电极组件和电池的制作方法

本申请涉及电池领域，尤其涉及一种电极组件和具有该电极组件的电池。

背景技术：

随着5g的应用，消费者对智能手机、平板电脑等便携式电子产品的电池性能要求越来越高。

目前，卷绕式电池电芯中，阳极极片在电芯内部存在一段单面区，即，仅在阳极极片的阳极集流体外表面涂覆活性物质层，阳极集流体内表面没有涂覆活性物质层。在循环过程中，阳极充放电膨胀，单面区向上或向下不规律膨胀，导致电芯变形，降低电芯的能量密度。

技术实现要素：

鉴于上述状况，有必要提供一种能够解决单面区不规则膨胀问题的的电极组件和具有该电极组件的电池。

本申请实施例提供了一种电极组件，其包括第一极片、第二极片和隔离膜，所述隔离膜设置于所述第一极片和所述第二极片之间，所述电极组件由所述第一极片、所述隔离膜和所述第二极片卷绕形成。所述第一极片包括单面区，所述单面区位于所述电极组件的卷绕起始层并形成相对设置的第一未涂覆区和第二未涂覆区，所述电极组件还包括第一连接件，所述第一连接件设置于所述第一未涂覆区朝向所述第二未涂覆区的一侧，所述第二未涂覆区连接所述第一连接件背离所述第一未涂覆区的一侧，以使所述第一未涂覆区和所述第二未涂覆区通过所述第一连接件连接为一个整体，提高电芯内部的硬度，避免单面区不规则膨胀。

在一可选实施例中，所述第一连接件为双面胶，粘贴于所述第一未涂覆区朝向所述第二未涂覆区的表面。

在一可选实施例中，所述隔离膜覆盖所述单面区未涂覆活性物质层的表面，所述第一连接件设置于所述第一未涂覆区与所述隔离膜之间。

进一步地，所述第二未涂覆区与所述隔离膜之间设有第二连接件，所述第二连接件用于固定连接所述隔离膜与所述第二未涂覆区。

在一可选实施例中，沿所述电极组件的厚度方向，所述第一连接件与所述第二连接件的投影不重叠。

在一可选实施例中，所述隔离膜背离所述第一未涂覆区的一侧设有第三连接件，所述第一未涂覆区、所述隔离膜和所述第二未涂覆区通过所述第三连接件固定连接。

在一可选实施例中，所述第一连接件沿所述电极组件的宽度方向延伸，所述第一连接件覆盖并连接所述第一未涂覆区、所述第二未涂覆区。

在一可选实施例中，所述电极组件还包括支撑件，所述支撑件夹设于所述第一未涂覆区和所述第二未涂覆区之间。

进一步地，所述第一连接件设置在第一未涂覆区与所述支撑件之间。

在一可选实施例中，沿所述电极组件的长度方向，所述第一连接件的长度小于或等于所述电极组件的长度。

在一可选实施例中，沿所述电极组件的厚度方向，所述第一连接件的厚度小于或等于所述第一极片的厚度。

在一可选实施例中，所述第一连接件包括多个连接单元，所述多个连接单元间隔设置在所述单面区未涂覆活性物质层的表面。

本申请的实施例还提供一种电池，包括电极组件和包装体，所述电极组件为上述任一项所述的电极组件，所述包装体收容所述电极组件，所述电极组件的极耳伸出所述包装体。

上述电极组件通过设置第一连接件，以连接所述第一未涂覆区和所述第二未涂覆区，使两个未涂覆区形成整体，增强电芯内圈界面及电芯硬度，以抑制单面区在充放电过程中不规则膨胀导致电芯变形，提高电芯的能量密度。

附图说明

图1为电极组件的第一极片在第一实施例中展开结构示意图。

图2为电极组件在第一实施例中的卷绕结构示意图。

图3为第一极片在一扩展实施例中的展开结构示意图。

图4为具有图3所示第一极片的电极组件的卷绕结构示意图。

图5为第一极片在另一扩展实施例中的展开结构示意图。

图6为具有图5所示第一极片的电极组件的卷绕结构示意图。

图7为电极组件的隔离膜在第二实施例中的展开结构示意图。

图8为电极组件在第二实施例中的卷绕结构示意图。

图9为电极组件的第一极片和隔离膜在第三实施例中的展开结构示意图。

图10为电极组件在第三实施例中的卷绕结构示意图。

图11为电极组件的第一极片和隔离膜在第四实施例中的展开结构示意图。

图12为电极组件在第四实施例中的卷绕结构示意图。

图13为电极组件的循环试验结果。

图14为电极组件在第五实施例中的卷绕结构示意图。

图15为电池在一实施例中的结构示意图。

主要元件符号说明：

电极组件100，200，300，400，500

第一极片10

第一集流体101

活性物质层102

单面区11

第一未涂覆区12

第二未涂覆区13

空箔区14

第二极片20

隔离膜30

端部隔离膜31

第一连接件40

第二连接件50

第三连接件60

第一极耳70

第二极耳80

粘接件90

支撑件91

电池600

包装体601

具体实施方式：

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，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

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。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请实施例提供了一种电极组件，其包括第一极片、第二极片和隔离膜，所述隔离膜设置于所述第一极片和所述第二极片之间，所述电极组件由所述第一极片、所述隔离膜和所述第二极片卷绕形成。所述第一极片包括单面区，所述单面区位于所述电极组件的卷绕起始层并形成相对设置的第一未涂覆区和第二未涂覆区，所述电极组件还包括第一连接件，所述第一连接件设置于所述第一未涂覆区朝向所述第二未涂覆区的一侧，所述第二未涂覆区连接所述第一连接件背离所述第一未涂覆区的一侧，以使所述第一未涂覆区和所述第二未涂覆区通过所述第一连接件连接为一个整体。

上述电极组件通过设置第一连接件，以连接所述第一未涂覆区和所述第二未涂覆区，使两个未涂覆区形成整体，增强电芯内圈界面及电芯硬度，以抑制单面区在充放电过程中不规则膨胀导致电芯变形，提高电芯的能量密度。

本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

第一实施例

请参阅图1和图2，第一实施例中，电极组件100包括第一极片10、第二极片20和隔离膜30，所述隔离膜30设置于所述第一极片10和所述第二极片20之间，所述电极组件100由所述第一极片10、所述隔离膜30和所述第二极片20卷绕形成。所述第一极片10包括单面区11，所述单面区11位于所述电极组件100的卷绕起始层并形成相对设置的第一未涂覆区12和第二未涂覆区13。所述电极组件100还包括第一连接件40，所述第一连接件40设置于所述单面区11，具体地，所述第一连接件40设置于所述第一未涂覆区12朝向所述第二未涂覆区13的一侧，所述第二未涂覆区13连接所述第一连接件40背离所述第一未涂覆区12的一侧。所述第一未涂覆区12和所述第二未涂覆区13通过所述第一连接件40连接为一个整体，提高电极组件100内部的硬度，避免单面区不规则膨胀导致电极组件100变形。所述第一极片10与所述第二极片20的极性相反，在本申请的实施例中，所述第一极片10为阳极极片，所述第二极片20为阴极极片。所述第一极片10包括第一集流体101和活性物质层102，所述活性物质层102涂覆于所述第一集流体101的两个表面，所述单面区11为所述第一集流体101上仅一侧表面涂覆活性物质层102的区域。

现有技术中，通过取消单面区，直接用双面涂覆活性物质层的阳极极片进行双面卷绕，来解决单面区不规则膨胀的问题。但是有两层活性物质层的卷绕起端不能正常充放电，从而影响电极组件的能量密度，而且还增加电极组件的成本。本申请的电极组件无需取消单面区，通过第一连接件增强电极组件内部硬度，既避免单面区不规则膨胀的问题，又降低对能量密度和成本的影响。

在第一实施例中，所述第一连接件40为双面胶，粘贴于所述第一未涂覆区12朝向所述第二未涂覆区13的表面。所述电极组件100可以通过热压将双面胶粘性激活，使第一未涂覆区12和第二未涂覆区13粘结，形成整体。所述第一连接件40的材质可以为树脂、丙烯酸类，在一定温度和压力条件下产生粘性。为了避免双面胶溢出，沿所述电极组件100的长度方向(垂直于图2所示平面的方向)，所述第一连接件40的长度小于或等于所述电极组件100的长度。请参阅图3至图6，在其他扩展实施例中，所述第一连接件40还可以是热熔胶，通过涂刷或点胶的方式设置于所述单面区11未涂覆活性物质层的表面。可以理解，所述第一连接件40包括多个连接单元41，所述多个连接单元41间隔设置在所述单面区11未涂覆活性物质层的表面。

请再次参阅图1和图2，所述电极组件100的卷绕起始端进一步包括端部隔离膜31和空箔区14，所述端部隔离膜31为所述隔离膜30的卷绕起始端，所述空箔区14为所述第一极片10的端部两侧表面均为涂覆活性物质层的区域。所述端部隔离膜31覆盖所述空箔区14。为了保证电极组件100的最内圈平整，所述第一连接件40不与所述端部隔离膜31重叠，即，沿所述电极组件100的厚度方向，所述第一连接件40与所述端部隔离膜31的投影不重叠。

在第一实施例中，电极组件100的卷绕起始端，与所述第一连接件40相对设置的位置，层叠设置着第一极片10的卷绕起始层和四层隔离膜30，所述隔离膜30的厚度为t1，第一集流体101的厚度为t2，活性物质层102的厚度为t3，为了不增加电极组件100的整体厚度，所述第一连接件40的厚度t满足公式：t≤4*t1+t2+t3。在一可选实施例中，若所述第一极片10的卷绕起始端没有活性物质层102，则所述第一连接件40的厚度t满足公式：t≤4*t1+t2。进一步地，在另一可选实施例中，为了节省隔离膜30，电极组件100的起始卷绕圈内侧仅设置两层隔离膜30，所述第一连接件40的厚度t满足公式：t≤2*t1+t2。可以理解，在其他实施例中，当第一连接件40以涂刷或点胶的方式设置于所述单面区11时，沿所述电极组件100的厚度方向，所述第一连接件40的厚度小于或等于所述第一极片10的厚度。

进一步地，所述电极组件100包括第一极耳70和第二极耳80。所述第一极片10的活性物质层102上开设凹槽，所述第一集流体101从所述凹槽露出，所述第一极耳70设置在所述凹槽内并与所述第一集流体101连接。所述第二极耳80以同样的方式连接所述第二极片20的第二集流体。为了避免第一极耳70与第一集流体101连接处的毛刺刮伤第二极片20和/或第一极片10，所述第一极耳70与所述第一极片10的连接处贴附一粘接件90，同时与所述第一极耳70相邻的两层第二极片20也在相应位置设置粘接件90。可以理解，所述第二极耳80与所述第二极片20的连接处也可以设置粘接件90，此处不再赘述。

所述第一极耳的厚度为t4，所述第二极耳的厚度为t5，所述粘接件90的厚度为t6。沿所述电极组件100的厚度方向，若所述第一极耳70的投影与所述端部隔离膜31的投影重叠，为了避免增加电极组件100的整体厚度并维持电极组件100的整体厚度均匀，所述第一连接件40的厚度t满足公式：t≤(4t1+t2+t3)+(t4+3t6)-t3。可以理解，沿所述电极组件100的厚度放，若所述第一极耳70的投影与所述端部隔离膜31的投影不重叠，所述第一连接件40的厚度t满足公式：t≤(4t1+t2+t3)-(t4+3t6-t3)。

本申请的电极组件作为实验组，单面区未设置连接件的普通电极组件作为对照组，做了两种不同条件下的循环膨胀实验。实验数据如图13所示，在25摄氏度循环膨胀实验中，本申请的电极组件在700次循环后的膨胀百分比降低至6％，在45摄氏度循环膨胀实验中，本申请的电极组件在400次循环后的膨胀百分比降低至4％，明显低于对照组的实验结果，证明了第一连接件40有效抑制了单面区11的不规则形变。

第二实施例

请参阅图7和图8，第二实施例的电极组件200与第一实施例的电极组件100大致相同，区别在于，第二实施例中，所述隔离膜30覆盖所述单面区11未涂覆活性物质层的表面，所述第一连接件40设置于所述第一未涂覆区12与所述隔离膜30之间。进一步地，所述第二未涂覆区13与所述隔离膜30之间设有第二连接件50，所述第二连接件50用于固定连接所述隔离膜30与所述第二未涂覆区13。所述第二连接件50的材质与所述第一连接件40的材质相同，为双面胶。在第二实施例中，所述第一未涂覆区12与所述第二未涂覆区13通过所述第一连接件40、隔离膜和第二连接件50连接形成整体，增强电极组件200的内圈界面硬度，抑制单面区11的不规则形变。进一步地，为了避免增加电极组件200的整体厚度，沿所述电极组件200的厚度方向，所述第一连接件40与所述第二连接件50的投影不重叠。

第三实施例

请参阅图9和图10，第三实施例的电极组件300与第二实施例的电极组件200，区别在于，第三实施例中，所述隔离膜30背离所述第一未涂覆区12的一侧还设有第三连接件60，使所述第一未涂覆区12、所述隔离膜30和所述第二未涂覆区13通过所述第三连接件固定连接，进一步提高电极组件300的硬度。

第四实施例

请参阅图11和图12，第四实施例的电极组件400与第一实施例的电极组件100大致相同，区别在于，第四实施例中，所述第一连接件40沿所述电极组件100的宽度方向延伸，所述第一连接件40覆盖并连接所述第一未涂覆区12、所述第二未涂覆区13和所述端部隔离膜31。

具体地，所述隔离膜30覆盖所述第一未涂覆区12和所述第二未涂覆区13相对的两个表面，所述第一连接件40为设置在所述隔离膜30卷绕起始端的两侧表面的粘接层，所述端部隔离膜31、所述第一未涂覆区12和所述第二未涂覆区13通过所述隔离膜30上的粘接层固定连接。

第五实施例

请参阅图14，第五实施例的电极组件500与第一实施例的电极组件100大致相同，区别在于，第五实施例中，所述电极组件100还包括支撑件91，所述支撑件91夹设于所述第一未涂覆区12和所述第二未涂覆区13之间，以支撑所述单面区11，抑制所述单面区11发生不规则形变。所述第一连接件40设置在第一未涂覆区12与所述支撑件91之间，以连接所述支撑件91与所述单面区11，防止所述支撑件91从所述电极组件500脱落。

请参阅图15，本申请还提供一种电池600，包括上述任一实施例或实施例组合中的电极组件和包装体601，所述包装体601收容所述电极组件，所述电极组件的极耳伸出所述包装体601。

以上实施方式仅用以说明本申请的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本申请进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本申请的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本申请技术方案的精神和范围。