CN222088800U - 电极组件、电池单体、电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

提供了一种电极组件(22)、电池单体(20)、电池(10)和用电装置。其中，电极组件(22)包括：极片(31)；极耳(32)，极耳(32)设置于极片(31)在第一方向(X)上的端部，极耳(32)设置有弯曲部(322)，弯曲部(322)用于给极耳(32)提供拉伸空间。通过在极耳(32)上设置弯曲部(322)，当电极组件(22)膨胀时，极耳(32)能够从弯曲部(322)中被拉伸出来，保持极耳(32)的电连接，避免电极组件(22)的厚度膨胀过大导致极耳(32)受到拉扯而产生裂纹甚至断裂，从而提高电池(10)的可靠性。

Description

电极组件、电池单体、电池和用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电极组件、电池单体、电池和用电装置。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，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。而对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

随着电池技术的发展，电池的各种性能都在不断提高。在电池的使用过程中，电池发挥电性能的可靠性是衡量电池的质量的重要因素。因此，如何提高电池的可靠性仍然是一个需要解决的问题。

发明内容

本申请提供了一种电极组件、电池单体、电池和用电装置，能够提高电池的可靠性。

第一方面，提供了一种电极组件，包括：极片；极耳，所述极耳设置于所述极片在第一方向上的端部，所述极耳设置有弯曲部，所述弯曲部用于给所述极耳提供拉伸空间。

在本申请实施例中，弯曲部中的极耳能够在电极组件膨胀时伸展开，为极耳提供拉伸空间。即使在电极组件的厚度膨胀至初始状态的两倍的情况下，仍然能够保持极耳的电连接，避免电极组件的厚度膨胀过大导致极耳受到拉扯而产生裂纹甚至断裂，从而提高电池的可靠性。

相比于未设置弯曲部的电极组件，设置有弯曲部的电极组件的整体长度不变，不会占用额外的空间，能够保证电池单体的能量密度；同时弯曲部能够提供更大的拉伸空间，以兼容膨胀程度较大的电极组件。

在一些实施例中，所述弯曲部包括至少一个弯曲结构。

弯曲结构能够实现极耳长度的折叠，在电极组件膨胀时为极耳提供额外的拉伸空间，避免电极组件的厚度膨胀过大导致极耳受到拉扯而产生裂纹甚至断裂。

在一些实施例中，所述弯曲结构为锯齿形、圆弧形、方波形中的至少一种。

不同形状的弯曲结构都可以为极耳提供拉伸空间，避免电极组件的厚度膨胀过大导致极耳受到拉扯而产生裂纹甚至断裂。其中，由锯齿形的弯曲结构形成的弯曲部能够折叠极耳的更多部分，为极耳提供更多的拉伸空间。同时，即使在弯曲部已经成型的情况下，仍然可以通过调整锯齿形中的角度来调整极耳在第一方向上的长度，有利于控制电极组件在第一方向上的整体长度，从而避免电极组件在第一方向上占用额外的空间，保证电池单体的能量密度。

在一些实施例中，所述弯曲部包括多个沿所述第一方向依次连接的折弯面，相邻两个折弯面之间的角度为30°-120°。

合适的角度范围既能够满足电极组件膨胀时极耳所需的拉伸空间，又不会对极耳以及电极组件造成损伤，有利于提高电池单体的使用寿命。

在一些实施例中，所述弯曲部在所述第二方向上凸出于所述极耳所在的平面。

这样能够实现极耳的一部分的折叠，在电极组件膨胀时为极耳提供额外的拉伸空间，避免电极组件的厚度膨胀过大导致极耳受到拉扯而产生裂纹甚至断裂。

在一些实施例中，所述弯曲部在所述第一方向上的投影在所述第二方向上的尺寸为0.3-2mm。

合适的尺寸范围既能够满足电极组件膨胀时极耳所需的拉伸空间，又不会占用过多额外的空间，有利于提高电池单体的能量密度。

在一些实施例中，多个所述极耳重叠在一起形成连接区，所述弯曲部设置于所述连接区。

在连接区设置弯曲部可以保证每个极耳均能够设置有弯曲部，在电极组件的厚度膨胀较大时能够为极耳提供拉伸空间，同时不影响后续极耳引线与极耳的焊接，在电池的使用过程中保证电池的可靠性。

在一些实施例中，所述极耳延展后的最大长度为F，所述电极组件在所述第二方向上的厚度为E，在所述第一方向上，所述连接区的背离所述极片的一端与所述极片之间的距离为D，D、E和F满足下述关系式：

在电极组件的生产过程中可以依据最大长度F的设计，为极耳预留出需要进行折叠的长度，以便于在电极组件膨胀时保证极耳的电连接，避免电极组件的厚度膨胀过大导致极耳受到拉扯而产生裂纹甚至断裂。

在一些实施例中，所述电极组件还包括：电极引线，所述电极引线的一端焊接于所述连接区在所述第一方向上背离所述极片的一端。

电极引线能够将电流从电极组件的内部引出，从而实现电池单体提供电能的功能。同时，电极引线与连接区的一端焊接也能够保证极耳在连接区的这一端的连接强度，避免由于电极组件的膨胀而导致极耳脱落，保证极耳具有良好的电连接，从而提高电池的可靠性。

在一些实施例中，所述弯曲部由具有弯曲表面的压板在10-500kPa的压力下形成。

具有弯曲表面的压板能够高效地在极耳表面形成弯曲部，在电极组件膨胀时为极耳提供拉伸空间，避免电极组件的厚度膨胀过大导致极耳受到拉扯而产生裂纹甚至断裂，从而提高电池的可靠性。同时，在合适的压力下形成弯曲部也能够提高产品的合格率，从而提高生产效率。

在一些实施例中，所述极耳包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳的极性相反，多个所述第一极耳重叠在一起形成第一连接区，多个所述第二极耳重叠在一起形成第二连接区，所述第一连接区和所述第二连接区分别设置有弯曲部。

分别在电极组件的两个极耳上设置弯曲部可以使得两个极耳均能受到保护，在电极组件发生膨胀时保持极耳的电连接，避免电极组件的厚度膨胀过大导致极耳受到拉扯而产生裂纹甚至断裂，从而提高电池的可靠性。

第二方面，提供了一种电池单体，包括上述任一实施例所述的电极组件。

第三方面，提供了一种电池，包括上述任一实施例所述的电池单体。

第四方面，提供了一种用电装置，包括上述任一实施例所述的电池，所述电池用于为所述用电装置提供电能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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申请的一些实施例，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。

图1是本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图。

图2是本申请实施例提供的一种电池的分解结构示意图。

图3是本申请实施例提供的一种电池单体的分解结构示意图。

图4是本申请实施例提供的一种电极组件的结构示意图。

图5是本申请实施例提供的一些电极组件中的弯曲部的结构示意图。

图6是本申请实施例提供的另一些电极组件中的弯曲部的结构示意图。

图7是本申请实施例提供的一种弯曲部的结构示意图。

图8是本申请实施例提供的一种膨胀后的电极组件的结构示意图。

图9是本申请实施例提供一种电极组件在不同阶段的结构示意图。

图10是本申请实施例提供另一种电极组件的结构示意图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。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。本申请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；本申请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，不是旨在于限制本申请；本申请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。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

在本申请中提及“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申请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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：存在A，存在A和B，存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请的实施例中，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，附图示出的本申请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，而不应对本申请构成任何限定。

本申请中，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、锂金属电池或镁离子电池等，本申请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，本申请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，本申请实施例对此也不限定。

本申请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，本申请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、负极极片和隔离膜组成。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，未涂覆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，未涂覆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，未涂覆负极活性物质层的负极集流体凸出于己涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂覆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、硅、锂金属或锂合金等。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。隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

为了满足不同的电力需求，电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。可选地，多个电池单体可以先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联组成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。电池再进一步设置于用电设备中，为用电设备提供电能。

电池中的电池单体往往是通过其内部的化学反应将化学能转化为电能，通过电极组件的极耳将电能导出，从而向外部用电设备供电的。在充放电的过程中，电池单体中的电极组件容易产生膨胀，尤其是在使用能够具有高能量密度的材料，例如硅和锂金属，作为负极的情况下，电极组件产生的体积膨胀就会更大，通过实验证明，电极组件膨胀后的厚度能够达到初始厚度的200％。然而，在生产电极组件时重叠在一起的多个极耳会由于电极组件的膨胀而受到拉扯，在电极组件的膨胀程度较大的情况下，极耳极容易产生裂纹甚至断裂，导致电池单体的内阻增加，产生电学升温现象，进一步地可能导致电池单体的容量下降，从而降低电池在使用过程中的可靠性。

鉴于此，本申请提供了一种电极组件，通过在极耳上设置弯曲部，当电极组件膨胀时，极耳能够从弯曲部中被拉伸出来，保持极耳的电连接，避免电极组件的厚度膨胀过大导致极耳受到拉扯而产生裂纹甚至断裂，从而提高电池的可靠性。

本申请实施例描述的技术方案均适用于各种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。

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。

如图1所示，为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图，车辆1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1的内部可以设置马达40，控制器30以及电池10，控制器30用来控制电池10为马达40的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

为了满足不同的使用电力需求，电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池也可以称为电池包。可选地，多个电池单体可以先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联组成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。

例如，图2示出了本申请一个实施例的一种电池10的结构示意图，电池10可以包括至少一个电池模块200。电池模块200包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体11，箱体11内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体11内。图2示出了本申请实施例的箱体11的一种可能的实现方式，如图2所示，箱体11可以包括两部分，这里分别称为第一部分111和第二部分112，第一部分111和第二部分112扣合在一起。第一部分111和第二部分112的形状可以根据电池模块200组合的形状而定，第一部分111和第二部分112中至少一个具有一个开口。例如，如图2所示，该第一部分111和第二部分112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一部分111的开口和第二部分112的开口相对设置，并且第一部分111和第二部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体11。

再例如，不同于图2所示，第一部分111和第二部分112中可以仅有一个为具有开口的中空长方体，而另一个为板状，以盖合开口。例如，这里以第二部分112为中空长方体且只有一个面为开口面，第一部分111为板状为例，那么第一部分111盖合在第二部分112的开口处以形成具有封闭腔室的箱体11，该腔室可以用于容纳多个电池单体20。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于第一部分111和第二部分112扣合后形成的箱体11内。

可选地，电池10还可以包括其他结构，在此不再一一赘述。例如，该电池10还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体20之间的电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过连接电池单体20的电极端子实现电池单体20之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电结构穿过箱体11而引出。

根据不同的电力需求，电池模块200中的电池单体20的数量可以设置为任意数值。多个电池单体20可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池10中包括的电池单体20的数量可能较多，为了便于安装，将电池单体20分组设置，每组电池单体20组成电池模块200。电池模块200中包括的电池单体20的数量不限，可以根据需求设置。

电池10可以包括多个电池模块200，这些电池模块200可通过串联、并联或混联的方式进行连接。

本申请实施例提供的电池单体20可以包括一个或多个电极组件22，电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。电极组件22可以是圆柱体、长方体等，若电极组件22为圆柱体结构，则用于容纳电极组件22的壳体也可以为圆柱体结构，若电极组件22为长方体结构，则用于容纳电极组件22的壳体也可以为长方体结构。如图3所示，每个电极组件22可以具有第一极耳220a和第二极耳220b。第一极耳220a和第二极耳220b的极性相反。例如，当第一极耳220a为正极极耳时，第二极耳220b为负极极耳。正极极耳可以由正极极片上未涂覆正极活性物质层的部分层叠形成，负极极耳可以由负极极片上未涂覆负极活性物质层的部分层叠形成。

电极组件22上产生的电能可以通过电极引线导出。在一种电池单体中，例如硬壳电池单体，电极引线用于连接极耳和电极端子，通过电极端子为用电设备提供电能。一个或多个电极组件22的第一极耳220a通过一个电极引线与一个电极端子连接，一个或多个电极组件22的第二极耳220b通过另一个电极引线与另一个电极端子连接。例如，正电极端子213a通过一个电极引线与正极极耳连接，负电极端子213b通过另一个电极引线与负极极耳连接。在另一种电池单体中，例如软包电池单体，极耳引线的一端与极耳焊接，另一端用于将电能导出电池单体。一个或多个电极组件22的第一极耳220a与一个电极引线连接，一个或多个电极组件22的第二极耳220b与另一个电极引线连接。

在电池单体20中，根据实际使用需求，电极组件22可设置为1个，也可以是多个。示例性地，如图3所示，电池单体20内设置有4个独立的电极组件22。图3所示的电池单体20仅为一种示例，在实际生产中，可以根据不同的需求改变电池单体20的外形。

本申请实施例提供了一种电极组件22，如图4所示，该电极组件22包括极片31和极耳32。极耳32设置于极片31在第一方向X上的端部，极耳32设置有弯曲部322，弯曲部322用于给极耳32提供拉伸空间。

极片31为集流体上涂覆有活性物质的部分，可以包括正极极片和负极极片。正极集流体上涂覆有正极活性物质的部分为正极极片，负极集流体上涂覆有负极活性物质的部分为负极极片。正极极片和负极极片之间可以通过隔离膜隔开，以使得电解质中的离子可以通过隔离膜以在正极和负极之间提供电能，同时防止电池单体的正极和负极接触而发生短路。图4中的极片31示出的即为多个极片31形成的区域，该区域可以包括正极极片、负极极片和隔离膜。极片31上的活性物质可以是在形成电极组件22之前涂覆的，也可以是在形成电极组件22之后形成的，例如，通过化学反应形成。

极耳32为集流体上未涂覆活性物质的部分，也可以称为电极组件22中的空箔区。相同极性的极耳32通常为多个且层叠在一起，以保证通过大电流而不发生熔断。极耳32可以设置于极片31在第一方向X的一端，例如设置于图4所示的端部，并在第二方向Y上层叠设置。第一方向X可以是电极组件22的高度方向，也可以是电极组件22的宽度方向。第二方向Y垂直于第一方向X，也可以称为电极组件22的厚度方向。其中，电极组件的高度方向、宽度方向和厚度方向两两垂直。在一种可能的实施方式中，极耳32可以设置于极片31在第一方向X的两端，在这种情况下，两端的极耳32的极性可以相反。在另一种可能的实施方式中，极性相反的两个极耳32可以设置在电极组件22的相邻的两个面上。也就是说，极耳32可以设置于电极组件22的同侧，也可以设置于电极组件22的相邻侧，也可以设置于电极组件22的相对侧，本申请对极耳32的位置不做限定。极耳32可以指的是一个电极组件22上的极耳，也可以指多个电极组件22的需要重叠在一起的极耳，也就是说，本申请对极耳32的数量也不做限定。

弯曲部322指的是极耳32上具有弯曲形状的部分，通过将极耳32进行弯曲而形成。弯曲部322可以具有不同的形状，用于给极耳32提供拉伸空间。从图4中可以看出，弯曲部322可以将极耳32在第一方向X上的至少一部分进行折叠，当电极组件22在第二方向Y膨胀时，弯曲部322中的极耳32能够伸展开以避免被拉扯。

在本申请实施例中，弯曲部322中的极耳32能够在电极组件22膨胀时伸展开，为极耳32提供拉伸空间。即使在电极组件22的厚度膨胀至初始状态的两倍的情况下，仍然能够保持极耳32的电连接，避免电极组件22的厚度膨胀过大导致极耳32受到拉扯而产生裂纹甚至断裂，从而提高电池的可靠性。

相比于未设置弯曲部322的电极组件22，设置有弯曲部322的电极组件22的整体长度不变，不会占用额外的空间，能够保证电池单体的能量密度；同时弯曲部322能够提供更大的拉伸空间，以兼容膨胀程度较大的电极组件22。

根据本申请的一些实施例，可选地，弯曲部322包括至少一个弯曲结构。

弯曲结构上至少有一部分不平行于第一方向X上的极耳32，例如，弯曲结构的一部分沿第二方向Y设置，或者，弯曲结构的一部分与第一方向X具有一定角度，再或者，弯曲结构为弧形。在第一方向X和第二方向Y形成的平面上，弯曲部322的截面形状可以始终相同。

图5和图6示出了几种不同的弯曲部322。图5中的(a)示出的是弯曲部322包括一个弯曲结构的示意图，在电极组件22膨胀时，弯曲结构中沿第二方向Y设置的一部分能够为极耳32提供额外的拉伸空间。图5中的(b)和(c)示出的是弯曲部322包括多个弯曲结构的示意图，其中，图5中的(b)是通过在第一方向X和第二方向Y相互连接的弯折段来形成弯曲部322，图5中的(c)是通过多个弧形结构来形成弯曲部322。图6中的弯曲部322通过沿第一方向X相互连接的弯折段来形成弯曲部322，且相邻的弯折段之间具有一定角度。应理解，本申请对于弯曲结构的形状不做限定。

在图5示出的电极组件22中，多个极耳32重叠于电极组件22沿第二方向Y的一端，则弯曲部322在第二方向Y上可以容纳于电极组件22沿第二方向Y的一端与另一端之间的空间中，例如图5中的(a)和(b)所示。这样可以避免弯曲部322在第二方向Y上超出电极组件22的边缘，而占用额外的空间。在一种可能的实施方式中，考虑到极片31具有一定的厚度，重叠在一起的多个极耳32在第二方向Y上距离极片31的边缘具有一定的空间，因此弯曲部322可以凸出于极耳32所在的平面但不超过极片31形成的边缘，如图5中的(c)所示，也能够避免弯曲部322在第二方向Y上占用额外的空间。可选地，在图6示出的电极组件22中，多个极耳32可以重叠于电极组件22沿第二方向Y的中间位置，从而可以在第二方向Y上为弯曲部322提供更多的容纳空间。例如，图6中的(a)示出的是弯曲部322容纳于电极组件22沿第二方向Y的中间与一端之间的空间中，图6中的(b)示出的是弯曲部322容纳于电极组件22沿第二方向Y的中间与两端端之间的空间中。

弯曲结构能够实现极耳32长度的折叠，在电极组件22膨胀时为极耳32提供额外的拉伸空间，避免电极组件22的厚度膨胀过大导致极耳32受到拉扯而产生裂纹甚至断裂。

根据本申请的一些实施例，可选地，弯曲结构为锯齿形、圆弧形、方波形中的至少一种。

图5和图6示出了几种可能的弯曲结构。图5中的(b)示出的是弯曲结构为方波形的情况，图5中的(c)示出的是弯曲结构为圆弧形的情况，图6示出的是弯曲结构为锯齿形的情况。一个弯曲结构可以看做是弯曲部的一个周期，弯曲部可以由一个弯曲结构重复多次而形成。

图6示出了一些锯齿形的弯曲结构形成的弯曲部322的示意图，锯齿形的弯曲结构至少可以包括两个相互连接且具有一定角度的面，至少一个锯齿形的弯曲结构可以形成锯齿形的弯曲部322。

不同形状的弯曲结构都可以为极耳32提供拉伸空间，避免电极组件22的厚度膨胀过大导致极耳32受到拉扯而产生裂纹甚至断裂。其中，由锯齿形的弯曲结构形成的弯曲部322能够折叠极耳32的更多部分，为极耳32提供更多的拉伸空间。同时，即使在弯曲部322已经成型的情况下，仍然可以通过调整锯齿形中相邻两个连接面之间的角度来调整极耳32在第一方向X上的长度，有利于控制电极组件22在第一方向X上的整体长度，从而避免电极组件22在第一方向X上占用额外的空间，保证电池单体的能量密度。

根据本申请的一些实施例，可选地，弯曲部322包括多个沿第一方向X依次连接的折弯面323，相邻两个折弯面323之间的角度为30°-120°。

以图6中的(b)所示的弯曲部322为例，图7为该弯曲部322的放大图。折弯面323指的是极耳32上不与第一方向X平行的表面，折弯面323可以将第一方向X上的极耳32折叠起来，以便于在电极组件22膨胀时为极耳32提供拉伸空间。相邻两个折弯面323之间的角度可以是如图所示的角a，本申请实施例提供的弯曲部322中的角α可以为30°-120°。在一种可能的实施方式中，任意两个相邻的折弯面323之间的角度均相等；在另一种可能的实施方式中，不同位置的角α的取值可以不同。

角α过小会导致相邻两个折弯面323形成的角度较为尖锐，在电极组件22受到外部冲击时容易刺破包裹电极组件22的部件，例如绝缘部件。两个折弯面323的拐角处也容易受到损伤，更容易产生裂纹或发生断裂。同时，角α过小也会使得折弯面323之间的排列过于紧凑，在电极组件22膨胀时不易将弯曲部322的极耳32拉伸开，不利于实现极耳32的拉伸。

角α过大会使得折弯面323之间的排列过于松散，能够折叠的部分较少，在电极组件22膨胀时为极耳32提供的拉伸空间有限，无法兼容电极组件22较大的膨胀。

合适的角度范围既能够满足电极组件22膨胀时极耳32所需的拉伸空间，又不会对极耳32以及电极组件22造成损伤，有利于提高电池单体的使用寿命。

根据本申请的一些实施例，可选地，弯曲部322在第二方向Y上凸出于极耳32所在的平面。

极耳32所在的平面指的是多个极耳32重叠在一起，且尚未形成弯曲部322时的平面。换句话说，极耳32所在的平面也可以指的是极耳32的连接区321中，除弯曲部322之外的部分所在的平面。如图4至图7所示，在第二方向Y上，弯曲部322可以凸出于极耳32所在平面的一侧，也可以凸出于极耳32所在平面的两侧。

这样能够实现极耳32的一部分的折叠，在电极组件22膨胀时为极耳32提供额外的拉伸空间，避免电极组件22的厚度膨胀过大导致极耳32受到拉扯而产生裂纹甚至断裂。

根据本申请的一些实施例，可选地，弯曲部322在第一方向X上的投影在第二方向Y上的尺寸为0.3-2mm。

如图7所示，弯曲部322在第一方向X上的投影为垂直于第一方向X的平面，该平面在第二方向Y上的尺寸即为如图7中所示的尺寸H，则尺寸H的取值范围为0.3-2mm。尺寸H也可以看做是在第一方向X和第二方向Y形成的平面上，弯曲部322在第二方向Y上距离最远的两个点之间的距离。

尺寸H过小会使得折叠起来的极耳32的部分较少，在电极组件22发生较大膨胀时无法为极耳32提供足够的拉伸空间。尺寸H过大容易使得极耳32向内折入极片31，增加电池单体短路的可能性。同时，尺寸H过大也会使得弯曲部322在第二方向Y上占用过多的空间，不利于提高电池单体的能量密度。

合适的尺寸范围既能够满足电极组件22膨胀时极耳32所需的拉伸空间，又不会占用过多额外的空间，有利于提高电池单体的能量密度。

根据本申请的一些实施例，可选地，多个极耳32重叠在一起形成连接区321，弯曲部322设置于连接区321。

连接区321指的是多个极耳32重叠在一起的部分。考虑到极片31上的活性物质具有一定厚度，当多个极耳32重叠在一起时，极耳32沿第一方向X靠近极片31的一端附近的部分极耳需要进行一定的折叠。相较于折叠部分较多的极耳32，没有进行折叠的极耳32或者折叠部分较少的极耳32会在第一方向X上显得更长，则极耳32上更长的这一部分不包括在连接区321的范围内。另外，在沿第一方向X靠近极片31的一端，极耳32上由于极片31厚度而进行了折叠的部分也不包括在连接区321的范围内。也就是说，连接区321仅包括多个极耳32共同形成的区域。

通过将连接区321的极耳32进行弯曲形成弯曲部322。可以理解的是，连接区321的极耳32包括重叠在一起的多个极耳32，在对连接区321的极耳32进行弯曲的过程中，可以将多个极耳32重叠在一起作为一个整体，同时对多个极耳32进行相同的弯曲处理。

在连接区321设置弯曲部322可以保证每个极耳均能够设置有弯曲部322，在电极组件22的厚度膨胀较大时能够为极耳32提供拉伸空间，同时不影响后续极耳引线与极耳32的焊接，在电池的使用过程中保证电池的可靠性。

根据本申请的一些实施例，可选地，极耳32延展后的长度为F，电极组件22在第二方向Y上的厚度为E，在第一方向X上，连接区321的背离极片31的一端与极片31之间的距离为D，D、E和F满足下述关系式：

图8示出了电极组件22膨胀后的一种可能的状态。如图8所示，电极组件22膨胀后，弯曲部322中的极耳32从折叠状态被拉伸开。拉伸后的极耳32在第一方向X和第二方向Y形成的平面上延展，当极耳32被拉伸至最大长度时，可以在第一方向X和第二方向Y形成的平面上呈现为一条斜线，极耳32延展后的长度指的即为极耳32能够被拉伸的最大长度，如图8所示的长度F。为了保证极耳32的电连接，极耳32延展后的长度F应当满足关系式(1)。

E为电极组件22膨胀后在第二方向Y的厚度，该厚度可以是对电极组件22的使用过程进行模拟得到的预估值，也可以是在同一类电池单体使用到一定程度后，对其中的电极组件22进行测量得到的值。D为连接区321的背离极片31的一端与极片31之间的距离，其中，连接区321的背离极片31的一端会与极耳32引线进行连接，例如通过焊接的方式进行连接。因此，极耳32在第一方向X和第二方向Y所在的平面上能够拉伸的最大长度F，是从该层极耳32与极片31连接的一端A，到连接区321的背离极片31的一端B来计算的。在一种可能的计算方式中，连接区321的背离极片31的一端B也可以是在极耳32引线与极耳32进行连接的区域中，在第一方向X上靠近极片31的一端。

在一种具体的实现方式中，以堆叠式的电极组件22为例，一种电极组件22设计的堆叠厚度为7mm，该种电极组件22在循环末期厚度会达到12mm，连接区321的两端在第一方向X上的距离为5mm，则最外层的极耳32在第一方向X上的长度需要大于13mm。另外，由于连接区321的两端之间的距离设计为5mm，则在连接区321尚未形成弯曲部322的状态下，连接区321的两端在第一方向X上的长度应大于5mm，在本实现方式中为6mm，可以满足要求。也就是说，在连接区321上设置有弯曲部322的情况下，连接区321的两端在第一方向X上的长度可以从6mm缩短至5mm。

在电极组件22的生产过程中可以依据最大长度F的设计，为极耳32预留出需要进行折叠的长度，以便于在电极组件22膨胀时保证极耳32的电连接，避免电极组件22的厚度膨胀过大导致极耳32受到拉扯而产生裂纹甚至断裂。

根据本申请的一些实施例，可选地，电极组件22还包括：电极引线，电极引线的一端焊接于连接区321在第一方向X上背离极片31的一端。

电极引线指的是用于将电极组件22内部产生的电流导通到电极组件22外部的结构。为了避免电极组件22与电池单体上的其他部分发生电连接而导致的短路，电极组件22外侧通常会包覆绝缘层，则电极引线的一端焊接于连接区321，另一端伸出绝缘层来导出电流。

下面结合图9描述本申请实施例提供的电极组件22在不同阶段下可能的状态。

图9中的(a)示出了极片31在通过堆叠或卷绕或其他方式形成电极组件22时，极耳32设置于极片31在第一方向X上的端部。在电极组件22的生产过程中，可以考虑到弯曲部322中极耳32需要折叠的部分，将极耳32在未进行整形的状态下沿第一方向X上的尺寸预留得多一些。其中，整形指的是将多个极耳32重叠在一起的操作。

图9中的(b)示出了极片31在经过整形后的状态，示出的是多个极耳32重叠在电极组件22的沿第二方向Y的一端的情况。多个极耳32重叠在一起形成连接区321，其中，连接区321仅包括多个极耳32共同形成的区域。在本申请实施例中，对极耳32进行整形的同时，就在连接区321上设置出弯曲部322。

图9中的(c)示出了电极引线焊接于连接区321在第一方向X上背离极片31的一端B的状态。电极引线与连接区321的进行焊接的部分具有一定的重合，这样能够保证每一层极耳32均能够通过极耳32引线将电极组件22内部的电子导通到外部，从而形成稳定的电流。在一种可能的实施方式中，极耳32引线还可以在与连接区321的一端B焊接的基础上，还与极耳32上除了连接区321之外的至少部分进行焊接，这样可以保证极耳32引线与极耳32之间的焊接强度。

图9中的(d)示出了电极组件22膨胀后可能处于的一种状态。电极组件22膨胀后，极耳32从弯曲部322中被拉伸出来，以保证极耳32的电连接。由于考虑到了电极组件22可能的膨胀程度，并以此为依据对极耳32的尺寸进行了设计，因此在电极组件22膨胀后，从极耳32与极片31连接的一端A至极耳32引线与极耳32连接的一端B，仍然能够保持良好的连接。

电极引线能够将电流从电极组件22的内部引出，从而实现电池单体提供电能的功能。同时，电极引线与连接区321的一端B焊接也能够保证极耳32在连接区321的B端的连接强度，避免由于电极组件22的膨胀而导致极耳32脱落，保证极耳32具有良好的电连接，从而提高电池的可靠性。

根据本申请的一些实施例，可选地，弯曲部322由具有弯曲表面的压板在10-500kPa的压力下形成。

在电极组件22的生产过程中，通常需要通过压板对极耳32进行整形，以使得多个极耳32重叠在一起来保证极耳32能够通过大电流而不发生熔断。在本申请实施例中，可以预先加工出具有弯曲表面的压板，在利用该压板对极耳32进行整形时，极耳32就会沿着压板的弯曲表面形成弯曲部322。例如，可以在极耳32沿第二方向Y的两侧分别设置具有弯曲表面的压板，两个压板上的弯曲表面相互配合，则两个压板同时对极耳32施加压力后，就可以在极耳32上留下弯曲部322。

压板对极耳32施加的压力可以在10kPa至500kPa的范围内。压力过小不利于弯曲部322的成型，整形后的多个极耳32容易松散开，也会对后续生产过程造成影响。压力过大容易对极耳32造成损伤，例如在整形过程中就使极耳32产生了裂纹，会导致极耳32在导电过程中的内阻变大。

具有弯曲表面的压板能够高效地在极耳32表面形成弯曲部322，在电极组件22膨胀时为极耳32提供拉伸空间，避免电极组件22的厚度膨胀过大导致极耳32受到拉扯而产生裂纹甚至断裂，从而提高电池的可靠性。同时，在合适的压力下形成弯曲部322也能够提高产品的合格率，从而提高生产效率。

根据本申请的一些实施例，可选地，极耳32包括第一极耳220a和第二极耳220b，第一极耳220a和第二极耳220b的极性相反，多个第一极耳220a重叠在一起形成第一连接区3211，多个第二极耳220b重叠在一起形成第二连接区3212，第一连接区3211和第二连接区3212分别设置有弯曲部322。

电极组件22通常设置有极性相反的第一极耳220a和第二极耳220b，例如，第一极耳220a为正极极耳32，则第二极耳220b为负极极耳32。在本申请实施例中，第一极耳220a的第一连接区3211和第二极耳220b的第二连接区3212均可以设置有弯曲部322，如图10所示。在电极组件22沿第二方向Y膨胀时，第一极耳220a和第二极耳220b均有一定的拉伸空间，即第一极耳220a和第二极耳220b可以分别从对应的弯曲部322中拉伸出来，避免极耳32受到拉扯而产生裂纹甚至断裂。

分别在电极组件22的两个极耳32上设置弯曲部322可以使得两个极耳32均能受到保护，在电极组件22发生膨胀时保持极耳32的电连接，避免电极组件22的厚度膨胀过大导致极耳32受到拉扯而产生裂纹甚至断裂，从而提高电池的可靠性。

本申请还提供了一种电池单体，包括上述实施例中任一项所述的电极组件22。

本申请还提供了一种电池，包括上述实施例中任一项所述的电池单体20。

本申请还提供了一种用电装置，包括上述实施例中任一项所述的电池10，电池10用于为用电装置提供电能。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，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。本申请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。

Claims (13)

1.一种电极组件，其特征在于，包括：

极片；

极耳，所述极耳设置于所述极片在第一方向上的端部，所述极耳设置有弯曲部，所述弯曲部用于给所述极耳提供拉伸空间，

多个所述极耳重叠在一起形成连接区，所述弯曲部设置于所述连接区。

2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述弯曲部包括至少一个弯曲结构。

3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述弯曲结构为锯齿形、圆弧形、方波形中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述弯曲部包括多个沿所述第一方向依次连接的折弯面，相邻两个折弯面之间的角度为30°-120°。

5.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述弯曲部在所述第二方向上凸出于所述极耳所在的平面。

6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述弯曲部在所述第一方向上的投影在所述第二方向上的尺寸为0.3-2mm。

7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述极耳延展后的的长度为F，所述电极组件在所述第二方向上的厚度为E，在所述第一方向上，所述连接区的背离所述极片的一端与所述极片之间的距离为D，D、E和F满足下述关系式：

8.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述电极组件还包括：

电极引线，所述电极引线的一端焊接于所述连接区在所述第一方向上背离所述极片的一端。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述弯曲部由具有弯曲表面的压板在10-500kPa的压力下形成。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述极耳包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳的极性相反，多个所述第一极耳重叠在一起形成第一连接区，多个所述第二极耳重叠在一起形成第二连接区，所述第一连接区和所述第二连接区分别设置有弯曲部。

11.一种电池单体，其特征在于，包括：

根据权利要求1至10中任一项所述的电极组件。

12.一种电池，其特征在于，包括：

根据权利要求11所述的电池单体。

13.一种用电装置，其特征在于，包括：根据权利要求12所述的电池，所述电池用于为所述用电装置提供电能。