CN107369837A - 一种电芯极片及锂离子电池电芯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电芯极片及锂离子电池电芯。该电芯极片，包括集流体和活性材料层，集流体上设有多个通孔，通孔内涂覆有导电高分子材料层，集流体正反面涂覆有活性材料层。该锂离子电池电芯，包括层叠后卷绕在一起的正电芯极片、负电芯极片及隔离膜，隔离膜位于正电芯极片和负电芯极片之间。上述电芯极片，由于设有通孔，能够减轻集流体的重量，在通孔内涂覆有导电高分子材料层，可以为活性材料层提供附着物基础，使活性材料层和集流体的涂覆效果更佳，且不会造成通孔位置活性材料层的塌陷，结构稳定，提高了能量密度。上述锂离子电池电芯，降低了锂离子电池电芯的重量，提高了整个锂离子电池电芯的能量密度。
Description
技术领域
本发明涉及二次电池电芯领域，特别是涉及一种电芯极片及锂离子电池电芯。
背景技术
锂离子电池具有高能量密度、高循环性能、高电压、低自放电和重量轻等优点，被广泛应用于电子设备和新能源汽车等领域。随着二次电芯商业化的发展，人们对锂离子电池性能的要求也越来越高，尤其是对锂离子电池的能量密度等需求也越来越高。
现有的锂离子电池电芯一般由正极极片、负极极片以及设置在正极极片和负极极片之间的隔膜卷绕而成。但是现有的锂离子电池电芯重量较大，能量密度较低，不能够满足市场的需求。
发明内容
基于此，有必要提供一种电芯重量较小、能量密度较高的电芯极片及锂离子电池电芯。
一种电芯极片，包括集流体和活性材料层，所述集流体上设有多个通孔，所述通孔内涂覆有导电高分子材料层，所述导电高分子材料层的尺寸与所述通孔的尺寸相匹配，所述集流体正反面涂覆有所述活性材料层，所述集流体为正极集流体或负极集流体，所述活性材料层为与所述集流体相应设置的正极活性材料层或负极活性材料层。
上述技术方案，由于设有通孔，能够减轻集流体的重量，在通孔内涂覆有导电高分子材料层，可以为活性材料层提供附着物基础，使活性材料层和集流体的涂覆效果更佳，且不会造成通孔位置活性材料层的塌陷，结构稳定，提高了能量密度。
在其中一个实施例中，所述导电高分子材料层的材料为聚苯胺。
在其中一个实施例中，多个所述通孔为矩阵排列的多个通孔。
在其中一个实施例中，所述通孔的形状为圆形、多边形或不规则形状。
在其中一个实施例中，所述通孔为圆形时，所述通孔的直径为1～10mm。
在其中一个实施例中，所述通孔外径与所述集流体边缘的距离为10～80mm。
上述技术方案，由于通孔外径和集流体边缘的距离不低于10mm，可以保证集流体在制造通孔过程和锂离子电芯卷绕过程中，避免受力不均衡导致的边缘碎裂情况，保证了电芯极片具有足够的机械加工强度。
一种锂离子电池电芯，包括层叠后卷绕在一起的正电芯极片、负电芯极片及隔离膜，所述隔离膜位于所述正电芯极片和所述负电芯极片之间，所述正电芯极片包括上述正极集流体和正极活性材料层，所述负电芯极片包括上述负极集流体和负极活性材料层。
上述技术方案，由于设有正电芯极片和负电芯极片，且正电芯极片和负电芯极片的集流体上都设有通孔，且通孔内都涂覆有导电高分子材料层，降低了锂离子电池电芯的重量，提高了整个锂离子电池电芯的能量密度。
有益效果：
1、上述电芯极片，由于设有通孔，能够减轻集流体的重量，在通孔内涂覆有导电高分子材料层，可以为活性材料层提供附着物基础，使活性材料层和集流体的涂覆效果更佳，且不会造成通孔位置活性材料层的塌陷，结构稳定，提高了能量密度。
2、上述锂离子电池电芯，由于设有正电芯极片和负电芯极片，且正电芯极片和负电芯极片的集流体上都设有通孔，且通孔内都涂覆有导电高分子材料层，降低了锂离子电池电芯的重量，提高了整个锂离子电池电芯的能量密度。
附图说明
图1为本发明的锂离子电池电芯的结构示意图；
图2为本发明的电芯极片的结构示意图；
图3为本发明的正电芯极片通孔-电芯极片-能量密度测试结果图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1，一种锂离子电池电芯，包括层叠后卷绕在一起的正电芯极片100、负电芯极片200及隔离膜300，隔离膜300位于正电芯极片100和负电芯极片200之间。
请参阅图1及图2，正电芯极片100和负电芯极片200都为电芯极片。电芯极片包括集流体1和活性材料层2，集流体1上设有多个通孔11，多个通孔11为矩阵排列的多个通孔。优选的，通孔11的形状为圆形、多边形或不规则形状。当通孔11为圆形时，通孔11的直径为1～10mm。本实施例中，通孔11的直径为9mm。通孔11内涂覆有导电高分子材料层12，导电高分子材料层12的尺寸与通孔11的尺寸相匹配，通孔11外径与集流体1边缘的距离为10～80mm。其中，导电高分子材料层12的材料为聚苯胺。集流体1正反面涂覆有活性材料层2，集流体1为正极集流体或负极集流体，活性材料层2为与集流体1相应设置的正极活性材料层或负极活性材料层。正电芯极片100包括正极集流体和正极活性材料层，负电芯极片200包括负极集流体和负极活性材料层。
上述电芯极片的制作过程为：在集流体1上制作矩阵排列的多个通孔11，在通孔内涂覆导电高分子材料层12，后在集流体1正反面上都涂覆活性材料层2，导电高分子材料层12表面也涂覆活性材料层2。正电芯极片100是在正极集流体上涂覆正极活性材料层，负电芯极片200是在负极集流体上涂覆负极活性材料层。本实施例中，正电芯极片及负电芯极片上通孔11的数量都为120个，为6×20(行数×列数)排列方式排列。
上述锂离子电池电芯的制作过程为：将用上述方法制得的正电芯极片100、负电芯极片200和隔离膜300层叠后卷绕，既可得到锂离子电池电芯。上述锂离子电池电芯，降低了锂离子电池电芯的重量，提高了整个锂离子电池电芯的能量密度。
实施例2
本实施例与实施例1的区别点在于：正电芯极片及负电芯极片通孔11的数量都为100个，为5×20(行数×列数)排列方式排列。
实施例3
本实施例与实施例1的区别点在于：正电芯极片及负电芯极片通孔11的数量都为80个，为4×20(行数×列数)排列方式排列。
实施例4
本实施例与实施例1的区别点在于：正电芯极片及负电芯极片通孔11的数量都为108个，为4×27(行数×列数)排列方式排列。
对比例1
本实施例中，正电芯极片及负电芯极片上都未设置通孔11及导电高分子材料层12。
性能测试
对不同通孔数量的电芯极片进行能量密度性能测试，测试结果如表1及图3所示。
表1实施例及对比例的正/负电芯极片通孔数量-电芯极片重量-能量密度对比表
由表1及图3可知，设有通孔且填充有导电高分子材料层的正/负电芯极片，都比不设通孔的对比例1的正/负电芯极片重量轻，说明实施例1～4都能够增加正/负电芯极片的能量密度，能够满足市场的需求。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种电芯极片，包括集流体(1)和活性材料层(2)，其特征在于，所述集流体(1)上设有多个通孔(11)，所述通孔(11)内涂覆有导电高分子材料层(12)，所述导电高分子材料层(12)的尺寸与所述通孔(11)的尺寸相匹配，所述集流体(1)正反面涂覆有所述活性材料层(2)，所述集流体(1)为正极集流体或负极集流体，所述活性材料层(2)为与所述集流体(1)相应设置的正极活性材料层或负极活性材料层。
2.根据权利要求1所述的一种电芯极片，其特征在于，所述导电高分子材料层(12)的材料为聚苯胺。
3.根据权利要求1所述的一种电芯极片，其特征在于，多个所述通孔(11)为矩阵排列的多个通孔。
4.根据权利要求1所述的一种电芯极片，其特征在于，所述通孔(11)的形状为圆形、多边形或不规则形状。
5.根据权利要求4所述的一种电芯极片，其特征在于，所述通孔(11)为圆形时，所述通孔(11)的直径为1～10mm。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种电芯极片，其特征在于，所述通孔(11)外径与所述集流体(1)边缘的距离为10～80mm。
7.一种锂离子电池电芯，其特征在于，包括层叠后卷绕在一起的正电芯极片(100)、负电芯极片(200)及隔离膜(300)，所述隔离膜(300)位于所述正电芯极片(100)和所述负电芯极片(200)之间，所述正电芯极片(100)包括权利要求1～6任意一项所述的正极集流体和正极活性材料层，所述负电芯极片(200)包括权利要求1～6任意一项所述的负极集流体和负极活性材料层。
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