CN112803081B - 一种电池单体及其制备方法、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例涉及电池的技术领域，尤其涉及电池单体及其制备方法、电池及用电装置。其中，电池单体包括电极组件和储液构件，电极组件包括第一极片、隔离膜和第二极片，隔离膜用于隔离第一极片和第二极片；储液构件附接于电极组件，储液构件的孔隙率大于隔离膜的孔隙率。本申请实施例提供的电池单体通过在电极组件增加储液构件，提高了电极组件的保液能力，增加了电解液对电极组件的浸润程度，延长了电池单体的使用寿命，提高了电池单体的使用安全性。

Description

一种电池单体及其制备方法、电池及用电装置

技术领域

本申请实施例涉及电池的技术领域，尤其涉及电池单体及其制备方法、电池及用电装置。

背景技术

电池单体包括电极组件和电解液，电解液对电极组件的浸润程度极大影响着电池单体的充放电性能。电池单体在使用过程中，如果缺乏电解液，则电极组件容易出现析锂现象，造成电池单体容量衰减，结晶的锂晶枝生长，还有可能刺穿正极极片与负极极片之间的隔离膜，导致电池单体短路，引发电池热失控，减低电池单体的使用寿命和使用安全性。

发明内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种电池单体及其制备方法、电池及用电装置，其通过将储液构件附接于电极组件，提高了电极组件的保液能力，增加了电解液对电极组件的浸润程度，延长了电池单体的使用寿命，提高了电池单体的使用安全性。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种电池单体，包括电极组件，电极组件包括第一极片、隔离膜和第二极片，隔离膜用于隔离第一极片和第二极片；隔离膜包括第一隔离膜和第二隔离膜，第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜层叠设置并卷绕形成卷绕结构；第二隔离膜的收尾段位于第一隔离膜的收尾段的外侧；电极组件还包括胶带，胶带贴合于电极组件的外表面以固定第二隔离膜的收尾段；和储液构件，储液构件附接于电极组件，储液构件的孔隙率大于隔离膜的孔隙率。

通过采用上述方案，储液构件储存电解液的能力比隔离膜储存电解液的能力强，将其附接于电极组件，提高了电解液对电极组件的浸润程度，从而延长了电池单体的使用寿命，提高了电池单体的使用安全性。第二隔离膜的收尾段处于整个电极组件的外侧，利用胶带固定第二隔离膜的收尾段，使得由第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜卷绕组成的电极组件不易散开，结构稳定。

在一些实施例中，储液构件的孔隙率为32%~90%。

通过采用上述方案，孔隙率在该区间内时，储液构件易于加工制造，且使用了具有该孔隙率的储液构件的电极组件的保液能力明显优于未使用储液构件的电极组件。

在一些实施例中，储液构件与电解液的极性相同。

通过采用上述方案，根据相似相溶原理，储液构件与电解液在极性相同的情况下，即二者均为亲水性物质或均为亲油性物质时，储液构件更容易吸收和储存电解液，从而进一步增加电极组件的保液能力。

在一些实施例中，储液构件包括沿电池单体的高度方向延伸的孔隙。

通过采用上述方案，储液构件能够从电极组件的底部吸收电解液，增加电解液的保有量，提高电解液对电极组件的浸润能力。

在一些实施例中，储液构件的孔隙率大于胶带的孔隙率。

通过采用上述方案，从胶带渗透到储液构件的电解液能够尽可能的储存在储液构件中，以增强对电解液的保有能力。

在一些实施例中，储液构件位于胶带靠近电极组件的卷绕轴线的一侧。

通过采用上述方案，储液构件更加靠近极片，储液构件储存的电解液能够较快到达极片，保证电极组件的充放电性能。

在一些实施例中，储液构件位于最外圈极片与胶带之间。

通过采用上述方案，胶带不仅能够用于固定第二隔离膜的收尾段，还能够用于固定储液构件，防止储液构件掉落；并且，储液构件的设置不会阻碍锂离子在第一极片和第二极片之间的传输，确保了电池单体充放电过程的稳定进行。

在一些实施例中，储液构件位于第一隔离膜的收尾段与第二隔离膜的收尾段之间。

通过采用上述方案，储液构件更加靠近电极组件外周，从而较好地吸收透过胶带的电解液；另外，储液构件并未直接与第一极片或第二极片接触，从而减少了储液构件的摩擦导致的极片表面涂敷的活性物质掉落的风险，进一步保证了电池单体的电性能的稳定性。

在一些实施例中，电极组件包括平直区和分别连接于平直区两端的两个弯折区；储液构件在电极组件的卷绕方向上的两端分别位于两个弯折区。

通过采用上述方案，储液构件在卷绕过程中至少经过一次平直区，因此，储液构件的面积较大，储存的电解液较多，从而提高了电解液对电极组件的浸润能力。

在一些实施例中，在电极组件的厚度方向上，储液构件的投影覆盖平直区的投影。

通过采用上述方案，一方面，储液构件的面积较大，因此，电解液在储液构件内的总的保有量较大，提高了电解液对电极组件的浸润能力。另一方面，储液构件端部不会落在电极组件的平直区，从而不会造成平直区表面的不平整，避免了在电极组件发生热压或者膨胀时发生应力集中而造成平直区出现压痕和打皱，减小电极组件因此而短路或损坏的风险。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种电池，包括上述电池单体。

通过采用上述方案，电池的充放电性能稳定，使用寿命长，使用安全性高。

根据本申请实施例的第三方面，提供了一种用电装置，包括上述电池单体。

通过采用上述方案，用电装置的电池单体使用寿命长，装置使用安全性高。

根据本申请实施例的第四方面，提供了一种电池单体的制备方法，用于制备上述实施例的电池单体，包括以下步骤：

提供第一极片、隔离膜和第二极片，隔离膜包括第一隔离膜和第二隔离膜；

提供胶带；

提供储液构件，储液构件的孔隙率大于隔离膜的孔隙率；

提供具有容纳腔的壳体；

组装第一极片、隔离膜、第二极片和储液构件，使第一极片、第一隔离膜、第二极片和第二隔离膜层叠设置并形成卷绕结构以得到电极组件，第二隔离膜的收尾段位于第一隔离膜的收尾段的外侧；并使储液构件附接于电极组件；

将胶带贴合于电极组件的外表面以固定第二隔离膜的收尾段；

将电极组件容纳于容纳腔内。

通过采用上述方案，制备出的电池单体中，由于储液构件的吸液能力和保液能力较好，因此电解液能够较好的浸润电极组件，使得电池单体的使用寿命延长，电池单体的使用安全性提高。

上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、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，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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它的附图。

图1是本申请一实施例中用电装置的结构示意图。

图2是本申请一实施例中电池的结构示意图。

图3是本申请一实施例中电池模块的结构示意图。

图4是本申请一实施例中电池单体的结构示意图。

图5是本申请一实施例中电极组件的剖视示意图。

图6是本申请另一实施例中电极组件的剖视示意图。

图7是本申请一实施例中电极组件的结构示意图。

图8是图7中电极组件沿高度方向剖开的结构示意图。

图9是本申请另一实施例中电极组件的结构示意图。

图10是图9中电极组件沿高度方向剖开的结构示意图。

图11是本申请再一实施例中电极组件的结构示意图。

图12是图11中电极组件沿高度方向剖开的结构示意图。

图13是本申请还一实施例中电极组件的结构示意图。

图14是图13中电极组件沿高度方向剖开的结构示意图。

图15是本申请一实施例中电池单体的制备流程图。

图16是本申请另一实施例中电池单体的制备流程图。

附图标记说明：2、汽车；200、电池；210、控制器；220、马达；300、电池模块；201、第一箱体；202、第二箱体；400、电池单体；20、壳体；40、电极组件；401、平直区；402、弯折区；41、正极极耳；42、负极极耳；43、第一极片；44、第二极片；45、第一隔离膜；451、第一隔离膜的收尾段；46、第二隔离膜；461、第二隔离膜的收尾段；47、隔离膜；5、储液构件；6、胶带；1、端盖组件；11、端盖；12、电极端子；13、注液孔；30、连接构件。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

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，意图在于覆盖而不排除其它的内容。单词“一”或“一个”并不排除存在多个。

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“实施例”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。

本文中术语“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。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的电池单体、电池或用电装置的具体结构进行限定。例如，在本申请的描述中，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的限制。

此外，诸如X方向、Y方向以及Z方向等用于说明本实施例的电池单体、电池或用电装置的各构件的操作和构造的指示方向的表述不是绝对的而是相对的，且尽管当电池包的各构件处于图中所示的位置时这些指示是恰当的，但是当这些位置改变时，这些方向应有不同的解释，以对应所述改变。

此外，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，可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组）。

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”应做广义理解，例如，机械结构的“相连”或“连接”可以是指物理上的连接，例如，物理上的连接可以是固定连接，例如通过固定件固定连接，例如通过螺丝、螺栓或其它固定件固定连接；物理上的连接也可以是可拆卸连接，例如相互卡接或卡合连接；物理上的连接也可以是一体地连接，例如，焊接、粘接或一体成型形成连接进行连接。电路结构的“相连”或“连接”除了可以是指物理上的连接，还可以是指电连接或信号连接，例如，可以是直接相连，即物理连接，也可以通过中间至少一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通；信号连接除了可以通过电路进行信号连接外，也可以是指通过媒体介质进行信号连接，例如，无线电波。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，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。

电池单体包括外壳、电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。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正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极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负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极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。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP或PE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。

外壳包括壳体和端盖组件，壳体具有容纳腔，壳体上具有开口，即壳体的一个方向上不具有侧壁而使容纳腔与壳体外部相通，电极组件从开口装入容纳腔之后，利用端盖组件对开口进行封闭，并通过端盖组件上的注液孔向容纳腔内注入电解液，最后将注液孔密封，以防止气态、液态或固态物质在外壳内部与外部之间流通。

在实际加注电解液时，考虑到电极组件随着充放电的进行会发生膨胀，以及容纳腔内部压强的变化和电池单体的安全性，电解液通常不会完全注满容纳腔，这导致电极组件无法完全浸润在电解液内，而电解液对电极组件的浸润程度极大影响着电池单体的充放电性能，例如，电池单体在使用过程中，如果缺乏电解液，则电极组件容易出现析锂现象，造成电池单体容量衰减，结晶的锂晶枝生长，还有可能刺穿正极极片与负极极片之间的隔离膜，导致电池单体短路，引发电池热失控，减低电池单体的使用寿命和使用安全性。

其中，电极组件表面与电解液的接触面积和隔离膜的保液能力是制约电解液浸润的关键因素。

发明人经过研究发现，由于隔离膜的保液能力较差，能够储存的电解液较少，因此电极组件容易出现电解液浸润不足的问题。

有鉴于此，本申请中的电池单体通过在电极组件上附接储液构件，储液构件的孔隙率大于隔离膜的孔隙率，从而在不影响电极组件正常使用的情况下，使得电极组件对电解液的保有量变大，提高了电解液对电极组件的浸润程度，从而延长了电池单体的使用寿命，提高了电池单体的使用安全性。

本申请实施例中的电池可以适用于各种使用电池的用电装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等，但不限于此。

如图1所示，为本申请一实施例提供的一种汽车2的结构示意图，汽车2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。汽车2包括电池200、控制器210和马达220。电池200用于向控制器210和马达220供电，作为汽车的操作电源和驱动电源，例如，电池200用于汽车2的启动、导航和运行时的工作用电需求。例如，电池200向控制器210供电，控制器210控制电池200向马达220供电，马达220接收并使用电池200的电力作为汽车2的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为汽车2提供驱动动力。

如图2所示，为了使得电池200达到较高的功率以满足使用需求，在一实施例中，电池200可以包括相互电连接的多个电池模块300。

例如，电池200包括箱体，箱体包括第一箱体201和第二箱体202，其中，第一箱体201和第二箱体202相互扣合，电池模块300设置在第一箱体201和第二箱体202围合形成的空间内。可以理解的是，电池模块300可以有一个或多个。

在一些实施例中，第一箱体201和第二箱体202可由铝、铝合金或其它金属材料制成。

在一些实施例中，第一箱体201和第二箱体202密封连接。

如图3所示，电池模块300可以包括一个或多个电池单体400，当电池模块300包括多个电池单体400时，多个电池单体400可以通过串联、并联或混联的方式电连接以实现较大的电流或电压，其中，混联是指串联和并联的组合。另外，多个电池单体400可以按照预定规则排列，如图3所示，电池单体400可立放，电池单体400的高度方向与图中Z方向一致，电池单体的厚度方向与图中Y方向一致，且多个电池单体400沿图中Y方向并排设置，其中，Y方向垂直于Z方向。

如图4所示，为本申请实施例提供的电池单体400的结构示意图，该电池单体400包括外壳和放置于外壳内的一个或多个电极组件40，外壳包括端盖组件1和壳体20，外壳为中空腔体，例如，壳体20具有容纳腔，且壳体20的其中一个面具有开口，即该平面不具有壳体壁而使得壳体20内外相通，以便电极组件40可以收容于壳体20的容纳腔内，端盖组件1在壳体20的开口处与壳体20结合而形成中空腔体。

壳体20根据一个或多个电极组件40组合后的形状而定，例如，壳体20可以为中空长方体或中空正方体或中空圆柱体。例如，当壳体20为中空的长方体或正方体时，壳体20的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壳体壁而使得壳体20内外相通；当壳体20为中空的圆柱体时，壳体20的至少一个圆形侧面为开口面，即该圆形侧面不具有壳体壁而使得壳体20内外相通。壳体20可由金属材料或塑料制成，在一些实施例中，壳体20由铝或铝合金制成。

如图4所示，端盖组件1包括端盖11和两个电极端子12，两个电极端子12分别为正极端子和负极端子，每个电极端子12对应设置一个连接构件30，连接构件30用于电连接电极组件40和电极端子12。

图4中仅示意出电池单体400具有一个端盖组件1的情形，可以理解的是，电池单体400也可以包括两个端盖组件1，两个端盖组件1分别设置于壳体20的两端，每个端盖组件1上各设置一个电极端子12。

端盖组件1还设置有注液孔13，用于向容纳腔内注入电解液，注液完成之后，该注液孔13被密封。

结合图4和图5，图5为图4中电极组件40的剖视示意图，电极组件40包括第一极片43、隔离膜47和第二极片44，隔离膜47用于隔离第一极片43和第二极片44；电极组件40可通过将第一极片43、第二极片44以及位于相邻第一极片43和第二极片44之间的隔离膜47一同卷绕而形成卷绕结构；或者，将第一极片43、第二极片44以及位于相邻第一极片43和第二极片44之间的隔离膜47堆叠而形成层叠结构，其中，隔离膜47是介于相邻第一极片43和第二极片44之间的绝缘体。

在本申请实施例中，示例性地以第一极片43为正极极片，第二极片44为负极极片进行说明。正极活性物质被涂覆在正极极片的正极集流体表面的部分区域，而负极活性物质被涂覆到负极极片的负极集流体表面的部分区域。如图4所示，由正极集流体延伸出的多个未涂覆正极活性物质的区域层叠作为正极极耳41；由负极集流体延伸出的多个未涂敷负极活性物质的区域层叠作为负极极耳42。

在一实施例中，电极组件40的极耳位于电极组件40的端部，正极极耳41通过一个连接构件30与正极端子连接，负极极耳42通过另一个连接构件30与负极端子连接。

如图5所示，在一实施例中，当电极组件40通过卷绕方式成型时，具体结构可以是：隔离膜47包括第一隔离膜45和第二隔离膜46，第一极片43、第一隔离膜45、第二极片44和第二隔离膜46依次层叠设置并沿同一方向卷绕而形成卷绕结构，第二隔离膜的收尾段461位于第一隔离膜的收尾段451的外侧。

其中，第一隔离膜的收尾段451是指第一隔离膜45沿卷绕方向超出第一极片43的部分；第二隔离膜的收尾段461是指，第二隔离膜46沿卷绕方向超出第二极片44的部分。在远离卷绕轴线OO＇一端。当第一极片43与第二极片44终止时，第一隔离膜的收尾段451与第二隔离膜的收尾段461相互贴合并持续卷绕；当第一隔离膜的收尾段451终止时，第二隔离膜的收尾段461持续卷绕，以延伸到第一隔离膜的收尾段451的外侧，以将第一隔离膜的收尾段451覆盖在内。

由于隔离膜47的孔隙率较低，所以其对电解液的保有量和保有时间有限，因此，如图5所示，本申请实施例中的电池单体400还包括储液构件5，储液构件5附接于电极组件40，储液构件5的孔隙率大于隔离膜47的孔隙率。

例如，在一实施例中，储液构件5可以由绝缘材料制成，储液构件5为柔质的薄片状，并且储液构件5可以与电极组件40的极片和隔离膜47一起层叠或卷绕，并最终固定于电极组件40。其中，极片是第一极片43与第二极片44的统称。

储液构件5的储液原理与隔离膜47基本相同，都是通过设置微孔来储存电解液，其中，微孔是指孔径基本小于2nm的孔。由于储液构件5的孔隙率较大，使用了储液构件5的电池单体400中，电极组件40对电解液的保有量变大，电解液的保有时间变长，提高了电解液对电极组件40的浸润程度，从而保证了电池单体400的充放电性能，延长了电池单体400的使用寿命，提高了电池单体400的使用安全性。

为了得出储液构件5的孔隙率的最优数值，实验1中分别选取棉花和玻璃纤维作为储液构件5的构成材质，在不同的孔隙率下测试其吸液速率，当然，储液构件还可以为其他多孔材料，实验1中不再一一列举。

实验1的实验方法为：将不同材料、不同孔隙率的储液构件5截取相同的面积，使用相同的方法，附接在电极组件40的相同位置，将上述附接有储液构件5的电极组件40分别放入壳体20的容纳腔，然后在容纳腔内导入电解液，静置10min后，将电极组件40取出，将壳体20中剩余的电解液导入量筒测量体积，利用公式：吸液速率=（初始电解液-剩余电解液量）/浸泡时间，计算得出储液构件5在不同的孔隙率时的吸液速率。

另外，还进行了实验2，实验2用于检验不使用储液构件5的电极组件40，仅仅更换不同孔隙率的隔离膜47时的吸液速率，以与实验1中的结果进行对比。

实验2的实验方法为：选取相同材质、不同孔隙率的隔离膜47，将不同隔离膜47制作成电极组件40，将包含不同孔隙率的隔离膜47的电极组件40放入到壳体20的容纳腔，然后在容纳腔内导入电解液，静置10min后，将电极组件40取出，将壳体20中剩余的电解液导入量筒测量体积，利用公式：吸液速率=（初始电解液-剩余电解液量）/浸泡时间，计算得出不同电极组件40的吸液速率。

实验1与实验2中的具体实验数据记录在下方表1中。

材质	孔隙率	初始电解液量（g）	剩余电解液量（g）	吸液速率（（初始电解液-剩余电解液量）/浸泡时间）
					棉花	32%	700	230	47
棉花	57%	700	198	50.2
					棉花	75%	700	239	46.1
棉花	90%	700	210	49
					玻璃纤维	32%	700	307	39.3
玻璃纤维	45%	700	295	40.5
					玻璃纤维	57%	700	174	52.6
玻璃纤维	69%	700	279	42.1
					隔离膜	18%	700	486	21.4
隔离膜	23%	700	471	22.9
					隔离膜	28%	700	459	24.1

表1

由表1数据对比得出，储液构件5的孔隙率大于隔离膜47的孔隙率，加入储液构件5的电极组件40的吸液速率远大于仅使用隔离膜47而未使用储液构件5的电极组件40的吸液速率。

因此，在一些实施例中，设定储液构件5的孔隙率为32%~90%。

在一实施例中，隔离膜47或储液构件5的孔隙率的测定根据阿基米德原理，试验中采用水煮法测定试样的孔隙率，具体方法如下：

1.首先，称量需要的试样干重，记为m₀，将称量完的试样放入干净的烧杯中，往杯中注入蒸馏水，直至淹没试样。

2.接着将烧杯置于恒温干燥箱里加热至沸腾，并保持沸腾状态2h，使蒸馏水完全渗透至试样中的孔隙内。

3.然后停止加热使试样降至室温，接着把试样快速取出，放入事先准备好称重用的承托吊篮内，将吊篮挂在天平的吊钩上，使试样继续浸没于水中，称取饱和试样在水中的悬浮重，记为m₁。

4.将饱和试样取出，用湿抹布小心地拭去饱和试样表面的水，快速称量饱和试样的质量，记为m₂。

5.通过公式算出试样的孔隙率P： P=（m₂-m₀）/(m₂-m₁)。

在上述实验中，试样为不同的储液构件5或隔离膜47。

在一实施例中，储液构件5与电解液的极性相同，即储液构件5与电解液均为极性物质或非极性物质，其中，极性物质具有亲水性和疏油性，非极性物质具有亲油性和疏水性。电解液通常是有机非极性溶液，极性不同极大影响浸润能力，根据相似相溶原理，储液构件5与电解液在极性相同的情况下，储液构件5对电解液的吸收和储存能力较强，电解液流动时，在与储液构件5接触界面的停留时间变长，从而进一步增加电极组件40的保液能力。例如，储液构件5可以是玻璃纤维、聚四氟乙烯等。

在一实施例中，储液构件5包括沿电池单体400的高度方向延伸的孔隙。该结构可以通过在组装电池单体400时，将储液构件5调整至孔隙的延伸方向与电池单体400的高度方向基本一致并固定来实现。

电极组件40中的隔离膜47的孔隙沿着隔离膜47的厚度方向延伸，应用到电池单体400时，该孔隙基本垂直于电池单体400的高度方向，因此隔离膜47无法从电极组件40的底部吸收电解液，导致在电解液不足的情况下，电极组件40上部难以被电解液浸润，而此实施例中的储液构件5的孔隙沿电池单体400的高度方向延伸，能够从电极组件40的底部吸收电解液，或者，从液位较低的位置向高处吸收电解液，增加电解液的保有量，从而提高电解液对电极组件40的浸润能力。

以下实施例中，以卷绕成型的电极组件40为例，对储液构件5的具体设置作进一步的阐述。

如图6所示，在一些实施例中，电极组件40还包括胶带6，胶带6贴合于电极组件40的外表面以固定第二隔离膜的收尾段461。

胶带6包括基材和涂敷于基材内表面的粘结层，其中，基材内表面是指基材靠近电极组件40一侧的表面。基材可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、纸等材质。粘结层可以是瞬间胶、环氧树脂胶类、厌氧胶水、UV（Ultraviolet Rays，紫外光线）胶水、熔胶、压敏胶、乳胶类中一种或者多种。

在一些实施例中，胶带6贴合在电极组件40的外表面，并至少覆盖第二隔离膜的收尾段461的一部分，以固定第二隔离膜的收尾段461，防止电极组件40散开。

在一些实施例中，基材具有微孔，用于供电解液通过。

在一实施例中，储液构件5的孔隙率大于胶带6的孔隙率。从胶带6外部渗透的电解液能够尽可能的储存在储液构件5中，以增强储液构件5对电解液的保有能力。

在一实施例中，储液构件5位于胶带6靠近电极组件40的卷绕轴线OO＇的一侧。

上述实施例中，储液构件5更加靠近极片，储液构件5储存的电解液能够较快到达极片，保证电极组件40的充放电性能。

在一些实施例中，储液构件5与第一隔离膜45，第二隔离膜46一起卷绕。例如，储液构件5位于最外圈极片与胶带6之间。储液构件5的位置比较靠近电极组件40外周，从而更好地吸收电解液，同时，储液构件5的位置相较于胶带6，其与最外层极片的位置更近，储液构件5储存的电解液能够以较快的速度到达极片，以供应电极组件40的充放电需求。

上述实施例中，胶带6不仅能够用于固定第二隔离膜的收尾段461，还能够用于固定储液构件5，防止储液构件5掉落；并且，储液构件5的设置不会阻碍锂离子在第一极片43和第二极片44之间的传输，确保了电池单体40充放电过程的稳定进行。

其中，最外圈极片是指相对于整个电极组件40而言，在任一方向上距离卷绕轴线OO＇最远的一层极片，该极片可以是第一极片43或第二极片44， 在电极组件40沿着卷绕方向的整圈范围内，最外圈极片可以一部分是第一极片43，另一部分是第二极片44，也可以整圈均是第一极片43，或者整圈均是第二极片44。

在一实施例中，例如，如图5和图6所示，电极组件40包括平直区401和分别连接于平直区401两端的两个弯折区402，弯折区402由第一极片43、第二极片44和隔离膜47在卷绕过程中拐弯形成，平直区401的表面基本为平面，弯折区402的表面至少有部分为弧面。

在本申请一实施例中，储液构件5在电极组件40的卷绕方向上的两端均位于弯折区402，从而使得储液构件5两端不会在平直区401内产生台阶，保证了平直区401表面的平整性，从而避免了平直区401在与电池单体400其他部件接触时局部位置产生的应力集中的问题，进而减小电极组件40在使用过程中因局部应力集中而发生短路或损坏的风险，延长了电池单体400的使用寿命，提高了电池单体400的使用安全性。

以下以两个弯折区402分别为第一弯折区和第二弯折区为例进行说明。

在一实施例中，储液构件5在电极组件40的卷绕方向上的两端可以分别位于两个弯折区402，例如，储液构件5一端位于第一弯折区，另一端从平直区401一侧经过，到达第二弯折区终止；或者，储液构件5一端位于第一弯折区，另一端至少沿电极组件40的成型方向卷绕一圈后到达第二弯折区，并终止于第二弯折区。储液构件5在卷绕过程中至少经过一次平直区401，因此，储液构件5的面积较大，储存的电解液较多，从而提高了电解液对电极组件40的浸润能力。

当然，在另一实施例中，储液构件5在电极组件40的卷绕方向上的两端也可以位于同一弯折区402，例如，如图5所示，储液构件5的一端位于第一弯折区，另一端沿着电极组件40的成型方向卷绕大约一圈或者更多圈之后到达第一弯折区，并终止于第一弯折区；或者，储液构件5较短，沿着电极组件40的成型方向卷绕未超过一圈，而在同一弯折区402开始和终止。

图5和图6中仅示出储液构件5的两端位于同一弯折区402的情况，但是，本领域技术人员根据上述描述应当理解储液构件5的两端位于不同弯折区402的情况，本申请实施例在此不再赘述。

如图7、图8所示，在一实施例中，储液构件5远离卷绕轴线OO＇一侧与胶带6贴合，靠近卷绕轴线OO＇一侧与第二隔离膜46贴合，具体为与第二隔离膜的收尾段461贴合。

在图7、图8所示，在本申请一实施例中，在电极组件40的厚度方向上，储液构件5的投影覆盖平直区401的投影，即储液构件5至少经过平直区401的一侧，且在高度方向上至少等于平直区401的高度，其中，电极组件40的厚度方向是指与电极组件40的高度方向垂直，同时与两个弯折区402的连线方向垂直的方向，例如，图4中所示的Y方向。此实施例中，一方面，储液构件5的面积较大，增加了电极组件40中电解液的保有量；另一方面，储液构件5能够从电极组件40的底部吸收电解液，并供应到电极组件40的上部，以保证电极组件40的正常充、放电；再一方面，储液构件5端部不会落在电极组件40的平直区401，从而不会造成平直区401表面的不平整，避免了在电极组件40发生热压或者膨胀时发生应力集中而造成平直区401出现压痕和打皱，减少电极组件40因此而短路或损坏的风险。

如图9、图10所示，在另一实施例中，储液构件5远离卷绕轴线OO＇一侧与第二隔离膜46贴合，具体为与第二隔离膜的收尾段461贴合，靠近卷绕轴线OO＇一侧与第一隔离膜45贴合，具体为与第一隔离膜的收尾段451贴合,在组装时，储液构件5的一端夹在第一隔离膜45与第二隔离膜的收尾段461之间，以对其进行固定，储液构件5与第一隔离膜45和第二隔离膜46同时卷绕，该方式大大降低了储液构件5的附接难度，提高了电极组件40的组装效率。

如图9、图10所示，在本申请另外的实施例中，储液构件5在电极组件40的厚度方向上的投影可以不完全覆盖平直区401在该方向上的投影。例如，储液构件5仅在电极组件40的上半部分卷绕、或仅在电极组件40的中间部分卷绕，或仅在电极组件40的下半部分卷绕。

如图11、图12所示，在又一实施例中，储液构件5远离卷绕轴线OO＇一侧与第一隔离膜45贴合，具体为与第一隔离膜的收尾段451贴合，靠近卷绕轴线OO＇一侧与第二隔离膜46贴合，具体为与第二隔离膜的收尾段461贴合。

如图11、图12所示，在另外一些实施例中，储液构件5包括多段，每一段仅在电极组件40的不同高度卷绕，各段储液构件5之间相互分开或者相互搭接，本申请实施例对此不作限制。

或者，如图13、图14所示，在一实施例中，储液构件5以螺旋卷绕的方式附接于电极组件40。

当然，在其他一些实施例中，储液构件5靠近卷绕轴线OO＇一侧还可以与最外层的极片直接贴合，且储液构件5的形状和卷绕方式可以更加多样，本申请实施例在此不再赘述。

此外，需要注意的是，图7至图14中，尽管各个附图均对储液构件5的位置和结构进行了其中一种组合，但是，上述组合不应理解为对本申请电池单体400结构的限制。

综上所述，上述描述的电池单体400，通过在电极组件40上附接储液构件5，储液构件5的孔隙率大于现有电极组件40的隔离膜47的孔隙率，从而在不影响电极组件40正常使用的情况下，使得电极组件40整体的孔隙率提高，电极组件40对电解液的保有量也变大，提高了电解液对电极组件40的浸润程度，从而延长了电池单体400的使用寿命，提高了电池单体400的使用安全性。

使用上述电池单体400的电池200和用电装置同样具有上述特点。

本申请另一实施例提供了一种电池单体的制备方法，用于制备本申请中的上述电池单体400，如图15所示，该方法包括以下步骤：

S1：提供第一极片43、隔离膜47和第二极片44。

S2：提供储液构件5，储液构件5的孔隙率大于隔离膜47的孔隙率。

S3：提供具有容纳腔的壳体20。

S4：组装第一极片43、隔离膜47、第二极片44和储液构件5，使第一极片43、隔离膜47和第二极片44形成电极组件40，并使储液构件5附接于电极组件40。

S5：将电极组件40容纳于容纳腔内。

上述各步骤的顺序并非完全按照上述排列顺序进行，在实际制造电池单体400的过程中，可以根据实际情况对上述步骤的顺序进行调整，或者同步进行，或者加入其它步骤以制造电池单体400的其他部件，以最终获得需要的电池单体400，例如：S1、S2与S3之间的顺序可以互换，或者同步进行；S3与S4之间可以互换，或者同步进行；或者，可以先进行S1和S2步骤，再进行S3和S4步骤，最后进行S5步骤，具体参照电池单体400部分的实施例。

本申请另一实施例还提供了另一种电池单体的制备方法，用于制备本申请中的上述电池单体400，如图16所示，该方法包括以下步骤：

S101：提供第一极片43、隔离膜47和第二极片44，所述隔离膜47包括第一隔离膜45和第二隔离膜46。

S102：提供胶带6。

S103：提供储液构件5，所述储液构件5的孔隙率大于所述隔离膜47的孔隙率。

S104：提供具有容纳腔的壳体20。

S105：组装第一极片43、隔离膜47、第二极片44和储液构件5，使第一极片43、第一隔离膜45、第二极片44和第二隔离膜46层叠设置并形成卷绕结构以得到电极组件40，第二隔离膜的收尾段461位于第一隔离膜的收尾段451的外侧；并使储液构件5附接于电极组件40。

S106：将胶带6贴合于电极组件40的外表面以固定第二隔离膜的收尾段461。

S107：将电极组件40容纳于容纳腔内。

同样的，本实施例上述各步骤的顺序并非完全按照上述排列顺序进行，在实际制造电池单体400的过程中，可以根据实际情况对上述步骤的顺序进行调整，或者同步进行，或者加入其它步骤以制造电池单体400的其他部件，以最终获得需要的电池单体400，例如：S101、S102、 S103与S104之间的顺序可以互换，或者同步进行；或者，可以先进行S101、S102、和S103步骤，再进行S104、S105和S106步骤，最后进行S107步骤，具体参照电池单体400部分的实施例。

此外，任何可以制造相关部件和连接相关部件的方法均落入本申请实施例的保护范围内，本申请实施例在此不再冗述。

本申请上述各保护主题以及各实施例中的特征之间可以相互借鉴，在结构允许的情况下，本领域技术人员也可对不同实施例中的技术特征灵活组合，以形成更多的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，以上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精神和范围。

Claims (12)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

电极组件(40)，所述电极组件(40)包括第一极片(43)、隔离膜(47)和第二极片(44)，所述隔离膜(47)用于隔离所述第一极片(43)和所述第二极片(44)；所述隔离膜(47)包括第一隔离膜(45)和第二隔离膜(46)，所述第一极片(43)、所述第一隔离膜(45)、所述第二极片(44)和所述第二隔离膜(46)层叠设置并卷绕形成卷绕结构；第二隔离膜的收尾段(461)位于第一隔离膜的收尾段(451)的外侧；所述电极组件(40)还包括胶带(6)，所述胶带(6)贴合于所述电极组件(40)的外表面以固定所述第二隔离膜的收尾段(461)；和

储液构件(5)，所述储液构件(5)附接于所述电极组件(40)，所述储液构件(5)的孔隙率大于所述隔离膜(47)的孔隙率；

所述电极组件(40)包括平直区(401)和分别连接于所述平直区(401)两端的两个弯折区(402)；所述储液构件(5)在所述电极组件(40)的卷绕方向上的两端分别位于两个所述弯折区(402)。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述储液构件(5)的孔隙率为32%~90%。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述储液构件(5)与电解液的极性相同。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述储液构件(5)包括沿所述电池单体(400)的高度方向延伸的孔隙。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述储液构件(5)的孔隙率大于所述胶带(6)的孔隙率。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述储液构件(5)位于所述胶带(6)靠近所述电极组件(40)的卷绕轴线的一侧。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述储液构件(5)位于最外圈极片与所述胶带(6)之间。

8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述储液构件(5)位于所述第一隔离膜的收尾段(451)与所述第二隔离膜的收尾段(461)之间。

9.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，在所述电极组件(40)的厚度方向上，所述储液构件(5)的投影覆盖所述平直区(401)的投影。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池单体(400)。

11.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池单体(400)。

12.一种电池单体的制备方法，用于制备权利要求1-9任一项所述的电池单体(400)，其特征在于，包括以下步骤：

提供第一极片(43)、隔离膜(47)和第二极片(44)，所述隔离膜(47)包括第一隔离膜(45)和第二隔离膜(46)；

提供胶带(6)；

提供储液构件(5)，所述储液构件(5)的孔隙率大于所述隔离膜(47)的孔隙率；提供具有容纳腔的壳体(20)；

组装所述第一极片(43)、所述隔离膜(47)、所述第二极片(44)和所述储液构件(5)，使所述第一极片(43)、所述第一隔离膜(45)、所述第二极片(44)和所述第二隔离膜(46)层叠设置并形成卷绕结构以得到电极组件(40)，第二隔离膜的收尾段(461)位于第一隔离膜的收尾段(451)的外侧；并使所述储液构件(5)附接于所述电极组件(40)；所述电极组件(40)包括平直区(401)和分别连接于所述平直区(401)两端的两个弯折区(402)；所述储液构件(5)在所述电极组件(40)的卷绕方向上的两端分别位于两个所述弯折区(402)；

将所述胶带(6)贴合于所述电极组件(40)的外表面以固定所述第二隔离膜的收尾段(461)；

将所述电极组件(40)容纳于所述容纳腔内。

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