CN220569821U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电池单体、电池及用电装置，电池单体包括外壳、电极组件和绝缘件；外壳具有容纳腔；电极组件设置于容纳腔内，电极组件包括第一极片，第一极片包括集流体和设置于集流体表面的第一活性物质层，第一活性物质层包括第一基体和第一削薄部，第一削薄部的厚度小于第一基体的厚度；绝缘件设置于外壳和电极组件之间，绝缘件包括主体部和凸出于主体部的凸部，在第一极片的厚度方向上，凸部的至少部分与第一削薄部相对设置。本申请提供的电池单体，凸部的至少部分与第一削薄部相对设置，降低第一活性物质层和隔离件在端部处的间隙，缩短锂离子的传输路径，从而改善析锂现象，提高电池单体的可靠性。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池生产技术领域，特别是涉及电池单体、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，如何提高电池的可靠性，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本申请提供一种电池单体、电池及用电装置，旨在一定程度上能够提高电池的可靠性。

第一方面，本申请提出了一种电池单体，包括外壳、电极组件和绝缘件；外壳具有容纳腔；电极组件设置于容纳腔内，电极组件包括第一极片，第一极片包括集流体和设置于集流体表面的第一活性物质层，第一活性物质层包括第一基体和第一削薄部，第一削薄部的厚度小于第一基体的厚度；绝缘件设置于外壳和电极组件之间，绝缘件包括主体部和凸出于主体部的凸部，在第一极片的厚度方向上，凸部的至少部分与第一削薄部相对设置。

本申请提供的电池单体，包括外壳、电极组件和绝缘件，绝缘件设置于外壳和电极组件之间，绝缘件包括主体部和凸出于主体部的凸部，在第一极片的厚度方向上，凸部的至少部分与第一削薄部相对设置，降低第一活性物质层和隔离件在端部处的间隙，缩短锂离子的传输路径，从而改善析锂现象，提高电池的可靠性。

根据本申请的一个实施例，主体部包括相对设置的第一表面和第二表面，第一表面面向电极组件，凸部设置于第一表面。

在这些可选的实施例中，凸部设置于面向电极组件的第一表面，更直接的降低第一活性物质层和隔离件在端部处的间隙。此外，凸部设置于面向电极组件的第一表面，并凸向第一削薄部，不占电池单体内部的其他空间，进一步提高电池单体内部整体布局紧密性。

根据本申请的一个实施例，电极组件还包括第二极片和隔离件，隔离件用于隔离第一极片和第二极片，第一极片和第二极片的极性相反，第二极片包括第二集流体和设置于第二集流体表面的第二活性物质层，第二活性物质层包括第二基体和第二削薄部，第二削薄部的厚度小于第二基体的厚度。

根据本申请的一个实施例，在第一极片的厚度方向上，第二削薄部至少部分与第一削薄部相对设置，凸部的至少部分与第二削薄部相对设置。

在这些可选的实施例中，第二削薄部至少部分与第一削薄部相对设置，凸部的至少部分与第一削薄部、第二削薄部相对设置，一个凸部就可以实现降低第一削薄部与隔离件的间隙、第二削薄部与隔离件的间隙，不仅能够改善析锂现象，还能进一步提高电池单体内部整体布局紧密性。

根据本申请的一个实施例，凸部沿厚度方向的投影覆盖第二削薄部沿厚度方向的投影和第一削薄部沿厚度方向的投影。

在这些可选的实施例中，如此设置，降低第一活性物质层和隔离件在端部处的间隙，以及第二活性物质层和隔离件在端部处的间隙，改善析锂现象。

在这些可选的实施例中，凸部具有适宜的长度，降低凸部在电池单体内部的占用空间，提高电池单体内部整体布局紧密性，从而提高电池单体的能量密度。

根据本申请的一个实施例，第一极片、隔离件和第二极片经过卷绕形成弯折区和连接于弯折区的平直区，凸部至少部分与平直区相对设置。

在这些可选的实施例中，凸部至少部分与平直区相对设置，有利于凸部大面积挤压第一削薄部和隔离件，从而降低第一削薄部和隔离件之间的间隙，更能有效改善析锂现象。

根据本申请的一个实施例，第二削薄部在第一方向上位于第二基体远离第一削薄部的一端，第一方向与第一基体指向第一削薄部的方向平行；凸部包括第一子凸部和第二子凸部，在厚度方向上，第一子凸部与第一削薄部相对设置，第二子凸部与第二削薄部相对设置。

在这些可选的实施例中，凸部设有与第一削薄部对应的第一子凸部，凸部设有与第二削薄部对应的第二子凸部，使得凸部具有较低的部件数量和较低的质量。

根据本申请的一个实施例，沿第一基体指向第一削薄部的方向，第一削薄部的厚度逐渐减小，凸部的厚度逐渐增加。

在这些可选的实施例中，如此设置，一方面，凸部与第一削薄部的相匹配，以降低第一削薄部与隔离件之间的间隙，另一方面，凸部梯度增厚可降低因局部增厚过多或过少导致应力集中的缺陷。

根据本申请的一个实施例，沿第一基体指向第一削薄部的方向，凸部的长度小于或者等于10cm。

根据本申请的一个实施例，主体部和凸部为一体成形。

在这些可选的实施例中，在绝缘件加工过程中，可将主体部和凸部一体注塑成型，不必增加额外工序，简化加工工序，且节省制造成本。

第二方面，本申请提供一种电池，包括根据前述的电池单体。

第三方面，本申请提供一种用电装置，包括根据前述的电池，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

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图；

图2是本申请一些实施例提供的电池的爆炸图；

图3是本申请一实施例提供的电池单体的部分横截面的结构示意图；

图4是本申请一实施例提供的电池单体的剖面结构示意图；

图5是本申请一实施例提供的电池的部分结构示意图。

附图未必按照实际的比例绘制。

附图标记说明：

1000、车辆；

100、电池；200、控制器；300、马达；

10、电池单体；

20、外壳；

30、电极组件；31、第一极片；311、第一集流体；312、第一活性物质层；3121、第一基体；3122、第一削薄部；32、隔离件；33、第二极片；331、第二集流体；332、第二活性物质层；3321、第二基体；3322、第二削薄部；34、弯折区；35、平直区；

40、绝缘件；41、主体部；411、第一表面；412、第二表面；42、凸部；421、第一子凸部；422、第二子凸部；

第一方向x，厚度方向z。

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单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，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。箱体可以一定程度上降低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质，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体层叠后作为正极极耳。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集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体层叠后作为负极极耳。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。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。

电池单体在充电时，金属离子从正极活性物质层脱出并嵌入负极活性物质层，但是可能会发生一些异常情况，导致金属离子的析出。以锂离子电池单体为例，由于负极活性物质层嵌锂空间不足、锂离子嵌入负极活性物质层阻力太大或锂离子过快的从正极活性物质层脱出等原因，脱出的锂离子无法等量的嵌入负极极片的负极活性物质层，无法嵌入负极极片的锂离子只能在负极极片表面得电子，从而形成金属锂单质，这就是析锂现象。析锂不仅使电池单体性能下降，循环寿命大幅缩短，还限制了电池单体的快充容量。析锂严重时，脱出的锂离子可以在负极极片表面形成锂层，锂层可能会造成相邻的正极极片和负极极片短路的风险，降低电池单体的可靠性。上述的陈述仅用于提供与本申请有关的背景技术信息，而不必然地构成现有技术。

鉴于以上问题，发明人经过深入研究，本申请提供的电池单体，包括外壳、电极组件和绝缘件，绝缘件设置于外壳和电极组件之间，绝缘件包括主体部和凸出于主体部的凸部，在第一极片的厚度方向上，凸部的至少部分与第一削薄部相对设置，降低第一活性物质层和隔离件在端部处的间隙，缩短锂离子的传输路径，从而改善析锂现象，提高电池的可靠性。

电池可以应用于车辆、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极耳生产设备不做特殊限制。

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为例进行说明。

参见图1所示，本申请的一个实施例提供一种车辆1000。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。在本申请一实施例中，车辆1000可以包括马达300、控制器200以及电池100。控制器200用来控制电池100为马达300供电。马达300通过传动机构与车轮连接，从而驱动车辆1000行进。电池100可以作为车辆1000的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。在一个示例中，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。电池100可以用于为车辆1000供电。在一个示例中，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。示例性地，电池100可以用于车辆1000的启动、导航和运行时的工作用电需求。

请参照图2，图2是本申请一些实施例提供的电池的爆炸图。电池100包括箱体和电池单体10。在一些实施例中，箱体可以包括盖体20和下箱体30，盖体20与下箱体30相互盖合，盖体20和下箱体30共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。下箱体30可以为一端开口的空心结构，盖体20可以为板状结构，盖体20盖合于下箱体30的开口侧，以使盖体20与下箱体30共同限定出容纳空间；盖体20和下箱体30也可以是均为一侧开口的空心结构，盖体20的开口侧盖合于下箱体30的开口侧。当然，盖体20和下箱体30形成的箱体可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池100中，电池单体10可以是多个，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10之间的电连接。

每个电池单体10可以为锂离子电池单体、锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体，但不局限于此。电池单体10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

结合参阅图3和图4，图3是本申请一实施例提供的电池单体的部分横截面的结构示意图；图4是本申请一实施例提供的电池单体的剖面结构示意图。

第一方面，如图3和图4所示，本申请提出了一种电池单体10，电池单体10包括外壳20、电极组件30和绝缘件40。外壳20具有容纳腔。电极组件30设置于容纳腔内，电极组件30包括第一极片31，第一极片31包括集流体和设置于集流体表面的第一活性物质层312，第一活性物质层312包括第一基体3121和第一削薄部3122，第一削薄部3122的厚度小于第一基体3121的厚度。绝缘件40设置于外壳20和电极组件30之间，绝缘件40包括主体部41和凸出于主体部41的凸部42，在第一极片31的厚度方向z上，凸部42的至少部分与第一削薄部3122相对设置。

外壳20包括端盖和壳体，端盖是指盖合于壳体的开口处以将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖的形状可以与壳体的形状相适应以配合壳体。可选地，端盖可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体10能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖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303电连接，以用于输出或输入电池单体10的电能。在一些实施例中，端盖上还可以设置有用于在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构(图中未标出)。端盖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，在端盖的内侧还可以设置有绝缘构件，绝缘构件可以用于隔离壳体内的电连接部件与端盖，以降低短路的风险。壳体是用于配合端盖以形成电池单体10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30、电解液以及其他部件。壳体和端盖可以是独立的部件，可以于壳体上设置开口，通过在开口处使端盖盖合开口以形成电池单体10的内部环境。不限地，也可以使端盖和壳体一体化，具体地，端盖和壳体可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体的内部时，再使端盖盖合壳体。壳体可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体的形状可以根据电极组件30的具体形状和尺寸大小来确定。壳体的材质可以是多种，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。

电极组件30是电池单体10中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或更多个电极组件30。电极组件30可选地由正极极片和负极极片卷绕形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔离膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件30的主体，正极极片和负极极片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的一端或是分别位于主体的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。

在一些实施例中，第一极片31包括第一集流体311和设置于第一集流体311表面的第一活性物质层312，第一活性物质层312包括第一基体3121和连接于第一基体3121的第一削薄部3122，第一削薄部3122位于第一基体3121的端部，第一基体3121的厚度小于第一基体3121的厚度。第一削薄部3122为形成于第一活性物质层312的端部的削薄区域。因此，削薄区会增大第一活性物质层312和隔离件32在端部处的间隙，间隙增大时会延长锂离子的传输路径，导致极化变大并造成析锂。第一极片31为正极极片，或者，第一极片31为负极极片。

绝缘件40设置于外壳20和电极组件30之间，绝缘件40包覆至少部分电极组件30，用于电极组件30定型和绝缘。绝缘件40包括主体部41和凸出于主体部41的凸部42，因此，在主体部41和主体部41叠加，能够局部增加绝缘件40的厚度，可以理解为，具有主体部41和凸部42的绝缘件40的厚度大于仅具有主体部41的绝缘件40的厚度。在第一极片31的厚度方向z上，凸部42的至少部分与第一削薄部3122相对设置，从而提高削薄区域对应的。

在本申请的实施例中，凸部42设置于主体部41，可以是叠设置在主体部41分上，也可以是相对于主体部41分向第一削薄部3122方向延伸。凸部42可以是基于对现有的主体部41基材进行处理得到的凸部42。凸部42与主体部41为一体结构，凸部42与主体部41也可以为分体结构。

在本申请的实施例中，凸部42可以呈矩形、三角形、弧形等结构。

示例性的，绝缘构件可以是塑料、橡胶等。

本申请提供的电池单体10，包括外壳20、电极组件30和绝缘件40，绝缘件40设置于外壳20和电极组件30之间，绝缘件40包括主体部41和凸出于主体部41的凸部42，在第一极片31的厚度方向z上，凸部42的至少部分与第一削薄部3122相对设置，降低第一活性物质层312和隔离件32在端部处的间隙，缩短锂离子的传输路径，从而改善析锂现象，提高电池的可靠性。

结合参阅图5，图5是本申请一实施例提供的电池的部分结构示意图。

根据本申请的一个实施例，如图4和图5所示，主体部41包括相对设置的第一表面411和第二表面412，第一表面411面向电极组件30，凸部42设置于第一表面411。

在本申请的实施例中，主体部41包括相对设置的第一表面411和第二表面412，第一表面411面向电极组件30，凸部42相对于第一表面411向第一削薄部3122方向凸出设置。凸部42的至少部分与第一削薄部3122相对设置，可以理解为，第一削薄部3122沿主体部41的厚度方向z在主体部41的投影与凸部42沿主体部41的厚度方向z在主体部41的投影至少部分重合，从而能够第一活性物质层312和隔膜隔离件32在端部处的间隙。

具体地，第一表面411为主体部41的内表面，第二表面412为主体部41的外表面。

在这些可选的实施例中，凸部42设置于面向电极组件30的第一表面411，更直接的降低第一活性物质层312和隔离件32在端部处的间隙。此外，凸部42设置于面向电极组件30的第一表面411，并凸向第一削薄部3122，不占电池单体10内部的其他空间，进一步提高电池单体10内部整体布局紧密性。

根据本申请的一个实施例，如图4和图5所示，电极组件30还包括第二极片33和隔离件32，隔离件32用于隔离第一极片31和第二极片33，第一极片31和第二极片33的极性相反，第二极片33包括第二集流体331和设置于第二集流体331表面的第二活性物质层332，第二活性物质层332包括第二基体3321和第二削薄部3322，第二削薄部3322的厚度小于第二基体3321的厚度。

在一些实施例中，第二极片33包括第二集流体331和设置于第二集流体331表面的第二活性物质层332，第二活性物质层332包括第二基体3321和连接于第二基体3321的第二削薄部3322，第二削薄部3322位于第二基体3321的端部，第二基体3321的厚度小于第二基体3321的厚度。第二削薄部3322为形成于第二活性物质层332的端部的削薄区域。

在本申请的实施例中，在第一种情况下，第二活性物质层332的端部的削薄区域与第一活性物质层312的端部的削薄区域至少部分相对设置，也即第二削薄部3322至少部分与第一削薄部3122相对设置，此时第一削薄部3122和第二削薄部3322均设置于电极组件30的一端，凸部42的至少部分与第一削薄部3122相对设置，与第一削薄部3122相对设置的部分凸部42也可以与第二削薄部3322相对设置。在第二种情况下，第二活性物质层332的端部的削薄区域与第一活性物质层312的端部的削薄区域错位设置，也即第一削薄部3122和第二削薄部3322设置于电极组件30相对的两端，凸部42的一部分与第一削薄部3122相对设置，凸部42的另一部分与第二削薄部3322相对设置，第一部分与第二部分间隔设置。

根据本申请的一个实施例，如图4所示，在第一极片31的厚度方向z上，第二削薄部3322至少部分与第一削薄部3122相对设置，凸部42的至少部分与第二削薄部3322相对设置。

在本申请的实施例中，在第一极片31的厚度方向z上，第二削薄部3322至少部分与第一削薄部3122相对设置，可以理解为，第一削薄部3122和第二削薄部3322均设置于电极组件30的一端，凸部42的至少部分与第一削薄部3122相对设置，凸部42的至少部分与第二削薄部3322相对设置，也即凸至少部分与第一削薄部3122、第二削薄部3322相对设置，可以理解为，第一削薄部3122沿厚度方向z在主体部41的投影，第二削薄部3322沿厚度方向z在主体部41的投影，以及凸部42沿厚度方向z在主体部41的投影三者均至少部分重合。

在这些可选的实施例中，第二削薄部3322至少部分与第一削薄部3122相对设置，凸部42的至少部分与第一削薄部3122、第二削薄部3322相对设置，一个凸部42就可以实现降低第一削薄部3122与隔离件32的间隙、第二削薄部3322与隔离件32的间隙，不仅能够改善析锂现象，还能进一步提高电池单体10内部整体布局紧密性。

根据本申请的一个实施例，凸部42沿厚度方向z的投影覆盖第二削薄部3322沿厚度方向z的投影和第一削薄部3122沿厚度方向z的投影。

在本申请的实施例中，凸部42沿厚度方向z在主体部41的投影覆盖第一削薄部3122沿厚度方向z在主体部41的投影和第二削薄部3322沿厚度方向z在主体部41的投影，以使得凸部42的投影面积大于第二削薄部3322、第一削薄部3122。

示例性地，第一削薄部3122沿厚度方向z在主体部41的投影面积为S1，第二削薄部3322沿厚度方向z在主体部41的投影面积为S2，S1与S2在主体部41的重叠面积为S3，凸部42沿厚度方向z在主体部41的投影面积为A，满足A≥S1+S2－S3。

在这些可选的实施例中，如此设置，降低第一活性物质层312和隔离件32在端部处的间隙以及第二活性物质层332和隔离件32在端部处的间隙，改善析锂现象。

根据本申请的一个实施例，如图3所示，第一极片31、隔离件32和第二极片33经过卷绕形成弯折区34和连接于弯折区34的平直区35，凸部42至少部分与平直区35相对设置。

在本申请的实施例中，第一极片31、隔离件32和第二极片33卷绕轴线卷绕形成卷绕结构。在卷绕结构中，第一极片31、隔离件32和第二极片33沿垂直于卷绕轴线的方向叠加设置，第一极片31、隔离件32和第二极片33沿着卷绕方向卷绕为多圈，卷绕方向为第一极片31、隔离件32和第二极片33从内向外周向卷绕的方向。卷绕方向可以为逆时针方向，也可以为顺时针方法。具有卷绕结构的电极组件30包括平直区35和位于该平直区35两端的弯折区34。平直区35是指该卷绕结构中具有平行结构的区域，即在该平直区35内的第一极片31、隔离件32和第二极片33相互基本平行，即电极组件30在平直区35的每层第一极片31、隔离件32和第二极片33的表面均为平面。弯折区34是指该卷绕结构中具有弯折结构的区域，即在该弯折区34内的第一极片31、隔离件32和第二极片33均弯折，即电极组件30在弯折区34的每层第一极片31、隔离件32和第二极片33的表面均为曲面。凸部42至少部分与平直区35相对设置，可以理解为，凸部42至少部分与位于平直区35的第一削薄部3122相对设置。

在本申请的实施例中，凸部42至少部分与平直区35相对设置，可以理解为凸部42包括第一部分和第二部分，第一部分与平直区35相对设置，第二部分与弯折区34相对设置；或者，凸部42仅与平直区35相对设置。

在这些可选的实施例中，凸部42至少部分与平直区35相对设置，有利于凸部42大面积挤压第一削薄部3122和隔离件32，从而降低第一削薄部3122和隔离件32之间的间隙，更能有效改善析锂现象。

根据本申请的一个实施例，如图5所示，第二削薄部3322在第一方向x上位于第二基体3321远离第一削薄部3122的一端，第一方向x与第一基体3121指向第一削薄部3122的方向平行。凸部42包括第一子凸部421和第二子凸部422，在厚度方向z上，第一子凸部421与第一削薄部3122相对设置，第二子凸部422与第二削薄部3322相对设置。

在本申请的实施例中，第二削薄部3322在第一方向x上位于第二基体3321远离第一削薄部3122的一端，可以理解为，第二活性物质层332的端部的削薄区域与第一活性物质层312的端部的削薄区域错位设置，也即第一削薄部3122和第二削薄部3322设置于电极组件30相对的两端。第一方向x与第一基体3121指向第一削薄部3122的方向平行，可以理解为，第二基体3321朝向二削薄部的方向与第一基体3121指向第一削薄部3122的方向平行。

在本申请的实施例中，凸部42包括第一子凸部421和第二子凸部422，沿第一方向x，第一子凸部421和第二子凸部422间隔设置，第一子凸部421在主体部41的投影面积和第二子凸部422在主体部41的投影面积可相等或者不等。第一子凸部421与第一削薄部3122相对设置，第二子凸部422与第二削薄部3322相对设置。通常情况下，第一极片31和第二极片33的厚度不完全一致，因此，可以根据第一削薄部3122与隔离件32实际的间隙以设计对应的第一子凸部421增厚的数值，以及第二削薄部3322与隔离件32实际的间隙以设计对应的第二子凸部422增厚的数值，从而实现电极组件30与绝缘件40的整体厚度能够较为均一。

可选地，第一子凸部421在主体部41的投影面积与第二子凸部422在主体部41的投影面积不等。

可选地，第一子凸部421在主体部41的投影面积与第一削薄部3122在主体部41的投影面积相等。第二子凸部422在主体部41的投影面积与第二削薄部3322在主体部41的投影面积相等。

在这些可选的实施例中，凸部42设有与第一削薄部3122对应的第一子凸部421，凸部42设有与第二削薄部3322对应的第二子凸部422，使得凸部42具有较低的部件数量和较低的质量，且能够降低间隙。

根据本申请的一个实施例，如图4所示，沿第一基体3121指向第一削薄部3122的方向，第一削薄部3122的厚度逐渐减小，凸部42的厚度逐渐增加。

在本申请的实施例中，第一活性物质层312包括第一基体3121和连接于第二基体3321且位于端部的第一削薄部3122，沿第一基体3121指向第一削薄部3122的方向，第一削薄部3122的厚度逐渐减小。在辊压第一极片31的过程中，第一削薄部3122的背离第一基体3121的端部会在辊压力的作用下挤压集流体，形成应力集中。沿第一基体3121指向第一削薄部3122的方向，第一削薄部3122的厚度逐渐减小，这样可以在辊压的过程中分散应力，减小应力集中，降低集流体断裂的风险。在第一削薄部3122的厚度逐渐减小的情况下，凸部42的厚度逐渐增加，也即，第一削薄部3122的厚度呈现梯度减少，凸部42的厚度呈现梯度增加，以第一削薄部3122与凸部42匹配设置。

可选地，沿第一基体3121指向第一削薄部3122的方向，第一削薄部3122呈现梯形结构，相应地，沿第一基体3121指向第一削薄部3122的方向，凸部42呈现倒梯形结构。

在这些可选的实施例中，如此设置，一方面，凸部42与第一削薄部3122的相匹配，以降低第一削薄部与隔离件32之间的间隙，另一方面，凸部42梯度增厚可降低因局部增厚过多或过少导致应力集中的缺陷。

根据本申请的一个实施例，沿第一基体3121指向第一削薄部3122的方向，凸部42的长度小于或者等于10cm。

在本申请的实施例中，第一削薄部3122的厚度呈现梯度递减。具体地，通过测量第一削薄部3122距离第一基体3121的边缘的距离，边缘也可以理解为第一削薄部3122与第一基体3121的连接处，例如第一削薄部3122距离边缘10mm、7mm、5mm的距离处其厚度梯度减小，以确定第一削薄部3122的结构。相应地，凸部42与10mm、7mm、5mm的对应位置处呈现梯度增加。

可选地，凸部42的长度为10cm。

在这些可选的实施例中，凸部42具有适宜的长度，降低凸部42在电池单体10内部的占用空间，提高电池单体10内部整体布局紧密性，从而提高电池单体10的能量密度。

根据本申请的一个实施例，主体部41和凸部42为一体成形。

可选地，主体部41和凸部42为一体注塑成型。

在这些可选的实施例中，在绝缘件40加工过程中，可将主体部41和凸部42一体注塑成型，不必增加额外工序，简化加工工序，且节省制造成本。

第二方面，本申请提供一种电池，包括根据前述的电池单体10。

第三方面，本申请提供一种用电装置，包括根据前述的电池，电池用于提供电能。

根据本申请的一些实施例，请参阅图3至图5，本申请提出了一种电池单体10，包括外壳20、电极组件30和绝缘件40。外壳20具有容纳腔。电极组件30设置于容纳腔内，电极组件30包括第一极片31、第二极片33和隔离件32。第一极片31和第二极片33的极性相反。第一极片31包括集流体和设置于集流体表面的第一活性物质层312，第一活性物质层312包括第一基体3121和第一削薄部3122，第一削薄部3122的厚度小于第一基体3121的厚度。隔离件32用于隔离第一极片31和第二极片33。第二极片33包括第二活性物质层332，第二活性物质层332包括第二基体3321和第二削薄部3322，第二削薄部3322的厚度小于第二基体3321的厚度。在第一极片31的厚度方向z上，第二削薄部3322至少部分与第一削薄部3122相对设置。第一极片31、隔离件32和第二极片33经过卷绕形成弯折区34和连接于弯折区34的平直区35。绝缘件40设置于外壳20和电极组件30之间，绝缘件40包括主体部41和凸出于主体部41的凸部42，主体部41包括相对设置的第一表面411和第二表面412，第一表面411面向电极组件30，凸部42设置于第一表面411。在第一极片31的厚度方向z上，凸部42的至少部分与第一削薄部3122、第二削薄部3322相对设置，且凸部42至少部分与平直区35相对设置。凸部42沿厚度方向z的投影覆盖第二削薄部3322沿厚度方向z的投影和第一削薄部3122沿厚度方向z的投影。沿第一基体3121指向第一削薄部3122的方向，第一削薄部3122的厚度逐渐减小，凸部42的厚度逐渐增加，凸部42的长度等于10cm。

本申请提供的电池单体10，其包括外壳20、电极组件30和绝缘件40，绝缘件40设置于外壳20和电极组件30之间，绝缘件40包括主体部41和凸出于主体部41的凸部42，在第一极片31的厚度方向z上，凸部42的至少部分与第一削薄部3122相对设置，降低第一活性物质层312和隔离件32在端部处的间隙，缩短锂离子的传输路径，从而改善析锂现象，提高电池的可靠性。

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 (12)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

外壳，具有容纳腔；

电极组件，设置于所述容纳腔内，所述电极组件包括第一极片，所述第一极片包括第一集流体和设置于所述第一集流体表面的第一活性物质层，所述第一活性物质层包括第一基体和第一削薄部，所述第一削薄部的厚度小于所述第一基体的厚度；

绝缘件，设置于所述外壳和所述电极组件之间，所述绝缘件包括主体部和凸出于所述主体部的凸部，在所述第一极片的厚度方向上，所述凸部的至少部分与所述第一削薄部相对设置。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述主体部包括相对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面面向所述电极组件，所述凸部设置于第一表面。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述电极组件还包括第二极片和隔离件，所述隔离件用于隔离所述第一极片和所述第二极片，所述第一极片和所述第二极片的极性相反，所述第二极片包括第二集流体和设置于所述第二集流体表面的第二活性物质层，所述第二活性物质层包括第二基体和第二削薄部，所述第二削薄部的厚度小于所述第二基体的厚度。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，

在所述第一极片的厚度方向上，所述第二削薄部至少部分与所述第一削薄部相对设置，所述凸部的至少部分与所述第二削薄部相对设置。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，

所述凸部沿厚度方向的投影覆盖所述第二削薄部沿厚度方向的投影和所述第一削薄部沿厚度方向的投影。

6.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，

所述第一极片、所述隔离件和所述第二极片经过卷绕形成弯折区和连接于所述弯折区的平直区，所述凸部至少部分与所述平直区相对设置。

7.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，

所述第二削薄部在第一方向上位于所述第二基体远离所述第一削薄部的一端，所述第一方向与所述第一基体指向所述第一削薄部的方向平行；

所述凸部包括第一子凸部和第二子凸部，在所述厚度方向上，所述第一子凸部与所述第一削薄部相对设置，所述第二子凸部与所述第二削薄部相对设置。

8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

沿所述第一基体指向所述第一削薄部的方向，所述第一削薄部的厚度逐渐减小，所述凸部的厚度逐渐增加。

9.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

沿所述第一基体指向所述第一削薄部的方向，所述凸部的长度小于或者等于10cm。

10.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

所述主体部和所述凸部为一体成形。

11.一种电池，其特征在于，包括多个根据权利要求1至10任一项所述的电池单体。

12.一种用电装置，其特征在于，包括根据权利要求11所述的电池，所述电池用于提供电能。