CN219017704U - 极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备。极片包括集流体、活性物质层和离子传导层。活性物质层设置于集流体的厚度方向的一侧或两侧；沿集流体的宽度方向，离子传导层设置于活性物质层的端部。设置离子传导层可以降低使用该极片的电池析锂的可能性，提高电池的可靠性。

Description

极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备。

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，因此，如何提高电池的可靠性，成为业内的一个难题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种极片，电极组件，电池单体，电池及用电设备，以降低电池单体析锂的可能性，提供电池单体的可靠性。

第一方面，本申请实施例提供一种极片，极片包括集流体、活性物质层和离子传导层。活性物质层设置于所述集流体的厚度方向的一侧或两侧；沿所述集流体的宽度方向，所述离子传导层设置于所述活性物质层的端部。

上述技术方案中，由于电解液不足的情况下电解液易形成的凹液面，将离子传导层设置于易形成凹液面的位置，锂离子依然可以经离子传导层在正极极片与负极极片之间传导，使得锂离子嵌入凹液面对应的负极极片，从而降低锂离子由于无法嵌入凹液面对应的位置而引起析锂的可能性，提高了电池单体的可靠性。

另外，离子传导层具有一定的体积，可以起到延缓凹液面内移的作用。并且，离子传导层会占用使用该极片的电池单体的内部空间，在电池单体的内部空间一定，极片的尺寸一定，电解液的量一定的情况下，极片的活性物质层的端部设置离子传导层，电解液的液面上升，会浸润到更多极片。在电解液浸润的区域锂离子可以在正极极片与负极极片之间脱嵌，降低锂离子无法嵌入负极而大量富集于电池单体底部引起析锂的可能性，提高了电池单体的可靠性。

在一些实施例中，沿所述集流体的厚度方向，所述离子传导层覆盖所述活性物质层在所述宽度方向上的端部。

上述技术方案中，若极片未设置离子传导层，使用该极片的电池单体放电时，极片由厚变薄，相邻两个极片之间的间隙增加，电解液活性物质层的端部形成凹液面，凹液面对应的位置存在间隙，锂离子无法从间隙的位置对应的正极极片与负极极片之间传导。因此，离子传导层沿集流体的厚度方向覆盖活性物质层的端部，离子传导层位于原有的凹液面的对应的间隙处，可以延缓凹液面内移，在该位置缺少电解液浸润时，锂离子依然可以在离子传导层的作用下直接嵌入负极极片的活性物质层的端部。

在一些实施例中，沿所述集流体的厚度方向，所述离子传导层在所述集流体上的投影与所述活性物质层在所述集流体上的投影不重叠。

上述技术方案中，离子传导层靠近活性物质层的端面，该位置处，锂离子经离子传导层实现在相邻的正极极片与负极极片之间脱嵌。

在一些实施例中，沿所述宽度方向，所述活性物质层与所述离子传导层连续设置。

上述技术方案中，离子传导层靠近活性物质层的端面，该位置处，锂离子经离子传导层实现在相邻的正极极片与负极极片之间脱嵌。

在一些实施例中，所述离子传导层的厚度大于所述活性物质层的厚度。

上述技术方案中，离子传导层可以进一步减小使用该极片的电池单体中的极片之间的间隙。进一步延缓凹液面内移，降低使用该极片的电池单体因凹液面引起析锂的可能性，提高了电池单体的可靠性。

在一些实施例中，所述离子传导层包括固态电解质和氧化铝中的一种。

上述技术方案中，离子传导层为固态电解质和氧化铝中的一种，可以降低使用该极片的电池单体析锂的可能性。

在一些实施例中，所述离子传导层设置有多个，多个所述离子传导层沿所述极片的长度方向间隔设置。

上述技术方案中，在离子传导层沿宽度方向设置于活性物质层的端部的基础上，进一步有目的地沿长度方向，在电解液易形成凹液面的位置对应的区域设置离子传导层，使得离子传导层沿长度方向呈现间隔布置的状态。如此布置，既可以缓解使用该极片的电池单体析锂的可能性，同时降低设置离子传导层对电池单体内部空间的影响，降低对电池单体的能量密度的影响。

第二方面，本申请实施例提供一种电极组件，包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片中的至少一者为上述实施例提供的极片。

在一些实施例中，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括平直区和弯折区，所述离子传导层设置于所述弯折区。

上述技术方案中，若不设置离子传导层，由于平直区与电池单体的壳体的接触面大于比弯折区与壳体的接触面，平直区受到壳体的压力大于弯折区受到的壳体的压力。在电池单体充电转为放电的过程中，极片厚度减小，平直区受到壳体的挤压，位于平直区的相邻的两个极片之间的间隙较小，该位置的极片的活性物质层的端部不易产生凹液面，凹液面内移现象不明显，锂离子可以在平直区所在位置的正极极片与负极极片之间脱嵌。而弯折区的相邻的两个极片的之间的间隙较大，弯折区电解液不足，电解液在弯折区对应的活性物质层的端部更容易形成凹液面，凹液面内移，锂离子无法在凹液面对应的间隙处的正极极片和负极极片传导。

因此，直接在电极组件的弯折区设置离子传导层可以降低使用该电极组件的电池单体析锂的可能性，而电极组件的平直区不设置离子传导层，可以降低设置离子传导层对电极组件卷绕结构的影响，降低离子传导层对电池单体内部空间的占用，进而降低对电池单体能量密度的影响。

在一些实施例中，从所述电极组件的最内圈至最外圈，所述离子传导层在卷绕方向上的尺寸逐渐增大。

上述技术方案中，由于电极组件的弯折区对应的极片的活性物质层的端部容易产生凹液面，而电极组件的最内圈至最外圈的极片在卷绕方向上的尺寸逐渐增大，因此，离子传导层在电极组件卷绕方向上的尺寸与弯折区的极片在卷绕方向上的尺寸对应，离子传导层从电极组件的最内圈至最外圈，离子传导层在卷绕方向上的尺寸逐渐增大。如此布置，可以降低使用该电极组件的电池单体的弯折区缺少电解液时弯折区产生凹液面内移的可能性，从而降低使用该电极组件的电池单体析锂的可能性。

第三方面，本申请实施例一种电池单体，包括上述实施例提供的电极组件。

第四方面，本申请实施例一种电池，包括上述实施例提供的电池单体。

第五方面，本申请实施例一种用电设备，包括上述实施例提供的电池，所述电池用于为所述用电设备提供电能。

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申请的某些实施例，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图；

图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图；

图4为本申请一些实施例提供的电池单体横放状态下电极组件的示意图；

图5为图4的侧视图；

图6为本申请一些实施例提供的图5所示的电极组件沿C-C方向的剖面图，其示出了电解液形成凹液面的状态；

图7为本申请一些实施例提供的极片的结构示意图；

图8为本申请另一些实施例提供的极片的结构示意图；

图9为本申请一些实施例提供的极片展开状态下的结构示意图。

图标：121-极片；1-集流体；2-活性物质层；21-端部；211-端面；A-凹液面；3-离子传导层；12-电极组件；121a-正极极片；121b-负极极片；122-隔离膜；100-电池；10-电池单体；11-端盖；13-壳体；20-箱体；201-第一部分；202-第二部分；203-容纳空间；1000-车辆；200-马达；300-控制器；X-长度方向；Y-宽度方向；Z-厚度方向；R-卷绕方向；B-弯折区；D-平直区。

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，本申请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；本申请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。

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。

本申请中术语“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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的实施例中，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，附图示出的本申请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，而不应对本申请构成任何限定。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上（包括两个）。

本申请中，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。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。

析锂是锂离子电池一种常见的异常现象，会影响锂离子电池的充电效率以及能量密度，析锂严重时还可以形成锂结晶，而锂结晶可以刺穿隔离膜从而导致内部短路引起热失控，严重危害电池的安全，影响电池单体的可靠性。

锂离子电池在使用过程中会遇到不同的放置工况。以方形电池为例，方形电池的放置方式包括立放、侧放和平躺。方形电池立放时，极耳位于竖向方向。方形电池侧放或平躺时，极耳位于横向方向。以圆柱电池为例，圆柱电池的放置方式包括立放和横放，圆柱电池立放时，极耳位于竖向方向。圆柱电池横放时，极耳位于横向方向，此时圆柱电池的轴线的延伸方向可以是水平方向，也可以是与水平方向存在夹角的方向。为了方便描述，以下将电池侧放或平躺统称为横放，本申请实施例提到的横放是指电池的极耳位于横向方向的放置方式。

电解液作为锂离子传输的载体，随着电池单体充放电，电解液存在损耗，随着电解液的损耗，电解液将无法完全浸满电池单体的内部，导致电池单体上部的电解液不足或者缺少电解液。

具体而言，极片的厚度会随着电池单体的充放电过程发生变化。当电池充电时，锂离子从正极极片脱出嵌入负极极片，电池充电过程中，脱出的锂离子之间互相排斥，极片（正极极片和负极极片）的厚度增加，相邻的两个极片之间的电解液被大量挤出。而当电池放电时，极片的厚度减小，相邻两个极片间的间距增大，若电解液不能及时填充到相邻的两个极片之间，电解液在活性物质层的端部对应的位置将形成凹液面，凹液面对应的位置最先发生断桥（该位置无电解液填充，该位置锂离子的传输路径中断），凹液面逐渐内移，凹液面对应的间隙区域会增大，锂离子在电解液的作用下富集于靠近电池单体的底部的位置，随着电极液继续损耗，在后续的充电过程中，锂离子无法嵌入凹液面对应的位置，从而引起析锂，影响电池单体的可靠性。

当电池单体立放时，由于overhang区域（负极极片超出正极极片的部分）的存在，锂离子在overhang区域扩散，电池单体析锂现象不明显。但，当电池单体横放时，电解液无法完全浸润到电池单体的上部，即，靠近电池单体上部的极片对应的位置电解液不足或缺少电解液，锂离子无法嵌入到电极组件未被电解液浸润到的区域，锂离子在电解液的作用下富集于电池单体下部，会引起锂离子在靠近电池单体下部析锂。

鉴于此，本申请实施例提供了一种极片，在极片的活性物质层的端部设置离子传导层，离子传导层用于传导锂离子，设置离子传导层可以缓解电解液不足或缺少电解液时，尤其是电池单体横放状态下电池单体析锂的可能性。

由于，活性物质层的端部缺少电解液时，活性物质层的端部对应的位置易形成凹液面，将离子传导层设置于该易形成凹液面的位置，在活性物质层的端部缺少电解液时，锂离子还可以经离子传导层在凹液面对应的正极极片与负极极片之间传导，降低了使用该极片的电池单体析锂的可能性，提高了电池单体的可靠性。

本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。

用电设备可以是车辆、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设备不做特殊限制。

以下实施例为了方便说明，以用电设备为车辆为例进行说明。

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300和马达200，控制器300用来控制电池100为马达200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。

在一些实施例中，请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构示意图，电池100包括多个电池单体10。多个电池单体10之间可串联或并联或混联。其中，混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。

在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件（图未示出），多个电池单体10之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体10的串联或并联或混联。

汇流部件可以是金属导体，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。

在一些实施例中，电池100还可以包括箱体20，箱体20用于容纳电池单体10。箱体20可以包括第一部分201和第二部分202，第一部分201与第二部分202相互盖合，以限定出用于容纳电池单体10的容纳空间203。当然，第一部分201与第二部分202的连接处可通过密封元件（图未示出）来实现密封，密封元件可以是密封圈、密封胶等。

其中，第一部分201和第二部分202可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分201可以是一侧开放的空心结构，第二部分202也可以是一侧开放的空心结构，第二部分202的开放侧盖合于第一部分201的开放侧，则形成具有容纳空间203的箱体20。当然，也可以是第一部分201为一侧开放的空心结构，第二部分202为板状结构，第二部分202盖合于第一部分201的开放侧，则形成具有容纳空间203的箱体20。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的爆炸图，电池单体10可以包括壳体13、电极组件12、端盖11和其他功能性部件。

壳体13是用于容纳电极组件12的部件，壳体13可以是一端形成开口的空心结构，壳体13也可以是两端开口的空心结构。壳体13的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。壳体13可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。示例性的，在图3中，壳体13为长方体。

端盖11是盖合于壳体13的开口以将电池单体10的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖11盖合于壳体13的开口，端盖11与壳体13共同限定出用于容纳电极组件12、电解液以及其他功能性部件的密封空间。端盖11的形状可以与壳体13的形状相适配，比如，壳体13为长方体结构，端盖11为与壳体13相适配的矩形板状结构，再如，壳体13为圆柱体结构，端盖11为与壳体13相适配的圆形板状结构。端盖11的材质也可以是多种，示例性的，端盖11可以是金属材质，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。端盖11的材质与壳体13的材质可以相同，也可以不同。

在电池单体10中，端盖11可以是一个，也可以是两个。若壳体13为一端形成开口的空心结构，端盖11则对应设置一个；若壳体13为两端形成开口的空心结构，端盖11则对应设置两个，两个端盖11分别盖合于壳体13的两个开口。

请参照图4、图5和图6，图4为本申请一些实施例提供的电池单体10横放状态下电极组件12的示意图；图5为图4的侧视图；图6为本申请一些实施例提供的图5所示的电极组件沿C-C方向的剖面图，其示出了电解液形成凹液面A的状态。电极组件12包括正极极片121a、负极极片121b以及隔离膜122。正极极片121a、隔离膜122和负极极片121b通过卷绕形成卷绕式结构。当电池100放电、电解液不足时，正极极片121a和负极极片121b的厚度减小，相邻的两个极片121之间的电解液从活性物质层2的端部21开始形成凹液面A。

请参照图7和图8，图7为本申请一些实施例提供的极片121的结构示意图；图8为本申请另一些实施例提供的极片121的结构示意图。

本申请实施例提供一种极片121，极片121包括集流体1、活性物质层2和离子传导层3。活性物质层2设置于集流体1的厚度方向Z的一侧或两侧。沿集流体1的宽度方向Y，离子传导层3设置于活性物质层2的端部21。

离子传导层3作为锂离子传输的导体，使用该极片121的电池单体10中，锂离子在从正极极片121a脱出后可以经离子传导层3嵌入负极极片121b。可理解地，在电解液作为锂离子传输路径的基础上，离子传导层3为锂离子的传输提供了另一种途径。

离子传导层3可以具有毛细现象，离子传导层3在被电解液浸润时能将电解液吸收到离子传导层3中。

活性物质层2的端部21是指活性物质层2沿集流体1的宽度方向Y的两个端部21。活性物质层2的两个端部21可以均设置离子传导层3，或者，活性物质层2的一个端部21设置离子传导层3，另一个端部21不设置离子传导层3。

集流体1的厚度方向Z上的两侧可以均设置活性物质层2，或者，集流体1的厚度方向Z上的一侧设置活性物质层2，另一侧不设置活性物质层2。

本实施例中，由于，活性物质层2的端部21所在的位置处缺少电解液时易形成凹液面A，因此，将离子传导层3设置于活性物质层2的端部21，离子传导层3的位于易形成凹液面A的位置。在缺少电解液的情况下，锂离子依然可以经离子传导层3在正极极片121a与负极极片121b之间传导，使得锂离子嵌入凹液面A对应的负极极片121b，从而降低锂离子由于无法嵌入凹液面A对应的位置而引起析锂的可能性，尤其缓解电池单体10横放时析锂的可能性，提高了电池单体10的可靠性。

另外，离子传导层3本身具有一定的体积，可以起到延缓凹液面A内移的作用。并且，离子传导层3会占用使用该极片121的电池单体10的内部空间，在电池单体10的内部空间一定，极片121的尺寸一定，电解液体积一定的情况下，在极片121的活性物质层2的端部21设置离子传导层3，电解液的液面上升，会浸润到更多极片121。在电解液浸润的区域锂离子可以在正极极片121a与负极极片121b之间脱嵌（指锂离子从正极极片121a脱出，经电解液，嵌入负极极片121b），降低了锂离子无法嵌入负极而大量富集于电池单体10底部的可能性，从而降低了使用该极片121的电池单体10析锂的可能性，提高了电池单体10的可靠性。

在一些实施例中，参照图7，沿集流体1的厚度方向Z，离子传导层3覆盖活性物质层2在宽度方向Y上的端部21。即，沿集流体1的厚度方向Z，离子传导层3在集流体1上的投影与活性物质层2在集流体1上的投影重叠。可理解地，离子传导层3位于活性物质层2上，此时，离子传导层3位于活性物质层2背离集流体1的表面，极片121在活性物质层2的端部21的位置的厚度大于极片121其他区域的厚度。

本实施例中，若极片121未设置离子传导层3，使用该极片121的电池单体10放电时，极片121由厚变薄，相邻两个极片121之间的间隙增加，电解液活性物质层2的端部21形成凹液面A，凹液面A对应的位置存在间隙，锂离子无法在间隙的位置对应的正极极片121a与负极极片121b之间脱嵌，会引起析锂。因此，离子传导层3沿集流体1的厚度方向Z覆盖活性物质层2的端部21，离子传导层3位于易形成凹液面A的位置处，可以延缓凹液面A内移（凹液面A往电极组件12的中部移动），在该位置缺少电解液浸润时，锂离子依然可以在离子传导层3的作用下直接嵌入负极极片121b的活性物质层2的端部21。

在一些实施例中，参照图8，沿集流体1的厚度方向Z，离子传导层3在集流体1上的投影与活性物质层2在集流体1上的投影不重叠。可理解地，离子传导层3直接设置于集流体1的表面，沿集流体1的宽度方向Y，离子传导层3靠近活性物质层2的端面211。

本实施例中，离子传导层3靠近活性物质层2的端面211，该位置处，锂离子经离子传导层3实现在相邻的正极极片121a与负极极片121b之间脱嵌。

进一步地，沿宽度方向Y，活性物质层2与离子传导层3连续设置。即，沿集流体1的宽度方向Y，活性物质层2的端面211与离子传导层3没有间隙。

活性物质层2与离子传导层3连续设置，可以覆盖到活性物质层2在宽度方向Y上的端面211。位于活性物质层2的端面211的锂离子可以经离子传导层3在相邻的正极极片121a与负极极片121b之间脱嵌。

与离子传导层3在集流体1的厚度方向Z上覆盖活性物质层2的端部21的实施例相比：离子传导层3直接设置于集流体1的表面，离子传导层3靠近活性物质层2的端面211，可以设置较大厚度的离子传导层3，增强该位置的锂离子传导能力。

与离子传导层3直接设置于集流体1的表面，离子传导层3靠近活性物质层2的端面211的实施例相比：离子传导层3在集流体1的厚度方向Z上覆盖活性物质层2的端部21，在集流体1的尺寸一定的情况下，离子传导层3覆盖活性物质层2的端部21可以减少对集流体1的表面的占用面积，降低对电池单体10能量密度的影响。

当然在其他实施例中，离子传导层3还可以部分沿集流体1的厚度方向Z覆盖活性物质层2的端部21，部分设置于集流体1的表面并靠近活性物质层2的端部21设置。

需要说明的是，上述实施例提到的“沿集流体1的厚度方向Z，离子传导层3覆盖活性物质层2在宽度方向Y上的端部21”，“沿集流体1的厚度方向Z，离子传导层3在集流体1上的投影与活性物质层2在集流体1上的投影不重叠”，为本申请实施例提供的沿集流体1的宽度方向Y，离子传导层3设置于活性物质层2的端部21的不同实施例。

进一步地，离子传导层3的厚度大于活性物质层2的厚度。

本实施例中，离子传导层3可以进一步减小使用该极片121的电池单体10中的极片121之间的间隙。进一步延缓凹液面A内移，进一步降低使用该极片121的电池单体10形成凹液面A引起析锂的可能性，提高了电池单体10的可靠性。

在一些实施例中，离子传导层3包括固态电解质和氧化铝中的一种。可以降低使用该极片121的电池单体10析锂的可能性。

固态电解质可以是无机复合固态电解质或有机复合聚合物。

其中，无机复合固态电解质可以是氧化物系固态电解质，硫化物系固态电解质、卤化物固态电解质，锂磷氧氮固态电解质中的一种。

有机复合聚合物的材料可以是聚氧化乙烯、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯基、聚偏氟乙烯中的一种。

有机复合聚合物的材料还可以是聚氧化乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯基聚合物、聚氧化乙烯和聚偏氟乙烯聚合物、聚丙烯腈和聚偏氟乙烯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯基和聚丙烯腈聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯基和聚偏氟乙烯聚合物、聚氧化乙烯和聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯聚合物、聚氧化乙烯和聚偏氟乙烯和聚甲基丙烯酸甲酯基的聚合物、聚丙烯腈和聚甲基丙烯酸甲酯基和聚偏氟乙烯聚合物中的一种。

离子传导层3还可以有毛细现象，离子传导层3的传输通道可以增强毛细作用，离子传导层3在被电解液浸润时能将电解液吸收到离子传导层3中，具有保液效果，进一步延缓凹液面A的内移速度。

进一步地，离子传导层3还可以包括活性物质。可理解地，离子传导层3包括活性物质和固态电解质。或者，离子传导层3包括氧化物和活性物质。

在活性物质层2的尺寸一定的情况下，离子传导层3包括活性物质，离子传导层3既可以作为锂离子传输的导体还能嵌入锂离子，提高使用该极片121的电池单体10的能量密度。

可选地，活性物质可以和活性物质层2的活性物质相同。

在一些实施例中，请参照图9，图9为本申请一些实施例提供的极片121展开状态下的结构示意图。离子传导层3设置有多个，多个离子传导层3沿极片121的长度方向X间隔设置。

本实施例中，在离子传导层3沿宽度方向Y设置于活性物质层2的端部21的基础上，在活性物质层2的端部21，可以根据使用该极片121的电池单体10的放置方式，进一步沿长度方向X有目的地的在电解液易形成凹液面A的位置（例如，横放状态下靠近上方的位置）对应的区域设置离子传导层3。如此布置，既可以缓解使用该极片121的电池单体10析锂的可能性，同时降低设置离子传导层3对电池单体10的内部空间的影响，降低对电池单体10的能量密度的影响。

本申请实施例提供一种电极组件12，包括正极极片121a和负极极片121b，正极极片121a和负极极片121b中的至少一者为上述实施例提供的极片121。

可选地，仅负极极片121b为上述实施例提供的极片121，负极极片121b的活性物质层2的端部21设置离子传导层3。或者，仅正极极片121a为上述实施例提供的极片121，正极极片121a的活性物质层2的端部21设置离子传导层3。再或者，正极极片121a与负极极片121b均为上述实施例提供的极片121，负极极片121b与正极极片121a的活性物质层2的端部21均设置离子传导层3。

在一些实施例中，请参照图5和图9，图9为本申请一些实施例提供的极片121展开状态下的结构示意图。电极组件12为卷绕式结构，电极组件12包括平直区D和弯折区B，离子传导层3设置于弯折区B。

可理解地，本实施例中，极片121展开后，离子传导层3在集流体1的长度方向X上间隔分布。

若不设置离子传导层3，由于平直区D与电池单体10的壳体13的接触面大于弯折区B与壳体13的接触面，平直区D受到壳体13的压力大于弯折区B受到的壳体13的压力。在电池单体10充电转为放电的过程中，极片121厚度减小，平直区D受到壳体13的挤压，位于平直区D的相邻的两个极片121之间的间隙较小，该位置的极片121的活性物质层2的端部21不易形成凹液面A，锂离子可以在平直区D所在的位置的正极极片121a与负极极片121b之间脱嵌。而弯折区B的相邻的两个极片121的之间的间隙较大，弯折区B电解液不足时，电解液在弯折区B对应的活性物质层2的端部21的位置更容易形成凹液面A，凹液面A内移，锂离子无法在凹液面A对应的间隙处的正极极片121a和负极极片121b脱嵌。

因此，直接在电极组件12的弯折区B设置离子传导层3可以降低使用该电极组件12的电池单体10析锂的可能性，而电极组件12的平直区D不设置离子传导层3，可以降低设置离子传导层3对电极组件12卷绕结构的影响，降低离子传导层3对电池单体10内部空间的占用，进而降低对电池单体10能量密度的影响。

在一些实施例中，参照图5和图9，从电极组件12的最内圈至最外圈，离子传导层3在卷绕方向R上的尺寸逐渐增大。

可理解地，电极组件12的最内圈至最外圈在卷绕方向上的尺寸逐渐增大，离子传导层3在卷绕方向R上的尺寸也与此对应。

根据前述，电极组件12的弯折区B对应的极片121的活性物质层2的端部21容易产生凹液面A，而电极组件12的最内圈至最外圈的极片121在卷绕方向R上的尺寸逐渐增大，因此，离子传导层3在电极组件12卷绕方向R上的尺寸与弯折区B的极片121在卷绕方向R上的尺寸对应，离子传导层3从电极组件12的最内圈至最外圈，离子传导层3在卷绕方向R上的尺寸逐渐增大。如此布置，可以降低弯折区B缺少电解液时弯折区B产生凹液面A的可能性，从而降低使用该电极组件12的电池单体10析锂的可能性。

本申请实施例一种电池单体10，包括上述实施例提供的电极组件12。

本申请实施例一种电池100，包括上述实施例提供的电池单体10。

本申请实施例一种用电设备，包括上述实施例提供的电池100，电池100用于为用电设备提供电能。

本申请实施例提供一种电极组件12，电极组件12包括正极极片121a和负极极片121b。负极极片121b包括集流体1、活性物质层2和离子传导层3。活性物质层2设置于集流体1的厚度方向Z的两侧；沿集流体1的宽度方向Y，离子传导层3设置于活性物质层2的端部21。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种极片，其特征在于，包括：

集流体；

活性物质层，设置于所述集流体的厚度方向的一侧或两侧；

离子传导层，沿所述集流体的宽度方向，所述离子传导层设置于所述活性物质层的端部。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，沿所述集流体的厚度方向，所述离子传导层覆盖所述活性物质层在所述宽度方向上的端部。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，沿所述集流体的厚度方向，所述离子传导层在所述集流体上的投影与所述活性物质层在所述集流体上的投影不重叠。

4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，沿所述宽度方向，所述活性物质层与所述离子传导层连续设置。

5.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述离子传导层的厚度大于所述活性物质层的厚度。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述离子传导层包括固态电解质和氧化铝中的一种。

7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述离子传导层设置有多个，多个所述离子传导层沿所述极片的长度方向间隔设置。

8.一种电极组件，其特征在于，包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片中的至少一者为如权利要求1-7中任一项所述的极片。

9.根据权利要求8所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括平直区和弯折区，所述离子传导层设置于所述弯折区。

10.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，从所述电极组件的最内圈至最外圈，所述离子传导层在卷绕方向上的尺寸逐渐增大。

11.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求8-10中任一项所述的电极组件。

12.一种电池，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池单体。

13.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求12所述的电池，所述电池用于为所述用电设备提供电能。

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