CN218498135U - 电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池单体、电池以及用电装置。电池单体包括外壳、电极组件和抵接部件。电极组件容纳于外壳内，电极组件包括第一极片、第二极片以及将第一极片和第二极片绝缘隔离的第一隔离件，第一极片和第二极片的极性相反，第一极片、第二极片和第一隔离件组装并形成弯折区域和平直区域，第一极片的至少部分位于弯折区域。抵接部件容纳于外壳内，抵接部件设置于平直区域沿自身厚度方向的外侧，并抵接于平直区域。在垂直于平直区域的厚度方向的平面上，抵接部件的投影与弯折区域的投影不重叠。本申请可减小传递至第一极片的折弯处的作用力，降低第一极片的活性物质的脱落的风险和第一极片开裂的风险，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

Description

电池单体、电池以及用电装置

技术领域

本申请涉及电池领域，特别是涉及一种电池单体、电池以及用电装置。

背景技术

电池单体广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。

在电池技术的发展中，如何提高电池单体的安全性，是电池技术中的一个研究方向。

实用新型内容

本申请提供一种电池单体、电池以及用电装置，其能提高安全性。

第一方面，本申请提供一种电池单体，其包括外壳、电极组件和抵接部件。电极组件容纳于外壳内，电极组件包括第一极片、第二极片以及将第一极片和第二极片绝缘隔离的第一隔离件，第一极片和第二极片的极性相反，第一极片、第二极片和第一隔离件组装并形成弯折区域和平直区域，第一极片的至少部分位于弯折区域。抵接部件容纳于外壳内，抵接部件设置于平直区域沿自身厚度方向的外侧，并抵接于平直区域。在垂直于平直区域的厚度方向的平面上，抵接部件的投影与弯折区域的投影不重叠。

由于抵接部件与弯折区域在厚度方向上不重叠，所以在抵接部件受到外壳的挤压时，可以减小传递至弯折区域的作用力，从而减小传递至第一极片的折弯处的作用力，降低第一极片的活性物质的脱落的风险和第一极片开裂的风险，减少析锂，改善电池单体的循环寿命和安全性能。位于平直区域的第一极片和第二极片处于平直状态，即使抵接部件将挤压力传递至平直区域，第一极片的活性物质和第二极片的活性物质也不易脱落，从而改善电极组件的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，抵接部件包括第三极片；在电极组件的外周附接第三极片，可以提高电池单体整体的容量。在另一些实施例中，抵接部件包括绝缘板件；绝缘板件可以提高电极组件外周的绝缘性，降低短路风险。

在一些实施例中，弯折区域连接于平直区域沿第一方向的端部。在第一方向上，抵接部件的尺寸小于平直区域的尺寸。

通过减小抵接部件沿第一方向的尺寸，以降低因装配误差造成的抵接部件抵接到弯折区域的风险，从而减小传递至第一极片的折弯处的作用力，降低第一极片的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，抵接部件粘接于第一隔离件，以降低抵接部件窜动的风险，提高电池单体整体结构的稳定性。

在一些实施例中，抵接部件为第三极片。第二极片和第三极片的极性相同，第一极片将第二极片和第三极片隔开。

第一极片可以同时与第二极片和第三极片配合，以实现充放电；通过设置第三极片可以提高第一极片的活性物质的利用率，减少活性物质浪费，提高电极组件的能量密度。

在一些实施例中，电池单体包括叠片结构，叠片结构包括至少一个极片组，极片组包括第三极片和第四极片，第三极片和第四极片极性相反，且第四极片设于第三极片背离平直区域的一侧。一个极片组的第三极片为抵接部件。

极片组的第三极片与平直区域相抵，从而减小传递至第一极片的折弯处的作用力，降低第一极片的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。极片组可通过第三极片和第四极片的配合实现充放电，从而提高电池单体的容量。

在一些实施例中，弯折区域连接于平直区域沿第一方向的端部。在第一方向上，极片组的第四极片的尺寸大于极片组的第三极片的尺寸，且小于或等于平直区域的尺寸。

在极片组挤压平直区域时，可能会造成平直区域的外表面出现凹部；第四极片的尺寸大于第三极片的尺寸，这样可以形成具有台阶结构的极片组，而台阶结构可以减小凹部的侧壁的斜度，从而减小平直区域的局部变形，降低因电流密度高而引发析锂的风险。第四极片的尺寸小于或等于平直区域的尺寸，可减小传递至第一极片的折弯处的作用力，降低第一极片的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，叠片结构包括沿厚度方向层叠的多个极片组。在相邻的两个极片组中，靠近平直区域的极片组的第三极片沿第一方向的尺寸小于远离平直区域的极片组的第三极片沿第一方向的尺寸。

通过逐渐增大第三极片的尺寸，可以提高电池单体的容量和能量密度。靠近平直区域的第三极片可以将远离平直区域的第三极片隔开，以在远离平直区域的第三极片和平直区域之间形成间隙，即使增大了远离平直区域的第三极片的尺寸，也能够降低远离平直区域的第三极片挤压平直区域和弯折区域的风险，可以减小传递至弯折区域的作用力，降低第一极片的活性物质的脱落的风险。

在一些实施例中，第一极片、第二极片和第一隔离件通过卷绕形成弯折区域和平直区域。

通过在卷绕式的电极组件的外周设置抵接部件，以改善电极组件外周蓬松的问题，减小电极组件的变形，降低第一隔离件从极片上脱落的风险，提高第一极片和第二极片之间孔隙的一致性，降低析锂风险，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，电极组件为一个，电极组件的平直区域沿厚度方向的至少一侧设有抵接部件。

抵接部件可以支撑电极组件，以将电极组件的弯折区域与外壳隔开，降低外壳挤压弯折区域的风险，减小传递至第一极片的折弯处的作用力，降低第一极片的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，电极组件的平直区域沿厚度方向的两侧均设有抵接部件。在平直区域的两侧设置抵接部件，可以提高平直区域受力的均匀性。

在一些实施例中，电极组件为多个，多个电极组件沿厚度方向层叠。外壳包括沿厚度方向相对设置的第一壁和第二壁。最靠近第一壁的电极组件与第一壁之间设有抵接部件。

抵接部件可以支撑最靠近第一壁的电极组件，以将电极组件的弯折区域与第一壁隔开，降低第一壁挤压弯折区域的风险，减小传递至第一极片的折弯处的作用力，降低第一极片的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，最靠近第二壁的电极组件与第二壁之间设有抵接部件。

抵接部件可以支撑最靠近第二壁的电极组件，以将电极组件的弯折区域与第二壁隔开，降低第二壁挤压弯折区域的风险，减小传递至第一极片的折弯处的作用力，降低第一极片的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，最靠近第一壁的电极组件的背离第一壁的表面附接有抵接部件。最靠近第一壁的电极组件的两侧均设有抵接部件，可提高电极组件的平直区域受力的均匀性。

第二方面，本申请提供一种电池，其包括多个第一方面任一实施例提供的电池单体。

第三方面，本申请提供一种用电装置，其包括第一方面任一实施例的电池单体或第二方面的电池，电池单体用于提供电能。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图；

图3为图2所示的电池模块的结构示意图；

图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸示意图；

图5为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图6为图5所示的电极组件和抵接部件的结构示意图；

图7为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图，其中外壳省略；

图8为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图，其中外壳省略；

图9为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图，其中外壳省略；

图10为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图11为图10所示的电极组件和叠片结构的结构示意图；

图12为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图13为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图14为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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；本文中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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。

在本申请的描述中，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”、“附接”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，可以是两个元件内部的连通。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。

本文中术语“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。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上（包括两个）。

在本申请的实施例中，“平行”不仅包括绝对平行的情况，也包括了工程上常规认知的大致平行的情况；同时，“垂直”也不仅包括绝对垂直的情况，还包括工程上常规认知的大致垂直的情况。示例性地，两个方向的夹角为80°-90°，可认为两个方向垂直；两个方向的夹角为0°-10°，可认为两个方向平行。

本申请中，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，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体，本申请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。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极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正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。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负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。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。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离件的材质可以为PP(聚丙烯)或PE（聚乙烯）等。

电池单体通常还包括外壳，电极组件和电解液容纳于外壳内。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的安全性。

电池单体在充电时，金属离子从正极活性物质层脱出并嵌入负极活性物质层，但是可能会发生一些异常情况，导致金属离子的析出。以锂离子电池单体为例，由于负极活性物质层嵌锂空间不足、锂离子嵌入负极活性物质层阻力太大或锂离子过快的从正极活性物质层脱出等原因，脱出的锂离子无法等量的嵌入负极极片的负极活性物质层，无法嵌入负极极片的锂离子只能在负极极片表面得电子，从而形成金属锂单质，这就是析锂现象。

析锂不仅使电池单体性能下降，循环寿命大幅缩短，还限制了电池单体的快充容量。除此之外，电池单体发生析锂时，析出来的锂金属非常活泼，在较低的温度下便可以与电解液发生反应，造成电池单体自产热起始温度（Tonset）降低和自产热速率增大，严重危害电池单体的安全。再者，析锂严重时，脱出的锂离子可以在负极极片表面形成锂层，锂层可能会造成相邻的正极极片和负极极片短路的风险，引发安全隐患。

发明人在研发过程中还发现，在电极组件成型后，极片在部分区域折弯，而极片在折弯处容易产生应力集中。在电极组件充放电的过程中，电极组件会膨胀并挤压外壳，而外壳在电极组件上施加反作用力。当反作用力传递到极片的折弯处时，会引发极片的活性物质脱落。由于活性物质的脱落，尤其是负极极片上活性物质的脱落，可能导致该负极极片的负极活性物质层的嵌锂位少于其相邻的正极极片的正极活性物质层能够提供的锂离子数量，从而引发析锂现象。

鉴于此，本申请的发明人提出了一种电池单体，其通过在电极组件外侧设置抵接部件，以减小传导至极片的折弯处的作用力，降低活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

本申请实施例描述的电池单体适用于电池以及使用电池的用电装置。

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。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。

以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆为例进行说明。

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。

如图1所示，车辆1的内部设置有电池2，电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。

车辆1还可以包括控制器3和马达4，控制器3用来控制电池2为马达4供电，例如，用于车辆1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2不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。

如图2所示，电池2包括箱体5和电池单体（图2未示出），电池单体容纳于箱体5内。

箱体5用于容纳电池单体，箱体5可以是多种结构。在一些实施例中，箱体5可以包括第一箱体部5a和第二箱体部5b，第一箱体部5a与第二箱体部5b相互盖合，第一箱体部5a和第二箱体部5b共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间5c。第二箱体部5b可以是一端开口的空心结构，第一箱体部5a为板状结构，第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的开口侧，以形成具有容纳空间5c的箱体5；第一箱体部5a和第二箱体部5b也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部5a的开口侧盖合于第二箱体部5b的开口侧，以形成具有容纳空间5c的箱体5。当然，第一箱体部5a和第二箱体部5b可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

为提高第一箱体部5a与第二箱体部5b连接后的密封性，第一箱体部5a与第二箱体部5b之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。

假设第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的顶部，第一箱体部5a亦可称之为上箱盖，第二箱体部5b亦可称之为下箱体。

在电池2中，电池单体可以是一个，也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体5内；当然，也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6，多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体5内。

图3为图2所示的电池模块的结构示意图。

如图3所示，在一些实施例中，电池单体7为多个，多个电池单体7先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。

电池模块6中的多个电池单体7之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块6中的多个电池单体7的并联或串联或混联。

图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸示意图。

如图4所示，本申请实施例的电池单体7包括外壳20和电极组件11，电极组件11容纳于外壳20内。

外壳20为空心结构，其内部形成用于容纳电极组件11和电解液的容纳腔。外壳20的形状可根据电极组件11的具体形状来确定。比如，若电极组件11为长方体结构，则可选用长方体外壳。

电极组件11是电池单体7中浸润于电解液以发生电化学反应的部件。外壳20内可以包含一个或多个电极组件11。电极组件11主要包括正极极片、负极极片以及设置在正极极片与负极极片之间的隔离件。

在一些实施例中，外壳20包括壳体21和端盖22，壳体21具有开口，端盖22连接于壳体21并用于盖合开口。

端盖22与壳体21密封连接，以形成用于容纳电极组件11和电解液的密封空间。在一些示例中，壳体21的一端具有开口，端盖22设置为一个并盖合于壳体21的开口。在另一些示例中，壳体21相对的两端均具有开口，端盖22设置为两个，两个端盖22分别盖合于壳体21的两个开口。

不限地，端盖22的形状可以与壳体21的形状相适应以配合壳体21。可选地，端盖22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22在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体7能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。

壳体21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21的形状可以根据电极组件11的具体形状和尺寸大小来确定。壳体21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。

在一些实施例中，端盖22上可以设置有如电极端子30等的功能性部件。电极端子30可以用于与电极组件11电连接，以用于输出或输入电池单体7的电能。

图5为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图；图6为图5所示的电极组件和抵接部件的结构示意图。

如图5和图6所示，本申请实施例的电池单体7包括外壳20、电极组件11和抵接部件10。

电极组件11容纳于外壳20内。电极组件11包括第一极片111、第二极片112以及将第一极片111和第二极片112绝缘隔离的第一隔离件113，第一极片111和第二极片112的极性相反。第一极片111、第二极片112和第一隔离件113组装并形成弯折区域B和平直区域A，第一极片111的至少部分位于弯折区域B。

抵接部件10容纳于外壳20内。抵接部件10设置于平直区域A沿自身厚度方向Z的外侧，并抵接于平直区域A。在垂直于平直区域A的厚度方向Z的平面上，抵接部件10的投影与弯折区域B的投影不重叠。

电极组件11可为一个或多个。在一些示例中，电极组件11为一个；在另一些示例中，电极组件11为多个，多个电极组件11沿厚度方向Z层叠。

第一极片111和第二极片112中的一者为正极极片，另一者为负极极片。电极组件11主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间的移动来工作。

本申请实施例不限制电极组件11的组装方式和成型的形式。示例性地，电极组件11可为卷绕式结构，第一极片111、第二极片112和第一隔离件113通过卷绕形成弯折区域B和平直区域A。可替代地，电极组件11也可为其它具有弯折区域B的结构。

第一极片111可以为一个或多个，第二极片112可以为一个或多个。第一极片111和第二极片112的数量可根据电极组件11的形式确定。

第一隔离件113可以是一个，也可以是多个。示例性地，第一隔离件113可为两个，本申请实施例可以先将一个第一隔离件113、第一极片111、另一个第一隔离件113和第二极片112依次层叠，然后卷绕两圈以上以形成卷绕式结构。

第一隔离件113具有大量贯通的微孔，能够保证金属离子自由通过；示例性地，第一隔离件113对锂离子有很好的透过性，基本上不能阻挡锂离子通过。

弯折区域B为电极组件11中具有弯折结构的区域。在弯折区域B，至少第一极片111弯折。示例性地，第一极片111位于弯折区域B的部分大体弯折为圆弧形。

平直区域A为电极组件11中具有平直结构的区域。第一极片111位于平直区域A的部分和第二极片112位于平直区域A的部分基本平直设置。示例性地，位于平直区域A的每层第一极片111的表面和每层第二极片112的表面均基本为平面。

弯折区域B连接于平直区域A。示例性地，弯折区域B设置为两个，两个弯折区域B分别连接于平直区域A的两端。

第二极片112可以同时分布于弯折区域B和平直区域A，也可以仅分布于平直区域A。换言之，第二极片112可以存在折弯的部分，也可整体平直设置。

抵接部件10与平直区域A相抵。

抵接部件10可与平直区域A相连接，也可以与外壳20相连接。本申请实施例不限制抵接部件10与平直区域A的连接方式，示例性地，抵接部件10粘接于平直区域A。

本申请实施例不限制抵接部件10的数量，即抵接部件10可为一个或多个。

在本申请实施例中，可以在平直区域A沿厚度方向Z的一侧设置抵接部件10，也可以同时在平直区域A沿厚度方向Z的两侧设置抵接部件10。

抵接部件10可以是涂覆有活性物质层的具有极性的部件，也可以是未涂覆活性物质层的部件。

在本申请实施例中，由于抵接部件10与弯折区域B在厚度方向Z上不重叠，所以在抵接部件10受到外壳20的挤压时，可以减小传递至弯折区域B的作用力，从而减小传递至第一极片111的折弯处的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险和第一极片111开裂的风险，减少析锂，改善电池单体7的循环寿命和安全性能。位于平直区域A的第一极片111和第二极片112处于平直状态，即使抵接部件10将挤压力传递至平直区域A，第一极片111的活性物质和第二极片112的活性物质也不易脱落，从而改善电极组件11的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，第一极片111、第二极片112和第一隔离件113通过卷绕形成弯折区域B和平直区域A。

示例性地，第一隔离件113可为两个，本申请实施例可以先将一个第一隔离件113、第一极片111、另一个第一隔离件113和第二极片112依次层叠，然后卷绕两圈以上以形成卷绕式的电极组件11。

电极组件11通过卷绕方式成形，其最外几圈较为蓬松，易出现变形、第一隔离件113从极片上脱落、第一极片111和第二极片112之间孔隙分布不一致等状况，最终引发析锂等问题。

本申请实施例通过在卷绕式的电极组件11的外周设置抵接部件10，以改善电极组件11外周蓬松的问题，减小电极组件11的变形，降低第一隔离件113从极片上脱落的风险，提高第一极片111和第二极片112之间孔隙的一致性，降低析锂风险，改善电极组件11的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，电极组件11卷绕为2-100层。电极组件11的每一层包括一层第一极片111、一层第二极片112和两层第一隔离件113。

在一些实施例中，第一极片111的两个表面均涂覆有活性物质层；第二极片112的两个表面均涂覆有活性物质层。

在一些实施例中，第一隔离件113包括基膜。可选地，基膜由PP（聚丙烯）/PE（聚乙烯）/PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）中的一种或多种进行复合。

在一些实施例中，第一隔离件113还包括涂覆于基膜表面的涂层。可选地，涂层包括具有粘接作用的粘结材料，粘结材料包括且不限于PVDF(聚偏四氟乙烯)、SBR粘接剂、PI、PAN、PA。

在一些实施例中，弯折区域B为两个，两个弯折区域B分别连接于平直区域A沿第一方向X的两端。一个弯折区域B、平直区域A和另一个弯折区域B沿第一方向X依次设置；换言之，第一方向X可为弯折区域B和平直区域A的布置方向。

在一些实施例中，电极组件11的最外圈为第一隔离件113。在电极组件11中，位于最外圈的极片外侧的第一隔离件113的层数大于或等于1。

在一些实施例中，电极组件11最外圈的极片为负极极片；在卷绕方向Y上，负极极片超出正极极片的尾端1mm-200mm。负极极片过量设计，以接收正极极片释放的锂离子，降低析锂风险，减少正极极片的浪费。示例性地，第一极片111为负极极片。

在一些实施例中，电极组件11卷绕的尾端由胶纸进行收尾粘接，以降低因第一隔离件113的粘接力不足而与极片脱离的风险。胶纸还可以降低因极片反弹而引发的电流密度不均。

在一些实施例中，抵接部件10可包括第三极片。

示例性地，第三极片为垂直于厚度方向Z的平板。示例性地，第一方向X垂直于厚度方向Z。

示例性地，第三极片的极性可以与第一极片111的极性相反，即金属离子可以在第一极片111和第三极片之间移动，以实现充放电。可替代地，第三极片的极性可以与第二极片112的极性相反，即金属离子可以在第二极片112和第三极片之间移动，以实现充放电。

本申请实施例通过在电极组件11的外周附接第三极片，可以提高电池单体7整体的容量。

可替代地，在另一些实施例中，抵接部件10包括绝缘板件。绝缘板件可以提高电极组件11外周的绝缘性，降低短路风险。

示例性地，电池单体7的内部可能会残留金属颗粒，金属颗粒可能会刺破第一隔离件113，从而引发短路风险。绝缘板件可以阻挡金属颗粒，降低金属颗粒刺破第一隔离件113的风险，提供安全性。

可以想到的，除了第三极片和绝缘板件以外，在一些其他实施例中，抵接部件10也可以包括采用复合材料的板件或者金属材质的板件。换言之，本申请对抵接部件10的具体材料不做限定，只要能够起到抵接平直区域A的作用即可。

在一些实施例中，弯折区域B连接于平直区域A沿第一方向X的端部。在第一方向X上，抵接部件10的尺寸W2小于平直区域A的尺寸W1。

示例性地，第一极片111沿卷绕方向Y交替设置的平直段111a和弯折段111b，平直段111a位于平直区域A，弯折段111b位于弯折区域B。第一极片111在沿卷绕方向Y卷绕过程中第一次弯折的部分可称之为第一次弯折段111b，第二极片112在沿卷绕方向Y卷绕过程中第二次弯折的部分可称之为第二次弯折段111b；W1可为连接第一次弯折段111b和第二次弯折段111b的平直段111a沿第一方向X的尺寸。

本申请实施例通过减小抵接部件10沿第一方向X的尺寸，以降低因装配误差造成的抵接部件10抵接到弯折区域B的风险，从而减小传递至第一极片111的折弯处的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件11的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，W1可为50mm-300mm。

在一些实施例中，W2≤W1-2mm。本申请实施例可吸收装配误差，并减小传递至第一极片111的折弯处的作用力。

在一些实施例中，抵接部件10粘接于第一隔离件113，以降低抵接部件10窜动的风险，提高电池单体7整体结构的稳定性。

在一些实施例中，可通过热压将抵接部件10粘接于第一隔离件113。

在一些实施例中，抵接部件10为第三极片。第二极片112和第三极片的极性相同，第一极片111将第二极片112和第三极片隔开。

第一极片111可以同时与第二极片112和第三极片配合，以实现充放电；本申请实施例可以提高第一极片111的活性物质的利用率，减少活性物质浪费，提高电极组件11的能量密度。

在一些实施例中，第一极片111为负极极片，第二极片112和第三极片均为正极极片。

在一些实施例中，电极组件11为一个，电极组件11的平直区域A沿厚度方向Z的至少一侧设有抵接部件10。

抵接部件10可以支撑电极组件11，以将电极组件11的弯折区域B与外壳20隔开，降低外壳20挤压弯折区域B的风险，减小传递至第一极片111的折弯处的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

示例性地，外壳20包括沿厚度方向Z相对设置的第一壁20a和第二壁20b。第一壁20a与平直区域A之间设有抵接部件10。抵接部件10可以附接于第一壁20a，也可以附接于平直区域A。附接是指贴附并连接。

抵接部件10可以支撑电极组件11，以将电极组件11的弯折区域B与第一壁20a隔开，降低第一壁20a挤压弯折区域B的风险，减小传递至第一极片111的折弯处的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件11的循环寿命和安全性能。

图7为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图，其中外壳省略。

如图7所示，第一极片111连续折弯且包括多个平直段111a和多个弯折段111b，多个平直段111a沿厚度方向Z层叠，相邻的两个平直段111a通过弯折段111b连接。

电极组件11包括多个第二极片112，多个第二极片112和多个平直段111a交替层叠。

第一极片111的多个平直段111a和多个第二极片112位于平直区域A。第一极片111的多个弯折段111b位于弯折区域B。

图8为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图，其中外壳省略。

如图8所示，在一些实施例中，电池单体包括叠片结构12，叠片结构12包括至少一个极片组121，极片组121包括第三极片122和第四极片123，第三极片122和第四极片123极性相反，且第四极片123设于第三极片122背离平直区域A的一侧。一个极片组121的第三极片122为抵接部件10。

本申请实施例不限制极片组121的数量。示例性地，叠片结构12可包括1-10个极片组121。

在一些示例中，叠片结构12包括多个极片组121。最靠近的电极组件11的极片组121的第三极片122为抵接部件10。

极片组121通过第三极片122与平直区域A相抵，从而减小传递至第一极片111的折弯处的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件11的循环寿命和安全性能。极片组121可通过第三极片122和第四极片123的配合实现充放电，从而提高电池单体的容量。

在一些实施例中，第三极片122的极性与第二极片112的极性相同，第四极片123的极性与第一极片111的极性相同。

在一些实施例中，弯折区域B连接于平直区域A沿第一方向X的端部。在第一方向X上，极片组121的第四极片123的尺寸W3大于极片组121的第三极片122的尺寸W2，且小于或等于平直区域A的尺寸W1。

在极片组121挤压平直区域A时，可能会造成平直区域A的外表面出现凹部；第四极片123的尺寸W3大于第三极片122的尺寸W2，这样可以形成具有台阶结构的极片组121，而台阶结构可以减小凹部的侧壁的斜度，从而减小平直区域A的局部变形，降低因电流密度高而引发析锂的风险。第四极片123的尺寸W3小于或等于平直区域A的尺寸W1，可减小传递至第一极片111的折弯处的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件11的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，叠片结构12还包括第二隔离件124，第二隔离件124将第三极片122和第四极片123绝缘隔离。

在一些实施例中，第二隔离件124粘接于第三极片122和第四极片123。

在一些实施例中，第四极片123为负极极片，第三极片122为正极极片。极片组121的第四极片123的尺寸W3大于极片组121的第三极片122的尺寸W2，第四极片123能够为第三极片122释放的锂离子提供更多的嵌锂位，从而降低析锂风险，减少正极活性物质的浪费。

在一些实施例中，叠片结构12设置于平直区域A与第一壁之间。

图9为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图，其中外壳省略。

如图9所示，在一些实施例中，叠片结构12包括沿厚度方向Z层叠的多个极片组121。在相邻的两个极片组121中，靠近平直区域A的极片组121的第三极片122沿第一方向X的尺寸小于远离平直区域A的极片组121的第三极片122沿第一方向X的尺寸。

本申请实施例通过逐渐增大第三极片122的尺寸，可以提高电池单体的容量和能量密度。靠近平直区域A的第三极片122可以将远离平直区域A的第三极片122隔开，以在远离平直区域A的第三极片122和平直区域A之间形成间隙，即使增大了远离平直区域A的第三极片122的尺寸，也能够降低远离平直区域A的第三极片122挤压平直区域A和弯折区域B的风险，可以减小传递至弯折区域B的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险。

在一些实施例中，平直区域A沿厚度方向Z的一侧设有叠片结构12。在平直区域A的一侧设置叠片结构12，可以简化电池单体的成型工艺。可选地，叠片结构12设于平直区域A与第一壁之间。

在一些实施例中，叠片结构12最远离平直区域A的极片为负极极片。

图10为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图；图11为图10所示的电极组件和叠片结构的结构示意图。

如图10和图11所示，在一些实施例中，电极组件11的平直区域A沿厚度方向Z的两侧均设有抵接部件10。在平直区域A的两侧设置抵接部件10，可以提高平直区域A受力的均匀性。

示例性地，一个抵接部件10设于第一壁20a和平直区域A之间，另一个抵接部件10设于第二壁20b和平直区域A之间。

电极组件11一侧的抵接部件10可以将弯折区域B与第一壁20a隔开，电极组件11另一侧的抵接部件10可以将弯折区域B与第二壁20b隔开，从而降低第一壁20a和第二壁20b挤压弯折区域B的风险，减小传递至第一极片111的折弯处的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

在一些实施例中，平直区域A沿厚度方向Z的两侧均设有叠片结构12。示例性地，一个叠片结构12设于第一壁20a和平直区域A之间，另一个叠片结构12设于第二壁20b和平直区域A之间。

图12为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图。

如图12所示，在一些实施例中，电极组件11为多个，多个电极组件11沿厚度方向Z层叠。外壳20包括沿厚度方向Z相对设置的第一壁20a和第二壁20b。最靠近第一壁20a的电极组件11与第一壁20a之间设有抵接部件10。

抵接部件10可以支撑最靠近第一壁20a的电极组件11，以将电极组件11的弯折区域B与第一壁20a隔开，降低第一壁20a挤压弯折区域B的风险，减小传递至第一极片111的折弯处的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

可选地，最靠近第一壁20a的电极组件11与第一壁20a之间设有叠片结构。

在一些实施例中，最靠近第二壁20b的电极组件11与第二壁20b之间设有抵接部件10。

抵接部件10可以支撑最靠近第二壁20b的电极组件11，以将电极组件11的弯折区域B与第二壁20b隔开，降低第二壁20b挤压弯折区域B的风险，减小传递至第一极片111的折弯处的作用力，降低第一极片111的活性物质的脱落的风险，减少析锂，改善电极组件的循环寿命和安全性能。

可选地，最靠近第二壁20b的电极组件11与第二壁20b之间设有叠片结构。

图13为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图。

如图13所示，在一些实施例中，至少两个相邻的电极组件11之间设有抵接部件10，该抵接部件10同时与两个相邻的电极组件11的平直区域A相抵。

在一些实施例中，最靠近第一壁20a的电极组件11的背离第一壁20a的表面附接有抵接部件10。

最靠近第一壁20a的电极组件11的两侧均设有抵接部件10，可提高电极组件11的平直区域A受力的均匀性。

图14为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图。

如图14所示，在一些实施例中，任意相邻的两个电极组件11之间可不设置抵接部件10。

相邻的两个电极组件11彼此相抵，两个电极组件11的抵接处不易出现蓬松等问题，同时，两个电极组件11的抵接处不会直接抵压外壳20，所以相邻的电极组件11之间的抵接部件可以省略，从而简化电池单体的结构。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池，包括多个以上任一实施例的电池单体。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一实施例的电池单体，电池单体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单体的设备或系统。

根据本申请的一些实施例，参照图9，本申请实施例提供了一种电池单体7，其包括外壳、电极组件11和叠片结构12。电极组件11和叠片结构12容纳于外壳内。

电极组件11包括第一极片111、第二极片112以及将第一极片111和第二极片112绝缘隔离的第一隔离件113，第一极片111和第二极片112的极性相反。第一极片111、第二极片112和第一隔离件113卷绕并形成弯折区域B和平直区域A，第一极片111的至少部分和第二极片112的至少部分位于弯折区域B。

叠片结构12包括多个极片组121，多个极片组121沿背离平直区域A的方向依次层叠。各极片组121包括第三极片122和第四极片123，第三极片122和第四极片123极性相反，且第四极片123设于第三极片122背离平直区域A的一侧。最靠近平直区域A的一个极片组121的第三极片122为抵接部件10。

抵接部件10设置于平直区域A沿自身厚度方向Z的外侧，并抵接于平直区域A。在垂直于平直区域A的厚度方向Z的平面上，抵接部件10的投影与弯折区域B的投影不重叠。

第一极片111和第四极片123为负极极片，第二极片112和第三极片122为正极极片。

弯折区域B连接于平直区域A沿第一方向X的端部。在第一方向X上，极片组121的第四极片123的尺寸W3大于极片组121的第三极片122的尺寸W2，且小于或等于平直区域A的尺寸W1。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，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 (16)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳；

电极组件，容纳于所述外壳内，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及将所述第一极片和所述第二极片绝缘隔离的第一隔离件，所述第一极片和所述第二极片的极性相反，所述第一极片、所述第二极片和所述第一隔离件组装并形成弯折区域和平直区域，所述第一极片的至少部分位于所述弯折区域；

抵接部件，容纳于所述外壳内，所述抵接部件设置于所述平直区域沿自身厚度方向的外侧，并抵接于所述平直区域；

其中，在垂直于所述平直区域的厚度方向的平面上，所述抵接部件的投影与所述弯折区域的投影不重叠。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述抵接部件包括第三极片或者绝缘板件。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述弯折区域连接于所述平直区域沿第一方向的端部；

在所述第一方向上，所述抵接部件的尺寸小于所述平直区域的尺寸。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述抵接部件粘接于所述第一隔离件。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电池单体，其特征在于，

所述抵接部件为第三极片；

所述第二极片和所述第三极片的极性相同，所述第一极片将所述第二极片和所述第三极片隔开。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体包括叠片结构，所述叠片结构包括至少一个极片组，所述极片组包括第三极片和第四极片，所述第三极片和所述第四极片极性相反，且所述第四极片设于所述第三极片背离所述平直区域的一侧；

一个所述极片组的所述第三极片为所述抵接部件。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述弯折区域连接于所述平直区域沿第一方向的端部；

在所述第一方向上，所述极片组的所述第四极片的尺寸大于所述极片组的所述第三极片的尺寸，且小于或等于所述平直区域的尺寸。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述叠片结构包括沿所述厚度方向层叠的多个所述极片组；

在相邻的两个所述极片组中，靠近所述平直区域的所述极片组的所述第三极片沿所述第一方向的尺寸小于远离所述平直区域的所述极片组的所述第三极片沿所述第一方向的尺寸。

9.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一极片、所述第二极片和所述第一隔离件通过卷绕形成所述弯折区域和所述平直区域。

10.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件为一个，所述电极组件的所述平直区域沿所述厚度方向的至少一侧设有所述抵接部件。

11.根据权利要求10所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件的所述平直区域沿所述厚度方向的两侧均设有所述抵接部件。

12.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述电极组件为多个，多个所述电极组件沿所述厚度方向层叠；

所述外壳包括沿所述厚度方向相对设置的第一壁和第二壁；

最靠近所述第一壁的所述电极组件与所述第一壁之间设有所述抵接部件。

13.根据权利要求12所述的电池单体，其特征在于，最靠近所述第二壁的所述电极组件与所述第二壁之间设有所述抵接部件。

14.根据权利要求12所述的电池单体，其特征在于，最靠近所述第一壁的所述电极组件的背离所述第一壁的表面附接有所述抵接部件。

15.一种电池，其特征在于，包括多个根据权利要求1-14任一项所述的电池单体。

16.一种用电装置，其特征在于，包括根据权利要求1-14任一项所述的电池单体或根据权利要求15所述的电池，所述电池单体用于提供电能。

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