CN218274730U - 电极组件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电极组件、电池单体、电池及用电装置，电极组件包括电极主体和支撑结构，电极主体包括极片、隔膜以及由极片和/或隔膜卷绕形成的沿第一方向延伸的卷绕孔；支撑结构设置于卷绕孔并用于支撑卷绕孔，支撑结构包括沿第一方向延伸并与卷绕孔的内壁贴合的弧形外表面。本申请提供的电极组件的极片与隔膜不易产生皱痕。

Description

电极组件、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。

背景技术

随着节能减排观念的推广，使用电能作为驱动能的领域也越来越多，因此各个领域对于电池的需求也越来越大，电池领域技术的发展对其他领域的发展来说也越来越重要。

但是，在现有的电极组件的生产制造或使用过程中，电极组件的极片与隔膜易出现打皱现象，使得极片和隔膜上易产生皱痕，从而大大的影响了电极组件的工作稳定性及安全性能。

发明内容

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，能够使得电极组件的极片与隔膜不易产生皱痕。

第一方面，本申请提供了一种电极组件，电极组件包括电极主体和支撑结构，电极主体包括极片、隔膜以及由极片和/或隔膜卷绕形成的沿第一方向延伸的卷绕孔；支撑结构设置于卷绕孔并用于支撑卷绕孔，支撑结构包括沿第一方向延伸并与卷绕孔的内壁贴合的弧形外表面。

在本申请一些实施例的技术方案中，电极组件包括电极主体和支撑结构，电极主体包括极片与隔膜，金属离子能够在电极主体内的极片之间进行移动以产生电流。电极主体具有由极片和/或隔膜卷绕形成的沿第一方向延伸的卷绕孔，支撑结构设置于卷绕孔内并用于支撑卷绕孔，支撑结构能够向卷绕孔提供一定的张紧力，使得卷绕孔周围的极片和/或隔膜不易出现打皱现象，从而使得电极主体的极片与隔膜上不易产生皱痕，提高了电极组件的工作稳定性及安全性能。支撑结构具有沿第一方向延伸并于卷绕孔的内壁贴合的弧形外表面，与卷绕孔的内壁贴合的弧形外表面能够使得电极主体的极片与隔膜不易出现打折现象，使得各极片与隔膜间的间隙较小，使得金属离子不易在电极主体局部的浓度过大，使得金属离子能够在电极主体的极片之间进行较为快速的移动，也使得支撑结构不易对卷绕孔的内壁产生破坏。

在一些实施例中，支撑结构包括沿第二方向间隔分布的侧梁结构以及连接于两个相邻的侧梁结构间的横梁结构，其中，横梁结构沿第二方向延伸成型，侧梁结构沿第一方向延伸成型，弧形外表面设置于侧梁结构的外表面，第一方向与第二方向相交。支撑结构的侧梁结构与横梁结构能够用于支撑电极主体的卷绕孔，沿第二方向延伸且连接于两个相邻的侧梁结构间的横梁结构能够使得各侧梁结构间具有较为稳定的间距，使得侧梁结构能够向卷绕孔提供较为稳定的支撑作用，支撑结构的弧形外表面设置于沿第一方向延伸成型的侧梁结构的外表面，使得侧梁结构在对卷绕孔的内壁进行支撑时不易对卷绕孔的内壁产生破坏，也能使得电极主体的极片与隔膜不易出现打折现象。

在一些实施例中，侧梁结构为圆柱形或半圆柱形。通过设置侧梁结构为圆柱形或半圆柱形，使得侧梁结构上弧形外表面的弧形形状为圆弧形，使得与侧梁结构贴合的卷绕孔周围的极片和/或隔膜不易出现打皱和打折现象，也能使得侧梁结构在对卷绕孔的内壁进行支撑时不易对卷绕孔的内壁产生破坏，且圆柱形或半圆柱形的侧梁结构易于加工。

在一些实施例中，侧梁结构为空心圆柱形或空心半圆柱形。通过设置侧梁结构为空心圆柱形或空心半圆柱形，使得侧梁结构能够对电极主体提供支撑作用外还具有较轻的重量，降低了支撑结构对电极组件重量的影响。

在一些实施例中，侧梁结构沿第一方向的延伸尺寸小于或等于卷绕孔沿第一方向的延伸尺寸。通过设置侧梁结构沿第一方向的延伸尺寸小于或等于卷绕孔沿第一方向的延伸尺寸，使得侧梁结构不易从电极主体的卷绕孔中伸出，降低了支撑结构对电极组件外的其他器件的干涉影响。

在一些实施例中，侧梁结构沿第一方向的延伸尺寸小于或等于隔膜沿第一方向的延伸尺寸；和/或，侧梁结构沿第一方向的延伸尺寸大于或等于极片沿第一方向的延伸尺寸的三分之一。通过合理的设置侧梁结构沿第一方向的延伸尺寸，能够使得支撑结构不仅能起到较好的支撑作用还能够具有较轻的重量和较小的体积。

在一些实施例中，横梁结构设置于侧梁结构在第一方向上的至少一端。通过将横梁结构设置于侧梁结构在第一方向上的至少一端，使得支撑结构易被夹取以伸入卷绕孔或从卷绕孔中取出，且能够给与卷绕孔在第一方向上的至少一端提供支撑。

在一些实施例中，横梁结构为多个，多个横梁结构沿第一方向间隔分布。通过在第一方向上间隔设置多个横梁结构能够进一步的向卷绕孔提供支撑，且进一步使得各侧梁结构间具有较为稳定的间距，使得侧梁结构能够向卷绕孔提供较为稳定的支撑作用。

在一些实施例中，横梁结构具有功能孔，功能孔用于与夹取电极组件的夹爪连接。通过在横梁结构上设置功能孔，以便于夹爪对支撑结构的夹取，使得支撑结构易被夹取以伸入卷绕孔或从卷绕孔中取出。

在一些实施例中，横梁结构沿第二方向的延伸尺寸小于或等于卷绕孔在垂直于第一方向的平面上的投影的外周长的二分之一；和/或，横梁结构沿第二方向的延伸尺寸大于或等于卷绕孔在垂直于第一方向的平面上的投影的外周长的五分之二。通过合理的设置横梁结构在第二方向上的延伸尺寸，使得侧梁结构间能够具有较为合适的间距，使得卷绕孔能够被侧梁结构支撑，并具有一定的张紧力，也使得被侧梁结构支撑的卷绕孔不会被支撑的过于紧绷。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，电池单体包括壳体和上述任一项的电极组件，电极组件设置于壳体中。

在一些实施例中，弧形外表面的直径d与壳体在第三方向上的壳体厚度h间的关系 满足如下关系式：

，其中，第三方向与第一方向相交。通过合理的设置 弧形外表面的直径d与壳体在第三方向上的壳体厚度h间的关系，使得电极组件与壳体间具 有较为合适的群裕度。群裕度是指电极组件的尺寸与壳体的尺寸之间的比例。

第三方面，本申请提供了一种电池，电池包括箱体和上述任一项的电池单体，电池单体设置于箱体内。

第四方面，本申请提供了一种用电装置，用电装置包括上述任一项的电池单体，电池单体用于提供电能；或者，用电装置包括上述任一项的电池，电池用于提供电能。

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为本申请一些实施例的电极组件的结构示意图；

图5为本申请一些实施例的电极组件沿Z方向的剖面结构示意图；

图6为本申请另一些实施例的电极组件沿Z方向的剖面结构示意图；

图7为本申请一些实施例的支撑结构的结构示意图；

图8为本申请另一些实施例的支撑结构的结构示意图；

图9为本申请再一些实施例的支撑结构的结构示意图；

图10为本申请又一些实施例的支撑结构的结构示意图；

图11为本申请再一些实施例的电极组件沿Z方向的剖面结构示意图；

图12为本申请又一些实施例的电极组件沿Z方向的剖面结构示意图；

图13为本申请一些实施例的电池单体的结构示意图。

附图标号如下：

车辆1000；

电池100；控制器200；马达300；

电池单体10；上盖20；下盖30；

壳体1；

端盖2；注液孔21；

电极组件3；电极主体31；卷绕孔311；支撑结构32；侧梁结构321；弧形外表面321a；横梁结构322；功能孔322a；

电极端子4；

泄压机构5；

第一方向X;

第二方向Y；

第三方向Z。

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，本申请一些实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请一些实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请一些实施例的描述中，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一些实施例和简化描述，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一些实施例的限制。

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。在本申请一些实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请一些实施例的描述中，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一些实施例中的具体含义。

在本申请一些实施例的描述中，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。

本申请人注意到，随着电池的用量逐渐增大，电极组件的工作稳定性与安全性能也越来越重要。本申请人研究发现，在现有的电极组件的生产制造与使用过程中，当对电极组件进行卷绕或取料时，或在充放电的过程中，电极组件的极片与隔膜易出现打皱现象，使得极片和隔膜上易产生皱痕，从而大大的影响了电极组件的工作稳定性及安全性能。

为了使得电极组件的极片与隔膜不易产生皱痕，提高电极组件的工作稳定性及安全性能，申请人研究发现，可设置支撑结构以用于支撑电极主体。

例如，电极组件包括电极主体和支撑结构，可将支撑结构设置于电极主体的卷绕孔内以用于支撑卷绕孔。

在这样的电极组件中，电极主体包括极片、隔膜以及由极片和/或隔膜卷绕形成的沿第一方向延伸的卷绕孔，支撑结构设置于卷绕孔内并用于支撑卷绕孔，使得支撑结构能够向卷绕孔提供一定的张紧力，使得电极主体的极片与隔膜不易出现打皱现象，从而使得电极主体的极片与隔膜上不易产生皱痕，提高了电极组件的工作稳定性及安全性能。并且，支撑结构还包括沿第一方向延伸并与卷绕孔的内壁贴合的弧形外表面，与卷绕孔的内壁贴合的弧形外表面能够使得电极主体的极片与隔膜不易出现打折现象，使得各极片与隔膜间的间隙较小，使得金属离子不易在电极主体局部的浓度过大，使得金属离子能够在电极主体的极片之间进行较为快速的移动，也使得支撑结构不易对卷绕孔的内壁产生破坏。

本申请一些实施例提供一种电极组件，以及包括这种电极组件的电池单体、包括多个该电池单体的电池和使用该电池的用电装置。包括这种电极组件的电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请一些实施例对此并不限定。电池单体可呈扁平体、长方体或其它形状等，本申请一些实施例对此也不限定。

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。箱体可以一定程度上避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。这种电池适用于各种使用电池的用电设备，例如手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等；电池用于为上述用电设备提供电能。

本申请一些实施例提供的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。本申请一些实施例对上述用电装置不做特殊限制。

应理解，本申请一些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和用电设备，还可以适用于所有包括箱体的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。

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的分解结构示意图。电池100包括箱体和电池单体10。在一些实施例中，箱体可以包括上盖20和下盖30，上盖20与下盖30相互盖合，上盖20和下盖30共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。下盖30可以为一端开口的空心结构，上盖20可以为板状结构，上盖20盖合于下盖30的开口侧，以使上盖20与下盖30共同限定出容纳空间；上盖20和下盖30也可以是均为一侧开口的空心结构，上盖20的开口侧盖合于下盖30的开口侧。当然，上盖20和下盖30形成的箱体可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池100中，电池单体10可以是多个，多个电池单体10之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体内；当然，电池100也可以是多个电池单体10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10之间的电连接。

其中，每个电池单体10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10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10的分解结构示意图，图3中X方向为第一方向X，图3中Y方向为第二方向Y，图3中Z方向为第三方向Z。电池单体10是指组成电池100的最小单元。如图3，电池单体10包括有壳体1、端盖2、电极组件3、电极端子4、转接件以及其他的功能性部件。

端盖2是指盖合于壳体1的开口处以将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖2的形状可以与壳体1的形状相适应以配合壳体1。可选地，端盖2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2在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体10能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖2上可以设置有如电极端子4等的功能性部件。电极端子4可以用于与电极组件3电连接，以用于输出或输入电池单体10的电能。在一些实施例中，端盖2上还可以设置有用于在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构5。端盖2的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请一些实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖2的内侧还可以设置有绝缘构件，绝缘构件可以用于隔离壳体1内的电连接部件与端盖2，以降低短路的风险。示例性的，绝缘构件可以是塑料、橡胶等。在一些实施例中，端盖2还具有注液孔21，以通过注液孔21向壳体1内注入电解液。

壳体1是用于配合端盖2以形成电池单体10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3、电解液以及其他部件。壳体1和端盖2可以是独立的部件，可以于壳体1上设置开口，通过在开口处使端盖2盖合开口以形成电池单体10的内部环境。不限地，也可以使端盖2和壳体1一体化，具体地，端盖2和壳体1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1的内部时，再使端盖2盖合壳体1。壳体1可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形和六棱柱形等。具体地，壳体1的形状可以根据电极组件3的具体形状和尺寸大小来确定。壳体1的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请一些实施例对此不作特殊限制。

电极组件3是电池单体10中发生电化学反应的部件。壳体1内可以包含一个或更多个电极组件3。电极组件3可以主要由极片与隔膜卷绕形成。

根据本申请的一些实施例，图4为本申请一些实施例的电极组件3的结构示意图，图5为本申请一些实施例的电极组件3沿Z方向的剖面结构示意图。

请参照图4与图5，本申请提供了一种电极组件3，电极组件3包括电极主体31和支撑结构32，电极主体31包括极片（图中未示出）、隔膜（图中未示出）以及由极片和/或隔膜卷绕形成的沿第一方向X延伸的卷绕孔311；支撑结构32设置于卷绕孔311并用于支撑卷绕孔311，支撑结构32包括沿第一方向X延伸并与卷绕孔311的内壁贴合的弧形外表面321a。

在一些实施例中，电极主体31主要由极片与隔膜卷绕形成，极片可以包括正极片与负极片，隔膜设置于正极片与负极片之间，正极片与负极片上分别具有正极活性物质与负极活性物质，在充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应以产生电流。

在一些实施例中，支撑结构32设置于卷绕孔311内并可以向卷绕孔311提供张紧力，使得卷绕孔311能够保持在一定的张紧状态，使得电极主体31的极片与隔膜也受张紧力的作用不易产生皱痕。

可选地，支撑结构32上与卷绕孔311贴合的任意外表面都可被设置为弧形外表面321a，使得支撑结构32能够向卷绕孔311提供较优的支撑。

本申请提供的支撑结构32的材料可为任意一种可在电解液中稳定存在且不与电解液发生反应的高分子聚合物材料。例如，支撑结构32的材料可为聚对苯二甲酸乙二醇酯材料、聚丙烯材料或聚乙烯材料中的至少一种，使得支撑结构32不仅能够具有一定的结构强度，还能具有较轻的重量。

在本申请一些实施例的技术方案中，电极组件3包括电极主体31和支撑结构32，电极主体31包括极片与隔膜，金属离子能够在电极主体31内的极片之间进行移动以产生电流。电极主体31具有由极片和/或隔膜卷绕形成的沿第一方向X延伸的卷绕孔311，支撑结构32设置于卷绕孔311内并用于支撑卷绕孔311，支撑结构32能够向卷绕孔311提供一定的张紧力，使得卷绕孔311周围的极片和/或隔膜不易出现打皱现象，从而使得电极主体31的极片与隔膜上不易产生皱痕，提高了电极组件3的工作稳定性及安全性能。支撑结构32具有沿第一方向X延伸并于卷绕孔311的内壁贴合的弧形外表面321a，与卷绕孔311的内壁贴合的弧形外表面321a能够使得电极主体31的极片与隔膜不易出现打折现象，使得各极片与隔膜间的间隙较小，使得金属离子不易在电极主体31局部的浓度过大，使得金属离子能够在电极主体31的极片之间进行较为快速的移动，也使得支撑结构32不易对卷绕孔311的内壁产生破坏。

请继续参照图4与图5，根据本申请的一些实施例，可选地，支撑结构32包括沿第二方向Y间隔分布的侧梁结构321以及连接于两个相邻的侧梁结构321间的横梁结构322，其中，横梁结构322沿第二方向Y延伸成型，侧梁结构321沿第一方向X延伸成型，弧形外表面321a设置于侧梁结构321的外表面，第一方向X与第二方向Y相交。

图6为本申请另一些实施例的电极组件3沿Z方向的剖面结构示意图。

如图5与图6所示，本申请对侧梁结构321的数量不做限定，在一些实施例中，侧梁结构321的数量可以大于两个，每两个侧梁结构321间均可以连接有横梁结构322，其中，侧梁结构321中在第二方向Y上位于两侧的两根侧梁结构321可以主要用于向卷绕孔311提供张紧力，侧梁结构321中在第二方向Y上位于中间部分的侧梁结构321可以主要用于支撑电极主体31以使得电极主体31具有较好的平面度，使得电极主体31的极片与隔膜不易产生皱痕。可选地，多个侧梁结构321可沿第二方向Y等间隔分布。在另一些实施例中，侧梁结构321的数量可以仅为两个，使得支撑结构32具有较轻的重量。

支撑结构32的侧梁结构321与横梁结构322能够用于支撑电极主体31的卷绕孔311，沿第二方向Y延伸且连接于两个相邻的侧梁结构321间的横梁结构322能够使得各侧梁结构321间具有较为稳定的间距，使得侧梁结构321能够向卷绕孔311提供较为稳定的支撑作用，支撑结构32的弧形外表面321a设置于沿第一方向X延伸成型的侧梁结构321的外表面，使得侧梁结构321在对卷绕孔311的内壁进行支撑时不易对卷绕孔311的内壁产生破坏，也能使得电极主体31的极片与隔膜不易出现打折现象。

图7为本申请一些实施例的支撑结构32的结构示意图，图8为本申请另一些实施例的支撑结构32的结构示意图。

请参照图7与图8，本申请对侧梁结构321的形状不做限定，侧梁结构321的形状可为具有至少部分弧形表面的柱形或杆形，使得支撑结构32具有较小的体积，也使得支撑结构32具有较轻的重量。根据本申请的一些实施例，可选地，侧梁结构321为圆柱形或半圆柱形。

通过设置侧梁结构321为圆柱形或半圆柱形，使得侧梁结构321上弧形外表面321a的弧形形状为圆弧形，使得与侧梁结构321贴合的卷绕孔311周围的极片和/或隔膜不易出现打皱和打折现象，也能使得侧梁结构321在对卷绕孔311的内壁进行支撑时不易对卷绕孔311的内壁产生破坏，且圆柱形或半圆柱形的侧梁结构321易于加工。

图9为本申请再一些实施例的支撑结构32的结构示意图，图10为本申请又一些实施例的支撑结构32的结构示意图。

请参照图9与图10，根据本申请的一些实施例，可选地，侧梁结构321为空心圆柱形或空心半圆柱形。

通过设置侧梁结构321为空心圆柱形或空心半圆柱形，使得侧梁结构321能够对电极主体31提供支撑作用外还具有较轻的重量，降低了支撑结构32对电极组件3重量的影响。

图11为本申请再一些实施例的电极组件3沿Z方向的剖面结构示意图。

请参照图11，根据本申请的一些实施例，可选地，侧梁结构321沿第一方向X的延伸尺寸小于或等于卷绕孔311沿第一方向X的延伸尺寸。

在一些实施例中，支撑结构32在第一方向X上的至少一端与卷绕孔311在第一方向X上的至少一端平齐设置，使得支撑结构32能够向卷绕孔311在第一方向X上的至少一端提供支撑。

通过设置侧梁结构321沿第一方向X的延伸尺寸小于或等于卷绕孔311沿第一方向X的延伸尺寸，使得侧梁结构321不易从电极主体31的卷绕孔311中伸出，降低了支撑结构32对电极组件3外的其他器件的干涉影响。

根据本申请的一些实施例，可选地，侧梁结构321沿第一方向X的延伸尺寸小于或等于隔膜沿第一方向X的延伸尺寸；和/或，侧梁结构321沿第一方向X的延伸尺寸大于或等于极片沿第一方向X的延伸尺寸的三分之一。

通过合理的设置侧梁结构321沿第一方向X的延伸尺寸，能够使得支撑结构32不仅能起到较好的支撑作用还能够具有较轻的重量和较小的体积。

请继续参照图11，本申请对横梁结构322相较于侧梁结构321在第一方向X上的位置不做限定。根据本申请的一些实施例，可选地，横梁结构322设置于侧梁结构321在第一方向X上的至少一端。

通过将横梁结构322设置于侧梁结构321在第一方向X上的至少一端，使得支撑结构32易被夹取以伸入卷绕孔311或从卷绕孔311中取出，且能够给与卷绕孔311在第一方向X上的至少一端提供支撑。

图12为本申请又一些实施例的电极组件3沿Z方向的剖面结构示意图。

请参照图12，本申请对横梁结构322的数量不做限定，根据本申请的一些实施例，可选地，横梁结构322为多个，多个横梁结构322沿第一方向X间隔分布。

可选地，多个横梁结构322可沿第一方向X等间隔分布。

相邻两个侧梁结构321间可以具有多个横梁结构322，多个横梁结构322可沿第一方向X间隔分布，横梁结构322能够用于支撑电极主体31以使得电极主体31具有较好的平面度。

通过在第一方向X上间隔设置多个横梁结构322能够进一步的向卷绕孔311提供支撑，且进一步使得各侧梁结构321间具有较为稳定的间距，使得侧梁结构321能够向卷绕孔311提供较为稳定的支撑作用。

本申请对横梁结构322的形状不做限定，横梁结构322的形状可为柱形或杆形，使得支撑结构32具有较小的体积，也使得支撑结构32具有较轻的重量。

请参照图4与至图12，根据本申请的一些实施例，可选地，横梁结构322具有功能孔322a，功能孔322a用于与夹取电极组件3的夹爪连接。

本申请对功能孔322a的具体形状不做限定，功能孔322a的形状和尺寸可根据用于与夹取电极组件3的夹爪的形状和尺寸来进行设置。在一些实施例中，功能孔322a可为通孔或盲孔，当功能孔322a为通孔时能够使得横梁结构322将会具有较轻的重量。在一些实施例中，功能孔322a可以为圆孔或条形孔，当功能孔322a为条形孔时能够使得横梁结构322将会具有较轻的重量。

在一些实施例中，如图10所示，当侧梁结构321为空心半圆柱时，功能孔322a可与侧梁结构321的空心部分相连通。

通过在横梁结构322上设置功能孔322a，以便于夹爪对支撑结构32的夹取，使得支撑结构32易被夹取以伸入卷绕孔311或从卷绕孔311中取出。

根据本申请的一些实施例，可选地，横梁结构322沿第二方向Y的延伸尺寸小于或等于卷绕孔311在垂直于第一方向X的平面上的投影的外周长的二分之一；和/或，横梁结构322沿第二方向Y的延伸尺寸大于或等于卷绕孔311在垂直于第一方向X的平面上的投影的外周长的五分之二。

通过合理的设置横梁结构322在第二方向Y上的延伸尺寸，使得侧梁结构321间能够具有较为合适的间距，使得卷绕孔311能够被侧梁结构321支撑，并具有一定的张紧力，也使得被侧梁结构321支撑的卷绕孔311不会被支撑的过于紧绷。

图13为本申请一些实施例的电池单体的结构示意图。

如图13所示，根据本申请的一些实施例，本申请的再一些实施例中还提供了一种电池单体10，电池单体10包括壳体1和上述任一方案所述的电极组件3，电极组件3设置于壳体1中。

根据本申请的一些实施例，可选地，弧形外表面321a的直径d与壳体1在第三方向Z 上的壳体厚度h间的关系满足如下关系式：

，其中，第三方向Z与第一 方向X相交。

在一些实施例中，电池单体10内设置有一个或多个电极组件3。

通过合理的设置弧形外表面321a的直径d与壳体1在第三方向Z上的壳体厚度h间的关系，使得一个或多个电极组件3与壳体1间具有较为合适的群裕度。在一些实施例中，群裕度是指电极组件的尺寸与壳体的尺寸之间的比例。

根据本申请的一些实施例，本申请的再一些实施例中还提供了一种电池，电池包括箱体和上述任一方案所述的电池单体，电池单体设置于箱体内。

根据本申请的一些实施例，本申请的再一些实施例中还提供了一种用电装置，用电装置包括上述任一方案所述的电池单体，电池单体用于提供电能；或者，用电装置包括上述任一方案所述的电池，电池用于提供电能。

请参照图4至图13，根据本申请的一些实施例，本申请的一些实施例中提供了一种电极组件3，电极组件3包括电极主体31和支撑结构32，电极主体31包括极片、隔膜以及由极片和/或隔膜卷绕形成的沿第一方向X延伸的卷绕孔311。支撑结构32设置于卷绕孔311内并用于支撑卷绕孔311，支撑结构32包括第二方向Y间隔分布的侧梁结构321以及连接于两个相邻的侧梁结构321间的横梁结构322，其中，横梁结构322沿第二方向Y延伸成型，侧梁结构321沿第一方向X延伸成型，弧形外表面321a设置于侧梁结构321的外表面，第一方向X与第二方向Y相交。侧梁结构321可为圆柱形、半圆柱形、空心圆柱形或空心半圆柱形中的至少一种。侧梁结构321沿第一方向X的延伸尺寸小于或等于隔膜沿第一方向X的延伸尺寸，和/或，侧梁结构321沿第一方向X的延伸尺寸大于或等于极片沿第一方向X的延伸尺寸的三分之一，横梁结构322设置于侧梁结构321在第一方向X上的至少一端。横梁结构322沿第二方向Y的延伸尺寸小于或等于卷绕孔311在第一方向X上的投影的外周长的二分之一，和/或，横梁结构322沿第二方向Y的延伸尺寸大于或等于卷绕孔311在第一方向X上的投影的外周长的五分之二。横梁结构322上设置有功能孔322a，功能孔322a用于与夹取电极组件3的夹爪连接。

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 (14)

1.一种电极组件，其特征在于，包括：

电极主体，所述电极主体包括极片、隔膜以及由所述极片和/或所述隔膜卷绕形成的沿第一方向延伸的卷绕孔；

支撑结构，所述支撑结构设置于所述卷绕孔并用于支撑所述卷绕孔，所述支撑结构包括沿所述第一方向延伸并与所述卷绕孔的内壁贴合的弧形外表面。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述支撑结构包括沿第二方向间隔分布的侧梁结构以及连接于两个相邻的所述侧梁结构间的横梁结构，

其中，所述横梁结构沿第二方向延伸成型，所述侧梁结构沿第一方向延伸成型，所述弧形外表面设置于所述侧梁结构的外表面，所述第一方向与所述第二方向相交。

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述侧梁结构为圆柱形或半圆柱形。

4.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述侧梁结构为空心圆柱形或空心半圆柱形。

5.根据权利要求2至4任一项所述的电极组件，其特征在于，所述侧梁结构沿所述第一方向的延伸尺寸小于或等于所述卷绕孔沿所述第一方向的延伸尺寸。

6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述侧梁结构沿所述第一方向的延伸尺寸小于或等于所述隔膜沿所述第一方向的延伸尺寸；和/或，

所述侧梁结构沿所述第一方向的延伸尺寸大于或等于所述极片沿所述第一方向的延伸尺寸的三分之一。

7.根据权利要求2至4任一项所述的电极组件，其特征在于，所述横梁结构设置于所述侧梁结构在所述第一方向上的至少一端。

8.根据权利要求2至4任一项所述的电极组件，其特征在于，所述横梁结构为多个，多个所述横梁结构沿所述第一方向间隔分布。

9.根据权利要求2至4任一项所述的电极组件，其特征在于，所述横梁结构具有功能孔，所述功能孔用于与夹取所述电极组件的夹爪连接。

10.根据权利要求2至4任一项所述的电极组件，其特征在于，所述横梁结构沿第二方向的延伸尺寸小于或等于所述卷绕孔在垂直于所述第一方向的平面上的投影的外周长的二分之一；和/或，

所述横梁结构沿所述第二方向的延伸尺寸大于或等于所述卷绕孔在垂直于所述第一方向的平面上的投影的外周长的五分之二。

11.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体；

根据权利要求1至10中任一项所述的电极组件，所述电极组件设置于所述壳体中。

12.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述弧形外表面的直径d与所述壳体在第三方向上的壳体厚度h间的关系满足如下关系式：

，

其中，所述第三方向与所述第一方向相交。

13.一种电池，其特征在于，包括：

箱体；

根据权利要求11至12任一项所述的电池单体，所述电池单体设置于所述箱体内。

14.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括根据权利要求11-12中任一项所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能；或者，所述用电装置包括根据权利要求13所述的电池，所述电池用于提供电能。

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