上同时覆设导电层1a2，此时极片1两侧均覆设活性层1b，可以作为双极性极片。至于各导电层1a2所覆设的活性层1b是正极活性物质还是负极活性物质，在此不限定。

集合体是指由支撑层1a1和导电层1a2共同形成的结构，在集流体1a仅包括支撑层1a1和导电层1a2的情况下，集合体即为集流体1a本身。集合体的厚度方向对应于集流体1a的厚度方向(如图4中的左右方向)，集合体的宽度方向对应于集流体1a的宽度方向(如图4中的上下方向)。集合体在自身宽度方向上的厚度相等，表明集合体在自身厚度方向和宽度方向所在平面的投影呈矩形。也就是说，集合体中导电层1a2与支撑层1a1相背的一侧表面是平面，如此方便集流体1a的收卷。

第一支撑面M1上形成有第一阶梯部A1，其覆设的导电层1a2上形成有与第一阶梯部A1相嵌合的第二阶梯部B1。第一阶梯部A1中具有凹部，第二阶梯部B1中具有凸部，凹部与凸部嵌合，不仅增加第一支撑面M1与导电层1a2的连接面积，提高连接可靠性，同时第二阶梯部B1中的凸部可作为导电层1a2的增厚部来提高导电层1a2的体积，进而降低导电层1a2的电荷传输电阻，提高集流体1a的过流能力。

本申请实施例中提及到的阶梯部均包括凹凸邻接的一个凸部和一个凹部。第一阶梯部A1的凹部相较于自身的凸部背离导电层1a2凹陷，第二阶梯部B1的凸部相较于自身的凹部朝向支撑层1a1凸出。第一支撑面M1上形成的第一阶梯部A1可以为多个，相应的，覆设于第一支撑面M1上的导电层1a2可以形成有多个第二阶梯部B1，多个第一阶梯部A1与多个第二阶梯部B1一一对应嵌合。

上述集流体1a，第一支撑面M1与覆设于自身的导电层1a2通过阶梯凹凸嵌合连接，不仅接触面积大连接可靠。而且，导电层1a2的阶梯凸部作为增厚部可提高导电层1a2的体积，降低其电荷传输电阻，提高集流体1a的过流能力。同时，由导电层1a2和支撑层1a1形成集合体在自身宽度方向上厚度相等，使得导电层1a2背离支撑层1a1的一侧表面是平面，方便集流体1a的收卷，可保证收卷平衡并提高卷筒的利用率。

在一些实施例中，请参照图4和图5，导电层1a2还覆设于第二支撑面M2，第二支撑面M2上构造形成有第三阶梯部A2，覆设于第二支撑面M2上的导电层1a2形成有与第三阶梯部A2嵌合的第四阶梯部B2。

可理解地，本申请实施例中提及到的各阶梯部均包括凹凸相连的一个凸部和一个凹部。第三阶梯部A2的凹部相较于自身的凸部背离覆设于自身的导电层1a2凹陷，第四阶梯部B2的凸部相较于自身的凹部朝向支撑层1a1凸出。

第二支撑面M2上形成有第三阶梯部A2，其覆设的导电层1a2上形成有与第三阶梯部A2相嵌合的第四阶梯部B2。第三阶梯部A2中具有凹部，第二阶梯部B1中具有凸部，凹部与凸部嵌合，不仅增加第二支撑面M2与导电层1a2的连接面积，提高连接可靠性，同时第四阶梯部B2中的凸部可作为导电层1a2的增厚部来提高导电层1a2的体积，进而降低导电层1a2的电荷传输电阻，提高集流体1a的过流能力。

定义覆设于第一支撑面M1上的导电层1a2为第一导电层1a2，覆设于第二支撑面M2上的导电层1a2为第二导电层1a2。此时，集合体由第一导电层1a2、支撑层1a1和第二导电层1a2依次层叠后得到。由于集合体在自身宽度方向上的厚度相等，因此第一导电层1a2和第二导电层1a2均背离支撑层1a1的表面为平面，如此在收卷集流体1a时可保持收卷平衡且卷筒利用率高。

此时，集流体1a的第一支撑面M1和第二支撑面M2均通过各自阶梯部分别与两导电层1a2嵌合，不仅接触面积大连接可靠，而且各导电层1a2的阶梯凸部作为增厚部可提高导电层1a2的体积，降低其电荷传输电阻，提高集流体1a的过流能力和汇流能力。

当然，在其他实施例中，还可以是第二支撑面M2上覆设有导电层1a2，且第二支撑面M2与导电层1a2通过平面接触的方式连接。还可以是第二支撑面M2上未覆设有导电层1a2，第二支撑面M2本身为平面。

在一些实施例中，请参照图6，第二阶梯部B1的阶梯高度h1与第四阶梯部B2的阶梯高度h2相等。

第二阶梯部B1包括邻接的第一凸部B11和第二凹部B22，第四阶梯部B2包括邻接的第二凸部B21和第二凹部B22。第二阶梯部B1的阶梯高度h1是指：在集流体1a的厚度方向上，第一凸部B11和第一凹部B12之间的距离。第四阶梯部B2额的阶梯高度h2是指：在集流体1a的厚度方向上，第二凸部B21和第二凹部B22之间距离。

可理解地，第一阶梯部A1的阶梯高度与第二阶梯部B1的阶梯高度h1相等，第三阶梯部A2的阶梯高度与第四阶梯部B2的阶梯高度h2相等。

当覆设于第一支撑面M1上的导电层1a2具有多个第二阶梯部B1时，各第二阶梯部B1的阶梯高度h1可相等也可不等。当覆设于第二支撑面M2上的导电层1a2具有多个第四阶梯部B2，各第四阶梯部B2的阶梯高度h2可相等也可不等。当各第二阶梯部B1的阶梯高度h1相等时，则与个第四阶梯部B2的阶梯高度h2相等。当各第二阶梯部B1的阶梯高度h1不等时，则各第二阶梯部B1跟与自身在同一厚度方向上相对设置的第四阶梯部B2的阶梯高度相等，此时阶梯高度相等的第二阶梯部B1和第四阶梯部B2可以呈对称设置(对称面为集流体1a与厚度方向垂直的中心截面)。

此时，第二阶梯部B1的阶梯高度h1和第四阶梯部B2的阶梯高度h2相等，在制作支撑层1a1时可以以同一阶梯高度加工第一阶梯部A1和第三阶梯部A2，支撑层1a1的制备更加简单。同时，在制作导电层1a2时，可以以同一阶梯高度加工第二阶梯部B1和第四阶梯部B2，导电层1a2的成型更加简单。

在一些实施例中，请参照图5和图6，第二阶梯部B1包括第一凸部B11，第四阶梯部B2包括第二凸部B21，其中，第一凸部B11的厚度t1与第二凸部B21的厚度t2相等。

覆设于第一支撑面M1的导电层1a2为第一导电层1a2，覆设于第二支撑面M2的导电层1a2为第二导电层1a2，第一导电层1a2形成第二阶梯部B1，第二导电层1a2形成第四阶梯部B2。第二阶梯部B1的第一凸部B11作为第一导电层1a2的增厚部实现第一导电层1a2体积的增加，第四阶梯部B2的第二凸部B21作为第二导电层1a2的增厚部实现第二导电层1a2体积的增加，进而分别提高第一导电层1a2和第二导电层1a2的过流能力。

第一凸部B11的厚度t1是指在集流体1a的厚度方向上，第一凸部B11连接支撑层1a1的表面与背离支撑层1a1的表面之间的距离。同理，第二凸部B21的厚度t2是指在集流体1a的厚度方向上，第二凸部B21连接支撑层1a1的表面与背离支撑层1a1的表面之间的距离。

当第一凸部B11的厚度t1和第二凸部B21的厚度t2相等，在制作导电层1a2时，可以以同一厚度加工第二阶梯部B1的凸部和第四阶梯部B2的凸部，导电层1a2的成型更加简单。

在一些实施例中，第一凸部B11的厚度t1和第二凸部B21的厚度t2的取值范围均为1～30um。具体地，第一凸部B11的厚度t1和第二凸部B21的厚度t2可以分别为1um、5um、10um、15um、20um、25um、30um等。

经试验证明，当第一凸部B11的厚度t1和第二凸部B21的厚度t2在1～30um内取值时，集流体1a具备较好的过流能力和较低的电荷传输电阻。

在其他实施例中，第一凸部B11的厚度t1和第二凸部B21的厚度t2也可以不等，只要满足：|t1-t2|≤10um即可。

在一些实施例中，请参照图5和图6，第二阶梯部B1包括第一凸部B11，第四阶梯部B2包括第二凸部B21，其中，第一凸部B11的宽度w1与第二凸部B21的宽度w2相等。

第一凸部B11的宽度w1是指自身与第一支撑面M1相接触的表面在集流体1a宽度方向上的长度。第二凸部B21的宽度w2为是指自身与第二支撑面M2相接触的表面在集流体1a宽度方向上的长度。集流体1a的宽度方向于集流体1a的厚度方向垂直。

当第一凸部B11的宽度w1和第二凸部B21的宽度w2相等，在制作导电层1a2时，可以以同一宽度加工第一凸部B11和第二凸部B21，导电层1a2的成型更加简单。

在一些实施例中，第一凸部B11的宽度w1与第二凸部B21的宽度w2的取值范围均为1～10um。具体地，第一凸部B11的宽度w1和第二凸部B21的宽度w2可以分别为1um、3um、5um、7um、8um、10um等。

经试验证明，当第一凸部B11的宽度w1和第二凸部B21的宽度w2在1～10um内取值时，集流体1a具备较好的过流能力和较低的电荷传输电阻。

在一些实施例中，请参照图5和图6，第二阶梯部B1包括第一凹部B12，第四阶梯部B2包括第二凹部B22，其中，第一凹部B12的厚度d1与第二凹部B22的厚度d2相等。

第一凹部B12的厚度d1是指在集流体1a的厚度方向上，第一凹部B12背离第一支撑层1a1的表面与连接第一支撑层1a1的表面之间的距离。第二凹部B22的厚度d1是指在集流体1a的厚度方向上，第二凹部B22背离第二支撑层1a1的表面与连接第二支撑层1a1的表面之间的距离。

此时，第一凹部B12的厚度d1与第二凹部B22的厚度d2相等，在制作导电层1a2时，可以以同一厚度加工第一凹部B12和第二凹部B22，导电层1a2的成型更加简单。

在一些实施例中，第一凹部B12的厚度d1与第二凹部B22的厚度d2的取值范围均为0～10um。具体地，第一凹部B12的厚度d1与第二凹部B22的厚度d2可以分别为0.2um、0.5um、1um、3um、5um、7um、8um、10um等。

经试验证明，当第一凹部B12的厚度d1与第二凹部B22的厚度d2在0～10um内取值时，集流体1a具备较好的过流能力和较低的电荷传输电阻。

当然，在实际加工时，可以允许第一凹部B12的厚度d1与第二凹部B22的厚度d2存在一定的加工误差，该加工误差满足：|d1-d2|≤2um。

在一些实施例中，请参照图6，支撑层1a1与第一凹部B12和第二凹部B22相嵌合的部分的厚度W为1～15um。具体地，厚度W可以是1um、3um、6um、9um、12um、15um等。当支撑层1a1与第一凹部B12和第二凹部B22相嵌合的部分的厚度W在1～15um范围取值时，其具有较好的支撑性并能助于减小导电层1a2的耗材。

在一些实施例中，请参照图5和图6，第二阶梯部B1包括邻接的第一凸部B11与第一凹部B12，第四阶梯部B2包括邻接的第二凸部B21与第二凹部B22，其中，第一凸部B11的宽度w1小于第一凹部B12的宽度v1；和/或，第二凸部B21的宽度w2小于第二凹部B22的宽度v2。

第一凸部B11的宽度w1是指其自身与第一支撑面M1相接触的表面在集流体1a宽度方向上的长度。第一凹部B12的宽度v1是指其自身与第一支撑面M1相接触的表面在集流体1a宽度方向上的长度。

第二凸部B21的宽度w2为是指其自身与第二支撑面M2相接触的表面在集流体1a宽度方向上的长度。第二凹部B22的宽度v2是指其自身与第二支撑面M2相接触的表面在集流体1a宽度方向上的长度。

当第一凸部B11的宽度w1小于第一凹部B12的宽度v1，表明第一导电层1a2仅为局部小范围增厚。同理，当第二凸部B21的宽度w2小于第二凹部B22的宽度v2，则表明第二导电层1a2仅为局部小范围增厚。

在实际应用时，将第一凸部B11作为与极耳1c连接的区域，将第二凸部B21作为与极耳1c连接的区域。此时，在与极耳1c连接的区域进行增厚，可以有效增强电荷在极耳1c与导电层1a2之间的流通能力，同时还可以降低第一导电层1a2的耗材。

当然，在其他实施例中，极耳1c也可以连接在第一凹部B12和第二凹部B22，由于导电层1a2的厚度经第一凸部B11和第二凸部B21增加，其过流能力也会有所提高，但相较于将极耳1c直接设置在第一凸部B11和第二凸部B21的方案来说效果稍差。

在一些实施例中，请参照图4和图5，第二阶梯部B1包括第一凸部B11，第四阶梯部B2包括第二凸部B21。其中，第一凸部B11和第二凸部B21位于集流体1a在自身宽度方向上的相同一侧。

此时，第一凸部B11和第二凸部B21位于集流体1a在自身宽度方向上的一侧，在连接极耳1c时，可以从集流体1a的外缘连接极耳1c，集流体1a与极耳1c的连接更加方便、且位置更加合理。同时，第一凸部B11和第二凸部B21位于同一侧，方便将两个极耳1c连接以将电流汇流到诸如电极端子等部件处。

当然，在其他实施例中，第一凸部B11和第二凸部B21也可以位于集流体1a的中部区域，第一凹部B12和第二凹部B22则位于集流体1a的边缘位置，极耳1c可以设置在第一凹部B12和第二凹部B22上。

在本申请的一优选实施例中，请参照图4和图5，集流体1a包括支撑层1a1和两个导电层1a2，支撑层1a1具有第一支撑面M1和第二支撑面M2，其中一个导电层1a2覆设在第一支撑面M1，并具有与第一支撑面M1上的第一阶梯部A1嵌合的第二阶梯部B1，其中另一导电层1a2覆设在第二支撑面M2，并具有第二支撑面M2上的第二阶梯部B1嵌合的第四阶梯部B2。第二阶梯部B1与第四阶梯部B2关于集流体1a与自身厚度方向相垂直的中心截面呈对称设置。此时，第二阶梯部B1的阶梯高度与第四阶梯部B2的阶梯高度相等，第二阶梯部B1的第一凸部B11与第四阶梯部B2的第二凸部B21的厚度和宽度均相等，第二阶梯部B1的第一凹部B12与第四阶梯部B2的第二凹部B22的厚度和宽度均相等。

此时，第二阶梯部B1与第四阶梯部B2呈对称设置，不仅可以基于相同的工艺成型两个导电层1a2，而且两个导电层1a2增加相同的体积，可以保持两个导电层1a2的电阻一致性和过流能力的一致性，集流体1a的过流能力更好。

上述集流体1a，第一支撑面M1与覆设于自身的导电层1a2通过阶梯凹凸嵌合连接，不仅接触面积大连接可靠。而且，导电层1a2的阶梯凸部作为增厚部可提高导电层1a2的体积，降低其电荷传输电阻，提高集流体1a的过流能力。同时，由导电层1a2和支撑层1a1形成集合体在自身宽度方向上厚度相等，使得导电层1a2背离支撑层1a1的一侧表面是平面，方便集流体1a的收卷，可保证收卷平衡并提高卷筒的利用率。

另一方面，请参照图7和图8，本申请一些实施例提供了一种极片1，包括上述任一实施例中的集流体1a及活性层1b，活性层1b覆设在导电层1a2上。由于，该极片1的集流体1a中，支撑层1a1的第一支撑面M1与覆设于自身的导电层1a2通过阶梯凹凸嵌合连接，不仅接触面积大连接可靠。而且，导电层1a2的阶梯凸部作为增厚部可提高导电层1a2的体积，降低其电荷传输电阻，提高集流体1a的过流能力，进而提高了极片1的电流输出能力。

在一些实施例中，请参照图7和图8，极片1还包括极耳1c，第二阶梯部B1包括邻接的第一凸部B11与第一凹部B12，其中，极耳1c设置于第一凸部B11背向支撑层1a1的表面。

极耳1c与导电层1a2电连接，用于将极片1产生的电流汇流后输出到外部(如电极端子)。极耳1c具有导电性，可以采用导电层1a2相同的材质支撑。极耳1c与导电层1a2可以通过焊接等方式固接。

此时，将极耳1c设于第一凸部B11，由于第一凸部B11作为导电层1a2的增厚部，其体积较大且电荷传输电阻相比导电层1a2的其他部位较小，能够更加有效的提高电荷在极耳1c和导电层1a2之间的传输，提高极片1的汇流效果。

当然，在其他实施例中，也可以将极片1连接在第一凹部B12处，只是电流汇流效果稍差。

在一些实施例中，请参照图7和图8，导电层1a2还覆设于第二支撑面M2，第二支撑面M2上构造形成有第三阶梯部A2，覆设于第二支撑面M2上的导电层1a2上形成有与第三阶梯部A2嵌合的第四阶梯部B2，第四阶梯部B2包括邻接的第二凸部B21与第二凹部B22，其中，极耳1c还设置于第二凸部B21背向支撑层1a1的表面。

第二支撑面M2上形成有第三阶梯部A2，其覆设的导电层1a2上形成有与第三阶梯部A2相嵌合的第四阶梯部B2。第三阶梯部A2中具有凹部，第二阶梯部B1中具有凸部，凹部与凸部嵌合，不仅增加第二支撑面M2与导电层1a2的连接面积，提高连接可靠性，同时第四阶梯部B2中的凸部可作为导电层1a2的增厚部来提高导电层1a2的体积，进而降低导电层1a2的电荷传输电阻，提高集流体1a的过流能力。

此时，在第二支撑面M2上也覆设导电层1a2，且该导电层1a2与第二支撑面M2阶梯嵌合，极耳1c还设置于导电层1a2的第二凸部B21上，可以将两个导电层1a2的电荷实现汇集，提高极片1的电荷输出能力。

另一方面，本申请一些实施例中还提供了一种电池单体20，包括壳体22和收容于壳体22内的电芯组件23，电芯组件23包括上述任一实施例中的极片1。该电池单体20具备上述所有有益效果，在此不赘述。

另一方面，本申请一些实施例中还提供了一种电池100，包括上述电池单体20。其具备上述所有有益效果，在此不赘述。

另一方面，本申请一些实施例中还提供了一种用电装置，包括上述电池100，电池100用于提供电能。其具备上述所有有益效果，在此不赘述。

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申请专利范围的限制。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 (17)

1.一种集流体(1a)，其特征在于，包括：

支撑层(1a1)，沿自身厚度方向具有相背设置第一支撑面(M1)及第二支撑面(M2)；及

导电层(1a2)，至少覆设于所述第一支撑面(M1)上，并与所述支撑层(1a1)共同形成一集合体，所述集合体在自身宽度方向上的厚度相等；

其中，所述第一支撑面(M1)上构造形成有第一阶梯部(A1)，覆设于所述第一支撑面(M1)上的所述导电层(1a2)上形成有与所述第一阶梯部(A1)嵌合的第二阶梯部(B1)。

2.根据权利要求1所述的集流体(1a)，其特征在于，所述导电层(1a2)还覆设于所述第二支撑面(M2)，所述第二支撑面(M2)上构造形成有第三阶梯部(A2)，覆设于所述第二支撑面(M2)上的所述导电层(1a2)上形成有与所述第三阶梯部(A2)嵌合的第四阶梯部(B2)。

3.根据权利要求2所述的集流体(1a)，其特征在于，所述第二阶梯部(B1)的阶梯高度与所述第四阶梯部(B2)的阶梯高度相等。

4.根据权利要求2所述的集流体(1a)，其特征在于，所述第二阶梯部(B1)包括第一凸部(B11)，所述第四阶梯部(B2)包括第二凸部(B21)；

其中，所述第一凸部(B11)的厚度与所述第二凸部(B21)的厚度相等。

5.根据权利要求4所述的集流体(1a)，其特征在于，所述第一凸部(B11)的厚度和所述第二凸部(B21)的厚度的取值范围均为1～30um。

6.根据权利要求2所述的集流体(1a)，其特征在于，所述第二阶梯部(B1)包括第一凸部(B11)，所述第四阶梯部(B2)包括第二凸部(B21)；

其中，所述第一凸部(B11)的宽度与所述第二凸部(B21)的宽度相等。

7.根据权利要求6所述的集流体(1a)，其特征在于，所述第一凸部(B11)的宽度与所述第二凸部(B21)的宽度的取值范围均为1～10um。

8.根据权利要求2所述的集流体(1a)，其特征在于，所述第二阶梯部(B1)包括第一凹部(B12)，所述第四阶梯部(B2)包括第二凹部(B22)；

其中，所述第一凹部(B12)的厚度和所述第二凹部(B22)的厚度相等。

9.根据权利要求8所述的集流体(1a)，其特征在于，所述第一凹部(B12)的厚度和所述第二凹部(B22)的厚度的取值范围为0～10um。

10.根据权利要求2所述的集流体(1a)，其特征在于，所述第二阶梯部(B1)包括邻接的第一凸部(B11)与第一凹部(B12)，所述第四阶梯部(B2)包括邻接的第二凸部(B21)与第二凹部(B22)；

其中，所述第一凸部(B11)的宽度小于所述第一凹部(B12)的宽度；和/或

所述第二凸部(B21)的宽度小于所述第二凹部(B22)的宽度。

11.根据权利要求2所述的集流体(1a)，其特征在于，所述第二阶梯部(B1)包括第一凸部(B11)，所述第四阶梯部(B2)包括第二凸部(B21)；

其中，所述第一凸部(B11)和第二凸部(B21)位于所述集流体在自身宽度方向上的相同一侧。

12.一种极片(1)，其特征在于，包括：

如权利要求1至11任一项所述的集流体(1a)；及

活性层(1b)，覆设于所述导电层(1a2)。

13.根据权利要求12所述的极片(1)，其特征在于，所述极片(1)还包括极耳(1c)，所述第二阶梯部(B1)包括邻接的第一凸部(B11)与第一凹部(B12)；

其中，所述极耳(1c)设置于所述第一凸部(B11)背向所述支撑层(1a1)的表面。

14.根据权利要求12所述的极片(1)，其特征在于，所述导电层(1a2)还覆设于所述第二支撑面(M2)，所述第二支撑面(M2)上构造形成有第三阶梯部(A2)，覆设于所述第二支撑面(M2)上的所述导电层(1a2)上形成有与所述第三阶梯部(A2)嵌合的第四阶梯部(B2)；所述第四阶梯部(B2)包括邻接的第二凸部(B21)与第二凹部(B22)；

其中，所述极耳(1c)还设置于所述第二凸部(B21)背向所述支撑层(1a1)的表面。

15.一种电池单体(20)，其特征在于，包括：

壳体(22)；及

收容于所述壳体(22)内的电芯组件(23)，所述电芯组件(23)包括如权利要求12至14任一项所述的极片(1)。

16.一种电池(100)，其特征在于，包括如权利要求15所述的电池单体(20)。

17.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求16所述的电池(100)，所述电池(100)用于提供电能。

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