CN218215364U - 集流结构、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结构、极片、电池单体、电池及用电装置，包括：集流基体，集流基体在自身厚度方向上具有构造面，构造面具有第一涂覆区和第二涂覆区。其中，在集流基体的厚度方向上，覆设于第一涂覆区表面上的活性层的厚度于覆设于第二涂覆区表面上的活性层的厚度不等。本申请将集流结构的构造面划分形成有第一涂覆区和第二涂覆区，并将第一涂覆区和第二涂覆区构造为覆设的活性层厚度不等，如此可通过改变局部涂覆区域活性层所包含活性物质的含量来改善析锂，有助于提高电池性能和使用寿命。

Description

集流结构、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结构、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。

电池在充放电过程中，当锂离子从正极脱嵌而无法顺利嵌入负极，锂离子只能析出在负极表面形成一层灰色的物质，这就是析锂现象。析锂会引发电池性能下降、循环寿命缩短等危害。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种集流结构、极片、电池单体、电池及用电装置，能够缓解因析锂所引发的电池性能下降、循环寿命缩短等问题。

第一方面，本申请提供了一种集流结构，包括集流基体，集流基体在自身厚度方向上具有构造面，构造面具有第一涂覆区和第二涂覆区。其中，在集流基体的厚度方向上，覆设于第一涂覆区表面上的活性层的厚度于覆设于第二涂覆区表面上的活性层的厚度不等。

本申请实施例的技术方案中，将集流基的构造面划分形成有第一涂覆区和第二涂覆区，并将第一涂覆区和第二涂覆区构造为覆设的活性层厚度不等，如此可通过改变局部涂覆区域活性层所包含活性物质的含量来改善析锂，有助于提高电池性能和使用寿命。

在一些实施例中，构造面上凸出形成有凸部，凸部的表面构造为第一涂覆区。此时，第一涂覆区由凸部的表面构造形成，也就是说，覆设在第一涂覆区上的活性层的厚度小于覆设在第二涂覆区的厚度，相当于减少了活性层所包含活性物质的含量，集流基体可以用于制作正极极片。

在一些实施例中，构造面上凹陷形成有凹部，凹部的表面构造为第一涂覆区。此时，第一涂覆区由凹部的表面构造形成，也就是说，覆设在第一涂覆区上的活性层的厚度大于覆设在第二涂覆区的厚度，相当于增加了活性层所包含活性物质的含量，此时集流基体可以用于制作负极极片。

在一些实施例中，集流基体在其厚度方向上具有相背的两个构造面，各构造面凸出形成有凸部或者凹陷形成有凹部，凸部的表面构造为所在构造面的第一涂覆区，凹部的表面构造为所在构造面的第一涂覆区。此时，各构造面仅构造有凸部和凹部中的一种，不仅方便集流结构的加工，而且可以避免缓解局部析锂时增加另一局部的析锂。同时，集流基体可以根据其用途具体设置各构造面，可适应制作多种类型的极片。

在一些实施例中，全部构造面仅凸出形成有凸部或者仅凹陷形成凹部。此时，可以基于同一加工方式对集流结构的各构造面进行加工成型，集流结构的生产效率更高。同时，一般极片均为双面覆设同一活性物质，此时集流基体的全部构造面仅成型凸部和凹部中的一种，更加适应实际需求。

在一些实施例中，集流基体包括沿厚度方向层叠设置的支撑层和导电层，导电层在厚度方向上背离支撑层的一侧表面作为构造面。此时，集流基体由支撑层和导电层复合形成，在实现集流导电功能的基础上，有助于降低导电用耗材、降低成本，同时还有助于降低集流基体的重量，有助于电池的轻量化。

在一些实施例中，支撑层与导电层相连的侧面为连接面，连接面具有与覆设于自身的导电层的第一涂覆区所在位置相对应的第一支撑区，以及具有与覆设于自身的导电层的第二涂覆区所在位置相对应的第二支撑区。在厚度方向上，第一支撑区与第一涂覆区的距离等于第二支撑区与第二涂覆区的距离。此时，导电层的厚度基本相等。如此，可以避免导电层局部过厚时引起的导电层耗材高，也可以避免导电层局部过薄时引起导电层局部电阻过大。

在一些实施例中，在厚度方向上，第一支撑区的正投影位于第一涂覆区的正投影范围内。此时第一支撑区与第二涂覆区不相对，进而可以保持第二涂覆区所在表面至连接面的距离的一致性，避免导电层形成第二涂覆区的部分的厚度会局部过薄，不仅减少应力集中区，还可降低集流基体的电荷电阻。

在一些实施例中，在集流基体的宽度方向上，第一支撑区至第一涂覆区的距离k1为0～5um。此时，可保证第一支撑区和第二支撑区所形成的交界处与第一涂覆区和第二涂覆区所形成的交界处之间的部分具有一定的厚度，避免形成应力薄弱区。

在一些实施例中，在集流基体的宽度方向上，第一涂覆区的长度p1为3～15mm,第一支撑区的长度p2为0～14mm。第一涂覆区的长度p1在3～15mm的范围内时，具有较好的防析锂效果。第一支撑区的长度p2在0～14mm的范围内时，集流结构的成本较低和电荷电阻较小。

在一些实施例中，在厚度方向上，第一涂覆区与第二涂覆区之间距离为0～10um。此时，覆设在第一涂覆区上的活性层的厚度与覆设在第二涂覆区上的活性层的厚度相差0～10um，能够较好的解决析锂问题。

第二方面，本申请提供了一种极片，包括活性层及上述的集流结构；活性层覆设于第一涂覆区和第二涂覆区。

第三方面，本申请提供了一种电池单体，包括壳体和容纳于壳体内的电芯组件，电芯组件包括第一极片、第二极片和分隔在第一极片和第二极片之间的隔离件；其中，第一极片和第二极片中至少一者上述极片。

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。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一实施例中的车辆的组成示意图；

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结构的结构示意图；

图5为本申请另一实施例中的集流结构的结构示意图；

图6为本申请另一实施例中的集流结构的结构示意图；

图7为本申请另一实施例中的集流结构的结构示意图；

图8为本申请另一实施例中的集流结构的结构示意图；

图9为本申请另一实施例中的集流结构的结构示意图；

图10为本申请另一实施例中的集流结构的结构示意图；

图11为图10所示的集流结构的局部结构示意图；

图12为本申请另一实施例中的集流结构的结构示意图；

图13为图12所示的集流结构的局部结构示意图；

图14为本申请一实施例中的极片的结构示意图。

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；11、第一部分；12、第二部分；20、电池单体；21、端盖；22、壳体；23、电芯组件；24、极片；24a、集流结构；24a1、集流基体；S1、构造面；24a2、厚度调整部；f1、第一涂覆区；f2、第二涂覆区；t1、凹部；t2、凸部；a1、支撑层；a2、导电层；S2、连接面；z1、第一支撑区；z2、第二支撑区；F、厚度方向；Y、宽度方向；24b、活性层；Z、参照面。

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。

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，电池在充放电过程中，当锂离子从正极脱嵌而无法顺利嵌入负极，锂离子只能析出在负极表面形成一层灰色的物质，出现析锂。析锂会引发电池性能下降、循环寿命缩短等危害。

为了缓解因析锂引发的电池性能下降、循环寿命缩短的问题，申请人研究发现，析锂主要是因为从正极脱出的锂离子因无法顺利嵌入负极内而析出在负极表面，可以从减小正极的锂离子产生量或者增加负极的嵌设体积来提高从正极脱出的锂离子嵌入到负极内的机率。具体地，减小正极活性层的覆设量或者增加负极活性层的覆设量。

基于以上考虑，为了缓解因析锂引发的电池性能下降、循环寿命缩短的问题，发明人经过深入研究，设计了一种集流结构，通过在集流结构的构造面上构造形成两个不同的涂覆区，在覆设时各涂覆区所覆设的活性层的厚度不等，如此就能够减小或增大构造面上局部区域的活性层含量，进而减小正极极片脱嵌的锂离子或增加负极极片可嵌入的锂离子，缓解因析锂引发的电池性能下降、循环寿命缩短的问题。

本申请实施例公开的集流结构，可以用于制作负极，也可以用于制作正极。本申请实施例提供的集流结构可以用于涂覆锂基活性浆料形成锂电池用极片，但是并不限定涂覆于集流结构的活性层为锂基活性层，还可以涂覆铅基活性层、镍基活性层、锌基活性层等，以制作其他类型的极片。

可以应用本申请实施例公开的集流结构制作极片，由于该极片的活性层厚度不均匀，在局部区域活性层含量增大或减小，可以缓解析锂。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，这样，有利于缓解电池析锂，提升电池性能和电池寿命。

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。

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还可以包括汇流部件，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等的功能性部件。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芯组件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部件。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部分构成电芯组件的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳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至图5，本申请提供的集流结构24a，包括集流基体24a1，集流基体24a1在自身厚度方向F上具有构造面S1，构造面S1具有第一涂覆区f1和第二涂覆区f2。其中，在集流基体24a1的厚度方向F上，覆设于第一涂覆区f1表面上的活性层24b的厚度于覆设于第二涂覆区f2表面上的活性层24b的厚度不等。

集流基体24a1具有导电集流作用，可以采用铜箔、铝箔等制作。具体可以地，当集流结构24a采用铜箔制作时，可以用于制备负极极片，当集流结构24a采用铝箔支制作时，可以用于制备正极极片。

集流基体24a1可以在厚度方向F上的两侧均具有构造面S1，此时集流基体24a1两侧均可以覆设形成厚度不等的活性层24b。集流基体24a1也可以在厚度方向F上的一侧具有构造面S1，另一侧为普通的平面，此时仅覆设在构造面S1的活性层24b厚度不等，而覆设在平面上的活性层24b厚度相等。当然，集流基体24a1也可以仅在厚度方向F上的一侧具有构造面S1另一侧则不覆设活性层24b，此时可用于制作单极性极片24。

在实际作业时，在涂覆活性层24b时，覆设于第一涂覆区f1的活性层24b与覆设于第二覆设面的活性层24b所背离构造面S1的一面在集流基体24a1的厚度方向F上是齐平的(可以沿用现有涂覆设备及工艺)。定义集流基体24a1与自身厚度方向F垂直的一截面为参照面Z，为了实现覆设于第一涂覆区f1的活性层24b的厚度与覆设于第二涂覆区f2的活性层24b的厚度不等，在集流基体24a1的厚度方向F上，第一涂覆区f1至所述参照面Z的距离h1与第二涂覆区f2至参照面Z的距离h2不等。也就是说，第一涂覆区f1和第二涂覆区f2在厚度方向F上的高度不等。其中，第一涂覆区f1和第二涂覆区f2可以均为在厚度方向F上各处等高的平面或者不处处等高的曲面，只要在厚度方向F上，第一涂覆区f1的整体高于第二涂覆区f2即可。需要解释的是，如图5所示，第一涂覆区f1至参照面Z的距离h1为与第一涂覆区f1的与参照面Z平行的表面至参照面Z的距离，同理，第二涂覆区f2至参照面Z的距离h2为与第二涂覆区f2的与参照面Z平行的表面至参照面Z的距离。

当集流基体24a1用于制作正极极片，第二涂覆区f2的正极活性层按照标准厚度涂覆，第一涂覆区f1则相较于第二涂覆区f2到参照面Z的距离要大，涂覆在第一涂覆区f1上的正极活性层较薄，实现部分区域活性层24b的减薄，减小从活性层24b脱嵌而出的锂离子，进而缓解析锂(如图4所示)。

当集流基体24a1用于制作负极极片，第二涂覆区f2的负极活性层按照标准厚度涂覆，第一涂覆区f1相较于第二涂覆区f2到参照面Z的距离要小，涂覆在第一涂覆区f1上的负极活性层较厚，实现部分区域活性层24b的增厚，增加锂离子嵌入到负极活性层内的机率，进而缓解析锂(如图5所示)。

第一涂覆区f1和第二涂覆区f2的位置可以根据实际析锂情况进行设定。例如，当极片24的靠近极耳的区域容易出现析锂时，则将容易析锂的区域作为第一涂覆区f1，并减小正极极片上第一涂覆区f1的正极活性层含量或者增加负极极片上第一涂覆区f1的负极活性层含量，缓解析锂。

构造面S1除具有第一涂覆区f1、第二涂覆区f2之外，还可以具有极耳区等其他区域，在此并不限定构造面S1的具体构造。需要说明的是，活性层24b可以但不限于通过涂覆、流延、沉积等方式覆设于第一涂覆区f1和第二涂覆区f2上。

上述集流结构24a，将构造面S1划分形成有第一涂覆区f1和第二涂覆区f2，并将第一涂覆区f1和第二涂覆区f2构造为覆设的活性层24b厚度不等，如此可通过改变局部涂覆区域活性层24b所包含活性物质的含量来改善析锂，有助于提高电池100性能和使用寿命。

在本申请实施例中，将第一涂覆区f1作为改变活性层24b厚度以缓解析锂的区域，将第二涂覆区f2作为活性层24b按正常厚度覆设的区域。

在一些实施例中，请参照图4，构造面S1上凸出形成有凸部t2，凸部t2的表面构造为第一涂覆区f1。

凸部t2在与集流基体24a1厚度方向F相垂直的截面可以呈圆形、方形、异型等，也可以根据实际析锂部位的形状进行设置，具体不限定。其可以设置在集流基体24a1的中部位置，也可以设置在集流基体24a1的边缘位置，具体根据实际需求而定，在此不限定。凸部t2可以通过焊接、粘接、一体成型的方式构造形成，具体不限定。

此时，第一涂覆区f1由凸部t2的表面构造形成，也就是说，覆设在第一涂覆区f1上的活性层24b的厚度小于覆设在第二涂覆区f2的厚度，相当于减少了活性层24b所包含活性物质的含量，集流基体24a1可以用于制作正极极片。

可以理解地，凸部t2的数量可以为多个，多个凸部t2间隔布置形成多个第一涂覆区f1，进而可以对多个位置的析锂进行改善。

在一些实施例中，请参照图5，构造面S1上凹陷形成有凹部t1，凹部t1的表面构造为第一涂覆区f1。

凹部t1在与集流基体24a1厚度方向F相垂直的截面可以呈圆形、方形、异型等，也可以根据实际析锂部位的形状进行设置，具体不限定。凹部t1可以是机加工、一体成型的方式构造形成，具体不限定。

此时，第一涂覆区f1由凹部t1的表面构造形成，也就是说，覆设在第一涂覆区f1上的活性层24b的厚度大于覆设在第二涂覆区f2的厚度，相当于增加了活性层24b所包含活性物质的含量，此时集流基体24a1可以用于制作负极极片。

可以理解地，凹部t1的数量可以为多个，多个凹部t1间隔布置形成多个第一涂覆区f1，进而可以对多个位置的析锂进行改善。

在一些实施例中，请继续参照图4和图5，集流基体24a1在其厚度方向F上具有相背的两个构造面S1，各构造面S1凸出形成有凸部t2或者凹陷形成有凹部t1，凸部t2的表面构造为所在构造面S1的第一涂覆区f1，凹部t1的表面构造为所在构造面S1的第一涂覆区f1。

此处的凸部t2和凹部t1可以采取上述实施例中的方式进行布置和成型，在此不赘述。定义同一集流基体24a1上的两个构造面S1分别为第一构造面S1和第二构造面S1，第一构造面S1和第二构造面S1的构造情况包括第一构造面S1和第二构造面S1均构造有凸部t2、第一构造面S1和第二构造面S1均构造有凹部t1、以及第一构造面S1构造有凸部t2且第二构造面S1构造有凹部t1。全部构造有凸部t2的情况可以是集流基体24a1形成双面正极的极片24，全部构造有凹部t1的情况可以是集流基体24a1形成双面负极的极片24，一者构造凸部t2另一者构造凹部t1的情况可以是集流基体24a1形成双面双性的极片24。

此时，各构造面S1仅构造有凸部t2和凹部t1中的一种，不仅方便集流结构24a的加工，而且可以避免缓解局部析锂时增加另一局部的析锂。同时，集流基体24a1可以根据其用途具体设置各构造面S1，可适应制作多种类型的极片24。

在一些实施例中，全部构造面S1仅凸出形成有凸部t2或者仅凹陷形成凹部t1。此时，可以基于同一加工方式对集流结构24a的各构造面S1进行加工成型，集流结构24a的生产效率更高。同时，一般极片24均为双面覆设同一活性物质，此时集流基体24a1的全部构造面S1仅成型凸部t2和凹部t1中的一种，更加适应实际需求。

在一些实施例中，请参照图6和图7，集流基体24a1包括沿厚度方向F层叠设置的支撑层a1和导电层a2，导电层a2在厚度方向F上背离支撑层a1的一侧表面作为构造面S1。

支撑层a1主要起到支撑导电层a2的作用，其是都具备导电性能在此不限定。支撑层a1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a1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a1的示例，并不是对其方案的限制。可以理解地，当支撑层a1为高分子支撑层时，有助于减轻电池100的重量。

导电层a2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a2可以通过压合、蒸镀、沉积等方式设置在支撑层a1上，具体结合方式不限定。

此时，集流基体24a1由支撑层a1和导电层a2复合形成，在实现集流导电功能的基础上，有助于降低导电用耗材、降低成本，同时还有助于降低集流基体24a1的重量，有助于电池100的轻量化。

具体到一些实施例中，导电层a2包括两个，两个导电层a2分别设置在支撑层a1在厚度方向F上的两侧。此时，集流结构24a可以在双面覆设活性层24b，制作双极性极片24。当然，也可以仅在支撑层a1的一侧设置导电层a2，此时，集流结构24a可以在一侧覆设活性层24b，制作单极性极片24。

在一些实施例中，请参照图8至图11，支撑层a1与导电层a2相连的侧面为连接面S2，连接面S2具有与覆设于自身的导电层a2的第一涂覆区f1所在位置相对应的第一支撑区z1，以及具有与覆设于自身的导电层a2的第二涂覆区f2所在位置相对应的第二支撑区z2。在厚度方向F上，第一支撑区z1与第一涂覆区f1的距离L1等于第二支撑区z2与第二涂覆区f2的距离L2。

第一支撑区z1与第一涂覆区f1相对应是指在厚度方向F上，第一支撑区z1的正投影与第一涂覆区f1的正投影相交。同理，第二支撑区z2与第二涂覆区f2相对应是指在厚度方向F上，第二支撑区z2的正投影与第二涂覆区f2的正投影相交。相应地，第一支撑区z1与第一涂覆区f1的距离是指第一支撑区z1与第一涂覆区f1正投影相交两个部分的距离，第二支撑区z2与第二涂覆区f2的距离是指第二支撑区z2与第二涂覆区f2正投影相交两个部分的距离。

此时，当第一涂覆区f1由形成于构造面S1的凸部t2形成时，第一支撑区z1相较于第二支撑区z2朝导电层a2凸出设置，且第一支撑区z1的凸出距离t2与第一涂覆区f1的凸出距离t1相当(如图11所示)。当第一涂覆区f1由形成于构造面S1的凹部t1形成时，第一支撑区z1相较于第二支撑区z2背向导电层a2凹陷设置，且第一支撑区z1的凹陷距离o2与第一涂覆区f1的凹陷距离o1相当(如图9所示)。

当第一支撑区z1与第一涂覆区f1的距离L1等于第二支撑区z2与第二涂覆区f2的距离L2，说明导电层a2的厚度基本相等。如此，可以避免导电层a2局部过厚时引起的导电层a2耗材高，也可以避免导电层a2局部过薄时引起导电层a2局部电阻过大。

在一些实施例中，参照图8、图9和图10和图12，在厚度方向F上，第一支撑区z1的正投影位于第一涂覆区f1的正投影范围内。此时第一支撑区z1与第二涂覆区f2不相对，进而可以保持第二涂覆区f2所在表面至连接面S2的距离的一致性，避免导电层a2形成第二涂覆区f2的部分的厚度会局部过薄，不仅减少应力集中区，还可降低集流基体24a1的电荷电阻。

当第一支撑区z1至第一涂覆区f1的距离k1为0um时，如图8和图9所示，连接面S2相当于由构造面S1平移导电层a2的预设厚度后得到，此时也具备减小导电层a2耗材的效果。

在一些实施例中，参照图11至图13，在集流基体24a1的宽度方向Y上，第一支撑区z1至第一涂覆区f1的距离k1为0～5um。

从图11和图13中可以看出，当第一支撑区z1至第一涂覆区f1的距离k1大于0um时，第一支撑区z1和第二支撑区z2在宽度方向Y上具有一定的距离，第二支撑区z2与第一涂覆区f1在厚度方向F上的距离大于第二支撑区z2至第二涂覆区f2的距离L2。如此，可保证第一支撑区z1和第二支撑区z2所形成的交界处与第一涂覆区f1和第二涂覆区f2所形成的交界处之间的部分具有一定的厚度，避免形成应力薄弱区。

第一支撑区z1至第一涂覆区f1的距离k1具体可以是0.5um、1um、1.5um、2um、2.5um、3um、3.5um、4um、4.5um、5um。

参照图11，第一支撑区z1距离位于其上方的第一涂覆区f1的距离k1(定义为第一距离)和距离位于其下方的第一涂覆区f1的距离k1(定义为第二距离)可以相等也可以不等。可理解地，第一支撑区z1的宽度应为第一涂覆区f1的宽度减去第一距离和第二距离。

此时，当第一支撑区z1至第一涂覆区f1的距离k1在0～5um的范围内时，既能够避免交界处形成应力薄弱区，还能够保证导电层a2的耗材适量，不至于过大的增加成本。

可理解地，本申请实施例中所涉及的长度单位mm、um分别为单位毫米和单位微米。

在一些实施例中，请参照图11和图13，在集流基体24a1的宽度方向Y上，第一涂覆区f1的长度p1为3～15mm,第一支撑区z1的长度p2为0～14mm。

具体可以是，第一涂覆区f1的长度p1为3mm、5mm、8mm、10mm、12mm、15mm等。第一支撑区z1的长度p2为1mm、4mm、7mm、9mm、11mm、14mm等。

第一涂覆区f1的长度p1在3～15mm的范围内时，具有较好的防析锂效果。第一支撑区z1的长度p2在0～14mm的范围内时，集流结构24a的成本较低和电荷电阻较小。

在一些实施例中，请参照图9和图11，在厚度方向F上，第一涂覆区f1与第二涂覆区f2之间距离为0～10um。例如0.5um、1um、1.5um、2um、2.5um、3um、3.5um、4um、4.5um、5um、5.5um、6um、6.5um、7um、7.5um、8um、8.5um、9um、9.5um、10um。

具体地，当第一涂覆区f1由凸部t2的表面构造形成，第一涂覆区f1相对于第二涂覆区f2凸出距离t1为0～10um。当第一涂覆区f1由凹部t1的表面构造形成，第一涂覆区f1相对于第二涂覆区f2凹陷出距离t2为0～10um。

此时，覆设在第一涂覆区f1上的活性层24b的厚度与覆设在第二涂覆区f2上的活性层24b的厚度相差0～10um，能够较好的解决析锂问题。

具体到实施例中，请参照图4、图6和,9，在厚度方向F上，集流基体24a1形成第二涂覆区f2的部分的厚度H1在1～20mm之间。

可以理解地，集流结构24a可以看作是在集流基体24a1上构造形成厚度调整部24a2而形成，其中，厚度调整部24a2可以为上述实施例中的凸部t2或凹部t1。厚度调整部24a2构造于基体在自身厚度方向F的构造表面，厚度调整部24a2的表面形成第一涂覆区f1，基体的构造表面除厚度调整部24a2之外的其他区域形成第二涂覆区f2。集流基体24a1形成第二涂覆区f2的部分的厚度H是指位于厚度调整部24a2范围之外的部分的厚度。

具体地，当集流结构24a用于正极极片，厚度H1在3～20mm范围内(如5mm、8mm、10mm、12mm、15mm、18mm、20mm等)。当集流结构24a用于负极极片，厚度H1在1～15mm范围内(如1mm、3mm、5mm、8mm、11mm、13mm、15mm等)。

此时，集流基体24a1具备较好的强度和集流效果。

具体到实施例中，请参照图6和图9，在厚度方向F上，支撑层a1形成第二支撑区z2部分的厚度H2在1～15mm之间。此时，支撑层a1能够降低集流结构24a成本和质量，有助于实现电池100的轻量化。

在本申请的一些优选实施例中，集流结构24a包括集流基体24a1，集流基体24a1包括沿厚度方向F层叠设置的支撑层a1和导电层a2，导电层a2包括两个，两个导电层a2分别设置在支撑层a1在厚度方向F上的两侧。各导电层a2在厚度方向F上背离支撑层a1的一侧表面均作为构造面S1，构造面S1具有第一涂覆区f1和第二涂覆区f2，其中，在集流基体24a1的厚度方向F上，覆设于第一涂覆区f1表面上的活性层24b的厚度与覆设于第二涂覆区f2表面上的活性层24b的厚度不等。支撑层a1与导电层a2相连的侧面为连接面S2，连接面S2具有与覆设于自身的导电层a2的第一涂覆区f1所在位置相对应的第一支撑区z1，以及具有与覆设于自身的导电层a2的第二涂覆区f2所在位置相对应的第二支撑区z2。在厚度方向F上，第一支撑区z1与第一涂覆区f1的距离L1等于第二支撑区z2与第二涂覆区f2的距离L2。

本申请实施例中提供的集流结构24a，将构造面S1划分形成有第一涂覆区f1和第二涂覆区f2，并将第一涂覆区f1和第二涂覆区f2构造为覆设的活性层24b厚度不等，如此可通过改变局部涂覆区域活性层24b所包含活性物质的含量来改善析锂，有助于提高电池100性能和使用寿命。

另一方面，请参阅图14，本申请一些实施例中还提供了一种极片24，包括活性层24b及上述任一实施例中提供的集流结构24a，活性层24b覆设于第一涂覆区f1和第二涂覆区f2。由于该极片24具备上述集流结构24a，因此其包括上述所有有益效果，在此不赘述。

在一些实施例中，活性层24b背离构造面S1的一侧表面在厚度方向F上等高。此时，在覆设活性层24b时，可以沿用现有的覆设工艺在构造面S1的第一涂覆区f1和第二涂覆区f2一次覆设形成活性层24b，方便活性层24b的加工。同时，极片24整体平整，能够减小极片24在卷绕过程褶皱的问题。

在一些实施例中，覆设于构造面S1的活性层24b为负极活性层，构造面S1上凹陷形成凹部t1，凹部t1的表面构造形成第一涂覆区f1。

关于凹部t1的有关描述可以参照上述记载，在此不赘述。

当极片24上的活性层24b为负极活性层，在凹部t1位置所涂覆的负极活性物质要增加，由此提高了锂离子嵌入到负极活性层的机率，缓解析锂。

在一些实施例中，覆设于构造面S1的活性层24b为正极活性层，构造面S1上凸出形成凸部t2，凸部t2的表面构造形成第一涂覆区f1。

关于凸部t2的有关描述可以参照上述记载，在此不赘述。

当极片24上的活性层24b为正极活性层，在凸部t2位置所涂覆的正极活性物质要减小，由此提高了从正极活性层所脱嵌的锂离子含量，进而降低了锂离子无法顺利嵌入到负极活性层的机率，缓解析锂。

另一方面，本申请一些实施例还提供了一种电池单体20，包括壳体22和容纳于壳体22内的电芯组件23，电芯组件23包括第一极片、第二极片和分隔在第一极片和第二极片之间的隔离件，其中，第一极片和第二极片中至少一者为上述任一实施例提供的极片24。

可理解地，第一极片为正极极片，第二极片为负极极片。当第一极片由上述实施例中的极片24形成，第一极片的构造面S1形成有凸部t2。当第二极片由上述实施例中的极片24形成，第二极片的构造面S1形成有凹部t1。

隔离件用于电隔离第一极片和第二极片，且能够供电解液流动。隔离件可以但不限定为隔离膜，隔离件作为本领域的常用部件，在此不限定和赘述。

由于该电池单体20包括上述极片24，因此其具备上述所有有益效果，在此不限定。

另一方面，本申请一些实施例还提供了一种电池100，包括上述电池单体20。

另一方面，本申请一些实施例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。

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 (18)

1.一种集流结构(24a)，其特征在于，包括：

集流基体(24a1)，在自身厚度方向上具有构造面(S1)，所述构造面(S1)具有第一涂覆区(f1)及第二涂覆区(f2)；

其中，在所述集流基体(24a1)的厚度方向上，覆设于所述第一涂覆区(f1)表面上的活性层(24b)的厚度与覆设于所述第二涂覆区(f2)表面上的活性层(24b)的厚度不等。

2.根据权利要求1所述的集流结构(24a)，其特征在于，其中，所述构造面(S1)上凸出形成有凸部(t2)，所述凸部(t2)的表面构造为所述第一涂覆区(f1)。

3.根据权利要求1所述的集流结构(24a)，其特征在于，所述构造面(S1)上凹陷形成有凹部(t1)，所述凹部(t1)的表面构造为所述第一涂覆区(f1)。

4.根据权利要求1所述的集流结构(24a)，其特征在于，所述集流基体(24a1)在其厚度方向上具有相背的两个所述构造面(S1)，各所述构造面(S1)凸出形成有凸部(t2)或者凹陷形成凹部(t1)，所述凸部(t2)的表面构造为所在所述构造面(S1)的所述第一涂覆区(f1)，所述凹部(t1)的表面构造为所在所述构造面(S1)的所述第一涂覆区(f1)。

5.根据权利要求4所述的集流结构(24a)，其特征在于，全部所述构造面(S1)仅凸出形成有所述凸部(t2)或者仅凹陷形成所述凹部(t1)。

6.根据权利要求1所述的集流结构(24a)，其特征在于，所述集流基体(24a1)包括沿所述厚度方向层叠设置的支撑层(a1)和导电层(a2)，所述导电层(a2)在所述厚度方向上背离所述支撑层(a1)的一侧表面作为所述构造面(S1)。

7.根据权利要求6所述的集流结构(24a)，其特征在于，所述支撑层(a1) 与所述导电层(a2)相连的侧面为连接面(S2)；

所述连接面(S2)具有与覆设于自身的所述导电层(a2)的所述第一涂覆区(f1)所在位置相对应的第一支撑区(z1)，以及具有与覆设于自身的所述导电层(a2)的所述第二涂覆区(f2)所在位置相对应的第二支撑区(z2)；

在所述厚度方向上，所述第一支撑区(z1)与所述第一涂覆区(f1)的距离等于所述第二支撑区(z2)与所述第二涂覆区(f2)的距离。

8.根据权利要求7所述的集流结构(24a)，其特征在于，在所述厚度方向上，所述第一支撑区(z1)的正投影位于所述第一涂覆区(f1)的正投影范围内。

9.根据权利要求8所述的集流结构(24a)，其特征在于，在所述集流基体(24a1)的宽度方向上，所述第一支撑区(z1)至所述第一涂覆区(f1)的距离为0～5um。

10.根据权利要求7所述的集流结构(24a)，其特征在于，在所述集流基体(24a1)的宽度方向上，所述第一涂覆区(f1)的长度为3～15mm，所述第一支撑区的长度为0～14mm。

11.根据权利要求1所述的集流结构(24a)，其特征在于，在所述集流基体(24a1)的厚度方向上，所述第一涂覆区(f1)和所述第二涂覆区(f2)之间的距离为0～10um。

12.一种极片(24)，其特征在于，包括活性层(24b)及如权利要求1至11中任一项所述的集流结构(24a)；所述活性层(24b)覆设于所述第一涂覆区(f1)和所述第二涂覆区(f2)。

13.根据权利要求12所述的极片(24)，其特征在于，所述活性层(24b)背离所述构造面(S1)的一侧表面在所述厚度方向上等高。

14.根据权利要求12所述的极片(24)，其特征在于，覆设于所述构造面(S1)的所述活性层(24b)为负极活性层，所述构造面(S1)上凹陷形成凹部(t1)，所述凹部(t1)的表面构造形成所述第一涂覆区(f1)。

15.根据权利要求12所述的极片(24)，其特征在于，覆设于所述构造面(S1)的所述活性层(24b)为正极活性层，所述构造面(S1)上凸出形成凸部(t2)，所述凸部(t2)的表面构造形成所述第一涂覆区(f1)。

16.一种电池单体(20)，其特征在于，包括：

壳体(22)；

容纳于所述壳体(22)内的电芯组件(23)，所述电芯组件(23)包括第一极片、第二极片和分隔在所述第一极片和第二极片之间的隔离件；

其中，所述第一极片和所述第二极片中至少一者为权利要求12至15中任一项所述的极片(24)。

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

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

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