电极组件、应用所述电极组件的电池及用电装置制造方法及图纸

一种电极组件，包括第一极片，该第一极片包括，第一集流体，该第一集流体包括第一区域、第二区域及第三区域，该第二区域及该第三区域由该第一区域向两个不同的方向延伸形成，该第一区域与该第二区域的交界线为第一交线，该第一区域与该第三区域的交界线为第二交线；第一活性层，该第一活性层设置于该第一集流体表面；开口区，该开口区贯穿该电极组件；缓冲区，该缓冲区与该开口区连接，位于该缓冲区的第一极片表面未设置有该第一活性层，该第一区域的至少部分位于该缓冲区重叠。本申请还提供应用该电极组件的电池及用电装置。

Electrode assembly, battery applying the electrode assembly and electric device

【技术实现步骤摘要】
电极组件、应用所述电极组件的电池及用电装置
本申请涉及能量存储
，尤其涉及一种电极组件、应用所述电极组件的电池及用电装置。
技术介绍
软包电池是指采用铝塑膜包装的聚合物电池，通常为锂聚合物电池，多用于手机、平板电脑等用电装置，随着电子行业的发展，异型电池逐渐受到重视。现有的异型电池，例如L型电池，由于极片的外形尺寸在某些地方发生突变，这导致这个位置应力集中，相对强度比较弱。而且，电池在受到撞击时，该些位置受到冲击后易发生断裂，断裂处产生较多碎片进而导致电池短路燃烧。针对该问题，现有技术通常采用两种思路进行改善：(1)加快热散失，避免电池热量集中无法快速释放而导致的局部燃烧失效模式；(2)减少断裂处碎片降低短路风险。对于解决方案(1)加快散热往往需要对电池散热结构进行改进，会使得整体成本升高，虽然该方案尽可避免断裂后发生剧烈燃烧，但并不能降低电池受撞击后发生短路的风险。对于解决方案(2)通常通过增加基材厚度，进一步增强电池硬度，使电池在受撞击时形成完整的断口而减少碎片带来的二次短路燃烧风险；但基材变厚会使得电池质量变大，成本增加，且基材厚度增大会使得电池能量密度下降。如何解决上述问题，是本领域技术人员需要考虑的。
技术实现思路
为了解决现有技术中受撞击易短路，增强基材厚度提升抗撞但能量密度下降的问题，本申请实施例提供一种电极组件，该电极组件可在不牺牲能量密度的情况下降低短路风险，本申请还提供应用所述电极组件的电池及用电装置。一种电极组件，包括：第一极片，所述第一极片包括，第一集流体，所述第一集流体包括第一区域、第二区域及第三区域，所述第二区域及所述第三区域由所述第一区域向两个不同的方向延伸形成，所述第一区域与所述第二区域的交界线为第一交线，所述第一区域与所述第三区域的交界线为第二交线；第一活性层，所述第一活性层设置于所述第一集流体表面；开口区，所述开口区贯穿所述电极组件；以及缓冲区，所述缓冲区与所述开口区连接，位于所述缓冲区的第一极片表面未设置有所述第一活性层，所述第一区域的至少部分位于所述缓冲区重叠。所述第一区域为第一极片受外力冲击时外力的合力集中概率较大的区域，第一区域与缓冲区重叠的区域为第一极片在受到外力冲击时易发生断裂的区域，使位于所述缓冲区的第一极片表面未设置有所述第一活性层，可避免第一极片断裂时产生的第一活性物质层碎屑，进一步降低短路风险。进一步的，所述开口区的形状为一圆形的至少部分，所述开口区的圆心为所述第一交线与所述第二交线的交点，所述开口区的半径为R，所述第二区域在所述第一交线方向的宽度为La，所述第三区域在所述第二交线方向的宽度为Lb。圆形的开口区可避免应力在L型电池内折角处集中，避免开口区断裂，避免产生破片、短路。进一步的，所述缓冲区包括第一缓冲区，所述第一缓冲区对应于所述第一极片，所述第一缓冲区的至少部分与所述第一交线重叠，所述第一缓冲区包括第一边及第二边，所述第一边靠近所述第二区域，所述第一边的边长的集合为[La-2R，La]，所述第二边远离所述第二区域，所述第二边的边长的集合为[La-R，La+R]。所述第一缓冲区与所述第一交线重叠，第一缓冲区均对应第一极片易断裂的区域设置，第一缓冲区根据开口区形状、尺寸及位置的变化而发生变化，第一边及第二边的边长的值在所述集合内可有效涵盖更多可能的易断裂区域。进一步的，所述缓冲区包括第二缓冲区，所述第二缓冲区对应于所述第一极片，所述第二缓冲区的至少部分与所述第二交线重叠，所述第二缓冲区包括第三边及第四边，所述第三边靠近所述第三区域，所述第三边的边长的集合为[Lb-2R，Lb]，所述第四边远离所述第三区域，所述第四边的边长的集合为[Lb-R，Lb+R]。第二缓冲区与所述第二交线重叠，第二缓冲区均对应第一极片易断裂的区域设置，第二缓冲区根据开口区形状、尺寸及位置的变化而发生变化，第三边及第四边的边长的值在所述集合内可有效涵盖更多可能的易断裂区域。进一步的，所述电极组件还包括第二极片，所述第二极片包括：第二集流体，所述第二集流体包括第四区域、第五区域及第六区域，所述第五区域及所述第六区域由所述第四区域向两个不同的方向延伸形成；第二活性层，所述第二活性层设置于所述第二集流体表面。所述第四区域为第二极片受外力冲击时外力的合力集中概率较大的区域，第四区域与缓冲区重叠的区域为第二极片在受到外力冲击时易发生断裂的区域，使位于所述缓冲区的第二极片表面未设置有所述第二活性层，可避免第二极片断裂时产生的第二活性物质层碎屑，进一步降低短路风险。进一步的，所述缓冲区还包括第三缓冲区及第四缓冲区，所述第三缓冲区及第四缓冲区对应于所述第二极片，所述第三缓冲区与所述第一缓冲区至少部分重叠，所述第一缓冲区的宽度为L1，所述第三缓冲区的宽度为L2，L1-L2＝[-1mm，1mm]，第四缓冲区与所述第三缓冲区至少部分重叠，所述第二缓冲区的宽度为W1，所述第四缓冲区的宽度为W2，W1-W2＝[-1mm，1mm]。第一极片与第二极片的面积不相同，若第一极片为阴极且第二极片为阳极，在垂直于电极组件的厚度方向的方向上，第二活性层的面积大于第一活性层的面积，相对设置的两个极片中，阳极活性层的面积大于阴极活性层的面积，阴极活性层正对区域必然设置有阳极活性层，可避免电循环过程中在阴极活性层上产生析锂，提升性能。进一步的，所述电极组件还包括连接层，所述第一极片与所述第二极片重叠设置，所述填充层设置于所述缓冲区，所述连接层与所述第一集流体及所述第二集流体连接。连接层将相邻的第一集流体及第二集流体固定连接，或者将第一极片及第二极片与电极组件外部的其他元件(例如电池包装袋)连接，增强电极组件的强度，降低电极组件受外力冲击时断裂的风险，当电极组件发生断裂时提升断面整齐度，减少断点，降低短路及燃烧失效风险。进一步的，所述电极组件还包括阻热层，所述第一极片与所述第二极片重叠设置，所述阻热层设置于所述缓冲区，所述阻热层设置于所述第一集流体及所述第二集流体表面。阻热层可以为具备高韧性及高导热系数的高分子材料，阻热层可以增加第一集流体及第二集流体的强度，热传导效率，减小短路机率、缓解热量集中产生的燃烧失效。进一步的，所述第一极片为阴极，所述第二极片为阳极，位于所述缓冲区的第二集流体表面设置有所述第二活性层。阴极所对应的缓冲区设置有活性层，但由于阴极活性层内阻较大，由公式I＝V/R及Q＝(I*I)*RT可知，当发生短路时，较大内阻的阴极活性层可减少短路情况下所产生的热量，降低燃烧失效风险。一种电池，包括前述的电极组件。一种用电装置，包括前述的电池。相比于现有技术，本申请的电极组件，所述第一区域为第一极片受外力冲击时外力的合力集中概率较大的区域，第一区域与缓冲区重叠的区域为第一极片在受到外力冲击时易发生断裂的区域，使位于所述缓冲区的第一极片表面未设置有所述第一活性层，可避免第一极片断裂时产生的第一活性物质层碎屑，降低短路及燃烧失效风险。附图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极组件，其特征在于，包括：/n第一极片，所述第一极片包括，/n第一集流体，所述第一集流体包括第一区域、第二区域及第三区域，所述第二区域及所述第三区域由所述第一区域向两个不同的方向延伸形成，所述第一区域与所述第二区域的交界线为第一交线，所述第一区域与所述第三区域的交界线为第二交线；/n第一活性层，所述第一活性层设置于所述第一集流体表面；/n开口区，所述开口区贯穿所述电极组件；以及/n缓冲区，所述缓冲区与所述开口区连接，位于所述缓冲区的第一极片表面未设置有所述第一活性层，所述第一区域的至少部分位于所述缓冲区重叠。/n

【技术特征摘要】
1.一种电极组件，其特征在于，包括：
第一极片，所述第一极片包括，
第一集流体，所述第一集流体包括第一区域、第二区域及第三区域，所述第二区域及所述第三区域由所述第一区域向两个不同的方向延伸形成，所述第一区域与所述第二区域的交界线为第一交线，所述第一区域与所述第三区域的交界线为第二交线；
第一活性层，所述第一活性层设置于所述第一集流体表面；
开口区，所述开口区贯穿所述电极组件；以及
缓冲区，所述缓冲区与所述开口区连接，位于所述缓冲区的第一极片表面未设置有所述第一活性层，所述第一区域的至少部分位于所述缓冲区重叠。


2.如权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述开口区的形状为一圆形的至少部分，所述开口区的圆心为所述第一交线与所述第二交线的交点，所述开口区的半径为R，所述第二区域在所述第一交线方向的宽度为La，所述第三区域在所述第二交线方向的宽度为Lb。


3.如权利要求2所述的电极组件，其特征在于，所述缓冲区包括第一缓冲区，所述第一缓冲区对应于所述第一极片，所述第一缓冲区的至少部分与所述第一交线重叠，所述第一缓冲区包括第一边及第二边，所述第一边靠近所述第二区域，所述第一边的边长的集合为[La-2R，La]，所述第二边远离所述第二区域，所述第二边的边长的集合为[La-R，La+R]。


4.如权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述缓冲区包括第二缓冲区，所述第二缓冲区对应于所述第一极片，所述第二缓冲区的至少部分与所述第二交线重叠，所述第二缓冲区包括第三边及第四边，所述第三边靠近所述第三区域，所述第三边的边长的集合为[Lb-2R，Lb]，所述第四边远离所述第三区域，所述第四边的边长的集合为[L...

【专利技术属性】
技术研发人员：王佳伟，李瑞，江行国，连旭宸，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35