CN217507578U - 电极组件、电池单体、电池和用电设备 - Google Patents
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Abstract
本公开提供了一种电极组件、电池单体、电池和用电设备。电极组件包括电极组件主体和端部防护层。电极组件主体包括正极片主体部、负极片主体部和用于隔离正极片主体部和负极片主体部的隔膜，在电极组件主体的沿第一方向的两端，隔膜相对于正极片主体部和负极片主体部向外侧突出，隔膜的沿第一方向的两端具有与正极片主体部和负极片主体部无接触的非接触表面；端部防护层设置于电极组件主体的沿第一方向的两端并与电极组件主体形成一体结构，端部防护层包括隔膜包覆部，隔膜包覆部覆盖至少部分非接触表面并直接结合于非接触表面以与隔膜形成一体结构。
Description
技术领域
本公开涉及电池技术领域，特别是涉及一种电极组件、电池单体、电池和用电设备。
背景技术
电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。电极组件主要由正极片、负极片和用于正极片和负极片隔离(电绝缘)的隔膜卷绕或层叠放置形成。正极片和负极片的具有活性物质的部分分别构成正极片主体部和负极片主体部，正极片和负极片的不具有活性物质的部分各自构成正极极耳和负极极耳。
为了提高电极组件的隔膜的耐热性能，相关技术中会在聚乙烯、聚丙烯等基膜上涂覆陶瓷层，在使用过程中陶瓷层容易脱落、掉粉，会引发安全问题。
实用新型内容
本公开的目的在于提供一种电极组件、电池单体、电池和用电设备，相对于相关技术可以提高隔膜的热稳定性，从而提高电池的安全性能。
本公开第一方面提供一种电极组件，包括电极组件主体和端部防护层。电极组件主体包括正极片主体部、负极片主体部和用于隔离正极片主体部和负极片主体部的隔膜，在电极组件主体的沿第一方向的两端，隔膜相对于正极片主体部和负极片主体部向外侧突出，隔膜的沿第一方向的两端具有与正极片主体部和负极片主体部无接触的非接触表面；端部防护层设置于电极组件主体的沿第一方向的两端并与电极组件主体形成一体结构，端部防护层包括隔膜包覆部，隔膜包覆部覆盖至少部分非接触表面并直接结合于非接触表面以与隔膜形成一体结构。
本公开的电极组件中，端部防护层设置于电极组件主体的沿第一方向的两端并与电极组件主体形成一体结构，且端部防护层包括隔膜包覆部，隔膜包覆部覆盖至少部分非接触表面并直接结合于非接触表面以与隔膜形成一体结构，该隔膜包覆部可以提高隔膜相对于正极片主体部和负极片主体部向外侧突出的部分(以下也称突出部分)的机械强度和热稳定性，因隔膜包覆部可以在隔膜使用过程中有向内收缩的趋势时抵于正极片主体部和/或负极片主体部的沿第一方向的端面，利于防止或减少隔膜向内收缩，从而也利于维持隔膜的热稳定性以维持其使正极片主体部和负极片主体部电绝缘的性能，也能减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位，提高电极组件的紧密性，从而提升电池的安全性能和电池能量密度。
在一些实施例的电极组件中，端部防护层包括无机包覆层或有机无机复合结构包覆层，无机包覆层或有机无机复合结构包覆层与电极组件主体形成一体结构。
由于端部防护层包括无机包覆层或有机无机复合结构包覆层，无机包覆层或有机无机复合结构包覆层成膜均匀、致密、强度高、厚度小，利于有效强化电极组件主体部的相应端部，从而利于有效防止或减少隔膜向内收缩，减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
在一些实施例的电极组件中，无机包覆层或有机无机复合结构包覆层通过气相沉积、喷涂或溅射形成为一体结构。
通过气相沉积、喷涂或溅射等方式形成一体结构的无机包覆层或有机无机复合结构包覆层，利于包覆层均匀致密整体性强，与电极组件主体的表面结合牢固。例如，通过气相沉积可以形成纳米级及微米级的无机包覆层或有机无机复合结构包覆层，利于成膜更加均匀、致密、强度高、厚度小，利于无机包覆层或有机无机复合结构包覆层与电极组件主体部的相应部位牢固结合为一体，有效提高隔膜的突出部分的强度，更有利于防止隔膜内缩，减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
在一些实施例的电极组件中，全部非接触表面均设有隔膜包覆部。
全部非接触表面均设有隔膜包覆部更有利于强化隔膜的突出部分，防止隔膜内缩，减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
在一些实施例的电极组件中，隔膜的设置隔膜包覆部的非接触表面处具有强化层，强化层通过从非接触表面朝向隔膜的内侧分布隔膜包覆部的材料形成。
在形成隔膜包覆部时，使隔膜包覆部的材料向隔膜的内侧分布而形成强化层，利于加强隔膜的突出部分的机械强度和热稳定性，使隔膜包覆部与隔膜的结合更加牢固，从而更有利于防止隔膜内缩，减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
在一些实施例的电极组件中，至少部分相邻的隔膜的同一端的至少部分非接触表面上覆盖的隔膜包覆部相接。
由于隔膜的材料较软，电极组件的同一端的相邻隔膜的突出部分可能全部或局部间隙较小甚至相接，该设置使相邻的隔膜的局部间隙较小或相接的部分的隔膜包覆部形成一体，从而对相邻的隔膜的局部间隙较小或相接的部分整体防护，一方面提高了隔膜的强度，另一方面也对相邻的隔膜内侧的正极片主体部或负极片主体部的端面形成防护，利于防止隔膜内缩，减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
在一些实施例的电极组件中，端部防护层还包括：正极包覆部，正极包覆部覆盖正极片主体部的沿第一方向的两个端面的至少部分表面并与正极片主体部形成一体结构；和/或负极包覆部，负极包覆部覆盖负极片主体部的沿第一方向的两个端面的至少部分表面并与负极片主体部形成一体结构。
端部防护层除包括隔膜包覆部外，还包括正极包覆部和/或负极包覆部，使电极组件具有更好的结构稳定性，利于减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
在一些实施例的电极组件中，隔膜包覆部与正极包覆部和/或负极包覆部相接。
隔膜包覆部与正极包覆部和/或负极包覆部相接，使电极组件具有更好的结构稳定性，进一步提高隔膜的热稳定性，减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
在一些实施例的电极组件中，端部防护层覆盖正极片主体部的沿第一方向的两个端面的全部表面；和/或端部防护层覆盖负极片主体部的沿第一方向的两个端面的全部表面。
端部防护层覆盖正极片主体部的沿第一方向的两个端面的全部表面；和/或端部防护层覆盖负极片主体部的沿第一方向的两个端面的全部表面，使电极组件具有更好的结构稳定性，从而有利于减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
在一些实施例的电极组件中，端部防护层的厚度为0.01μm-100μm。
在一些实施例的电极组件中，端部防护层的厚度为0.05μm-5μm。
合理设置端部防护层的厚度，即能对电极组件主体形成有效防护，又能防止材料和加工时间浪费，节约生产成本、提高生产效率。
本公开第二方面提供一种电池单体，该电池单体包括本公开第一方面的电极组件。本公开的电池单体具有本公开的电极组件具有的优点。
本公开第三方面提供一种电池，该电池包括本公开第二方面的电池单体。本公开的电池具有本公开的电池单体具有的优点。
本公开第四方面提供一种用电设备，该用电设备包括本公开第三方面的电池，电池用于为用电设备提供电力。本公开的用电设备具有本公开的电池具有的优点。
通过以下参照附图对本公开的示例性实施例的详细描述，本公开的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本公开的进一步理解，构成本公开的一部分，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。在附图中：
图1为本公开一实施例的作为用电设备的车辆的结构示意图。
图2为本公开一实施例的电池的结构示意图。
图3为本公开一实施例的电池中电池单体的分解结构示意图。
图4为本公开一实施例的电极组件的原理性结构示意图。
图5为图4所示实施例的电极组件的E部放大结构示意图。
图6为本公开一实施例的电极组件的原理性结构示意图。
图7为本公开一实施例的电极组件的原理性结构示意图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，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，都属于本公开保护的范围。
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本公开和简化描述，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公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本公开的具体结构进行限定。在本公开的描述中，还需要说明的是，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，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。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
本公开中，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，本公开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，本公开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、方形电池单体和软包电池单体，本公开实施例对此也不限定。
本公开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，本公开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。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体主要包括电芯、壳体和端盖组件，电芯可以包括一个或两个或更多个电极组件。电芯通过端盖组件的端盖封装于壳体的容纳空间内，容纳空间内加注电解液。
壳体是用于提供容纳空间以将电极组件、电解液以及其他部件容纳于其内的部件。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的具体形状和尺寸大小来确定。壳体的材质可以选择铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等材料。
端盖是指盖合于壳体的开口处以将电池单体的内部环境隔绝于外部环境的部件。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，端盖上还可以设置有用于在电池单体的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。泄压机构例如为防爆阀。
壳体和端盖可以是独立的部件，壳体上设置有开口，通过在开口处使端盖盖合开口以形成电池单体的内部环境。不限地，也可以使端盖和壳体一体化，具体地，端盖和壳体可以在将其他部件装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，并将壳体和端盖封装为一体。
在一些实施例的电池单体中，在端盖的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘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。示例性的，绝缘件例如可以为绝缘板，可以由塑料、橡胶等材料制造。
电极组件设置于壳体的容纳空间内。电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。电极组件包括正极片、负极片和隔膜。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，正极耳的数量为多个且层叠在一起，负极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。
相关技术中为了提高隔膜耐热性能，通常会在隔膜的基膜上再进行陶瓷涂覆。发明人发现陶瓷层，尤其是突出于极片的隔膜上的陶瓷层会因为实际使用过程中的碰撞、冲击等脱落、开裂或掉粉，使得当电池单体内的温度升高时，陶瓷层脱落区域的隔膜还是容易发生明显收缩，从而导致正极片和负极片相互搭接，进而引发短路或起火。
本公开的发明人提出了一种电极组件，相对于以上相关技术而言，设置了端部防护层，采用该电极组件的电池单体内温度较高时，端部防护层可以增强隔膜与正极片和/或负极片不接触的部分的耐热性能，在一定程度上阻止隔膜收缩，提高电池单体的安全性能，且端部防护层的厚度较薄，对电池单体的能量密度不会产生太大影响。进一步地，本公开还提供一种包括本公开的电极组件的电池单体、一种包括本公开的电池单体的电池及一种包括本公开的电池的用电设备。
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设备。
用电设备可以是车辆、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用电设备不做特殊限制。
下面结合附图和实施例对本公开的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本公开的原理，但不能用来限制本公开的范围，即本公开不限于所描述的实施例。
为了方便说明，以下以本公开一些实施例的一种用电设备—车辆D为例进行说明。
请参照图1。图1为本公开一些实施例提供的车辆D的结构示意图。车辆D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D的内部设置有电池B，电池B可以设置在车辆D的底部或头部或尾部。电池B可以用于车辆D的供电，例如，可以作为车辆D的操作电源。
在本公开一些实施例中，电池B不仅可以作为车辆D的操作电源，还可以作为车辆D的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆D提供驱动动力。
请参照图2，图2为本公开一些实施例提供的电池B的***图。
电池B包括箱体1和容纳于箱体1内的电池单体20。其中，箱体1包括箱壳11和扣合于箱壳11上的箱盖12，箱体1用于为电池单体20提供容纳空间。以上实施例中，箱体1整体为长方体，在未图示的实施例中，箱体1也可以为其它形状，如圆柱体。
在电池B中，电池单体20是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联。混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体1内。
如图2所示，电池B可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块2。多个电池模块2再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体1内。电池B还可以包括其他结构，例如，该电池B还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。
如图4至图7所示，本公开实施例提供一种电极组件23，包括电极组件主体231和端部防护层234。电极组件主体231包括正极片主体部2311、负极片主体部2312和用于隔离正极片主体部2311和负极片主体部2312的隔膜2313。在电极组件主体231的沿第一方向X(对应于图4、图6、图7的左右方向)的两端，隔膜2313相对于正极片主体部2311和负极片主体部2312向外侧突出。隔膜2313的沿第一方向X的两端具有与正极片主体部2311和负极片主体部2312无接触的非接触表面2313A。端部防护层234设置于电极组件主体231的沿第一方向X的两端并与电极组件主体231形成一体结构。端部防护层234包括隔膜包覆部2341，隔膜包覆部2341覆盖至少部分非接触表面2313A并直接结合于非接触表面2313A以与隔膜2313形成一体结构。
可选地，直接结合例如可以是通过气相沉积等方式直接生长在隔膜2313上，而不是通过胶粘等方式间接结合，以保证隔膜包覆层2341和隔膜2313的结合强度。
电极组件23可以为卷绕式结构。其中，将带状的正极片、隔膜以及负极片依次层叠并卷绕两圈以上形成电极组件23，并且电极组件23可以呈扁平状。在电极组件23制作时，电极组件23可直接卷绕为扁平状，使电极组件23大致为六面体结构，也可以先卷绕成中空的圆柱形结构，卷绕之后再压平为扁平状。扁平面大致平行于卷绕轴线且为面积最大的外表面。扁平面可以是相对平整的表面，并不要求是纯平面。
电极组件23也可为叠片式结构，即电极组件23中包括多个正极片以及多个负极片，隔膜设置在正极片和负极片之间。正极片和负极片层叠设置。
本公开的电极组件23中，端部防护层234设置于电极组件主体231的沿第一方向X的两端并与电极组件主体231形成一体结构，且端部防护层234包括隔膜包覆部2341，隔膜包覆部2341覆盖至少部分非接触表面2313A并直接结合于非接触表面2313A以与隔膜2313形成一体结构，隔膜包覆部2341可以提高隔膜2313的突出部分的机械强度和热稳定性，因隔膜包覆部2341可以在隔膜使用过程中有向内收缩的趋势时抵于正极片主体部2311和/或负极片主体部2312的沿第一方向X的端面，利于防止或减少隔膜2313向内收缩，从而也利于维持隔膜的热稳定性以维持其使正极片主体部2311和负极片主体部2312电绝缘的性能，也能减少电极组件23在入壳后发生弯折变形或极片错位，提高电极组件23的紧密性，从而提升采用该电极组件23的电池的安全性能和电池能量密度。
由于隔膜包覆部2341可实现防止或减少隔膜2313向内收缩，可以选择无需对隔膜的与正极片主体部和负极片主体部接触的表面设陶瓷层，从而可以减少电极组件23的体积，降低电极组件23的重量，降低电极组件23的成本，利于提高电极组件23所在的电池的能量密度。
如果在相关技术的具有陶瓷层的隔膜的突出部分上设置隔膜包覆部2341作进一步防护，利于防止或减少相关技术中隔膜凸出部分上的陶瓷层脱落、开裂等，也利于提高隔膜2313的突出部分的机械强度和热稳定性，从而提高采用该电极组件的电池的安全性能。
其中，第一方向X在图4、图6和图7所示的实施例中，为图4、图6和图7的左右方向。
在一些实施例的电极组件23中，端部防护层234包括无机包覆层或有机无机复合结构包覆层，无机包覆层或有机无机复合结构包覆层与电极组件主体231形成一体结构。
由于端部防护层234包括无机包覆层或有机无机复合结构包覆层，无机包覆层或有机无机复合结构包覆层成膜均匀、致密、强度高、厚度小，利于有效强化电极组件主体部231的相应端部，从而利于有效防止或减少隔膜2313向内收缩，减少电极组件23在入壳后发生弯折变形或极片错位。
无机包覆层例如可以为氧化铝、氧化硅、氧化锆、氧化铪、氧化钛、氧化镁、氧化锌、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氟化锂中的至少一种。
有机无机复合结构包覆层可以是有机和无机杂化形成的，也可以是分层设置的。有机无机复合结构包覆层分层设置时，可以是单个有机包覆层与单个无机包覆层复合、单个有机包覆层与多个无机包覆层复合、多个有机包覆层与单个无机包覆层复合或多个有机包覆层与多个无机包覆层复合。有机无机复合结构包覆层包括多个有机包覆层时，各有机包覆层的材料可以相同，也可以不同，有机无机复合结构包覆层包括多个无机包覆层时，各无机包覆层的材料可以相同，也可以不同。
在一些实施例的电极组件23中，无机包覆层或有机无机复合结构包覆层通过气相沉积、喷涂或溅射形成为一体结构。
通过气相沉积、喷涂或溅射等方式形成一体结构的无机包覆层或有机无机复合结构包覆层，利于包覆层均匀致密整体性强，与电极组件主体231的表面结合牢固。例如，通过气相沉积可以形成纳米级及微米级的无机包覆层或有机无机复合结构包覆层，利于成膜更加均匀、致密、强度高、厚度小，利于无机包覆层或有机无机复合结构包覆层与电极组件主体部231的相应部位牢固结合为一体，有效提高隔膜2313的突出部分的强度，更有利于防止隔膜内缩，减少电极组件23在入壳后发生弯折变形或极片错位。
如图4和图7所示，在一些实施例的电极组件23中，全部非接触表面2313A均设有隔膜包覆部2341。
全部非接触表面2313A均设有隔膜包覆部2341更有利于强化隔膜2313的突出部分，防止隔膜内缩，减少电极组件23在入壳后发生弯折变形或极片错位。
如图4至图7所示，在一些实施例的电极组件23中，隔膜2313的设置隔膜包覆部2341的非接触表面2313A处具有强化层23131，强化层23131通过从非接触表面2313A朝向隔膜2313的内侧分布隔膜包覆部2341的材料形成。
在形成隔膜包覆部2341时，使隔膜包覆部2341的材料向隔膜2312的内侧分布形成强化层23131，利于加强隔膜2313的突出部分的机械强度和热稳定性，使隔膜包覆部2341与隔膜2312的结合更加牢固，从而更有利于防止隔膜内缩，减少电极组件23在入壳后发生弯折变形或极片错位。
如图6所示，在一些实施例的电极组件23中，至少部分相邻的隔膜2313的同一端的至少部分非接触表面2313A上覆盖的隔膜包覆部2341相接。
由于隔膜2313的材料较软，电极组件23的同一端的相邻隔膜2313的突出部分可能全部或局部间隙较小甚至相接，该设置使相邻的隔膜2313的局部间隙较小或相接的部分的隔膜包覆部2341形成一体，从而对相邻的隔膜2313的局部间隙较小或相接的部分整体防护，一方面提高了隔膜2313的强度，另一方面也对相邻的隔膜2313内侧的正极片主体部2311或负极片主体部2312的端面形成防护，利于防止隔膜内缩，减少电极组件23在入壳后发生弯折变形或极片错位。
如图4至图7所示，在一些实施例的电极组件23中，端部防护层234还包括：正极包覆部2342，正极包覆部2342覆盖正极片主体部2311的沿第一方向X的两个端面的至少部分表面并与正极片主体部2311形成一体结构；和/或负极包覆部2343，负极包覆部2343覆盖负极片主体部2312的沿第一方向X的两个端面的至少部分表面并与负极片主体部2312形成一体结构。
端部防护层234除包括隔膜包覆部2341外，还包括正极包覆部2342和/或负极包覆部2343，使电极组件23具有更好的结构稳定性，利于减少电极组件23在入壳后发生弯折变形或极片错位。
如图4至图7所示，在一些实施例的电极组件23中，隔膜包覆部2341与正极包覆部2342和/或负极包覆部2343相接。
隔膜包覆部2341与正极包覆部2342和/或负极包覆部2343相接，使电极组件23具有更好的结构稳定性，进一步提高隔膜的热稳定性，减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
如图4至图7所示，在一些实施例的电极组件23中，端部防护层234覆盖正极片主体部2311的沿第一方向X的两个端面的全部表面；和/或端部防护层234覆盖负极片主体部2312的沿第一方向X的两个端面的全部表面。
端部防护层234覆盖正极片主体部2311的沿第一方向X的两个端面的全部表面；和/或端部防护层234覆盖负极片主体部2312的沿第一方向X的两个端面的全部表面，使电极组件23具有更好的结构稳定性，从而有利于减少电极组件在入壳后发生弯折变形或极片错位。
在一些实施例的电极组件23中，端部防护层234的厚度为0.01μm-100μm。在一些实施例的电极组件23中，端部防护层234的厚度为0.05μm-5μm。
合理设置端部防护层234的厚度，即能对电极组件主体231形成有效防护，又能防止材料和加工时间浪费，节约生产成本、提高生产效率。
本公开实施例提供的电池单体包括本公开实施例的电极组件23。本公开实施例的电池单体具有本公开实施例的电极组件23具有的优点。
本公开实施例提供的电池包括本公开实施例的电池单体。本公开实施例的电池具有本公开实施例的电池单体具有的优点。
本公开实施例提供的用电设备包括本公开实施例的电池，该电池用于为用电设备提供电力。本公开实施例的用电设备具有本公开实施例的电池具有的优点。
以下结合图3至图7说明本公开一些实施例的电极组件23及电极组件23所在的电池单体20的结构。
如图3所示，电池单体20包括端盖组件21、壳体22和两个电极组件23。
端盖组件21包括端盖211、第一电极端子212、第二电极端子213、防爆阀214和绝缘板215。端盖211用于与壳体22配合以将电极组件23封装于端盖211和壳体22形成的密闭的容纳空间内。第一电极端子212为正极端子；第二电极端子213为负极端子。正极端子和负极端子可以分别通过连接片(未图示)与对应的电极组件23的正极极耳232和负极极耳233电连接。绝缘板215布置于端盖211与连接片之间，用于实现端盖211与各电极组件之间的绝缘。
结合图3至图7，电极组件23包括电极组件主体231、正极极耳232、负极极耳233和端部防护层234。
如图4所示，电极组件主体231包括正极片主体部2311、负极片主体部2312和隔膜2313。隔膜2313用于隔离正极片主体部2311和负极片主体部2312使二者电绝缘。隔膜2313设置于正极片主体部2311和负极片主体部2312之间或设置于层叠的极片和隔膜的最外侧。其中正极片主体部2311和负极片主体部2312分别为正极片和负极片的涂覆活性物质的部分。正极极耳232和负极极耳233分别为正极片和负极片的未涂覆活性物质的部分。
如图4所示，在电极组件主体231的沿第一方向X的两端，隔膜2313相对于正极片主体部2311和负极片主体部2312向外侧突出。隔膜2313的沿第一方向X的两端具有与正极片主体部2311和负极片主体部2312无接触的非接触表面2313A。
如图4所示，端部防护层234设置于电极组件主体231的沿第一方向X的两端并与电极组件主体231形成一体结构。其中，端部防护层234包括隔膜包覆部2341，隔膜包覆部2341覆盖至少部分非接触表面2313A并与隔膜2313形成一体结构。
端部防护层234包括无机包覆层，无机包覆层与电极组件主体231形成一体结构。无机包覆层通过气相沉积形成为一体结构同时与电极组件主体231形成一体结构。
如图4所示的电极组件23中，全部非接触表面2313A均设有隔膜包覆部2341。
如图4和图5所示，隔膜2313的设置隔膜包覆部2341的非接触表面2313A处具有强化层23131。强化层23131通过从非接触表面2313A朝向隔膜2313的内侧分布隔膜包覆部2341的材料形成。强化层23131例如可以在通过气相沉积形成无机包覆层的过程中，气相沉积的原料气体向隔膜2313的内部渗透而形成。
如图4所示的电极组件23中，端部防护层234还包括正极包覆部2342和负极包覆部2343。正极包覆部2342覆盖正极片主体部2311的沿第一方向X的两个端面并与正极片主体部2311形成一体结构。负极包覆部2343覆盖负极片主体部2312的沿第一方向X的两个端面并与负极片主体部2312形成一体结构。
如图4所示的电极组件23中，隔膜包覆部2341与正极包覆部2342和负极包覆部2343均相接。
如图4所示的电极组件23中，端部防护层234覆盖正极片主体部2311的沿第一方向X的两个端面的全部表面和负极片主体部2312的沿第一方向X的两个端面的全部表面。
端部防护层234的厚度为1μm。
如图6所示的电极组件23与图4和图5所示的电极组件23的主要区别为：
图6所示的电极组件23中，至少部分相邻的隔膜2313的同一端的至少部分非接触表面2313A上覆盖的隔膜包覆部2341相接。端部防护层234包括正极包覆部2342。正极包覆部2342覆盖正极片主体部2311的沿第一方向X的两个端面并与正极片主体部2311形成一体结构。隔膜包覆部2341与正极包覆部2342相接。端部防护层234覆盖正极片主体部2311的沿第一方向X的两个端面的全部表面。而负极片主体部2321的沿第一方向X的两个端面被其两侧面的两个隔膜2313的端部遮挡而未包覆端部防护层。
图6所示实施例未说明的部分均可参考图4和图5所示实施例的相关内容。
如图7所示的电极组件23与图4和图5所示的电极组件23的主要区别为：图7所示的电极组件23中，至少部分相邻的隔膜2313的同一端的至少部分非接触表面2313A上覆盖的隔膜包覆部2341相接。
如图7所示，端部防护层234包括正极包覆部2342和负极包覆部2343。正极包覆部2342覆盖正极片主体部2311的沿第一方向X的两个端面并与正极片主体部2311形成一体结构。负极包覆部2343覆盖负极片主体部2312的沿第一方向X的两个端面并与负极片主体部2312形成一体结构。隔膜包覆部2341与正极包覆部2342和负极包覆部2342相接。端部防护层234覆盖正极片主体部2311的沿第一方向X的两个端面的全部表面。
需要说明的是，图4至图7分别示出了一电极组件23的部分层(每一正极片主体部、每一负极片主体部和每一隔膜均可称为一层)的一个剖面的剖视结构。在一些实施例中，可以是同一电极组件23的部分层为图4所示的结构，而另一部分层为图6和/或图7所示的结构。在另一些实施例中，可以是同一电极组件23的同一部分层的不同剖面分别具有图4至图7所示的结构等等。
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本公开进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本公开的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换，其均应涵盖在本公开请求保护的技术方案范围当中。
Claims (14)
1.一种电极组件(23)，其特征在于，包括：
电极组件主体(231)，所述电极组件主体(231)包括正极片主体部(2311)、负极片主体部(2312)和用于隔离所述正极片主体部(2311)和所述负极片主体部(2312)的隔膜(2313)，在所述电极组件主体(231)的沿第一方向(X)的两端，所述隔膜相对于所述正极片主体部(2311)和所述负极片主体部(2312)向外侧突出，所述隔膜(2313)的沿所述第一方向(X)的两端具有与所述正极片主体部(2311)和所述负极片主体部(2312)无接触的非接触表面(2313A)；和
端部防护层(234)，所述端部防护层(234)设置于所述电极组件主体(231)的沿所述第一方向(X)的两端并与所述电极组件主体(231)形成一体结构，所述端部防护层(234)包括隔膜包覆部(2341)，所述隔膜包覆部(2341)覆盖至少部分所述非接触表面(2313A)并直接结合于所述非接触表面(2313A)以与所述隔膜(2313)形成一体结构。
2.根据权利要求1所述的电极组件(23)，其特征在于，所述端部防护层(234)包括无机包覆层或有机无机复合结构包覆层，所述无机包覆层或所述有机无机复合结构包覆层与所述电极组件主体(231)形成一体结构。
3.根据权利要求2所述的电极组件(23)，其特征在于，所述无机包覆层或所述有机无机复合结构包覆层通过气相沉积、喷涂或溅射形成为一体结构。
4.根据权利要求1所述的电极组件(23)，其特征在于，全部所述非接触表面(2313A)均设有所述隔膜包覆部(2341)。
5.根据权利要求1所述的电极组件(23)，其特征在于，所述隔膜(2313)的设置所述隔膜包覆部(2341)的所述非接触表面(2313A)处具有强化层(23131)，所述强化层(23131)通过从所述非接触表面(2313A)朝向所述隔膜(2313)的内侧分布所述隔膜包覆部(2341)的材料形成。
6.根据权利要求1所述的电极组件(23)，其特征在于，至少部分相邻的所述隔膜(2313)的同一端的至少部分所述非接触表面(2313A)上覆盖的所述隔膜包覆部(2341)相接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电极组件(23)，其特征在于，所述端部防护层(234)还包括：
正极包覆部(2342)，所述正极包覆部(2342)覆盖所述正极片主体部(2311)的沿所述第一方向(X)的两个端面的至少部分表面并与所述正极片主体部(2311)形成一体结构；和/或
负极包覆部(2343)，所述负极包覆部(2343)覆盖所述负极片主体部(2312)的沿所述第一方向(X)的两个端面的至少部分表面并与所述负极片主体部(2312)形成一体结构。
8.根据权利要求7所述的电极组件(23)，其特征在于，所述隔膜包覆部(2341)与所述正极包覆部(2342)和/或所述负极包覆部(2343)相接。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的电极组件(23)，其特征在于，
所述端部防护层(234)覆盖所述正极片主体部(2311)的沿所述第一方向(X)的两个端面的全部表面；和/或
所述端部防护层(234)覆盖所述负极片主体部(2312)的沿所述第一方向(X)的两个端面的全部表面。
10.根据权利要求1至6中任一项所述的电极组件(23)，其特征在于，所述端部防护层(234)的厚度为0.01μm-100μm。
11.根据权利要求10所述的电极组件(23)，其特征在于，所述端部防护层(234)的厚度为0.05μm-5μm。
12.一种电池单体，其特征在于，所述电池单体包括权利要求1至11中任一项所述的电极组件(23)。
13.一种电池，其特征在于，包括权利要求12所述的电池单体。
14.一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求13所述的电池，所述电池用于为所述用电设备提供电力。
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