【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，具体涉及一种电池单体、电池及用电装置。
技术介绍
1、电池单体内的电极组件充放电中容易发生内圈坍塌，可能会产生以下问题：
2、1.导致电极组件内的活性物质与集流体之间的接触不良，影响电池的容纳和放电性能；
3、2.电池的内部短路，影响电池的安全性；
4、3.加速电池在充放电过程中的机械疲劳，导致电池的循环寿命缩短；
5、4.电池的性能不稳定，输出电压和容纳可能会出现波动，影响电池的工作。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本申请提供一种电池单体、电池及用电装置，能够改善电池单体的电极组件的内圈容易坍塌的问题。
2、第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括：
3、电极组件，包括极片、隔膜和胶层，极片和隔膜以层叠的方式沿预设的卷绕方向卷绕成型，并在卷绕中心形成空腔，极片与隔膜之间设有胶层，电极组件具有卷绕轴线，沿卷绕方向，极片和隔膜重叠的部分具有第一初始卷绕端，电极组件的第一纵截面与胶层相交，第一纵截面的初始位置为卷绕轴线，第一纵截面过第一初始卷绕端并沿电极组件的径向方向向外延伸，沿卷绕方向，胶层的两端分别与第一初始卷绕端错位设置。
4、电极组件的极片在充放电过程中，厚度会变大，致使电极组件的极片之间产生较大的挤压应力，过大的挤压应力容易使第一初始卷绕端偏离卷绕轴线的一侧的部分电极组件出现坍塌，尤其是第一初始卷绕端附近的位置容易出现坍塌。对此，第一纵截面过第一初始卷绕端并沿径向方向向外延伸
5、在一些实施例中，所述极片包括阳极极片和阴极极片，所述阳极极片与所述阴极极片之间设有所述隔膜，所述阴极极片具有所述第一初始卷绕端。
6、由于阴极极片决定了电池的最高电压和能量密度，尤其是锂电池，参与化学反应的阴极极片的面积决定了锂电池的容量。阳极极片、阴极极片和隔膜重叠的部分具有第一初始卷绕端，并将阴极极片的初始卷绕端作为第一初始卷绕端，沿卷绕方向，可以使阳极极片和隔膜的初始卷绕端分别与阴极极片的初始卷绕端平齐设置，或使阳极极片和隔膜的初始卷绕端分别超过阴极极片的初始卷绕端，在电极组件的体积不变的前提下，能够使阴极极片能够较为充分地参与化学反应，从而能够使电池单体的容量更大。
7、在一些实施例中，沿阳极极片的厚度方向，阳极极片的两侧表面均覆盖有隔膜，沿阴极极片的厚度方向，阴极极片的两侧表面均覆盖有隔膜。
8、由此，隔膜可以将阳极极片和阴极极片间隔开，且能够降低阳极极片的活动物质层以及阴极极片的活性物质层发生脱落的概率，一方面能够使电池单体达到预设的容量，另一方面，在电极组件卷绕过程中，可以降低因活性物质层脱落挤压隔膜而造成隔膜破损的概率，以提高电极组件的成品率。
9、在一些实施例中，极片包括阳极极片和阴极极片，阳极极片与阴极极片之间设有隔膜，阳极极片包括主体段，沿电极组件的径向由内向外的方向，主体段的第一圈位于阴极极片的第一圈内。
10、阴极极片决定了电池的最高电压和能量密度，尤其是锂电池，参与化学反应的阴极极片的面积决定了锂电池的容量，主体段的第一圈位于阴极极片的第一圈内，与主体段的第一圈位于阴极极片的第一圈之外的结构相比，能够增加阴极极片参与化学反应的面积，从而能够使电池单体的容量更大。
11、在一些实施例中，阴极极片具有第一初始卷绕端，阳极极片还包括第一预留段，主体段具有第二初始卷绕端，第二初始卷绕端与第一初始卷绕端平齐设置，第一预留段与第二初始卷绕端连接，沿第一预留段的厚度方向，第一预留段的两侧的表面均覆盖有隔膜。
12、第一预留段的两侧的表面均覆盖有隔膜，能够使内圈的阳极极片与内圈阴极极片隔绝，以降低阳极极片与阴极极片发生短路的概率，从而提高电池单体的安全性能。
13、在一些实施例中，阳极极片还包括第二预留段，阴极极片具有第一卷绕末端，主体段具有第二卷绕末端，第一卷绕末端与第二卷绕末端平齐设置，第二预留段与第二卷绕末端连接，沿第二预留段的厚度方向，第二预留段的两侧的表面均覆盖有隔膜。
14、第二预留段的两侧的表面均覆盖有隔膜，能够将外圈的阳极极片与外圈的阴极极片绝缘，以降低阳极极片与阴极极片发生短路的概率，从而提高电池单体的安全性能。
15、在一些实施例中，阴极极片在第一纵截面具有n层，沿电极组件由内向外的径向方向，以第一初始卷绕端为起始位置，胶层位于阴极极片的第三层与第k层之间，n/3≤k＜（n/3）+1，k为整数， n＞9，n为整数。
16、对于锂电池而言，随着电池单体的电极组件使用时间的增长，会产生析锂问题，会使阴极极片变厚膨胀，而产生沿电极组件的径向方向指向卷绕轴线的挤压应力，尤其是在n＞9时，在阴极极片的第三层与第k层之间，会产生较大的应力，使电极组件的第一初始卷绕端偏离卷绕轴线的一侧的部分电极组件在第一初始端附近容易坍塌。将胶层设置于阴极极片的第三层与第k层之间，通过提高电极组件的高应力区的抗拉强度和刚度，以降低挤压应力对第一初始卷绕端附近的电极组件的影响，从而降低电极组件的内圈出现坍塌的概率。
17、在一些实施例中，阴极极片在第一纵截面具有n层，沿电极组件由内向外的径向方向，以第一初始卷绕端为起始位置，胶层位于阴极极片的第k层至第三层之间，(n/3)-1≤k≤（n/3），k为整数，3＜n＜9，n为整数，或者，胶层位于阴极极片的第k层与k+1层之间，n/3≤k＜（n/3）+1，k为整数，n=9。
18、对于锂电池而言，随着电池单体的电极组件使用时间的增长，会产生析锂问题，会使阴极极片膨胀变厚，而产生沿电极组件的径向方向指向卷绕轴线的挤压应力，尤其是在n＜9时，在阴极极片的第k层至第三层之间，或者n=9，在第k层与k+1层之间，会产生较大的应力，使电极组件的第一初始卷绕端偏离卷绕轴线的一侧的部分电极组件在第一初始端附近容易坍塌。将胶层设置于阴极极片的第三层与第k层之间，或胶层位于阴极极片的第k层与k+1层之间，通过提高电极组件的高应力区的刚度和抗拉强度，以降低挤压应力对第一初始卷绕端附近的电极组件的影响，从而降低电极组件的内圈出现坍塌的概率。
19、在一些实施例中，沿卷绕方向，胶层具有第一端和第二端，第一端与卷绕轴线所在平面和第一纵截面间的夹角为a，第二端与卷绕轴线所在平面和第一纵截面间的夹角为b，10°≤a≤180°，10°≤b≤180°。
20、当a大于或等于10°，b大于或等于10°，可以基本满足电极组件的高应力区的刚度要求，以降低电极组件的内圈出现坍塌的概率，随着a和b的角度的增大，电极组件的刚度和抗拉强度得到提高，但a和b的角度过大，会影响电池单体内的电解液的流通，过大本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电池单体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述极片包括阳极极片和阴极极片，所述阳极极片与所述阴极极片之间设有所述隔膜，所述阴极极片具有所述第一初始卷绕端。
3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，沿所述阳极极片的厚度方向，所述阳极极片的两侧表面均覆盖有所述隔膜，沿所述阴极极片的厚度方向，所述阴极极片的两侧表面均覆盖有所述隔膜。
4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述极片包括阳极极片和阴极极片，所述阳极极片与所述阴极极片之间设有所述隔膜，所述阳极极片包括主体段，沿所述电极组件的径向由内向外的方向，所述主体段的第一圈位于所述阴极极片的第一圈内。
5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述阴极极片具有所述第一初始卷绕端，所述阳极极片还包括第一预留段，所述主体段具有第二初始卷绕端，所述第二初始卷绕端与所述第一初始卷绕端平齐设置，所述第一预留段与所述第二初始卷绕端连接，沿所述第一预留段的厚度方向，所述第一预留段的两侧的表面均覆盖有所述隔膜。
6.根据权利要求5所述
7.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述阴极极片在所述第一纵截面具有n层，n为整数，沿所述电极组件由内向外的径向方向，以所述第一初始卷绕端为起始位置，
8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，沿所述卷绕方向，所述胶层具有第一端和第二端，所述第一端与所述卷绕轴线所在平面和所述第一纵截面间的夹角为a，所述第二端与所述卷绕轴线所在平面和所述第一纵截面间的夹角为b，10°≤a≤180°，10°≤b≤180°。
9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，20°≤a≤90°，20°≤b≤90°。
10.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述胶层包括主体区和过渡区，所述主体区沿所述卷绕方向的两端分别设有所述过渡区，沿所述过渡区至所述主体区的方向，所述过渡区沿所述卷绕轴线的延伸方向的尺寸呈递增趋势。
11.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述胶层具有过孔，所述过孔沿所述胶层的厚度方向贯通所述胶层的两侧表面。
12.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述过孔的孔隙率为25%-75%。
13.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述极片包括阳极极片和阴极极片，所述阳极极片与所述阴极极片之间设有所述隔膜，所述阳极极片与所述隔膜之间和所述阴极极片与所述隔膜之间中的至少一者设有所述胶层。
14.根据权利要求13所述的电池单体，其特征在于，沿所述阳极极片的厚度方向，所述胶层附着于所述阳极极片的至少一侧的表面。
15.根据权利要求14所述的电池单体，其特征在于，沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述胶层的尺寸小于所述阳极极片的主体的尺寸。
16.根据权利要求14所述的电池单体，其特征在于，沿所述阳极极片的厚度方向，所述胶层附着于所述阳极极片的两侧的表面，以及附着于所述阳极极片的主体沿所述卷绕轴线的延伸方向的至少一端。
17.根据权利要求14所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件还包括缓冲层，所述缓冲层位于所述阳极极片与所述隔膜之间。
18.根据权利要求17所述的电池单体，其特征在于，所述胶层与所述隔膜贴靠，所述缓冲层覆盖所述胶层以外的所述阳极极片的区域。
19.根据权利要求17所述的电池单体，其特征在于，所述胶层位于所述阳极极片与所述缓冲层之间，所述缓冲层覆盖所述胶层所在的区域，以及覆盖所述胶层以外的所述阳极极片的区域。
20.根据权利要求19所述的电池单体，其特征在于，所述缓冲层覆盖所述胶层的区域的厚度为S1，所述缓冲层覆盖所述胶层以外的所述阳极极片的区域的厚度为S2，S1小于S2。
21.根据权利要求13-20任一项所述的电池单体，其特征在于，沿所述阴极极片的厚度方向，所述胶层附着于所述阴极极片的至少一侧的表面。
22.根据权利要求21所述的电池单体，其特征在于，沿所述卷绕轴线的延伸方向，所述胶层的尺寸小于所述阴极极片的主体的尺寸。
23.根据权利要求21所述的电池单体，其特征在于，沿所述阴极极片的厚度方向，所述胶层附着于所述阴极极片的两侧的表面，以及附着于所述...
【技术特征摘要】
1.一种电池单体，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述极片包括阳极极片和阴极极片，所述阳极极片与所述阴极极片之间设有所述隔膜，所述阴极极片具有所述第一初始卷绕端。
3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，沿所述阳极极片的厚度方向，所述阳极极片的两侧表面均覆盖有所述隔膜，沿所述阴极极片的厚度方向，所述阴极极片的两侧表面均覆盖有所述隔膜。
4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述极片包括阳极极片和阴极极片，所述阳极极片与所述阴极极片之间设有所述隔膜，所述阳极极片包括主体段，沿所述电极组件的径向由内向外的方向，所述主体段的第一圈位于所述阴极极片的第一圈内。
5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述阴极极片具有所述第一初始卷绕端，所述阳极极片还包括第一预留段，所述主体段具有第二初始卷绕端，所述第二初始卷绕端与所述第一初始卷绕端平齐设置，所述第一预留段与所述第二初始卷绕端连接，沿所述第一预留段的厚度方向，所述第一预留段的两侧的表面均覆盖有所述隔膜。
6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述阳极极片还包括第二预留段，所述阴极极片具有第一卷绕末端，所述主体段具有第二卷绕末端，所述第一卷绕末端与所述第二卷绕末端平齐设置，所述第二预留段与所述第二卷绕末端连接，沿所述第二预留段的厚度方向，所述第二预留段的两侧的表面均覆盖有所述隔膜。
7.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述阴极极片在所述第一纵截面具有n层，n为整数，沿所述电极组件由内向外的径向方向，以所述第一初始卷绕端为起始位置，
8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，沿所述卷绕方向，所述胶层具有第一端和第二端，所述第一端与所述卷绕轴线所在平面和所述第一纵截面间的夹角为a，所述第二端与所述卷绕轴线所在平面和所述第一纵截面间的夹角为b，10°≤a≤180°，10°≤b≤180°。
9.根据权利要求8所述的电池单体，其特征在于，20°≤a≤90°，20°≤b≤90°。
10.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述胶层包括主体区和过渡区，所述主体区沿所述卷绕方向的两端分别设有所述过渡区，沿所述过渡区至所述主体区的方向，所述过渡区沿所述卷绕轴线的延伸方向的尺寸呈递增趋势。
11.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述胶层具有过孔，所述过孔沿所述胶层的厚度方向贯通所述胶层的两侧表面。
12.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述过孔的孔隙率为25%-75%。
13.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述极片包括阳极极片和阴极极片，所述阳极极片与所述阴极极片之间设有所述隔膜，所述阳极极片与所述隔膜之间和所述阴极极...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢鸿波，陈江，宋晋阳，辛高勇，吴凯，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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