CN107534127B - 二次电池电芯 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种二次电池电芯，其包括阳极极片、阳极极耳、阴极极片、阴极极耳以及隔离膜。阳极极片包括阳极集流体以及阳极膜片。阴极极片包括阴极集流体以及阴极膜片。隔离膜设置于阳极极片和阴极极片之间。阳极极片形成有：阳极极耳收容凹槽，底部为阳极集流体而周侧为阳极膜片，阳极极耳收容于阳极极耳收容凹槽内并电连接于阳极极耳收容凹槽处的阳极集流体。阴极极片形成有：阴极极耳收容凹槽，底部为阴极集流体而周侧为阴极膜片，阴极极耳收容于阴极极耳收容凹槽内并电连接于阴极极耳收容凹槽处的阴极集流体。阴极极片还形成有：阴极极片对位凹槽，底部为阴极集流体而周侧为阴极膜片，位于阴极极片的与阳极极耳收容凹槽对位的区域。
Description
技术领域
本发明涉及电化学储能装置，尤其涉及一种二次电池电芯。
背景技术
锂离子电池(为二次电池的一种)在各类电子产品中均有广泛的应用。随着电子产品趋向小型化、智能化，对锂离子电池的能量密度提出了更高的要求。现有技术主要是通过在极片上开设凹槽，将极耳焊接在凹槽内，从而达到提升能量密度的目的。
于2014年7月23日授权公告的中国专利文献CN203733894U公开了一种锂离子电池，其中阴极膜片上设置有第一凹槽，阳极膜片上设置有第二凹槽，阴极极耳焊接于第一凹槽内，阳极极耳焊接于第二凹槽内，阴极极耳的上下两个表面上覆盖有第一绝缘胶层，第二凹槽对应的阴极膜片的表面贴有第二绝缘胶层。然而，在充放电循环过程中，由于阴极膜片的表面上的第二绝缘胶层无法阻止被粘盖的阴极膜片中的活性锂游离出来，因此被第二绝缘胶层粘盖的阴极膜片中的活性锂将通过浓差扩散游离至对位的阳极极耳处，但对位的阳极极耳为第二凹槽而无足够空间镶嵌上述游离出的活性锂，因此活性锂将富集在阳极极耳处，使得阳极极耳处出现严重的析锂问题。同时，在该专利文献中，第一绝缘胶层和第二绝缘胶层为绿胶，绿胶为单面绝缘胶层，由于单面绝缘胶层的背面非常光滑，使得单面绝缘胶层的背面和隔离膜接触时不能粘附在一起，造成锂离子电池在粘贴了单面绝缘胶层的区域比较疏松，在锂离子电池的电芯整形工序及充放电过程中，该区域隆起而成为最大变形区，因此该结构的锂离子电池还存在着严重的变形问题。
发明内容
鉴于现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种二次电池电芯，当二次电池电芯形成二次电池后，在提高二次电池的能量密度的同时，能减轻二次电池在充放电过程中阴极活性物质富集在阳极极耳处，减轻阳极极耳处出现析出阴极活性物质的问题，提高二次电池的安全性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种二次电池电芯，其包括阳极极片、阳极极耳、阴极极片、阴极极耳以及隔离膜。
阳极极片包括：阳极集流体；以及阳极膜片，设置在阳极集流体的表面。阴极极片包括：阴极集流体；以及阴极膜片，设置在阴极集流体的表面。隔离膜设置于阳极极片和阴极极片之间。阳极极片形成有：阳极极耳收容凹槽，底部为阳极集流体而周侧为阳极膜片，阳极极耳收容于阳极极耳收容凹槽内并电连接于阳极极耳收容凹槽处的阳极集流体。阴极极片形成有：阴极极耳收容凹槽，底部为阴极集流体而周侧为阴极膜片，阴极极耳收容于阴极极耳收容凹槽内并电连接于阴极极耳收容凹槽处的阴极集流体。阴极极片还形成有：阴极极片对位凹槽，底部为阴极集流体而周侧为阴极膜片，位于阴极极片的与阳极极耳收容凹槽对位的区域。
本发明的有益效果如下:
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极极片对位凹槽位于阴极极片的与阳极极耳收容凹槽对位的区域，阴极极片对位凹槽无阴极活性物质存在，所以当二次电池电芯形成二次电池后，在利用阳极极耳收容凹槽收容阳极极耳、阴极极耳收容凹槽收容阴极极耳来提高二次电池的能量密度的同时，因为阴极极片对位凹槽与阳极极耳对位，从而减少了向阳极极耳游离的阴极活性物质，从而减少了阴极活性物质游离扩散至对位的阳极极耳处，进而能减轻在二次电池充放电过程中阴极活性物质富集在阳极极耳处，最终减轻了阳极极耳处出现析出阴极活性物质的问题，提高二次电池的安全性能。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的二次电池电芯卷绕成型后的结构示意图；
图2是图1的二次电池电芯的阴极极片展开后的两个视图，其中(a)为平行于图1的纸面方向做出的剖视图，而(b)为仰视图；
图3是图1的二次电池电芯的阳极极片展开后的两个视图，其中(a)为平行于图1的纸面方向做出的剖视图，而(b)为俯视图；
图4是图1的两个虚线方框区域的放大示意图，为了清楚起见，以剖视图方式示出，其中(a)为由箭头A指示的右侧方框区域的放大示意图，而(b)为由箭头B指示的左侧方框区域的放大示意图；
图5示出了图4的替代实施例的结构示意图；
图6是根据本发明另一实施例的二次电池电芯卷绕成型后的示意图；
图7是图6的两个虚线方框区域的放大示意图，为了清楚起见，以剖视图方式示出，其中(a)为由箭头A指示的右侧方框区域的放大示意图，而(b)为由箭头B指示的左侧方框区域的放大示意图；
图8示出了图7的替代实施例的结构示意图；
图9示出了现有技术的结构示意图；
图10是图9的两个虚线方框区域的放大示意图，为了清楚起见，以剖视图方式示出，其中(a)为由箭头A指示的右侧方框区域的放大示意图，而(b)为由箭头B指示的左侧方框区域的放大示意图。
其中，附图标记说明如下：
1阳极极片
11阳极集流体
12阳极膜片
G11阳极极耳收容凹槽
R11阳极配对凹部
2阳极极耳
3阴极极片
31阴极集流体
32阴极膜片
G31阴极极耳收容凹槽
G32阴极极片对位凹槽
R31阴极配对凹部
R32阴极极片对位凹部
4阴极极耳
5隔离膜
T1阴极极片对位凹槽用双面绝缘胶带
T2阴极极耳收容凹槽用双面绝缘胶带
T3阴极配对凹部用双面绝缘胶带
T4阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带
T1'阴极极片对位收容区用单面绝缘胶带
T2'阴极极耳收容凹槽用单面绝缘胶带
T3'阴极配对凹部用单面绝缘胶带
T4'阴极极片对位配对区用单面绝缘胶带
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本发明的二次电池电芯以及实施例和对比例的测试结果。
首先说明根据本发明的二次电池电芯。
参照图1至图8，本发明的二次电池电芯包括阳极极片1、阳极极耳2、阴极极片3、阴极极耳4以及隔离膜5。
阳极极片1包括：阳极集流体11；以及阳极膜片12，设置在阳极集流体11的表面。阴极极片3包括：阴极集流体31；以及阴极膜片(含有阴极活性物质)32，设置在阴极集流体31的表面。隔离膜5设置于阳极极片1和阴极极片3之间。
阳极极片1形成有：阳极极耳收容凹槽G11，底部为阳极集流体11而周侧为阳极膜片12，阳极极耳2收容于阳极极耳收容凹槽G11内并电连接于阳极极耳收容凹槽G11处的阳极集流体11。
阴极极片3形成有：阴极极耳收容凹槽G31，底部为阴极集流体31而周侧为阴极膜片32，阴极极耳4收容于阴极极耳收容凹槽G31内并电连接于阴极极耳收容凹槽G31处的阴极集流体31。
阴极极片3还形成有：阴极极片对位凹槽G32，底部为阴极集流体31而周侧为阴极膜片32，位于阴极极片3的与阳极极耳收容凹槽G11对位的区域。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极极片对位凹槽G32位于阴极极片3的与阳极极耳收容凹槽G11对位的区域，阴极极片对位凹槽G32无阴极活性物质存在，所以当二次电池电芯形成二次电池后，在利用阳极极耳收容凹槽G11收容阳极极耳2、阴极极耳收容凹槽G31收容阴极极耳4来提高二次电池的能量密度的同时，因为阴极极片对位凹槽G32与阳极极耳2对位，从而减少了向阳极极耳2游离的阴极活性物质，减少了阴极活性物质游离扩散至对位的阳极极耳2处，进而能减轻在二次电池充放电过程中阴极活性物质富集在阳极极耳2处，最终减轻了阳极极耳2处出现析出阴极活性物质的问题，提高二次电池的安全性能。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在实施例中，阴极极片对位凹槽G32在长度和宽度上均可大于阳极极耳收容凹槽G11。在一实施例中，阴极极片对位凹槽G32在长度和宽度上均大于阳极极耳收容凹槽G11 0.5～3mm，优选在长度和宽度上均大于阳极极耳收容凹槽G11 1～2mm。在这种情况下，能够完全避免在二次电池充放电过程中阴极活性物质富集在阳极极耳2处，最终完全克服阳极极耳2处出现析出阴极活性物质的问题，进一步提高二次电池的安全性能。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图1、图2、图4、图5、图6、图7以及图8，所述二次电池电芯还可包括：阴极极片对位凹槽用双面绝缘胶带T1，覆盖整个阴极极片对位凹槽G32，且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极片对位凹槽G32周围的阴极膜片32。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，由于阴极极片对位凹槽用双面绝缘胶带T1覆盖整个阴极极片对位凹槽G32且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极片对位凹槽G32周围的阴极膜片32，所以阴极极片对位凹槽用双面绝缘胶带T1粘接区域比采用单面绝缘胶带时更紧密，从而使得二次电池电芯的整体性加强，从而避免二次电池电芯在整形工序以及二次电池充放电膨胀后该区域隆起成为最大变形区。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图1、图2、图4、图5、图6、图7以及图8，所述二次电池电芯还可包括：阴极极耳收容凹槽用双面绝缘胶带T2，覆盖整个阴极极耳收容凹槽G31，且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极耳收容凹槽G31周围的阴极膜片32。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，由于阴极极耳收容凹槽用双面绝缘胶带T2覆盖整个阴极极耳收容凹槽G31且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极耳收容凹槽G31周围的阴极膜片32，所以阴极极耳收容凹槽用双面绝缘胶带T2粘接区域比采用单面绝缘胶带时更紧密，从而使得二次电池电芯的整体性加强，从而避免二次电池电芯在整形工序以及二次电池充放电膨胀后该区域隆起成为最大变形区。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阳极极耳2可采用超声波焊接、激光焊接或热压焊接方式电连接于阳极极耳收容凹槽G11处的阳极集流体11。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极极耳4可采用超声波焊接、激光焊接或热压焊接方式电连接于阴极极耳收容凹槽G31处的阴极集流体31。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阳极极耳收容凹槽G11可通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阳极膜片12的对应部分去除以露出阳极集流体11而形成；或者阳极极耳收容凹槽G11可通过涂布阳极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阳极集流体11上、之后涂布并干燥阳极膜片浆料以形成阳极膜片12且在干燥阳极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阳极集流体11上剥离形成；或者阳极极耳收容凹槽G11可通过在涂布阳极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阳极集流体11上并干燥、之后涂布并干燥阳极膜片浆料以形成阳极膜片12且在干燥阳极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阳极集流体11上剥离形成。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极极耳收容凹槽G31可通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阴极膜片32的的对应部分去除以露出阴极集流体31而形成；或者阴极极耳收容凹槽G31可通过涂布阴极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阴极集流体31上、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片32且在干燥阴极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阴极集流体31上剥离形成；或者阴极极耳收容凹槽G31可通过在涂布阴极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阴极集流体31上并干燥、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片32且在干燥阴极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阴极集流体11上剥离形成。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极极片对位凹槽G32可通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗而将阴极膜片32的的对应部分去除以露出阴极集流体31而形成；或者阴极极片对位凹槽G32可通过涂布阴极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阴极集流体31上、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片32且在干燥阴极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阴极集流体31上剥离形成；或者阴极极片对位凹槽G32可通过在涂布阴极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阴极集流体31上并干燥、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片32且在干燥阴极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阴极集流体11上剥离形成。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极极片对位凹槽用双面绝缘胶带T1可为双面初始时均已有粘性或是一个单面初始时已有粘性而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的双面胶带。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极极耳收容凹槽用双面绝缘胶带T2可为双面初始时均已有粘性或是一个单面初始时已有粘性而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的双面胶带。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图1、图4、图6以及图7，阴极极片3还可形成有：阴极配对凹部R31，底部为阴极集流体31而周侧为阴极膜片32，位于阴极极耳收容凹槽G31的正对背侧。阴极配对凹部R31的设置，便于阴极极耳4超声焊接于阴极极耳收容凹槽G311中。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图1、图4、图6以及图7，所述二次电池电芯还可包括：阴极配对凹部用双面绝缘胶带T3，覆盖整个阴极配对凹部R31，且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极配对凹部R31周围的阴极膜片32。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极配对凹部R31可通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阴极膜片32的对应部分去除以露出阴极集流体31而形成；或者阴极配对凹部R31可通过涂布阴极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阴极集流体31上、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片32且在干燥阴极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阴极集流体31上剥离形成；或者阴极配对凹部R31可通过在涂布阴极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阴极集流体31上并干燥、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片32且在干燥阴极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阴极集流体11上剥离形成。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极配对凹部用双面绝缘胶带T3可为双面初始时均已有粘性或是一个单面初始时已有粘性而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的双面胶带。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图1、图3以及图4，阳极极片1还可形成有：阳极配对凹部R11，底部为阳极集流体11而周侧为阳极膜片12，位于阳极极耳收容凹槽G11的正对背侧。阳极配对凹部R11的设置，便于阳极极耳2超声焊接于阳极极耳收容凹槽G11中。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图1、图2、图3以及图4，阴极极片3还可形成有：阴极极片对位凹部R32，底部为阴极集流体31而周侧为阴极膜片32，位于阴极极片3的与阳极配对凹部R11对位的区域，且在长度和宽度上均大于阳极配对凹部R11。优选地，阴极极片对位凹部R32在长度和宽度上均大于阳极配对凹部R11 1～2mm(即长度和宽度分别大1～2mm，至于深度是否相同可以阴极膜片32的厚度与阳极膜片12的厚度之间的关系来确定)。当然，阴极极片对位凹部R32在长度和宽度上均大于阳极配对凹部R11的数值可以视实际情况来调整。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图1、图2、图3以及图4，所述二次电池电芯还可包括：阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带T4，覆盖整个阴极极片对位凹部R32，且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极片对位凹部R32周围的阴极膜片32。由于阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带T4覆盖整个阴极极片对位凹部R32且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极片对位凹部R32周围的阴极膜片32，所以阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带T4粘接区域比采用单面绝缘胶带时更紧密，从而使得二次电池电芯的整体性加强，从而避免二次电池电芯在整形工序以及二次电池充放电膨胀后该区域隆起成为最大变形区。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阳极配对凹部R11可通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阳极膜片12的对应部分去去除以露出阳极集流体11而形成；或者阳极配对凹部R11可通过涂布阳极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阳极集流体11上、之后涂布并干燥阳极膜片浆料以形成阳极膜片12且在干燥阳极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阳极集流体11上剥离形成；或者阳极配对凹部R11可通过在涂布阳极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阳极集流体11上并干燥、之后涂布并干燥阳极膜片浆料以形成阳极膜片12且在干燥阳极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阳极集流体11上剥离形成。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极极片对位凹部R32可通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阴极膜片32的的对应部分去去除以露出阴极集流体31而形成；或者阴极极片对位凹部R32可通过涂布阴极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阴极集流体31上、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片32且在干燥阴极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阴极集流体31上剥离形成；或者阴极极片对位凹部R32可通过在涂布阴极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阴极集流体31上并干燥、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片32且在干燥阴极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阴极集流体11上剥离形成。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带T4可为双面初始时均已有粘性或是一个单面初始时已有粘性而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的双面胶带。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，阳极极耳收容凹槽G11的宽度为阳极极耳2的宽度的1～2倍，阳极极耳收容凹槽G11的长度为阳极极耳2的收容于阳极极耳收容凹槽G11内的部分的长度的1～3倍，阳极极耳收容凹槽G11的深度等于阳极膜片12的厚度。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，阴极极耳收容凹槽G31的宽度为阴极极耳4的宽度的1～2倍，阴极极耳收容凹槽G31的长度为阴极极耳4的收容于阴极极耳收容凹槽G31内的部分的长度的1～3倍，阴极极耳收容凹槽G31的深度等于阴极膜片32的厚度。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图3，阳极极片1为一整体片，二次电池电芯为卷绕式电芯，在阳极极片1展开状态下，阳极极片1的头部至尾部的距离定义为D1，阳极极耳收容凹槽G11的中心线至阳极极片1的头部之间的距离定义为d1，d1处于自阳极极片1的头部起计算的1/10D1～7/10D1的范围内，从而有利于降低二次电池电芯的直流阻抗DCR(Direct current resistance)。优选地，d1处于自阳极极片1的头部起计算的3/10D1～7/10D1的范围内。进一步地，d1越靠近阳极极片1的中间位置(即1/2D1)，DCR越小。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图3，阳极集流体11位于阳极极片1的头部附近处仅一个表面设置阳极膜片12。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一实施例中，参照图2，阴极极片3为一整体片，二次电池电芯为卷绕式电芯，在阴极极片3展开状态下，阴极极片3的头部至尾部的距离定义为D2，阴极极耳收容凹槽G31的中心线至阴极极片3的头部之间的距离定义为d2，d2处于自阴极极片3的头部起计算的1/10D2～7/10D2的范围内，从而有利于降低二次电池电芯的直流阻抗DCR。优选地，d2处于自阴极极片3的头部起计算的3/10D2～7/10D2的范围内。进一步地，越靠近阴极极片3的中间位置(即1/2D2)，DCR越小。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，双面胶带包括基材和涂覆在基材的两个表面的胶层。双面初始时均已有粘性的双面胶带的胶层可以为丁苯橡胶层、聚氨酯层、聚丙烯酸酯层或聚偏氟乙烯层。
在根据本发明所述的二次电池电芯中，在一个单面初始时已有粘性而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的双面胶带中，一个单面初始时已有粘性的胶层可以为丁苯橡胶层、聚氨酯层、聚丙烯酸酯层或聚偏氟乙烯层；而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的胶层可以为常温下无初粘性的温敏胶或常温下无初粘性的压敏胶。所述常温下无初粘性的温敏胶是指在常温下，当物体和温敏胶之间发生短暂接触时，不会对物体产生粘结作用的温敏胶。所述常温下无初粘性的压敏胶是指在常温下，当物体和压敏胶之间在指压下发生短暂接触时，不会对物体产生粘结作用的压敏胶。所述常温下无初粘性的温敏胶可选自聚烯烃、聚乙烯醇缩丁醛、聚酰胺类以及聚酯类中的一种或几种。所述常温下无初粘性的压敏胶可选自乙烯-丁烯-聚苯乙烯线性三嵌段共聚物(SEBS)、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SEPS)以及环氧化苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物(ESIS)中的一种或几种。
在根据本发明的二次电池电芯中，二次电池可为锂离子电池或钠离子电池。当采用锂离子电池时，阴极活性物质含锂。当采用钠离子电池时，阴极活性物质含钠。所述二次电池可为软包装二次电池。
最后说明根据本发明的以软包装锂离子电池作为举例的实施例和对比例及测试结果。
实施例1
以423482型号软包装锂离子电池(成品电池厚度为4.2mm、宽度为34mm、长度为82mm)为例，阳极极耳2与阴极极耳4尺寸一致，即极耳的焊接长度为15mm，极耳宽度为4mm、厚度为0.06mm。
采用图1～4所示的结构，经冷压工序后的极片(阳极极片1的单层阳极膜片12的厚度为67μm、阴极极片3的单层阴极膜片32的厚度为53μm)，采用激光在阳极极片1的1/2处(即d1＝1/2D1)清洗出用于焊接阳极极耳2的阳极极耳收容凹槽G11以及阳极配对凹部R11，并在阳极极耳2对位的阴极极片区清洗出阴极极片对位凹槽G32以及阴极极片对位凹部R32。采用激光在阴极极片3的1/2处(即d2＝1/2D2)清洗出用于焊接阴极极耳4的阴极极耳收容凹槽G31以及阴极配对凹部R31。其中阴极极耳收容凹槽G31以及阴极配对凹部R31各自宽度均为6mm、长度均为20mm，阳极极耳收容凹槽G11以及阳极配对凹部R11各自宽度均为6mm、长度均为20mm，阴极极片对位凹槽G32以及阴极极片对位凹部R32各自宽度均为8mm、长度均为22mm，将阳极极耳2焊接于阳极极耳收容凹槽G11、将阴极极耳4焊接于阴极极耳收容凹槽G31。阴极极片对位凹槽用双面缘胶带T1覆盖整个阴极极片对位凹槽G32且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极片对位凹槽G32周围的阴极膜片32，阴极极耳收容凹槽用双面绝缘胶带T2覆盖整个阴极极耳收容凹槽G31且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极耳收容凹槽G31周围的阴极膜片32，阴极配对凹部用双面绝缘胶带T3覆盖整个阴极配对凹部R31且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极配对凹部R31周围的阴极膜片32，阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带T4覆盖整个阴极极片对位凹部R32且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极片对位凹部R32周围的阴极膜片32，阴极极片对位凹槽用双面绝缘胶带T1、阴极极耳收容凹槽用双面绝缘胶带T2、阴极配对凹部用双面绝缘胶带T3、阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带T4均为双面初始时均已有粘性的PET基材上双面涂覆聚偏氟乙烯层的双面胶带，阳极极片1、阴极极片3和隔离膜5卷绕，由此形成二次电池电芯。
实施例2
采用图5所示的结构，与实施例1的不同之处：无阴极配对凹部R31、阴极配对凹部用双面绝缘胶带T3、阳极配对凹部R11、阴极极片对位凹部R32以及阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带T4。其余同实施例1。
实施例3
采用图6和图7所示的结构，与实施例1的不同之处：采用激光方式在阳极极片1的3/4处(即d1＝3/4D1，靠近头部附近的阳极膜片12单面设置)清洗出用于焊接阳极极耳2的阳极极耳收容凹槽G11，并在阳极极耳2对位的阴极极片区清洗出阴极极片对位凹槽G32，阴极极片对位凹槽用双面缘胶带T1覆盖整个阴极极片对位凹槽G32且在两面上分别粘接隔离膜5和阴极极片对位凹槽G32周围的阴极膜片32。其余同实施例1。
实施例4
采用如图8所示的结构，与实施例3的不同之处：无阴极配对凹部R31以及阴极配对凹部用双面绝缘胶带T3。其余同实施例3。
对比例1
采用如图8所示结构，与实施例4的不同之处：阳极极耳收容凹槽G11的宽度为6mm、长度均为20mm，阴极极片对位凹槽G32的宽度为4mm、长度均为18mm。其余同实施例4。
对比例2
采用图9和图10所示的结构，与实施例1的不同之处：无阴极极片对位凹槽G32和阴极极片对位凹部R32，但采用阴极极片对位收容区用单面绝缘胶带T1'粘贴阴极膜片32的与阳极极耳收容凹槽G11对位的相应区域的表面，采用阴极极片对位配对区用单面绝缘胶带T4'粘贴阴极膜片32的阳极配对凹部R11对位的相应区域的表面，采用阴极极耳收容凹槽用单面绝缘胶带T2'粘贴阴极极耳收容凹槽G31周围的阴极膜片32，采用阴极配对凹部用单面绝缘胶带T3'粘贴阴极配对凹部R31周围的阴极膜片32。
在实施例1-4和对比例1-2中分别选取20个软包装锂离子电池样品进行1000个循环充放电测试，对测试前后的样品的厚度进行测量，并且对测试后的软包装锂离子电池样品进行拆解观察析锂的情况，所得结果示如表1所示。
表1 实施例1-4与对比例1-2的测试结果
从表1看出，实施例1-4无析锂；而对比例1和对比例2有析锂，且对比例2比对比例1析锂严重；实施例1-4的变形量远小于对比例1和对比例2。对比例1的变形量比对比例2的变形量小，但对比例1的变形量大于实施例4的变形量。
由此可见，实施例1-4中，阴极极片对位凹槽G32在长度和宽度上均大于阳极极耳收容凹槽G11，能完全避免析锂，且能有效控制软包装锂离子电池的变形。相比对比例2，在对比例1中，阴极极片对位凹槽G32在长度和宽度上均小于阳极极耳收容凹槽G11，能减轻析锂，并减轻变形量。
Claims (27)
1.一种二次电池电芯，包括：
阳极极片(1)，包括：
阳极集流体(11)；以及
阳极膜片(12)，设置在阳极集流体(11)的表面；
阳极极耳(2)；
阴极极片(3)，包括：
阴极集流体(31)；以及
阴极膜片(32)，设置在阴极集流体(31)的表面；
阴极极耳(4)；以及
隔离膜(5)，设置于阳极极片(1)和阴极极片(3)之间；
其中，
阳极极片(1)形成有：
阳极极耳收容凹槽(G11)，底部为阳极集流体(11)而周侧为阳极膜片(12)，阳极极耳(2)收容于阳极极耳收容凹槽(G11)内并电连接于阳极极耳收容凹槽(G11)处的阳极集流体(11)；
阴极极片(3)形成有：
阴极极耳收容凹槽(G31)，底部为阴极集流体(31)而周侧为阴极膜片(32)，阴极极耳(4)收容于阴极极耳收容凹槽(G31)内并电连接于阴极极耳收容凹槽(G31)处的阴极集流体(31)；
其特征在于，
阴极极片(3)还形成有：
阴极极片对位凹槽(G32)，底部为阴极集流体(31)而周侧为阴极膜片(32)，位于阴极极片(3)的与阳极极耳收容凹槽(G11)对位的区域；
所述二次电池电芯还包括：阴极极耳收容凹槽用双面绝缘胶带(T2)，覆盖整个阴极极耳收容凹槽(G31)，且在两面上分别粘接隔离膜(5)和阴极极耳收容凹槽(G31)周围的阴极膜片(32)；
阴极极耳(4)采用超声波焊接、激光焊接或热压焊接方式电连接于阴极极耳收容凹槽(G31)处的阴极集流体(31)。
2.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，阴极极片对位凹槽(G32)在长度和宽度上均大于阳极极耳收容凹槽(G11)。
3.根据权利要求2所述的二次电池电芯，其特征在于，阴极极片对位凹槽(G32)在长度和宽度上均大于阳极极耳收容凹槽(G11)0.5～3mm。
4.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，所述二次电池电芯还包括：
阴极极片对位凹槽用双面绝缘胶带(T1)，覆盖整个阴极极片对位凹槽(G32)，且在两面上分别粘接隔离膜(5)和阴极极片对位凹槽(G32)周围的阴极膜片(32)。
5.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，
阳极极耳(2)采用超声波焊接、激光焊接或热压焊接方式电连接于阳极极耳收容凹槽(G11)处的阳极集流体(11)。
6.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，
阳极极耳收容凹槽(G11)通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阳极膜片(12)的对应部分去除以露出阳极集流体(11)而形成；或者
阳极极耳收容凹槽(G11)通过涂布阳极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阳极集流体(11)上、之后涂布并干燥阳极膜片浆料以形成阳极膜片(12)且在干燥阳极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阳极集流体(11)上剥离形成；或者
阳极极耳收容凹槽(G11)通过在涂布阳极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阳极集流体(11)上并干燥、之后涂布并干燥阳极膜片浆料以形成阳极膜片(12)且在干燥阳极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阳极集流体(11)上剥离形成。
7.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，
阴极极耳收容凹槽(G31)通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阴极膜片(32)的对应部分去除以露出阴极集流体(31)而形成；或者
阴极极耳收容凹槽(G31)通过涂布阴极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阴极集流体(31)上、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片(32)且在干燥阴极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阴极集流体(31)上剥离形成；或者
阴极极耳收容凹槽(G31)通过在涂布阴极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阴极集流体(31)上并干燥、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片(32)且在干燥阴极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阴极集流体(11)上剥离形成。
8.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，
阴极极片对位凹槽(G32)通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阴极膜片(32)的对应部分去除以露出阴极集流体(31)而形成；或者
阴极极片对位凹槽(G32)通过涂布阴极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阴极集流体(31)上、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片(32)且在干燥阴极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阴极集流体(31)上剥离形成；或者
阴极极片对位凹槽(G32)通过在涂布阴极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阴极集流体(31)上并干燥、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片(32)且在干燥阴极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阴极集流体(11)上剥离形成。
9.根据权利要求4所述的二次电池电芯，其特征在于，阴极极片对位凹槽用双面绝缘胶带(T1)为双面初始时均已有粘性或是一个单面初始时已有粘性而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的双面胶带。
10.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，阴极极耳收容凹槽用双面绝缘胶带(T2)为双面初始时均已有粘性或是一个单面初始时已有粘性而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的双面胶带。
11.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，
阴极极片(3)还形成有：
阴极配对凹部(R31)，底部为阴极集流体(31)而周侧为阴极膜片(32)，位于阴极极耳收容凹槽(G31)的正对背侧。
12.根据权利要求11所述的二次电池电芯，其特征在于，所述二次电池电芯还包括：
阴极配对凹部用双面绝缘胶带(T3)，覆盖整个阴极配对凹部(R31)，且在两面上分别粘接隔离膜(5)和阴极配对凹部(R31)周围的阴极膜片(32)。
13.根据权利要求11所述的二次电池电芯，其特征在于，
阴极配对凹部(R31)通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阴极膜片(32)的对应部分去除以露出阴极集流体(31)而形成；或者
阴极配对凹部(R31)通过涂布阴极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阴极集流体(31)上、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片(32)且在干燥阴极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阴极集流体(31)上剥离形成；或者
阴极配对凹部(R31)通过在涂布阴极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阴极集流体(31)上并干燥、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片(32)且在干燥阴极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阴极集流体(11)上剥离形成。
14.根据权利要求12所述的二次电池电芯，其特征在于，阴极配对凹部用双面绝缘胶带(T3)为双面初始时均已有粘性或是一个单面初始时已有粘性而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的双面胶带。
15.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，
阳极极片(1)还形成有：
阳极配对凹部(R11)，底部为阳极集流体(11)而周侧为阳极膜片(12)，位于阳极极耳收容凹槽(G11)的正对背侧；
阴极极片(3)还形成有：
阴极极片对位凹部(R32)，底部为阴极集流体(31)而周侧为阴极膜片(32)，位于阴极极片(3)的与阳极配对凹部(R11)对位的区域，且在长度和宽度上均大于阳极配对凹部(R11)。
16.根据权利要求15所述的二次电池电芯，其特征在于，阴极极片对位凹部(R32)在长度和宽度上均大于阳极配对凹部(R11)1～2mm。
17.根据权利要求15所述的二次电池电芯，其特征在于，
所述二次电池电芯还包括：
阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带(T4)，覆盖整个阴极极片对位凹部(R32)，且在两面上分别粘接隔离膜(5)和阴极极片对位凹部(R32)周围的阴极膜片(32)。
18.根据权利要求15所述的二次电池电芯，其特征在于，
阳极配对凹部(R11)通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阳极膜片(12)的对应部分去除以露出阳极集流体(11)而形成；或者
阳极配对凹部(R11)通过涂布阳极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阳极集流体(11)上、之后涂布并干燥阳极膜片浆料以形成阳极膜片(12)且在干燥阳极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阳极集流体(11)上剥离形成；或者
阳极配对凹部(R11)通过在涂布阳极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阳极集流体(11)上并干燥、之后涂布并干燥阳极膜片浆料以形成阳极膜片(12)且在干燥阳极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阳极集流体(11)上剥离形成。
19.根据权利要求15所述的二次电池电芯，其特征在于，
阴极极片对位凹部(R32)通过激光清洗、机械清洗或发泡胶清洗将阴极膜片(32)的对应部分去除以露出阴极集流体(31)而形成；或者
阴极极片对位凹部(R32)通过涂布阴极膜片浆料之前预置热敏型发泡胶纸在阴极集流体(31)上、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片(32)且在干燥阴极膜片浆料时热敏型发泡胶纸从阴极集流体(31)上剥离形成；或者
阴极极片对位凹部(R32)通过在涂布阴极膜片浆料之前预涂发泡浆料在阴极集流体(31)上并干燥、之后涂布并干燥阴极膜片浆料以形成阴极膜片(32)且在干燥阴极膜片浆料时干燥的发泡浆料从阴极集流体(11)上剥离形成。
20.根据权利要求17所述的二次电池电芯，其特征在于，阴极极片对位凹部用双面绝缘胶带(T4)为双面初始时均已有粘性或是一个单面初始时已有粘性而另一单面是经后续的热压或冷压后有粘性的双面胶带。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的二次电池电芯，其特征在于，
阳极极耳收容凹槽(G11)的宽度为阳极极耳(2)的宽度的1～2倍，阳极极耳收容凹槽(G11)的长度为阳极极耳(2)的收容于阳极极耳收容凹槽(G11)内的部分的长度的1～3倍，阳极极耳收容凹槽(G11)的深度等于阳极膜片(12)的厚度。
22.根据权利要求1-20中任一项所述的二次电池电芯，其特征在于，
阴极极耳收容凹槽(G31)的宽度为阴极极耳(4)的宽度的1～2倍，阴极极耳收容凹槽(G31)的长度为阴极极耳(4)的收容于阴极极耳收容凹槽(G31)内的部分的长度的1～3倍，阴极极耳收容凹槽(G31)的深度等于阴极膜片(32)的厚度。
23.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，
阳极极片(1)为一整体片，二次电池电芯为卷绕式电芯，在阳极极片(1)展开状态下，阳极极片(1)的头部至尾部的距离定义为D1，阳极极耳收容凹槽(G11)的中心线至阳极极片(1)的头部之间的距离定义为d1，d1处于自阳极极片(1)的头部起计算的1/10D1～7/10D1的范围内。
24.根据权利要求23所述的二次电池电芯，其特征在于，d1处于自阳极极片(1)的头部起计算的3/10D1～7/10D1的范围内。
25.根据权利要求23所述的二次电池电芯，其特征在于，阳极集流体(11)位于阳极极片(1)的头部附近处仅一个表面设置阳极膜片(12)。
26.根据权利要求1所述的二次电池电芯，其特征在于，
阴极极片(3)为一整体片，二次电池电芯为卷绕式电芯，在阴极极片(3)展开状态下，阴极极片(3)的头部至尾部的距离定义为D2，阴极极耳收容凹槽(G31)的中心线至阴极极片(3)的头部之间的距离定义为d2，d2处于自阴极极片(3)的头部起计算的1/10D2～7/10D2的范围内。
27.根据权利要求26所述的二次电池电芯，其特征在于，d2处于自阴极极片(3)的头部起计算的3/10D2～7/10D2的范围内。
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