电极组件、电池单体、电池及用电装置的制作方法

1.本技术涉及电池领域，特别涉及一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。


背景技术：

2.锂电池作为一种“摇椅式”电池，相较于其它电池，具有高能量密度，安全稳定，循环寿命长等特点，在现有锂离子电池体系中，受限于电化学体系的限制，即使对电池的正负极材料进行掺杂，锂离子电池单体的工作电压很难超过5v。但在实际应用中，需要用到超过5v电压的场景很多，比如电动汽车、电压互感器、储能系统等，为了适应这些高电压场景，每个电池内需要集成多个电池单体，而多个集成的电池单体降低了电池的能量密度。
3.因此，开发一种新的可以实现高输出电压并且有较高能量密度的电池，成为本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本技术提供一种电极组件、电池单体、电池及用电装置，能够在实现电池具有高输出电压的同时保持较高的能量密度。
5.第一方面，本技术提供一种电极组件，包括：主体，包括沿第一方向排布的极片组，极片组包括沿第一方向交替排布的第一极片和第二极片，第一极片和第二极片极性相反；连接件，相邻两个极片组通过一个连接件串联连接。
6.在本技术实施例的技术方案中，电极组件包括主体和连接件，主体包括沿第一方向排布的极片组，极片组包括交替排布且极性相反的第一极片和第二极片，相邻两个极片组通过一个连接件串联连接，以使单个电极组件即可实现高电压输出，在实现电池高输出电压的同时，提高了电池的能量密度。并且将第一极片和第二极片集成为电极组，也方便根据实际电压需求调节电极组件中串联的极片数量，提高了电极组件的实用性。
7.在一些实施例中，各个极片组内的第一极片的数量相同，和/或各个极片组内的第二极片的数量相同。
8.在本技术实施例的技术方案中，各个极片组内的第一极片，和/或各个极片组内的第二极片的数量相同，以使每个电机组的尺寸和电压相同，即降低了电极组件的叠片难度，又提高了电极组件的稳定性。
9.在一些实施例中，极片组还包括设置在其第二方向的一端的极耳簇，极耳簇包括与第一极片连接的第一极耳簇和与第二极片连接的第二极耳簇，连接件连接相邻两个极片组中一者的第一极耳簇与另一者的第二极耳簇，第二方向为电极组件的厚度方向。
10.在本技术实施例的技术方案中，极片组还包括设置在其第二方向的一端的极耳簇，连接件连接相邻两个极片组中一者的第一极耳簇与另一者的第二极耳簇，通过设置极耳簇使连接件和各极片的连接难度降低，降低了该电极组件的制备难度，提高了该电极组件的实用性。
11.在一些实施例中，各极耳簇均位于极片组在第二方向上的同一端。
12.在本技术实施例的技术方案中，各极耳簇均位于极片组在第二方向上的同一端，以方便各极耳簇和连接件连接，降低电极组件的制备难度，提高了该电极组件的实用性。
13.在一些实施例中，各第一极耳簇或第二极耳簇均位于极片组在第三方向上的同一端，第一方向和第三方向垂直，第二方向和第三方向垂直。
14.在本技术实施例的技术方案中，各第一极耳簇和/或第二极耳簇均位于极片组在第三方向上的同一端，降低电极组件的制备难度，提高了该电极组件的实用性，且第一极耳簇和第二极耳簇位于第三方向上的两端，二者之间的间隙较大，降低了外力作用下，第一极耳簇和第二极耳簇接触短路的风险，提高了电极组件的可靠性。
15.在一些实施例中，在主体上，第一极耳簇和第二极耳簇沿第一方向交替排布。
16.在本技术实施例的技术方案中，在主体上，第一极耳簇和第二极耳簇沿第一方向交替排布，两个第一极耳簇和第二极耳簇之间所需的连接件的长度更小，即降低了外力作用下导致连接件窜动的风险，又降低了连接件的制备成本。
17.在一些实施例中，连接件为柔性连接件。
18.在本技术实施例的技术方案中，连接件为柔性连接件，柔性连接件有一定的变形能力，降低了连接件和极耳簇的连接难度，提高了电极组件的实用性。
19.在一些实施例中，相邻两个连接件之间的最小距离大于等于1mm。
20.在本技术实施例的技术方案中，相邻两个连接件之间的最小距离大于等于1mm，以降低由于相邻两个连接件之间的距离过小，导致外力作用下连接件相互接触，导致电极组件短路的风险。
21.第二方面，本技术实施例提供一种电池单体，包括上述任一第一方面实施例提供的电极组件；壳体，用于容纳电极组件；顶盖组件，盖合于壳体的开口处，顶盖组件包括极柱和转接件，两个转接件分别连接于主体在第一方向上的两端的两个极片组，极柱通过转接件与主体连接。
22.在本技术实施例的技术方案中，电池单体包括壳体、顶盖组件和电极组件，壳体用于容纳和保护电极组件，顶盖组件用于将电极组件产生的电流引导至外界，电极组件中通过连接件将至少两个第一极片和第二极片串联连接以使电池单体具有高输出电压。
23.在一些实施例中，顶盖组件朝向电极组件的一侧表面上设置有限位槽，限位槽用于容纳至少部分连接件，和/或限位槽用于容纳至少部分转接件。
24.在本技术实施例的技术方案中，顶盖组件在其厚度方向上朝向电极组件的一侧凹陷设置有用于容纳至少部分连接件限位槽，限位槽为连接件和/或转接件提供限位作用，降低了外力作用下，连接件和/或转接件窜动导致电池单体内部短路的风险。
25.第三方面，本技术实施例提供一种电池，包括上述任一第二方面实施例提供的的电池单体。
26.第四方面，本技术实施例提供一种用电装置，包括上述任一第二方面实施例提供的的电池单体，电池单体用于提供电能。
附图说明
27.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本技术
的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
28.图1是本技术一实施例提供的车辆的结构示意图；
29.图2是本技术一实施例提供的电池的结构示意图；
30.图3是申请一实施例提供的一种电池模块的结构示意图；
31.图4是本技术一实施例提供的一种电池单体的结构示意图；
32.图5为本技术一实施例提供的电极组件的正视图；
33.图6是本技术一实施例提供的电极组件的结构示意图；
34.图7为本技术另一实施例提供的电极组件的结构示意图；
35.图8为本技术一实施例提供的电池单体的部分结构示意图；
36.图9为本技术又一实施例提供的电池单体的部分结构示意图；
37.图10为本技术一实施例提供的电池单体的结构示意图。
38.具体实施方式中的附图标号如下：
39.1、车辆；2、电池；101、马达；102、控制器；202、箱体；2021、第一箱体部；2022、第二箱体部；201、电池模块；3、电池单体；4、壳体；
40.5、电极组件；51、电极主体；52、极耳；53、连接件；54、极片组；541、极片；5411、第一极片；5412、第二极片；542、极耳簇；5421、第一极耳簇；5422、第二极耳簇；55、主体；
41.6、顶盖组件；61、电极端子；62、极柱；63、转接件。
具体实施方式
42.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。
43.需要注意的是，除非另有说明，本技术实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本技术实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。
44.在本技术实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术实施例的限制。
45.此外，技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。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。
46.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”等术语应做广义理解，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。
47.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。
而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
48.目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。 动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
49.本技术中，电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、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。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本技术实施例对此也不限定。
50.本技术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，本技术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。
51.电池单体包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。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；正极集流体包括正极集流部和连接于正极集流部的正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，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；负极集流体包括负极集流部和连接于负极集流部的负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为pp（polypropylene，聚丙烯）或pe（polyethylene，聚乙烯）等。
52.锂电池作为一种“摇椅式”电池，相较于其它电池，具有高能量密度，安全稳定，循环寿命长等特点。在现有锂离子电池体系中，受限于电化学体系的限制，即使对电池的正负极材料进行掺杂，锂离子电池单体的工作电压很难超过5v。在实际应用中，需要用到超过5v电压的场景很多，比如电动汽车、电压互感器、储能系统等，为了适应这些高电压场景，每个电池内需要集成多个电池单体，而多个集成的电池单体降低了电池的能量密度。
53.本技术发明人注意到，如电动汽车、电压互感器、储能系统等应用场景中，往往都需要高输出电压的电池，但这些高输出电压的电池能量密度低。
54.本技术发明人对电池进行了拆解，并对电池内部电池单体进行了拆解，对电池单体的结构和使用环境进行了分析和研究。发明人发现，在现有锂离子电池体系中，受限于电化学体系的限制，即使对电池的正负极材料进行掺杂，锂离子电池单体的工作电压很难超过5v。为了适应这些高电压场景，每个电池内需要串联连接多个电池单体，通过串联电池单体的方式来提高电池的输出电压，但是多个电池单体集成于一个电池时，也造成了电池的能量密度降低。
55.基于发明人发现的上述问题，发明人对电极组件进行了改进，电极组件包括主体和连接件，主体包括沿第一方向交替排布且极性相反的第一极片和第二极片，连接件将至少两个第一极片和第二极片串联连接，以使单个电极组件即可实现高电压输出，在实现电池具有高输出电压的同时，提高了电池的能量密度。
56.本技术实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电装置。
57.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；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。本技术实施例对上述用电装置不做特殊限制。
58.应理解，本技术实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电设备，还可以适用于所有包括箱体的电池以及使用电池的用电设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
59.请参照图1，图1为本技术一些实施例提供的车辆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的内部设置有电池2，电池可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电，例如，电池2可以作为车辆1的操作电源。车辆1还可以包括控制器102和马达101，控制器102用来控制电池为马达101供电，例如，用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
60.在本技术一些实施例中，电池不仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
61.为了满足不同的使用电力需求，电池2可以包括多个电池单体，电池单体是指组成电池模块或电池包的最小单元。多个电池单体可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。本技术中所提到的电池2包括电池模块或电池包。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。本技术的实施例中多个电池单体可以直接组成电池包，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池包。
62.图2是本技术一实施例提供的电池2的结构示意图。
63.如图2所示，电池包括箱体202和电池单体（图未示出），电池单体容纳于箱体202内。
64.箱体202可以是单独的长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构，也可以是由长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构组合而成的复杂立体结构。箱体202的材质可以是如铝合金、铁合金等合金材料，也可以是如聚碳酸酯、聚异氰脲酸酯泡沫塑料等高分子材料，或者是如玻璃纤维加环氧树脂的复合材料。
65.箱体202用于容纳电池单体，箱体202可以是多种结构。在一些实施例中，箱体202可以包括第一箱体部2021和第二箱体部2022，第一箱体部2021与第二箱体部2022相互盖合，第一箱体部2021和第二箱体部2022共同限定出用于容纳电池单体3的容纳空间。第二箱体部2022可以是一端开口的空心结构，第一箱体部2021为板状结构，第一箱体部2021盖合
于第二箱体部2022的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体202；第一箱体部2021和第二箱体部2022也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部2021的开口侧盖合于第二箱体部2022的开口侧，以形成具有容纳空间的箱体202。当然，第一箱体部2021和第二箱体部2022可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
66.为提高第一箱体部2021与第二箱体部2022连接后的密封性，第一箱体部2021与第二箱体部2022之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。
67.假设第一箱体部2021盖合于第二箱体部2022的顶部，第一箱体部2021亦可称之为上箱盖，第二箱体部2022亦可称之为下箱盖。
68.在电池2中，电池单体可以是一个，也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体202内；当然，也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块201，多个电池模块201再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体202内。
69.图3示出了本技术一实施例的电池模块201的结构示意图。
70.在一些实施例中，如图2和图3所示，电池单体3为多个，多个电池单体3先串联或并联或混联组成电池模块201。多个电池模块201再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体202内。
71.电池模块201中的多个电池单体3之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池模块201中的多个电池单体3的并联或串联或混联。
72.本技术中，电池单体3可以包括锂离子电池单体3、钠离子电池单体3或镁离子电池单体3等，本技术实施例对此并不限定。电池单体3可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本技术实施例对此也不限定。电池单体3一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体3、方形电池单体3和软包电池单体3，本技术实施例对此也不限定。但为描述简洁，下述实施例均以方体方形电池单体3为例进行说明。
73.图4为本技术一些实施例提供的电池单体3的结构示意图。电池单体3是指组成电池的最小单元。如图4，电池单体3包括有顶盖组件6、壳体4和电极组件5。
74.电极组件5是电池单体3中发生电化学反应的部件。壳体4内可以包含一个或更多个电极组件5。电极组件5主要由极片卷绕或层叠放置形成，极片分为正极片和负级片，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极主体51，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳52。正极极耳和负极极耳可以共同位于电极主体部的一端或是分别位于电极主体部的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳52连接电极端子61以形成电流回路。
75.壳体4是用于配合顶盖组件6以形成电池单体3的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件5、电解液（在图中未示出）以及其他部件。壳体4和顶盖组件6可以是独立的部件，可以于壳体4上设置开口，通过在开口处使顶盖组件6盖合开口以形成电池单体3的内部环境。可选地，也可以使顶盖组件6和壳体4一体化。可选地，顶盖组件6和壳体4可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体4的内部时，再使顶盖组件6盖合壳体4。壳体4可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。壳体4的形状可以根据电极组件5的具体形状和尺寸大小来确定。壳体4的材质可以
是多种，可选的，壳体4的材质为铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。
76.在一些实施例中，如图4所示，顶盖组件6中可以设置两个电极端子61。顶盖组件6的一个电极端子61与电极组件5的一个极耳52（例如正极耳）电连接。顶盖组件6中的另一个电极端子61与电极组件5的另一个极耳52（例如负极耳）电连接。
77.请一并参阅图5和图6，图5为本技术一实施例提供的电极组件的正视图；图6是本技术一实施例提供的电极组件的结构示意图。
78.第一方面，如图5和图6所示，本技术提供一种电极组件5，电极组件5包括主体55和连接件53，主体55包括沿第一方向x排布的极片组54，极片组54包括沿第一方向x交替排布的第一极片5411和第二极片5412，第一极片5411和第二极片5412极性相反；相邻两个极片组54通过一个连接件53串联连接。
79.现有技术中，锂电池的电压主要取决于正极材料和负极材料，通过对正极材料和负极材料掺杂，以提高电池单体的输出电压。而本技术实施例中的电极组件5，通过连接件53串联连接包含第一极片5411和第二极片5412的两个极片组54，以提高电池单体的输出电压。通过设置连接件53串联连接相邻两个极片组54，制备成本低且稳定性高。
80.可选的，电极组件5中包括一个或多个连接件53。
81.可选的，连接件53为金属材质，连接件53和第一极片5411或连接件53和第二极片5412的连接方式为焊接、粘接或螺栓连接中的至少一种。
82.可选的，第一极片5411和第二极片5412中的一者为正极极片，另一者为负极极片。
83.在本技术实施例中，电极组件5通过叠片方式制备，根据实际场景的电压需求，可以调节在一个电极组件5中叠置的极片组54数量，以及调节每个极片组54内的极片数量，以调节电池单体的输出电压，制备出适应不同使用场景的电极组件。
84.可选的，极片组54内仅包括一个第一极片5411，或极片组54内仅包括一个第二极片5412。
85.可选的，极片组54内包括若干第一极片5411和若干第二极片5412，各极片组54内极片541的数量相同或不同。
86.在本技术实施例的技术方案中，电极组件5包括主体55和连接件53，主体55包括沿第一方向x排布的极片组54，极片组54包括交替排布且极性相反的第一极片5411和第二极片5412，相邻两个极片组54通过一个连接件53串联连接，以使单个电极组件5即可实现高电压输出，在实现电池高输出电压的同时，提高了电池的能量密度。并且将第一极片5411和第二极片5412集成为极片组54，也方便根据实际电压需求调节电极组件5中串联的极片541数量，提高了电极组件5的实用性。
87.在一些实施例中，如图6所示，各个极片组54内的第一极片5411的数量相同，和/或各个极片组54内的第二极片5412的数量相同。
88.可选的，单个电极组件5中，其各个极片组54的外形尺寸和输出电压均相同，以方便电极组件5的制备和根据不同的使用环境调节电极组件5中极片组54的设置数量。
89.在本技术实施例的技术方案中，各个极片组54内的第一极片5411和/或各个极片组54内的第二极片5412的数量相同，以使每个极片组54的尺寸和电压相同，即降低了电极组件5的叠片难度，又提高了电极组件5的稳定性。
90.在一些实施例中，如图6所示，极片组54还包括设置在其第二方向y的一端的极耳
簇542，极耳簇542包括与第一极片5411连接的第一极耳簇5421和与第二极片5412连接的第二极耳簇5422，连接件53连接相邻两个极片组54中一者的第一极耳簇5421与另一者的第二极耳簇5422，第二方向y为电极组件5的厚度方向。
91.可选的，极耳簇542可以是由各个极片541的正极耳或负极耳聚集焊接而成；或者极耳簇542和各个极片541分体制备，极耳簇542与各个极片541焊接连接。
92.可选的，极耳簇542的材质为铝、铝合金、铜、铜合金或不锈钢中的一者。
93.可选的，极耳簇542和连接件53焊接连接，极耳簇542与连接件53连接的一侧表面凹凸不平，以提高该表面的表面粗糙度，提高极耳簇542和连接件53的焊接可靠性。
94.可选的，各极耳簇542的尺寸相同或不同。
95.示例性的，电极组件5中沿第一方向x排列设置有第一极片组、第二极片组和第三极片组，每个极片组54包括一个第一极耳簇5421和一个第二极耳簇5422，第一极片组的第一极耳簇5421与第二极片组的第二极耳簇5422串联，第二极片组的第一极耳簇5421和第三极片组的第二极耳簇5422串联。
96.在本技术实施例的技术方案中，极片组54还包括设置在其第二方向y的一端的极耳簇542，连接件53连接相邻两个极片组54中一者的第一极耳簇5421与另一者的第二极耳簇5422，通过设置极耳簇542使连接件53和各极片541的连接难度降低，降低了该电极组件5的制备难度，提高了该电极组件5的实用性。
97.在一些实施例中，如图6所示，各极耳簇542均位于极片组54在第二方向y上的同一端。
98.在本技术实施例的技术方案中，各极耳簇542均位于极片组54在第二方向y上的同一端，以方便各极耳簇542和连接件53连接，降低电极组件5的制备难度，提高了该电极组件5的实用性。
99.在一些实施例中，如图6所示，各第一极耳簇5421或第二极耳簇5422均位于极片组54在第三方向z上的同一端，第一方向x和第三方向z垂直，第二方向y和第三方向z垂直。
[0100]“第一方向x和第三方向z垂直，第二方向y和第三方向z垂直”，此处的“垂直”指的是现有工业技术的背景下，可能存在一定误差的垂直，并非几何意义上的严格的垂直。
[0101]
各第一极耳簇5421或第二极耳簇5422均位于极片组54在第三方向z上的同一端，相邻两个极片组54之间的连接件53沿第一方向x延伸并朝向第三方向z倾斜。
[0102]
附图中“+”和
“‑”
的符号仅用于区分第一极耳簇5421和第二极耳簇5422，并不需要在实际产品中体现。
[0103]
可选的，各极耳簇542的在第二方向y上的尺寸相同。
[0104]
可选的，各极片组54在第一方向x上的间距相同或不同。
[0105]
在本技术实施例的技术方案中，各第一极耳簇5421和/或第二极耳簇5422均位于极片组54在第三方向z上的同一端，降低电极组件5的制备难度，提高了该电极组件5的实用性，且第一极耳簇5421和第二极耳簇5422位于第三方向z上的两端，二者之间的间隙较大，降低了外力作用下，第一极耳簇5421和第二极耳簇5422接触短路的风险，提高了电极组件5的可靠性。
[0106]
在一些实施例中，如图7所示，在电极组件5的主体55上，第一极耳簇5421和第二极耳簇5422沿第一方向x交替排布。
[0107]
第一极耳簇5421和第二极耳簇5422沿第一方向x交替排布，相邻两个极片组54的第一极耳簇5421和第二极耳簇5422之间的连接件53沿第一方向x延伸设置。第一极耳簇5421和第二极耳簇5422交替排布时，相比第一极耳簇5421和第二极耳簇5422位于第二方向y的两端时，其所需的连接件53的长度更小。
[0108]
在本技术实施例的技术方案中，在主体55上，沿第一方向x第一极耳簇5421和第二极耳簇5422交替排布，两个第一极耳簇5421和第二极耳簇5422之间所需的连接件53的长度更小，即降低了外力作用下导致连接件53窜动的风险，又降低了连接件53的制备成本。
[0109]
在一些实施例中，如图7所示，连接件53为柔性连接件53。
[0110]
可选的，连接件53为铜巴或铝巴。
[0111]
在本技术实施例的技术方案中，连接件53为柔性连接件53，柔性连接件53有一定的变形能力，降低了连接件53和极耳簇542的连接难度，提高了电极组件5的实用性。
[0112]
在一些实施例中，如图7所示，相邻两个连接件53之间的最小距离大于等于1mm。
[0113]
在本技术实施例的技术方案中，相邻两个连接件53之间的最小距离大于等于1mm，以降低由于相邻两个连接件53之间的距离过小，导致外力作用下连接件53相互接触，导致电极组件5短路的风险。
[0114]
请一并参阅图8至图10，图8为本技术一实施例提供的电池单体的部分结构示意图；图9为本技术又一实施例提供的电池单体的部分结构示意图；图10为本技术一实施例提供的电池单体的结构示意图。
[0115]
第二方面，如图8至图10所示，本技术实施例提供一种电池单体3，电池单体3包括上述任一第一方面实施例提供的电极组件5，壳体4和顶盖组件6，壳体4用于容纳电极组件5；顶盖组件6盖合于壳体4的开口处，顶盖组件6包括极柱62和转接件63，两个转接件63分别连接于主体55在第一方向x上的两端的两个第一极片5411和第二极片5412，极柱62通过转接件63与主体55连接。
[0116]
当单个第一极片5411和第二极片5412通过连接件53串联连接时，位于主体55两端的第一极片5411和第二极片5412，其同时连接有转接件63和连接件53。
[0117]
可选的，两个转接件63分别连接于主体55在第一方向x上的两端的两个极片组54。
[0118]
每个极片组54内设置有至少一个第一极片5411和至少一个第二极片5412，极片组54之间通过连接件53串联连接，每个极片组54包括两个极耳簇542，每个极耳簇542单独连接一个转接件63或连接件53。示例性的，第一极耳簇5421与连接件53连接，第二极耳簇5422和转接件63连接；或第二极耳簇5422与连接件53连接，第一极耳簇5421和转接件63连接。
[0119]
在本技术实施例的技术方案中，电池单体3包括壳体4、顶盖组件6和电极组件5，壳体4用于容纳和保护电极组件，顶盖组件6用于将电极组件5产生的电流引导至外界，电极组件5中通过转接件63将至少两个第一极片5411和第二极片5412串联连接以使电池单体3具有高输出电压。
[0120]
在一些实施例中，如图8至图10所示，顶盖组件6朝向电极组件5的一侧表面上设置有限位槽，（图未示出），限位槽用于容纳至少部分连接件53，和/或限位槽用于容纳至少部分转接件63。
[0121]
可选的，各限位槽的尺寸相同或不同。
[0122]
在本技术实施例的技术方案中，顶盖组件6在其厚度方向上朝向电极组件5的一侧
凹陷设置有用于容纳至少部分连接件53和/或转接件63的限位槽，限位槽为连接件53和/或转接件63提供限位作用，降低了外力作用下，连接件53窜动导致电池单体3内部短路的风险。
[0123]
第三方面，本技术实施例提供一种电池，包括上述任一第二方面实施例提供的的电池单体。
[0124]
第四方面，本技术实施例提供一种用电装置，包括上述任一第二方面实施例提供的的电池单体，电池单体用于提供电能。
[0125]
在本技术实施例的技术方案中，如图1至图10所示，电极组件5包括主体55和连接件53，主体55包括沿第一方向x排布的极片组54，极片组54包括沿第一方向x交替排布的第一极片5411和第二极片5412，第一极片5411和第二极片5412极性相反，相邻两个极片组54通过一个连接件53串联连接，各个极片组54内的第一极片5411的数量相同，各个极片组54内的第二极片5412的数量相同，极片组54还包括设置在其第二方向y的一端的极耳簇542，极耳簇542包括与第一极片5411连接的第一极耳簇5421和与第二极片5412连接的第二极耳簇5422，连接件53连接相邻两个极片组54中一者的第一极耳簇5421与另一者的第二极耳簇5422，各极耳簇542均位于极片组54在其第二方向y上的同一端，在主体55上，第一极耳簇5421和第二极耳簇5422沿第一方向交替排布，连接件53为柔性连接件53，相邻两个连接件53之间的最小距离大于等于1mm。
[0126]
在本技术实施例的技术方案中，电极组件5包括主体55和连接件53，主体55包括沿第一方向x排布的极片组54，极片组54包括交替排布且极性相反的第一极片5411和第二极片5412，相邻两个极片组54通过一个连接件53串联连接，以使单个电极组件5即可实现高电压输出，在实现电池高输出电压的同时，提高了电池的能量密度。并且将第一极片5411和第二极片5412集成为极片组54，也方便根据实际电压需求调节电极组件5中串联的极片541数量，提高了电极组件5的实用性。
[0127]
最后应说明的是：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权利要求和说明书的范围当中。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。本技术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。

技术特征：
1.一种电极组件，其特征在于，包括：主体，包括沿第一方向排布的极片组，所述极片组包括沿所述第一方向交替排布的第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片极性相反；连接件，相邻两个所述极片组通过一个所述连接件串联连接。2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，各个所述极片组内的所述第一极片的数量相同，和/或各个所述极片组内的所述第二极片的数量相同。3.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述极片组还包括设置在其第二方向的一端的极耳簇，所述极耳簇包括与所述第一极片连接的第一极耳簇和与所述第二极片连接的第二极耳簇，所述连接件连接相邻两个所述极片组中一者的第一极耳簇与另一者的第二极耳簇，所述第二方向为所述电极组件的厚度方向。4.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，各所述极耳簇均位于所述极片组在所述第二方向上的同一端。5.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，各所述第一极耳簇或所述第二极耳簇均位于所述极片组在第三方向上的同一端，所述第一方向和所述第三方向垂直，所述第二方向和所述第三方向垂直。6.根据权利要求3所述的电极组件，其特征在于，在所述主体上，所述第一极耳簇和所述第二极耳簇沿所述第一方向交替排布。7.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，所述连接件为柔性连接件。8.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，相邻两个所述连接件之间的最小距离大于等于1mm。9.一种电池单体，其特征在于，包括：如上述权利要求1-8任一项所述的电极组件；壳体，用于容纳所述电极组件；顶盖组件，盖合于所述壳体的开口处，所述顶盖组件包括极柱和转接件，两个所述转接件分别连接于所述主体在所述第一方向上的两端的两个所述极片组，所述极柱通过所述转接件与所述主体连接。10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于，所述顶盖组件朝向所述电极组件的一侧表面上设置有限位槽，所述限位槽用于容纳至少部分所述连接件，和/或，所述限位槽用于容纳至少部分所述转接件。11.一种电池，其特征在于，包括权利要求9-10任一项所述的电池单体。12.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求11所述的电池。

技术总结
本申请提供一种电极组件、电池单体、电池及用电装置。电极组件包括主体和连接件，主体包括沿第一方向交替排布且极性相反的第一极片和第二极片，连接件将至少两个第一极片和第二极片串联连接，以使单个电极组件即可实现高电压输出，在实现电池高输出电压的同时，提高了电池的能量密度。了电池的能量密度。了电池的能量密度。


技术研发人员：邓博楷 王耀辉 杨俭 夏忠辉
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：2023.04.28
技术公布日：2023/7/28