CN218351501U - 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：至少两个极片；隔离膜，与极片交替层叠设置；其中，至少一个隔离膜部分伸出于各极片的至少部分边缘外并在伸出方向上构造形成缓冲部。本申请中提供的电极组件、电池单体、电池及用电装置能够缓解电极组件因膨胀而导致的一系列问题，从而能够优化电池单体及电池的工作性能。

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。

电池由若干个电池单体组成。电池单体包括外壳及设于外壳内的电极组件，在循环充放电一段时间后，电极组件的极片会发生膨胀。若直接使用外壳将电极组件束缚，则在膨胀过程中容易导致极片过压的现象，进而造成极片脱碳等问题。而如果没有其他结构对电极组件进行约束，则极片会在外壳内过度晃动，进而也容易导致极片脱碳等问题。

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，能够缓解电极组件的极片脱碳的问题，从而能够优化电池单体及电池的工作性能。

第一方面，本申请提供了一种电极组件，电极组件包括；

至少两个极片；

隔离膜，与极片交替层叠设置；

其中，至少一个隔离膜部分伸出于各极片的至少部分边缘外并在伸出方向上构造形成缓冲部。

由隔离膜形成的缓冲部具有一定的弹性，当极片沿缓冲部的伸出方向膨胀时，缓冲部可以吸收至少部分极片膨胀的体积，以便于降低极片过压并导致脱碳的风险。此外，缓冲部还可对电极组件进行约束，以避免电极组件在外壳内晃动，从而有助于降低极片脱落的概率。

在一些实施例中，极片包括主体部及极耳部，主体部包括沿第一方向X相对且间隔设置的第一外缘及第二外缘，第一外缘和/或第二外缘上凸设有极耳部；

其中，至少一个隔离膜具有沿第一方向伸出于第一外缘和/或第二外缘外的缓冲部。

在实际使用的过程中，极片在第一方向X上存在一定比例的膨胀。膨胀时，极片容易与端盖接触，并造成过压现象。而通过设置至少一个隔离膜具有沿第一方向伸出于第一外缘和/或第二外缘外的缓冲部，该缓冲部可以缓解极片在第一方向上的膨胀，以便于降低电极组件脱碳的风险。

在一些实施例中，极耳部具有位于各隔离膜外的连接部，连接部用于电连接电池单体的极柱或转接件。

在该种设计下，在连接部与电池单体的极柱或转接件焊接的过程中，缓冲部不会妨碍连接部与极柱，或者连接部与转接件的焊接。

在一些实施例中，第一外缘上未凸设有极耳部的位置形成第一区域，第二外缘上未凸设有极耳部的位置形成第二区域；

伸出于第一外缘的缓冲部伸出于第一区域外，伸出于第二外缘的缓冲部伸出于第二区域外。

在这样的实施例中，伸出同一外缘外的缓冲部与极耳部，在该外缘上设置极耳部的区域与未设置极耳部的区域之间的连线上完全错位设置，这样，可进一步避免缓冲部妨碍极耳部与极柱或者转接件之间的焊接，从而有助于提升电池单体装配的可靠性。

在一些实施例中，每个隔离膜均具有伸出于第一区域和第二区域外的缓冲部。

这样，在电极组件沿第一方向相对设置的第一端及第二端处，均具有缓冲部进行缓冲，因此，电极组件在第一方向上具有更大的缓冲量，从而能够极大的降低极片在第一方向上与外壳的两个端盖之间的形成过压的风险，保证了电池单体的工作可靠性。

在一些实施例中，伸出于第一区域外的缓冲部与伸出于第二区域外的缓冲部在第一方向上的投影至少部分重叠。

在这样的实施例中，伸出第一区域外的缓冲部，与对应的伸出第二区域外的缓冲部的连线方向大致与第一方向重合，则膨胀时，外壳对电极组件的挤压力能够较为均匀地分摊给伸出第一区域及第二区域外对应的缓冲部上，以能够避免电极组件的一端因挤压过度而造成过压现象。

在一些实施例中，主体部在第一方向上的长度均为L₁，主体部在第一方向上的膨胀率为K，缓冲部在第一方向上可压缩的长度为L₂，L₂满足条件：L₂≥L₁*K。

L₂满足条件：L₂≥L₁*K，则在极片膨胀后，每个缓冲部可以完全吸收极片膨胀的长度，从而能够避免电极组件与端盖之间形成过压，有助于优化电池单体及电池的工作性能。

在一些实施例中，缓冲部的长度为L₃，L₃满足条件：5mm≤L₃≤40mm。

通过设置缓冲部的长度L₃满足条件：5mm≤L₃≤40mm，则电极组件装配于外壳内时，缓冲部受端盖的挤压可以形成厚度较为适宜的缓冲结构，这样，在不会导致电池单体在第一方向上的尺寸增大的同时，还具有较好的缓冲效果。

在一些实施例中，隔离膜与极片交替层叠并卷绕成卷绕状，或隔离膜与极片交替层叠形成叠片状。

在该两种电极组件中，电极组件能够缓解自身膨胀而导致的一系列问题，从而能够优化电池单体及电池的工作性能。

在一些实施例中，缓冲部为片状结构，伸出各极片同一侧边缘外的所有缓冲部沿隔离膜与极片的层叠方向依次间隔堆叠设置。

在该种实施例中，只要设置隔离膜在第一方向上的尺寸大于极片，且在隔离膜与极片层叠设置完成后便可形成缓冲部。这样，有助于提升缓冲部形成的简便性。

在一些实施例中，缓冲部沿其伸出方向折叠设置。

折叠设置的缓冲部在第一方向上具有更优的伸缩能力，从而能够进一步提升缓冲效果。

第二方面，本申请提供了一种电池单体，包括：

外壳，具有容纳腔；以及

如上述任一项所述的电极组件，电极组件设于容纳腔内，且缓冲部沿其伸出方向与容纳腔的腔壁直接或间接接触。

在极片膨胀的过程中，缓冲部可以吸收极片沿缓冲部伸出方向上的膨胀体积，从而能够降低极片脱碳的风险。

在一些实施例中，极片包括主体部及极耳部，主体部包括沿第一方向相对且间隔设置的第一外缘及第二外缘，第一外缘和/或第二外缘上凸设有极耳部；

其中，至少一个隔离膜具有沿第一方向伸出于第一外缘和/或第二外缘外的缓冲部，极耳部具有位于各隔离膜外的连接部，连接部用于电连接电池单体的极柱或转接件。

在该种设计下，可防止极片过压，且在连接部与电池单体的极柱或转接件焊接的过程中，缓冲部不会妨碍连接部与极柱的焊接，或者连接部与转接件的焊接。

在一些实施例中，外壳包括第一腔壁及第二腔壁，第一腔壁面向第一外缘设置，第二腔壁面向第二外缘设置；

电池单体还包括缓冲组件，第一外缘与第一腔壁之间设有至少一个缓冲组件，和/或,第二外缘与第二腔壁之间设有至少一个缓冲组件。

缓冲组件的设置，可以确保电极组件与端盖之间可以形成缓冲，能够进一步保证缓冲效果，以降低极片脱碳的风险。

在一些实施例中，缓冲组件包括均衡支架及缓冲件；

缓冲件夹设于所述均衡支架与容纳腔的腔壁之间，所述均衡支架布置于缓冲件与电极组件之间。

均衡支架具有支撑缓冲件的作用，均衡支架能够将缓冲件稳定地支撑于电极组件与容纳腔的腔壁之间，且在极片膨胀时，均衡支架能够将端盖的缓冲力均匀地分散至电极组件上，以缓解极片局部形成过压而导致脱碳的问题。

在一些实施例中，均衡支架夹设于缓冲件与缓冲部之间且与缓冲部面接触。

通过设置均衡支架夹设于缓冲件与缓冲部之间且与缓冲部面接触，一方面，能够提升均衡支架安装的稳定性，另一方面，均衡支架还能端盖施加的挤压力均匀地分散至电极组件，以缓解极片局部形成过压而导致脱碳的问题。

第三方面，本申请提供了一种电池，其包括：

箱体；

如上述任一项所述的电池单体，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，包括上述电池，电池用于提供电能，或者包括上述任一项所述的电池单体，电池单体用于提供电能。

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爆炸图；

图3为本申请一些实施例的电池单体的爆炸图；

图4为本申请另一些实施例中电池单体的爆炸图；

图5为本申请一些实施例中电极组件的结构示意图；

图6为本申请一些实施例中隔离膜的结构示意图；

图7为本申请一些实施例中电池单体的侧视图；

图8为图7所示的电池单体沿A-A方向上的剖面图；

图9为图8所示的电池单体局部结构B的放大示意图；

图10为图8所示的电池单体局部结构C的放大示意图。

附图标号：

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、电极组件；211、隔离膜；2111、缓冲部；212、极片；2121、第一外缘；2122、第二外缘；2123、主体部；2124、极耳部；2125、第一区域；2126、第二区域；22、外壳；221、壳体；222、端盖；223、容纳腔；224、第一腔壁；225、第二腔壁；23、缓冲组件；231、均衡支架；2311、避位口；232、缓冲件；24、极柱。

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，电池的应用越加广泛。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。

电池由若干个电池单体组成。电池单体包括外壳及设于外壳内的电极组件，在循环充放电一段时间后，电极组件的极片会发生膨胀。若直接使用外壳将电极组件束缚，则在膨胀过程中容易导致极片过压的现象，进而造成脱碳等问题。而如果没有其他结构对电极组件进行约束，则极片会在外壳内过度晃动，进而也容易导致脱碳等问题。

为了缓解电极组件在电池单体内的上述的脱碳问题，申请人深入研究发现，设计了一种电极组件，电极组件包括隔离膜及至少两个极片，隔离膜与极片交替层叠设置；其中，至少一个隔离膜部分伸出于各极片的至少部分边缘外并在伸出方向上构造形成缓冲部。

其中，缓冲部伸出至各极片的至少部分边缘外并在其伸出方向上与外壳的内壁连接。由隔离膜形成的缓冲部具有一定的弹性，当极片沿缓冲部的伸出方向膨胀时，缓冲部可以吸收至少部分极片膨胀的体积，从而能够降低极片过压并导致脱碳的风险。此外，缓冲部还可对电极组件进行约束，以减弱电极组件在外壳内晃动。这样，电池单体及电池的工作性能能够得到有效地优化。

请参照图1，本申请实施例公开的电池100可以但不限用于车辆1000、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100等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于优化电池单体20及电池100的工作性能。

本申请实施例提供一种使用电池100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。

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可以用于为车辆1000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，电池100包括箱体10及电池单体20。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共同限定形成容置电池100的容置腔。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共同限定形成容置腔；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。

其中，每个电池单体20可以为二次电池100或一次电池100；还可以是锂硫电池100、钠离子电池100或镁离子电池100，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及图4，电池单体20是指组成电池100的最小单元。电池单体20包括外壳22、电极组件21以及其他的供能性部件。其中，外壳22包括壳体221及端盖222。

端盖222是指盖合于壳体221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222的形状可以与壳体221的形状相适应以配合壳体221。可选地，端盖222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222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222上可以设置有如极柱24等的功能性部件。极柱24可以用于与电极组件21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222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222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222的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体221内的电连接部件与端盖222，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221是用于配合端盖222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21、电解液以及其他部件。壳体221和端盖222可以是独立的部件，可以于壳体221上设置开口，通过在开口处使端盖222盖合开口以形成电池单体20的内部环境。比如，壳体221可以为一端开口的中空结构，端盖222为一个并盖合于壳体221的开口处，或者，壳体221可以为两端开口的结构，端盖222为两个并分别盖合于壳体221两端的开口处。不限地，也可以使端盖222和壳体221一体化，具体地，端盖222和壳体221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221的内部时，再使端盖222盖合壳体221。壳体221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221的形状可以根据电极组件21的具体形状和尺寸大小来确定。壳体221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。

以下实施例均以壳体221为两端开口的结构，外壳22包括两个端盖222为例进行说明。

请一并参阅图5及图6，电极组件21是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体221内可以包含一个或更多个电极组件21。电极组件21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离膜211。正极片和负极片具有活性物质的部分分别构成各自的主体部2123，正极片和负极片不具有活性物质的部分分别构成各自的极耳部2124。同一极片212上可以在一端或者相对的两端设置极耳部2124，正极片的极耳部2124和负极片的极耳部2124可以位于电极组件21的同一端，也可以分别位于电极组件21的相对的两端。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，极耳部2124连接极柱24以形成电流回路。

请再次参阅图4、图5及图6，在本申请的一些实施例中，电极组件21包括隔离膜211及至少两个极片212。隔离膜211与极片212交替层叠设置；其中，至少一个隔离膜211部分伸出于各极片212的至少部分边缘外并在伸出方向上构造形成缓冲部2111。

具体地，极片212可以为正极片或者负极片，在所有的极片212中，一定包括正极片及负极片。隔离膜211与极片212交替层叠设置，比如，可以按照正极片、隔离膜211、负极片、隔离膜211、正极片、隔离膜211、负极片......的交替方式层叠设置；或者，也可以按照负极片、隔离膜211、正极片、隔离膜211、负极片、隔离膜211、正极片......的交替方式层叠设置；或者，也可以按照隔离膜211、正极片、隔离膜211、负极片、隔离膜211、正极片......的交替方式层叠设置；或者，还可以按照隔离膜211、负极片、隔离膜211、正极片、隔离膜211、负极片......的交替方式层叠设置等等。具体层叠方式在此处不做限定，仅需保证正极片与负极片为交替层叠设置，且正极片与负极片之间间隔设置有隔离膜211即可。

在一些实施例中，在所有的隔离膜211中，可以仅部分个数的隔离膜211上构造形成有缓冲部2111，或者，也可以所有的隔离膜211上均构造形成有缓冲部2111，具体可以根据需求进行选择。隔离膜211上构造形成的缓冲部2111可以为一个或者多个。优选地，每个隔离膜211上均具有伸出于各极片212的至少部分边缘外的缓冲部2111。

缓冲部2111可以由隔离膜211上伸出各极片212的至少部分边缘外的结构构造形成，也可以由隔离膜211上伸出各极片212的全部边缘外的结构构造形成。缓冲部2111伸出于极片212的边缘外时，可以伸出边缘的部分区域外，或者，也可以伸出边缘的全部区域外。

以电极组件21为卷绕式，且每个极片212包括相对设置的第一外缘2121及第二外缘2122为例，第一外缘2121及第二外缘2122分别设置于电极组件21相对的两端，缓冲部2111可以由隔离膜211上伸出各极片212的第一外缘2121及第二外缘2122中的至少一者的部分或者全部的结构构造形成。比如，缓冲部2111由隔离膜211同时伸出第一外缘2121部分区域外及第二外缘2122的部分区域外的结构构成；或者，缓冲部2111由隔离膜211同时伸出第一外缘2121全部区域外及第二外缘2122的全部区域外的结构构成，或者，也可以由隔离膜211同时伸出第一外缘2121部分区域外及第二外缘2122的全部区域外的结构构成。

在本申请的一些实施例中，缓冲部2111伸出至各极片212的至少部分边缘外并沿在其伸出方向上与外壳22的内壁连接。由隔离膜211形成的缓冲部2111具有一定的弹性，当极片212沿缓冲部2111的伸出方向膨胀时，缓冲部2111可以吸收至少部分极片212膨胀的体积，以便于降低极片212过压并导致脱碳的风险。此外，缓冲部2111还可对电极组件21进行约束，以减缓电极组件21在外壳22内的晃动，进而也容易降低脱碳的风险。这样，电池单体20及电池100的工作性能能够得到有效地优化。

请一并参阅图7及图8，在本申请的一些实施例中，极片212包括主体部2123及极耳部2124，主体部2123包括沿第一方向X相对且间隔设置的第一外缘2121及第二外缘2122，第一外缘2121和/或第二外缘2122上凸设有极耳部2124；其中，至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第一外缘2121和/或第二外缘2122外的缓冲部2111。

第一外缘2121和/或第二外缘2122上凸设有极耳部2124，比如，第一外缘2121上凸设有极耳部2124，或者，第二外缘2122上凸设有极耳部2124，或者，第一外缘2121及第二外缘2122上均凸设有极耳部2124。

其中，正极片及负极片均包括主体部2123及极耳部2124，且正极片及负极片的主体部2123均具有第一外缘2121及第二外缘2122，正极片的第一外缘2121和/或第二外缘2122上凸设有极耳部2124，负极片的第一外缘2121和/或第二外缘2122上凸设有极耳部2124。而且，正极片的第一外缘2121与负极片的第一外缘2121均位于电极组件21的第一端，正极片的第二外缘2122与负极片的第二外缘2122均位于电极组件21沿第一方向X与第一端间隔设置的第二端。

至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第一外缘2121和/或第二外缘2122外的缓冲部2111，包括实施例至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第一外缘2121的缓冲部2111；或者包括实施例至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第二外缘2122的缓冲部2111；或者，包括实施例至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第一外缘2121的缓冲部2111以及沿第一方向X伸出于第二外缘2122外的缓冲部2111。

优选地，每个隔离膜211均具有伸出第一外缘2121及第二外缘2122外的缓冲部2111。

其中，第一方向X为双向方向，也为壳体221与端盖222的连线方向。沿第一方向X伸出于第一外缘2121的缓冲部2111与沿第一方向X伸出第二外缘2122的缓冲部2111的伸出方向相反。比如，以第一方向X为竖直方向为例，第一外缘2121位于第二外缘2122上方，沿第一方向X伸出于第一外缘2121的缓冲部2111向上伸出第一外缘2121，沿第一方向X伸出于第二外缘2122的缓冲部2111向下伸出第二外缘2122。

任意一个极片212中，可以在第一外缘2121外和/或第二外缘2122外可以凸设极耳部2124，第一外缘2121外和/或第二外缘2122外可以伸出设置缓冲部2111。比如，可以在极片212的第一外缘2121上凸设极耳部2124，在第二外缘2122外伸出设置缓冲部2111；或者，也可以在第一外缘2121外及第二外缘2122外均凸设极耳部2124，在第一外缘2121外伸出设置缓冲部2111等等。

在实际使用的过程中，相关技术中的极片212在第一方向X上存在一定比例的膨胀。膨胀时，极片212容易与端盖222接触，并造成过压现象。而本申请的实施例中通过设置至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第一外缘2121和/或第二外缘2122外的缓冲部2111，该缓冲部2111可以缓解极片212在第一方向X上的膨胀，以便于降低电极组件21脱碳的风险。

在本申请的一些实施例中，极耳部2124具有位于各隔离膜211外的连接部，连接部用于电连接电池单体20的极柱24或转接件。

也就是说，在凸伸于同一外缘的极耳部2124及缓冲部2111中，该极耳部2124具有凸伸于缓冲部2111外的连接部。比如，以第一外缘2121外均凸伸有极耳部2124及缓冲部2111为例，凸设于第一外缘2121的极耳部2124的连接部凸伸于伸出第一外缘2121的缓冲部2111外。又以第二外缘2122外均凸伸有极耳部2124及缓冲部2111为例，凸设于第二外缘2122的极耳部2124的连接部凸伸于伸出第二外缘2122的缓冲部2111外。

转接件是指电连接于极耳部2124与极柱24之间的导电件。极耳部2124可以直接与极柱24焊接，或者，也可以通过转接件与极柱24焊接。

在该种设计下，在连接部与电池单体20的极柱24或转接件焊接的过程中，缓冲部2111不会妨碍连接部与极柱24，或者连接部与转接件的焊接。

在本申请的一些实施例中，第一外缘2121上未凸设有极耳部2124的位置形成第一区域2125，第二外缘2122上未凸设有极耳部2124的位置形成第二区域2126；伸出于第一外缘2121的缓冲部2111伸出于第一区域2125外，伸出于第二外缘2122的缓冲部2111伸出于第二区域2126外。

以第一外缘2121上凸设有极耳部2124，且凸设极耳部2124的区域为第三区域为例，在第三区域与第一区域2125的连线方向上(如图4中箭头Y所示的方向)，凸设于第三区域的极耳部2124与伸出第一区域2125外的缓冲部2111完全错位设置。同样地，以第二外缘2122上凸设有极耳部2124，且凸设极耳部2124的区域为第四区域为例，在第四区域与第二区域2126的连线方向上(如图4中箭头Y所示的方向)，凸设于第四区域的极耳部2124与伸出第二区域2126外的缓冲部2111完全错位设置。

在这样的实施例中，伸出同一外缘外的缓冲部2111与极耳部2124，在该外缘上设置极耳部2124的区域与未设置极耳部2124的区域之间的连线上完全错位设置，这样，可进一步避免缓冲部2111妨碍极耳部2124与极柱24或者转接件之间的焊接，从而有助于提升电池单体20装配的可靠性。

在本申请的一些实施例中，每个隔离膜211均具有伸出于第一区域2125和第二区域2126外的缓冲部2111。

也就是说，每个隔离膜211上构造形成的所有个数的缓冲部2111，部分个数的缓冲部2111凸伸于第一区域2125外，其余个数的缓冲部2111凸伸于第二区域2126外。

这样，在电极组件21沿第一方向X相对设置的第一端及第二端处，均具有缓冲部2111进行缓冲，因此，电极组件21在第一方向X上具有更大的缓冲量，从而能够极大的降低极片212在第一方向X上与外壳22的两个端盖222之间的形成过压的风险，保证了电池单体20的工作可靠性。

在本申请的一些实施例中，伸出于第一区域2125外的缓冲部2111与伸出于第二区域2126外的缓冲部2111在第一方向X上的投影至少部分重叠。

其中，伸出于第一区域2125外的缓冲部2111与伸出于第二区域2126外的缓冲部2111在第一方向X上的投影均位于其中一个端盖222面向电极组件21的内表面上。伸出于第一区域2125外的缓冲部2111与伸出于第二区域2126外的缓冲部2111在第一方向X上的投影至少部分重叠，是指伸出于第一区域2125外的缓冲部2111与伸出于第二区域2126外的缓冲部2111沿第一方向X在该内表面上的投影至少部分重叠。

优选地，在一些实施例中，伸出于第一区域2125外的缓冲部2111与伸出于第二区域2126外的缓冲部2111沿第一方向X在该内表面上的投影完全重叠。若伸出第一区域2125外的缓冲部2111及伸出第二外缘2122外的缓冲部2111均为多个，全部伸出第一区域2125外的缓冲部2111在第三区域与第一区域2125的连线方向上依次布设，全部伸出第二区域2126外的缓冲部2111在第四区域与第一区域2125的连线方向上依次布设，且全部伸出第一区域2125外的缓冲部2111与全部伸出第二区域2126外的缓冲部2111在第一方向X上一一对应。此外，伸出第一区域2125外的缓冲部2111与对应的伸出第二区域2126外的缓冲部2111在第一方向X上的投影至少部分重叠。

在这样的实施例中，伸出第一区域2125外的缓冲部2111，与对应的伸出第二区域2126外的缓冲部2111的连线方向大致与第一方向X重合，则膨胀时，外壳22对电极组件21的挤压力能够较为均匀地分摊给伸出第一区域2125及第二区域2126外对应的缓冲部2111上，以能够避免电极组件21的一端因挤压过度而造成过压现象。

在本申请的一些实施例中，主体部2123在第一方向X上的长度均为L₁，主体部2123在第一方向X上的膨胀率为K，缓冲部2111在第一方向X上可压缩的长度为L₂，L₂满足条件：L₂≥L₁*K。

膨胀率的具体测试过程为：先测量未进行过充放电循环的极片212在第一方向X上的初始长度，然后，对极片212进行设定次数的充放电循环，以使极片212发生膨胀，之后，测量极片212膨胀后在第一方向X上的长度，再通过计算公式：(极片212膨胀后的长度-初始长度)/初始长度，即可得到极片212在第一方向X上的膨胀率K，也即为主体部2123在第一方向X上的膨胀率K。

L₂满足条件：L₂≥L₁*K，则在极片212膨胀后，每个缓冲部2111可以完全吸收极片212膨胀的长度，从而能够避免电极组件21与端盖222之间形成过压，有助于优化电池单体20及电池100的工作性能。

在本申请的一些实施例中，缓冲部2111的长度为L₃，L₃满足条件：5mm≤L₃≤40mm。

缓冲部2111伸出的长度越长，则缓冲性能越好。但从节约材料以及电池单体20在第一方向X上的尺寸考量，缓冲部2111的长度又不能过大。

其中，缓冲部2111的长度L₃是指缓冲部2111沿第一方向X完全伸展时的长度，当电极组件21装配于外壳22内时，受外壳22尺寸的影响，缓冲部2111会发生折叠。

通过设置缓冲部2111的长度L₃满足条件：5mm≤L₃≤40mm，则电极组件21装配于外壳22内时，缓冲部2111受端盖222的挤压可以形成厚度较为适宜的缓冲结构，这样，在不会导致电池单体20在第一方向X上的尺寸增大的同时，还具有较好的缓冲效果。

在本申请的一些实施例中，隔离膜211与极片212交替层叠并卷绕成卷绕状，或隔离膜211与极片212交替层叠形成叠片状。

也就是说，隔离膜211与极片212交替层叠并卷绕成卷绕式的电极组件21，隔离膜211与极片212交替层叠形成叠片式的电极组件21。

在该两种电极组件21中，电极组件21能够缓解自身膨胀而导致的一系列问题，从而能够优化电池单体20及电池100的工作性能。

请再次参阅图5，在本申请的一些实施例中，缓冲部2111为片状结构，伸出各极片212同一侧边缘外的所有缓冲部2111沿隔离膜211与极片212的层叠方向(如图4中箭头Z所示的方向)依次间隔堆叠设置。

以电极组件21为卷绕式为例，隔离膜211与极片212的层叠方向即为电极组件21的厚度方向。

也就是说，在该实施例中，缓冲部2111沿第一方向X完全伸展。其中，缓冲部2111为片状结构，可以是电极组件21成型后但未放入至外壳22内时所呈现的状态，也可以是电极组件21成型后放入至外壳22内时所呈现的状态。值得一提的是，若缓冲部2111为片状结构为电极组件21成型后但未放入至外壳22内时所呈现的状态，且缓冲部2111的长度过长，则在电极组件21放入中外壳22内后，缓冲部2111有可能打皱或者折叠。

在该种实施例中，只要设置隔离膜211在第一方向X上的尺寸大于极片212，且在隔离膜211与极片212层叠设置完成后便可形成缓冲部2111。这样，有助于提升缓冲部2111形成的简便性。

请再次一并参阅图6，在本申请的一些实施例中，缓冲部2111沿其伸出方向折叠设置。

比如说，缓冲部2111可以沿其伸出方向成“Z”字形，或者“V”字形等折叠方式设置。

折叠设置的缓冲部2111在第一方向X上具有更优的伸缩能力，从而能够进一步提升缓冲效果。

请再次参阅图4及图5，并同时一并参阅图7及图8，第二方面，本申请提供了一种电池单体20，电池单体20包括外壳22及上述任意一项实施例所述的电极组件21，外壳22具有容纳腔223，电极组件21设于容纳腔223内，且缓冲部2111沿其伸出方向与容纳腔223的腔壁直接或间接接触。

其中，缓冲部2111可以突出于极片212沿第一方向X间隔设置的第一外缘2121和/或第二外缘2122，或者，缓冲部2111也可以伸出与第一外缘2121或者第二外缘2122相邻设置的其他外缘上。具体可以根据需求进行设置。

在极片212膨胀的过程中，缓冲部2111可以吸收极片212沿缓冲部2111伸出方向上的膨胀体积，从而能够降低极片212脱碳的风险。

在本申请的一些实施例中，极片212包括主体部2123及极耳部2124，主体部2123包括沿第一方向X相对且间隔设置的第一外缘2121及第二外缘2122，第一外缘2121和/或第二外缘2122上凸设有极耳部2124；其中，至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第一外缘2121和/或第二外缘2122外的缓冲部2111，极耳部2124具有位于各隔离膜211外的连接部，连接部用于电连接电池单体20的极柱24或转接件。

至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第一外缘2121和/或第二外缘2122外的缓冲部2111，包括实施例：至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第一外缘2121的缓冲部2111，或者，至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第二外缘2122的缓冲部2111，至少一个隔离膜211具有沿第一方向X伸出于第一外缘2121的缓冲部2111以及沿第一方向X伸出于第二外缘2122外的缓冲部2111。

任意一个极片212上，可以在第一外缘2121外和/或第二外缘2122外可以凸设极耳部2124，第一外缘2121外和/或第二外缘2122外可以伸出设置缓冲部2111。比如，可以在极片212的第一外缘2121上凸设极耳部2124，在第二外缘2122外伸出设置缓冲部2111；或者，也可以在第一外缘2121外及第二外缘2122外均凸设极耳部2124，在第一外缘2121外伸出设置缓冲部2111等等。

转接件是指电连接于极耳部2124与极柱24之间的导电件。极耳部2124可以直接与极柱24焊接，或者，也可以通过转接件与极柱24焊接。

在该种设计下，可防止极片212过压，且在连接部与电池单体20的极柱24或转接件焊接的过程中，缓冲部2111不会妨碍连接部与极柱24的焊接，或者连接部与转接件的焊接。

请一并参阅图9及图10，在本申请的一些实施例中，外壳22包括第一腔壁224及第二腔壁225，第一腔壁224面向第一外缘2121设置，第二腔壁225面向第二外缘2122设置；电池单体20还包括缓冲组件23，第一外缘2121与第一腔壁224之间设有至少一个缓冲组件23，和/或,第二外缘2122与第二腔壁225之间设有至少一个缓冲组件23。

以外壳22包括两端开口的壳体221，以及两个端盖222，且外壳22沿竖直方向延伸为例，两个端盖222与壳体221共同围设形成容纳腔223。第一腔壁224由位于上方的端盖222的内表面构造形成，第二腔壁225由位于下方的端盖222的内表面构造形成。

比如，缓冲组件23可以包括均衡之间及设于均衡支架231上的缓冲件232，或者，缓冲组件23也可以仅包括缓冲件232，具体可以根据需要进行设置。比如，位于第一腔壁224与凸设有极耳部2124的第一外缘2121之间的缓冲组件23可以包括均衡支架231及缓冲件232，位于第二腔壁225与凸设有极耳部2124的第二外缘2122之间的缓冲组件23仅包括缓冲件232。

设于第一外缘2121与第一腔壁224之间的缓冲组件23可以与第一外缘2121及第一腔壁224中的至少一者直接连接，或者与第一外缘2121及第一腔壁224中的两者均为间接连接。间接连接是指在间接连接的两个部件之间还设置有其他的部件。设于第二外缘2122与第二腔壁225之间的缓冲组件23可以与第二外缘2122及第二腔壁225中的至少一者直接连接，或者与第二外缘2122及第二腔壁225中的两者均为间接连接。

缓冲组件23的设置，可以确保电极组件21与端盖222之间可以形成缓冲，能够进一步保证缓冲效果，以降低极片212脱碳的风险。

在本申请的一些实施例中，缓冲组件23包括均衡支架231及缓冲件232；缓冲件232夹设于均衡支架231与容纳腔223的腔壁之间，均衡支架231布置于缓冲件232与电极组件21之间。

具体地，在设于第一外缘2121与第一腔壁224之间的缓冲组件23中，缓冲件232夹设于均衡支架231与第一腔壁224之间，均衡支架231布置于缓冲件232与极片212的第一外缘2121之间，该均衡支架231可与第一外缘2121直接接触或者间接接触。在设于第二外缘2122与第二腔壁225之间的缓冲组件23中，缓冲件232夹设于均衡支架231与第二腔壁225之间，均衡支架231布置于缓冲件232与极片212的第二外缘2122之间，该均衡支架231可与第二外缘2122直接接触或者间接接触。

其中，缓冲件232可以使用具有较佳的弹性及较好的耐电解液能力的材料构造形成，比如：氟橡胶、硅胶等。

为避免均衡支架231妨碍极耳与极柱24或者转接件的焊接，在均衡支架231上，还可以设置与极耳部2124避位设置的避位口2311。

每个缓冲组件23内可以包括一个缓冲件232或者多个缓冲件232。优选地，在一些实施例中，缓冲组件23中包括一个均衡支架231及至少两个缓冲件232，所有缓冲件232沿缓冲支架的纵长方向间隔设于与极耳部2124相对的两侧。

均衡支架231具有支撑缓冲件232的作用，均衡支架231能够将缓冲件232稳定地支撑于电极组件21与容纳腔223的腔壁之间，且在极片212膨胀时，均衡支架231能够将端盖222的缓冲力均匀地分散至电极组件21上，以缓解极片212局部形成过压而导致脱碳的问题，或者缓解极片212在外壳内过度晃动而导致的脱碳的问题。

在本申请的一些实施例中，均衡支架231夹设于缓冲件232与缓冲部2111之间且与缓冲部2111面接触。

具体地，在设于第一外缘2121与第一腔壁224之间的缓冲组件23中，均衡支架231夹设于同组内的缓冲件232与凸设于第一外缘2121外的缓冲部2111之间；在设于第二外缘2122与第二腔壁225之间的缓冲组件23中，均衡支架231夹设于同组内的缓冲件232与凸设于第二外缘2122外的缓冲部2111之间。

通过设置均衡支架231夹设于缓冲件232与缓冲部2111之间且与缓冲部2111面接触，一方面，能够提升均衡支架231安装的稳定性，另一方面，均衡支架231还能将端盖222施加的挤压力均匀地分散至电极组件21，以缓解极片212的受力，从而能够缓解极片脱碳。

第三方面，本申请还提供了一种电池100，其包括箱体10及上述任意一项实施例所述的电池单体20，电池单体20设置于箱体10内。

第四方面，本申请还提供了一种用电装置，其包括如上述任意一项实施例所述的电池100，电池100用于提供电能，或者包括如上述任意一项实施例所述的电池单体20，电池单体20用于提供电能。

请一并参阅图3至图10，在本申请的一些实施例中，电极组件21包括隔离膜211及至少两个极片212，隔离膜211与极片212交替层叠设置，极片212包括主体部2123及极耳部2124，主体部2123包括沿第一方向X相对且间隔设置的第一外缘2121及第二外缘2122，第一外缘2121和/或第二外缘2122上凸设有极耳部2124，每个隔离膜211均具有伸出第一外缘2121及第二外缘2122外的缓冲部2111。这样，电极组件21在第一方向X上具有较大的缓冲距离，从而能够极大的降低电极组件21的极片脱碳。

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)

1.一种电极组件，其特征在于，所述电极组件包括；

至少两个极片(212)；

隔离膜(211)，与所述极片(212)交替层叠设置；

其中，至少一个所述隔离膜(211)部分伸出于各所述极片(212)的至少部分边缘外并在伸出方向上构造形成缓冲部(2111)。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述极片(212)包括主体部(2123)及极耳部(2124)，所述主体部(2123)包括沿第一方向(X)相对且间隔设置的第一外缘(2121)及第二外缘(2122)，所述第一外缘(2121)和/或所述第二外缘(2122)上凸设有所述极耳部(2124)；

其中，至少一个所述隔离膜(211)具有沿所述第一方向(X)伸出于所述第一外缘(2121)和/或所述第二外缘(2122)外的所述缓冲部(2111)。

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述极耳部(2124)具有位于各所述隔离膜(211)外的连接部，所述连接部用于电连接电池单体的极柱(24)或转接件。

4.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述第一外缘(2121)上未凸设有所述极耳部(2124)的位置形成第一区域(2125)，所述第二外缘(2122)上未凸设有所述极耳部(2124)的位置形成第二区域(2126)；

伸出于所述第一外缘(2121)的所述缓冲部(2111)伸出于所述第一区域(2125)外，伸出于所述第二外缘(2122)的所述缓冲部(2111)伸出于所述第二区域(2126)外。

5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，每个所述隔离膜(211)均具有伸出于所述第一区域(2125)和所述第二区域(2126)外的所述缓冲部(2111)。

6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，伸出于所述第一区域(2125)外的所述缓冲部(2111)与伸出于所述第二区域(2126)外的所述缓冲部(2111)在所述第一方向(X)上的投影至少部分重叠。

7.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述主体部(2123)在所述第一方向(X)上的长度均为L₁，所述主体部(2123)在所述第一方向(X)上的膨胀率为K，所述缓冲部(2111)在所述第一方向(X)上可压缩的长度为L₂，L₂满足条件：L₂≥L₁*K。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述缓冲部(2111)的长度为L₃，L₃满足条件：5mm≤L₃≤40mm。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述隔离膜(211)与所述极片(212)交替层叠并卷绕成卷绕状，或所述隔离膜(211)与所述极片(212)交替层叠形成叠片状。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述缓冲部(2111)为片状结构，伸出各所述极片(212)同一侧边缘外的所有所述缓冲部(2111)沿所述隔离膜(211)与所述极片(212)的层叠方向依次间隔堆叠设置。

11.根据权利要求1-7中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述缓冲部(2111)沿其伸出方向折叠设置。

12.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳(22)，具有容纳腔(223)；以及

如上述权利要求1至11任一项所述的电极组件，所述电极组件设于所述容纳腔(223)内，所述缓冲部(2111)沿其伸出方向与所述容纳腔(223)的腔壁直接或间接接触。

13.根据权利要求12所述的电池单体，其特征在于，所述极片(212)包括主体部(2123)及极耳部(2124)，所述主体部(2123)包括沿第一方向(X)相对且间隔设置的第一外缘(2121)及第二外缘(2122)，所述第一外缘(2121)和/或所述第二外缘(2122)上凸设有所述极耳部(2124)；

其中，至少一个所述隔离膜(211)具有沿所述第一方向(X)伸出于所述第一外缘(2121)和/或所述第二外缘(2122)外的所述缓冲部(2111)，所述极耳部(2124)具有位于各所述隔离膜(211)外的连接部，所述连接部用于电连接所述电池单体的极柱(24)或转接件。

14.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，所述外壳(22)包括第一腔壁(224)及第二腔壁(225)，所述第一腔壁(224)面向所述第一外缘(2121)设置，所述第二腔壁(225)面向所述第二外缘(2122)设置；

所述电池单体还包括缓冲组件(23)，所述第一外缘(2121)与所述第一腔壁(224)之间设有至少一个所述缓冲组件(23)，和/或,所述第二外缘(2122)与所述第二腔壁(225)之间设有至少一个所述缓冲组件(23)。

15.根据权利要求14所述的电池单体，其特征在于，所述缓冲组件(23)包括均衡支架(231)及缓冲件(232)；

所述缓冲件(232)夹设于所述均衡支架(231)与所述容纳腔(223)的腔壁之间，所述均衡支架(231)布置于所述缓冲件(232)与所述电极组件之间。

16.根据权利要求15所述的电池单体，其特征在于，所述均衡支架(231)夹设于所述缓冲件(232)与所述缓冲部(2111)之间且与所述缓冲部(2111)面接触。

17.一种电池，其特征在于，包括：

箱体(10)；

如上述权利要求12至16任一项所述的电池单体，所述电池单体设置于所述箱体(10)内。

18.一种用电装置，其特征在于，包括如上述权利要求17所述的电池，所述电池用于提供电能，或者包括如上述权利要求12至16任一项所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能。

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