CN219017701U - 电池单体的正极极片、电池单体、电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池单体的正极极片、电池单体、电池和用电装置。正极极片包括正极集流体和设于正极集流体上的正极活性物质层，正极极片包括正极正常区和正极增厚区，沿正极极片的宽度方向，正极增厚区位于正极正常区的靠近正极极片的正极分切线的一侧，以使正极增厚区适于与负极极片的负极削薄区相对，正极集流体在正极增厚区的厚度大于正极集流体在正极正常区的厚度，正极活性物质层在正极增厚区的厚度小于正极活性物质层在正极正常区的厚度。在上述技术方案中，可以有效改善负极极片的负极削薄区析锂的现象，延长电池单体的使用寿命和使用可靠性，并且正极极片便于加工，电池单体的生产成本低。

Description

电池单体的正极极片、电池单体、电池和用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池单体的正极极片、电池单体、电池和用电装置。

背景技术

近些年，新能源汽车有了飞跃式的发展，在电动汽车领域，电池作为电动汽车的动力源，起着不可替代的重要作用。其中，电池作为新能源汽车核心零部件不论在可靠性方面，还是循环使用寿命方面均有着较高的要求。然而，相关技术中的一些电池，存在负极极片边缘析锂现象，影响电池的使用寿命和使用可靠性。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电池单体的正极极片、电池单体、电池和用电装置，能够延长电池单体的使用寿命和使用可靠性。

第一方面，本实用新型实施例提供一种电池单体的正极极片，正极极片包括正极集流体和设于正极集流体上的正极活性物质层，正极极片包括正极正常区和正极增厚区，沿正极极片的宽度方向，正极增厚区位于正极正常区的靠近正极极片的正极分切线的一侧，以使正极增厚区适于与负极极片的负极削薄区相对，正极集流体在正极增厚区的厚度大于正极集流体在正极正常区的厚度，正极活性物质层在正极增厚区的厚度小于正极活性物质层在正极正常区的厚度。

在上述技术方案中，由于正极集流体在正极增厚区的厚度大于正极集流体在正极正常区的厚度，正极活性物质层在正极增厚区的厚度小于正极活性物质层在正极正常区的厚度，可以有效改善负极极片的负极削薄区析锂的现象，延长电池单体的使用寿命和使用可靠性，并且正极极片便于加工，电池单体的生产成本低。

在一些实施例中，正极极片在正极增厚区的总厚度不超过正极极片在正极正常区的总厚度。

在上述技术方案中，可以很容易地满足正极活性物质层在正极增厚区的厚度减小，从而使得正极极片容易加工。而且，由于正极极片在正极增厚区的总厚度不超过正极极片在正极正常区的总厚度，可以避免正极增厚区相对正极正常区凸出，从而当制作电极组件时，可以改善由于正极增厚区凸出导致的电极组件的局部挤压变形、波浪边、破裂等问题，从而可以提高电池的可靠性。

在一些实施例中，正极活性物质层在正极增厚区的表面与正极活性物质层在正极正常区的表面平齐。

在上述技术方案中，无需将正极活性物质层在正极增厚区的厚度特意削薄减小，而是保持正极活性物质层的表面在正极增厚区与在正极正常区是平齐的即可，从而可以简化正极活性物质层的加工，并满足改善负极极片的负极削薄区析锂的现象的要求。

在一些实施例中，沿正极极片的长度方向，正极增厚区连续延伸。

在上述技术方案中，当正极增厚区沿正极极片的长度方向连续延伸时，可以使得正极集流体在正极增厚区的增厚加工方便，可以较为有效地改善负极极片的负极削薄区的析锂现象。

在一些实施例中，在正极极片的长度方向上，正极增厚区连续延伸的总长度大于正极极片的长度的90%。

在上述技术方案中，可以使得正极增厚区在正极极片的长度方向上的长度较长，可以使得正极增厚区与负极削薄区相对的更加充分，从而可以有效改善负极极片的负极削薄区的析锂现象。

在一些实施例中，沿正极极片的长度方向，正极增厚区断续延伸。

在上述技术方案中，当正极增厚区沿正极极片的长度方向断续延伸时，可以使正极增厚区包括沿正极极片的长度方向间隔设置的多个子区域，从而可以实现正极集流体在正极增厚区的增厚设计灵活，能够在一定程度上改善负极极片的负极削薄区的析锂现象。

在一些实施例中，在正极极片的长度方向上，正极增厚区断续延伸的总长度大于正极极片的长度的90%。

在上述技术方案中，可以使得正极增厚区在正极极片的长度方向上的长度较长，可以使得正极增厚区与负极削薄区相对的更加充分，从而可以有效改善负极极片的负极削薄区的析锂现象。

在一些实施例中，正极增厚区的边缘与正极分切线平齐。

在上述技术方案中，可以使得正极增厚区与负极削薄区相对的更加充分，从而可以有效改善负极极片的负极削薄区的析锂现象。

在一些实施例中，沿正极极片的宽度方向，正极增厚区的宽度M与正极活性物质层的宽度N之比的取值范围为0.1-0.15。

在上述技术方案中，通过限制正极增厚区的宽度M与正极活性物质层的宽度N之比的取值范围为0.1-0.15，在制作电极组件后，无论电极组件的尺寸如何，都可以较好地使得正极增厚区与负极削薄区充分相对，从而可以有效改善负极极片的负极削薄区的析锂现象。

在一些实施例中，沿正极极片的宽度方向，正极增厚区的宽度M为10mm-15mm。

在上述技术方案中，通过限制正极增厚区的宽度M为10mm-15mm，在制作电极组件后，有利于使得正极增厚区与负极削薄区相对的较为充分，较为有效地改善负极极片的负极削薄区的析锂现象，而且可以简化正极增厚区的设计和加工。

在一些实施例中，正极集流体在正极增厚区的厚度一致。

在上述技术方案中，可以简化正极集流体在正极增厚区的加工，降低加工难度，提高加工效率。

在一些实施例中，正极集流体在正极增厚区的厚度沿着从正极分切线到正极正常区的方向逐渐减小，或者正极集流体在正极增厚区的厚度沿着从正极分切线到正极正常区的方向先不变后逐渐减小。

在上述技术方案中，容易使得负极削薄区的负极活性物质层相对较厚的部分对应正极增厚区的正极活性物质层相对较厚的部分，负极削薄区的负极活性物质层相对较薄的部分对应正极增厚区的正极活性物质层相对较薄的部分，从而可以更加针对性地改善负极削薄区的CB值不足的问题，并提升电池的电容量。

在一些实施例中，正极集流体在正极增厚区相对于在正极正常区增加的厚度为3μ-20μ。

在上述技术方案中，可以根据电池的类型不同，在上述取值范围内具体选择正极集流体的增厚，以较好地使得正极集流体在正极增厚区的增厚足够，以较为有效地改善负极极片的负极削薄区的析锂现象。

在一些实施例中，正极集流体包括本体片和增厚条，增厚条位于正极增厚区且焊接于本体片的表面。

在上述技术方案中，正极集流体的加工方便，成本低。

在一些实施例中，正极集流体形成为关于正极集流体的厚度方向上的中心平面对称的结构。

在上述技术方案中，便于正极集流体的加工，而且有利于统一改善各负极削薄区的CB值不足的问题，改善效果一致性好，可以更好地提升电池的使用寿命和可靠性。

在一些实施例中，正极极片整体形成为关于正极集流体的厚度方向上的中心平面对称的结构。

在上述技术方案中，便于正极极片的加工，可以更好地提升电池的使用寿命和可靠性。

在一些实施例中，正极极片还包括正极削薄区，沿正极极片的宽度方向，正极削薄区位于正极正常区的远离正极增厚区的一侧，正极活性物质层在正极削薄区的厚度小于正极活性物质层在正极正常区的厚度。

在上述技术方案中，正极削薄区可以靠近正极极片的宽度边缘位置，通过将正极削薄区的正极活性物质层削薄，可以改善正极极片的宽度边缘位置的鼓边问题，进而改善由于鼓边问题导致的电极组件的局部挤压变形、波浪边、破裂等问题，从而可以提高电池的可靠性。

第二方面，本实用新型实施例还提供一种电池单体，包括负极极片和上述的电池单体的正极极片，负极极片包括负极集流体和设于负极集流体上的负极活性物质层，负极极片包括负极正常区和负极削薄区，沿负极极片的宽度方向，负极削薄区位于负极正常区的远离负极极片的负极分切线的一侧，负极活性物质层在负极削薄区的厚度小于负极活性物质层在负极正常区的厚度，正极增厚区与负极削薄区相对设置。

在上述技术方案中，可以改善负极极片的负极削薄区处的CB值不足的问题，延长电池单体的使用寿命和使用可靠性。

在一些实施例中，正极增厚区的宽度大于负极削薄区的宽度。

在上述技术方案中，正极增厚区可以较好地覆盖负极削薄区，从而可以更加充分地改善负极极片的负极削薄区析锂的现象，延长电池单体的使用寿命和使用可靠性。

第三方面，本实用新型实施例还提供一种电池，包括多个上述的电池单体。

第四方面，本实用新型实施例还提供一种用电装置，包括上述的电池单体。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本实用新型一些实施例提供的车辆的结构示意图；

图2为本实用新型一些实施例提供的电池的结构爆炸图；

图3为本实用新型一些实施例提供的正极极片的结构示意图；

图4为本实用新型一些实施例提供的正极集流体的结构示意图；

图5为本实用新型一些实施例提供的电极组件的结构示意图；

图6为本实用新型另一些实施例提供的正极极片的结构示意图；

图7为本实用新型另一些实施例提供的正极集流体的结构示意图；

图8为本实用新型另一些实施例提供的电极组件的结构示意图；

图9为本实用新型一些实施例提供的卷绕式的电极组件的结构示意图。

附图标记：

车辆1000；电池100；电池单体10；电极组件101；箱体20；第一箱本体201；第二箱本体202；正极极片1；正极正常区1a；正极增厚区1b；正极分切线1c；正极削薄区1d；正极集流体11；正极极耳111；本体片11a；增厚条11b；正极活性物质层12；负极极片2；负极正常区2a；负极削薄区2b；负极分切线2c；负极集流体21；负极极耳211；负极活性物质层22；隔离膜3。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

除非另有定义，本实用新型所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本实用新型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，不是旨在于限制本实用新型；本实用新型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。本实用新型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。

在本实用新型中提及“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实用新型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。

在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。

本实用新型中术语“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，本实用新型中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本实用新型的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本实用新型实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本实用新型构成任何限定。

本实用新型中出现的“多个”指的是两个以上（包括两个）。

本实用新型中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本实用新型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，本实用新型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、方形电池单体和软包电池单体，本实用新型实施例对此也不限定。

本实用新型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，本实用新型中所提到的电池可以包括电池模组或电池包等。电池模组一般包括多个电池单体。电池包一般包括用于封装一个或多个电池单体或一个或多个电池模组的箱体。箱体可以改善液体或其他异物影响电池单体的充电或放电的问题。

电池单体一般包括外壳、电极组件和电解液，外壳用于容纳电极组件和电解液。电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。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。隔离膜的材质不限，例如可以为聚丙烯或聚乙烯等。

正极极片一般可以包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层直接或间接涂覆于正极集流体上，未涂覆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，未涂覆正极活性物质层的正极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，正极活性物质层的材料可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。

负极极片一般可以包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层直接或间接涂覆于负极集流体上，未涂覆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，未涂覆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，负极活性物质层的材料可以为碳或硅等。为了使得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。

近些年，新能源汽车有了飞跃式的发展，在电动汽车领域，电池作为电动汽车的动力源，起着不可替代的重要作用。其中，电池作为新能源汽车核心零部件不论在可靠性方面，还是循环使用寿命方面均有着较高的要求。然而，相关技术中的一些电池，存在负极极片边缘析锂现象，影响电池的使用寿命和使用可靠性。

发明人发现，在一般的电池中，电池单体的正负极极片在涂覆活性物质层后，宽度两侧边缘均进行削薄处理形成削薄区，削薄区相对于非削薄区在10mm的宽度范围内厚度减小约1μ-15μ，将正负极极片分别在各自的非削薄区进行分切之后再组成电极组件，电极组件中正极极片的削薄区对着负极极片的非削薄区，负极极片的削薄区对着正极极片的非削薄区。由于负极极片的削薄区的负极活性物质层的厚度较小，对着的正极极片的非削薄区的正极活性物质层的厚度较大，容易导致负极极片的削薄区处的CB值不足，引发负极极片的削薄区产生析锂现象，析锂现象会引起的电池的电容量跳水问题、以及极片裂伤等安全问题，进而影响电池的使用寿命和使用可靠性。可以理解的是，“CB值”指的是：cellBalance，即在同一阶段内、同一条件下，正对面的负极容量超正极容量的余量。

为解决上述问题，目前常采用的方式是通过增加负极活性材料的用量来提升CB值，这样虽然理论上可以实现负极极片的削薄区不会析锂，但是实际上长期循环后仍会存在负极极片的削薄区析锂的情况，而且负极活性材料的用量增加还会造成电池的生产成本的升高。

基于上述考虑，为了改善负极极片的削薄区析锂的现象，发明人经过深入研究，设计了一种具有正极增厚区的正极极片，将正极极片的正极增厚区与负极极片的负极削薄区相对设置，并设置正极集流体在正极增厚区的厚度大于正极集流体在正极正常区的厚度，正极活性物质层在正极增厚区的厚度小于正极活性物质层在正极正常区的厚度。

由此，通过将正极极片的对应负极削薄区的局部的正极集流体加厚，有利于实现正极极片该局部的正极活性物质层的厚度减小，进而可以在不增加负极活性材料的用量的情况下，有效提高负极极片的削薄区的CB值，从而改善负极极片的削薄区在长期循环后的析锂现象，因此改善了析锂现象引起的电池的电容量跳水问题以及极片裂伤等安全问题，从而延长了电池单体的使用寿命和使用可靠性。

本实用新型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。因此，本实用新型实施例提供一种使用电池单体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，以本实用新型一实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。

请参照图1，图1为本实用新型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还可以包括控制器和马达，控制器用来控制电池100为马达供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本实用新型一些实施例中，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为本实用新型一些实施例提供的电池100的结构爆炸图。

在本实用新型一些实施例中，电池100包括箱体20和多个电池单体10，电池单体10容纳于箱体20内。其中，箱体20用于为电池单体10提供装配空间。在本实用新型的另外一些实施例中，电池100还可以不包括箱体20，而仅包括多个电池单体10，这里不作赘述。

在电池100中，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20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20内。电池100还可以包括其他结构，例如，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。

箱体20可以采用多种结构。例如在一些实施例中，如图2所示，箱体20可以包括第一箱本体201和第二箱本体202，第一箱本体201与第二箱本体202相互盖合，第一箱本体201和第二箱本体202共同限定出用于容纳电池单体10的装配空间。例如，第二箱本体202可以为一端开放的空心结构，第一箱本体201可以为板状结构，第一箱本体201盖合于第二箱本体202的开放侧，以使第一箱本体201与第二箱本体202共同限定出装配空间。或者再例如，第一箱本体201和第二箱本体202也可以均为一侧开放的空心结构，第一箱本体201的开放侧盖合于第二箱本体202的开放侧。当然，第一箱本体201和第二箱本体202形成的箱体20可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

请参照图3-图5，介绍本实用新型一些实施例提供的正极极片1，正极极片1包括正极集流体11和设于正极集流体11上的正极活性物质层12，正极极片1包括正极正常区1a和正极增厚区1b，沿正极极片1的宽度方向X，正极增厚区1b位于正极正常区1a的靠近正极极片1的正极分切线1c的一侧，以使正极增厚区1b适于与负极极片2的负极削薄区2b相对，正极集流体11在正极增厚区1b的厚度（平均厚度）大于正极集流体11在正极正常区1a的厚度（平均厚度），正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度（平均厚度）小于正极活性物质层12在正极正常区1a的厚度（平均厚度）。

可以理解的是，正极集流体11的厚度两侧均可以直接或间接涂覆有正极活性物质层12，正极集流体11未涂覆有正极活性物质层12的部分为正极极耳111。正极集流体11和正极活性物质层12的材料可以根据设计要求具体设定，这里不作赘述。

可以理解的是，未分切的正极极片1可以沿正极分切线1c分切，以获得位于正极分切线1c两侧的两个分切后的正极极片1，其中，正极分切线1c沿未分切的正极极片1的长度方向延伸，且正极分切线1c位于每个分切后的正极极片1的宽度侧边缘位置。其中，正极分切线1c可以位于未分切的正极极片1的宽度中央位置，但不限于位于未分切的正极极片1的宽度中央位置，例如也可以偏离未分切的正极极片1的宽度中央位置。本实用新型所述的正极极片1可以是未分切的正极极片1、也可以是分切后的正极极片1。

一般情况下，负极极片2在涂覆负极活性物质层22后，会在负极极片2的宽度边缘处对负极活性物质层22进行削薄处理，使负极极片2的宽度边缘处形成为负极削薄区2b，将正极极片1、负极极片2和隔离膜3组成电极组件101后，正极极片1的正极增厚区1b对着负极极片2的负极削薄区2b，由于正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度减小，可以降低正极增厚区1b的锂离子的释放，增加了负极削薄区2b处的CB值，从而改善了负极极片2的负极削薄区2b处的CB值不足的问题，改善在长循环后负极极片2的负极削薄区2b析锂的现象，进而可以改善由于析锂现象引起的电池100的电容量跳水问题以及极片裂伤等安全问题，由此可以延长电池单体10的使用寿命和使用可靠性。

而且，由于正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度减小，进而可以减少正极极片1的正极增厚区1b的正极活性物质的涂覆重量，并且，也无需为了增大CB值而增加负极活性材料的用量，因此可以有效地降低电池单体10的生产成本。

此外，通过设置正极集流体11在正极增厚区1b的厚度大于正极集流体11在正极正常区1a的厚度，在一些实施例中，当正极活性物质层12的表面在正极增厚区1b与在正极正常区1a平齐时，可以很容易地满足正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度小于正极活性物质层12在正极正常区1a的厚度的要求，从而降低了正极活性物质层12的涂覆难度，提高了生产效率。当然，本实用新型不限于此，也可以根据不同实际要求，将正极活性物质层12的表面设置为在正极增厚区1b与在正极正常区1a不平齐，这里不作赘述。

此外，在一些实施例中，通过在正极增厚区1b增大正极集流体11的厚度，从而使得正极极片1无需设置其他功能结构层，进而可以简化正极极片1的结构和生产成本。但是，本实用新型不限于此，当然也可以设置正极极片1还包括其他的功能结构层，这里不作赘述。

在一些实施例中，如图3-图5所示，正极极片1在正极增厚区1b的总厚度不超过正极极片1在正极正常区1a的总厚度。也就是说，正极极片1在正极增厚区1b的总厚度小于等于正极极片1在正极正常区1a的总厚度。

在上述技术方案中，由于正极极片1在正极增厚区1b的总厚度不超过正极极片1在正极正常区1a的总厚度，从而通过将正极集流体11在正极增厚区1b的局部厚度加大，可以很容易地满足正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度减小，从而使得正极极片1容易加工。而且，由于正极极片1在正极增厚区1b的总厚度不超过正极极片1在正极正常区1a的总厚度，可以避免正极增厚区1b相对正极正常区1a凸出，从而当制作电极组件101时，可以改善由于正极增厚区1b凸出导致的电极组件101的局部挤压变形、波浪边、破裂等问题，从而可以提高电池100的可靠性。

在一些实施例中，如图3-图5所示，正极活性物质层12在正极增厚区1b的表面与正极活性物质层12在正极正常区1a的表面平齐。

在上述技术方案中，由于正极集流体11在正极增厚区1b的厚度大于正极集流体11在正极正常区1a的厚度，通过将正极活性物质层12的表面设置为在正极增厚区1b与在正极正常区1a是平齐的，从而可以简单且有效地使得正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度小于正极活性物质层12在正极正常区1a的厚度，从而可以在有效改善负极极片2的负极削薄区2b析锂的现象的前提下，简化正极活性物质层12的加工。

换言之，无需将正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度特意削薄减小，而是保持正极活性物质层12的表面在正极增厚区1b与在正极正常区1a是平齐的即可，从而可以简化正极活性物质层12的加工，并满足改善负极极片2的负极削薄区2b析锂的现象的要求。

当然，本实用新型不限于此，例如在本实用新型的其他实施例中，也可以将正极活性物质层12在正极增厚区1b的表面设置为低于正极活性物质层12在正极正常区1a的表面，从而可以更加有效地满足正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度小于正极活性物质层12在正极正常区1a的厚度，更加有效地改善负极极片2的负极削薄区2b析锂的现象。

可以理解的是，如果正极活性物质层12为正极极片1的外层，当正极活性物质层12在正极增厚区1b的表面与正极活性物质层12在正极正常区1a的表面平齐时，正极极片1在正极增厚区1b的总厚度与正极极片1在正极正常区1a的总厚度可以相等。而当正极活性物质层12在正极增厚区1b的表面低于正极活性物质层12在正极正常区1a的表面时，正极极片1在正极增厚区1b的总厚度可以小于正极极片1在正极正常区1a的总厚度。

在一些实施例中，沿正极极片1的长度方向，正极增厚区1b连续延伸。

在上述技术方案中，由于正极增厚区1b沿正极极片1的长度方向连续延伸，从而可以使得正极集流体11在正极增厚区1b增厚的加工方便，可以较为有效地改善负极极片2的负极削薄区2b的析锂现象。

或者在另外一些实施例中，沿正极极片1的长度方向，正极增厚区1b断续延伸。

在上述技术方案中，由于正极增厚区1b沿正极极片1的长度方向断续延伸，以使正极增厚区1b包括沿正极极片1的长度方向间隔设置的多个子区域，从而可以实现正极集流体11在正极增厚区1b增厚的灵活设计，也能够在一定程度上改善负极极片2的负极削薄区2b的析锂现象。

在一些实施例中，在正极极片1的长度方向上，正极增厚区1b的延伸总长度大于正极极片1的长度的90%。其中，当正极增厚区1b沿正极极片1的长度方向连续延伸时，在正极极片1的长度方向上，正极增厚区1b的最远两端之间的距离大于正极极片1的长度的90%。其中，当正极增厚区1b沿正极极片1的长度方向断续延伸时，在正极极片1的长度方向上，距离最远的两个子区域的最远两端之间的距离大于正极极片1的长度的90%。

在上述技术方案中，可以使得正极增厚区1b在正极极片1的长度方向上的长度较长，可以使得正极增厚区1b与负极削薄区2b相对的更加充分，从而可以有效改善负极极片2的负极削薄区2b的析锂现象。

当然，本实用新型不限于此，也可以将正极增厚区1b设置为在正极极片1的长度方向上的延伸总长度小于等于正极极片1的长度的90%。由此，也可以在一定程度上改善负极极片2的负极削薄区2b的析锂现象。

在一些实施例中，如图3-图5所示，正极增厚区1b的边缘与正极分切线1c平齐。也就是说，正极增厚区1b的一侧边缘沿正极极片1的宽度方向X延伸至正极分切线1c。

在上述技术方案中，由于正极增厚区1b的边缘与正极分切线1c平齐，当将正极极片1和负极极片2分别沿各自的分切线分切后，在制作电极组件101时，将正极极片1的宽度一侧的分切线位置与负极极片2的宽度一侧的负极削薄区2b相对，可以使得正极增厚区1b与负极削薄区2b相对的更加充分，从而可以有效改善负极极片2的负极削薄区2b的析锂现象。

当然，本实用新型不限于此，例如在本实用新型的其他实施例中，沿正极极片1的宽度方向X，正极增厚区1b也可以并非延伸至正极分切线1c，例如沿正极极片1的宽度方向X，正极增厚区1b与正极分切线1c之间还可以间隔一定间距，也能够使得正极增厚区1b的至少部分与负极削薄区2b相对，从而可以在一定程度上改善负极极片2的负极削薄区2b的析锂现象。

在一些实施例中，如图3-图5所示，沿正极极片1的宽度方向X，正极增厚区1b的宽度M与正极活性物质层12的宽度N之比的取值范围为0.1-0.15，即0.1≤M/N≤0.15，例如，M/N为0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15等等。

在上述技术方案中，通过限制正极增厚区1b的宽度M与正极活性物质层12的宽度N之比的取值范围为0.1-0.15，在制作电极组件101后，无论电极组件101的尺寸如何，都可以较好地使得正极增厚区1b与负极削薄区2b充分相对，从而可以有效改善负极极片2的负极削薄区2b的析锂现象。

在一些实施例中，如图3-图5所示，沿正极极片1的宽度方向X，正极增厚区1b的宽度M为10mm-15mm，例如，M为10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm等等。

在上述技术方案中，通过限制正极增厚区1b的宽度M为10mm-15mm，在制作电极组件101后，相对于正极增厚区1b的宽度M小于10mm的方案，有利于使得正极增厚区1b与负极削薄区2b相对的更加充分，较为有效地改善负极极片2的负极削薄区2b的析锂现象，而且可以简化正极增厚区1b的设计和加工。此外，相对于正极增厚区1b的宽度M大于15mm的方案，通过限制正极增厚区1b的宽度M为10mm-15mm，可以使得正极活性物质层12的减薄区域的尺寸不至于过大，从而可以提升电池单体10的电量。

在一些实施例中，如图3-图5所示，沿正极极片1的宽度方向X，正极增厚区1b的宽度M大于负极削薄区2b的宽度W。由此，正极增厚区1b可以较好地覆盖负极削薄区2b，从而可以更加充分地改善负极极片2的负极削薄区2b析锂的现象，延长电池单体10的使用寿命和使用可靠性。

例如，负极削薄区2b的宽度W为0mm-10mm，正极增厚区1b的宽度M为10mm-15mm，由此，正极增厚区1b可以较好地覆盖负极削薄区2b，从而可以更加充分地改善负极极片2的负极削薄区2b析锂的现象，延长电池单体10的使用寿命和使用可靠性。

在一些实施例中，如图3-图5所示，正极集流体11在正极增厚区1b的厚度一致。也就是说，在正极增厚区1b，正极集流体11的厚度处处相等。由此，可以简化正极集流体11在正极增厚区1b的加工，降低加工难度，提高加工效率。

当然，本实用新型不限于此，例如在另外一些实施例中，如图6-图8所示，正极集流体11在正极增厚区1b的厚度沿着从正极分切线1c到正极正常区1a的方向逐渐减小，或者正极集流体11在正极增厚区1b的厚度沿着从正极分切线1c到正极正常区1a的方向先不变后逐渐减小。由此，容易使得正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度沿着从正极分切线1c到正极正常区1a的方向逐渐增大，或者先不变后逐渐增大。

这样，在制作电极组件101后，由于负极削薄区2b的负极活性物质层22是沿着从正极正常区1a到正极分切线1c的方向逐渐减小的，通过将正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度设置为沿着从正极正常区1a到正极分切线1c的方向逐渐减小，或者先逐渐减小后不变的结构形式，使得负极削薄区2b的负极活性物质层22相对较厚的部分对应正极增厚区1b的正极活性物质层12相对较厚的部分，负极削薄区2b的负极活性物质层22相对较薄的部分对应正极增厚区1b的正极活性物质层12相对较薄的部分，从而可以更加针对性地改善负极削薄区2b的CB值不足的问题，并提升电池100的电容量。

在一些实施例中，如图3-图5所示，正极集流体11在正极增厚区1b相对于在正极正常区1a增加的厚度为3μ-20μ，例如，3μ、5μ、10μ、15μ、20μ等等。

在上述技术方案中，可以根据电池100的类型不同，在上述取值范围内具体选择正极集流体11的增厚，以较好地使得正极集流体11在正极增厚区1b的增厚足够，以较为有效地改善负极极片2的负极削薄区2b的析锂现象。

当然，本实用新型不限于此，例如在本实用新型的其他实施例中，也可以将正极集流体11在正极增厚区1b相对于在正极正常区1a增加的厚度设置为1μ-50μ，从而可以满足更多不同的设计需求。

在一些实施例中，正极集流体11在正极增厚区1b相对于在正极正常区1a增加的厚度为3μ-20μ，而负极活性物质层22在负极削薄区2b相对于在负极正常区2a减薄的厚度为1μ-15μ，从而可以较为有效地改善负极削薄区2b处的CB值不足的问题。

例如在一些实施例中，正极集流体11在正极增厚区1b相对于在正极正常区1a增加的厚度，与正极活性物质层12在正极增厚区1b相对于在正极正常区1a减小的厚度相等，从而可以简化设计和加工。

在一些实施例中，如图3-图5所示，正极集流体11形成为关于正极集流体11的厚度方向上的中心平面对称的结构，从而正极集流体11在正极增厚区1b两侧的增厚形状和增厚厚度是一致的。在上述技术方案中，便于正极集流体11的加工，而且有利于统一改善各负极削薄区2b的CB值不足的问题，改善效果一致性好，可以更好地提升电池100的使用寿命和可靠性。

具体而言，为了实现上述正极集流体11的局部增厚，正极集流体11的加工方式不限。例如在一些实施例中，如图3-图5所示，正极集流体11包括本体片11a和增厚条11b，增厚条11b位于正极增厚区1b且焊接于本体片11a的表面，例如本体片11a的厚度方向上的两侧表面分别焊接有增厚条11b，由此，正极集流体11的加工方便，成本低。

可以理解的是，增厚条11b的厚度可以根据正极集流体11在正极增厚区1b的增厚需求设置，增厚条11b的宽度可以根据正极增厚区1b的宽度设置。例如，当正极集流体11的厚度在正极增厚区1b相对于在正极正常区1a单侧增厚为3μ-20μ，沿正极极片1的宽度方向X正极增厚区1b的宽度M为10mm-15mm时，增厚条11b的厚度可以为3μ-20μ，宽度可以为10mm-15mm。

此外，可以根据实际情况，设计本体片11a和增厚条11b的材料可以相同或不同，例如本体片11a和增厚条11b的材料相同，本体片11a为铝箔，增厚条11b为铝条等等，从而便于加工，降低成本，这里不作赘述。

在一些实施例中，如图3-图5所示，正极极片1还包括正极削薄区1d，沿正极极片1的宽度方向X，正极削薄区1d位于正极正常区1a的远离正极增厚区1b的一侧，正极活性物质层12在正极削薄区1d的厚度（平均厚度）小于正极活性物质层12在正极正常区1a的厚度（平均厚度）。

在上述技术方案中，正极削薄区1d可以靠近正极极片1的宽度边缘位置，通过将正极削薄区1d的正极活性物质层12削薄，可以改善正极极片1的宽度边缘位置的鼓边问题，进而改善由于鼓边问题导致的电极组件101的局部挤压变形、波浪边、破裂等问题，从而可以提高电池100的可靠性。

在一些实施例中，如图3-图5所示，正极活性物质层12的厚度沿着从正极正常区1a到正极削薄区1d的方向逐渐减小。由此，正极活性物质层12的加工容易，而且可以较为有效地改善正极极片1的宽度边缘位置的鼓边问题，并且可以较好地改善电池100的电量。

在一些实施例中，如图3-图5所示，正极极片1整体形成为关于正极集流体11的厚度方向上的中心平面对称的结构。即正极集流体11关于正极集流体11的厚度方向上的中心平面对称，正极集流体11的厚度两侧的正极活性物质层12也关于正极集流体11的厚度方向上的中心平面对称。在上述技术方案中，便于正极极片1的加工，可以更好地提升电池100的使用寿命和可靠性。

在一些实施例中，本实用新型还提出一种电池单体10，如图3-图5所示，包括负极极片2和上述的电池单体10的正极极片1，负极极片2包括负极集流体21和设于负极集流体21上的负极活性物质层22，负极极片2包括负极正常区2a和负极削薄区2b，沿负极极片2的宽度方向，负极削薄区2b位于负极正常区2a的远离负极极片2的负极分切线2c的一侧，负极活性物质层22在负极削薄区2b的厚度（平均厚度）小于负极活性物质层22在负极正常区2a的厚度（平均厚度），正极增厚区1b与负极削薄区2b相对设置。

可以理解的是，负极集流体21的厚度两侧均可以直接或间接涂覆有负极活性物质层22，负极集流体21未涂覆有负极活性物质层22的部分为负极极耳211。负极集流体21和负极活性物质层22的材料可以根据设计要求具体设定，这里不作赘述。

由于将正极极片1、负极极片2和隔离膜3组成电极组件101后，正极极片1的正极增厚区1b对着负极极片2的负极削薄区2b，由于负极活性物质层22在负极削薄区2b的厚度减小，且正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度也减小，可以改善负极极片2的负极削薄区2b处的CB值不足的问题，改善在长循环后负极极片2的负极削薄区2b析锂的现象，进而可以改善由于析锂现象引起的电池100的电容量跳水问题以及极片裂伤等安全问题，由此可以延长电池单体10的使用寿命和使用可靠性。

此外，如上文所述，本实用新型还提出一种包括上述电池单体10的电池100，电池100可以包括箱体20也可以不包括箱体20，电池单体10可以为多个，从而使得电池100的电量更高，电池100的使用寿命和使用可靠性可以获得提升。

另外，如上文所述，本实用新型还提出一种包括上述电池单体10的用电装置，用电装置的类型不限，用电装置通过设置上述电池单体10，可以提升用电装置的续航时长和工作可靠性。

下面，描述根据本实用新型一个具体实施例的电池单体10。

电池单体10包括外壳、电极组件101和电解液，外壳用于容纳电极组件101和电解液。电极组件101由正极极片1、负极极片2和隔离膜3组成。

负极极片2包括负极集流体21和设于负极集流体21上的负极活性物质层22。负极极片2包括负极正常区2a和负极削薄区2b，沿负极极片2的宽度方向，负极削薄区2b位于负极正常区2a的远离负极极片2的负极分切线2c的一侧。负极活性物质层22的厚度沿着从负极正常区2a到负极削薄区2b的方向逐渐减小。

正极极片1包括正极集流体11和设于正极集流体11上的正极活性物质层12。正极极片1包括正极削薄区1d、正极正常区1a和正极增厚区1b，沿正极极片1的宽度方向X，正极增厚区1b位于正极正常区1a的靠近正极极片1的正极分切线1c的一侧，正极削薄区1d位于正极正常区1a的远离正极增厚区1b的一侧。正极集流体11在正极增厚区1b的厚度大于正极集流体11在正极正常区1a的厚度，正极活性物质层12在正极增厚区1b的表面与正极活性物质层12在正极正常区1a的表面平齐，正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度小于正极活性物质层12在正极正常区1a的厚度。

将正极极片1、负极极片2和隔离膜3组成电极组件101后，正极增厚区1b与负极削薄区2b相对设置，由于负极活性物质层22在负极削薄区2b的厚度减小，且正极活性物质层12在正极增厚区1b的厚度也减小，可以改善负极极片2的负极削薄区2b处的CB值不足的问题，改善在长循环后负极极片2的负极削薄区2b析锂的现象，进而可以改善由于析锂现象引起的电池100的电容量跳水问题以及极片裂伤等安全问题，由此可以延长电池单体10的使用寿命和使用可靠性。

本实施例的电池单体10可以为柱形锂离子电池单体，正极集流体11为铝箔，可以根据电池单体10的尺寸，在正极极片1的分切侧进行铝箔的局部加厚，实现正极极片1的分切侧的正极活性物质层12的涂布面密度降低，进而可以提高负极削薄区2b的CB值，改善负极削薄区2b处的CB值不足的问题，改善负极削薄区2b在循环过程中的析锂问题。

正极极片1在加工时，先在铝箔的厚度两侧的分切位置分别焊接铝条，铝条的宽度为10mm-15mm，铝条的厚度为3μ-20μ，以使铝箔的局部加厚的宽度可以为10mm-15mm，铝箔的局部加厚的厚度为3μ-20μ。

然后将正极浆料按一定的比例进行混合搅拌，得到粘度合适的正极浆料，将上述浆料按照一定的面密度涂布在上述加工后的铝箔上，得到涂布后的正极极片1。将上述正极极片1按照一定的压密进行冷压，得到冷压后的极片。将上述正极极片1进行分条、卷绕、揉平得到安全余量区带有通孔的电极组件101（例如图9所示）。对上述电极组件进行集流盘焊接、端盖焊接等工序，最后得到柱形锂离子电池单体。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (21)

1.一种电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极极片包括正极集流体和设于所述正极集流体上的正极活性物质层，所述正极极片包括正极正常区和正极增厚区，沿所述正极极片的宽度方向，所述正极增厚区位于所述正极正常区的靠近所述正极极片的正极分切线的一侧，以使所述正极增厚区适于与负极极片的负极削薄区相对，所述正极集流体在所述正极增厚区的厚度大于所述正极集流体在所述正极正常区的厚度，所述正极活性物质层在所述正极增厚区的厚度小于所述正极活性物质层在所述正极正常区的厚度。

2.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极极片在所述正极增厚区的总厚度不超过所述正极极片在所述正极正常区的总厚度。

3.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极活性物质层在所述正极增厚区的表面与所述正极活性物质层在所述正极正常区的表面平齐。

4.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，沿所述正极极片的长度方向，所述正极增厚区连续延伸。

5.根据权利要求4所述的电池单体的正极极片，其特征在于，在所述正极极片的长度方向上，所述正极增厚区连续延伸的总长度大于所述正极极片的长度的90%。

6.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，沿所述正极极片的长度方向，所述正极增厚区断续延伸。

7.根据权利要求6所述的电池单体的正极极片，其特征在于，在所述正极极片的长度方向上，所述正极增厚区断续延伸的总长度大于所述正极极片的长度的90%。

8.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极增厚区的边缘与所述正极分切线平齐。

9.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，沿所述正极极片的宽度方向，所述正极增厚区的宽度M与所述正极活性物质层的宽度N之比的取值范围为0.1-0.15。

10.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，沿所述正极极片的宽度方向，所述正极增厚区的宽度M为10mm-15mm。

11.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极集流体在所述正极增厚区的厚度一致。

12.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极集流体在所述正极增厚区的厚度沿着从所述正极分切线到所述正极正常区的方向逐渐减小，或者所述正极集流体在所述正极增厚区的厚度沿着从所述正极分切线到所述正极正常区的方向先不变后逐渐减小。

13.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极集流体在所述正极增厚区相对于在所述正极正常区增加的厚度为3μ-20μ。

14.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极集流体包括本体片和增厚条，所述增厚条位于所述正极增厚区且焊接于所述本体片的表面。

15.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极集流体形成为关于所述正极集流体的厚度方向上的中心平面对称的结构。

16.根据权利要求1所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极极片整体形成为关于所述正极集流体的厚度方向上的中心平面对称的结构。

17.根据权利要求1-16中任一项所述的电池单体的正极极片，其特征在于，所述正极极片还包括正极削薄区，沿所述正极极片的宽度方向，所述正极削薄区位于所述正极正常区的远离所述正极增厚区的一侧，所述正极活性物质层在所述正极削薄区的厚度小于所述正极活性物质层在所述正极正常区的厚度。

18.一种电池单体，其特征在于，包括负极极片和根据权利要求1-17中任一项所述的电池单体的正极极片，所述负极极片包括负极集流体和设于所述负极集流体上的负极活性物质层，所述负极极片包括负极正常区和负极削薄区，沿所述负极极片的宽度方向，所述负极削薄区位于所述负极正常区的远离所述负极极片的负极分切线的一侧，所述负极活性物质层在所述负极削薄区的厚度小于所述负极活性物质层在所述负极正常区的厚度，所述正极增厚区与所述负极削薄区相对设置。

19.根据权利要求18所述的电池单体，其特征在于，所述正极增厚区的宽度大于所述负极削薄区的宽度。

20.一种电池，其特征在于，包括多个根据权利要求18或19所述的电池单体。

21.一种用电装置，其特征在于，包括根据权利要求18或19所述的电池单体。

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