电极组件、电池单体及其装配方法、电池包、用电装置与流程

1.本技术涉及电池技术领域，尤其涉及一种电极组件、电池单体及其装配方法、电池包、用电装置。


背景技术：

2.新能源电池在生活和产业中的应用越来越广泛，例如，小到搭载电池的手机、笔记本、小型化的可穿戴设备，大到搭载电池包的新能源汽车，已被广泛使用；另外，电池也还被越来越多地应用于储能领域等。
3.通常电池包包括电池单体，电池单体包括电极组件。其中，电极组件主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，且极片上连接有极耳，在多层卷绕或层叠放置中形成多层极耳。而在电芯入壳折弯极耳时，极耳根部松散，进一步折叠极耳时容易造成极耳分叉后下插至电芯主体内，从而严重影响电池的安全性能。


技术实现要素：

4.本技术提供一种电极组件、电池单体及其装配方法、电池包、用电装置，可防止折弯后的极耳分叉后下插至电芯主体内，以提升电池的安全性能。
5.本技术通过如下技术方案实现。
6.本技术的第一方面提供一种电极组件，该电极组件包括：极片和至少两个凸出于极片且相互层叠设置的极耳；其中，每个极耳均包括待弯折段和固定段，待弯折段连接在固定段和极片之间，固定段用于连接导电件，待弯折段相对于固定段弯折；待弯折段内设置有连接区域，所有的极耳的待弯折段在连接区域固定连接。
7.在上述技术方案中，由于待弯折段内设置有连接区域，通过在连接区域处将所有的层叠设置的极耳的待弯折段固定连接，如此使得原本层叠设置的至少两个容易松散的极耳在连接区域紧固连接成一个较密实贴合的整体，即相当于将至少两个极耳在待弯折段的连接区域内收拢后约束成一个不易松散的整体，这样可减少至少两个极耳的待弯折段被折弯后，因出现极耳分叉而引起其下插至电芯主体内部的可能，从而实现电池安全性能的提升。
8.在本技术的一种可能的实现方式中，在沿导电件朝向极片的方向上，连接区域在待弯折段的五分之一处起始，并在待弯折段的五分之四处终止。
9.由于极耳的固定段与导电件连接并折弯入壳后，易出现分叉的位置在待弯折段的五分之一起始至待弯折段的五分之四终止的区域内，也即此区域为极耳的易分叉区域，因此，将连接区域设置在此处可防止极耳的分叉下插问题。
10.在本技术的一种可能的实现方式中，连接区域在待弯折段的三分之一处起始，并在待弯折段的三分之二处终止。
11.由于将连接区域的范围进一步限定缩小，可进一步将至少两个极耳固定在极耳相对更容易分叉的区域位置处。
12.在本技术的一种可能的实现方式中，连接区域的面积与待弯折段面积的比值为0.1～0.3。
13.由于连接区域的面积与待弯折段面积的比值为0.1～0.3，可使连接区域在占据待弯折段上合理区域的状态下，还能够提升极耳之间连接的可靠性。
14.在本技术的一种可能的实现方式中，在固定段与导电件连接的状态下，每个极耳的待弯折段形成首尾连接的第一弯折部和第二弯折部，第一弯折部与固定段连接，第二弯折部与极片连接；第一弯折部的弯折凹部朝向极片的厚度方向，第二弯折部的弯折凹部的朝向与第一弯折部的弯折凹部的朝向相反；连接区域位于第一弯折部的弯折中心线与第二弯折部的弯折中心线之间的区域内，其中，第一弯折部的弯折中心线与第二弯折部的弯折中心线之间的区域包括第一弯折部的弯折中心线和第一弯折部的弯折中心线。
15.由于在固定段与导电件连接的状态下，需要将电极组件入壳，此时每个极耳的待弯折段弯折形成首尾连接的第一弯折部和第二弯折部，将连接区域选定在第一弯折部的弯折中心线与第二弯折部的弯折中心线之间的区域内，且连接区域包括第一弯折部的弯折中心线与第二弯折部的弯折中心线，而此连接区域大体位于极耳的固定段与极耳之间的中部区域，也即层叠的极耳易出现分叉的区域，如此设置连接区域，可尽可能避免层叠的至少两个极耳在此处分叉进而引起下插问题。
16.在本技术的一种可能的实现方式中，连接区域位于第一弯折部与第二弯折部的连接处与第二弯折部的弯折中心线之间的区域内，其中，连接处与第二弯折部的弯折中心线之间的区域包括连接处和第二弯折部的弯折中心线。
17.由于将连接区域的范围进一步限定缩小，可进一步能够将至少两个极耳固定在极耳相对更易分叉的位置处。
18.在本技术的一种可能的实现方式中，连接区域设置在第二弯折部的弯折中心线上。
19.由于将连接区域更进一步限定在第二弯折部的弯折中心线上，而第二弯折部的中心线上也即极耳最易分叉的位置区域，可最大程度上解决极耳易分叉的问题。
20.在本技术的一种可能的实现方式中，待弯折段弯折形成一个第三弯折部，第三弯折部的一端与固定段连接，另一端与极片连接；第三弯折部的弯折凹部朝向极片的厚度方向。
21.由于在固定段与导电件连接状态下，待弯折段仅存在一个第三弯折段，这时，极耳易出现分叉的位置应为靠近第三弯折段的弯折凹部的中心位置区域内，此区域为极耳的易分叉区域，因此，连接区域设置在此处可在很大程度上能防止子极耳的分叉下插问题。
22.在本技术的一种可能的实现方式中，连接区域设置在第三弯折部的弯折中心线上。
23.由于将连接区域更进一步限定在第三弯折部的弯折中心线上，而第三弯折部的中心线上也即极耳最易分叉的位置区域，可最大程度上解决子极耳易分叉的问题。
24.在本技术的一种可能的实现方式中，极耳设置在极片长度方向上的一端，所有的极耳在沿极片的宽度方向上贯通式连接。
25.由于所有的极耳在沿极片的宽度方向上贯通式连接在连接区域，相较于间断式连接形成非连续型的连接区域而言，贯通式的连接方式连接更为紧密可靠，可更大程度上避
免子极耳在此处分叉。
26.在本技术的一种可能的实现方式中，极耳设置在极片沿长度方向上的一端，连接区域内设有至少两个沿极片的宽度方向上间隔分布的连接点。
27.由于连接区域间隔分布设置的方式，在节省连接材料同时，由于层叠的至少两个极耳在连接区域内固定连接时操作空间狭小，连接区域间隔分布时使得操作简单易行。
28.在本技术的一种可能的实现方式中，连接区域内所有的极耳焊接固定。
29.由于采用焊接固定的方式其具有连接可靠性强及连接后导电性好的优点。
30.在本技术的一种可能的实现方式中，连接区域内所有的极耳粘接固定。
31.由于采用粘接的固定方式，其操作易行，且连接效率高。
32.本技术的第二方面提供了一种电池单体，电池单体包括上述第一方面中任一项提供的电极组件、壳体和导电件。其中，壳体具有开口，电极组件容纳于壳体内；导电件与固定段连接。
33.由于该电池单体包括的电极组件在至少两个极耳的待弯折段设置有连接区域，所有的极耳的待弯折段在连接区域固定连接，从而具有可防止折弯后的极耳分叉后下插至电芯主体内的优点。
34.本技术实施例第三方面提供了一种电池包，包括多个第二方面任一项提供的电池单体和箱体，多个电池单体容纳于箱体内。
35.由于该电池包包括电池单体的电极组件中，极耳的待弯折段设置的连接区域用于将所有的极耳的待弯折段固定连接，因此具有可防止折弯后的极耳分叉后下插至电芯主体内的优点。
36.本技术实施例第四方面提了一种用电装置，该用电装置包括用于提供电能的上述第三方面中任一项提供的电池包。
37.由于该用电装置包括的电池包中电池单体具有在极耳的待弯折段设置将极耳固定连接的连接区域，因此，用电装置具有可防止折弯后的极耳分叉后下插至电芯主体内的优点。
38.本技术实施例第五方面提供了一种装配方法，用于装配电池单体，电池单体的每个极耳均包括待弯折段和固定段，待弯折段内设置有连接区域，该方法包括以下步骤：固定段与导电件焊接；在连接区域内将所有的极耳的待弯折段焊接。
39.由于该电池单体的装配方法中，在固定段与导电件焊接后，采用在极耳的待弯折段的连接区域内将所有的极耳的待弯折段焊接的方法，可使至少两个极耳在待弯折段的连接区域内收拢后约束成一个不易松散的整体，从而防止极耳出现分叉而下插至电芯主体内部。
40.在本技术的一种可能的实现方式中，焊接方式为超声波焊接。
41.由于采用超声波焊接，可使相邻的极耳金属表面紧密接触达到原子间的结合从而达到较高的熔强度，且焊接速度快，同时焊接过程无火花及熔料接触电芯内部的风险。
附图说明
42.下面将参考附图来描述本技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。
43.图1为本技术的一些实施例提供的一种电池单体的部分组件的结构示意图；
图2为本技术的一些实施例提供的一种图1中a处的局部放大结构示意图；图3为本技术的一些实施例提供的一种图2中右侧极耳及其周围部分组件的放大结构示意图；图4为本技术的一些实施例提供的一种电池单体的部分组件的正视图；图5为本技术的一些实施例提供的一种电池单体的部分组件的俯视图；图6为本技术的一些实施例提供的一种电池单体的部分组件的侧视图；图7为本技术的一些实施例提供的一种电池单体的部分组件中只有一侧设置极耳结构的俯视图；图8为本技术的一些实施例提供的一种多层极耳中待弯折段未设置连接区域的情况下，多层极耳入壳折弯后的电子计算机断面扫描示意图；图9为本技术的一些实施例提供的一种多层极耳中待弯折段设置连接区域的情况下，多层极耳入壳折弯后的电子计算机断面扫描示意图；图10为本技术的一些实施例提供的一种多层极耳焊接时焊接头截面形状示意图；图11为本技术一些实施例提供的一种电池单体的装配方法流程图。
44.附图标记：1-电芯主体；2-电极组件；21-极耳；211-固定段；212-待弯折段；213-连接点；2121-第一弯折部；2122-第二弯折部；3-导电件；d-连接区域；d1-待弯折段的五分之一处起始位置；d2-待弯折段的五分之四处终止位置；d3-待弯折段的三分之一处起始位置；d4-待弯折段的三分之二处终止位置。
具体实施方式
45.下面将结合附图对本技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
46.除非另有定义，本文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；本文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。
47.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”“第三”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
48.在本文中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
49.在本技术实施例的描述中，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：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是“或”的关系。
50.在本技术实施例的描述中，技术术语“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术实施例和简化描述，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、操作或使用，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
51.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。
52.本技术中术语“平行”不仅包括绝对平行的情况，也包括了工程上常规认知的大致平行的情况；同时，“垂直”也不仅包括绝对垂直的情况，还包括工程上常规认知的大致垂直的情况。
53.下面，对本技术进行详细说明。
54.本技术中，电池单体可以包括锂离子电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本技术实施例对此并不限定。
55.其中，电池单体包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离膜。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。
56.此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构。
57.本技术的发明人注意到，对于一般的电池单体而言，例如，叠片式结构的电极组件中，正极极片和负极极片需要在与隔离膜堆叠前采用模具分别冲切出正极极耳和负极极耳之后，再将至少两个极片层叠布置，并将至少两个极片的极耳沿极片的厚度方向层叠设置，以形成用于输入或输出电能的极耳。又或对于卷绕式结构的电极组件，一个极片上可具有至少两个极耳，极片卷绕成形后能够层叠形成多层极耳。另外，为了便于实现极耳和端盖组件的连接，极耳通常都具有较长的长度。但是，由于至少两个极耳层叠在一起时，至少两个层叠设置的极耳根部较为松散，进一步折弯极耳入壳时极易造成极耳根部分叉，致使出现极耳下插入电芯主体的问题，导致电池在后期使用过程中存在较大的安全隐患。因此，如何在解决电极组件入壳后的极耳分叉下插入电芯主体的问题，成为提升电池安全性能的重要课题。
58.本技术的发明人经过研究发现，例如，参照图8，图8为多层极耳21中待弯折段212未设置连接区域d的情况下，多层子极耳21入壳后的断面扫描图，从图8中明显可以发现，多层极耳21在折弯后其待弯折段212内所有的极耳21中有近一半的极耳21出现分叉下插至电芯主体1，而另一部分未分叉的极耳21的待弯折段212形成呈s形的折弯段，且极耳21不分叉时就不会出现极耳21下插的问题。由此，可从如何防止极耳21分叉着手解决极耳分叉后下插电芯主体的问题，例如，可将分叉的多层极耳21固定连接在一起，但由于极耳21伸出电芯主体1较长，如果不考虑寻找一个合适的连接位置，诸如若将连接位置设置离极耳21与端盖的连接处非常近的位置时，又或将连接位置在离极耳21靠近极片的位置处，不一定就能解决极耳21的分叉问题。因此，需要找到一个恰当的连接位置以保证能解决极耳21的分叉问题。经过研究发现及从图8中可以看出，易分叉的部分发生在极耳21上固定段211与极耳21
根部之间的部分，也即在极耳21的折极耳空间内（除去极耳与端盖相接的部位以及极耳与极片的连接处），通过设置连接区域d，以将层叠设置的较松散的至少两个极耳21固定连接，可有效避免多个极耳21在折极耳空间内分叉下插至电芯主体1。
59.基于这样的设计构思，本技术实施例提供了一种电极组件，在折极耳空间内，即在极耳21的待弯折段212内设置连接区域d，将至少两个极耳21的待弯折段212在连接区域d固定连接，以防止多层极耳21分叉造成极耳21下插至电芯主体1。
60.本技术实施例提供的电池单体可以但不限用于储能电源系统、车辆、船舶或飞行器等用电装置中。在一些实施例中，电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。
61.由于本技术实施例提供的电池单体可防止多层极耳分叉造成极耳下插至电芯主体，因此具有较高的安全性能。进而能够提高储能电源系统、用电装置的使用可靠性。
62.本技术实施例提供的电池单体还可以多个成组而作为电池包使用。电池包同样可以但不限用于储能电源系统、车辆、船舶或飞行器等用电装置中。
63.本技术实施例描述的技术方案适用于提供电能的上述电池或电池包的用电装置。用电装置可以是车辆、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。本技术实施例对上述用电装置不做特殊限制。
64.在以下实施例中，为了方便说明，以本技术实施例的用电装置为便携式用电设备为例进行说明。下面结合附图进行说明。
65.如图1~图7为本技术实施例提供的电池单体的部分组件不同视角下结构示意图及部分放大结构图。
66.本技术实施例提供一种电极组件，如图1和图2所示，该电极组件2包括极片和至少两个凸出于极片且相互层叠设置的极耳21。其中，每个极耳21均包括待弯折段212和固定段211，待弯折段212连接在固定段211和极片之间，再参照图8和图9，固定段211用于连接导电件3，待弯折段212相对于固定段211弯折；待弯折段212内设置有连接区域d，所有的极耳21的待弯折段212在连接区域d固定连接。
67.本技术实施例中的极片可以为一个，可用于作为卷绕式结构的电极组件中的正极片或负极片，一个正极片或负极片卷绕能够形成有至少两个层叠设置的极耳21。极片也可以是包括至少两个正极片或至少两个负极片又或至少两个正极片和至少两个负极片的组合，可用于作为叠片式电极组件的极片。本技术实施例中，电极组件2的极片以及隔离件（图中未示出），这里，极片及隔离件均设置在图1、图2和图3中的电芯主体1中，其中，电芯主体1是指电池单体的部分组件，例如，电芯主体1具体可以是其内部设置有电解液及电极组件2，且外部具有包装体的主体，可用于作为电池单体的主体部。
68.本技术实施例中的电芯主体1可以是卷绕式电芯，也可以是层叠式电芯，电芯主体1的极片上有至少两个极耳21。其中，在卷绕式电芯中，电芯主体1内可以是包括一个连续的正极片和一个连续的负极片，以正极片为例，可以是正极片卷绕成的每一圈中具有一个正极耳，也可以是正极片每卷绕半圈具一个正极耳，正极片卷绕成的至少两圈中可以对位具有至少两个层叠的正极耳。在层叠式电芯中，电芯主体1内可以是至少两个相互叠加的正极片和至少两个相互叠加的负极片，每片正极片上均具有正极耳，每片负极片上均具有负极
耳，所有正极片上的正极耳可对位层叠形成层叠的正极耳，所有负极片上的负极耳可对位层叠形成层叠的负极耳。
69.本技术实施例中的极耳21，包括正极耳和负极耳21，例如，正极片上的极耳21为正极耳，负极片上的极耳21为负极耳。
70.本技术实施例中，每个极耳21相互层叠设置形成。例如，位于极片同一端的至少两个正极耳21在垂直于极片所在平面的方向上叠设形成多层正极耳21。又例如，位于极片同一端的至少两个负极耳21在垂直于极片所在平面的方向上叠设形成多层负极耳21。
71.另外，本技术实施例中，图1和图2中的是包括有至少两个层叠设置的极耳21的，图1和图2中只是给出了多层极耳21整体外部轮廓图及较少量的极耳21的层叠图，其外部轮廓内是具有至少两个层叠设置的极耳21的，但为了便于说明，并没有画出所有的极耳21。
72.本技术实施例中极耳21的固定段211是指极耳21上用于与电池单体的导电件3电连接的部分，固定段211可以呈平坦状以便于导电件3贴合连接。另外，这里，导电件3可以是指电池单体的转接片。极耳21上的待弯折段212，是指极耳21上除去用于与导电件3连接的固定段211，位于极耳21与极片的连接处与朝向固定段211与待弯折段212连接处之间的部分，也即电极组件2入壳后由待弯折段212形成的已弯折段，也可以称为极耳折弯区。
73.本技术实施例中所有层叠设置的极耳21的待弯折段212的固定连接的方式不作限定，诸如所有的极耳21的待弯折段212可以通过焊接或粘接固定连接。
74.通过在待弯折段212内设置有连接区域d，可在连接区域d处将所有的层叠设置的极耳21的待弯折段212固定连接，如此使得原本层叠设置的多个容易松散的极耳21在连接区域d紧固连接成一个较密实贴合的整体，即相当于将极耳21在待弯折段212的连接区域d内收拢后约束成一个不易松散的整体，这样可减少至少两个极耳21的待弯折段212被折弯后，因极耳21分叉而出现其下插至电芯主体1内部的可能，从而提升电池的安全性能。
75.在一实施例中，参照图 8和图9，在沿导电件3朝向极片的方向上，以及参照图3，连接区域d在待弯折段212的五分之一处起始，并在待弯折段212的五分之四处终止。
76.本技术实施例中，参照图3，图3为图2中右侧极耳21及其周围部分组件的放大结构示意图。图3中，沿导电件3朝向极片的方向上，对于连接区域d在待弯折段212的五分之一处起始位置d1，这里，待弯折段212的五分之一处起始位置d1也可以理解为待弯折段212上到待弯折段212与固定段211的连接处的距离为待弯折段212自身延伸方向上长度的五分之一位置处。沿导电件3朝向极片的方向上，连接区域d在待弯折段212的五分之四处终止位置d2也可以理解为待弯折段212上到待弯折段212与固定段211的连接处的距离为待弯折段212自身延伸方向上长度的五分之四位置处。连接区域d可位于图3中待弯折段212的五分之一处起始位置d1与待弯折段212的五分之四处终止位置d2之间的区域内，诸如，图3中给出的连接区域d即落在了待弯折段212的五分之一处起始位置d1与待弯折段212的五分之四处终止位置d2之间的区域。
77.上述实施例中，由于极耳21的固定段211与导电件3连接并折弯入壳后，易出现分叉的位置在待弯折段212的五分之一起始位置d1至待弯折段212的五分之四终止位置d2的区域内，也即此区域为极耳21的易分叉区域，因此，将连接区域d设置在此处可防止极耳21的分叉下插问题。
78.进一步地，在一实施例中，参照图3，连接区域d在待弯折段212的三分之一处起始，
并在待弯折段212的三分之二处终止。
79.本技术实施例中，参照图3，沿导电件3朝向极片的方向上，连接区域d在待弯折段212的三分之一处起始位置为d3，沿导电件3朝向极片的方向上，连接区域d在待弯折段212的三分之二处终止位置为d4。图3中连接区域d可位于待弯折段212的三分之一处起始位置d3与待弯折段212的三分之二处终止位置d4之间的区域内，其中，待弯折段212的三分之一处起始位置d3与待弯折段212的三分之二处终止位置d4之间的区域落入了待弯折段212的五分之一处起始位置d1与待弯折段212的五分之四处终止位置d2之间的区域内，即进一步缩小了连接区域d的设置范围。
80.以上如此设置，可将连接区域d的范围进一步限定缩小，可尽可能将至少两个极耳21固定在极耳21相对更容易分叉的区域位置处。
81.在一实施例中，参照图1和图3，连接区域d的面积与待弯折段212面积的比值为0.1～0.3。
82.上述实施例中，由于连接区域d的面积与待弯折段212面积的比值为0.1～0.3，可使连接区域d在占据待弯折段212上合理区域的状态下，还能够提升极耳21之间连接的可靠性。
83.在一些实施例中，参照图3和图9，其中，图3为图2中右侧极耳21及其周围部分组件的放大结构示意图，图9为多层极耳21中待弯折段212设置连接区域d的情况下，多层极耳21入壳折弯后的电子计算机断面扫描示意图。如图9，当固定段211与导电件3连接后，每个极耳21的待弯折段212形成首尾连接的第一弯折部2121和第二弯折部2122，第一弯折部2121远离第二弯折部2122的一端与固定段211连接，第二弯折部2122与固定段211连接；第二弯折部2122与极片连接；第一弯折部2121的弯折凹部朝向极片的厚度方向，第二弯折部2122的弯折凹部的朝向与第一弯折部2121的弯折凹部的朝向相反；连接区域d位于第一弯折部2121的弯折中心线与第二弯折部2122的弯折中心线之间的区域内，其中，第一弯折部2121的弯折中心线与第二弯折部2122的弯折中心线之间的区域包括第一弯折部2121的弯折中心线和第一弯折部2121的弯折中心线。
84.本技术实施例中，极片存在相互垂直的长度方向和宽度方向，极耳21设置在极片沿长度方向上的一端，第一弯折部2121的弯折中心线和第二弯折部2122的弯折中心线均平行于极片的宽度方向；其中，固定段211上与第一弯折部2121相连接的一侧为固定段211的第一侧，与第一侧相对的一侧为第二侧，第一方向垂直于极片所在平面，且第一方向由第二侧指向第一侧。
85.本技术实施例中，参照图1和图2，为了便于说明，极片的厚度方向为x方向，极片存在的相互垂直的长度方向和宽度方向中，极片的宽度方向为y方向，极片的长度方向为z方向。
86.本技术实施例中的至少两个极耳21的固定段211可以通过超声波焊接的方式固定在一起，至少两个极耳21固定段211以用于和导电件3连接后汇流。
87.本技术实施例中，固定段211与导电件3连接后，例如，可以先将每个极耳21的固定段211整形成一个个层叠的平面，而后将固定段211与导电件3焊接或粘接在一起，以使正极片或负极片汇流；由于极耳21位于电芯壳体的开口侧，要避免入壳后的电芯在生产的后阶段、运输、使用过程中因振荡造成极耳21与电芯的壳体接触造成的短路风险，通常需要在入
壳前对极耳21进行弯折，以使电芯、端板等可以顺利安装在壳体内。其中，在极耳21弯折的过程中，受极耳21设置位置、壳体内部空间、弯折时即时受力等不同因素的影响，极耳21可能呈现出多种不同的弯折形态。
88.例如，参照图2，图2中凸出于电芯主体1左侧的多层极耳21和凸出于电芯主体1右侧的多层极耳21因均位于沿电芯主体1沿z向一端的相对的两侧边沿处，即极耳21的连接位置并非位于电芯主体1的中部，这时，需将位于电芯主体1边沿处的极耳21拉向电芯主体1的中部，而将极耳21拉向中部的过程中会出现极耳21向背离电芯主体1的中部弯折的现象，即极耳21的待弯折段212出现反向弯折，使得入壳后的极耳21的待弯折段212可能形成单个弯折曲线的形态，例如图2中左侧的多层极耳21，极耳21的待弯折段近似呈c形或反向c形；又或使得入壳后的极耳21的待弯折段212可能形成连续的两个弯折曲线的形态，参照图2中右侧的多层极耳21和图8中的入壳后的极耳21，极耳21的待弯折段212近似s形或z形。
89.下面以近似呈c形或近似呈s的待弯折段212为例，详细介绍固定段211与导电件3连接的状态下，形成待弯折段212这两种形态的方案。
90.图9中，为本技术一些实施例的固定段211与导电件3连接后，即电极组件2入壳后的多层极耳21的断面扫描图。如图9中所示每个极耳21的待弯折段212折弯后形成成首尾连接的第一弯折部2121和第二弯折部2122，第一弯折部2121的弯折凹部的朝向与第二弯折凹部的朝向相反，首尾连接的第一弯折部2121和第二弯折部2122的截面形状大体呈s形。这其中，参照图2和图9，例如，图2中右侧至少两个极耳21形成的多层极耳21，因凸出于在电芯主体1沿z向一端部边沿处，而极耳21整形后的固定段211应位于电芯主体1沿z向一端部的正上方，这里，将电芯主体1沿z向且靠近极耳21的端部定义为电芯主体1的第一端部。为了便于固定段211与导电件3连接，通常固定段211在电芯主体1的第一端部所在平面的投影落在其正中心位置，即极耳21折弯时相当于需要将待弯折段212向第一端部的中心位置靠拢，因此，在导电件3与固定段211贴合固定连接状态下，待弯折段212折弯后形成了大体呈s形的已弯折段。
91.如图9所示，将连接区域d选定在第一弯折部2121的弯折中心线与第二弯折部2122的弯折中心线之间的区域内，且连接区域d包括第一弯折部2121的弯折中心线与第二弯折部2122的弯折中心线，而此连接区域d大致位于极耳21的的中部区域，对比于图8，此连接区域d也即层叠的极耳21易出现分叉的区域，如此设置连接区域d可尽可能避免层叠的至少两个极耳21在此处分叉进而引起下插问题，结合图9所示，可以看出设置连接区域d后至少两个极耳21折弯后不在出现分叉引起的子极耳21下插至电芯主体1内的情况。
92.在一些实施例中，连接区域d位于第一弯折部2121与第二弯折部2122的连接处与第二弯折部2122的弯折中心线之间的区域内，其中，连接处与第二弯折部2122的弯折中心线之间的区域包括连接处和第二弯折部2122的弯折中心线。
93.通过进一步限定缩小连接区域d的范围，可进一步能够将至少两个极耳21固定在相对更易分叉的位置处。
94.在一些实施例中，连接区域d设置在第二弯折部2122的弯折中心线上。
95.通过将连接区域d更进一步限定在第二弯折部2122的弯折中心线上，而第二弯折部2122的中心线上也即极耳21最易分叉的位置区域，可最大程度上解决极耳21易分叉的问题。
96.在一些实施方式中，待弯折段212弯折形成一个第三弯折部（图中未示出），第三弯折部的一端与固定段211连接，另一端与极片连接；第三弯折部的弯折凹部朝向第一方向；连接区域d形成在第三弯折部的弯折凹部上靠近固定段211一侧的四分之一到四分之三之间的区域；其中，固定段211上与第一弯折部2121相连接的一侧为固定段211的第一侧，与第一侧相对的一侧为第二侧，第一方向垂直于第一极片所在平面，且第一方向由第二侧指向第一侧。
97.本技术实施例中的待弯折段212弯折形成一个第三弯折部，第三弯折部的一端与固定段211连接，另一端与极片连接，另外，第三弯折部的弯折凹部朝向第一方向，使得待弯折段212的截面形状大致成c型。这其中，参照图2和图9，例如，图2中左侧至少两个极耳21形成的多层极耳21，因凸出于电芯主体1的第一端部的边沿处，为了便于使其固定段211与导电件3连接，而通常固定段211在电芯主体1的第一端部所在平面的投影落在其正中心位置，即极耳21折弯时相当于需要将待弯折段212向第一端部的中心位置靠拢，也即左侧至少两个极耳21的固定段211需与右侧极耳21的固定段211沿y向上对位设置，因此，在导电件3与固定段211贴合固定连接状态下，左侧待弯折段212折弯后形成了大体呈c形的已弯折段。
98.例如，参照图1和图2中所示，电芯主体1的其中一端具有两个多层极耳21，这两个多层极耳21可以设置成不同的形式，例如，左侧的一个多层极耳21中，极耳21的待弯折段212可以形成一个第三弯折部，即待弯折段212折弯后形成的c形弯折段；右侧的一个多层极耳21中，极耳21的待弯折段212可以形成为首尾相接的第一弯折部2121和第二弯折部2122，即待弯折段212折弯后形成的s形弯折段。另外，参照图4~图6，电芯主体1相对的两端各均具有极耳21，例如，其中一端的极耳21可以是均与电极组件2中的正极片连接，另一端的极耳21可以是均与电极组件2中的负极片连接。另外，如图7所示，图7中仅电芯主体1的同一端设置两个多层极耳21，这两个多层极耳21中一个可与正极片相连，另一个与负极片相连。
99.在固定段211与导电件3连接状态下，待弯折段212仅存在一个第三弯折段，这时，极耳21易出现分叉的位置应为第三弯折段的弯折凹部靠近固定段211一侧的四分之一至四分之三的区域，即靠近第三弯折段的弯折凹部的中心位置区域内，此区域为极耳21的易分叉区域，因此，连接区域d设置在此处可防止子极耳21的分叉后下插至电芯主体1内。
100.在一些实施例中，极片存在相互垂直的长度方向和宽度方向，极耳21设置在极片沿长度方向上的一端，所有的极耳21在沿极片的宽度方向上贯通式连接。
101.本技术实施例中所有的极耳21在沿极片的宽度方向上贯通式连接，具体可以指，参照图2，图2中d区域即为连接区域d，贯通式连接可以理解为连接区域d覆盖至极耳21的待弯折段212的整个沿极片的宽度方向上，即图2中y方向上。
102.如此，所有的极耳21在沿极片的宽度方向上贯通式连接在连接区域d，使得连接方式紧密可靠，可在较大程度上避免极耳21在此处分叉。
103.在一些实施例中，极片存在相互垂直的长度方向和宽度方向，极耳21设置在极片沿长度方向上的一端，连接区域d内设有至少两个沿极片的宽度方向上间隔分布的连接点213。
104.本技术实施例中所有的极耳21在沿极片的宽度方向上间隔分布连接，具体可以指，参照图2，图2中d区域即为连接区域d，间隔分布连接可以理解为连接区域d内至少间隔分布有两个连接点213，连接点213间断非连续的覆盖至极耳21的待弯折段212上。如图2中
所示，即为至少两个连接点213间隔分布在连接区域d内。
105.上述连接区域d间隔分布设置的方式，节省连接材料同时，由于层叠的极耳21在连接区域d内固连时操作空间狭小，连接区域d内设有至少两个间隔分布的连接点213时，使得操作简单易行。
106.在一些实施方式中，连接区域d内所有的极耳21焊接固定。
107.以上如此设计，焊接固定的方式相较于粘接或额外增设连接件（诸如，连接扣或连接环等），具有连接可靠性强及连接后导电性好的优点。同时，不需要像粘接一样引入新材料，可避免引入新材料对电解液造成污染的风险。
108.在一些实施例中，连接区域d内所有的极耳21粘接固定。
109.本技术实施例中的粘接，可以是极耳胶或电焊胶。例如，可采用相对牢固且操作简单的电焊胶。
110.这其中，粘接的固定方式相对焊接而言，操作易行，且连接效率高。
111.参照图11，图11为本技术实施例的一种电池单体的装配方法流程图，根据本技术的一些实施例，本技术还提供了一种电池单体的装配方法，每个极耳21均包括待弯折段212和固定段211，待弯折段212内设置有连接区域d，该方法包括步骤s10和步骤s20。
112.步骤s10，固定段与导电件焊接；步骤s20，在连接区域内将所有的极耳的待弯折段焊接。
113.本技术实施例中，在步骤s10中，可对所有的极耳21有固定段211进行整形处理，如将极耳21的固定段211进行整平，使固定段211所在平面与电芯主体1的第一端部所在平面平行，而后将固定段211与导电件3焊接。其中固定段211与导电件3的焊接方式可以是超声波焊接、激光焊接等等，具体不作限定。而后，通过步骤s20，将连接区域d内所有的极耳21的待弯折段212焊接。
114.由于先将固定段211与导电件3焊接，可避免先在连接区域d内将所有的极耳21的待弯折段212焊接后出现各极耳21间的固定段211高度不一，从而出现与导电件连接困难的情况，造成电芯入壳困难。另外，通过步骤s20，可使至少两个极耳21在待弯折段212的连接区域d内收拢后约束成一个不易松散的整体，从而防止极耳21出现分叉而下插至电芯主体1内部。
115.在一些实施例中，固定段211与导电件3的焊接方式以及连接区域d内待弯折段212的焊接方式为超声波焊接。
116.本技术的一些实施例中，例如，参照图10，步骤s10及步骤s20中，焊接时焊头的形状不作限定，可以使用诸如图10中第1种或第5种焊头的形状，采用连续焊的焊接形式，可使连接区域d连续贯通的覆盖至极耳21待弯折段212的y向上。又例如，可以使用图10中第2种、第3种、第4种、第6种、第7种中的其中一种以通过点焊的方式在连接区域d内形成至少两个连接点213，即至少两个焊点。另外，也可以是使用连续焊和点焊的组合焊。示例的，可采用第1种较宽的焊线的形式，其操作简单，连接可靠性强。
117.以上方案中采用超声波焊接的方式，可使相邻的极耳21金属表面紧密接触达到原子间的结合从而达到较高的熔强度，且焊接速度快，同时焊接过程无火花及熔料接触电芯内部的风险。
118.以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实
施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术的说明书的范围当中。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。

技术特征：
1.一种电极组件，其特征在于，包括：极片；至少两个凸出于所述极片且相互层叠设置的极耳；每个所述极耳均包括待弯折段和固定段，所述待弯折段连接在所述固定段和所述极片之间，所述固定段用于连接导电件，所述待弯折段相对于所述固定段弯折；所述待弯折段内设置有连接区域，所有的所述极耳的待弯折段在所述连接区域固定连接；在沿所述导电件朝向所述极片的方向上，所述连接区域在所述待弯折段的五分之一处起始，并在所述待弯折段的五分之四处终止。2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述连接区域在所述待弯折段的三分之一处起始，并在所述待弯折段的三分之二处终止。3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述连接区域的面积与所述待弯折段面积的比值为0.1～0.3。4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，在所述固定段与所述导电件连接的状态下，每个所述极耳的待弯折段形成首尾连接的第一弯折部和第二弯折部，所述第一弯折部与所述固定段连接，所述第二弯折部与所述极片连接；所述第一弯折部的弯折凹部朝向所述极片的厚度方向，所述第二弯折部的弯折凹部的朝向与所述第一弯折部的弯折凹部的朝向相反；所述连接区域位于所述第一弯折部的弯折中心线与所述第二弯折部的弯折中心线之间的区域内，其中，所述第一弯折部的弯折中心线与所述第二弯折部的弯折中心线之间的区域包括所述第一弯折部的弯折中心线和所述第一弯折部的弯折中心线。5.根据权利要求4所述的电极组件，其特征在于，所述连接区域位于所述第一弯折部与所述第二弯折部的连接处与所述第二弯折部的弯折中心线之间的区域内，其中，所述连接处与所述第二弯折部的弯折中心线之间的区域包括所述连接处和所述第二弯折部的弯折中心线。6.根据权利要求5所述的电极组件，其特征在于，所述连接区域设置在所述第二弯折部的弯折中心线上。7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述待弯折段弯折形成一个第三弯折部，所述第三弯折部的一端与所述固定段连接，另一端与所述极片连接；所述第三弯折部的弯折凹部朝向所述极片的厚度方向。8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，所述连接区域设置在所述第三弯折部的弯折中心线上。9.根据权利要求1~8任一项所述的电极组件，其特征在于，所述极耳设置在所述极片长度方向上的一端，所有的所述极耳在沿所述极片的宽度方向上贯通式连接。10.根据权利要求1~8任一项所述的电极组件，其特征在于，所述极耳设置在所述极片沿长度方向上的一端，所述连接区域内设有至少两个沿所述极片的宽度方向上间隔分布的连接点。11.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述连接区域内所有的所述极耳焊接固定。
12.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述连接区域内所有的所述极耳粘接固定。13.一种电池单体，其特征在于，包括：权利要求1~8中任一项所述的电极组件；壳体，具有开口，所述电极组件容纳于所述壳体内；导电件，所述导电件与所述固定段连接。14.一种电池包，其特征在于，包括：箱体；权利要求13中所述的电池单体，所述电池单体容纳于所述箱体内。15.一种装配方法，用于装配电池单体，所述电池单体的每个极耳均包括待弯折段和固定段，所述待弯折段内设置有连接区域，其特征在于，所述方法包括以下步骤：所述固定段与导电件焊接；在所述连接区域内将所有的所述极耳的所述待弯折段焊接。16.根据权利要求15中所述的装配方法，其特征在于，所述固定段与所述导电件通过超声波焊接；在所述连接区域内将所有的所述极耳的所述待弯折段通过超声波焊接。

技术总结
本申请涉及电池技术领域，公开了一种电极组件、电池单体及其装配方法、电池包、用电装置。电极组件包括极片和至少两个凸出于极片且相互层叠设置的极耳。其中，每个极耳均包括依次连接的待弯折段和固定段，待弯折段连接在固定段和极片之间，固定段用于连接导电件，待弯折段相对于固定段弯折；待弯折段内设置有连接区域，所有的极耳的待弯折段在连接区域固定连接。本申请提供的电极组件可防止折弯后的极耳分叉后下插至电芯主体内。本申请提供的电池包用于提供电能。用于提供电能。用于提供电能。


技术研发人员：陈锦华 杨国众 杨攀 张伟 余迎祥
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：2023.08.10
技术公布日：2023/9/9