电极组件、电池单体、电池及用电装置的制作方法

本申请涉及电池，尤其涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。

背景技术：

1、电池单体广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。

2、在电池技术的发展中，如何改善电池的可靠性，一直是电池技术中的一个研究方向。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本申请提供了一种电极组件、电池单体、电池及用电装置，能够提高电池单体的可靠性。

2、一方面，本申请实施例提供了一种电极组件。电极组件包括正极极片和负极极片。正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体表面的正极活性物质层。负极极片与正极极片层叠设置，负极极片包括负极集流体、设置于负极集流体表面的负极活性物质层、以及绝缘层，负极活性物质层包括彼此连接第一区域和第二区域，第二区域的表面涂覆有绝缘层，第一区域的表面未涂覆绝缘层。在负极极片与正极极片的层叠方向上，第一区域的至少部分与正极活性物质层相对，绝缘层的至少部分不与正极活性物质层重叠。

3、在上述方案中，负极活性物质层包括的第二区域涂覆有绝缘层可以增加第二区域的密度，从而提高金属离子在负极活性物质层内的扩散难度，降低因金属离子在电场、液相扩散等作用下向第二区域的负极活性物质层扩散并嵌入的可能性，改善第二区域的离子析出现象，提高电池的可靠性。

4、在一些实施例中，第一区域和第二区域沿第一方向设置，绝缘层沿第一方向上的长度为d，d的范围为0mm≤d≤10mm。

5、在上述方案中，通过将绝缘层沿第一方向上的长度范围限制为0mm≤d≤10mm，可以有效提高绝缘层对第二区域的覆盖区域，进一步降低第二区域出现离子析出现象的可能性，降低对负极极片正常工作性能的影响，提高电极组件的可靠性。

6、在一些实施例中，负极集流体还包括负极耳和主体部，负极活性物质层设置于主体部。负极耳凸出于主体部沿第一方向的端部。其中，第二区域设置于主体部靠近负极耳的一端，和/或，第二区域设置于主体部远离负极耳的一端，有利于提高第二区域布置的灵活性，从而提高负极极片的适用性，有利于提高负极极片的通用性。

7、在一些实施例中，第一区域的负极活性物质层的压实密度小于第二区域的负极活性物质层的压实密度，进一步降低金属离子从第一区域扩散至第二区域的可能性，从而降低第二区域出现的离子析出现象的可能性，提高电极组件的可靠性。

8、在一些实施例中，第一区域的负极活性物质层的厚度等于第二区域的负极活性物质层的厚度和第二区域的绝缘层的厚度之和，从而降低第二区域过渡受压导致第二区域的负极活性物质层的粘接力降低导致负极活性物质材料掉落的可能性。

9、在一些实施例中，绝缘层的压实密度为ρ1，ρ1满足范围为1g/cm3≤ρ1≤2g/cm3，有利于降低绝缘层对电池、液相扩散等作用下金属离子扩散并嵌入至第二区域的负极活性物质层的可能性的同时，降低绝缘层的重量在电极组件中的占比，降低电极组件的重量。

10、在一些实施例中，第一区域中的负极活性物质层的压实密度为ρ2，ρ2满足范围为1.3g/cm3≤ρ2≤1.9g/cm3，有利于提高负极活性物质层的储电量，进而提高电极组件的容量，提高电池的使用时长。

11、在一些实施例中，第二区域中的负极活性物质层的压实密度为ρ3，ρ3满足范围为0g/cm3≤（ρ3-ρ2）≤0.2g/cm3，减小第一区域和第二区域中负极活性物质层压实密度差异的同时，降低金属离子扩散第二区域的可能性。

12、在一些实施例中，电极组件包括孔结构，孔结构由绝缘层背向负极集流体的表面凹陷至预设位置。

13、在上述方案中，孔结构中可以存储电解液，在背离重力方向的一端电解液缺少的情况下，可以降低极片出现离子析出现象的可能性，使得电池仍可以正常工作，提高电池的使用寿命，提高电池的可靠性。

14、在一些实施例中，孔结构贯穿绝缘层、负极活性物质层以及负极集流体设置，进一步提高孔结构内存储电解液的容量，降低负极极片出现离子析出现象的可能性，进一步提高电池的使用寿命。

15、在一些实施例中，孔结构沿第一方向上的尺寸为h，0mm＜h≤1mm，第一方向为第一区域和第二区域并排设置方向，减缓绝缘层对金属离子向第二区域活性物质层扩散的可能性的同时，提高第二区域对电解液的存储容量，降低长期存放或者长期工作导致局部区域出现电解液缺少后该局部区域的极片出现离子析出现象的可能性。

16、在一些实施例中，绝缘层包括多个绝缘部，多个绝缘部沿第一方向间隔设置。和/或，多个绝缘部沿第二方向间隔设置，第一方向为第一区域和第二区域并排设置方向，第一方向、第二方向以及负极集流体的厚度方向两两相交。

17、在上述方案中，通过设置多个绝缘部，提高绝缘部在第二区域设置的灵活性，可以根据设计需要对第二区域进行特定区域的绝缘层涂覆，针对性的降低局部区域出现离子析出现象的可能性，从而降低绝缘层对负极极片正常工作的影响。

18、第二方面，本申请实施例提供了一种电池单体，外壳和包括前述任一实施方式中的电极组件。电极组件容纳于外壳内。

19、第三方面，本申请实施例提供了一种电池，包括前述任一实施方式中的电池单体。

20、第四方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括前述任一实施方式中的电池，电池用于提供电能。

21、上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，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。

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，所述第一区域和所述第二区域沿第一方向设置，所述绝缘层沿所述第一方向上的长度为d，d的范围为0mm≤d≤10mm。

3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体还包括负极耳和主体部，所述负极活性物质层设置于所述主体部，所述负极耳凸出于所述主体部沿第一方向的端部；

4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一区域的负极活性物质层的压实密度小于所述第二区域的负极活性物质层的压实密度。

5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一区域的负极活性物质层的厚度等于所述第二区域的负极活性物质层的厚度和所述第二区域的绝缘层的厚度之和。

6.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述绝缘层的压实密度为ρ1，ρ1满足范围为1g/cm3≤ρ1≤2g/cm3。

7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述第一区域中的负极活性物质层的压实密度为ρ2，ρ2满足范围为1.3g/cm3≤ρ2≤1.9g/cm3。

8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述第二区域中的负极活性物质层的压实密度为ρ3，ρ3满足范围为0g/cm3≤（ρ3-ρ2）≤0.2g/cm3。

9.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件包括孔结构，所述孔结构由所述绝缘层背向所述负极集流体的表面凹陷至预设位置。

10.根据权利要求9所述的电极组件，其特征在于，所述孔结构贯穿所述绝缘层、所述负极活性物质层以及所述负极集流体设置。

11.根据权利要求10所述的电极组件，其特征在于，所述孔结构沿第一方向上的尺寸为h，h满足范围为0mm＜h≤1mm，所述第一方向为所述第一区域和所述第二区域并排设置方向。

12.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述绝缘层包括多个绝缘部，多个所述绝缘部沿第一方向间隔设置；和/或，多个所述绝缘部沿第二方向间隔设置，所述第一方向为所述第一区域和所述第二区域并排设置方向，所述第一方向、所述第二方向以及所述负极集流体的厚度方向两两相交。

13.一种电池单体，其特征在于，包括：外壳；

14.一种电池，其特征在于，包括如权利要求13所述的电池单体。

15.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求14所述的电池，所述电池用于提供电能。

技术总结
本申请提供了一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。电极组件包括正极极片和负极极片。正极极片包括正极集流体和设置于正极集流体表面的正极活性物质层。负极极片与正极极片层叠设置，负极极片包括负极集流体、设置于负极集流体表面的负极活性物质层、以及绝缘层，负极活性物质层包括彼此连接第一区域和第二区域，第二区域的表面涂覆有绝缘层，第一区域的表面未涂覆绝缘层。在负极极片与正极极片的层叠方向上，第一区域的至少部分与正极活性物质层相对，绝缘层的至少部分不与正极活性物质层重叠。本申请能够提高电池单体的可靠性。

技术研发人员：吴凯,周仓,薛龙飞,罗庆鹏,曹俊琪
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：20231025
技术公布日：2024/1/25