【技术实现步骤摘要】
本申请涉及二次电池领域，具体涉及一种电极组件、电池和用电装置。
技术介绍
1、二次电池因具有重量轻、无污染、无记忆效应等突出特点，被广泛应用于各类消费类电子产品和电动车辆中。然而电池在多次循环之后，负极片发生体积膨胀，容易造成电池容量损失和安全问题。
2、公开内容
3、鉴于
技术介绍
中存在的技术问题，本申请提供一种电极组件，旨在解决电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。
4、为了实现上述目的，本申请的第一方面提供了一种电极组件，所述电极组件包括正极片、隔离件和负极片，所述隔离件设在所述正极片和所述负极片之间，所述正极片、所述负极片和所述隔离件的至少一者的表面设有开槽。
5、由此，采用本申请的电极组件可以解决电池循环过程中负极片发生体积膨胀造成电池容量损失和安全问题。
6、在本申请的一些实施方式中，所述开槽的总体积va与所述电极组件的总体积v总满足关系式：由此，满足上述体积总量的开槽内可以存储足量的电解液，从而可以降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况，降低电池容量损失。
7、在本申请的一些实施方式中，所述正极片包括正极集流体和正极活性物质层，所述正极活性物质层设在所述正极集流体的至少一侧，所述正极活性物质层的表面设有第一开槽；和/或所述隔离件的表面设有第二开槽；和/或所述负极片包括负极集流体和负极活性物质层，所述负极活性物质层设在所述负极集流体的至少一侧，所述负极活性物质层的表面设有第三开槽。由此，通过在正极片和
8、在本申请的一些实施方式中，所述第一开槽位于所述正极片长度1/4-3/4的区域。由此，通过在正极片长度1/4-3/4的区域内设置开槽，可以降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
9、在本申请的一些实施方式中，单个所述第一开槽的面积为b1，300μm2≤b1≤1cm2。由此，通过在正极片的正极活性材料层上设置满足该面积的第一开槽，可以提高其保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
10、在本申请的一些实施方式中，单个所述第一开槽的深度为h1，10μm≤h1≤100μm。由此，通过在正极片的正极活性材料层上设置满足该深度的第一开槽，可以提高其保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
11、在本申请的一些实施方式中，相邻两个所述第一开槽的间距为d1，0.5mm≤d1≤10mm。由此，通过在正极片的正极活性材料层上设置满足该间距的第一开槽，可以提高其保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
12、在本申请的一些实施方式中，所述第二开槽位于所述隔离件长度1/4-3/4的区域。由此，通过在隔离件长度1/4-3/4的区域内设置开槽，可以降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
13、在本申请的一些实施方式中，单个所述第二开槽的面积为b2，10μm2≤b2≤1000μm2。由此，通过在隔离件上设置满足该面积的第二开槽，可以提高其保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
14、在本申请的一些实施方式中，单个所述第二开槽的深度为h2，1μm≤h2≤30μm。由此，通过在隔离件上设置满足该深度的第二开槽，可以提高其保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
15、在本申请的一些实施方式中，相邻两个所述第二开槽的间距为d2，5μm≤d2≤100μm。由此，通过在隔离件上设置满足该间距的第二开槽，可以提高其保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
16、在本申请的一些实施方式中，所述第三开槽位于所述负极片长度1/4-3/4的区域。由此，通过在负极片长度1/4-3/4的区域内设置开槽，一方面可以降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况，再一方面，使得金属离子可以沉积到开槽内，降低负极片表面金属枝晶，提高电池安全性能。
17、在本申请的一些实施方式中，单个所述第三开槽的面积为b3，50μm2≤b3≤1mm2。由此，通过在负极片的负极活性材料层上设置满足该面积的第三开槽，一方面，可以降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况，再一方面，使得金属离子可以沉积到开槽内，降低负极片表面金属枝晶，提高电池安全性能。
18、在本申请的一些实施方式中，单个所述第三开槽的深度为h3，1μm≤h3≤200μm。由此，通过在负极片的负极活性材料层上设置满足该深度的第三开槽，可以提高其保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况，再一方面，使得金属离子可以沉积到开槽内，降低负极片表面金属枝晶，提高电池安全性能。
19、在本申请的一些实施方式中，相邻两个所述第三开槽的间距为d3，0.5mm≤d3≤10mm。由此，通过在负极片的负极活性材料层上设置满足该间距的第三开槽，一方面，可以降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况，再一方面，使得金属离子可以均匀沉积到开槽内，降低负极片表面金属枝晶，提高电池安全性能。
20、在本申请的一些实施方式中，所述正极片、所述隔离件和所述负极片的至少一个的表面设置为粗糙面。由此，通过将所述正极片、所述隔离件和所述负极片的至少一个的表面设置为粗糙面，可以提高电极组件的保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
21、在本申请的一些实施方式中，所述负极片的粗糙面的粗糙度r1满足ra0.2≤r1≤ra25；和/或所述正极片的粗糙面的粗糙度r2满足ra0.1≤r2≤ra50；和/或所述隔离件的粗糙面的粗糙度r3满足r3≥ra12.5。由此，可以提高电极组件的保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
22、在本申请的一些实施方式中，所述隔离件的弹性模量为200mpa-8000mpa。由此，在负极片发生体积膨胀时，可以有效缓解负极片体积膨胀导致电池鼓包情况，提高电池安全性能。
23、在本申请的一些实施方式中，所述隔离件包括沿其厚度方向层叠的第一隔离膜、中部隔离膜和第二隔离膜，所述中部隔离膜的厚度不低于所述第一隔离膜或所述第二隔离膜。
24、在本申请的一些实施方式中，所述中部隔离膜的孔径大于所述第一隔离膜或所述第二隔离膜中的孔径；和/或所述中部隔离膜的孔隙率大于所述第一隔离膜或所述第二隔离膜中的孔隙率。由此，可以提高隔离件的保液效果，降低负极片发生体积膨胀挤压电极组件中部电解液而发生的离子断桥情况。
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【技术保护点】
1.一种电极组件，所述电极组件包括正极片、隔离件和负极片，所述隔离件设在所述正极片和所述负极片之间，其特征在于，所述正极片、所述负极片和所述隔离件的至少一者的表面设有开槽。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述开槽的总体积Va与所述电极组件的总体积V总满足关系式：
3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极片包括正极集流体和正极活性物质层，所述正极活性物质层设在所述正极集流体的至少一侧，所述正极活性物质层的表面设有第一开槽；和/或
4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第一开槽满足以下条件中的至少之一：
5.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第二开槽满足以下条件中的至少之一：
6.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第三开槽满足以下条件中的至少之一：
7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极片、所述隔离件和所述负极片的至少一个的表面设置为粗糙面。
8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述负极片的粗糙面的粗糙度R1满
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述隔离件的弹性模量为200MPa-8000Mpa。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述隔离件包括沿其厚度方向层叠的第一隔离膜、中部隔离膜和第二隔离膜，所述中部隔离膜的厚度不低于所述第一隔离膜或所述第二隔离膜。
11.根据权利要求10所述的电极组件，其特征在于，所述中部隔离膜的孔径大于所述第一隔离膜或所述第二隔离膜中的孔径；和/或
12.根据权利要求11所述的电极组件，其特征在于，所述第一隔离膜、所述中部隔离膜和所述第二隔离膜满足以下条件中的至少之一：
13.根据权利要求1或3所述的电极组件，其特征在于，所述负极片包括负极集流体，所述负极集流体的表面设有第四开槽。
14.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，所述第四开槽满足以下条件中的至少之一：
15.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，所述第四开槽贯穿所述负极集流体。
16.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体的两侧均设有所述第四开槽。
17.根据权利要求16所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体两侧的第四开槽错开布置。
18.根据权利要求17所述的电极组件，其特征在于，单个所述第四开槽的深度与所述负极集流体的厚度比值为0.05-0.7，优选0.05-0.5，更优选0.05-0.3。
19.根据权利要求16所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体两侧的第四开槽相对布置。
20.根据权利要求19所述的电极组件，其特征在于，单个所述第四开槽的深度与所述负极集流体的厚度比值为0.05-0.4。
21.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体表面形成有凸起。
22.根据权利要求21所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体的一侧形成所述第四开槽，所述负极集流体的另一侧与所述第四开槽对应的位置形成所述凸起。
23.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体的两侧均形成凸起和第四开槽，并且所述负极集流体同一侧上所述第四开槽和所述凸起间隔布置。
24.根据权利要求23所述的电极组件，其特征在于，位于所述负极集流体一侧的所述第四开槽与位于所述负极集流体另一侧的所述凸起相对布置。
25.根据权利要求21-24中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述凸起的高度为1μm-20μm。
26.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体单侧所述第四开槽的覆盖率为10％-70％。
27.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，所述负极集流体的拉伸应变为1.5％时，所述负极集流体的方块电阻增长率T≤5％，优选T≤2.5％。
28.权利要求13所述的电极组件，其特征在于，所述第四开槽内设有金属枝晶。
29.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-28中任一项所述的电极组件。
30.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求29所述的电池，所述电池用于提供电能。
...【技术特征摘要】
1.一种电极组件，所述电极组件包括正极片、隔离件和负极片，所述隔离件设在所述正极片和所述负极片之间，其特征在于，所述正极片、所述负极片和所述隔离件的至少一者的表面设有开槽。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述开槽的总体积va与所述电极组件的总体积v总满足关系式：
3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极片包括正极集流体和正极活性物质层，所述正极活性物质层设在所述正极集流体的至少一侧，所述正极活性物质层的表面设有第一开槽；和/或
4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第一开槽满足以下条件中的至少之一：
5.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第二开槽满足以下条件中的至少之一：
6.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，所述第三开槽满足以下条件中的至少之一：
7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述正极片、所述隔离件和所述负极片的至少一个的表面设置为粗糙面。
8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述负极片的粗糙面的粗糙度r1满足ra0.2≤r1≤ra25；和/或
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述隔离件的弹性模量为200mpa-8000mpa。
10.根据权利要求1-8中任一项所述的电极组件，其特征在于，所述隔离件包括沿其厚度方向层叠的第一隔离膜、中部隔离膜和第二隔离膜，所述中部隔离膜的厚度不低于所述第一隔离膜或所述第二隔离膜。
11.根据权利要求10所述的电极组件，其特征在于，所述中部隔离膜的孔径大于所述第一隔离膜或所述第二隔离膜中的孔径；和/或
12.根据权利要求11所述的电极组件，其特征在于，所述第一隔离膜、所述中部隔离膜和所述第二隔离膜满足以下条件中的至少之一：
13.根据权利要求1或3所述的电极组件，其特征在于，所述负极片包括负极集流体，所述负极集流体的表面设有第四开槽。
14.根据权利要求13所述的电极组件，其特征在于，所述第四开槽满足以下条件中的至少之一：
15.根据权利要求13所述的电极...
【专利技术属性】
技术研发人员：金海族，李英，陈佳华，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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