CN218414968U - 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，该电极组件包括卷绕结构和绝缘件，卷绕结构包括第一极片、隔膜以及第二极片，第一极片与第二极片通过隔膜隔开，第一极片、隔膜以及第二极片沿卷绕方向卷绕设置，第一极片在卷绕方向上具有端部，第一极片上连接有绝缘件，绝缘件包覆第一极片的端部设置，以使得第一极片与第二极片绝缘设置。本申请提供的电极组件能够避免第一极片与第二极片搭接，提高了整体的安全性能。

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。

已有技术中，部分电池单体采用卷绕式电极组件，该种电极组件存在阳极极片与阴极切断面的金属基材直接搭接，从而引发短路失效的风险，影响电池单体的安全性能。

因此，亟需一种新型的电极组件。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电极组件、电池单体、电池及用电装置，电极组件能够避免极片之间的搭接造成短路失效的风险，提高了电池单体的安全性能。

第一方面，根据本申请实施例提出了一种电极组件，电极组件包括卷绕结构和绝缘件，卷绕结构包括第一极片、隔膜以及第二极片，第一极片与第二极片通过隔膜隔开，第一极片、隔膜以及第二极片沿卷绕方向卷绕设置，第一极片在卷绕方向上具有端部，第一极片上连接有绝缘件，绝缘件包覆第一极片的端部设置，以使得第一极片与第二极片绝缘设置。

上述方案中，通过在第一极片的端部上设置绝缘件，使得第一极片的端部与外界绝缘，形成了对第一极片的端部保护，防止隔膜刺破后第一极片与第二极片在端部处搭接的情况发生，避免了第一极片的端部与外界电连接造成短路的风险，提高了电极组件及其所应用的电池单体运行时的安全性能。

在一些实施例中，第一极片包括第一集流体以及设置于第一集流体两侧的第一活性材料层，端部包括第一集流体在卷绕方向上的端面，绝缘件至少部分覆盖端面。

上述方案中，绝缘件需具体将第一集流体的端面覆盖，避免了第一集流体的端面与外界接触形成电干扰，降低了与第二极片搭接造成失效的风险，为电极组件提供了安全保障。

在一些实施例中，绝缘件覆盖端面和至少部分第一活性材料层设置。

上述方案中，绝缘件在覆盖端面形成绝缘保护的同时，还覆盖至少部分第一活性材料层，实现了对第一极片端部的充分覆盖，提高了绝缘件与第一极片端部连接的稳定性，降低了绝缘件脱落的风险。

在一些实施例中，绝缘件包括侧板，侧板连接于第一极片并覆盖端面设置。

上述方案中，绝缘件具体可以通过侧板连接并覆盖在第一集流体的端面处，侧板能够与第一集流体的端面轮廓耦合，便于连接的同时确保对第一集流体端面的覆盖，并且该种方式结构简单，利于成型。

在一些实施例中，在第一极片的厚度方向，侧板的延伸长度大于第一集流体的厚度与第一活性材料层的厚度之和。

上述方案中，通过限定侧板的延伸长度，使得侧板同时覆盖了第一集流体和第一活性材料层，从而确保了侧板能够在第一极片的厚度方向上完全覆盖第一集流体的端面，避免了局部端面的裸露，提高了绝缘保护的可靠性。

在一些实施例中，绝缘件包括在厚度方向上相对设置的两个端板，两个端板与侧板连接并围合形成框体结构，侧板覆盖端面和第一活性材料层，沿厚度方向，端板的正投影覆盖部分第一活性材料层。

上述方案中，通过在绝缘件中设置两个端板并使其分别与侧板连接形成框体结构，在侧板能够完全覆盖端面的同时，两个端板覆盖部分第一活性材料层会增加绝缘件整体的连接强度，提高了连接的稳定性，降低了绝缘件脱落的风险。

在一些实施例中，侧板为平板结构，两个端板与侧板垂直连接并围合形成框体结构，绝缘件通过侧板与端面和第一活性材料层连接。

上述方案中，提供了侧板为平板结构的方案，通过将侧板设置为平板结构并使其与两个端板垂直连接，能够使侧板紧贴第一集流体的端面设置，提高了绝缘的稳定性，更符合常规极片的轮廓设计。

在一些实施例中，侧板为锥形板结构，侧板包括第一侧部和第二侧部，第一侧部和第二侧部的一端分别与两个端板连接且另一端相交设置，以使绝缘件形成锥形框体结构。

上述方案中，提供了侧板为另一种锥形版结构的方案，将侧板划分成第一侧部和第二侧部，使其与第一集流体的端面间隔一定距离设置，同样能够将端面与外界绝缘隔离，提高安全性能，体现了结构的多样性。

在一些实施例中，沿卷绕方向，两个端板的延伸长度大于或等于0.3mm且小于或等于50mm。

上述方案中，通过限定了两个端板的延伸长度，使得绝缘件整体既可以满足连接稳定性的需求，也可以保证极片处于正常的能量密度范围要求内。

在一些实施例中，沿卷绕方向，两个端板的延伸长度不超过10mm。

上述方案中，在同时满足绝缘件连接稳定性和处于正常的能量密度范围的前提下，使两个端板的延伸长度不超过10mm更加节省用料，便于加工成型。

在一些实施例中，在卷绕方向上，两个端板的延伸长度差值的绝对值大于零。

上述方案中，在生产加工时，可以使两个端板的延伸长度不相等，提高了生产工艺上的灵活性，同时，也增加了绝缘件结构的多样性以满足更多的连接需求。

在一些实施例中，绝缘件包括在卷绕结构的轴向上相对设置的两个顶板，两个顶板分别与两个端板以及侧板连接并围合形成盒体结构，沿卷绕结构的轴向，顶板正投影覆盖至少部分第一活性材料层。

上述方案中，通过设置轴向上相对的两个顶板，使得绝缘件整体形成盒体结构，在确保绝缘件覆盖端面的同时，增设的两个顶板进一步提高了绝缘件连接的稳定性，降低其脱落的风险。

在一些实施例中，顶板为平板结构，顶板与端板和侧板分别垂直连接并围合形成盒体结构，顶板与第一活性材料层的顶面贴合设置。

上述方案中，提供了盒体结构一种具体的结构形式，通过将顶板设置为平板结构并贴附于第一活性材料层的顶面设置，将原先绝缘件通过三个面连接增设成五个面连接，进一步提高了绝缘件整体连接的稳定性。

在一些实施例中，顶板为锥形板结构，顶板包括第一顶部和第二顶部，第一顶部和第二顶部的一端分别与端板连接且另一端在卷绕结构的轴向上靠近彼此延伸并相交设置，顶板与第一活性材料层的顶面间隔设置。

上述方案中，提供了盒体结构另一种具体的结构形式，通过设置第一顶部和第二顶部，使绝缘件的顶板与第一活性材料层的顶面间隔设置，在确保侧板覆盖端面的同时，也提高了轴向上连接的稳定性。

在一些实施例中，侧板为平板结构，两个端板与侧板垂直连接并围合形成框体结构，绝缘件通过侧板与端面连接，沿卷绕方向，端板与第一活性材料层相继设置，且在厚度方向，端板与第一活性材料层背离第一集流体的表面相平齐。

上述方案中，将绝缘件与第一活性材料层平齐设置，形成的该结构使极片无凸起或台阶结构，表面更加平整，整体受力更加均匀，便于卷绕和装配。

在一些实施例中，第一极片在卷绕方向上具有两个端部，绝缘件设置于第一极片的两个端部。

上述方案中，可以将绝缘件设置于第一极片在卷绕方向上的两个端部，对极片的两端同时进行绝缘保护，避免了两端受外界的影响，为极片的安全性能进一步提供了保障。

在一些实施例中，绝缘件一体成型。

上述方案中，在加工工艺上，可以使绝缘件一体成型，简化了工艺步骤，提高了生产效率，节省了制造成本。

第二方面，本申请提供一种电池单体，包括第一方面任一实施例的电极组件。

第三方面，本申请提供一种电池，包括如上所述的电池单体。

第四方面，本申请提供一种用电装置，包括如上所述的电池。

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

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例的一种车辆的结构示意图；

图2是本申请实施例的一种电池的分解结构示意图；

图3是本申请实施例的一种电池单体的分解结构示意图；

图4是本申请实施例的一种卷绕式电极组件的结构示意图；

图5是本申请实施例的第一极片的结构示意图；

图6是图5中的沿A-A方向的剖视图结构；

图7是图5中的一种沿B-B方向的剖视图结构；

图8是图5中的另一种沿B-B方向的剖视图结构；

图9是图5中的又一种沿B-B方向的剖视图结构；

图10是本申请实施例的另一种第一极片的结构示意图；

图11是图10中的一种沿C-C方向的剖视图结构；

图12是图10中的另一种沿C-C方向的剖视图结构；

图13是图10中的沿D-D方向的剖视图结构；

图14是本申请实施例的另一种卷绕式电极组件的结构示意图。

附图标记：

1000-车辆；100-电池；200-控制器；300-马达；

10-电池模块；20-上盖；30-下盖；40-电池单体；

11-端盖；11a-电极端子；12-外壳；13-电极组件；14-卷绕结构；

1-第一极片；2-第二极片；3-隔膜；4-绝缘件；

X-卷绕方向；Y-厚度方向；Z-轴向；

101-第一集流体；102-第一活性材料层；

401-侧板；4a-第一侧部；4b-第二侧部；4c-第一顶部；4d-第二顶部；

402-端板；403-顶板。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指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”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

在本申请中提及“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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体层叠后作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体层叠后作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

本发明人注意到，电极组件尤其对于卷绕式电极组件在成型以及运行的过程中存在短路失效的风险。本发明人进一步研究发现，正负极片中的集流体侧面均涂敷活性物质层，而正负极片中的集流体端面通常裸露出来，其材质通常为金属材质，当异常原因导致部分区域的负极片析锂后会刺穿隔膜，使负极片与正极片的集流体端面搭接，造成极片之间的短路，从而引发失效的风险并存在一定的安全隐患。因此，可通过覆盖集流体端面的方式降低极片之间的搭接造成短路失效的概率。

基于以上考虑，为了解决极片之间的搭接失效问题，发明人经过深入研究，设计了一种电极组件，电极组件包括卷绕结构和绝缘件，卷绕结构包括第一极片、隔膜以及第二极片，第一极片与第二极片通过隔膜隔开，第一极片、隔膜以及第二极片沿卷绕方向卷绕设置，第一极片包括第一集流体以及设置于第一集流体的第一活性材料层，第一极片上连接有绝缘件，绝缘件覆盖第一集流体在卷绕方向的端面，以使得第一极片与第二极片绝缘设置。

上述方案中，通过在第一极片的端面上设置绝缘件，并使绝缘件覆盖第一极片的第一集流体，使得第一集流体与外界绝缘，形成了对第一极片的端面保护，防止隔膜刺破后第一极片与第二极片在端面处搭接的情况发生，避免了第一集流体端面与外界电连接造成短路的风险，提高了电极组件及其所应用的电池单体运行时的安全性能。

本申请实施例描述的技术方案适用于电池单体、电池以及使用电池的用电装置。

本申请实施例公开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极组件、电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，可避免电极组件中正负极片的搭接短路，降低电池失效的风险，提升电池安全性。

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和图3，图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图，图3为本申请一些实施例提供的电池单体40的爆炸图。电池100包括箱体和电池单体40。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40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40可以是多个，多个电池单体40之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体40中既有串联又有并联。多个电池单体40之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体40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40先串联或并联或混联组成电池模块10形式，多个电池模块10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40之间的电连接。

其中，每个电池单体40可以为二次电池单体或一次电池单体；还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体，但不局限于此。电池单体40可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

请继续参照图3，电池单体40是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体40包括有端盖11、外壳12、电极组件13以及其他的功能性部件。

端盖11是指盖合于外壳12的开口处以将电池单体40的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖11的形状可以与外壳12的形状相适应以配合外壳12。可选地，端盖11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11在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体1能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖11上可以设置有如电极端子11a等的功能性部件。电极端子11a可以用于与电极组件13电连接，以用于输出或输入电池单体40的电能。在一些实施例中，端盖11上还可以设置有用于在电池单体40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11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11的内侧还可以设置有绝缘层，绝缘层可以用于隔离外壳12内的电连接部件与端盖11，以降低短路的风险。示例性的，绝缘层可以是塑料、橡胶等。

外壳12是用于配合端盖11以形成电池单体40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13、电解液以及其他部件。外壳12和端盖11可以是独立的部件，可以于外壳12上设置开口，通过在开口处使端盖11盖合开口以形成电池单体40的内部环境。不限地，也可以使端盖11和外壳12一体化，具体地，端盖11和外壳12可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装外壳12的内部时，再使端盖11盖合外壳12。外壳12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，外壳12的形状可以根据电极组件13的具体形状和尺寸大小来确定。外壳12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。

其中，本申请中的电极组件13可以是卷绕式电极组件，请参阅图4，在对第一极片1、第二极片2和隔膜3进行卷绕时，需要先将第一极片1、第二极片2和隔膜3的起始端固定在卷针上，即第一极片1和第二极片2的起始端位于卷绕中心位置，随着卷针的旋转，第一极片1和第二极片2被卷绕形成具有内外层的结构；当卷绕结束时，在卷绕收尾处通过刀或激光将极片切断，形成电池极片的末端。

卷绕后形成的该卷绕式电极组件如图4所示，其中示出了卷绕式电极组件中第一极片1、第二极片2和隔膜3的卷绕状态。本申请中的卷绕式电极组件中的第一极片1与第二极片2之间通过隔膜3隔开，第一极片1、第二极片2与隔膜3沿卷绕方向X卷绕形成卷绕结构14。

根据本申请的一些实施例，请一并参照图4至图7。本申请提供一种电极组件13，电极组件13包括卷绕结构14和绝缘件4，卷绕结构14包括第一极片1、隔膜3以及第二极片2，第一极片1与第二极片2通过隔膜3隔开，第一极片1、隔膜3以及第二极片2沿卷绕方向X卷绕设置，第一极片1包括第一集流体101以及设置于第一集流体101的第一活性材料层102，第一极片1上连接有绝缘件4，绝缘件4覆盖第一集流体101在卷绕方向X的端面，以使得第一极片1与第二极片2绝缘设置。

在本实施例中，第一极片1可以是阴极极片，对应设置的第一活性材料层102可以是阴极活性材料层，则第二极片2对应为阳极极片。

对于第一极片1来说，通常是在第一集流体101的两个侧面上分别层叠覆盖第一活性材料层102以形成第一极片1，第一集流体101可采用金属铝基材。

在第一极片1上设置绝缘件4，将绝缘件4至少覆盖设置在第一集流体101的两个端面，可选地，可以仅在其中一个端面上设置绝缘件4，也可以在两个端面上同时设置绝缘件4。

可选地，所设的绝缘件4可以贴附于第一集流体101的端面，也可以与第一集流体101的端面间隔设置，满足对端面的完全覆盖均可。

为了避免第一极片1与第二极片2之间的电接触，绝缘件4可以采用绝缘胶带，本申请对绝缘件4的具体材质不作特殊限定。

本申请实施例的一种电极组件13，通过在第一极片1的端面上设置绝缘件4，并使绝缘件4覆盖第一极片1的第一集流体101，使得第一集流体101与外界绝缘，形成了对第一极片1的端面保护，防止隔膜3刺破后第一极片1与第二极片2在端面处搭接的情况发生，避免了第一集流体101端面与外界电连接造成短路的风险，提高了电极组件13运行时的安全性能。

根据本申请的一些实施例，请继续参照图7。绝缘件4包括侧板401，侧板401连接于第一极片1并覆盖端面设置。

在本实施例中，绝缘件4的结构中包括侧板401，绝缘件4具体是通过侧板401形成对第一集流体101端面的覆盖，因而所设侧板401具体的尺寸大小由端面的尺寸决定，能够满足对端面的完全覆盖即可。

本申请实施例的一种电极组件13，绝缘件4具体是通过侧板401连接并覆盖在第一集流体101的端面处，提供了绝缘件4的一种可行性结构，侧板401能够与第一集流体101的端面轮廓耦合，便于连接的同时确保对第一集流体101端面的覆盖。

根据本申请的一些实施例，请继续参照图7。在第一极片1的厚度方向Y，侧板401的延伸长度大于第一集流体101的厚度与第一活性材料层102的厚度之和。

由于第一集流体101的两个侧面上分别层叠设置了第一活性材料层102，考虑到对第一集流体101的端面完全覆盖并节约板材，可以使侧板401在厚度方向Y上的延伸长度刚好等于第一集流体101的厚度。

在第一集流体101的端面被侧板401完全覆盖的前提下，侧板401在厚度方向Y上的延伸长度可任意设置，可以延伸至第一活性材料层102处的任意位置。

其中，为了提高连接的稳定性，可以提高侧板401在厚度方向Y上的延伸长度，使其具有更大的覆盖范围，可选地，侧板401的延伸长度等于或大于第一集流体101的厚度与第一活性材料层102的厚度之和，通常侧板401的延伸长度小于或等于5mm。

本申请实施例的一种电极组件13，通过限定侧板401的延伸长度，使得侧板401同时覆盖了第一集流体101和第一活性材料层102，从而确保了侧板401能够在第一极片1的厚度方向Y上完全覆盖第一集流体101的端面，避免了局部端面的裸露，提高了绝缘保护的可靠性。

根据本申请的一些实施例，请继续参照图7。绝缘件4包括在厚度方向Y上相对设置的两个端板402，两个端板402与侧板401连接并围合形成框体结构，侧板401覆盖端面和第一活性材料层102，沿厚度方向Y，端板402的正投影覆盖部分第一活性材料层102。

所设两个端板402的前提条件为确保侧板401的延伸长度大于第一集流体101的厚度与第一活性材料层102的厚度之和，以此为两个端板402的设置提供一定的空间。

可选地，两个端板402可以在卷绕方向X上延伸且延伸长度可以相等也可以不等，通常延伸长度需大于或等于0.3mm且小于或等于50mm。

两个端板402可以贴附于第一活性材料层102延伸设置，可以理解的是，两个端板402的延伸长度越长，则覆盖面积越大，连接的稳定性越高，反之则越低。

本申请实施例的一种电极组件13，通过在绝缘件4中设置两个端板402并使其分别与侧板401连接形成框体结构，在侧板401能够完全覆盖端面的同时，两个端板402覆盖部分第一活性材料层102会增加绝缘件4整体的连接强度，提高了连接的稳定性，降低了绝缘件4脱落的风险。

作为一种可选的实施例，侧板401为平板结构，两个端板402与侧板401垂直连接并围合形成框体结构，绝缘件4通过侧板401与端面和第一活性材料层102连接。

考虑到端面通常为平面，所以将侧板401设置为平板结构以适应端面，便于连接。

当两个端板402分别与侧板401垂直连接时，端板402与侧板401之间形成直角，绝缘件4整体形成C型框体结构，通过三个面实现对端面的覆盖连接，其中侧板401的平板结构可以贴附于端面连接实现覆盖。

本申请实施例的一种电极组件13，提供了侧板401为平板结构的方案，通过将侧板401设置为平板结构并使其与两个端板402垂直连接，能够使侧板401紧贴第一集流体101的端面设置，提高了绝缘的稳定性，更符合常规极片的轮廓设计。

作为一种可选的实施例，请参阅图8，侧板401为锥形板结构，侧板401包括第一侧部4a和第二侧部4b，第一侧部4a和第二侧部4b的一端分别与两个端板402连接且另一端相交设置，以使绝缘件4形成锥形框体结构。

通常第一侧部4a和第二侧部4b的相交处与端面的距离大于或等于5微米且不超过第一极片1与第二极片2在卷绕方向X上的间距，目的是为了在对端面形成覆盖的前提下避免影响极片的入料位置。

可以理解的是，第一侧部4a和第二侧部4b可理解为倾斜一定角度延伸的侧板401，两者相交拼接后整体形成侧板401的锥形板结构。

第一侧部4a和第二侧部4b相交设置，两者的延伸角度可以相同也可以不同，满足第一侧部4a和第二侧部4b在卷绕方向X上的投影覆盖端面即可，可选地，当两者的延伸角度相同时，两者能够以第一集流体101为中心沿卷绕方向X呈对称分布。

由于第一侧部4a和第二侧部4b相交设置，所以侧板401的锥形结构形成中空部分，从而使侧板401与端面间隔设置，同样可以覆盖住端面。

本申请实施例的一种电极组件13，提供了侧板401为另一种锥形版结构的方案，将侧板401划分成第一侧部4a和第二侧部4b，使其与第一集流体101的端面间隔一定距离设置，同样能够将端面与外界绝缘隔离，提高安全性能，体现了结构的多样性。

根据本申请的一些实施例，请一并参照图8和图9。沿卷绕方向X，两个端板402的延伸长度大于或等于0.3mm且小于或等于50mm。

可以理解的是，当端板402的延伸长度越长时，绝缘件4整体的连接强度越高，连接的更加稳固，但当端板402的延伸长度过长时，则会覆盖更大面积的第一活性材料层102，影响其正常脱嵌锂，导致能量密度偏低。

本申请实施例的一种电极组件13，通过限定了两个端板402的延伸长度，使得绝缘件4整体既可以满足连接稳定性的需求，也可以保证极片处于正常的能量密度。

作为一种可选的实施例，在卷绕方向X上，两个端板402的延伸长度差值的绝对值大于零。

本申请实施例的一种电极组件13，在生产加工时，可以使两个端板402的延伸长度不相等，提高了生产工艺上的灵活性，同时，也增加了绝缘件4结构的多样性以满足更多的连接需求。

根据本申请的一些实施例，请一并参照图10至图12。绝缘件4包括在卷绕结构14的轴向Z上相对设置的两个顶板403，两个顶板403分别与两个端板402以及侧板401连接并围合形成盒体结构，沿卷绕结构14的轴向Z，顶板403正投影覆盖至少部分第一活性材料层102。

在本实施例中，在两个端板402以及侧板401的基础上增设了两个顶板403，两个顶板403在轴向Z上相对设置，共同围合形成盒体结构，顶板403正投影覆盖至少部分第一活性材料层102以在轴向Z上形成稳固连接。

本申请实施例的一种电极组件13，通过设置轴向Z上相对的两个顶板403，使得绝缘件4整体形成盒体结构，在确保绝缘件4覆盖端面的同时，增设的两个顶板403进一步提高了绝缘件4连接的稳定性，降低其脱落的风险。

作为一种可选的实施例，如图11所示，顶板403为平板结构，顶板403与端板402和侧板401分别垂直连接并围合形成盒体结构，顶板403与第一活性材料层102的顶面贴合设置。

可选地，顶板403设置为平板状且在卷绕方向X上延伸，顶板403紧贴第一活性材料层102的顶面延伸，两个顶板403的延伸长度可以相同也可以不同，本申请对顶板403的延伸长度不作特殊限定。

可选地，顶板403与端板402和侧板401两两垂直连接，相互之间分别形成直角，绝缘件4整体形成矩形盒体结构。

本申请实施例的一种电极组件13，提供了盒体结构一种具体的结构形式，通过将顶板403设置为平板结构并贴附于第一活性材料层102的顶面设置，将原先绝缘件4通过三个面连接增设成五个面连接，进一步提高了绝缘件4整体连接的稳定性。

作为一种可选的实施例，如图12所示，顶板403为锥形板结构，顶板403包括第一顶部4c和第二顶部4d，第一顶部4c和第二顶部4d的一端分别与端板402连接且另一端在卷绕结构14的轴向Z上靠近彼此延伸并相交设置，顶板403与第一活性材料层102的顶面间隔设置。

可以理解的是，第一顶部4c和第二顶部4d可理解为沿轴向Z上倾斜一定角度延伸的顶板403，两者相交拼接后整体形成顶板403的锥形板结构。

第一顶部4c和第二顶部4d相交设置，两者的延伸角度可以相同也可以不同，第一顶部4c和第二顶部4d在轴向Z上的投影覆盖部分第一极片1的顶面，可选地，当两者的延伸角度相同时，两者能够以第一集流体101为中心沿轴向Z呈对称分布。

由于第一顶部4c和第二顶部4d相交设置，所以顶板403的锥形结构形成中空部分，从而使顶板403与第一极片1的顶面间隔设置，覆盖局部第一极片1的顶面。

本申请实施例的一种电极组件13，提供了盒体结构另一种具体的结构形式，通过设置第一顶部4c和第二顶部4d，使绝缘件4的顶板403与第一活性材料层102的顶面间隔设置，在确保侧板401覆盖端面的同时，也提高了轴向Z上连接的稳定性。

根据本申请的一些实施例，请参照图13。侧板401为平板结构，两个端板402与侧板401垂直连接并围合形成框体结构，绝缘件4通过侧板401与端面连接，沿卷绕方向X，端板402与第一活性材料层102相继设置，且在厚度方向Y，端板402与第一活性材料层102背离第一集流体101的表面相平齐。

在本实施例中，将绝缘件4的两个端板402与第一活性材料层102同层且平齐设置，使两个端板402与第一活性材料层102具有相同的厚度。

可选地，两个端板402在卷绕方向X上的延伸长度相等，可与第一活性材料层102具有密度差，满足两个端板402与第一活性材料层102具有相同的厚度即可。

本实施例中的绝缘件4结构可理解为通过利用侧板401和两个端板402将第一集流体101的端面及部分侧面进行包覆，在对端面形成绝缘保护的同时，也维护了第一极片1整体结构的平整度。

本申请实施例的一种电极组件13，将绝缘件4与第一活性材料层102平齐设置，形成的该结构使极片无凸起或台阶结构，表面更加平整，整体受力更加均匀，便于卷绕和装配。

根据本申请的一些实施例，请参照图14。第一集流体101在卷绕方向X上具有两个端面，绝缘件4设置于第一集流体101的两个端面。

由于第一集流体101在卷绕方向X上具有两个端面，考虑到对第一集流体101的两端同时进行保护，需将绝缘件4设置于其两个端面，进一步提高了安全性能。

本申请实施例的一种电极组件13，可以将绝缘件4设置于第一集流体101在卷绕方向X上的两个端面，对极片的两端同时进行绝缘保护，避免了两端受外界的影响，为极片的安全性能进一步提供了保障。

作为一种可选的实施例，绝缘件4一体成型。

在本实施例中，加工绝缘件4可以通过加工工艺一体成型，当然，绝缘件4也可以通过侧板401、端板402以及顶板403之间的拼接成型。

本申请实施例的一种电极组件13，在加工工艺上，可以使绝缘件4一体成型，简化了工艺步骤，提高了生产效率，节省了制造成本。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池单体40，包括以上任一方案所述的电极组件13。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池100，包括如上所述的电池单体40。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括如上所述的电池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。

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 (20)

1.一种电极组件，其特征在于，包括：

卷绕结构，包括第一极片、隔膜以及第二极片，所述第一极片与所述第二极片通过所述隔膜隔开，所述第一极片、隔膜以及第二极片沿卷绕方向卷绕设置，所述第一极片在所述卷绕方向上具有端部；

绝缘件，所述第一极片上连接有所述绝缘件，所述绝缘件包覆所述第一极片的所述端部设置，以使得所述第一极片与所述第二极片绝缘设置。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片包括第一集流体以及设置于所述第一集流体两侧的第一活性材料层，所述端部包括所述第一集流体在所述卷绕方向上的端面，所述绝缘件至少部分覆盖所述端面。

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述绝缘件覆盖所述端面和至少部分所述第一活性材料层设置。

4.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述绝缘件包括侧板，所述侧板连接于所述第一极片并覆盖所述端面设置。

5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，在所述第一极片的厚度方向，所述侧板的延伸长度大于所述第一集流体的厚度与所述第一活性材料层的厚度之和。

6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述绝缘件包括在所述厚度方向上相对设置的两个端板，两个所述端板与所述侧板连接并围合形成框体结构，所述侧板覆盖所述端面和所述第一活性材料层，沿所述厚度方向，所述端板的正投影覆盖部分所述第一活性材料层。

7.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述侧板为平板结构，两个所述端板与所述侧板垂直连接并围合形成框体结构，所述绝缘件通过所述侧板与所述端面和所述第一活性材料层连接。

8.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述侧板为锥形板结构，所述侧板包括第一侧部和第二侧部，所述第一侧部和第二侧部的一端分别与两个所述端板连接且另一端相交设置，以使所述绝缘件形成锥形框体结构。

9.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，沿所述卷绕方向，两个所述端板的延伸长度大于或等于0.3mm且小于或等于50mm。

10.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，沿所述卷绕方向，两个所述端板的延伸长度不超过10mm。

11.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，在所述卷绕方向上，两个所述端板的延伸长度差值的绝对值大于零。

12.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述绝缘件包括在所述卷绕结构的轴向上相对设置的两个顶板，两个所述顶板分别与两个所述端板以及所述侧板连接并围合形成盒体结构，沿所述卷绕结构的轴向，所述顶板正投影覆盖至少部分所述第一活性材料层。

13.根据权利要求12所述的电极组件，其特征在于，所述顶板为平板结构，所述顶板与所述端板和所述侧板分别垂直连接并围合形成盒体结构，所述顶板与所述第一活性材料层的顶面贴合设置。

14.根据权利要求12所述的电极组件，其特征在于，所述顶板为锥形板结构，所述顶板包括第一顶部和第二顶部，所述第一顶部和第二顶部的一端分别与所述端板连接且另一端在所述卷绕结构的轴向上靠近彼此延伸并相交设置，所述顶板与所述第一活性材料层的顶面间隔设置。

15.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，所述侧板为平板结构，两个所述端板与所述侧板垂直连接并围合形成框体结构，所述绝缘件通过所述侧板与所述端面连接，沿所述卷绕方向，所述端板与所述第一活性材料层相继设置，且在所述厚度方向，所述端板与所述第一活性材料层背离所述第一集流体的表面相平齐。

16.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片在所述卷绕方向上具有两个所述端部，所述绝缘件设置于所述第一极片的两个所述端部。

17.根据权利要求1至16任一项所述的电极组件，其特征在于，所述绝缘件一体成型。

18.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求1至17任一项所述的电极组件。

19.一种电池，其特征在于，包括如权利要求18所述的电池单体。

20.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求19所述的电池。

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