CN220382159U - 电极组件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。电极组件包括正极极片和负极极片。正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体表面的正极活性物质层。负极极片与正极极片层叠设置，负极极片包括负极集流体、设置于负极集流体表面的负极活性物质层、以及绝缘层，负极活性物质层包括彼此连接第一区域和第二区域，第二区域的表面涂覆有绝缘层，第一区域的表面未涂覆绝缘层。在负极极片与正极极片的层叠方向上，第一区域的至少部分与正极活性物质层相对，绝缘层的至少部分不与正极活性物质层重叠。本申请能够提高电池单体的可靠性。

Description

电极组件、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。

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，如何改善电池的可靠性，一直是电池技术中的一个研究方向。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供了一种电极组件、电池单体、电池及用电装置，能够提高电池单体的可靠性。

一方面，本申请实施例提供了一种电极组件。电极组件包括正极极片和负极极片。正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体表面的正极活性物质层。负极极片与正极极片层叠设置，负极极片包括负极集流体、设置于负极集流体表面的负极活性物质层、以及绝缘层，负极活性物质层包括彼此连接第一区域和第二区域，第二区域的表面涂覆有绝缘层，第一区域的表面未涂覆绝缘层。在负极极片与正极极片的层叠方向上，第一区域的至少部分与正极活性物质层相对，绝缘层的至少部分不与正极活性物质层重叠。

在上述方案中，负极活性物质层包括的第二区域涂覆有绝缘层可以增加第二区域的密度，从而提高金属离子在负极活性物质层内的扩散难度，降低因金属离子在电场、液相扩散等作用下向第二区域的负极活性物质层扩散并嵌入的可能性，改善第二区域的离子析出现象，提高电池的可靠性。

在一些实施例中，第一区域和第二区域沿第一方向设置，绝缘层沿第一方向上的长度为d，d的范围为0mm≤d≤10mm。

在上述方案中，通过将绝缘层沿第一方向上的长度范围限制为0mm≤d≤10mm，可以有效提高绝缘层对第二区域的覆盖区域，进一步降低第二区域出现离子析出现象的可能性，降低对负极极片正常工作性能的影响，提高电极组件的可靠性。

在一些实施例中，负极集流体还包括负极耳和主体部，负极活性物质层设置于主体部。负极耳凸出于主体部沿第一方向的端部。其中，第二区域设置于主体部靠近负极耳的一端，和/或，第二区域设置于主体部远离负极耳的一端，有利于提高第二区域布置的灵活性，从而提高负极极片的适用性，有利于提高负极极片的通用性。

在一些实施例中，第一区域的负极活性物质层的压实密度小于第二区域的负极活性物质层的压实密度，进一步降低金属离子从第一区域扩散至第二区域的可能性，从而降低第二区域出现的离子析出现象的可能性，提高电极组件的可靠性。

在一些实施例中，第一区域的负极活性物质层的厚度等于第二区域的负极活性物质层的厚度和第二区域的绝缘层的厚度之和，从而降低第二区域过渡受压导致第二区域的负极活性物质层的粘接力降低导致负极活性物质材料掉落的可能性。

在一些实施例中，绝缘层的压实密度为ρ₁，ρ₁满足范围为1g/cm³≤ρ₁≤2g/cm³，有利于降低绝缘层对电池、液相扩散等作用下金属离子扩散并嵌入至第二区域的负极活性物质层的可能性的同时，降低绝缘层的重量在电极组件中的占比，降低电极组件的重量。

在一些实施例中，第一区域中的负极活性物质层的压实密度为ρ₂，ρ₂满足范围为1.3g/cm³≤ρ₂≤1.9g/cm³，有利于提高负极活性物质层的储电量，进而提高电极组件的容量，提高电池的使用时长。

在一些实施例中，第二区域中的负极活性物质层的压实密度为ρ₃，ρ₃满足范围为0g/cm³≤（ρ₃-ρ₂）≤0.2g/cm³，减小第一区域和第二区域中负极活性物质层压实密度差异的同时，降低金属离子扩散第二区域的可能性。

在一些实施例中，电极组件包括孔结构，孔结构由绝缘层背向负极集流体的表面凹陷至预设位置。

在上述方案中，孔结构中可以存储电解液，在背离重力方向的一端电解液缺少的情况下，可以降低极片出现离子析出现象的可能性，使得电池仍可以正常工作，提高电池的使用寿命，提高电池的可靠性。

在一些实施例中，孔结构贯穿绝缘层、负极活性物质层以及负极集流体设置，进一步提高孔结构内存储电解液的容量，降低负极极片出现离子析出现象的可能性，进一步提高电池的使用寿命。

在一些实施例中，孔结构沿第一方向上的尺寸为h，0mm＜h≤1mm，第一方向为第一区域和第二区域并排设置方向，减缓绝缘层对金属离子向第二区域活性物质层扩散的可能性的同时，提高第二区域对电解液的存储容量，降低长期存放或者长期工作导致局部区域出现电解液缺少后该局部区域的极片出现离子析出现象的可能性。

在一些实施例中，绝缘层包括多个绝缘部，多个绝缘部沿第一方向间隔设置。和/或，多个绝缘部沿第二方向间隔设置，第一方向为第一区域和第二区域并排设置方向，第一方向、第二方向以及负极集流体的厚度方向两两相交。

在上述方案中，通过设置多个绝缘部，提高绝缘部在第二区域设置的灵活性，可以根据设计需要对第二区域进行特定区域的绝缘层涂覆，针对性的降低局部区域出现离子析出现象的可能性，从而降低绝缘层对负极极片正常工作的影响。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池单体，外壳和包括前述任一实施方式中的电极组件。电极组件容纳于外壳内。

第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括前述任一实施方式中的电池单体。

第四方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括前述任一实施方式中的电池，电池用于提供电能。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1是本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的一种电池的爆炸结构示意图；

图3是本申请实施例提供的一种电池模块的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的一种电极组件的结构示意图；

图5是图4中A-A的一种剖面结构示意图；

图6是本申请实施例提供的一种负极极片的结构示意图；

图7是图6中B-B的一种剖面结构示意图；

图8是图6中B-B的又一种剖面结构示意图；

图9是图6中B-B的又一种剖面结构示意图；

图10是图6中区域Q的放大结构示意图。

附图中：

1000、车辆；

100、电池；200、控制器；300、马达；400、箱体；41、第一箱体部；42、第二箱体部；43、容纳部；500、电池模块；

10、电池单体；12、电极组件；

20、正极极片；21、正极集流体；22、正极活性物质层；

30、负极极片；31、负极集流体；32、负极活性物质层；321、第一区域；322、第二区域；33、绝缘层；331、绝缘部；34、负极耳；35、主体部；H、孔结构；

X、第一方向；Y、第二方向。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

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。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

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。

在本申请实施例的描述中，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。

在本申请实施例的描述中，术语“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）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“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实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。

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）上。

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。这些正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。其中，含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂（如LiFePO4（也可以简称为LFP））、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂（如LiMnPO4）、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。

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、泡沫金属、泡沫碳或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用银表面处理的不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝或泡沫合金等。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（铜、铜合金、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）上。

作为示例，负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。

作为示例，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单体的负极活性材料。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。

在一些实施例中，正极集流体的材料可以为铝，负极集流体的材料可以为铜。

在一些实施方式中，电极组件还包括隔离件，隔离件设置在正极和负极之间。

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。

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，电池单体还包括电解质，电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。

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，电极组件为叠片结构。

在一些实施方式中，电极组件的形状可以为圆柱状，扁平状或多棱柱状等。

在一些实施方式中，电极组件设有极耳，极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。

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。

在一些实施例中，外壳上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件电连接，以用于输出或输入电池单体的电能。

在一些实施例中，外壳内可以设置有集流构件，电极组件可以通过集流构件电连接到外壳或设置于外壳上的电极端子。

作为示例，电池单体可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体，棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池，多棱柱电池例如为六棱柱电池等。

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。

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。

在电池单体技术中，负极片分为overhang区域(即负极活性物质层与正极活性物质层非重叠的区域)和非overhang区域(即负极活性物质层与正极活性物质层重叠的区域)，在经过多次循环充电后，overhang区域会出现离子析出现象，以锂离子电池为例，会出现析锂现象，而析出的锂不断累积会导致隔膜被刺穿，给锂离子电池带来了严重的安全隐患；虽然析锂现象是由于负极片中包括overhang区域，如果负极片没有overhang区域即可解决负极片析锂的问题，但出于锂离子电池的安全考虑，电芯设计中必须做到负极过量于正极，即overhang区域必不可少。

基于上述技术问题，本申请提供了一种电极组件，其通过在负极活性物质层的第二区域表面涂覆绝缘层，可以增加第二区域的密度，从而提高金属离子在负极活性物质层内的扩散难度，降低因金属离子在电场、液相扩散等作用下向第二区域的负极活性物质层扩散并嵌入的可能性，改善第二区域的离子析出现象，提高电池的可靠性。

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装置，用电装置例如是手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，其中，航天器例如是飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等，电动玩具例如包括固定式或移动式的电动玩具，具体例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，电动工具例如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，具体例如，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。

本申请实施例描述的电池单体不仅仅局限适用于上述所描述的用电装置，但为描述简洁，下述实施例均以电动汽车为例进行说明。

请参阅图1，图1为本申请实施例提供的一种车辆的简易示意图。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的内部可以设置电池100，具体例如，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。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例如用来控制电池为马达300的供电。电池可以用于车辆1000的启动、导航等，当然，电池100也可以用于驱动车辆1000行驶，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动。

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100包括箱体400和电池单体（图中未示出），电池单体容纳于箱体400内。

箱体400用于容纳电池单体，箱体400可以是多种结构。在一些实施例中，箱体400可以包括第一箱体部41和第二箱体部42，第一箱体部41与第二箱体部42相互盖合，第一箱体部41和第二箱体部42共同限定出用于容纳电池单体的容纳部43。第二箱体部42可以是一端开口的空心结构，第一箱体部41为板状结构，第一箱体部41盖合于第二箱体部42的开口侧，以形成具有容纳部43的箱体；第一箱体部41和第二箱体部42也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部41的开口侧盖合于第二箱体部42的开口侧，以形成具有容纳部43的箱体400。当然，第一箱体部41和第二箱体部42可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池100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400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500，多个电池模块500再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体400内。

图3为图2所示电池模块的结构示意图。

在一些实施例中，如图3所示，电池单体10为多个，多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池模块500。多个电池模块500再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。

图4是本申请实施例提供的一种电极组件的结构示意图。图5是图4中A-A的一种剖面结构示意图。

请参阅图4至图5，本申请实施例的电极组件12包括正极极片20和负极极片30。正极极片20包括正极集流体21和设置于正极集流体21表面的正极活性物质层22。负极极片30与正极极片20层叠设置，负极极片30包括负极集流体31、设置于负极集流体31表面的负极活性物质层32、以及绝缘层33，负极活性物质层32包括彼此连接第一区域321和第二区域322，第二区域322的表面涂覆有绝缘层33，第一区域321的表面未涂覆绝缘层33。在负极极片30与正极极片20的层叠方向上，第一区域321的至少部分与正极活性物质层22相对，绝缘层33的至少部分不与正极活性物质层22重叠。

本申请实施例中的电极组件12可为卷绕结构或叠片结构。例如，正极极片20和负极极片30卷绕呈卷绕结构。或者，正极极片20和负极极片30堆叠设置，可选地，正极极片20和负极极片30的数量可以均包括一个。当然，也可以均包括多个。

负极活性物质层32包括第一区域321和第二区域322，并在第二区域322的表面涂覆有绝缘层33。作为示例，第二区域322的表面可以全部覆盖绝缘层33。

以正极极片20和负极极片30卷绕呈卷绕结构为例进行说明，正极极片20和负极极片30层叠区域可以为第一区域321，在正极极片20和负极极片30的层叠方向上，绝缘层33与正极活性物质层22不重叠区域可以为第二区域322。当然，在一些示例中，考虑到电极组件12在制作过程中的制作公差，在正极极片20和负极极片30的层叠方向上，一部分绝缘层33与正极活性物质层22重叠，另一部分绝缘层33与正极活性物质层22不重叠。

在一些示例中，第二区域322可以围绕第一区域321设置，示例性地，负极极片30在展平状态下，第一区域321的形状呈矩形，第二区域322的形状可以为环绕矩形的环形。当然，第二区域322的数量也可以为多个，分设于矩形的一条或者多条边缘。或者第二区域322的数量为一个，一个第二区域322设置于矩形的一条边缘或者相邻的多条边缘。

可选地，绝缘层33的材料可以包括绝缘材料和阻燃材料。示例性地，绝缘层33包括聚偏二氟乙烯和勃姆石。

在本申请实施例中，负极活性物质层32包括的第二区域322涂覆有绝缘层33可以增加第二区域322的密度，从而提高金属离子在负极活性物质层32内的扩散难度，降低因金属离子在电场、液相扩散等作用下向第二区域322的负极活性物质层32扩散并嵌入的可能性，改善第二区域322的离子析出现象，提高电池的可靠性。

如图5所示，在一些实施例中，第一区域321和第二区域322沿第一方向X设置，绝缘层33沿第一方向X上的长度为d，d的范围为0mm≤d≤10mm。

在一些示例中，绝缘层33覆盖区域为第二区域322，绝缘层33沿第一方向X上的长度也就是第二区域322沿第一方向X上的长度。在另一些示例中，绝缘层33覆盖区域为第二区域322的一部分，示例性地，正极极片20和负极极片30层叠设置，沿正极极片20和负极极片30层叠方向上，负极活性物质层32不与正极活性物质层22重叠区域为第二区域322，绝缘层33覆盖第二区域322的一部分设置，第二区域322沿第一方向X上的长度可以大于等于绝缘层33沿第一方向X上的长度。当然，在另一些示例中，为了降低正极极片20和负极极片30层叠工艺的对位精度，沿正极极片20和负极极片30层叠方向上，绝缘层33的一部分与正极活性物质层22层叠设置，绝缘层33沿第一方向X上的长度可以大于第二区域322沿第一方向X上的长度。

可选地，绝缘层33沿第一方向X上的长度包括0mm、1mm、2mm、5mm或者10mm。

本申请实施例通过将绝缘层33沿第一方向X上的长度范围限制为0mm≤d≤10mm，可以有效提高绝缘层33对第二区域322的覆盖区域，进一步降低第二区域322出现离子析出现象的可能性，降低对负极极片30正常工作性能的影响，提高电极组件12的可靠性。

图6是本申请实施例提供的一种负极极片的结构示意图。图7是图6中B-B的一种剖面结构示意图。

如图6和图7所示，在一些实施例中，负极集流体31还包括负极耳34和主体部35，负极活性物质层32设置于主体部35。负极耳34凸出于主体部35沿第一方向X的端部。其中，第二区域322设置于主体部35靠近负极耳34的一端；和/或，第二区域322设置于主体部35远离负极耳34的一端。

可选地，主体部35为负极集流体31涂覆负极活性物质层32的区域，负极耳34为负极集流体31不设置负极活性物质层32的区域，换言之，主体部35对应第一区域321和第二区域322设置，以第二区域322和负极耳34位于主体部35的同一侧为例进行举例说明，第二区域322和负极耳34相继分布的两部分，且负极耳34位于第二区域322背向第一区域321的一侧。

在一些示例中，第二区域322和负极耳34位于主体部35的同一侧，示例性地，第一区域321、第二区域322以及负极耳34可以沿第一方向X相继分布。在另一些示例中，第二区域322和负极耳34相对设置，示例性地，第二区域322和负极耳34分设于第一区域321沿第一方向X相对的两侧设置。在其他的一些示例中，第二区域322和负极耳34位于主体部35相邻的两侧设置，示例性地，第一区域321包括沿第一方向X相对的两侧以及第二方向相对的两侧，第一方向X与第二方向垂直设置，第二区域322设置于第一区域321沿第一方向X上的一侧，负极耳34设置于第一区域321沿第二方向上且与第二区域322相邻的一侧。当然，在其他的一些示例中，第二区域322的数量可以包括多个，负极耳34和多个第二区域322的位置关系可以包括上述中的一种或者多种组合。可以理解的是，第二区域322的数量为多个时，至少部分第二区域322的表面涂覆有绝缘层33，以降低第二区域322出现离子析出现象的可能性的同时，降低第二区域322的使用效果。

本申请实施例通过上述设置，有利于提高第二区域322布置的灵活性，从而提高负极极片30的适用性，有利于提高负极极片30的通用性。

在一些实施例中，第一区域321的负极活性物质层32的压实密度小于第二区域322的负极活性物质层32的压实密度，进一步降低金属离子从第一区域321扩散至第二区域322的可能性，从而降低第二区域322出现的离子析出现象的可能性，提高电极组件12的可靠性。

如图7所示，在一些实施例中，第一区域321的负极活性物质层32的厚度等于第二区域322的负极活性物质层32的厚度和第二区域322的绝缘层33的厚度之和。

以活性物质层为例进行说明，集流体单侧的活性物质层的压实密度和集流体双侧的活性物质层的压实密度是相同的，集流体单侧的活性物质层的面密度和集流体双侧的活性物质层的面密度是不同的，本申请实施例下文中提到的面密度为双侧的面密度，压实密度为双侧的压实密度。

在一些示例中，以负极活性物质层32的面密度为M，绝缘层33的面密度为m，绝缘层33的压实密度为ρ₁g/cm³，第一区域321的负极活性物质层32的压实密度为ρ₂g/cm³，第二区域322的负极活性物质层32的压实密度为ρ₃g/cm³，进行举例说明，其中，负极活性物质层32的面密度、第一区域321的负极活性物质层32的压实密度、第二区域322的负极活性物质层32的压实密度以及绝缘层33的压实密度可以根据质量、涂覆面积以及厚度获得对应的参数，结合上述内容，在厚度相同的情况下，绝缘层33的压实密度可以根据负极活性物质层32的面密度、第一区域321的负极活性物质层32的压实密度、第二区域322的负极活性物质层32的压实密度以及绝缘层33的压实密度推导计算。那么，负极活性物质层32的面密度为M，绝缘层33的面密度为m满足关系为：

。

本申请实施例通过上述公式可以获知绝缘层33的面密度，在根据绝缘层33的压缩密度，可以获知绝缘层33的厚度。本申请实施例通过将第一区域321的负极活性物质层32的厚度设置为等于第二区域322的负极活性物质层32的厚度和第二区域322的绝缘层33的厚度之和，可以简化绝缘层33涂覆厚度的设计难度，从而提高绝缘层33对抑制金属离子扩散现象的抑制效果，降低绝缘层33的制作难度，并且，在绝缘层33涂覆在第二区域322后，需要通过冷压等方式使绝缘层33受压，使得第一区域321的厚度和第二区域322的厚度相同，通过上述限定可以降低第二区域322过渡受压导致第二区域322的负极活性物质层32的粘接力降低导致负极活性物质材料掉落的可能性。

在一些实施例中，绝缘层33的压实密度为ρ₁，ρ₁满足范围为1g/cm³≤ρ₁≤2g/cm³，有利于降低绝缘层33对电池、液相扩散等作用下金属离子扩散并嵌入至第二区域322的负极活性物质层32的可能性的同时，降低绝缘层33的重量在电极组件12中的占比，降低电极组件12的重量。

在一些示例中，绝缘层33的压实密度包括1g/cm³、1.1g/cm³、1.2g/cm³、1.5g/cm³或者2g/cm³。

在一些实施例中，第一区域321中的负极活性物质层32的压实密度为ρ₂，ρ₂满足范围为1.3g/cm³≤ρ₂≤1.9g/cm³，有利于提高负极活性物质层32的储电量，进而提高电极组件12的容量，提高电池的使用时长。

在一些示例中，第一区域321中的负极活性物质层32的压实密度包括1.3g/cm³、1.6g/cm³或者1.9g/cm³。

在一些实施例中，第二区域322中的负极活性物质层32的压实密度为ρ₃，ρ₃满足范围为0g/cm³≤（ρ₃-ρ₂）≤0.2g/cm³，减小第一区域321和第二区域322中负极活性物质层32压实密度差异的同时，降低金属离子扩散第二区域322的可能性。

在一些示例中，第一区域321中的负极活性物质层32的压实密度和第二区域322中的负极活性物质层32的压实密度之差包括0g/cm³、0.05g/cm³、0.1g/cm³、0.15g/cm³或者0.2g/cm³。

图8是图6中B-B的又一种剖面结构示意图。图9是图6中B-B的又一种剖面结构示意图。

如图8和图9所示，在一些实施例中，电极组件12包括孔结构H，孔结构H由绝缘层33背向负极集流体31的表面凹陷至预设位置。

可选地，孔结构H沿负极集流体31厚度方向上的正投影形状包括但不限于圆形、菱形、正方形、长方形、三角形、椭圆形、梯形、五边形或者六边形。

在一些示例中，孔结构H可以延伸至绝缘层33的预设位置，示例性地，孔结构H的延伸深度包括绝缘层33厚度的一半。当然，孔结构H还可以延伸至第二区域322朝向绝缘层33一侧的表面。在另一些示例中，孔结构H可以延伸至第二区域322的预设位置，示例性地，孔结构H的延伸深度包括第二区域322负极活性物质层32厚度的一半。当然，孔结构H还可以延伸至负极集流体31朝向第二区域322负极活性物质层32一侧的表面。

可选地，孔结构H的数量包括多个，多个孔结构H的延伸深度可以为上述中的一种或者多种组合。当然，孔结构H的数量也可以包括一个。

在一些示例中，电极组件12为卷绕结构，电极组件12设置在电池内，电池沿重力方向进行工作，在经过长期存放或者多次工作后，背离重力方向的一端电解液被消耗，使得金属离子扩散至背离重力方向的一端的极片区域较为困难，将第二区域322设置在电极组件12背向重力方向的一端，孔结构H中可以存储电解液，在背离重力方向的一端电解液缺少的情况下，可以降低极片出现离子析出现象的可能性，使得电池仍可以正常工作，提高电池的使用寿命，提高电池的可靠性。

如图9所示，在一些实施例中，孔结构H贯穿绝缘层33、负极活性物质层32以及负极集流体31设置，进一步提高孔结构H内存储电解液的容量，降低负极极片30出现离子析出现象的可能性，进一步提高电池的使用寿命。

如图9所示，在一些实施例中，孔结构H沿第一方向X上的尺寸为h，0mm＜h≤1mm，第一方向X为第一区域321和第二区域322并排设置方向，减缓绝缘层33对金属离子向第二区域322活性物质层扩散的可能性的同时，提高第二区域322对电解液的存储容量，降低长期存放或者长期工作导致局部区域出现电解液缺少后该局部区域的极片出现离子析出现象的可能性。

可选地，孔结构H沿第一方向X上的尺寸包括0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.5mm或者1mm。

图10是图6中区域Q的放大结构示意图。

如图10所示，在一些实施例中，绝缘层33包括多个绝缘部331，多个绝缘部331沿第一方向X间隔设置。和/或，多个绝缘部331沿第二方向Y间隔设置，第一方向X为第一区域321和第二区域322并排设置方向，第一方向X、第二方向Y以及负极集流体31的厚度方向两两相交。

在一些示例中，多个绝缘部331沿第一方向X间隔设置。在另一些示例中，多个绝缘部331沿第二方向Y间隔设置。在其他的一些示例中，多个绝缘部331沿第一方向X和第二方向Y均间隔设置。

可选地，多个绝缘部331中的至少部分绝缘部331的形状可以是不同的，当然，也可以是相同的。可选地，多个绝缘部331中的至少部分绝缘部331的厚度可以是不同的，当然，也可以是相同的。

本申请实施例通过设置多个绝缘部331，提高绝缘部331在第二区域322设置的灵活性，可以根据设计需要对第二区域322进行特定区域的绝缘层33涂覆，针对性的降低局部区域出现离子析出现象的可能性，从而降低绝缘层33对负极极片30正常工作的影响。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池单体10，电极组件12包括外壳和前述任一实施方式中的电极组件12。电极组件12容纳于外壳内。

除了电极组件12外，电池单体10还可以包括有壳体，壳体与端盖共同围合形成容纳空间，电极组件12位于容纳空间内并与电极端子电连接设置，电极端子用于输入或输出电池单体10的电能。

第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括前述任一实施方式中的电池单体。

需要说明的是，本申请实施例提供的电池具有前述任一实施方式中电池单体的有益效果，具体内容请参照前述对于电池单体以及电极组件有益效果的描述，本申请实施例在此不再赘述。

第四方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括前述任一实施方式中的电池。电池用于提供电能。

根据本申请的一些实施例，请参阅图4至图6以及图9，本申请实施例提供了一种电极组件12，其包括正极极片20和负极极片30。

正极极片20包括正极集流体21和设置于正极集流体21表面的正极活性物质层22。负极极片30与正极极片20层叠设置，负极极片30包括负极集流体31、设置于负极集流体31表面的负极活性物质层32、以及绝缘层33，负极活性物质层32包括彼此连接第一区域321和第二区域322，第二区域322的表面涂覆有绝缘层33，第一区域321的表面未涂覆绝缘层33。在负极极片30与正极极片20的层叠方向上，第一区域321的至少部分与正极活性物质层22相对，绝缘层33的至少部分不与正极活性物质层22重叠。

绝缘层33覆盖全部第二区域322负极活性物质层32的表面。绝缘层33沿第一方向X上的长度d，d的范围为0mm≤d≤10mm。第一区域321和第二区域322沿第一方向X设置。且第二区域322和负极耳34位于主体部35的同一侧设置。第一区域321的负极活性物质层32的压实密度小于第二区域322的负极活性物质层32的压实密度。第一区域321的负极活性物质层32的厚度等于第二区域322的负极活性物质层32的厚度和第二区域322的绝缘层33的厚度之和。绝缘层33的压实密度为ρ₁，ρ₁满足范围为1g/cm³≤ρ₁≤2g/cm³。第一区域321中的负极活性物质层32的压实密度为ρ₂，ρ₂满足范围为1.3g/cm³≤ρ₂≤1.9g/cm³。第二区域322中的负极活性物质层32的压实密度为ρ₃，ρ₃满足范围为0g/cm³≤（ρ₃-ρ₂）≤0.2g/cm³，以减小绝缘层33对第二区域322的负极活性物质层32造成的压力过大，导致第二区域322的负极活性物质材料掉落的可能性。

电极组件12还设置有孔结构H，孔结构H贯穿绝缘层33、负极活性物质层32以及负极集流体31设置。孔结构H沿第一方向X上的尺寸为h，0mm＜h≤1mm。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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 (15)

1.一种电极组件，其特征在于，包括：

正极极片，包括正极集流体和设置于所述正极集流体表面的正极活性物质层；

负极极片，与所述正极极片层叠设置，所述负极极片包括负极集流体、设置于所述负极集流体表面的负极活性物质层、以及绝缘层，所述负极活性物质层包括彼此连接第一区域和第二区域，所述第二区域的表面涂覆有所述绝缘层，所述第一区域的表面未涂覆所述绝缘层；在所述负极极片与所述正极极片的层叠方向上，所述第一区域的至少部分与所述正极活性物质层相对，所述绝缘层的至少部分不与所述正极活性物质层重叠。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一区域和所述第二区域沿第一方向设置，所述绝缘层沿所述第一方向上的长度为d，d的范围为0mm≤d≤10mm。

3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体还包括负极耳和主体部，所述负极活性物质层设置于所述主体部，所述负极耳凸出于所述主体部沿第一方向的端部；

其中，所述第二区域设置于所述主体部靠近所述负极耳的一端；和/或，所述第二区域设置于所述主体部远离所述负极耳的一端。

4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一区域的负极活性物质层的压实密度小于所述第二区域的负极活性物质层的压实密度。

5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一区域的负极活性物质层的厚度等于所述第二区域的负极活性物质层的厚度和所述第二区域的绝缘层的厚度之和。

6.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述绝缘层的压实密度为ρ₁，ρ₁满足范围为1g/cm³≤ρ₁≤2g/cm³。

7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一区域中的负极活性物质层的压实密度为ρ₂，ρ₂满足范围为1.3g/cm³≤ρ₂≤1.9g/cm³。

8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述第二区域中的负极活性物质层的压实密度为ρ₃，ρ₃满足范围为0g/cm³≤（ρ₃-ρ₂）≤0.2g/cm³。

9.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件包括孔结构，所述孔结构由所述绝缘层背向所述负极集流体的表面凹陷至预设位置。

10.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，所述孔结构贯穿所述绝缘层、所述负极活性物质层以及所述负极集流体设置。

11.根据权利要求10所述的电极组件，其特征在于，所述孔结构沿第一方向上的尺寸为h，h满足范围为0mm＜h≤1mm，所述第一方向为所述第一区域和所述第二区域并排设置方向。

12.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述绝缘层包括多个绝缘部，多个所述绝缘部沿第一方向间隔设置；和/或，多个所述绝缘部沿第二方向间隔设置，所述第一方向为所述第一区域和所述第二区域并排设置方向，所述第一方向、所述第二方向以及所述负极集流体的厚度方向两两相交。

13.一种电池单体，其特征在于，包括：外壳；

如权利要求1至12任一项所述的电极组件，所述电极组件容纳于所述外壳内。

14.一种电池，其特征在于，包括如权利要求13所述的电池单体。

15.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求14所述的电池，所述电池用于提供电能。