CN219226369U - 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents
电极组件、电池单体、电池以及用电装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请公开了一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置,电极组件包括:第一极片、隔膜和第二极片,第一极片、隔膜和第二极片配合装配以形成电极组件,电极组件的最外层为隔膜,沿电极组件的第一方向,第一极片的端部和第二极片的端部形成有厚度削薄区;厚度补偿件,厚度补偿件设于电极组件的外表面,且厚度补偿件与厚度削薄区相对。由此,通过将厚度补偿件设置在电极组件的外表面,并且将厚度补偿件与厚度削薄区相对设置,能够通过厚度补偿件补偿电极组件由于第一极片、第二极片削薄而导致的厚度损失,从而能够降低电极组件出现析锂现象的概率。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置。
背景技术
相关技术中,由于电池单体的电极组件的正极极片和负极极片涂布削薄,导致电极组件具有厚度损失,厚度损失的电极组件容易出现析锂现象,析锂不仅会使电池单体性能下降、充放电循环寿命大幅缩短,而且还有可能引发电池单体出现热失控。
实用新型内容
本申请旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此,本申请提出一种电极组件,该电极组件通过设置厚度补偿件,能够降低电极组件出现析锂现象的概率。
第一方面,本申请实施例提供一种电极组件,电极组件包括:第一极片、隔膜和第二极片,第一极片、隔膜和第二极片配合装配以形成电极组件,电极组件的最外层为隔膜,沿电极组件的第一方向,第一极片的端部和第二极片的端部形成有厚度削薄区;
厚度补偿件,厚度补偿件设于电极组件的外表面,且厚度补偿件与厚度削薄区相对。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件设置在电极组件的外表面,并且将厚度补偿件与厚度削薄区相对设置,能够通过厚度补偿件补偿电极组件由于第一极片、第二极片削薄而导致的厚度损失,能够降低电极组件出现析锂现象的概率,从而可以避免由于析锂现象的出现导致电池单体性能下降、充放电循环寿命缩短,可以提高电池单体的使用性能和产品质量。并且,可以降低由于析锂现象导致电池单体出现热失控的风险,可以提高电池单体的使用安全性。此外,通过将厚度补偿件设置在电极组件的外表面,可以降低厚度补偿件的安装难度,使厚度补偿件能够容易的安装在电极组件上,从而能够使本申请的电极组件便于生产。
在一些实施例中,沿第一方向,厚度补偿件的设置宽度为D1,厚度削薄区的设置宽度为D2,满足关系式:D1≤D2。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件的设置宽度设定为小于或者等于厚度削薄区的设置宽度,可以使厚度补偿件的设置宽度合理,从而能够进一步降低电极组件出现析锂现象的概率,并且,能够避免厚度补偿件延伸出电极组件,从而可以避免由于厚度补偿件的设置宽度过大而影响电极组件的工作性能。
在一些实施例中,厚度补偿件具有通孔,通孔沿厚度补偿件的厚度方向贯穿厚度补偿件。
在上述技术方案中,通过在厚度补偿件上设置贯穿厚度补偿件的通孔,可以减少厚度补偿件所用的材料,降低厚度补偿件的生产成本,并且,通过设置通孔,当电极组件在高温状态下工作时,能够避免厚度补偿件向外延伸并延伸出电极组件,可以提高电极组件的工作安全性。
在一些实施例中,电极组件具有主体部和厚度削薄部,主体部和厚度削薄部沿第一方向邻接,厚度削薄部与厚度削薄区对应,厚度补偿件设于厚度削薄部,厚度补偿件的外表面与主体部的外表面平齐。
在上述技术方案中,通过将电极组件构造为具有主体部和厚度削薄部的结构形式,由于厚度削薄部与厚度削薄区对应,从而能够快速确定厚度削薄区的位置,有利于提高厚度补偿件的安装速率。并且由于厚度补偿件的外表面与主体部的外表面平齐,可以避免电极组件的外表面呈现出凹凸不平的形式,可以使整个电极组件的外表面平整,从而能够精确补偿电极组件由于第一极片、第二极片削薄而导致的厚度损失,有利于进一步降低电极组件出现析锂现象的概率。
在一些实施例中,沿第一方向,且从电极组件的由内至外方向,厚度补偿件的厚度逐渐增加。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件设置为厚度逐渐增加的形式,能够使厚度补偿件的厚度变化与厚度削薄区的削薄程度相适配,从而通过厚度补偿件能够精准的补偿电极组件由于第一极片、第二极片削薄而导致的厚度损失,有利于更进一步地降低电极组件出现析锂现象的概率。
在一些实施例中,电极组件具有相对的第一外表面和第二外表面,第一外表面和/或第二外表面设有厚度补偿件。
在上述技术方案中,通过在第一外表面和/或第二外表面设置厚度补偿件,可以使厚度补偿件的设置位置合理,并且,通过在第一外表面和第二外表面均设置厚度补偿件,能够进一步地补偿电极组件由于第一极片、第二极片削薄而导致的厚度损失,从而能够更进一步地降低电极组件出现析锂现象的概率。
在一些实施例中,厚度补偿件沿电极组件的第二方向延伸,第二方向与第一方向垂直。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件设置为沿电极组件的第二方向延伸的形式,可以使厚度补偿件的形状和厚度削薄区的形状相适配,有利于提高厚度补偿件的补偿效果,有利于降低电极组件出现析锂现象的概率。
在一些实施例中,厚度补偿件包括多个子厚度补偿件,多个子厚度补偿件沿第二方向依次排布。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件设置为包括多个子厚度补偿件的结构形式,可以降低厚度补偿件的生产难度,提高厚度补偿件的生产速率,并且,可以便于将厚度补偿件设置在电极组件的外表面,有利于提高厚度补偿件的安装速率。
在一些实施例中,第一极片、隔膜和第二极片卷绕形成电极组件,厚度补偿件沿电极组件的周向围绕电极组件设置。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件沿电极组件的周向围绕电极组件设置,可以补偿卷绕式电极组件由于第一极片、第二极片削薄而导致的厚度损失,能够降低卷绕式电极组件出现析锂现象的概率。
在一些实施例中,厚度补偿件为绝缘件。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件构造为绝缘件,可以避免由于设置厚度补偿件而导致电极组件出现短路情况,可以提高电极组件的使用安全性。
在一些实施例中,厚度补偿件为绝缘胶。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件构造为绝缘胶,可以避免由于设置厚度补偿件而导致电极组件出现短路情况,可以提高电极组件的使用安全性,并且,不需要使用额外的粘结剂,仅靠厚度补偿件自身的粘度即可完成安装,有助于降低厚度补偿件的安装难度。
在一些实施例中,电极组件还包括:防护胶层,第一极片和第二极片均连接有极耳,防护胶层贴设于电极组件的外表面、厚度补偿件的外表面以及极耳。
在上述技术方案中,通过将防护胶层粘贴在电极组件的外表面、厚度补偿件的外表面以及极耳,可以实现间隙补偿,并且可以将厚度补偿件牢固的固定在电极组件的外表面,从而可以避免厚度补偿件脱落。
第二方面,本申请实施例还提供一种电池单体,包括:
外壳;
电极组件,电极组件设于外壳内,电极组件为上述的电极组件。
第三方面,本申请实施例还提供一种电池,包括上述的电池单体。
第四方面,本申请实施例还提供一种用电装置,包括上述的电池。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
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结构爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电极组件的结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电极组件的另一个结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的电极组件的再一个结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的电极组件的剖视图;
图7为本申请一些实施例提供的电极组件的剖视图的部分示意图(省略隔离膜);
图8为本申请一些实施例提供的电极组件的剖视图的另一个部分示意图(省略隔离膜);
图9为本申请一些实施例提供的电极组件的剖视图的再一个部分示意图。
附图标记:
车辆1000;电池100;
箱体10;第一箱本体11;第二箱本体12;电池单体20;
电极组件30;第一极片301;隔膜302;第二极片303;厚度削薄区304;厚度补偿件305;主体部306;厚度削薄部307;
第一外表面308;第二外表面309;第三外表面310;第四外表面311;防护胶层312;极耳313;
控制器200;马达300。
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组或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体或多个电池模组的箱体。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。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。
近年来,随着科技的发展,电池单体的应用场景越来越广泛,无论是作为新能源汽车的动力源,还是作为一种储能器件,电池单体都起着不可替代的作用。
发明人发现,由于电池单体的电极组件的正极极片和负极极片削薄,导致被剥削的位置具有厚度损失,在对电池单体进行多次充放电后,电极组件会出现析锂现象,析锂现象的出现会导致电池单体性能下降、充放电循环寿命大幅缩短,此外,电极组件析锂有可能引发电池单体出现热失控,有可能导致电池单体爆炸、燃烧,严重影响了电池单体的使用安全性。
基于上述考虑,为了解决由于电池单体的电极组件的正极极片和负极极片涂布削薄,导致电极组件具有析锂现象的技术问题,发明人经过深入研究,设计了一种电极组件,包括:第一极片、隔膜和第二极片,第一极片、隔膜和第二极片配合装配以形成电极组件,沿电极组件的第一方向,第一极片的端部和第二极片的端部形成有厚度削薄区;厚度补偿件,厚度补偿件设于电极组件的外表面,且厚度补偿件与厚度削薄区相对。
在这种结构的电极组件中,通过将厚度补偿件设置在电极组件的外表面,并且将厚度补偿件与厚度削薄区相对设置,能够通过厚度补偿件补偿电极组件由于第一极片、第二极片削薄而导致的厚度损失,从而能够降低电极组件出现析锂现象的概率。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限于柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体。可以使用具有本申请公开的电极组件的电池单体组成各种电池。
本申请实施例公开的电池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池组成该用电装置的电源系统。
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,图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构爆炸图。电池100包括箱体10和多个电池单体20,电池单体20用于容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供装配空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一箱本体11和第二箱本体12,第一箱本体11与第二箱本体12相互盖合,第一箱本体11和第二箱本体12共同限定出用于容纳电池单体20的装配空间。第二箱本体12可以为一端开放的空心结构,第一箱本体11可以为板状结构,第一箱本体11盖合于第二箱本体12的开放侧,以使第一箱本体11与第二箱本体12共同限定出装配空间;第一箱本体11和第二箱本体12也可以是均为一侧开放的空心结构,第一箱本体11的开放侧盖合于第二箱本体12的开放侧。当然,第一箱本体11和第二箱本体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,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模块形式,多个电池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可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,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。示例性的,电池单体20的形状为圆柱体。
下面参考图3-图9描述根据本申请实施例的电极组件30。
如图3-图9所示,根据本申请实施例的电极组件30包括:第一极片301、隔膜302和第二极片303,第一极片301、隔膜302和第二极片303配合装配以形成电极组件30,电极组件30的最外层为隔膜302,沿电极组件30的第一方向,第一极片301的端部和第二极片303的端部形成有厚度削薄区304;厚度补偿件305,厚度补偿件305设于电极组件30的外表面,且厚度补偿件305与厚度削薄区304相对。
其中,第一极片301可以为阳极极片(负极极片),或者第一极片301可以为阴极极片(正极极片),若第一极片301为阳极极片,第二极片303为阴极极片,若第一极片301为阴极极片,第二极片303为阳极极片。第一极片301、隔膜302和第二极片303可以配合装配以形成电极组件30,例如,第一极片301、隔膜302和第二极片303可以配合装配以形成卷绕式电极组件30,或者,第一极片301、隔膜302和第二极片303可以配合装配以形成叠片式电极组件30,本申请对此不做限制。
如图3所示,沿电极组件30的X方向(即沿电极组件30的第一方向),第一极片301的端部和第二极片303的端部均形成有厚度削薄区304,厚度削薄区304由第一极片301和第二极片303削薄而形成。厚度补偿件305设置在电极组件30的外表面,并且厚度补偿件305的位置与厚度削薄区304的位置对应。可选地,沿电极组件30的X方向,第一极片301、第二极片303的两端部均可以形成有厚度削薄区304,厚度补偿件305可以设置在电极组件30的外表面并且仅与其中一端部形成的厚度削薄区304相对设置,或者厚度补偿件305可以设置在电极组件30的外表面并且与两端部形成的厚度削薄区304均相对设置。
可选地,第一极片301、第二极片303也可以仅有一端部形成有厚度削薄区304,此时,厚度补偿件305设置在电极组件30的外表面并且与一端部形成的厚度削薄区304相对设置。例如,第一极片301、第二极片303可以在相同的一端形成有厚度削薄区304,厚度补偿件305设置在电极组件30的外表面并且与厚度削薄区304相对设置。再例如,第一极片301、第二极片303可以在不同的两端形成有厚度削薄区304,具体来说,第一极片301的一端与第二极片303的一端相对,第一极片301的另一端与第二极片303的另一端相对,第一极片301的一端形成有厚度削薄区304,第二极片303的另一端形成有厚度削薄区304,厚度补偿件305可以设置在电极组件30的外表面并且与第一极片301的一端形成的厚度削薄区304相对设置,或者厚度补偿件305可以设置在电极组件30的外表面并且与第二极片303的另一端形成的厚度削薄区304相对设置。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件305设置在电极组件30的外表面,并且将厚度补偿件305与厚度削薄区304相对设置,能够通过厚度补偿件305补偿电极组件30由于第一极片301、第二极片303削薄而导致的厚度损失,能够降低电极组件30出现析锂现象的概率,从而可以避免由于析锂现象的出现导致电池单体20性能下降、充放电循环寿命缩短,可以提高电池单体20的使用性能和产品质量。并且,可以降低由于析锂现象的出现导致电池单体20出现热失控的风险,可以提高电池单体20的使用安全性。此外,通过将厚度补偿件305设置在电极组件30的外表面,可以降低厚度补偿件305的安装难度,使厚度补偿件305能够容易的安装在电极组件30上,从而能够使本申请的电极组件30便于生产。
根据本申请的一些实施例,如图7和图8所示,沿第一方向,厚度补偿件305的设置宽度为D1,厚度削薄区304的设置宽度为D2,满足关系式:D1≤D2。
其中,沿电极组件30的X方向(即沿电极组件30的第一方向),厚度补偿件305的设置宽度可以小于厚度削薄区304的设置宽度,或者厚度补偿件305的设置宽度可以等于厚度削薄区304的设置宽度。例如,若厚度削薄区304的设置宽度为3mm,则厚度补偿件305的设置宽度可以小于3mm,或者厚度补偿件305的设置宽度也可以等于3mm。优选地,厚度补偿件305的设置宽度等于厚度削薄区304的设置宽度。例如,若厚度削薄区304的设置宽度为3mm,则厚度补偿件305的设置宽度优选为3mm。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件305的设置宽度设定为小于或者等于厚度削薄区304的设置宽度,可以使厚度补偿件305的设置宽度合理,从而能够进一步降低电极组件30出现析锂现象的概率,并且,能够避免厚度补偿件305延伸出电极组件30,从而可以避免由于厚度补偿件305的设置宽度过大而影响电极组件30的工作性能。
根据本申请的一些实施例,厚度补偿件305具有通孔,通孔沿厚度补偿件305的厚度方向贯穿厚度补偿件305。
其中,沿厚度补偿件305的厚度方向,厚度补偿件305具有贯穿其的通孔,其中,通孔的横截面形状可以构造为多边形,例如四边形、五边形等,通孔的横截面形状也可以构造为圆形。并且,通孔的数量可以为一个,通孔的数量也可以为多个。当通孔的数量为多个时,多个通孔可以交错设置,或者多个通孔也可以沿某一直线方向依次间隔排布设置。
在上述技术方案中,通过在厚度补偿件305上设置贯穿厚度补偿件305的通孔,可以减少厚度补偿件305所用的材料,降低厚度补偿件305的生产成本,并且,通过设置通孔,当电极组件30在高温状态下工作时,能够避免厚度补偿件305向外延伸并延伸出电极组件30,可以提高电极组件30的工作安全性。
根据本申请的一些实施例,如图7和图8所示,电极组件30具有主体部306和厚度削薄部307,主体部306和厚度削薄部307沿第一方向邻接,厚度削薄部307与厚度削薄区304对应,厚度补偿件305设于厚度削薄部307。
沿电极组件30的X方向,主体部306和厚度削薄部307邻接,即主体部306的一端与厚度削薄部307的一端邻接,主体部306的另一端沿电极组件30的X方向,并朝向远离厚度削薄部307的方向延伸设置,厚度削薄部307的另一端沿电极组件30的X方向,并朝向远离主体部306的方向延伸设置,优选地,主体部306和厚度削薄部307为一体件。
在上述技术方案中,通过将电极组件30构造为具有主体部306和厚度削薄部307的结构形式,由于厚度削薄部307与厚度削薄区304对应,从而能够快速确定厚度削薄区304的位置,有利于提高厚度补偿件305的安装速率。
根据本申请的一些实施例,如图7和图8所示,厚度补偿件305的外表面与主体部306的外表面平齐。
在厚度补偿件305设置于电极组件30的外表面后,厚度补偿件305的外表面与主体部306的外表面平齐,即厚度补偿件305的外表面不高于主体部306的外表面,厚度补偿件305的外表面也不低于主体部306的外表面,换句话说,厚度补偿件305的外表面与主体部306的外表面之间没有高度差,厚度补偿件305的外表面与主体部306的外表面处于同一平面。
在上述技术方案中,由于厚度补偿件305的外表面与主体部306的外表面平齐,可以避免电极组件30的外表面呈现出凹凸不平的形式,可以使整个电极组件30的外表面平整,从而能够精确补偿电极组件30由于第一极片301、第二极片303削薄而导致的厚度损失,有利于进一步降低电极组件30出现析锂现象的概率。
根据本申请的一些实施例,如图7和图8所示,沿第一方向,且从电极组件30的由内至外方向,厚度补偿件305的厚度逐渐增加。
厚度补偿件305的厚度可以呈线性增加,即沿电极组件30的X方向,并且从电极组件30的由内至外方向,厚度补偿件305的厚度可以以不变的增长速率增厚。并且,厚度补偿件305的厚度也可以呈非线性增加,例如,沿电极组件30的X方向,并且从电极组件30的由内至外方向,厚度补偿件305的厚度可以呈阶梯状逐渐增加,即每间隔一定距离,厚度补偿件305的厚度增涨一次,或者厚度补偿件305的厚度也可以以变化的增长速率增厚。
需要说明的是,电极组件30的第一极片301和第二极片303削薄后,在第一极片301的端部和第二极片303的端部形成的厚度削薄区304可以呈现出沿电极组件30的X方向,并且从电极组件30的由内至外方向,厚度削薄区304的削薄程度逐渐增加的形式,换句话说,沿电极组件30的X方向,并且从电极组件30的由内至外方向,厚度削薄区304的削薄厚度逐渐增加。优选地,沿电极组件30的X方向,并且从电极组件30的由内至外方向,厚度补偿件305的厚度变化与厚度削薄区304的削薄程度相适配。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件305设置为厚度逐渐增加的形式,能够使厚度补偿件305的厚度变化与厚度削薄区304的削薄程度相适配,从而通过厚度补偿件305能够精准的补偿电极组件30由于第一极片301、第二极片303削薄而导致的厚度损失,有利于更进一步地降低电极组件30出现析锂现象的概率。
根据本申请的一些实施例,如图3-图6所示,电极组件30具有相对的第一外表面308和第二外表面309,第一外表面308和/或第二外表面309设有厚度补偿件305。
其中,电极组件30的第一外表面308可以设置有厚度补偿件305,设置在第一外表面308的厚度补偿件305可以与厚度削薄区304对应设置,或者电极组件30的第二外表面309可以设置有厚度补偿件305,设置在第二外表面309的厚度补偿件305可以与厚度削薄区304对应设置,或者电极组件30的第一外表面308和第二外表面309均可以设置有厚度补偿件305,设置在第一外表面308和第二外表面309的厚度补偿件305均可以与厚度削薄区304对应设置。优选地,电极组件30的第一外表面308和第二外表面309均设置有厚度补偿件305。
可选地,第一外表面308和第二外表面309可以为电极组件30的外表面中表面积最大的两个外表面,即第一外表面308和第二外表面309为电极组件30的两个相对的大面。
在上述技术方案中,通过在第一外表面308和/或第二外表面309设置厚度补偿件305,可以使厚度补偿件305的设置位置合理,并且,通过在第一外表面308和第二外表面309均设置厚度补偿件305,能够进一步地补偿电极组件30由于第一极片301、第二极片303削薄而导致的厚度损失,从而能够更进一步地降低电极组件30出现析锂现象的概率。
根据本申请的一些实施例,如图3-图5所示,厚度补偿件305沿电极组件30的第二方向延伸,第二方向与第一方向垂直。
在电极组件30的Y方向(即电极组件30的第二方向),厚度补偿件305延伸设置,并且,电极组件30的Y方向与电极组件30的X方向(即沿电极组件30的第一方向)垂直。需要解释的是,电极组件30的第一极片301和第二极片303削薄后,在第一极片301的端部和第二极片303的端部形成的厚度削薄区304可以沿电极组件30的第二方向延伸。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件305设置为沿电极组件30的第二方向延伸的形式,可以使厚度补偿件305的形状和厚度削薄区304的形状相适配,有利于提高厚度补偿件305的补偿效果,有利于降低电极组件30出现析锂现象的概率。
根据本申请的一些实施例,厚度补偿件305包括多个子厚度补偿件,多个子厚度补偿件沿第二方向依次排布。
其中,多个子厚度补偿件的形状可以相同,多个子厚度补偿件的形状也可以不同,例如,沿电极组件30的Y方向依次排布的多个子厚度补偿件的形状可以相同,或者,若厚度补偿件305的厚度呈线性增加,沿电极组件30的Y方向依次排布的多个子厚度补偿件的厚度可以依次增加。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件305设置为包括多个子厚度补偿件的结构形式,可以降低厚度补偿件305的生产难度,提高厚度补偿件305的生产速率,并且,可以便于将厚度补偿件305设置在电极组件30的外表面,有利于提高厚度补偿件305的安装速率。
根据本申请的一些实施例,如图6所示,第一极片301、隔膜302和第二极片303卷绕形成电极组件30,厚度补偿件305沿电极组件30的周向围绕电极组件30设置。
第一极片301、隔膜302和第二极片303卷绕后可以形成卷绕式电极组件30,厚度补偿件305可以沿电极组件30的周向(即第一极片301、隔膜302和第二极片303的卷绕方向)围绕电极组件30设置,其中,厚度补偿件305可以在第一极片301、隔膜302和第二极片303卷绕后设置在电极组件30的周向。
可选地,厚度补偿件305可以为一个整体件,或者厚度补偿件305可以包括多个子厚度补偿件,多个子厚度补偿件沿电极组件30的周向围绕电极组件30设置。例如,厚度补偿件305可以包括两个长条形的子厚度补偿件,两个长条形的子厚度补偿件可以分别设置在电极组件30的第一外表面308和第二外表面309,并且,厚度补偿件305还可以包括两个类“U”形的子厚度补偿件,两个类“U”形的子厚度补偿件可以分别设置在电极组件30的第三外表面310和第四外表面311,其中,第三外表面310和第四外表面311相对,第三外表面310的两端分别与第一外表面308的一端、第二外表面309的一端邻接,第四外表面311的两端分别与第一外表面308的另一端、第二外表面309的另一端邻接,并且,类“U”形的子厚度补偿件分别与两个长条形的子厚度补偿件的一端邻接。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件305沿电极组件30的周向围绕电极组件30设置,可以补偿卷绕式电极组件30由于第一极片301、第二极片303削薄而导致的厚度损失,能够降低卷绕式电极组件30出现析锂现象的概率。
根据本申请的一些实施例,厚度补偿件305为绝缘件。
其中,厚度补偿件305可以通过粘接的方式设置在电极组件30的外表面,厚度补偿件305为绝缘件,即厚度补偿件305不具有导电特性。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件305构造为绝缘件,可以避免由于设置厚度补偿件305而导致电极组件30出现短路情况,可以提高电极组件30的使用安全性。
根据本申请的一些实施例,厚度补偿件305为绝缘胶。
其中,绝缘胶为不具有导电特性的、具备一定粘度的物质,绝缘胶可以依靠自身携带的粘度直接粘接在电极组件30的外表面。
在上述技术方案中,通过将厚度补偿件305构造为绝缘胶,可以避免由于设置厚度补偿件305而导致电极组件30出现短路情况,可以提高电极组件30的使用安全性,并且,不需要使用额外的粘结剂,仅靠厚度补偿件305自身的粘度即可完成安装,有助于降低厚度补偿件305的安装难度。
根据本申请的一些实施例,如图3所示,电极组件30还可以包括:防护胶层312,第一极片301和第二极片303均连接有极耳313,防护胶层312贴设于电极组件30的外表面、厚度补偿件305的外表面以及极耳313。
其中,极耳313可以包括阴极极耳和阳极极耳,阴极极耳和阴极极片连接,阳极极耳和阳极极片连接,可选地,极耳313可以单独设置,即极耳313与第一极片301、第二极片303分体设置,或者极耳313也可以与第一极片301、第二极片303一体成型,例如,阳极极耳可以由阳极极片切割成型,阴极极耳可以由阴极极片切割成型。防护胶层312粘贴设置在电极组件30的外表面,并且,粘贴设置在电极组件30外表面的防护胶层312同时粘贴在厚度补偿件305的外表面和极耳313上。
在上述技术方案中,通过将防护胶层312粘贴在电极组件30的外表面、厚度补偿件305的外表面以及极耳313,可以实现间隙补偿,并且可以将厚度补偿件305牢固的固定在电极组件30的外表面,从而可以避免厚度补偿件305脱落。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池单体20,电池单体20包括:外壳和电极组件30,电极组件30设于外壳内,电极组件30为以上任一方案的电极组件30。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池100,电池100包括上述的电池单体20。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,用电装置包括上述的电池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。
根据本申请的一些实施例,参见图3-图9所示,本申请提供了一种电极组件30,电极组件30包括第一极片301、隔膜302、第二极片303、极耳313和防护胶层312。第一极片301、隔膜302和第二极片303可以配合装配以形成电极组件30,沿电极组件30的X方向(即沿电极组件30的第一方向),第一极片301的端部和第二极片303的端部均形成有厚度削薄区304,厚度补偿件305设置在电极组件30的第一外表面308和第二外表面309,第一外表面308和第二外表面309相对,并且厚度补偿件305的位置与厚度削薄区304的位置对应。沿第一方向,厚度补偿件305的设置宽度与厚度削薄区304的设置宽度相等。沿第一方向,并且从电极组件30的由内至外方向,厚度补偿件305的厚度逐渐增加。厚度补偿件305沿电极组件30的Y方向(即电极组件30的第二方向)延伸设置。第一极片301和第二极片303均连接有极耳313,防护胶层312粘贴设置在电极组件30的外表面,并且,粘贴设置在电极组件30外表面的防护胶层312同时粘贴在厚度补偿件305的外表面和极耳313上。
通过设置厚度补偿件305,能够补偿电极组件30由于第一极片301、第二极片303削薄而导致的厚度损失,能够降低电极组件30出现析锂现象的概率,从而可以避免由于析锂现象的出现导致电池单体20性能下降、充放电循环寿命缩短,可以提高电池单体20的使用性能和产品质量,并且,可以避免由于析锂现象的出现导致电池单体20出现热失控,可以提高电池单体20的使用安全性。
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结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已,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 (15)
1.一种电极组件,其特征在于,包括:
第一极片、隔膜和第二极片,所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片配合装配以形成所述电极组件,所述电极组件的最外层为所述隔膜,沿所述电极组件的第一方向,所述第一极片的端部和所述第二极片的端部形成有厚度削薄区;
厚度补偿件,所述厚度补偿件设于所述电极组件的外表面,且所述厚度补偿件与所述厚度削薄区相对。
2.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,沿所述第一方向,所述厚度补偿件的设置宽度为D1,所述厚度削薄区的设置宽度为D2,满足关系式:D1≤D2。
3.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述厚度补偿件具有通孔,所述通孔沿所述厚度补偿件的厚度方向贯穿所述厚度补偿件。
4.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述电极组件具有主体部和厚度削薄部,所述主体部和所述厚度削薄部沿所述第一方向邻接,所述厚度削薄部与所述厚度削薄区对应,所述厚度补偿件设于所述厚度削薄部;所述厚度补偿件的外表面与所述主体部的外表面平齐。
5.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,沿所述第一方向,且从所述电极组件的由内至外方向,所述厚度补偿件的厚度逐渐增加。
6.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述电极组件具有相对的第一外表面和第二外表面,所述第一外表面和/或所述第二外表面设有所述厚度补偿件。
7.根据权利要求6所述的电极组件,其特征在于,所述厚度补偿件沿所述电极组件的第二方向延伸,所述第二方向与所述第一方向垂直。
8.根据权利要求7所述的电极组件,其特征在于,所述厚度补偿件包括多个子厚度补偿件,多个所述子厚度补偿件沿所述第二方向依次排布。
9.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、所述隔膜和所述第二极片卷绕形成所述电极组件,所述厚度补偿件沿所述电极组件的周向围绕所述电极组件设置。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的电极组件,其特征在于,所述厚度补偿件为绝缘件。
11.根据权利要求1-9中任一项所述的电极组件,其特征在于,所述厚度补偿件为绝缘胶。
12.根据权利要求1-9中任一项所述的电极组件,其特征在于,所述电极组件还包括:防护胶层,所述第一极片和所述第二极片均连接有极耳,所述防护胶层贴设于所述电极组件的外表面、所述厚度补偿件的外表面以及所述极耳。
13.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳;
电极组件,所述电极组件设于所述外壳内,所述电极组件为根据权利要求1-12中任一项所述的电极组件。
14.一种电池,其特征在于,包括根据权利要求13所述的电池单体。
15.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求14所述的电池。
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