CN108963173A - 导电胶元件、导电胶带、极片、电芯及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种用于锂离子电池的导电胶元件、导电胶带、极片、电芯及锂离子电池，以有效解决因焊接极耳引起的虚焊、过焊以及焊接毛刺等问题，提高锂离子电池的产品品质。用于锂离子电池的导电胶元件包括：具有多个间隙孔的导电基层，以及填充于所述导电基层的所述多个间隙孔内并在所述导电基层相对的两侧表面分别形成粘接面的导电胶体。

Description

导电胶元件、导电胶带、极片、电芯及锂离子电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种用于锂离子电池的导电胶元件、导电胶带、极片、电芯及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池被广泛应用于移动终端、电动工具、电动汽车等各类电子产品中。锂离子电池主要包括电芯和保护电路板，其中，电芯作为蓄电部分，主要结构包括正极片、负极片、隔膜和电解液。电芯的质量直接决定了锂离子电池的质量，是整个锂离子电池的心脏。

电芯的正极片或负极片均包括极片本体和极耳，其中，极片本体包括集流体层和设置于集流体层外的活性物质层，且极片本体上设置有曝露出集流体层的空箔区，极耳与极片本体的空箔区焊接，从而实现与极片本体的电连接。

上述现有技术存在的缺陷在于，极耳与极片本体采用焊接方式连接，易产生虚焊或过焊等现象，从而导致极耳脱落，或极耳、极片本体的损坏，此外，焊接产生的毛刺也极易刺穿隔膜引起电芯内部短路，这些都严重影响到锂离子电池的产品品质。

发明内容

本申请实施例提供一种用于锂离子电池的导电胶元件、导电胶带、极片、电芯及锂离子电池，以有效解决因焊接极耳引起的虚焊、过焊以及焊接毛刺等问题，提高锂离子电池的产品品质。

本申请实施例提供了一种用于锂离子电池的导电胶元件，包括：具有多个间隙孔的导电基层，以及在所述导电基层相对的两侧表面分别形成粘接面并填充于所述导电基层的所述多个间隙孔内的导电胶体。

本申请上述实施例的导电胶元件，用在锂离子电池中粘接极耳和极片本体，相比现有技术采用焊接方式连接极耳和极片本体，可以避免因虚焊或过焊等引起的极耳脱落，以及因焊接毛刺导致的电芯内部短路，从而提高了锂离子电池的产品品质。导电胶元件中，导电胶体在导电基层相对的两侧表面分别形成粘接面，并且填充于导电基层的多个间隙孔内，采用该结构设计，不但增强了导电胶元件的结构强度和导电性能，还同时保证了极耳与极片本体之间的粘接性能和导电性能，因此，极耳既能在极片本体上粘接牢固，又能与极片本体之间可靠的电连接；此外，导电基层的多个间隙孔结构还可以使导电胶元件呈现较佳的柔韧性，从而便于组装操作。

较佳的，所述导电基层的所述多个间隙孔均匀分布。采用该设计，导电胶体与导电基层能够均匀地附着连接，使得导电胶元件整体的导电性、粘接性和柔韧性也较为均匀，进而可以使极耳与极片本体之间的粘接性能和导电性能更加均衡。

可选的，所述多个间隙孔为通孔；或者所述多个间隙孔为盲孔且分布于所述导电基层相对的两侧表面。

可选的，所述导电基层由导电材料制作而成，或者，所述导电基层的表面具有导电材质的附层。优选采用第二种方案，成本低廉且便于加工制作。

可选的，所述导电基层的导电材质包括金、银、铜、铝、镍、金氧化物、银氧化物、铜氧化物、铝氧化物、镍氧化物、石墨烯和石墨中的至少一种。

较佳的，所述导电胶体包括粘剂基体以及分布于所述粘剂基体内的导电填料。

较佳的，所述导电填料占导电胶体的质量百分比不大于30％。这样，可以满足锂离子电池对导电胶体的导电性能需求，并且使得导电胶元件呈现出较佳的粘接性能。

优选的，所述导电填料占导电胶体的质量百分比为15％～20％。从而使导电胶元件兼顾较佳的导电性能和粘接性能。

可选的，所述导电填料包括导电颗粒或导电纤维。

可选的，所述粘剂基体包括橡胶粘剂基体或改性丙烯酸酯粘剂基体，所述橡胶粘剂基体的材质包括硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡胶，或苯乙烯系嵌段共聚物橡胶；所述导电填料的材质包括金、银、铜、铝、镍、金氧化物、银氧化物、铜氧化物、铝氧化物、镍氧化物、石墨烯和石墨中的至少一种。

橡胶粘剂基体或改性丙烯酸酯粘剂基体在锂离子电池的电解液环境中不易被分解且能够保持较好的粘结性能，可以可靠的将极耳和极片本体粘接，橡胶粘剂基体或改性丙烯酸酯粘剂基体不参与电解液的电化学反应，从而可以保障锂离子电池的电容量和充放电循环寿命。

本申请实施例还提供一种导电胶带，包括离型纸和与所述离型纸粘接的如前述任一技术方案所述的用于锂离子电池的导电胶元件。该导电胶带的导电胶元件应用于锂离子电池中，可以有效避免因焊接极耳引起的虚焊、过焊以及焊接毛刺等问题，此外，该导电胶元件兼具较佳的导电性、粘接性和柔韧性，因此既能使极耳在极片本体上牢固粘接，又能使极耳与极片本体之间可靠的电连接。相比现有技术，可以有效提高锂离子电池的产品品质。

本申请实施例还提供一种极片，包括极片本体、极耳以及如前述任一技术方案所述的用于锂离子电池的导电胶元件，其中，所述极片本体包括集流体层和设置在所述集流体层外的活性物质层，所述极片本体上设置有曝露出所述集流体层的极耳粘接部，所述极耳通过所述导电胶元件与所述极片本体的所述极耳粘接部粘接。

由于导电胶元件具有上述有益效果，因此，极片的结构和功能性较为可靠，应用于锂离子电池中，可以提高锂离子电池的产品品质。

较佳的，所述导电胶元件分别与所述极耳和所述极片本体的极耳粘接部热压粘接。这样可以使导电胶元件与极耳和极片本体更加充分地电性接触，并进一步增加粘结性能，防止极耳从极片上脱落。

本申请实施例还提供一种电芯，包括前述任一技术方案所述的极片。

锂离子电池采用该实施例的电芯，由于导电胶元件具有上述有益效果，因此，电芯的结构和功能性较为可靠，应用于锂离子电池中，可以提高锂离子电池的产品品质。

本申请实施例还提供一种锂离子电池，包括前述任一技术方案所述的电芯。由于导电胶元件具有上述有益效果，因此，锂离子电池具有较高的产品品质。

附图说明

图1为本申请一实施例导电胶带俯视图；

图2为本申请一实施例导电胶元件的截面示意图；

图3为本申请另一实施例导电胶元件的截面示意图；

图4为本申请实施例极片结构俯视图；

图5为图4的B-B向截面视图。

附图标记：

1-导电胶元件；

10-导电胶体；

10a、10b-粘接面；

101-粘剂基体；

102-导电填料；

20-导电基层；

20a-间隙孔；

3-离型纸；

4-极片本体；

5-极耳；

41-集流体层；

42-活性物质层；

43-收容凹槽；

41a-极耳粘接部。

具体实施方式

为有效解决因焊接极耳引起的虚焊、过焊以及焊接毛刺等问题，提高锂离子电池的产品品质，本申请实施例提供了一种用于锂离子电池的导电胶元件、导电胶带、极片、电芯及锂离子电池。为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本申请作进一步详细说明。

如图1和图2所示，本申请实施例提供的用于锂离子电池的导电胶元件1，包括：具有多个间隙孔20a的导电基层20，以及在导电基层20相对的两侧表面分别形成粘接面10a、10b并填充于导电基层20的前述多个间隙孔20a内的导电胶体10。

本申请上述实施例的导电胶元件1，用在锂离子电池中粘接极耳和极片本体，相比现有技术采用焊接方式连接极耳和极片本体，可以避免因虚焊或过焊等引起的极耳脱落，以及因焊接毛刺导致的电芯内部短路，从而提高了锂离子电池的产品品质。导电胶元件1中，导电胶体10在导电基层20相对的两侧表面分别形成粘接面10a、10b，并填充于导电基层20的前述多个间隙孔20a内，采用该结构设计，不但增强了导电胶元件1的结构强度和导电性能，还同时保证了极耳与极片本体之间的粘接性能和导电性能，因此，极耳既能在极片本体上粘接牢固，又能与极片本体之间可靠的电连接；此外，导电基层20的前述多个间隙孔20a的结构还可以使导电胶元件1呈现较佳的柔韧性，从而便于组装操作。

如图1所示，在本申请的实施例中，为使导电胶元件1在使用前保持较好的粘性，导电胶元件1曝露出导电胶体10的相对的两侧表面，即粘接面10a、10b，均贴附于离形纸3上(图1中仅示意出导电胶元件1的一侧表面与离型纸3粘接)。离型纸的材质可以选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。粘接在离型纸3上的导电胶元件1的数量不限，可以为一个、两个或者更多个。

导电基层20的具体类型不限，例如可以为具有间隙孔的金属箔片、导电纤维网或导电纺织布，等等。导电基层20的前述多个间隙孔20a的具体类型不限，例如可以是如图2实施例所示的通孔，或者如图3实施例所示的盲孔，该多个盲孔且分布于导电基层20相对的两侧表面。图3所示实施例中，导电基层20两侧表面的盲孔可以位置相对设置，也可以相错设置。

较佳的，导电基层20的多个间隙孔20a均匀分布。采用该设计，导电胶体10与导电基层20能够均匀地附着连接，使得导电胶元件1整体的导电性、粘接性和柔韧性也较为均匀，进而可以使极耳与极片本体之间的粘接性能和导电性能更加均衡。

导电基层20可以由导电材料制作而成，例如，导电基层20为导电材料制作的导电纤维网或导电纺织布；导电基层20也可以仅在表面形成导电材质的附层，例如，在纤维网或纺织布表面涂覆或镀上导电材质的附层，从而形成具有导电性能的导电基层20。优选采用第二种方案，成本低廉且便于加工制作。

在本实施例中，导电基层20的导电材质可以选用金、银、铜、铝、镍、金氧化物、银氧化物、铜氧化物、铝氧化物、镍氧化物、石墨烯和石墨中的至少一种，可根据极片的类型来进行选材。具体的，当极片为阳极片时，前述这些材质均可以用于制作导电基层20；当极片为阴极片时，导电基层20适宜采用石墨或石墨烯等材质。

导电胶体10的具体结构形式不限，在本申请的较佳实施例中，如图2和图3所示，导电胶体10包括粘剂基体101以及分布于粘剂基体101内的导电填料102。导电胶体10中，粘剂基体101的具体材质类型不限，优选采用橡胶粘剂基体或改性丙烯酸酯粘剂基体，其中，橡胶粘剂基体的具体材质不限，例如可以为硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯物橡胶，或苯乙烯系嵌段共聚物橡胶。

采用橡胶粘剂基体或改性丙烯酸酯粘剂基体具有如下优势：橡胶粘剂基体或改性丙烯酸酯粘剂基体在锂离子电池的电解液环境中不易被分解且能够保持较好的粘结性能，可以可靠的将极耳和极片本体粘接，橡胶粘剂基体或改性丙烯酸酯粘剂基体不参与电解液的电化学反应，从而可以保障锂离子电池的电容量和充放电循环寿命，进一步提高了锂离子电池的产品品质。

导电胶体10中，导电填料102的具体材质不限，例如可以包括金、银、铜、铝、镍、金氧化物、银氧化物、铜氧化物、铝氧化物、镍氧化物、石墨烯和石墨中的至少一种，可根据极片的类型来进行选材。具体的，当极片为阳极片时，前述这些材质均可以用作导电填料102，优选采用镍材质；当极片为阴极片时，导电填料102适宜采用石墨或石墨烯等材质。

导电填料102的具体结构类型不限，例如可以为导电颗粒或导电纤维。其中，导电纤维具体可以采用导电纤维丝段或者导电纤维丝网，导电纤维丝网可以为一层，也可以为堆叠的多层结构。当导电填料102采用导电纤维丝段或者导电颗粒时，可以将这些导电填料102均匀添加在粘剂基体101中，从而形成导电胶体10。当导电填料102采用导电纤维丝网时，可以将粘剂基体101均匀的涂覆在导电纤维丝网的表面，从而形成导电胶体10。

较佳的，导电胶体10中，导电填料102占导电胶体10的质量百分比不大于30％。这样，可以满足锂离子电池对导电胶体10的导电性能需求，并且使得导电胶元件1呈现出较佳的粘接性能。不同材质导电填料102的导电性能不同，填加的质量百分比也不相同。优选的，导电填料102占导电胶体10的质量百分比为15％～20％，以使导电胶元件1兼顾较佳的导电性能和粘接性能。

请参照图1所示，本申请实施例还提供一种导电胶带，包括离型纸3和与离型纸3粘接的如前述任一实施例的用于锂离子电池的导电胶元件1。

离型纸3上可以设置一个或者排布多个导电胶元件1，导电胶带可以为片料或者卷料。当导电胶带为片料时，前述的一个或者多个导电胶元件1的两侧粘接面分别与一离型纸粘接，以使导电胶元件1在使用前保持较好的粘性。当导电胶带为卷料时，前述的一个或者多个导电胶元件1的两侧粘接面分别与一离型纸粘接，或者，前述的一个或者多个导电胶元件1的的两侧粘接面分别与处于收卷状态的离型纸的两侧表面粘接，以使导电胶元件1在使用前保持较好的粘性。

本申请一实施例中，导电胶带卷料的制作过程具体为：

在厚度为35um的表面电镀镍和铜的纺织布所构成的导电基层的上下两面分别涂覆内部均布质量百分比为15％的镍颗粒的导电胶体，形成总厚度为50um的导电胶结构；

按照长*宽为15*4mm的尺寸将导电胶结构分切为多个导电胶元件，并以5mm的间距将导电胶元件依次贴覆在离型纸的一面并收卷，形成导电胶带卷料。

本申请另一实施例中，导电胶带卷料的制作过程具体为：

在厚度为15um、材质为石墨烯的导电基层的上下两面分别涂覆内部均布质量百分比为5％的石墨烯纤维的导电胶体，形成总厚度为30um的导电胶结构；

按照长*宽为15*4mm的尺寸将导电胶结构分切为多个导电胶元件，并以5mm的间距将导电胶元件依次贴覆在离型纸的一面并收卷，形成导电胶带卷料。

本申请又一实施例中，导电胶带片料的制作过程具体为：

在厚度为15um、材质为石墨烯的导电基层的上下两面分别涂覆内部均布质量百分比为30％的镍颗粒的导电胶体，形成总厚度为50um的导电胶结构；

按照长*宽为15*4mm的尺寸将导电胶结构分切为多个导电胶元件，并以5mm的间距将导电胶元件依次贴覆于第一离型纸，然后在这些导电胶元件远离第一离型纸的另一面贴覆第二离型纸，形成导电胶带片料。

本申请对比例中，导电胶带片料的制作过程具体为：

在厚度为15um、材质为石墨烯的导电基层的上下两面分别涂覆内部均布质量百分比为35％的银颗粒的导电胶体，形成总厚度为50um的导电胶结构；

按照长*宽为15*4mm的尺寸将导电胶结构分切为多个导电胶元件，并以5mm的间距将导电胶元件依次贴覆于第一离型纸，然后在这些导电胶元件远离第一离型纸的另一面贴覆第二离型纸，形成导电胶带片料。

本申请实施例有益效果同前，该导电胶带的导电胶元件应用于锂离子电池中，可以有效避免因焊接极耳引起的虚焊、过焊以及焊接毛刺等问题，此外，该导电胶元件兼具较佳的导电性、粘接性和柔韧性，因此既能使极耳在极片本体上牢固粘接，又能使极耳与极片本体之间可靠的电连接。相比现有技术，可以有效提高锂离子电池的产品品质。而对比例中导电填料填充较多，使得导电胶元件的粘接性能达不到要求，极耳难以牢固地粘接到极片本体上。

如图4和图5所示，本申请实施例还提供一种极片，包括极片本体4、极耳5以及如前述任一实施例的用于锂离子电池的导电胶元件1，其中，极片本体4包括集流体层41和设置在集流体层41外的活性物质层42，极片本体4上设置有曝露出集流体层41的极耳粘接部41a，极耳5通过导电胶元件1与极片本体4的极耳粘接部41a粘接。

极片本体4的具体结构形式不限，在图4和图5所示的一具体实施例中，集流体层41的两侧表面均设置有活性物质层42，在本申请的其它实施例中，也可以仅在集流体层一侧表面设置活性物质层；极耳粘接部41a可以位于极片本体4的端部，也可以位于极片本体4的内部区域，当极耳粘接部41a位于极片本体4的内部区域时，如图5所示，极耳粘接部41a与活性物质层42形成一收容凹槽43。

锂离子电池的正极片、阴极片均可以采用上述实施例结构。较佳的，导电胶元件1分别与极耳5和极片本体4的极耳粘接部41a热压粘接，这样可以使导电胶元件1与极片本体4更加充分地电性接触，并进一步增加粘结性能，防止极耳5从极片上脱落。

在图4和图5所示的具体实施例中，在将极耳5与极片本体4组装时，首先将导电胶元件1的其中一个粘接面粘接到极耳5的根部，然后将极耳5置于收容凹槽43内，通过热压使导电胶元件1的另一个粘接面粘接到极片本体4的极耳粘接部41a表面。在热压作用下，导电胶元件1与极耳5和极耳粘接部41a充分接触并形成导电通路。

在本申请另外一个实施例中，在将极耳5与极片本体4组装时，也可以先将导电胶元件1置于收容凹槽43内，使导电胶元件1的其中一个粘接面粘接到极片本体4的极耳粘接部41a表面，然后通过热压将极耳5的根部粘接到导电胶元件1的另一个粘接面.在热压作用下，导电胶元件1与极耳5和极耳粘接部41a充分接触并形成导电通路。

由于导电胶元件具有上述有益效果，因此，极片的结构和功能性较为可靠，应用于锂离子电池中，可以提高锂离子电池的产品品质。

本申请实施例还提供一种电芯，包括前述实施例的极片。锂离子电池采用该实施例的电芯，由于导电胶元件具有上述有益效果，因此，电芯的结构和功能性较为可靠，应用于锂离子电池中，可以提高锂离子电池的产品品质。

本申请实施例还提供一种锂离子电池，包括前述实施例的电芯。由于导电胶元件具有上述有益效果，因此，锂离子电池具有较高的产品品质。锂离子电池的具体类型不限，可以为移动终端、电动工具、电动汽车等各类电子产品的锂离子电池。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (15)

1.一种用于锂离子电池的导电胶元件，其特征在于，包括：

具有多个间隙孔的导电基层，以及在所述导电基层相对的两侧表面分别形成粘接面的导电胶体，所述导电胶体填充于所述多个间隙孔内。

2.如权利要求1所述的导电胶元件，其特征在于，所述导电基层的所述多个间隙孔均匀分布。

3.如权利要求1所述的导电胶元件，其特征在于，所述多个间隙孔为通孔；或者所述多个间隙孔为盲孔且分布于所述导电基层相对的两侧表面。

4.如权利要求1所述的导电胶元件，其特征在于，所述导电基层由导电材料制作而成，或者，所述导电基层的表面具有导电材质的附层。

5.如权利要求1所述的导电胶元件，其特征在于，所述导电基层的导电材质包括金、银、铜、铝、镍、金氧化物、银氧化物、铜氧化物、铝氧化物、镍氧化物、石墨烯和石墨中的至少一种。

6.如权利要求1所述的导电胶元件，其特征在于，所述导电胶体包括粘剂基体以及分布于所述粘剂基体内的导电填料。

7.如权利要求6所述的导电胶元件，其特征在于，所述导电填料占导电胶体的质量百分比不大于30％。

8.如权利要求7所述的导电胶元件，其特征在于，所述导电填料占导电胶体的质量百分比为15％～20％。

9.如权利要求6所述的导电胶元件，其特征在于，所述导电填料包括导电颗粒或导电纤维。

10.如权利要求6所述的导电胶元件，其特征在于，

所述粘剂基体包括橡胶粘剂基体或改性丙烯酸酯粘剂基体，所述橡胶粘剂基体的材质包括硅橡胶、聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物橡胶，或苯乙烯系嵌段共聚物橡胶；

所述导电填料的材质包括金、银、铜、铝、镍、金氧化物、银氧化物、铜氧化物、铝氧化物、镍氧化物、石墨烯和石墨中的至少一种。

11.一种导电胶带，其特征在于，包括离型纸和与所述离型纸粘接的如权利要求1～10任一项所述的用于锂离子电池的导电胶元件。

12.一种极片，其特征在于，包括极片本体、极耳以及如权利要求1～10任一项所述的用于锂离子电池的导电胶元件，其中，所述极片本体包括集流体层和设置在所述集流体层外的活性物质层，所述极片本体上设置有曝露出所述集流体层的极耳粘接部，所述极耳通过所述导电胶元件与所述极耳粘接部粘接。

13.如权利要求12所述的极片，其特征在于，所述导电胶元件分别与所述极耳和所述极耳粘接部热压粘接。

14.一种电芯，其特征在于，包括如权利要求12或13所述的极片。

15.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求14所述的电芯。