极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备的制作方法

本申请涉及电池制造，尤其涉及一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备。

背景技术：

1、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，因此，如何提高电池的可靠性，成为业内的一个难题。

技术实现思路

1、本申请实施例提供一种极片，电极组件，电池单体，电池及用电设备，以降低电池单体析锂的可能性，提供电池单体的可靠性。

2、第一方面，本申请实施例提供一种极片，极片包括集流体、活性物质层和离子传导层。活性物质层设置于所述集流体的厚度方向的一侧或两侧；沿所述集流体的宽度方向，所述离子传导层设置于所述活性物质层的端部。

3、上述技术方案中，由于电解液不足的情况下电解液易形成的凹液面，将离子传导层设置于易形成凹液面的位置，锂离子依然可以经离子传导层在正极极片与负极极片之间传导，使得锂离子嵌入凹液面对应的负极极片，从而降低锂离子由于无法嵌入凹液面对应的位置而引起析锂的可能性，提高了电池单体的可靠性。

4、另外，离子传导层具有一定的体积，可以起到延缓凹液面内移的作用。并且，离子传导层会占用使用该极片的电池单体的内部空间，在电池单体的内部空间一定，极片的尺寸一定，电解液的量一定的情况下，极片的活性物质层的端部设置离子传导层，电解液的液面上升，会浸润到更多极片。在电解液浸润的区域锂离子可以在正极极片与负极极片之间脱嵌，降低锂离子无法嵌入负极而大量富集于电池单体底部引起析锂的可能性，提高了电池单体的可靠性。

5、在一些实施例中，沿所述集流体的厚度方向，所述离子传导层覆盖所述活性物质层在所述宽度方向上的端部。

6、上述技术方案中，若极片未设置离子传导层，使用该极片的电池单体放电时，极片由厚变薄，相邻两个极片之间的间隙增加，电解液活性物质层的端部形成凹液面，凹液面对应的位置存在间隙，锂离子无法从间隙的位置对应的正极极片与负极极片之间传导。因此，离子传导层沿集流体的厚度方向覆盖活性物质层的端部，离子传导层位于原有的凹液面的对应的间隙处，可以延缓凹液面内移，在该位置缺少电解液浸润时，锂离子依然可以在离子传导层的作用下直接嵌入负极极片的活性物质层的端部。

7、在一些实施例中，沿所述集流体的厚度方向，所述离子传导层在所述集流体上的投影与所述活性物质层在所述集流体上的投影不重叠。

8、上述技术方案中，离子传导层靠近活性物质层的端面，该位置处，锂离子经离子传导层实现在相邻的正极极片与负极极片之间脱嵌。

9、在一些实施例中，沿所述宽度方向，所述活性物质层与所述离子传导层连续设置。

10、上述技术方案中，离子传导层靠近活性物质层的端面，该位置处，锂离子经离子传导层实现在相邻的正极极片与负极极片之间脱嵌。

11、在一些实施例中，所述离子传导层的厚度大于所述活性物质层的厚度。

12、上述技术方案中，离子传导层可以进一步减小使用该极片的电池单体中的极片之间的间隙。进一步延缓凹液面内移，降低使用该极片的电池单体因凹液面引起析锂的可能性，提高了电池单体的可靠性。

13、在一些实施例中，所述离子传导层包括固态电解质和氧化铝中的一种。

14、上述技术方案中，离子传导层为固态电解质和氧化铝中的一种，可以降低使用该极片的电池单体析锂的可能性。

15、在一些实施例中，所述离子传导层设置有多个，多个所述离子传导层沿所述极片的长度方向间隔设置。

16、上述技术方案中，在离子传导层沿宽度方向设置于活性物质层的端部的基础上，进一步有目的地沿长度方向，在电解液易形成凹液面的位置对应的区域设置离子传导层，使得离子传导层沿长度方向呈现间隔布置的状态。如此布置，既可以缓解使用该极片的电池单体析锂的可能性，同时降低设置离子传导层对电池单体内部空间的影响，降低对电池单体的能量密度的影响。

17、第二方面，本申请实施例提供一种电极组件，包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片中的至少一者为上述实施例提供的极片。

18、在一些实施例中，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括平直区和弯折区，所述离子传导层设置于所述弯折区。

19、上述技术方案中，若不设置离子传导层，由于平直区与电池单体的壳体的接触面大于比弯折区与壳体的接触面，平直区受到壳体的压力大于弯折区受到的壳体的压力。在电池单体充电转为放电的过程中，极片厚度减小，平直区受到壳体的挤压，位于平直区的相邻的两个极片之间的间隙较小，该位置的极片的活性物质层的端部不易产生凹液面，凹液面内移现象不明显，锂离子可以在平直区所在位置的正极极片与负极极片之间脱嵌。而弯折区的相邻的两个极片的之间的间隙较大，弯折区电解液不足，电解液在弯折区对应的活性物质层的端部更容易形成凹液面，凹液面内移，锂离子无法在凹液面对应的间隙处的正极极片和负极极片传导。

20、因此，直接在电极组件的弯折区设置离子传导层可以降低使用该电极组件的电池单体析锂的可能性，而电极组件的平直区不设置离子传导层，可以降低设置离子传导层对电极组件卷绕结构的影响，降低离子传导层对电池单体内部空间的占用，进而降低对电池单体能量密度的影响。

21、在一些实施例中，从所述电极组件的最内圈至最外圈，所述离子传导层在卷绕方向上的尺寸逐渐增大。

22、上述技术方案中，由于电极组件的弯折区对应的极片的活性物质层的端部容易产生凹液面，而电极组件的最内圈至最外圈的极片在卷绕方向上的尺寸逐渐增大，因此，离子传导层在电极组件卷绕方向上的尺寸与弯折区的极片在卷绕方向上的尺寸对应，离子传导层从电极组件的最内圈至最外圈，离子传导层在卷绕方向上的尺寸逐渐增大。如此布置，可以降低使用该电极组件的电池单体的弯折区缺少电解液时弯折区产生凹液面内移的可能性，从而降低使用该电极组件的电池单体析锂的可能性。

23、第三方面，本申请实施例一种电池单体，包括上述实施例提供的电极组件。

24、第四方面，本申请实施例一种电池，包括上述实施例提供的电池单体。

25、第五方面，本申请实施例一种用电设备，包括上述实施例提供的电池，所述电池用于为所述用电设备提供电能。

技术特征：

1.一种极片，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，沿所述集流体的厚度方向，所述离子传导层覆盖所述活性物质层在所述宽度方向上的端部。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，沿所述集流体的厚度方向，所述离子传导层在所述集流体上的投影与所述活性物质层在所述集流体上的投影不重叠。

4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，沿所述宽度方向，所述活性物质层与所述离子传导层连续设置。

5.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述离子传导层的厚度大于所述活性物质层的厚度。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述离子传导层包括固态电解质和氧化铝中的一种。

7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述离子传导层设置有多个，多个所述离子传导层沿所述极片的长度方向间隔设置。

8.一种电极组件，其特征在于，包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片中的至少一者为如权利要求1-7中任一项所述的极片。

9.根据权利要求8所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件为卷绕式结构，所述电极组件包括平直区和弯折区，所述离子传导层设置于所述弯折区。

10.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，从所述电极组件的最内圈至最外圈，所述离子传导层在卷绕方向上的尺寸逐渐增大。

11.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求8-10中任一项所述的电极组件。

12.一种电池，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池单体。

13.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求12所述的电池，所述电池用于为所述用电设备提供电能。

技术总结
本申请实施例提供一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备。极片包括集流体、活性物质层和离子传导层。活性物质层设置于集流体的厚度方向的一侧或两侧；沿集流体的宽度方向，离子传导层设置于活性物质层的端部。设置离子传导层可以降低使用该极片的电池析锂的可能性，提高电池的可靠性。

技术研发人员：范鹏,刘强,李白清
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：20230215
技术公布日：2024/1/12