1.本技术涉及电池技术领域,特别是涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电设备。
背景技术:2.目前使用较多的电池为二次电池,电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用。二次电池广泛用于电子设备,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。
3.电极组件是电池实现充放电功能的核心部件,电极组件通常包括两个不同极性的极片以及位于两个极片之间的隔离件,在电池中,隔离件受热变形会导致两个极片相互接触,引发短路。如何经济且可靠地提高电池的热稳定性,成为一个亟待解决的问题。
技术实现要素:4.本技术提供一种电极组件、电池单体、电池及用电设备,可以更为经济、可靠地提高电池的热稳定性。
5.第一方面本技术实施例提供一种电极组件,包括第一极片、第二极片以及隔离件,并沿卷绕方向卷绕,形成卷绕结构,隔离件设置于第一极片和第二极片之间。其中,隔离件具有第一复合区和第二复合区,在卷绕方向上,第一复合区相较于第二复合区更靠近隔离件的卷绕起始端,第一复合区和第二复合区至少一侧表面复合有耐热层,第一复合区耐热层的最大厚度小于第二复合区耐热层的最小厚度。
6.根据本技术实施例,隔离件设置于第一极片和第二极片之间,用于隔离第一极片和第二极片,防止第一极片和第二极片接触造成短路。隔离件具有第一复合区和第二复合区,且第一复合区和第二复合区至少一侧表面复合有耐热层,耐热层提高了电极组件的耐热性能。降低了隔离件受热变形,导致第一极片和第二极片部分接触造成短路的风险。第一复合区耐热层的最大厚度小于第二复合区耐热层的最小厚度,增强了电极组件外圈的耐热性能的同时,降低了电极组件的制造成本,提高了电池的能量密度。
7.在一些实施例中,在卷绕方向上,第一复合区至少延伸至第一极片或第二极片的卷绕起始端,第二复合区至少延伸至第一极片或第二极片的卷绕末端。
8.根据本技术实施例,第一复合区延伸至第一极片或第二极片的卷绕起始端,第二复合区至少延伸至第一极片或第二极片的卷绕末端,使得隔离件在第一极片和第二极片厚度方向上投影重合的区域具有耐热层,进一步提高了第一极片和第二极片高温下保持隔离的可能性。
9.在一些实施例中,在卷绕方向上,第二复合区部分超出第一极片或第二极片的卷绕末端,超出部分环绕电极组件至少一周。
10.根据本技术实施例,由于耐热层具有一定的隔热作用,所以第二复合区超出第一极片或第二极片,且部分环绕电极组件至少一周,对热量从故障电极组件向周围电极组件
传递起到一定的阻碍作用,延缓热量的蔓延,提高了电池的安全性能。
11.在一些实施例中,第一复合区和第二复合区均具有多个子复合区,每个子复合区的耐热层厚度均匀,在卷绕方向上,多个子复合区的耐热层厚度递增。
12.根据本技术实施例,每个子复合区内的耐热层厚度不变,降低了耐热层与隔离件复合的加工难度,提高了生产效率。在卷绕方向上,多个子复合区的耐热层厚度递增,使得在卷绕方向上,耐热层的耐热性能逐步增强。
13.在一些实施例中,在卷绕方向上,第一复合区和第二复合区的耐热层厚度连续增加。
14.根据本技术实施例,在卷绕方向上,耐热层厚度连续增加,使得卷绕结构热压后,第一极片、隔离件、第二极片之间紧密贴合,进一步提高了电池的能量密度。
15.在一些实施例中,所述第二复合区的两面均复合有耐热层。
16.根据本技术实施例,第二复合区的两面均复合有耐热层进一步提高了电极组件外圈的耐热能力,一定程度上阻碍了热量向电极组件内圈传递。
17.在一些实施例中,耐热层为陶瓷层。
18.根据本技术实施例,陶瓷层具有良好的耐热性能,且耐电解液、不易燃烧,使得陶瓷层可以在电池温度升高时在一定程度上防止隔离件变形。
19.在一些实施例中,陶瓷层厚度为d,0.75μm≤d≤3μm。
20.根据本技术实施例,陶瓷层根据需求在不同区域采用不同的厚度设计,在提高电极组件耐热性能的同时,减小了成本浪费和能量密度的损失。
21.第二方面本技术实施例提供一种电池单体,包括壳体和上述电极组件;电极组件容纳于壳体内。
22.上述方案中,电池单体包括电极组件,电极组件包括第一极片、第二极片以及隔离件,隔离件设置于第一极片和第二极片之间,第一极片、第二极片和隔离件沿卷绕方向卷绕并形成卷绕结构。其中,隔离件具有第一复合区和第二复合区,在卷绕方向上,第一复合区相较于第二复合区更靠近隔离件的卷绕起始端,第一复合区和第二复合区至少一侧表面复合有耐热层,第一复合区耐热层的厚度小于第二复合区耐热层的厚度。上述方案可以更为经济、可靠地提高电池的热稳定性。
23.第三方面本技术实施例提供一种电池,包括箱体和本技术第二方面提供的电池单体;电池单体容纳于箱体内。
24.第四方面本技术实施例提供一种用电设备,包括本技术第三方面提供的电池。
25.本技术提供的电极组件包括第一极片、第二极片以及隔离件,并沿卷绕方向卷绕,形成卷绕结构,隔离件设置于第一极片和第二极片之间。其中,隔离件具有第一复合区和第二复合区,在卷绕方向上,第一复合区相较于第二复合区更靠近隔离件的卷绕起始端,第一复合区和第二复合区至少一侧表面复合有耐热层,第一复合区耐热层的最大厚度小于第二复合区耐热层的最小厚度。通过上述方案更为经济、可靠地提高了电池的热稳定性。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例,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,还可以根据附图获得其他的附图。
27.图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图;
28.图2为本技术一些实施例提供的电池的结构示意图;
29.图3为本技术一些实施例提供的电池模组的结构示意图;
30.图4为本技术一些实施例提供的电池单体的结构示意图;
31.图5为本技术一些实施例提供的电极组件的结构示意图;
32.图6为电极组件中隔离件展开的结构示意图;
33.图7为本技术另一些实施例提供的电极组件的结构示意图;
34.图8为电极组件中隔离件展开的另一种结构示意图;
35.在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
36.标记说明:10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;13-容纳腔;20
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电池模组;30-电池单体;31-壳体;40-电极组件;第一极片-41;第二极片
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42;隔离件-43;第一复合区-431;第二复合区-432;子复合区-433;耐热层-44;卷绕方向-z;100-电池;1000-车辆。
具体实施方式
37.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都属于本技术保护的范围。
38.除非另有定义,本技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本技术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,不是旨在于限制本技术;本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本技术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或主次关系。
39.在本技术中提及“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技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语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。
40.在本技术的描述中,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”、“附接”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,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.在本技术的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本技术实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本技术构成任何限定。
42.本技术中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
43.本技术中,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,本技术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,本技术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,本技术实施例对此也不限定。
44.本技术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,本技术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。
45.电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极极片、负极极片和隔离件组成。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。隔离件的基膜材质可以为pp(polypropylene,聚丙烯)或 pe(polyethylene,聚乙烯)等。
46.当电池发生短路等故障时,电池的温度可能会不断升高,当温度达到一定值时,隔离件开始发生变形,正负极片可能会因此接触,引发短路。为了提高电池的热稳定性,通常会使用具有耐热层的隔离件。但是,耐热层厚度越厚时,制造成本越高;耐热层厚度越薄,耐热性能越差。现有的设计难以经济、可靠地提高电极组件的热稳定性。
47.发明人意识到当一个电极组件或电池单体温度升高时,其热量会通过接触,传到其他电极组件或电池单体的外部后,再传到这些电极组件或电池单体内部。
48.为满足平衡成本和耐热性能的需求,根据上述传热路径,发明人提供了一种电极组件、电池单体、电池及用电设备,其特征在于,电极组件,包括第一极片、第二极片以及隔离件,并沿卷绕方向卷绕,形成卷绕结构,隔离件设置于第一极片和第二极片之间。其中,隔离件具有第一复合区和第二复合区,在卷绕方向上,第一复合区相较于第二复合区更靠近隔离件的卷绕起始端,第一复合区和第二复合区至少一侧表面复合有耐热层,第一复合区耐热层的最大厚度小于第二复合区耐热层的最小厚度。上述方案更加经济、可靠地提高了电池的热稳定性。
49.本技术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。
50.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。本技术实施例对上述用电设备不做特殊限制。
51.以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
52.参见图1,图1为本技术一些实施例公开的车辆1000的结构示意图,车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100 可以作为车辆1000的操作电源。
53.在本技术一些实施例中,电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
54.在一些实施例中,参见图2,图2为本技术一些实施例公开的电池 100的结构示意图,电池100包括箱体10和电池模组20,箱体10用于容纳电池模组20。
55.箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,以限定出用于容纳电池单体30的容纳腔13。第一部分11和第二部分12可以是多种形状,比如,长方体、圆柱体等。第一部分 11可以是一侧开放的空心结构,第二部分12也可以是一侧开放的空心结构,第二部分12的开放侧盖合于第一部分11的开放侧,则形成具有容纳腔13的箱体10。如图2所示,也可以是第一部分11为一侧开放的空心结构,第二部分12为板状结构,第二部分12盖合于第一部分11的开放侧,则形成具有容纳腔13的箱体10。示例性的,在图2中,第一部分11和第二部分12均为长方体结构。
56.其中,第一部分11与第二部分12可以通过密封元件来实现密封,密封元件可以是密封圈、密封胶等。
57.在电池100中,电池单体30可以是一个、也可以是多个。若电池单体30为多个,多个电池单体30之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体30中既有串联又有并联。可以是多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模组20,多个电池模组20再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。也可以是所有电池单体30之间直接串联或并联或混联在一起,再将所有电池单体30构成的整体容纳于箱体10内。
58.参见图3,图3为本技术一些实施例公开的电池模组20的结构示意图,电池模组20包括电池单体30。电池单体30可以是一个、也可以是多个。
59.参见图4,图4为本技术一些实施例公开的电池单体30的结构示意图。电池单体30包括壳体31、端盖和电极组件40。
60.壳体31具有开口,壳体31用于容纳电极组件40。壳体31的材料可以是铝、钢、铝合金等,在此不做特殊限制。壳体31的形状可以是圆柱形、方形等,在此不做特殊限制。示例性地,参见图4,壳体31是方形的。
61.端盖用于盖合壳体31的开口,端盖可以是塑料、铝、钢、铝合金等材质。端盖和壳体31可以通过焊接、粘接、卡接等方式实现盖合。
62.参见图5和图6,图5为本技术一些实施例提供的电极组件40的结构示意图;图6为电极组件40中隔离件43展开的结构示意图。电极组件 40包括第一极片41、第二极片42以及隔离件43,并沿卷绕方向z卷绕,形成卷绕结构,隔离件43设置于第一极片41和第二极片42之间。其中,隔离件43具有第一复合区431和第二复合区432,在卷绕方向z上,第一复合区431相较于第二复合区432更靠近隔离件43的卷绕起始端,第一复合区431和第二复合区432至少一侧表面复合有耐热层44,第一复合区 431耐热层44的最大厚度小于第二复合区432耐热层44的最小厚度。
63.第一极片41和第二极片42极性相反,两者中的一个为正极极片,另一个为负极极片,示例性的,参见图5,第一极片41为正极极片,第二极片42为负极极片。所以,示例性的,第一极片41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。其中,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。第二极片42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。
64.隔离件43包括基膜以及位于基膜上的复合层。复合层可以是一种或多种材料构成,复合层可以用于增强隔离件43的强度、提高电极组件 40的热稳定性、或提高隔离件43对电解液的储存能力。复合层可以是聚偏氟乙烯、陶瓷涂层等。基膜材质可以是pp(polypropylene,聚丙烯)或 pe(polyethylene,聚乙烯)等,本技术不做特殊要求。隔离件43用于使第一极片41和第二极片42之间保持绝缘。
65.第一极片41、第二极片42以及隔离件43,沿卷绕方向z卷绕,并形成卷绕结构。即第一极片41、第二极片42以及隔离件43对应叠加,绕着卷针,从一端向与之对应的另一端卷绕,所述一端为卷绕起始端,位于卷绕结构的最内圈,所述另一端为卷绕末端,位于卷绕结构的最外圈。卷绕方向z指的从卷绕起始端向卷绕末端进行卷绕的方向。
66.第一复合区431和第二复合区432为隔离件43在其长度方向上划分的区域,第一复合区431相较于第二复合区432更靠近卷绕起始端,使得形成卷绕结构后,第一复合区431相较于第二复合区432位于卷绕结构的内圈。
67.第一复合区431和第二复合区432在厚度方向上的投影共同覆盖第一极片41或第二极片42的活性物质层的涂覆区域。
68.耐热层44完全覆盖第一复合区431的至少一侧和第二复合区432 的至少一侧。耐热层44相较于基膜具有更好的耐热性能,所以在温度升高时,耐热层44可以减小隔离件43的形变。耐热层44可以由一种材料制成,或由多种材料混合制成。耐热层44可以由陶瓷粉体、溶剂、粘接剂等混合制成。
69.根据本技术实施例,隔离件43设置于第一极片41和第二极片42 之间,用于隔离第一极片41和第二极片42,防止第一极片41和第二极片 42接触造成短路。隔离件43具有第一复合区431和第二复合区432,且第一复合区431和第二复合区432至少一侧表面复合有耐热层44,耐热层 44提高了电极组件40的耐热性能。降低了隔离件43受热变形,导致第一极片41和第二极片42部分接触造成短路的风险。第一复合区431耐热层 44的厚度小于第二复合区432耐热层44的厚度,增强了电极组件40外圈的耐热性能,降低了电极组件40的制造成本,提高了电池的能量密度。
70.参见图5和图6,在卷绕方向z上,第一复合区431至少延伸至第一极片41或第二极片42的卷绕起始端,第二复合区432至少延伸至第一极片41或第二极片42的卷绕末端。
71.第一复合区431至少延伸至第一极片41或第二极片42的卷绕起始端指的是当第一
极片41为负极极片时,第一复合区431延伸至第一极片 41的卷绕起始端或超出第一极片41的卷绕起始端。当第二极片42为负极极片时,第一复合区431延伸至第二极片42的卷绕起始端或超出第二极片42的卷绕起始端。
72.第二复合区432至少延伸至第一极片41或第二极片42的卷绕末端指的是当第一极片41为负极极片时,第二复合区432延伸至第一极片41 的卷绕末端或超过第一极片41的卷绕末端。当第二极片42为负极极片时,第二复合区432延伸至第二极片42的卷绕末端或超过第二极片42的卷绕末端。
73.根据本技术实施例,第一复合区431延伸至第一极片41或第二极片42的卷绕起始端,第二复合区432至少延伸至第一极片41或第二极片 42的卷绕末端,使得隔离件43在第一极片41和第二极片42厚度方向上投影重合的部分具有耐热层44,进一步提高了第一极片41和第二极片42 高温下保持隔离的可能性。
74.参见图5和图6,在卷绕方向z上,第一复合区431和第二复合区 432的耐热层44厚度连续增加。
75.耐热层44厚度连续增加指的是在卷绕方向z上,耐热层44越靠近卷绕末端,其厚度越大。
76.根据本技术实施例,在卷绕方向z上,耐热层44厚度连续增加,使得卷绕结构热压后,第一极片41、隔离件43、第二极片42之间紧密贴合,进一步提高了电池的能量密度。
77.参见图6和图7,图7为本技术另一些实施例提供的电极组40的结构示意图,在卷绕方向z上,第二复合区432部分超出第一极片41或第二极片42的卷绕末端,超出部分环绕电极组件40至少一周。
78.示例性的,在图7中,超出部分沿卷绕方向环绕电极组件40一周。在实际应用时,可以根据需要来增加超出部分的长度,以增强电极组件40的隔热能力。
79.根据本技术实施例,由于耐热层44具有一定的隔热作用,所以第二复合区432超出第一极片41或第二极片42的部分环绕电极组件40至少一周,对热量从故障的电极组件40向周围电极组件40传递起到一定的阻碍作用,延缓热量的蔓延,提高了电池的安全性能。
80.参见图8,图8为电极组件40中隔离件43展开的另一种结构示意图。第一复合区431和第二复合区432均具有多个子复合区433,每个子复合区433的耐热层44厚度均匀,在卷绕方向z上,多个子复合区433 的耐热层44厚度递增。
81.多个指两个或两个以上。第一复合区431和第二复合区432具有的子复合区433数量可以相同或不同。各个子复合区433的长度可以相同或不同,示例性的,参见图8,各个子复合区433的长度相同。
82.每个子复合区433的耐热层44厚度均匀指的是单个子复合区433 内各处厚度相同。
83.多个子复合区433沿卷绕方向z连续设置,且多个子复合区433间的厚度递增,即越靠近卷绕末端的子复合区433其耐热层44的厚度越大。相邻子复合区433间耐热层44的厚度差可以相同或不同,示例性的,如图8所示,越靠近卷绕末端的相邻子复合区433间耐热层44的厚度差越大。
84.根据本技术实施例,每个子复合区433内的耐热层44厚度不变,降低了耐热层44与隔离件43复合的加工难度,提高了生产效率。在卷绕方向z上,多个子复合区433的耐热层44
厚度递增,使得在卷绕方向z 上,耐热层44的耐热性能逐步增强。
85.参见图7和图8,第二复合区432的两面均复合有耐热层44。
86.第二复合区432的两面指的是第二复合区432与第一极片41和第二极片42的接触面。
87.耐热层44和基膜复合可以通过旋转喷涂、凹版、涂布等方式。根据实际生产情况,选择具体的复合方式,在此不做特殊要求。
88.根据本技术实施例,第二复合区432的两面均复合有耐热层44进一步提高了电极组件40外圈的耐热能力,一定程度上阻碍了热量向电极组件40内圈传递。
89.在一些实施例中,耐热层44为陶瓷层。
90.陶瓷层不限于只有陶瓷一种材料,陶瓷层可以是由陶瓷粉体、溶剂、粘结剂等按照一定比例混合制成。具体混合比例在本技术中不做特殊限制。
91.根据本技术实施例,陶瓷层具有良好的耐热性能,且耐电解液、不易燃烧,使得陶瓷层可以在电池温度升高时在一定程度上防止隔离件43 变形。
92.在一些实施例中,隔离件43上的陶瓷层厚度为d,0.75μm≤d≤3μ m。
93.可选的,d可以为1μm、1.5μm、2μm、2.5μm等,实际生产中根据各区域的厚度需求进行设计和制造。
94.其他因素不变的前提下,陶瓷层的厚度越大,电极组件40的耐热性能越好,制造成本也越高。根据实际对产品的耐热性能和制造成本的要求,陶瓷层最小厚度不低于0.75μm,最大厚度不超过3μm。
95.根据本技术实施例,陶瓷层根据需求在不同区域采用不同的厚度设计,在提高电极组件40耐热性能的同时,减小了成本浪费和能量密度的损失。
96.参见图6和图7,在一些实施例中,电极组件40包括第一极片 41、第二极片42以及隔离件43,并沿卷绕方向z卷绕,形成卷绕结构,隔离件43设置于第一极片41和第二极片42之间。其中,隔离件43具有第一复合区431和第二复合区432,在卷绕方向z上,第一复合区431相较于第二复合区432更靠近隔离件43的卷绕起始端,第一复合区431和第二复合区432至少一侧表面复合有耐热层44,第一复合区431耐热层44 的最大厚度小于第二复合区432耐热层44的最小厚度。在所述卷绕方向z 上,所述第二复合区432部分超出第一极片41或第二极片42的卷绕末端,超出部分环绕电极组件40至少一周。在卷绕方向z上,第一复合区 431和第二复合区432的耐热层44厚度均连续增加。其中,第二复合区 432的两面均复合有所述耐热层44,且耐热层44为陶瓷层,厚度d范围为0.75μm≤d≤3μm。
97.参见图7和图8,在一些实施例中,电极组件40包括第一极片 41、第二极片42以及隔离件43,并沿卷绕方向z卷绕,形成卷绕结构,隔离件43设置于第一极片41和第二极片42之间。其中,隔离件43具有第一复合区431和第二复合区432,在卷绕方向z上,第一复合区431相较于第二复合区432更靠近隔离件43的卷绕起始端,第一复合区431和第二复合区432至少一侧表面复合有耐热层44,第一复合区431耐热层44 的最大厚度小于第二复合区432耐热层44的最小厚度。在所述卷绕方向z 上,所述第二复合区432部分超出第一极片41或第二极片42的卷绕末端,超出部分环绕电极组件40至少一周。第一复合区431和第二复合区 432均具有多个子复合区433,每个子复合区433的耐热层44厚度均匀,在卷绕方向z上,多个子复合区433的耐热层44厚度递增,且耐热层44 为陶瓷层,厚度d范围为0.75μm≤d≤3μm。
98.虽然已经参考优选实施例对本技术进行了描述,但在不脱离本技术的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
技术特征:1.一种电极组件,其特征在于,所述电极组件包括第一极片、第二极片以及隔离件,并沿卷绕方向卷绕,形成卷绕结构,所述隔离件设置于所述第一极片和所述第二极片之间;其中,所述隔离件具有第一复合区和第二复合区,在卷绕方向上,所述第一复合区相较于所述第二复合区更靠近所述隔离件的卷绕起始端,所述第一复合区和所述第二复合区至少一侧表面复合有耐热层,所述第一复合区的耐热层的最大厚度小于所述第二复合区的耐热层的最小厚度。2.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,在所述卷绕方向上,所述第一复合区至少延伸至所述第一极片或所述第二极片的卷绕起始端,所述第二复合区至少延伸至所述第一极片或所述第二极片的卷绕末端。3.根据权利要求2所述的电极组件,其特征在于,在所述卷绕方向上,所述第二复合区部分超出所述第一极片或所述第二极片的卷绕末端,超出部分环绕所述电极组件至少一周。4.根据权利要求1-3任一项所述的电极组件,其特征在于,所述第一复合区和所述第二复合区均具有多个子复合区,每个所述子复合区的耐热层厚度均匀,在所述卷绕方向上,所述多个子复合区的耐热层厚度递增。5.根据权利要求1-3任一项所述的电极组件,其特征在于,在所述卷绕方向上,所述第一复合区和所述第二复合区的耐热层厚度均连续增加。6.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述第二复合区的两面均复合有所述耐热层。7.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述耐热层为陶瓷层。8.根据权利要求7所述的电极组件,其特征在于,所述陶瓷层厚度为d,0.75μm≤d≤3μm。9.一种电池单体,包括壳体和根据权利要求1-8任一项所述的电极组件;所述电极组件容纳于所述壳体内。10.一种电池,包括箱体和权利要求9所述的电池单体;所述电池单体容纳于所述箱体内。11.一种用电设备,包括权利要求10所述的电池。
技术总结本申请实施例提供一种电极组件、电池单体、电池及用电设备,属于电池技术领域。电极组件包括第一极片、第二极片以及隔离件,并沿卷绕方向卷绕,形成卷绕结构,隔离件设置于第一极片和第二极片之间;其中,隔离件具有第一复合区和第二复合区,在卷绕方向上,第一复合区相较于第二复合区更靠近隔离件的卷绕起始端,第一复合区和第二复合区至少一侧表面复合有耐热层,第一复合区的耐热层的最大厚度小于第二复合区的耐热层的最小厚度,经济且可靠地提高了电池的热稳定性。高了电池的热稳定性。高了电池的热稳定性。
技术研发人员:金泽林 陈威 郑巨胜 郑东来 史东洋
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:2021.10.28
技术公布日:2022/7/5