CN220172186U - 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电极组件、电池单体、电池及用电设备。电极组件为卷绕式结构，电极组件包括第一极片，第一极片包括多个第一极耳，多个第一极耳在第一极片卷绕后层叠设置，多个第一极耳的宽度由第一极片的外圈至内圈逐渐增加。本申请提供的技术方案，使得电池单体具有较高的可靠性。

Description

电极组件、电池单体、电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电极组件、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。

电池的制造过程中，电池的可靠性是一个不可忽视的问题。因此，如何提高电池的可靠性，是电池技术中一个亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种电极组件、电池单体、电池及用电设备，使得电池单体具有较高的可靠性。

本申请是通过下述技术方案实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种电极组件，电极组件为卷绕式结构，电极组件包括第一极片，第一极片包括多个第一极耳，多个第一极耳在第一极片卷绕后层叠设置，多个第一极耳的宽度由第一极片的外圈至内圈逐渐增加。

根据本申请实施例的电极组件，第一极耳的宽度由第一极片的外圈至内圈逐渐增加，也即，位于第一极片的最内圈的第一极耳的宽度最大，位于第一极片的最外圈的第一极耳的宽度最小；第一极片在卷绕时，最内圈的第一极耳位置确定后，即使多个第一极耳发生错位，由于最外圈的第一极耳的宽度最小，多个第一极耳在第一极片的内圈至外圈的层叠方向上也可以具有较大的重叠面积。当该电极组件装配成电池单体时，第一极耳与连接构件之间可以具有较大的连接面积，使得电池单体具有较大的过流能力，提高电池单体的可靠性。同时，由于最内圈的第一极耳的宽度最大，在最内圈的第一极耳的位置确定后，即使多个第一极耳在卷绕时发生错位，最外圈的第一极耳也不易超出最内圈的第一极耳的边缘，多个第一极耳层叠后在宽度方向上占用的空间较小，不易与其他部件干涉。

根据本申请的一些实施例，多个第一极耳的层叠方向为投影方向，多个第一极耳中，位于最外圈的第一极耳在最内圈的第一极耳上的投影，位于最内圈的第一极耳的周向范围内。

在上述方案中，即使第一极片卷绕时多个第一极耳发生错位，最外圈的第一极耳仍然位于最内圈的第一极耳的周向范围内，也即，最外圈的第一极耳的投影不超出最内圈的第一极耳的轮廓，最外侧的第一极耳与最内圈的第一极耳的重叠面积不变，多个极耳具有较大的重叠面积，使得多个第一极耳连接于连接构件时，多个第一极耳与连接构件具有较大的连接面积；同时，多个第一极耳层叠后占用的空间较小，在电池单体装配过程中，第一极耳不易与其他部件干涉，便于电池单体的装配。

根据本申请的一些实施例，任意相邻两个第一极耳中，外圈的第一极耳沿投影方向在内圈的第一极耳上的投影，位于内圈的第一极耳的周向范围内。

在上述方案中，相邻两个第一极耳中，外圈的第一极耳的投影位于内圈的第一极耳的周向范围内，也即，外圈的第一极耳的投影不超出内圈的第一极耳的轮廓，使得任意相邻两个第一极耳的重叠面积不变，第一极片卷绕时多个第一极耳的错位不影响多个第一极耳与连接构件的连接面积，使得多个第一极耳与连接构件之间具有较高的连接可靠性。

根据本申请的一些实施例，电极组件包括平直区和拐角区，第一极耳位于平直区。

在上述方案中，相对于第一极耳设置于拐角区，降低第一极耳开裂损坏的风险，便于第一极耳与连接构件连接。

根据本申请的一些实施例，多个第一极耳的宽度由第一极片的外圈至内圈呈线性增加、指数式增加或阶梯式增加。

在上述方案中，多个第一极耳的宽度呈线性增加，便于加工制造；多个第一极耳的宽度呈指数式增加，便于适用于第一极耳呈指数式上升错位的实施例，使得多个第一极耳具有较大的重叠面积；多个第一极耳的宽度呈阶梯式增加，部分第一极耳的宽度可以较小，便于节省材料，降低成本。

根据本申请的一些实施例，第一极片卷绕为N圈，从最内圈开始，第M圈的第一极耳的宽度为D_M，满足，D_M＝△T*π*(A*(A-1)-M*(M-1))，其中，△T为第一极片的厚度波动量，π为圆周率，A为第一极耳的数量，M＜N。

在上述方案中，通过上述公式，能够设计不同位置第一极耳的宽度，使得多个第一极耳错位后还具有较大的重叠面积。

根据本申请的一些实施例，第一极片卷绕为N圈，每圈设置有两个第一极耳。

在上述方案中，每圈设置有两个第一极耳，能够增加过流面积，增加电池单体的过流能力，同时，还可以降低多个第一极耳的内阻，降低产热，提高能量利用率。

根据本申请的一些实施例，第一极片卷绕为N圈，从最内圈开始，第1圈至第M圈，每圈设置有两个第一极耳；第M+1圈至第N圈，每圈设置有一个第一极耳，M＜N。

在上述方案中，第一极片的部分圈设置有两个第一极耳，能够增加第一极耳与连接构件之间的过流面积，便于提高电池单体的过流能力，同时，还可以降低多个第一极耳的内阻，降低产热，提高能量利用率。

根据本申请的一些实施例，位于同一圈的两个第一极耳的宽度相等。

在上述方案中，位于同一圈的两个第一极耳的宽度相同，便于加工制造。

根据本申请的一些实施例，电极组件包括正极极片和负极极片，正极极片和负极极片中至少一者为第一极片。

在上述方案中，两个极片的极性相反，两个极片中至少一者为第一极片，使得极耳与连接构件的连接可靠性较高，从而提高电池单体的过流能力，使得电池单体的可靠性较高。

第二方面，本申请实施例还提供了一种电池单体，该电池单体包括外壳和如上述任一实施例提供的电极组件，电极组件设置于外壳内。

第三方面，本申请实施例还提供了一种电池，包括如上述任一实施例提供的电池单体。

第四方面，本申请实施例还提供了一种用电设备，包括如上述任一实施例提供的电池单体，电池单体用于提供电能。

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

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极组件的结构示意图；

图5为本申请一些实施例提供的电极组件的主视图；

图6为图5所示电极组件的俯视图；

图7为本申请一些实施例提供的多个第一极耳的宽度变化示意图；

图8为本申请另一些实施例提供的多个第一极耳的宽度变化示意图；

图9为本申请一些实施例提供的电极组件的多个第一极耳的示意图；

图10为本申请另一些实施例提供的电极组件的多个第一极耳的示意图；

图11为本申请一些实施例提供的电极组件的装配过程示意图；

图12为本申请一些实施例提供的极耳错位时电池单体的装配过程示意图。

图标：100-电池；10-箱体；11-第一子箱体；12-第二子箱体；20-电池单体；21-外壳；211-壳体；212-端盖；22-电极组件；221-第一极片；221a-第一极耳；222-正极极片；222a-正极极耳；223-负极极片；223a-负极极耳；224-隔离膜；225-平直区；226-拐角区；23-电极端子；24-连接构件；241-第一连接构件；242-第二连接构件；25-绝缘件；251-凸起；31-第一连接区域；32-第二连接区域；200-控制器；300-马达；1000-车辆。

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做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，不是旨在于限定本申请；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。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。

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。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在一些实施例中，电池可以为电池模块，电池单体有多个时，多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。

在一些实施例中，电池可以为电池包，电池包包括箱体和电池单体，电池单体或电池模块容纳于箱体中。

在一些实施例中，箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如，箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分，或者，箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。

在一些实施例中，电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。

本申请实施例中，电池单体可以为二次电池，二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。

电池单体可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等，本申请实施例对此并不限定。

电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中，活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间，可以起到防止正负极短路的作用，同时可以使活性离子通过。

在一些实施例中，正极可以为正极片，正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。

作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。

作为示例，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。

作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。

在一些实施例中，负极可以为负极片，负极片可以包括负极集流体。

作为示例，负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。

在一些实施例中，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。

作为示例，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。

在一些实施方式中，隔离件为隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。

作为示例，隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯，陶瓷中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。隔离件可以是单独的一个部件位于正负极之间，也可以附着在正负极的表面。

在一些实施方式中，隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间，同时起到传输离子和隔离正负极的作用。

在一些实施方式中，电极组件为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。

在一些实施方式中，电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。

在一些实施方式中，外壳包括端盖和壳体，壳体设有开口，端盖封闭开口以形成用于容纳电极组件和电解质等物质的密闭空间。壳体可设有一个或多个开口。端盖也可设置一个或者多个。

在一些实施方式中，外壳上设置有至少一个电极端子，电极端子与电极组件的极耳电连接。电极端子可以与极耳直接连接，也可以通过转接件与极耳间接连接。电极端子可以设置于端盖上，也可以设置在壳体上。

在一些实施方式中，外壳上设置有防爆阀。防爆阀用于泄放电池单体的内部压力。

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、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的可靠性。

对于电池单体来说，主要的可靠性因素为电极组件的极耳与连接构件(如转接件)的连接可靠性。为了提高极耳与连接构件的连接可靠性，通常极耳与连接构件焊接。但是，卷绕式电极组件的多个极耳在卷绕后容易出现错位的情况，错位后的多个极耳与连接构件的连接面积减小，容易导致部分极耳与连接构件连接可靠性较差。具体为，由于卷绕时多个极耳容易发生错位，错位后的极耳与连接构件的焊接面积较小，多个极耳与连接构件的连接部位薄弱，过流面积较小，连接可靠性较差，容易损坏，影响电池单体的使用寿命。

鉴于此，为了解决多个极耳与连接构件的连接可靠性较差、导致电池单体的可靠性较差的问题，本申请实施例提供了一种电极组件，该电极组件为卷绕式结构，电极组件包括第一极片，第一极片包括层叠设置的多个第一极耳，多个第一极耳的宽度由第一极片的外圈至内圈逐渐增大，通过增大内圈的第一极耳的宽度，以弥补外圈的第一极耳的错位量，使得多个第一极耳具有较大的重叠面积。

在这样的电极组件构成的电池单体中，电极组件在卷绕过程中，即使出现外圈的第一极耳错位的情况，由于最内圈的第一极耳的宽度最大，多个第一极耳层叠后同样可以具有较大的重叠面积，在电池单体装配过程中，多个第一极耳与连接构件焊接时，多个第一极耳均能够与连接构件具有较大的重叠面积，使得多个第一极耳与连接构件之间的连接可靠性较高，能够提高电池单体的过流能力，使得电池单体具有较高的使用寿命，电池单体的可靠性较高。

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设备中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电设备的电源系统。

本申请实施例提供一种使用电池单体作为电源的用电设备，用电设备可以为但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电动自行车、电动摩托车、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设备为车辆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，用于车辆1000的电路系统，例如用于车辆1000的启动、导航和运行时的工作用电需求。

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的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一子箱体11和第二子箱体12，第一子箱体11与第二子箱体12相互盖合，第一子箱体11和第二子箱体12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二子箱体12可以为一端开口的空心结构，第一子箱体11可以为板状结构，第一子箱体11盖合于第二子箱体12的开口侧，以使第一子箱体11与第二子箱体12共同限定出容纳空间；第一子箱体11和第二子箱体12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一子箱体11的开口侧盖合于第二子箱体12的开口侧。

在电池100中，电池单体20可以是多个，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，电池单体20可以为二次电池或一次电池；电池单体20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。

请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图。如图3所示，电池单体20包括外壳21、电极组件22、电极端子23及连接构件24。外壳21包括壳体211和端盖212，壳体211具有开口，端盖212封闭开口，以将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝。

壳体211是用于配合端盖212以形成电池单体20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22、电解液以及其他部件。壳体211和端盖212可以是独立的部件。壳体211可以是多种形状和多种尺寸的。具体地，壳体211的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳体211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。

端盖212是指盖合于壳体211的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖212的形状可以与壳体211的形状相适应以配合壳体211。可选地，端盖212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212在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖212上可以设置有如电极端子23等的功能性部件。电极端子23可以用于与电极组件22电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。端盖212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212的内侧还可以设置有绝缘结构，绝缘结构可以用于隔离壳体211内的电连接部件与端盖212，以降低短路的风险。示例性的，绝缘结构可以是塑料、橡胶等。

电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体211内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22主要由正极极片222和负极极片223卷绕形成，并且通常在正极极片222与负极极片223之间设有隔离膜224，隔离膜224用于分隔正极极片222和负极极片223，以避免正极极片222和负极极片223内接短路。正极极片222和负极极片223具有活性物质的部分构成电极组件22的主体部，正极极片222和负极极片223不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子23以形成电流回路。

连接构件24为用于连接极耳和电极端子23的导电件，以实现极耳与电极端子23的电连接。

请参照图4至图6，图4为本申请一些实施例提供的电极组件的结构示意图，图5为本申请一些实施例提供的电极组件的主视图，图6为图5所示电极组件的俯视图。根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电极组件22，该电极组件22为卷绕式结构。电极组件22包括第一极片221，第一极片221包括多个第一极耳221a，多个第一极耳221a在第一极片221卷绕后层叠设置，多个第一极耳221a的宽度由第一极片221的外圈至内圈逐渐增加。

图中，字母W所示的尺寸为第一极耳221a的宽度，字母X所指示的方向可以为第一极片221的长度方向，字母Z所指示的方向可以为电极组件22的厚度方向，字母Y所指示的方向可以为第一极片221的宽度方向，第一极耳221a位于第一极片221的宽度方向的一端。多个第一极耳221a的层叠方向与Z方向平行。

第一极片221可以为正极极片222，也可以为负极极片223；或者，正极极片222和负极极片223均为第一极片221。当第一极片221为正极极片222时，第一极耳221a为正极极耳222a；当第一极片221为负极极片223时，第一极耳221a为负极极耳223a。或者，当正极极片222和负极极片223均为第一极片221时，正极极耳222a和负极极耳223a均为第一极耳221a。

第一极片221为连续式结构，第一极片221在展开状态时，多个第一极耳221a沿第一极片221的长度方向间隔设置。在第一极片221卷绕过程中，每圈第一极片221至少设置一个第一极耳221a。在第一极片221卷绕完成后，所有第一极耳221a层叠设置。多个第一极耳221a可以沿电极组件22的厚度方向层叠设置。

请参照图5，第一极耳221a的宽度是指第一极耳221a在第一极片221的卷绕方向上的尺寸，例如，第一极片221展开时，第一极耳221a在第一极片221的长度方向上的尺寸可以为第一极耳221a的宽度；也即，沿第一极片221的长度方向，在第一极耳221a的一侧边缘上一个位置，由第一极耳221a的一侧至第一极耳221a的另一侧之间的距离。

多个第一极耳221a的宽度由第一极片221的外圈至内圈逐渐增加，是指，多个第一极耳221a的宽度的变化趋势为由第一极片221的外圈至内圈增加。也即，位于第一极片221的最外圈的第一极耳221a的宽度最小，位于第一极片221的最内圈的第一极耳221a的宽度最大。多个第一极耳221a的宽度的变化趋势，可以呈线性增加，也可以呈指数式增加，还可以呈阶梯式增加。

第一极片221的最内圈是指第一极片221在卷绕完成后，由第一极片221的卷绕起始端绕第一极片221的卷绕方向一圈所构成的结构。第一极片221的内圈和外圈是指，第一极片221卷绕后形成的结构相对于第一极片221的卷绕中心距离较近和较远的圈，例如，内圈相对于外圈更靠近第一极片221的卷绕中心。

根据本申请实施例的电极组件22，第一极耳221a的宽度由第一极片221的外圈至内圈逐渐增加，也即，位于第一极片221的最内圈的第一极耳221a的宽度最大，位于第一极片221的最外圈的第一极耳221a的宽度最小；第一极片221在卷绕时，最内圈的第一极耳221a位置确定后，即使多个第一极耳221a发生错位，由于最外圈的第一极耳221a的宽度最小，多个第一极耳221a在第一极片221的内圈至外圈的层叠方向上也可以具有较大的重叠面积。当该电极组件22装配成电池单体20时，第一极耳221a与连接构件24之间可以具有较大的连接面积，使得电池单体20具有较大的过流能力，提高电池单体20的可靠性。同时，由于最内圈的第一极耳221a的宽度最大，在最内圈的第一极耳221a的位置确定后，即使多个第一极耳221a在卷绕时发生错位，最外圈的第一极耳221a也不易超出最内圈的第一极耳221a的边缘，多个第一极耳221a层叠后在宽度方向上占用的空间较小，不易与其他部件干涉。

请参照图6，根据本申请的一些实施例，多个第一极耳221a的层叠方向为投影方向，多个第一极耳221a中，位于最外圈的第一极耳221a在最内圈的第一极耳221a上的投影，位于最内圈的第一极耳221a的周向范围内。

如图6所示，多个第一极耳221a的层叠方向与图中的Z方向平行。最外圈的第一极耳221a在最内圈的第一极耳221a上的投影，即，沿多个第一极耳221a的层叠方向观察，最外圈的第一极耳221a在最内圈第一极耳221a上投射的影像。

最外圈的第一极耳221a是指，第一极片221卷绕后多个第一极耳221a中与第一极片221的卷绕中心的距离最远的第一极耳221a。最内圈的第一极耳221a是指，第一极片221卷绕后多个第一极耳221a中与第一极片221的卷绕中心的距离最近的第一极耳221a。

第一极耳221a的周向是指，第一极耳221a的轮廓延伸方向。最外圈的第一极耳221a的投影位于最内圈的第一极耳221a的周向范围内，是指，最外圈的第一极耳221a的投影落入最内圈的第一极耳221a的轮廓内，也即，最外圈的第一极耳221a的投影不超出最内圈的第一极耳221a的轮廓。

在第一极片221卷绕时，如果多个第一极耳221a发生错位，则位于第一极片221最外圈的第一极耳221a相对于位于第一极片221最内圈的第一极耳221a的偏移量最大。

在上述方案中，即使第一极片221卷绕时多个第一极耳221a发生错位，最外圈的第一极耳221a仍然位于最内圈的第一极耳221a的周向范围内，也即，最外圈的第一极耳221a的投影不超出最内圈的第一极耳221a的轮廓，最外侧的第一极耳221a与最内圈的第一极耳221a的重叠面积不变，多个第一极耳221a具有较大的重叠面积，使得多个第一极耳221a连接于连接构件24时，多个第一极耳221a与连接构件24具有较大的连接面积；同时，多个第一极耳221a层叠后占用的空间较小，在电池单体20装配过程中，第一极耳221a不易与其他部件干涉，便于电池单体20的装配。

请参照图6，根据本申请的一些实施例，任意相邻两个第一极耳221a中，外圈的第一极耳221a沿投影方向(Z方向)在内圈的第一极耳221a上的投影，位于内圈的第一极耳221a的周向范围内。

相邻两个第一极耳221a中，外圈的第一极耳221a相对于内圈的第一极耳221a更远离第一极片221的卷绕中心。

外圈的第一极耳221a的投影位于内圈的第一极耳221a的周向范围内，是指，外圈的第一极耳221a的投影落入内圈的第一极耳221a的轮廓内，也即，外圈的第一极耳221a的投影不超出内圈的第一极耳221a的轮廓。

在上述方案中，相邻两个第一极耳221a中，外圈的第一极耳221a的投影位于内圈的第一极耳221a的周向范围内，也即，外圈的第一极耳221a的投影不超出内圈的第一极耳221a的轮廓，使得任意相邻两个第一极耳221a的重叠面积不变，第一极片221卷绕时多个第一极耳221a的错位不影响多个第一极耳221a与连接构件24的连接面积，使得多个第一极耳221a与连接构件24之间具有较高的连接可靠性。

请参照图4和图6，根据本申请的一些实施例，电极组件22包括平直区225和拐角区226，第一极耳221a位于平直区225。

拐角区226设置有两个，两个拐角区226连接于平直区225的两端。

电极组件22可以包括正极极片222、负极极片223和隔离膜224，，隔离膜224设置于正极极片222和负极极片223之间，正极极片222和负极极片223中至少一者为第一极片221。

平直区225是指该电极组件22中具有平行结构的区域，即在该平直区225内的正极极片222、隔离膜224及负极极片223的表面均为平面。拐角区226是指该电极组件22中具有弯折结构的区域，即在该拐角区226内的正极极片222、隔离膜224及负极极片223均弯折，电极组件22在拐角区226的每圈正极极片222、隔离膜224及负极极片223的表面均为曲面。拐角区226由正极极片222、隔离膜224及负极极片223在卷绕过程中拐弯形成。

在上述方案中，相对于第一极耳221a设置于拐角区226，降低第一极耳221a开裂损坏的风险，便于第一极耳221a与连接构件24连接。

请参照图6，并进一步参照图7和图8，图7为本申请一些实施例提供的多个第一极耳的宽度变化示意图，图8为本申请另一些实施例提供的多个第一极耳的宽度变化示意图。根据本申请的一些实施例，多个第一极耳221a的宽度由第一极片221的外圈至内圈呈线性增加、指数式增加或阶梯式增加。

多个第一极耳221a的宽度呈线性增加是指，任意相邻两个第一极耳221a之间的宽度差相等。例如，图7所示为，多个第一极耳221a的宽度呈线性增加。

多个第一极耳221a的宽度呈线性增加，便于加工制造。

指数式增加是指一个变量增长的速率与它此时的数量成比例。例如，图6所示为，多个第一极耳221a的宽度呈指数式增加。

在第一极片221卷绕时，多个第一极耳221a发生错位时，多个第一极耳221a的错位量呈指数式上升，当多个第一极耳221a的宽度呈指数式增加时，便于适用于第一极耳221a呈指数式上升错位的实施例，使得多个第一极耳221a具有较大的重叠面积。

多个第一极耳221a的宽度呈阶梯式增加，是指，多个第一极耳221a中部分第一极耳221a与相邻一侧的第一极耳221a的宽度相同，与相邻另一侧的第一极耳221a的宽度不同。图8所示为，多个第一极耳221a的宽度呈阶梯式增加。

多个第一极耳221a的宽度呈阶梯式增加，部分第一极耳221a的宽度可以较小，便于节省材料，降低成本。

根据本申请的一些实施例，第一极片221卷绕为N圈，从最内圈开始，第M圈的第一极耳221a的宽度为D_M，满足，D_M＝△T*π*(A*(A-1)-M*(M-1))，其中，△T为第一极片221的厚度波动量，π为圆周率，A为第一极耳221a的数量。

上述公式中，为了便于计算，π取值为3.14。第一极片221的厚度波动量可以通过千分尺测量，并经与第一极片221预设厚度比较得出。

由上述公式可知，从最内圈开始，最内圈的第一极耳221a的宽度最大，第N圈的第一极耳221a的宽度最小。

在第一极片221卷绕时，第一极片221的厚度波动量影响多个第一极耳221a的位置，使得多个第一极耳221a错位。

根据上述的公式，能够设计出不同层数的第一极耳221a的宽度，以适应第一极耳221a的错位量，使得多个第一极耳221a层叠后具有较大的重叠面积。

请参照图9，图9为本申请一些实施例提供的电极组件的多个第一极耳的示意图。根据本申请的一些实施例，第一极片221卷绕为N圈，每圈设置有两个第一极耳221a。

每圈设置有两个第一极耳221a，是指，在构成第一极片221的一圈中具有两个第一极耳221a，也即，该圈第一极片221展开时，该部分第一极片221设置有两个第一极耳221a，这两个第一极耳221a位于第一极片221的卷绕中心的两侧，并且层叠设置。

在上述方案中，每圈设置有两个第一极耳221a，能够增加过流面积，增加电池单体20的过流能力，同时，还可以降低多个第一极耳221a的内阻，降低产热，提高能量利用率。

请参照图10，图10为本申请另一些实施例提供的电极组件的多个第一极耳的示意图。根据本申请的一些实施例，第一极片221卷绕为N圈，从最内圈开始，第1圈至第M圈，每圈设置有两个第一极耳221a；第M+1圈至第N圈，每圈设置有一个第一极耳221a，M＜N。

最内圈开始，第1圈至第M圈，每圈设置有两个第一极耳221a，每圈的两个第一极耳221a层叠设置；第M+1圈至第N圈，每圈设置有一个第一极耳221a，使得多个第一极耳221a层叠后结构紧凑，占用较小的空间。

在一些实施例中，N-M的值可以但不限于为1、2、3、…8、9、…20、…30、…39或40。

在一些实施例中，M/N可以但不限于为1/4、1/2、3/4或4/5。

在上述方案中，第一极片221的部分圈设置有两个第一极耳221a，能够增加第一极耳221a与连接构件24之间的过流面积，便于提高电池单体20的过流能力，同时，还可以降低多个第一极耳221a的内阻，降低产热，提高能量利用率。

根据本申请的一些实施例，第一极片221卷绕为N圈，从最内圈开始，第1圈至第M圈，每圈设置有一个第一极耳221a；第M+1圈至第N圈，每圈设置有两个第一极耳221a，M＜N。

根据本申请的一些实施例，位于同一圈的两个第一极耳221a的宽度相等。

在上述方案中，位于同一圈的两个第一极耳221a的宽度相同，便于加工制造。

请参照图5至图10，根据本申请的一些实施例，电极组件22包括正极极片222和负极极片223，正极极片222和负极极片223中至少一者为第一极片221。

正极极片222可以为第一极片221，或者，负极极片223可以为第一极片221，又或者，正极极片222和负极极片223均为第一极片221。

在上述方案中，正极极片222和负极极片223中至少一者为第一极片221，使得极耳与连结构件的连接可靠性较高，从而提高电池单体20的过流能力，使得电池单体20的可靠性较高。当正极极片222和负极极片223均为第一极片221时，便于加工制造。

请参照图3，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，该电池单体20包括外壳21和上述任一实施例提供的电极组件22，电极组件22设置于外壳21内。

外壳21为中空的部件，其内部用于容纳电极组件22，以保护电极组件22。

外壳21包括壳体211和端盖212，壳体211具有开口，端盖212覆盖开口。

请参照图3，根据本申请的一些实施例，电池单体20还包括绝缘件25，绝缘件25设置于端盖212的面向电池单体20内部的一侧，绝缘件25设置于电极组件22与端盖212之间，用于绝缘隔离电极组件22和端盖212。

绝缘件25的面向电极组件22的一侧设置有凸起251，凸起251抵接于电极组件22。

绝缘件25为电绝缘的部件，例如，可以为橡胶、塑胶等。

请参照图3，并进一步参照图11和图12，图11为本申请一些实施例提供的电极组件的装配过程示意图，图12为本申请一些实施例提供的极耳错位时电池单体的装配过程示意图，为了便于查阅，图11和图12中只示出了电池单体20的部分结构；第一极片221卷绕为N圈，从最内圈开始，第1圈至第N圈的第一极耳221a的宽度分别为W₁、W₂、W₃、…W_N-1、W_N。

在一些实施例中，绝缘件25呈长方体，绝缘件25的宽度方向对应电极组件22的厚度方向，凸起251沿绝缘件25的宽度方向延伸。

凸起251凸出于绝缘件25的面向电极组件22的表面。

通过凸起251抵接于电极组件22，能够限制电极组件22在外壳21内移动，对电极组件22进行定位。

电极组件22的数量可以为多个，每个电极组件22的正极极耳222a和负极极耳223a位于电极组件22的同一侧。

由于多个第一极耳221a的宽度由第一极片221的外圈至内圈逐渐增加，第一极片221的最内圈的第一极耳221a的宽度最大，在电池单体20装配时，第一极片221的最内圈的第一极耳221a的位置确定后，多个第一极耳221a与凸起251之间的距离可以由最内圈的第一极耳221a与凸起251之间的距离确定，即使多个第一极耳221a在卷绕时发生错位，对多个第一极耳221a与凸起251的装配影响较低，降低多个第一极耳221a与凸起251干涉的风险。

根据本申请的一些实施例，绝缘件25设置有三个凸起251，其中两个凸起251分布于绝缘件25的长度方向的两端，中间一个凸起251位于正极极耳222a和负极极耳223a之间。

在电池单体20的装配过程中，极耳如果发生错位，电极组件22与绝缘件25配合时，极耳容易与绝缘件25的凸起251发生干涉。然而，基于上述实施例的正极极耳222a和负极极耳223a均为第一极耳221，由于多个正极极耳222a的宽度由正极极片222的外圈至内圈逐渐增加，多个负极极耳223a的宽度由负极极片223的外圈至内圈逐渐增加，即使多个正极极耳222a在电极组件22卷绕后发生错位，多个负极极耳223a在电极组件22卷绕后发生错位，多个正极极耳222a占用的装配空间也较小，多个负极极耳223a占用的装配空间也较小，电池单体20在装配时，无需对绝缘件25的凸起251作出改进，多个正极极耳222a和多个负极极耳223a也不易与凸起251干涉。

电池单体20还包括第一连接构件241和第二连接构件242，正极极耳222a与第一连接构件241连接形成第一连接区域31，负极极耳223a与第二连接构件242连接形成第二连接区域32。在电池单体20装配时，即使多个正极极耳222a和多个负极极耳223a在电极组件22卷绕成型时发生错位，在电极组件22与连接构件连接装配时，多个正极极耳222a与第一连接构件241的第一连接区域31能够完全覆盖每个正极极耳222a，多个负极极耳223a与第二连接构件242的第二连接区域32能够完全覆盖每个负极极耳223a。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池100，其包括上述任一实施例提供的电池单体20。

根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电设备，其包括上述任一实施例提供的电池单体20，电池单体20用于为用电设备提供电能。

用电设备可以为上述任一应用电池的设备。

根据本申请的一些实施例，请参照图3至图12，本申请提供了一种电池单体20，该电池单体20呈长方体。电池单体20包括电极组件22、第一连接构件241和第二连接构件242。电极组件22为卷绕式结构，电极组件22包括正极极片222、负极极片223及设置于正极极片222和负极极片223之间的隔离膜224。正极极片222和负极极片223均为第一极片221。第一极片221包括多个第一极耳221a，多个第一极耳221a在第一极片221卷绕后层叠设置，多个第一极耳221a的宽度由第一极片221的外圈至内圈逐渐增加。

电极组件22卷绕成型后，无论外圈的第一极耳221a是否发生错位，多个第一极耳221a之间均具有较大的重叠面积，以使得多个第一极耳221a与连接构件24之间具有较大的连接面积，使得多个第一极耳221a与连接构件24的连接可靠性较高。

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 (13)

1.一种电极组件，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：

第一极片，所述第一极片包括多个第一极耳，所述多个第一极耳在所述第一极片卷绕后层叠设置，所述多个第一极耳的宽度由所述第一极片的外圈至内圈逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述多个第一极耳的层叠方向为投影方向，所述多个第一极耳中，位于最外圈的所述第一极耳在最内圈的所述第一极耳上的投影，位于最内圈的所述第一极耳的周向范围内。

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，任意相邻两个所述第一极耳中，外圈的所述第一极耳沿所述投影方向在内圈的所述第一极耳上的投影，位于内圈的所述第一极耳的周向范围内。

4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件包括平直区和拐角区，所述第一极耳位于所述平直区。

5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述多个第一极耳的宽度由所述第一极片的外圈至内圈呈线性增加、指数式增加或阶梯式增加。

6.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片卷绕为N圈，从最内圈开始，第M圈的所述第一极耳的宽度为D_M，满足，D_M＝△T*π*(A*(A-1)-M*(M-1))，其中，△T为所述第一极片的厚度波动量，π为圆周率，A为所述第一极耳的数量，M＜N。

7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片卷绕为N圈，每圈设置有两个所述第一极耳。

8.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一极片卷绕为N圈，从最内圈开始，第1圈至第M圈，每圈设置有两个所述第一极耳；第M+1圈至第N圈，每圈设置有一个所述第一极耳，M＜N。

9.根据权利要求7或8所述的电极组件，其特征在于，位于同一圈的两个所述第一极耳的宽度相等。

10.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至少一者为所述第一极片。

11.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳；

如权利要求1-10中任一项所述的电极组件，所述电极组件设置于所述外壳内。

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11所述的电池单体，所述电池单体用于提供电能。