WO2023206949A1 - 圆柱电极组件、电池单体、电池、用电设备和制造方法 - Google Patents

圆柱电极组件、电池单体、电池、用电设备和制造方法 Download PDF

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Definitions

  • the first pole piece in the cylindrical electrode assembly is made of a composite current collector.
  • the foldability of the composite current collector is poor, so the cylindrical electrode assembly with the composite current collector cannot be flattened by the flattening process. Therefore, the bending process is not used in this application to solve the problem that the composite current collector cannot be flattened by the flattening process. Process issues.
  • the main body has a second end surface, and the second end surface is opposite to the first end surface in the direction of the winding center line of the cylindrical electrode assembly, and the cylindrical electrode assembly further includes a third end surface.
  • Two pole tabs, the second pole tab extends from the second end surface and is bent toward the second end surface.
  • Figure 10 is a schematic diagram of the cylindrical electrode assembly after the second tab is bent in some embodiments of the present application.
  • FIG. 3 is a three-dimensional exploded view of the cylindrical battery cell 10 in some embodiments of the present application.
  • the cylindrical battery cell 10 includes a housing assembly 11 and a cylindrical electrode assembly 12 .
  • the housing assembly 11 includes a first electrode lead-out portion 110 and a second electrode lead-out portion 111 for inputting or outputting electric energy.
  • the cylindrical electrode assembly 12 is disposed in the housing assembly 11.
  • the cylindrical electrode assembly 12 has a first tab 121 (not shown in FIG. 3) and a second tab 123 (not shown in FIG. 3).
  • the first tab 121 (not shown in FIG. 3) 121 is electrically connected to the first electrode lead-out part 110, and the second tab 123 is electrically connected to the second electrode lead-out part 111 to realize the output or input of electric energy.
  • the housing assembly 11 includes a housing 112 and an end cover 113.
  • the cylindrical electrode assembly 12 is located in the housing 112.
  • the housing 112 has an opening.
  • the end cover 113 covers the opening of the housing 112 to protect the internal environment of the cylindrical battery cell 10. Isolated from the external environment.
  • the first electrode lead-out portion 110 is a component electrically connected to the first tab 121 to realize the input or output of electric energy of the cylindrical battery cell 10 .
  • the first electrode lead-out part 110 may include an adapter piece (such as a current collecting plate) and an end cover 113.
  • the first tab 121 is electrically connected to the adapter piece, and the adapter piece is electrically connected to the end cover 113.
  • the first tab 121 undergoes a turn and is bent on the first end surface 1200 .
  • the electrode assembly 12 includes a plurality of first tabs 121
  • the cylindrical electrode assembly 12 includes a plurality of independent first tabs 121.
  • Each first tab 121 is bent toward the first end surface 1200 and is electrically connected to the first electrode lead-out portion 110 .
  • the cylindrical electrode assembly 12 includes a plurality of first tabs 121 is also different from all tabs of the cylindrical battery in the prior art.
  • the second tab 123 extends from the second end face 1201 and is bent toward the second end face 1201
  • the second tab 123 protrudes from the second end face 1201, which is different from the all-pole solution (in the all-pole solution In the lug solution, after the cylindrical electrode assembly 12 is rolled and formed, its second end surface 1201 is formed by the lug, that is, its lug does not protrude from the second end surface 1201); its two-finger second lug 123 is bent toward The second end face 1201 is close to the second end face 1201 instead of being close to the second end face 1201 by flattening.
  • the housing assembly 11 includes a first electrode lead-out portion 110 for inputting or outputting electrical energy;

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Abstract

本申请公开一种圆柱电极组件、电池单体、电池、用电设备和制造方法。圆柱电极组件，圆柱电极组件为卷绕结构且包括主体和第一极耳，主体具有第一端面，第一极耳从第一端面延伸出并向第一端面弯折。本申请提供的技术方案，能够使得电池单体具有较高的安全性。

Description

圆柱电极组件、电池单体、电池、用电设备和制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2022年04月29日提交的名称为“圆柱电极组件、电池单体、电池、用电设备和制造方法”的中国专利申请202210468138.9的优先权，该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种圆柱电极组件、电池单体、电池、用电设备和制造方法。
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。
在电池技术的发展中，如何提高电池的安全性，是电池技术中一个亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请提供了一种圆柱电极组件、电池单体、电池、用电设备和制造方法。本申请提供的技术方案，能够使得电池单体具有较高的安全性。
本申请是通过下述技术方案实现的：
第一方面，本申请提供一种圆柱电极组件，所述圆柱电极组件为卷绕结构且包括主体和第一极耳，所述主体具有第一端面，所述第一极耳从所述第一端面延伸出并向所述第一端面弯折。
本申请的实施例的技术方案，圆柱电极组件应用于圆柱电池单体，该圆柱电极组件为卷绕结构且包括主体和第一极耳，第一极耳由主体的第一端面延伸出并向第一端面弯折。弯折后的第一极耳与圆柱电池的第一电极引出部电连接，实现圆柱电池单体的电能的输入或输出。一方面，通过弯折第一极耳，减小了第一极耳的高度，使得第一极耳在圆柱电池单体的内部占用较小的空间，提高圆柱电池单体的能量密度，另一方面，由于未对第一极耳进行揉平，故有效地避免因揉平第一极耳产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件内部而造成内部短路的风险，也降低因揉平导致极耳内插而造成内部短路的风险，进而提高了圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述第一极耳包括第一平直部和第二平直部，所述第一平直部由所述第一端面延伸出，所述第一平直部和所述第二平直部相互弯折。
本申请的实施例的技术方案，第一极耳包括第一平直部和第二平直部，第一极耳弯折于第一平直部和第二平直部交汇的位置，避免因揉平，使得第一极耳表面受到不均匀的揉平力而褶皱并产生金属屑(particle)，进而降低圆柱电池单体内部短路的风险。
在一些实施例中，所述第一极耳的弯折处位于所述第一极耳的根部。
本申请的实施例的技术方案，由第一极耳的根部对第一极耳进行弯折，能够有效地避免因揉平第一极耳产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件内部导致内部短路的风险，也有效地降低因揉平导致第一极耳内插造成内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述第一极耳经一次转向，弯折于所述第一端面。
本申请的实施例的技术方案，较对第一极耳的不同位置施加揉平力，以揉平第一极耳的方案而言，本方案仅对第一极耳一次弯折(即一次施力)，就能实现第一极耳贴近第一端面，有效防止金属屑(particle)的产生，进而提高了圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述圆柱电极组件包括多个所述第一极耳。
本申请的实施例的技术方案，较现有圆柱电池单体为全极耳的方案不同，本申请中，圆柱电极组件包括多个第一极耳，每个第一极耳独立存在，并通过弯折工艺将每一个第一极耳进行弯折，从而可不采用揉平工艺，以降低因揉平工艺导致的内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，多个所述第一极耳在弯折前彼此不重叠。
本申请的实施例的技术方案，由于圆柱电极组件为卷绕结构，在未弯折第一极耳前，每一个第一极耳之间不重叠，使得每一个第一极耳在弯折时受力均匀以能够被有效地弯折，降低第一极耳弯折的难度，进而提高圆柱电池单体的制造效率；同时每一个第一极耳之间不重叠，能够避免相邻的第一极耳摩擦产生金属屑(particle)，从而降低因金属屑(particle)造成内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述第一极耳向所述圆柱电极组件的卷绕中心线弯折。
本申请的实施例的技术方案，由于圆柱电极组件为卷绕结构，第一极耳能够沿着其根部位置向卷绕中心线弯折，较向其他方向弯折而言，能降低弯折难度，避免第一极耳因弯折而受损。
在一些实施例中，所述圆柱电极组件包括第一极片，所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层涂覆于所述第一集流体的表面，所述第一集流体的未涂覆所述第一活性物质层的区域模切出所述第一极耳。
本申请的实施例的技术方案，第一极耳由第一集流体的未涂覆第一活性物质层的区域模切形成，较全极耳的方案而言，能够方便地对第一极耳进行弯折，避免金属屑的产生，降低圆柱电池单体内部短路的风险。
在一些实施例中，所述第一集流体为复合集流体。
本申请的实施例的技术方案，为降低圆柱电池单体内部短路的风险，圆柱电极组件中的第一极片采用复合集流体制造。然而复合集流体的可折性差，因此具有复合集流体的圆柱电极组件不能采用揉平工艺揉平，故本申请中不采用揉平工艺而采用弯折的工艺能够解决复合集流体不能采用揉平工艺的问题。
在一些实施例中，所述主体具有第二端面，所述第二端面与所述第一端面在所述圆柱电极组件的卷绕中心线的方向上相对设置，所述圆柱电极组件还包括第二极耳，所述第二极耳从所述第二端面延伸出并向所述第二端面弯折。
本申请的实施例的技术方案，第二极耳由主体的第二端面延伸出并向第二端面弯折，弯折后的第二极耳与第二电极引出部电连接，实现圆柱电池单体的电能的输入或输出。一方面，通过弯折第二极耳，减小了第二极耳的高度，使得第二极耳在圆柱电池单体内部占用较小的空间，提高圆柱电池单体的能量密度，另一方面，由于未对第二极耳进行揉平，故有效地避免了因揉平第二极耳产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件内部而造成内部短路的风险，也降低了因揉平导致第二极耳内插而造成内部短路的风险，进而提高了圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，第二极耳包括第三平直部和第四平直部，所述第三平直部由所述第二端面延伸出，所述第三平直部和所述第四平直部相互弯折。
本申请的实施例的技术方案，第二极耳包括第三平直部和第四平直部，第二极耳弯折于第三平直部和第四平直部交汇的位置，避免因揉平，使得第二极耳表面受到不均匀的揉平力而褶皱并产生金属屑(particle)，进而降低圆柱电池单体内部短路的风险。
在一些实施例中，所述第二极耳的弯折处位于所述第二极耳的根部。
本申请的实施例的技术方案，由第二极耳的根部对第二极耳进行弯折，能够有效地避免由于揉平第二极耳产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件内部导致内 部短路的风险，也有效地降低第二极耳内插造成内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述第二极耳经一次转向，弯折于所述第二端面。
本申请的实施例的技术方案，较对第二极耳的不同位置施加揉平力，以揉平第二极耳的方案而言，本方案仅对第二极耳一次弯折(即一次施力)，就能实现第二极耳贴近第二端面，有效防止金属屑(particle)的产生，进而提高了圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述圆柱电极组件包括多个所述第二极耳。
较现有圆柱电池单体为全极耳的方案不同，本申请中，圆柱电极组件包括多个第二极耳，每个第二极耳独立存在，以可通过弯折工艺将每一个第二极耳进行弯折，从而可不采用揉平工艺，以降低因揉平工艺导致的内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，多个所述第二极耳在弯折前彼此不重叠。
本申请的实施例的技术方案，由于圆柱电极组件为卷绕结构，在未弯折第二极耳前，每一个第二极耳之间不重叠，使得每一个第二极耳在弯折时受力均匀以能够被有效地弯折，降低第二极耳弯折的难度，进而提高圆柱电池单体的制造效率；同时每一个第二极耳之间不重叠，能够避免相邻的第二极耳因摩擦产生金属屑(particle)，从而降低因金属屑(particle)造成内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述第二极耳向所述圆柱电极组件的卷绕中心线弯折。
本申请的实施例的技术方案，由于圆柱电极组件为卷绕结构，第二极耳能够沿着其根部位置向卷绕中心线弯折，较向其他方向弯折而言，能降低弯折难度，避免第二极耳因弯折而受损。
在一些实施例中，所述圆柱电极组件包括第二极片，所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，所述第二活性物质层涂覆于所述第二集流体的表面，所述第二集流体的未涂覆所述第二活性物质层的区域模切出所述第二极耳。
本申请的实施例的技术方案，第二极耳由第二集流体的未涂覆第一活性物质层的区域模切形成，较全极耳的方案而言，能够方便地对第二极耳进行弯折，避免金属屑的产生，降低圆柱电池单体内部短路的风险。
在一些实施例中，所述第二集流体为复合集流体。
本申请的实施例的技术方案，为降低圆柱电池单体内部短路的风险，圆柱电极组件中的第二极片采用复合集流体制造。然而采用复合接流体的可折性差，因此具有复合集流体的圆柱电极组件不能采用揉平工艺揉平，故本申请中不采用揉平工艺而采用弯折的工艺能够解决复合集流体不能采用揉平工艺的问题。
第二方面，本申请提供一种圆柱电池单体，包括：外壳组件，包括用于输入或输出电能的第一电极引出部；第一方面中任一项实施例所述的圆柱电极组件，所述第一极耳与所述第一电极引出部电连接。
第三方面，本申请提供一种电池，包括第一方面任一项所述的圆柱电池单体。
第四方面，本申请提供一种用电设备，包括第二方面所述的电池，所述电池用于提供电能。
第五方面，本申请提供一种圆柱电池单体的制造方法，包括：
提供外壳组件，所述外壳组件包括用于输入或输出电能的第一电极引出部；
提供圆柱电极组件，所述圆柱电极组件为卷绕结构且包括主体和第一极耳，所述主体具有第一端面，所述第一极耳从所述第一端面延伸出；
将所述第一极耳向所述第一端面折弯；
将折弯后的所述第一极耳与所述第一电极引出部电连接。
本申请的实施例的技术方案，较采用揉平第一极耳以与第一电极引出部电连接的方案而言，通过将第一极耳向第一端面折弯，以与第一电极引出部电连接，能够有效地避免因揉平第一产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件内部而造成内部短路的风险，也避免因揉平导致极耳内插而造成内部短路的情况发生，进而提高了圆柱电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述将折弯后的所述第一极耳与所述第一电极引出部电连接，包括：
在折弯后的所述第一极耳与所述第一端面之间设置防护件，将所述第一极耳与所述第一电极引出部激光焊接。
本申请的实施例的技术方案，通过在第一极耳和第一端面之间设置防护件，能够有效地防止激光焊接对圆柱电极组件的主体造成的损伤。
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中的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例中电池的立体爆炸图；
图3为本申请一些实施例中圆柱电池单体的立体爆炸图；
图4为本申请一些实施例中圆柱电极组件和第一电极引出部的示意图；
图5为本申请一些实施例中第一极耳弯折后的圆柱电极组件的示意图；
图6为本申请一些实施例中第一极耳弯折后的圆柱电极组件的俯视图；
图7为本申请一些实施例中第一极耳未弯折时的圆柱电极组件的局部示意图；
图8为本申请一些实施例中第一极耳的示意图；
图9为本申请一些实施例中圆柱电极组件和第二电极引出部的示意图；
图10为本申请一些实施例中第二极耳弯折后圆柱电极组件的示意图；
图11为本申请一些实施例中圆柱电池单体的制造方法的示意性流程图；
图12为本申请另一些实施例中的圆柱电池单体的制造方法的示意性流程图；
图13-图17为本申请一些实施例中圆柱电池单体的设计工艺的工序图。
图标：10-圆柱电池单体；11-外壳组件；110-第一电极引出部；111-第二电极引出部；112-壳体；113-端盖；12-圆柱电极组件；120-主体；1200-第一端面；1201-第二端面；121-第一极耳；1210-第一平直部；1211-第二平直部；122-第一极片；1220-第一集流体；1221-第一活性物质层；123-第二极耳；124-第二极片；1240-第二集流体；1241-第二活性物质层；125-隔膜；126-绝缘物质；1000-车辆；100-电池；200-控制器；300-马达；20-箱体；21-第一部分；22-第二部分。
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：存在A，同时存在A和B，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)。
在本申请中，所提及的电池是指包括一个或多个圆柱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，本申请中所提及的电池可以包括电池模块或电池包等。
圆柱电池单体包括圆柱电极组件和电解液，圆柱电极组件由正极极片、负极极片和隔膜组成。圆柱电极组件为卷绕结构，正极极片、负极极片和隔膜层叠并卷绕而成圆柱电极组件。圆柱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。为提高电池的安全性，正极极片和/或负极极片可以采用复合集流体，复合集流体通过复合材料制得，其包括绝缘层和导电层，导电层设置于绝缘层的表面，导电层包括第一导电部分和第二导电部分，第一导电部分的背离于绝缘层的表面涂覆活性物质层，第二导电部分未涂覆活性物质层以作为极耳。隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。隔膜具有电子绝缘性，用于隔离相邻的正极极片和负极极片，防止相邻的正极极片和负极极片短路。隔膜具有大量贯通的微孔，能够保证电解质离子自由通过，对锂离子有很好的透过性，所以，隔膜基本上不能阻挡锂离子通过。
圆柱电池单体还包括外壳组件，圆柱电极组件设于外壳组件内部，圆柱电极组件的极耳通过与外壳组件的电极引出部电连接，实现电能的输出或输入。
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，还需要考虑电池的安全性。
对于电池单体来说，影响电池的安全性的因素主要包括电池单体内部短路。发明人发现，现有技术中，圆柱电池单体中圆柱电极组件中的极耳为全极耳(极片上的极耳的长度与涂覆有活性物质层的集流体的长度一致)，极耳通过揉平工艺揉平后与电极引出部电连接。然而对极耳揉平会产生金属屑(particle)，金属屑(particle)掉落到圆柱电极组件内部会使得正极极片和负极极片搭接造成内部短路，同时，对极耳揉平可能会造成极耳内插，极耳内插会造成内部短路，因此，采用揉平工艺会影响圆柱电池单体的安全性。
鉴于此，为解决因揉平工艺影响圆柱单体安全性的问题，发明人经过深入研究，设计了一种圆柱电极组件，圆柱电极组件为卷绕结构且包括主体和第一极耳，所述主体具有第一端面，所述第 一极耳从所述第一端面延伸出并向所述第一端面弯折。
本申请的实施例的技术方案，圆柱电极组件应用于圆柱电池单体，该圆柱电极组件为卷绕结构且包括主体和第一极耳，第一极耳由主体的第一端面延伸出并向第一端面弯折。弯折后的第一极耳与圆柱电池的第一电极引出部电连接，实现圆柱电池单体的电能的输入或输出。一方面，通过弯折第一极耳，减小了第一极耳的高度，使得第一极耳在圆柱电池单体的内部占用较小的空间，提高圆柱电池单体的能量密度，另一方面，由于未对第一极耳进行揉平，故有效地避免因揉平第一极耳产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件内部而造成内部短路的风险，也降低因揉平导致极耳内插而造成内部短路的风险，进而提高了圆柱电池单体的安全性。
本申请实施例公开的圆柱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圆柱电池单体、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，用于车辆的电路系统，例如用于车辆的启动、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。
请参见图2，图2为本申请一些实施例中电池100的立体爆炸图。
电池100包括箱体20和圆柱电池单体10，圆柱电池单体10容纳于箱体20内。其中，箱体20用于为圆柱电池单体10提供容纳空间，箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体20可以包括第一部分21和第二部分22，第一部分21与第二部分22相互盖合，第一部分21和第二部分22共同限定出用于容纳圆柱电池单体10的容纳空间。第二部分22可以为一端开口的空心结构，第一部分21可以为板状结构，第一部分21盖合于第二部分22的开口侧，以使第一部分21与第二部分22共同限定出容纳空间；第一部分21和第二部分22也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分21的开口侧盖合于第二部分22的开口侧。当然，第一部分21和第二部分22形成的箱体20可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池中，圆柱电池单体10可以是多个，多个圆柱电池单体10之间可串联或并联或混联，混联是指多个圆柱电池单体10中既有串联又有并联。多个圆柱电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个圆柱电池单体10构成的整体容纳于箱体内；当然，电池也可以是多个圆柱电池单体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。电池还可以包括其他结构，例如，该电池还可以包括汇流部件，用于实现多个圆柱电池单体10之间的电连接。
其中，每个圆柱电池单体10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。
本申请一些实施例中，请参见图3，图3为本申请一些实施例中圆柱电池单体10的立体爆炸图。
圆柱电池单体10包括外壳组件11和圆柱电极组件12。外壳组件11包括用于输入或输出电 能的第一电极引出部110和第二电极引出部111。圆柱电极组件12设置在外壳组件11内，圆柱电极组件12具有第一极耳121(在图3中未示出)和第二极耳123(在图3中未示出)，第一极耳121与第一电极引出部110电连接，第二极耳123与第二电极引出部111电连接，以实现电能的输出或输入。
外壳组件11包括壳体112和端盖113，圆柱电极组件12设于壳体112内，壳体112具有开口，端盖113盖合于壳体112的开口处以将圆柱电池单体10的内部环境隔绝于外部环境。第一电极引出部110为与第一极耳121电连接，以实现圆柱电池单体10的电能输入或输出的部件。在一些实施例中，第一电极引出部110可以包括转接片(如集流盘)和端盖113，第一极耳121与转接片电连接，转接片与端盖113电连接。当第一极耳121通过转接片与端盖113电连接时，端盖113的材质为导电材质，例如铜、铝、铜铝合金等。在另一些实施例中，第一电极引出部110也可以包括转接片和第一电极端子，第一电极端子设于端盖113，第一极耳121通过转接片与第一电极端子电连接。当第一极耳121通过转接片与第一电极端子电连接时，第一电极端子的材质为导电材质，例如铜、铝、铜铝合金等，端盖113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，在该一些实施例中，在端盖113的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体112内的电连接部件(如第一极耳121、转接片或者第一电极端子)与端盖113，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
本申请一些实施例中，请参见图3-图7，图4为本申请一些实施例中圆柱电极组件12和第一电极引出部110的示意图，图5为本申请一些实施例中第一极耳121弯折后圆柱电极组件12的示意图，图6为本申请一些实施例中第一极耳121弯折后的圆柱电极组件12的俯视图，图7为本申请一些实施例中第一极耳121未弯折时圆柱电极组件12的局部示意图。
圆柱电极组件12为卷绕结构且包括主体120和第一极耳121，主体120具有第一端面1200，第一极耳121从第一端面1200延伸出并向第一端面1200弯折。
在图4和图5中，以虚线示出了第一端面1200。
圆柱电极组件12是圆柱电池单体10中发生电化学反应的部件，在圆柱电池单体10中，圆柱电极组件12设置于壳体112内。壳体112内可以包含一个或更多个圆柱电极组件12。圆柱电极组件12主要由正极极片和负极极片(下文描述的第一极片122和第二极片124)卷绕形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜125，隔膜125用于分隔正极极片和负极极片，以避免正极极片和负极极片内接短路。正极极片的涂覆有活性物质层的部分、负极极片的涂覆有活性物质层的部分以及隔膜125层叠卷绕形成圆柱电极组件12的主体120，圆柱电极组件12的主体120为发生电化学反应的部件。参见图7，圆柱电极组件12的第一极耳121为伸出于主体120的部件，可以为正极极耳或者负极极耳，第一极耳121与第一电极引出部110电连接，以将通过第一电极引出部110输出或输入电能。在图4中示出了第一极耳121与第一电极引出部110之间的焊接位置B。
第一端面1200为主体120的面向第一电极引出部110的表面。第一极耳121向第一端面1200弯折以贴近第一端面1200，并与第一电极引出部110电连接，能够使得圆柱电池单体10结构紧凑，以具有较高的能量密度。“贴近”，指第一极耳121向第一端面1200弯折并临近第一端面1200，第一极耳121面向第一端面1200的表面可与第一端面1200之间存在间隙，该间隙为设计余量，以避免第一极耳121内插致使圆柱电池单体10内部短路。在现有技术中，采用揉平工艺，极耳和第一端面1200之间同样存在设计余量，且因揉平力的不稳定性，该设计余量较大。因此，不采用揉平工艺而采用弯折的方式，可以减小该设计余量，以增加圆柱电池单体10内部的空间利用率，进而提高能量密度。
“第一极耳121从第一端面1200延伸出并向第一端面1200弯折”，其一指第一极耳121凸出于第一端面1200，不同于全极耳的方案(在全极耳方案中，圆柱电极组件12卷绕成型后，其第一端面1200通过极耳形成，即其极耳不凸出第一端面1200)；其二指第一极耳121通过弯折的方式向第一端面1200贴近，而非通过揉平的方式向第一端面1200贴近。
本申请的实施例的技术方案，圆柱电极组件12为卷绕结构且包括主体120和第一极耳121，第一极耳121由主体120的第一端面1200延伸出并向第一端面1200弯折。一方面，通过弯折第一极耳121，减小了第一极耳121的高度，使得第一极耳121在外壳组件11中占用较小的空 间，提高圆柱电池单体10的能量密度，另一方面，由于未对第一极耳121进行揉平，故有效地避免因揉平第一极耳121产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件12内部而造成内部短路的风险，也避免因揉平导致极耳内插而造成内部短路的情况发生，进而提高了圆柱电池单体10的安全性。
根据本申请的一些实施例，结合图8，图8为本申请一些实施例中第一极耳121的示意图。
第一极耳121包括第一平直部1210和第二平直部1211，第一平直部1210由第一端面1200(在图8中未示出)延伸出，第一平直部1210和第二平直部1211相互弯折。
第一平直部1210为第一极耳121由第一端面1200延伸出的部分，第二平直部1211为弯折于第一平直部1210且向第一端面1200贴近的第一极耳121的部分。较揉平极耳的方案，通过弯折第一极耳121的方式，使得第一极耳121的第一平直部1210和第二平直部1211的表面平整，避免极耳表面因揉平而褶皱，且降低金属屑产生的概率。
本申请的实施例的技术方案，第一极耳121包括第一平直部1210和第二平直部1211，第一极耳121弯折于第一平直部1210和第二平直部1211交汇的位置，避免因揉平，使得第一极耳121表面受到不均匀的揉平力而褶皱并产生金属屑(particle)，进而降低圆柱电池单体10内部短路的风险。
根据本申请的一些实施例，如图4和图5，第一极耳121的弯折处位于第一极耳121的根部。
第一极耳121的根部是指第一极耳121与主体120交汇的部位，弯折处指第一极耳121弯折的位置。“第一极耳121的弯折处位于第一极耳121的根部”可以理解为，第一极耳121受外力作用，沿着其与主体120交汇的位置向主体120的第一端面1200弯折。
本申请的实施例的技术方案，第一极耳121受外力作用，由其根部向第一端面1200弯折，能够有效地避免由于揉平产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件12内部导致内部短路的风险，也有效地避免第一极耳121内插造成内部短路的情况发生，进而提高圆柱电池单体10的安全性。
根据本申请的一些实施例，第一极耳121经过一次转向，弯折于第一端面1200。
一次转向，指第一极耳121仅受一次弯折力作用，该且弯折力的方向固定。
本申请的实施例的技术方案，较对第一极耳121的不同位置施加揉平力，以揉平第一极耳121的方案而言，本方案仅对第一极耳121一次弯折(即一次施力)，就能实现第一极耳121贴近第一端面，有效防止金属屑(particle)的产生，进而提高了圆柱电池单体10的安全性。
根据本申请的一些实施例，参见图4-图7。圆柱电极组件12包括多个第一极耳121。
“电极组件12包括多个第一极耳121”，指圆柱电极组件12包括多个独立的第一极耳121。每一个第一极耳121均向第一端面1200弯折并与第一电极引出部110电连接。同时，“圆柱电极组件12包括多个第一极耳121”也区别于现有技术中圆柱电池的全极耳。
较现有圆柱电池单体10为全极耳的方案不同，本申请中，圆柱电极组件12包括多个第一极耳121，每个第一极耳121独立存在，通过弯折工艺将每一个第一极耳121进行弯折，从而可不采用揉平工艺，以降低因揉平工艺导致的内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体10的安全性。
可选地，第一极耳121的数量能够影响圆柱电池单体10的过流能力，第一极耳121的数量越多，过流能力越好。需要说明的是，第一极耳121可焊接于第一电极引出部110，通过增加第一极耳121和第一电极引出部110之间的焊点，可提高圆柱电池单体10的过流能力。
可选地，在一些实施例中，圆柱电极组件12也可以包括一个第一极耳121，该一个第一极耳121与第一电极引出部110电连接。
根据本申请的一些实施例，多个第一极耳121在弯折前彼此不重叠。
在对圆柱电极组件12的第一极耳121弯折前，圆柱电极组件12的多个第一极耳121彼此 不重叠，彼此错位设置。
由于圆柱电极组件12为卷绕结构，在未弯折第一极耳121前，每一个第一极耳121之间不重叠，使得每一个第一极耳121在弯折时受力均匀以能够被有效地弯折，降低第一极耳121弯折的难度，进而提高圆柱电池单体10的制造效率；同时每一个第一极耳121之间不重叠，能够避免相邻的第一极耳121因摩擦产生金属屑(particle)，从而降低因金属屑(particle)造成内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体10的安全性。
根据本申请的一些实施例，参见图6和图7，第一极耳121向圆柱电极组件12的卷绕中心线弯折。
正极极片、负极极片以及隔膜125绕卷绕中心线卷绕以形成圆柱电极组件12。卷绕中心线穿过第一端面1200的中心。
本申请的实施例的技术方案，由于圆柱电极组件12为卷绕结构，第一极耳121能够沿着其根部位置向卷绕中心线弯折，较向其他方向弯折而言，能降低弯折难度，避免第一极耳121因弯折而受损。
可选地，在其他实施例中，不限制第一极耳121的弯折方向，其可向任意方向弯折，以贴近第一端面1200为准。
根据本申请的一些实施例，圆柱电极组件12包括第一极片122，第一极片122包括第一集流体1220和第一活性物质层1221，第一活性物质层1221涂覆于第一集流体1220的表面，第一集流体1220的未涂覆第一活性物质层1221的区域模切出第一极耳121。
第一极片122可以为圆柱电极组件12的正极极片或者负极极片。
模切，指对第一集流体1220的未涂覆第一活性物质层1221的区域进行裁切，以形成独立的第一极耳121，便于第一极耳121弯折。
本申请的实施例的技术方案，第一极耳121由第一集流体1220的未涂覆第一活性物质层1221的区域模切形成，较全极耳的方案而言，能够方便地对第一极耳121进行弯折，避免金属屑的产生，降低圆柱电池单体10内部短路的风险。
根据本申请的一些实施例，第一集流体1220为复合集流体。
复合集流体通过复合材料制得，其包括绝缘层和导电层，导电层设置于绝缘层的表面，导电层包括第一导电部分和第二导电部分，第一导电部分的背离于绝缘层的表面涂覆活性物质层，第二导电部分未涂覆活性物质层以作为极耳。当第一集流体1220为复合集流体时，通过绝缘层能够有效降低因第一极片122被异物(如金属屑)刺穿致使内部短路的风险，然而，绝缘层会影响第一极片122的可折性，致使第一极片122不能揉平。
本申请的实施例的技术方案，为降低圆柱电池单体10内部短路的风险，圆柱电极组件12中的第一极片122采用复合集流体制得。然而采用复合集流体(第一集流体1220)会影响第一极片122的可折性，因此第一集流体1220不能采用揉平工艺揉平，故本申请中不采用揉平工艺而直接弯折第一极耳121能够解决第一集流体1220不能采用揉平工艺的问题。
可选地，一些实施例中，为提高圆柱电池的安全性，第一极耳121和第一极片122的涂覆有活性物质层的区域之间可设置绝缘物质，以防止第一极耳121内插致使内部短路。
根据本申请的一些实施例中，请结合图3、图9以及图10，图9为本申请一些实施例中圆柱电极组件12和第二电极引出部111的示意图，图10为本申请一些实施例中第二极耳123弯折后圆柱电极组件12的示意图。主体120具有第二端面1201，第二端面1201与第一端面1200在圆柱电极组件12的卷绕中心线的方向上相对设置，圆柱电极组件12还包括第二极耳123，第二极耳123从第二端面1201延伸出并向第二端面1201弯折。
在图9和图10中，以虚线示出了第二端面1201。在图9中示出了第二极耳123与第二电极引出部111之间的焊接位置C。
第二端面1201为在卷绕中心线的方向上，与第一端面1200相对设置的部位。第二极耳123为在卷绕中心线方向上，与第一极耳121相对设置的部件，且第二极耳123与第一极耳121的极性相反，即当第一极耳121为正极极耳时，第二极耳123为负极极耳。
第二极耳123向第二端面1201弯折，用于与第二电极引出部111电连接，用于电能的输入或输出。参见图3，在一些实施例中，外壳组件11包括两个端盖113，壳体112的两端均具有开口，每个开口分别被对应的端盖113盖合。第二电极引出部111可以包括转接片(如集流盘)和端盖113，第二极耳123与转接片电连接，转接片与端盖113电连接。当第二极耳123通过转接片与端盖113电连接时，端盖113的材质为导电材质，例如铜、铝、铜铝合金等。在另一些实施例中，第二电极引出部111也可以包括转接片和第二电极端子，第二电极端子设于端盖113，第二极耳123通过转接片与第二电极端子电连接。当第二极耳123通过转接片与第二电极端子电连接时，第二电极端子的材质为导电材质，例如铜、铝、铜铝合金等，端盖113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，在该一些实施例中，在端盖113的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体112内的电连接部件(如第二极耳123、转接片或者第二电极端子)与端盖113，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
第二端面1201为主体120的面向第二电极引出部111的表面。第二极耳123向第二电极引出部111弯折以贴近第二端面1201，并与第二电极引出部111电连接，能够使得圆柱电池单体10结构紧凑，以具有较高的能量密度。“贴近”，指第二极耳123向第二端面1201弯折并临近第二端面1201，第二极耳123面向第二端面1201的表面可与第二端面1201之间存在间隙，该间隙为设计余量，以避免圆柱电池单体10内部短路。在现有技术中，采用揉平工艺，极耳和第二端面1201之间同样存在设计余量，且因揉平力的不稳定性，该设计余量较大。因此，不采用揉平工艺而采用弯折的方式，可以减小该设计余量，以增加圆柱电池单体10内部的空间利用率，进而提高能量密度。
“第二极耳123从第二端面1201延伸出并向第二端面1201弯折”，其一指第二极耳123凸出于第二端面1201，不同于全极耳的方案(在全极耳方案中，圆柱电极组件12卷绕成型后，其第二端面1201通过极耳形成，即其极耳不凸出第二端面1201)；其二指第二极耳123通过弯折的方式向第二端面1201贴近，而非通过揉平的方式向第二端面1201贴近。
本申请的实施例的技术方案，第二极耳123由主体120的第二端面1201延伸出并向第二端面1201弯折，弯折后的第二极耳123用于与第二电极引出部111电连接，实现圆柱电池单体10的电能的输入或输出。一方面，通过弯折第二极耳123，减小了第二极耳123的高度，使得第二极耳123在外壳组件中占用较小的空间，提高圆柱电池单体10的能量密度，另一方面，由于未对第二极耳123进行揉平，故有效地避免了因揉平产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件12内部而造成内部短路的风险，也避免了因揉平导致极耳内插而造成内部短路的情况发生，进而提高了圆柱电池单体10的安全性。
根据本申请的一些实施例，第二极耳123包括第三平直部和第四平直部，第三平直部由第二端面1201延伸出，第三平直部和第四平直部相互弯折。其中，第三平直部和第四平直部可以参见图8中的第一平直部1210和第二平直部1211。
第三平直部为第二极耳123由第二端面1201延伸出的部分，第四平直部为弯折于第三平直部且向第二端面1201贴近的第二极耳123的部分。较揉平极耳的方案，通过弯折第二极耳123的方式，使得第二极耳123的第三平直部和第四平直部的表面平整，避免极耳表面因揉平而褶皱，且降低金属屑产生的概率。
本申请的实施例的技术方案，第二极耳123包括第三平直部和第四平直部，第二极耳123弯折于第三平直部和第四平直部交汇的位置，避免因揉平，使得第二极耳123表面受到不均匀的揉平力而褶皱并产生金属屑(particle)，进而降低圆柱电池单体10内部短路的风险。
根据本申请的一些实施例中，如图9和图10，第二极耳123的弯折处位于第二极耳123的根部。
第二极耳123的根部是指第二极耳123与主体120交汇的部位，弯折处指第二极耳123弯折的位置。“第二极耳123的弯折处位于第二极耳123的根部”可以理解为，第二极耳123受外力作用，沿着其与主体120交汇的位置向主体120的第二端面1201弯折。
本申请的实施例的技术方案，第二极耳123受外力作用，由其根部向第二端面1201弯折，能够有效地避免由于揉平产生的金属屑(particle)，从而降低金属屑(particle)掉入圆柱电极组件12内部导致内部短路的风险，也有效地避免第二极耳123内插造成内部短路的情况发生，进而提高圆柱电池单体10的安全性。
根据本申请的一些实施例，第二极耳123经一次转向，弯折于第二端面1201。
一次转向，指第二极耳123仅受一次弯折力作用，该且弯折力的方向固定。
本申请的实施例的技术方案，较对第二极耳123的不同位置施加揉平力，以揉平第二极耳123的方案而言，本方案仅对第二极耳123一次弯折(即一次施力)，就能实现第二极耳123贴近第二端面1201，有效防止金属屑(particle)的产生，进而提高了圆柱电池单体10的安全性。
根据本申请的一些实施例中，圆柱电极组件12包括多个第二极耳123。
“电极组件12包括多个第二极耳123”，指圆柱电极组件12包括多个独立的第二极耳123。每一个第二极耳123均向第二端面1201弯折并与第二电极引出部111电连接。同时，“圆柱电极组件12包括多个第二极耳123”也区别于现有技术中圆柱电池单体10的全极耳。
较现有圆柱电池单体10为全极耳的方案不同，本申请中，圆柱电极组件12包括多个第二极耳123，每个第二极耳123独立存在，以可通过弯折工艺将每一个第二极耳123进行弯折，从而可不采用揉平工艺，以降低因揉平工艺导致的内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体10的安全性。
可选地，第二极耳123的数量能够影响圆柱电池单体10的过流能力，第二极耳123的数量越多，过流能力越好。需要说明的是，第二极耳123可焊接于第二电极引出部111，通过增加第二极耳123和第二电极引出部111之间的焊点，可提高圆柱电池单体10的过流能力。
可选地，在一些实施例中，圆柱电极组件12也可以包括一个第二极耳123，该一个第二极耳123与第二电极引出部111电连接。
根据本申请的一些实施例，多个第二极耳123在弯折前彼此不重叠。
在对圆柱电极组件12的第二极耳123弯折前，圆柱电极组件12的多个第二极耳123彼此不重叠，彼此错位设置。第二极耳123之间的位置关系，可以参考图7中的错位设置的多个第一极耳121进行了解。
由于圆柱电极组件12为卷绕结构，在未弯折第二极耳123前，每一个第二极耳123之间不重叠，使得每一个第二极耳123在弯折时受力均匀以能够被有效地弯折，降低第二极耳123弯折的难度，进而提高圆柱电池单体10的制造效率；同时每一个第二极耳123之间不重叠，能够避免相邻的第二极耳123因摩擦产生金属屑(particle)，从而降低因金属屑(particle)造成内部短路的风险，进而提高圆柱电池单体10的安全性。
根据本申请的一些实施例，第二极耳123向圆柱电极组件12的卷绕中心线弯折。
正极极片、负极极片以及隔膜125绕卷绕中心线卷绕以形成圆柱电极组件12。卷绕中心线穿过第二端面1201的中心。
本申请的实施例的技术方案，由于圆柱电极组件12为卷绕结构，第二极耳123能够沿着其根部位置向卷绕中心线弯折，较向其他方向弯折而言，能降低弯折难度，避免第二极耳123因弯折而受损。可选地，在其他实施例中，不限制第一极耳121的弯折方向，其可向任意方向弯折，以贴近第一端面1200为准。
根据本申请的一些实施例，圆柱电极组件12包括第二极片124，第二极片124包括第二集流体1240和第二活性物质层1241，第二活性物质层1241涂覆于第二集流体1240的表面，第二集 流体1240的未涂覆第二活性物质层1241的区域模切出第二极耳123。
第二极片124可以为圆柱电极组件12的正极极片或者负极极片，第二极片124与第一极片122的极性相反，如当第一极片122为正极极片时，第二极片124为负极极片。
模切，指对第二集流体1240的未涂覆第二活性物质层1241的区域进行裁切，以形成独立的第二极耳123，便于第二极耳123弯折。
本申请的实施例的技术方案，第二极耳123由第二集流体1240的未涂覆第二活性物质层1241的区域模切形成，较全极耳的方案而言，能够方便地对第二极耳123进行弯折，避免金属屑的产生，降低圆柱电池单体10内部短路的风险。
根据本申请的一些实施例，第二集流体1240为复合集流体。
复合集流体通过复合材料制得，其包括绝缘层和导电层，导电层设置于绝缘层的表面，导电层包括第一导电部分和第二导电部分，第一导电部分的背离于绝缘层的表面涂覆活性物质层，第二导电部分未涂覆活性物质层以作为极耳。当第二极片124包括复合集流体时，通过绝缘层能够有效降低因第二极片124被异物(如金属屑)刺穿致使内部短路的风险，然而，绝缘层会影响第二极片124的可折性，致使第二极片124不能揉平。
本申请的实施例的技术方案，为降低圆柱电池单体10内部短路的风险，圆柱电极组件12中的第二极片124采用复合集流体制得。然而采用复合集流体(第二集流体1240)会影响第二极片124的可折性，因此具有复合集流体的圆柱电极组件12不能采用揉平工艺揉平第二极耳123，故本申请中不采用揉平工艺而直接弯折第二极耳123能够解决第二集流体1240不能采用揉平工艺的问题。
可选地，一些实施例中，为提高圆柱电池的安全性，第二极耳123和第二极片124的涂覆有活性物质层的区域之间可设置绝缘物质，以防止第二极耳123内插致使内部短路。
根据本申请一些实施例，本申请还提供一种圆柱电池单体10，请结合图3-图10。圆柱电池单体10包括外壳组件11和上述任一实施例提供的圆柱电极组件12，包括用于输入或输出电能的第一电极引出部110，第一极耳121与第一电极引出部110电连接。
根据本申请一些实施例，本申请还提供一种电池，包括上述任一方案提供的圆柱电池单体10。
根据本申请一些实施例，本申请还提供一种用电设备，包括上述方案提供的电池，电池用于提供电能。
根据本申请一些实施例，请参见图11，图11为本申请一些实施例提供的圆柱电池单体的制造方法的示意性流程图。本申请还提供一种圆柱电池单体的制造方法300，该方法包括：
S1、提供外壳组件11，外壳组件11包括用于输入或输出电能的第一电极引出部110；
S2、提供圆柱电极组件12，圆柱电极组件12为卷绕结构且包括主体120和第一极耳121，主体120具有第一端面1200，第一极耳121从第一端面1200延伸出；
S3、将第一极耳121向第一端面1200折弯；
S4、将折弯后的第一极耳121与第一电极引出部110电连接。
根据本申请一些实施例，请参见图12，图12为本申请另一些实施例提供的圆柱电池单体的制造方法的示意性流程图。该圆柱电池单体的制造方法300包括：
S11、提供外壳组件11，外壳组件11包括用于输入或输出电能的第一电极引出部110；
S12、提供圆柱电极组件12，圆柱电极组件12为卷绕结构且包括主体120和第一极耳121，主体120具有第一端面1200，第一极耳121从第一端面1200延伸出；
S13、将第一极耳121向第一端面1200折弯；
S14、在折弯后的第一极耳121与第一端面1200之间设置防护件，将第一极耳121与第一电极引出部110激光焊接。
通过在第一极耳121和第一端面1200之间设置防护件，能够有效地防止激光焊接对圆柱电极组件12的主体120造成的损伤。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种圆柱电池单体10，请参见图3-图10。圆柱电池包括外壳组件11和圆柱电极组件12。外壳组件11包括壳体112、第一电极引出部110和第二电极引出部111。圆柱电极组件12设置在外壳组件11内。圆柱电极组件12为卷绕结构且包括主体120、多个第一极耳121和多个第二极耳123，其中，圆柱电极组件12包括第一极片122、第二极片124以及隔膜125，第一极片122包括第一集流体1220和第一活性物质层1221，第一活性物质层1221涂覆于第一集流体1220的表面，第一集流体1220的未涂覆第一活性物质层1221的区域形成第一极耳121，第二极片124包括第二集流体1240和第二活性物质层1241，第二活性物质层1241涂覆于第二集流体1240的表面，第二集流体1240的未涂覆第二活性物质层1241的区域形成第二极耳123。第一极片122、第二极片124以及隔膜层叠卷绕形成圆柱电极组件12，其中，第一极片122未涂第一活性物质层1221的区域、第二极片124未涂覆第二活性物质层1241的区域和隔膜125所卷绕而成的结构为圆柱电极组件12的主体120。其中，第一集流体1220和第二集流体1240分别为复合集流体。
主体120具有相对设置的第一端面1200和第二端面1201。第一极耳121从第一端面1200延伸出并向第一端面1200弯折，且每一个第一极耳121向圆柱电极组件12的卷绕中心线弯折，弯折后的第一极耳121与第一电极引出部110焊接。其中，每个第一极耳121在弯折前彼此不重叠。第二极耳123从第二端面1201延伸出并向第二端面1201弯折，且每一个第二极耳123向圆柱电极组件12的卷绕中心线弯折，弯折后的第二极耳123与第二电极引出部111焊接。其中，每个第二极耳123在弯折前彼此不重叠。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供一种圆柱电池单体的设计工艺，请参见图13-图17，图13-图17为本申请一些实施例中圆柱电池单体的设计工艺的工序图。
该工艺流程包括：涂布—>冷压—>(辊焊—>涂胶)—>激光模切—>分条—>卷绕—>折极耳—>激光焊接。
其中，图13示出了涂布工序，图14示出了激光模切工序，图15示出了卷绕工序，图16示出折极耳工序，图17示出了激光焊接工序。
涂布工序指将活性物质均匀涂抹于集流体的表面的工序。冷压工序为，通过辊将涂覆有活性物质的集流体进行碾压的工序，一方面让涂覆的活性物质更紧密，提升能量密度，保证厚度的一致性，另一方面也会进一步管控粉尘和湿度。在图13中示例性地示出了第一集流体1220和涂覆于第一集流体1220表面的第一活性物质层1221，同时，图13也示出了在第一集流体1220的涂覆有第一集流体1220的区域和未涂覆第一集流体1220的区域的交汇位置的绝缘物质126。
“(辊焊—>涂胶)”，指在一些实施例中，集流体为复合集流体时，因其材质为复合材料，无法与转接件(如集流盘)有效地焊接，故为保证极耳有效地与转接件(如集流盘)焊接，对集流体的未涂覆活性物质的区域焊接与转接件材质相同的基材(或者能够与转接件焊接的基材)。在完成辊焊工序后，对集流体以及基材涂胶，避免因辊焊产生的金属屑对极片造成影响。
激光模切工序，指对极片进行模切，以切出极耳。该极耳为上述方案提供的第一极耳121或者第二极耳123。
分条工序，指对已模切出极耳的极片进行分条，以加工成所需尺寸的极片，便于后续工序。
卷绕工序，指将正极极片、负极极片以及隔膜125层叠卷绕形成圆柱电池单体10的圆柱电极组件12。如在图15中，可以看出圆柱电极组件12的主体120和凸出于主体120的第一极耳121。
折极耳工序，指将圆柱电池单体10的圆柱电极组件12的极耳(如第一极耳121或第二极 耳123)进行弯折。如在图16中，可以看出主体120的第一端面1200和向第一端面1200弯折的第一极耳121。
激光焊接工序，指将弯折后的极耳与转接件(如第一电极引出部110或第二电极引出部111)进行焊接。其中，极耳与裸电芯(圆柱电极组件12的主体120)之间需要有装配夹具(如上述方案中的防护件)，防止激光焊接时将集流体打穿后，对圆柱电池单体10造成损伤。如在图17中，可以看出第一电极引出部110，以及第一电极引出部110与第一极耳121的焊接位置A。
通过上述提供的圆柱电池单体10的设计工艺，能够防止由于揉平过程中的揉平力对复合集流体的损伤；减小由于揉平的空间的余量(设计余量)的利用率，增加空间利用率，提高圆柱电池单体10的能量密度；由于不采用揉平工艺，故可减少金属屑(particle)的产生，降低圆柱电池单体10的隔膜125由于金属屑(particle)刺穿造成的正负极极片搭接，而产生的内短风险；也降低因揉平工艺，导致极耳内插致使内部短路的风险。
以上所述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 (23)

  1. 一种圆柱电极组件，其中，
    所述圆柱电极组件为卷绕结构且包括主体和第一极耳，所述主体具有第一端面，所述第一极耳从所述第一端面延伸出并向所述第一端面弯折。
  2. 根据权利要求1所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第一极耳包括第一平直部和第二平直部，所述第一平直部由所述第一端面延伸出，所述第一平直部和所述第二平直部相互弯折。
  3. 根据权利要求1或2所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第一极耳的弯折处位于所述第一极耳的根部。
  4. 根据权利要求1-3任一项所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第一极耳经一次转向，弯折于所述第一端面。
  5. 根据权利要求1-4任一项所述的圆柱电极组件，其中，
    所述圆柱电极组件包括多个所述第一极耳。
  6. 根据权利要求5所述的圆柱电极组件，其中，
    多个所述第一极耳在弯折前彼此不重叠。
  7. 根据权利要求1-6任一项所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第一极耳向所述圆柱电极组件的卷绕中心线弯折。
  8. 根据权利要求1-7任一项所述的圆柱电极组件，其中，
    所述圆柱电极组件包括第一极片，所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，所述第一活性物质层涂覆于所述第一集流体的表面，所述第一集流体的未涂覆所述第一活性物质层的区域模切出所述第一极耳。
  9. 根据权利要求8所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第一集流体为复合集流体。
  10. 根据权利要求1-9任一项所述的圆柱电极组件，其中，
    所述主体具有第二端面，所述第二端面与所述第一端面在所述圆柱电极组件的卷绕中心线的方向上相对设置，所述圆柱电极组件还包括第二极耳，所述第二极耳从所述第二端面延伸出并向所述第二端面弯折。
  11. 根据权利要求10所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第二极耳包括第三平直部和第四平直部，所述第三平直部由所述第二端面延伸出，所述第三平直部和所述第四平直部相互弯折。
  12. 根据权利要求10或11所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第二极耳的弯折处位于所述第二极耳的根部。
  13. 根据权利要求10-12任一项所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第二极耳经一次转向，弯折于所述第二端面。
  14. 根据权利要求10-13任一项所述的圆柱电极组件，其中，
    所述圆柱电极组件包括多个所述第二极耳。
  15. 根据权利要求14所述的圆柱电极组件，其中，
    多个所述第二极耳在弯折前彼此不重叠。
  16. 根据权利要求10-15任一项所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第二极耳向所述圆柱电极组件的卷绕中心线弯折。
  17. 根据权利要求10-16任一项所述的圆柱电极组件，其中，
    所述圆柱电极组件包括第二极片，所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，所述第二活性物质层涂覆于所述第二集流体的表面，所述第二集流体的未涂覆所述第二活性物质层的区域模切出所述第二极耳。
  18. 根据权利要求17所述的圆柱电极组件，其中，
    所述第二集流体为复合集流体。
  19. 一种圆柱电池单体，其中，包括：
    外壳组件，包括用于输入或输出电能的第一电极引出部；
    根据权利要求1-18任一项所述的圆柱电极组件，所述第一极耳与所述第一电极引出部电连接。
  20. 一种电池，其中，包括根据权利要求19所述的圆柱电池单体。
  21. 一种用电设备，其中，包括根据权利要求20所述的电池，所述电池用于提供电能。
  22. 一种圆柱电池单体的制造方法，其中，包括：
    提供外壳组件，所述外壳组件包括用于输入或输出电能的第一电极引出部；
    提供圆柱电极组件，所述圆柱电极组件为卷绕结构且包括主体和第一极耳，所述主体具有第一端面，所述第一极耳从所述第一端面延伸出；
    将所述第一极耳向所述第一端面折弯；
    将折弯后的所述第一极耳与所述第一电极引出部电连接。
  23. 根据权利要求22所述的圆柱电池单体的制造方法，其中，
    所述将折弯后的所述第一极耳与所述第一电极引出部电连接，包括：
    在折弯后的所述第一极耳与所述第一端面之间设置防护件，将所述第一极耳与所述第一电极引出部激光焊接。
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