电极组件、电池单体、电池和用电装置的制作方法

本申请涉及电池，更具体地，涉及电极组件、电池单体、电池和用电装置。

背景技术：

1、电池单体具有工作性能可靠，以及无污染、无记忆效应等优点，因而被广泛应用。例如，随着环境保护问题日益受到重视，新能源汽车日益普及，动力型电池单体的需求将呈现爆发式增长。

2、随着对电池单体性能要求的提高，电池单体的使用可靠性显得尤为重要，因此，如何进一步提升电池单体的使用可靠性是当今亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本申请提供一种电极组件、电池单体、电池和用电装置，本申请能够提高电池单体的使用可靠性。

2、第一方面，本申请实施方式提出了一种电极组件，所述电极组件包括第一极片和第二极片，第一极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一活性物质层设置于第一集流体的至少一个表面上；第二极片与第一极片的极性相反，第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，第二活性物质层设置于第二集流体的至少一个表面上，其中，沿电极组件的厚度方向，第二活性物质层的投影位于第一活性物质层的投影内；第二活性物质层包括边缘区域和中心区域，边缘区域和中心区域均设置于第二集流体的表面上，边缘区域和中心区域连续设置，且边缘区域位于中心区域的至少一侧，由边缘区域指向中心区域的方向上，边缘区域的厚度逐级增加，且边缘区域的平均厚度小于中心区域的平均厚度。

3、由此，本申请实施方式中，由边缘区域指向中心区域的方向上，边缘区域的厚度呈现变化趋势，体现为逐级增加，在电极组件应用于电池单体时，边缘区域存在厚度差异，能够在受力的情况下发生形变，第二活性物质层与第一极片整体的接触面积增大，能够降低压强，缓解应力集中，从而有效缓解第一极片发生裂纹导致断裂的风险，提高电池单体的使用可靠性。

4、在一些实施方式中，第一集流体包括沿第一方向连续设置的第一集流部和第一极耳部，第一活性物质层设置于第一集流部的至少一个表面上，第一方向垂直于电极组件的厚度方向；第二集流体包括沿第一方向连续设置的第二集流部和第二极耳部，第二活性物质层设置于第二集流部的至少一个表面上，其中，所述第一集流部与所述第二集流部相对设置；边缘区域至少设置于中心区域靠近第一极耳部的一侧。

5、由此，本申请实施方式中，第一集流部和第一极耳部的连接处与边缘区域的接触面积增大，能够进一步降低压强，缓解应力集中，从而有效缓解第一极片发生断裂的风险，提高电池单体的使用可靠性。

6、在一些实施方式中，边缘区域设置于中心区域沿第一方向彼此相对的两侧。该种结构形式既能够缓解第一极耳部与第一集流部连接处断裂的风险，也能够缓解第一集流部背离第一极耳部的端部断裂的风险，从而更进一步提高电池单体的使用可靠性。

7、在一些实施方式中，边缘区域还设置于中心区域沿第二方向的至少一侧，第二方向与电极组件的厚度方向垂直，该种结构形式能够进一步提高电池单体的使用可靠性。

8、在一些实施方式中，边缘区域设置于中心区域沿第二方向彼此相对的两侧。该种结构形式能够进一步提高电池单体的使用可靠性。

9、在一些实施方式中，边缘区域和中心区域平滑过渡连接。边缘区域和中心区域的连接处在给予第一极片作用力时，第一极片的受力较为均匀，有效缓解了应力集中问题，从而提高了电池单体的使用可靠性。

10、在一些实施方式中，边缘区域平行于电极组件的厚度方向的截面积包括第一边缘和第二边缘，第一边缘和第二边缘沿电极组件的厚度方向彼此相对，且第一边缘位于第二边缘背离第二集流体的一侧，第一边缘为平滑线段。

11、由此，本申请实施方式中第一边缘为平滑线段，边缘区域整体的厚度增加趋势缓和，边缘区域与第一极片相接触时，能够施加给第一极片较为平缓的作用力，降低了第一极片应力集中现象，从而提高电池单体的使用可靠性。

12、在一些实施方式中，平滑线段的至少部分为曲线段。该种结构与第一极片相接触时，能够发生变形并施加给第一极片较为平缓的作用力，降低了第一极片应力集中现象，从而提高电池单体的使用可靠性。

13、在一些实施方式中，平滑线段为曲线段，其厚度增加趋势缓和，边缘区域与第一极片相接触时，能够施加给第一极片较为平缓的作用力，降低了第一极片应力集中现象，提高电池单体的使用可靠性。

14、在一些实施方式中，所述第一边缘的平均斜率为k，k≤1/20。第一边缘的平均斜率k在上述范围时，厚度变化较为缓和，有利于缓解第一极片应力集中现象，从而提高电池单体的使用可靠性。

15、在一些实施方式中，沿所述边缘区域指向所述中心区域的方向上，所述第一边缘的斜率k逐级减小。越远离中心区域，边缘区域的厚度增加趋势越快；越靠近中心区域，边缘区域的厚度增加趋势越为缓和，由此更有利于边缘区域在受力时发生变形增大与第一极片的接触面积，且有利于边缘区域和中心区域之间形成平滑过渡连接。

16、在一些实施方式中，由所述边缘区域指向所述中心区域的方向上，所述边缘区域的尺寸为a，其单位为mm；所述第二极片的厚度为b，其单位为mm；其中，20≤a/b≤200。

17、在一些实施方式中，所述第一极片为负极极片，所述第一活性物质层包括碱金属。碱金属的材质较软，易于被破坏断裂，在第一极片和第二极片配合使用时，可以降低破坏锂金属的风险，提高电池单体的使用可靠性。

18、第二方面，本申请实施方式提出了一种电池单体，所述电池单体包括如本申请第一方面任一实施方式所述的电极组件。

19、第三方面，本申请实施方式提出了一种电池，所述电池包括如本申请第二方面所述的电池单体。

20、第四方面，本申请实施方式提出了一种用电装置，包括如本申请第三方面任一实施方式的所述的电池。

技术特征：

1.一种电极组件，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，

4.根据权利要求1至3中任一项所述的电极组件，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电极组件，其特征在于，

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电极组件，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述平滑线段的至少部分为曲线段。

9.根据权利要求7或8所述的电极组件，其特征在于，所述平滑线段为曲线段。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述第一边缘的平均斜率为k，k≤1/20。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的电极组件，其特征在于，

12.根据权利要求1至11中任一项所述的电极组件，其特征在于，

13.根据权利要求1中12中任一项所述的电极组件，其特征在于，

14.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求1至13中任一项所述的电极组件。

15.一种电池，其特征在于，包括如权利要求14所述的电池单体。

16.一种用电装置，包括如权利要求15所述的电池。

技术总结本申请涉及一种电极组件、电池单体、电池和用电装置。所述电极组件包括第一极片和第二极片，第一极片包括第一集流体和第一活性物质层；第二极片与第一极片的极性相反，第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，其中，沿电极组件的厚度方向，第二活性物质层的投影位于第一活性物质层的投影内；第二活性物质层包括边缘区域和中心区域，边缘区域和所述中心区域均设置于所述第二集流体的表面上，边缘区域和中心区域连续设置，且边缘区域位于中心区域的至少一侧，由边缘区域指向中心区域的方向上，边缘区域的厚度逐级增加，且边缘区域的平均厚度小于中心区域的平均厚度。技术研发人员：黄显,刘成勇,陈宇航,马云建,蔡晓岚受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/10/17