CN111326699B - 二次电池 - Google Patents

二次电池 Download PDF

Info

Publication number
CN111326699B
CN111326699B CN201910749926.3A CN201910749926A CN111326699B CN 111326699 B CN111326699 B CN 111326699B CN 201910749926 A CN201910749926 A CN 201910749926A CN 111326699 B CN111326699 B CN 111326699B
Authority
CN
China
Prior art keywords
tab
active material
insulating layer
material layer
pole piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910749926.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111326699A (zh
Inventor
刘会会
谷慧
曹警予
马林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority to CN201910749926.3A priority Critical patent/CN111326699B/zh
Publication of CN111326699A publication Critical patent/CN111326699A/zh
Priority to EP20852469.4A priority patent/EP3926753B1/en
Priority to CN202090000632.7U priority patent/CN216698661U/zh
Priority to PCT/CN2020/102832 priority patent/WO2021027492A1/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111326699B publication Critical patent/CN111326699B/zh
Priority to US17/565,873 priority patent/US20220123444A1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/533—Electrode connections inside a battery casing characterised by the shape of the leads or tabs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/531—Electrode connections inside a battery casing
    • H01M50/536—Electrode connections inside a battery casing characterised by the method of fixing the leads to the electrodes, e.g. by welding
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/628—Inhibitors, e.g. gassing inhibitors, corrosion inhibitors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

本发明提供了一种二次电池，其包括电极组件、外壳以及第一电极端子。外壳具有容纳腔，电极组件收容于容纳腔，第一电极端子设置于外壳。电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜，隔膜将第一极片和第二极片隔开。第一极片包括第一集流体、第一活性物质层以及绝缘层；第一集流体包括第一主体部和从第一主体部延伸的第一极耳，第一主体部的表面至少部分涂覆有第一活性物质层，第一极耳突出于第一主体部并与第一电极端子电连接。绝缘层至少部分涂覆于第一极耳的表面，并且绝缘层的弹性模量小于第一极耳的弹性模量。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种二次电池。
背景技术
二次电池包括电极组件、外壳和电极端子，电极组件收容于外壳内，电极端子设置于外壳。电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜，隔膜将第一极片和第二极片隔开。电极组件的极片具有极耳，极耳与电极端子电连接。但是，在二次电池装配过程中，由于极耳自身很薄，极耳很容易被压入第一极片和第二极片之间，从而引发短路风险。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种二次电池，其能降低短路风险，提高安全性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种二次电池，其包括电极组件、外壳以及第一电极端子。外壳具有容纳腔，电极组件收容于容纳腔，第一电极端子设置于外壳。电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜，隔膜将第一极片和第二极片隔开。第一极片包括第一集流体、第一活性物质层以及绝缘层；第一集流体包括第一主体部和从第一主体部延伸的第一极耳，第一主体部的表面至少部分涂覆有第一活性物质层，第一极耳突出于第一主体部并与第一电极端子电连接。绝缘层至少部分涂覆于第一极耳的表面，并且绝缘层的弹性模量小于第一极耳的弹性模量。
第一极耳为多个，并且每个第一极耳的两个表面均在部分区域涂覆有绝缘层。
外壳包括壳体和顶盖板，壳体具有开口，顶盖板连接于壳体并覆盖壳体的开口，第一电极端子设置于顶盖板。所述二次电池还包括第一集流构件，第一极耳通过第一集流构件电连接于第一电极端子。第一极耳焊接于第一集流构件并形成焊接区；第一极耳包括从第一主体部的一端延伸的连接部，并且连接部连接于焊接区与第一主体部之间。连接部至少部分涂覆有绝缘层。
沿第一极耳的延伸方向，绝缘层与焊接区间隔设置。
沿第一极耳的延伸方向，连接部的涂覆有绝缘层区域的长度与连接部的总长度之比为0.3～0.9。
连接部在未涂覆绝缘层的区域弯折。
绝缘层的弹性模量为5Mpa-60Mpa，并且绝缘层的厚度为10μm-60μm。
绝缘层包括无机填料和粘接剂，且无机填料和粘接剂的重量比为4.1-8.2。
绝缘层的溶胀率小于50％。
绝缘层包括第一部分和第二部分，第一部分涂覆于第一主体部的表面且连接于第一活性物质层的靠近第一极耳的一端，第二部分从第一部分的远离第一活性物质层的一端延伸且涂覆于第一极耳的表面。
第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，第二集流体包括第二主体部和从第二主体部延伸的第二极耳。第二活性物质层涂覆于第二主体部的表面，第二极耳突出于第二主体部。沿第一主体部指向第一极耳的方向，第二活性物质层的端部超出第一部分和第一活性物质层的连接处，且不超出第一部分远离第一活性物质层的端部。
第二极片还包括第三活性物质层，第三活性物质层涂覆于第二极耳的表面且与第二活性物质层相连。第一极耳和第二极耳位于电极组件的同一侧。沿第一主体部指向第一极耳的方向，第三活性物质层的远离第二活性物质层的端部超出第一部分远离第一活性物质层的端部。
本发明的有益效果如下：在本申请中，绝缘层可以起到绝缘保护的作用，即使第一极耳插入到第一极片和第二极片之间，绝缘层也可以有效地将第一极耳与第二极片隔开，从而降低短路风险，提高安全性能。相对于第一极耳，绝缘层具有较小的弹性模量，因此，在二次电池的装配过程中，绝缘层不会干涉第一极耳的收拢和弯折，从而减小第一极耳占用的空间，保证二次电池的能量密度。
附图说明
图1为根据本发明的二次电池的分解图。
图2为根据本发明的二次电池的剖视图。
图3为图2的二次电池在方框A处的放大图。
图4为根据本发明的二次电池的电极组件的示意图。
图5为图4的电极组件沿线B-B作出的剖视图。
图6为图4的电极组件沿线C-C作出的剖视图。
图7为图6的电极组件在方框D处的放大图。
图8为图6的电极组件的第一极片在展开状态的示意图。
图9为图8的第一极片的另一示意图，其中第一活性物质层和绝缘层省略。
图10为图8的第一极片在成型前的示意图。
图11为图6的第二极片在展开状态的示意图。
图12为图11的第二极片的另一示意图，其中第二活性物质层和第三活性物质层省略。
图13为根据本发明的电极组件与第一集流构件焊接后的示意图。
图14为图13在方框E处的放大图。
图15为图13在方框F处的放大图。
其中，附图标记说明如下：
1电极组件 2外壳
11第一极片 21壳体
111第一集流体 22顶盖板
1111第一主体部 3第一电极端子
1112第一极耳 4第一集流构件
1112a连接部 5第二电极端子
112第一活性物质层 6第二集流构件
113绝缘层 7焊接保护片
113a第一部分 W焊接区
113b第二部分 X长度方向
12第二极片 Y厚度方向
121第二集流体 Z高度方向
1211第二主体部
1212第二极耳
122第二活性物质层
123第三活性物质层
13隔膜
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个以上(包括两个)；除非另有规定或说明，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。
本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
参照图1和图2，本申请的二次电池包括电极组件1、外壳2、第一电极端子3以及第二电极端子5。
电极组件1是二次电池实现充放电功能的核心构件。参照图4至图6，电极组件1包括第一极片11、第二极片12和隔膜13，隔膜13将第一极片11和第二极片12隔开。
电极组件1可为卷绕式结构。具体地，第一极片11和第二极片12均为一个，且第一极片11和第二极片12为带状结构。将第一极片11、隔膜13和第二极片12依次层叠并卷绕两圈以上以形成电极组件1。电极组件1可为扁平状。
可替代地，电极组件1也可为叠片式结构。具体地，第一极片11设置为多个，第二极片12设置为多个，所述多个第一极片11和第二极片12交替层叠，隔膜13将第一极片11和第二极片12隔开。
外壳2具有容纳腔，电极组件1和电解液收容于容纳腔。外壳2用于从外侧保护电极组件1。
在一实施例中，本申请的二次电池为软包电池，外壳2可为由铝塑膜制成的包装袋。
在另一实施例中，本申请的二次电池为硬壳电池。具体地，外壳2包括壳体21和顶盖板22，壳体21具有开口，顶盖板22连接于壳体21并覆盖壳体21的开口。壳体21可具有六面体形状或其它形状。壳体21内部形成容纳腔，以收容电极组件1和电解液。壳体21在一端形成开口，而电极组件1可经由所述开口放置到壳体21的容纳腔。壳体21可由导电金属的材料制成，优选地，壳体21由铝或铝合金制成。顶盖板22设置于壳体21并覆盖壳体21的开口，从而将电极组件1密封在壳体21内。顶盖板22可为金属板，且通过焊接的方式连接于壳体21。
第一电极端子3和第二电极端子5设置于外壳2。对于硬壳电池，第一电极端子3和第二电极端子5设置于外壳2的顶盖板22。所述二次电池还包括第一集流构件4和第二集流构件6，第一极片11通过第一集流构件4电连接于第一电极端子3，第二极片12通过第二集流构件6电连接于第二电极端子5。
第一极片11包括第一集流体111和第一活性物质层112，第一集流体111包括第一主体部1111和从第一主体部1111延伸的第一极耳1112。第一主体部1111的表面至少部分涂覆有第一活性物质层112，第一极耳1112突出于第一主体部1111并与第一电极端子3电连接。第一极耳1112设置为多个。
第二极片12包括第二集流体121和第二活性物质层122，第二集流体121包括第二主体部1211和从第二主体部1211延伸的第二极耳1212。第二活性物质层122涂覆于第二主体部1211的表面，第二极耳1212突出于第二主体部1211并与第二电极端子5电连接。第二极耳1212设置为多个。
第一极片11可为正极极片，第二极片12可为负极极片。对应地，第一集流体111为铝箔，第一活性物质层112包括三元材料、锰酸锂或磷酸铁锂；第二集流体121为铜箔，第二活性物质层122包括石墨或硅。
在本申请中，当电极组件1卷绕成型后，多个第一极耳1112层叠在一起，并焊接到第一集流构件4。然而，焊接完成后，多个第一极耳1112的未焊接区域处于分散状态，同时，由于第一极耳1112较薄，因此，在二次电池的装配过程中，第一极耳1112很容易变形并被压入到第一极片11和第二极片12之间，从而引发短路风险。
因此，为了降低短路风险，本申请优选设置绝缘层113。具体地，参照图6至图8，绝缘层113至少部分涂覆于第一极耳1112的表面。绝缘层113可以起到绝缘保护的作用，即使第一极耳1112插入到第一极片11和第二极片12之间，绝缘层113也可以有效地将第一极耳1112与第二极片12隔开，从而降低短路风险，提高安全性能。
另外，在二次电池的装配过程中，需要收拢和弯折第一极耳1112。如果绝缘层113的弹性模量较大，那么将会导致第一极耳1112难以弯折，造成第一极耳1112占用较大的空间，降低二次电池的能量密度。因此，优选地，绝缘层113的弹性模量小于第一极耳1112的弹性模量。
在本申请中，相对于第一极耳1112，绝缘层113具有较小的弹性模量，因此，在二次电池的装配过程中，绝缘层113不会干涉第一极耳1112的收拢和弯折，从而减小第一极耳1112占用的空间，保证二次电池的能量密度。
每个第一极耳1112具有两个相对设置的表面，各第一极耳1112的各表面涂覆有绝缘层113。为了避免绝缘层113干涉第一极耳1112与第一集流构件4的焊接，各第一极耳1112的各表面在部分区域涂覆有绝缘层113。本申请可以降低每个第一极耳1112与第二极片12接触的风险。
在二次电池的装配过程中，第一极耳1112的靠近第一主体部1111的根部区域弯折变形的风险最高，因此，绝缘层113优选覆盖第一极耳1112的靠近第一主体部1111的根部区域。
绝缘层113优选连接于第一活性物质层112，这样可以降低绝缘层113脱落的风险。
参照图7和图8，绝缘层113包括第一部分113a和第二部分113b，第一部分113a涂覆于第一主体部1111的表面且连接于第一活性物质层112的靠近第一极耳1112的一端，第二部分113b从第一部分113a的远离第一活性物质层112的一端延伸且涂覆于第一极耳1112的表面。第二部分113b可以覆盖第一极耳1112的靠近第一主体部1111的根部区域，并有效地降低第一极耳1112的根部区域与第二活性物质层122接触的风险。
绝缘层113包括无机填料和粘接剂。无机填料包括勃姆石、氧化铝、氧化镁、二氧化钛、氧化锆、二氧化硅、碳化硅、碳化硼、碳酸钙、硅酸铝、硅酸钙、钛酸钾、硫酸钡中的一种或几种。粘结剂包括聚偏氟乙烯、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸-丙烯酸酯、聚丙烯腈-丙烯酸、聚丙烯腈-丙烯酸酯中的一种或几种。
本申请的第一极片11可按照下述步骤制备：
(i)将三元材料NCM523、导电剂乙炔黑、粘结剂PVDF进行混合，加入溶剂NMP，在真空搅拌机作用下搅拌至体系呈均一状，获得正极浆料。
(ii)将勃姆石和聚偏氟乙烯进行混合，获得绝缘浆料。
(iii)参照图10，将正极浆料和绝缘浆料涂覆在铝箔的表面，正极浆料固化后形成第一活性物质层112，绝缘浆料固化后形成绝缘层113。
(iv)沿着图10的虚线进行裁切并形成第一极耳1112，从而制备出第一极片11。
在步骤(iv)中，刀具与第一活性物质层112之间保持一定的距离，以避免刀具因工艺误差作用在第一活性物质层112上，防止第一活性物质层112中的活性材料脱落。另外，当刀具在绝缘层113上裁切时，可以有效地减小形成于裁切边缘上的毛刺，从而降低毛刺刺破隔膜13的风险。
在电池的使用过程中，第一活性物质层112的锂离子穿过隔膜13并嵌入到第二活性物质层122中。为了保证锂离子能够尽可能地嵌入第二活性物质层122，降低析锂风险，第二活性物质层122需要具有较大的宽度。具体地，参照图6，第二活性物质层122沿高度方向Z的两端均超出第一活性物质层112。换句话说，沿第一主体部1111指向第一极耳1112的方向，第二活性物质层122的靠近第一极耳1112的一个端部超出第一活性物质层112的靠近第一极耳1112的一个端部，沿第一极耳1112指向第一主体部1111的方向，第二活性物质层122的远离第一极耳1112的另一个端部超出第一活性物质层112的远离第一极耳1112的另一个端部。
参照图7，沿第一主体部1111指向第一极耳1112的方向，第二活性物质层122的端部超出第一部分113a和第一活性物质层112的连接处，且不超出第一部分113a远离第一活性物质层112的端部。
参照图12，在高度方向Z上，第二活性物质层122的端部与第二主体部1211的端部齐平。在第二极片12的成型过程中，第二主体部1211的端部会产生毛刺，毛刺容易刺破隔膜13。在本申请中，第一部分113a可以将第二主体部1211端部的毛刺与第一主体部1111隔开，从而降低短路风险。
第二极片12还包括第三活性物质层123，第三活性物质层123涂覆于第二极耳1212的表面且与第二活性物质层122相连。第二活性物质层122与第三活性物质层123一体成型。
具体地，可将石墨、导电剂乙炔黑、增稠剂CMC、粘结剂SBR进行混合，加入溶剂去离子水，并通过搅拌形成负极浆料，然后将负极浆料涂覆于第二集流体121的表面。负极浆料固化后形成负极活性物质层，然后裁切出第二极耳1212。裁切时，刀具可直接作用在负极活性物质层上。裁切完成后，负极活性物质层的保留在第二主体部1211上的部分即为第二活性物质层122，负极活性物质层的保留在第二极耳1212上的部分即为第三活性物质层123。在负极活性物质层上裁切，可以减小裁切处的毛刺，降低隔膜13被刺破的风险。
在二次电池的装配过程中，多个第二极耳1212的未涂覆第三活性物质层123的区域收拢并焊接到第二集流构件6。第三活性物质层123具有较大的弹性模量，其能够有效地支撑第二极耳1212，降低第二极耳1212插入到第一极片11和第二极片12之间的风险。
在本申请中，第一极耳1112和第二极耳1212可位于电极组件1的同一侧。优选地，沿第一主体部1111指向第一极耳1112的方向，第三活性物质层123的远离第二活性物质层122的端部超出第一部分113a远离第一活性物质层112的端部，这样可以增大第二极耳1212的未涂覆第三活性物质层123的区域与第一活性物质层112的距离。此时，即使第二极耳1212的未涂覆第三活性物质层123的区域向内弯折，第一部分113a也可以起到绝缘作用，降低第二极耳1212与第一活性物质层112接触的风险。
第一极耳1112通过第一集流构件4电连接于第一电极端子3。参照图13和图14，第一极耳1112焊接于第一集流构件4并形成焊接区W。第一极耳1112包括从第一主体部1111的一端延伸的连接部1112a，并且连接部1112a连接于焊接区W与第一主体部1111之间。
在焊接区W，多个第一极耳1112固定于第一集流构件4，不会出现弯折变形的风险，因此，在焊接区W，第一极耳1112的表面无需设置绝缘层113。另外，在焊接区W设置绝缘层113还会影响第一极耳1112与第一集流构件4的连接强度。因此，在本申请中，连接部1112a至少部分涂覆有绝缘层113。涂覆于连接部1112a的绝缘层113即为前述的第二部分113b。
沿第一极耳1112的延伸方向，绝缘层113与焊接区W间隔设置。换句话说，第一极耳1112的未涂覆绝缘层113的区域连接于第一极耳1112的涂覆有绝缘层113的区域和焊接区W之间。这样可以避免绝缘层113干涉第一极耳1112和第一集流构件4的焊接。
沿第一极耳1112的延伸方向，连接部1112a的涂覆有绝缘层113区域的长度与连接部1112a的总长度之比为0.3～0.9。如果所述比值小于0.3，那么连接部1112a的涂覆有绝缘层113区域过短，当连接部1112a插入第一极片11和第二极片12之间时，连接部1112a与第二极片12短路接触的风险仍然较高。如果所述比值大于0.9，那么绝缘层113与焊接区W的间距较小。焊接时，焊接区W会产生高温，如果绝缘层113与焊接区W的间距过小，绝缘层113容易被烧坏，从而降低绝缘层113和第一极耳1112的连接强度，影响绝缘层113的绝缘性能。
第一极耳1112通常具有较大的长度，而为了减少第一极耳1112占用的空间，本申请可以弯折第一极耳1112。优选地，参照图14，连接部1112a在未涂覆绝缘层113的区域弯折。连接部1112a的未涂覆绝缘层113的区域弯折为上下两层，上层大体平行于第一集流构件4，下层相对于上层朝靠近第一主体部1111的方向弯折。
在连接部1112a的未涂覆绝缘层113的区域进行弯折，可以有效地降低弯折的难度，简化装配工艺。另外，如果在连接部1112a的涂覆有绝缘层113的区域进行弯折，那么绝缘层113的厚度会在高度方向Z上叠加，导致绝缘层113在高度方向Z上占用更多的空间，降低二次电池的能量密度。
无机填料和粘接剂的重量比为4.1-8.2。如果所述比值大于8.2，那么粘接剂较少，无机填料之间的粘着性以及绝缘层113与第一集流体111之间的粘接强度可能会不足，当与电解液接触时，绝缘层113容易脱落；同时，如果所述比值大于8.2，还会导致绝缘层113的弹性模量过大，第一极耳1112的涂覆有绝缘层113的区域难以弯折，降低二次电池的能量密度。如果所述比值小于4.1，绝缘层113的绝缘效果难以满足要求；再者，绝缘层113中的无机填料较少，在第一极片11的卷绕过程中无法有效地支撑第一极耳1112，引发第一极耳1112翻折的风险。
绝缘层113的弹性模量越大，其越难弯折；如果绝缘层113的弹性模量过大，将会导致第一极耳1112的涂覆有绝缘层113的区域难以弯折。绝缘层113的弹性模量越小，其强度越低；如果绝缘层113的弹性模量过小，那么绝缘层113很容易被二次电池中的杂质刺破，导致绝缘失效。
同样地，绝缘层113的厚度越大，其强度越高，越难以弯折。如果绝缘层113的厚度过大，将会导致第一极耳1112的涂覆有绝缘层113的区域难以弯折，同时还会造成绝缘层113占用过多的空间，降低二次电池的能量密度。绝缘层113的厚度越小，其强度越低；如果绝缘层113的厚度过小，那么绝缘层113很容易被二次电池中的杂质刺破，导致绝缘失效。
因此，综合考虑绝缘层113的弹性模量和厚度，优选地，绝缘层113的弹性模量为5Mpa-60Mpa，绝缘层113的厚度为10μm-60μm。
在二次电池的装配过程中，绝缘层113可能会随着第一极耳1112插入到第一极片11和第二极片12之间。而在电解液的浸泡下，绝缘层113会出现膨胀。如果绝缘层113的溶胀率过大，那么膨胀的绝缘层113会增大第一活性物质层112和第二活性物质层122之间的间距，从而延长锂离子的运动路径，引发析锂风险。另外，如果绝缘层113的溶胀率过大，那么较大的膨胀会降低绝缘层113与第一极耳1112之间的粘接力，从而引发绝缘层113脱落的风险，造成绝缘失效。因此，优选地，绝缘层113的溶胀率小于50％。

Claims (9)

1.一种二次电池，其特征在于，包括电极组件(1)、外壳(2)以及第一电极端子(3)；
外壳(2)具有容纳腔，电极组件(1)收容于容纳腔，第一电极端子(3)设置于外壳(2)；
电极组件(1)包括第一极片(11)、第二极片(12)和隔膜(13)，隔膜(13)将第一极片(11)和第二极片(12)隔开；
第一极片(11)包括第一集流体(111)、第一活性物质层(112)以及绝缘层(113)；第一集流体(111)包括第一主体部(1111)和从第一主体部(1111)延伸的第一极耳(1112)，第一主体部(1111)的表面至少部分涂覆有第一活性物质层(112)，第一极耳(1112)突出于第一主体部(1111)并与第一电极端子(3)电连接；
绝缘层(113)至少部分涂覆于第一极耳(1112)的表面，并且绝缘层(113)的弹性模量小于第一极耳(1112)的弹性模量；
绝缘层(113)包括第一部分(113a)和第二部分(113b)，第一部分(113a)涂覆于第一主体部(1111)的表面且连接于第一活性物质层(112)的靠近第一极耳(1112)的一端，第二部分(113b)从第一部分(113a)的远离第一活性物质层(111b)的一端延伸且涂覆于第一极耳(1112)的表面；
第二极片(12)包括第二集流体(121)和第二活性物质层(122)，第二集流体(121)包括第二主体部(1211)和从第二主体部(1211)延伸的第二极耳(1212)；
第二活性物质层(122)涂覆于第二主体部(1211)的表面，第二极耳(1212)突出于第二主体部(1211)；
沿第一主体部(1111)指向第一极耳(1112)的方向，第二活性物质层(122)的端部超出第一部分(113a)和第一活性物质层(112)的连接处，且不超出第一部分(113a)远离第一活性物质层(111b)的端部；
第二极片(12)还包括第三活性物质层(123)，第三活性物质层(123)涂覆于第二极耳(1212)的表面且与第二活性物质层(122)相连；
第一极耳(1112)和第二极耳(1212)位于电极组件(1)的同一侧；
沿第一主体部(1111)指向第一极耳(1112)的方向，第三活性物质层(123)的远离第二活性物质层(122)的端部超出第一部分(113a)远离第一活性物质层(111b)的端部。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，第一极耳(1112)为多个，并且每个第一极耳(1112)的两个表面均在部分区域涂覆有绝缘层(113)。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，
外壳(2)包括壳体(21)和顶盖板(22)，壳体(21)具有开口，顶盖板(22)连接于壳体(21)并覆盖壳体(21)的开口，第一电极端子(3)设置于顶盖板(22)；
所述二次电池还包括第一集流构件(4)，第一极耳(1112)通过第一集流构件(4)电连接于第一电极端子(3)；
第一极耳(1112)焊接于第一集流构件(4)并形成焊接区(W)；第一极耳(1112)包括从第一主体部(1111)的一端延伸的连接部(1112a)，并且连接部(1112a)连接于焊接区(W)与第一主体部(1111)之间；
连接部(1112a)至少部分涂覆有绝缘层(113)。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，沿第一极耳(1112)的延伸方向，绝缘层(113)与焊接区(W)间隔设置。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，沿第一极耳(1112)的延伸方向，连接部(1112a)的涂覆有绝缘层(113)区域的长度与连接部(1112a)的总长度之比为0.3～0.9。
6.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，连接部(1112a)在未涂覆绝缘层(113)的区域弯折。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，绝缘层(113)的弹性模量为5Mpa-60Mpa，并且绝缘层(113)的厚度为10μm-60μm。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，绝缘层(113)包括无机填料和粘接剂，且无机填料和粘接剂的重量比为4.1-8.2。
9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，绝缘层(113)的溶胀率小于50％。
CN201910749926.3A 2019-08-14 2019-08-14 二次电池 Active CN111326699B (zh)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910749926.3A CN111326699B (zh) 2019-08-14 2019-08-14 二次电池
EP20852469.4A EP3926753B1 (en) 2019-08-14 2020-07-17 Electrode assembly and battery cell
CN202090000632.7U CN216698661U (zh) 2019-08-14 2020-07-17 电极组件和电池单体
PCT/CN2020/102832 WO2021027492A1 (zh) 2019-08-14 2020-07-17 电极组件和电池单体
US17/565,873 US20220123444A1 (en) 2019-08-14 2021-12-30 Electrode assembly and battery cell

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910749926.3A CN111326699B (zh) 2019-08-14 2019-08-14 二次电池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111326699A CN111326699A (zh) 2020-06-23
CN111326699B true CN111326699B (zh) 2021-11-09

Family

ID=71172469

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910749926.3A Active CN111326699B (zh) 2019-08-14 2019-08-14 二次电池
CN202090000632.7U Active CN216698661U (zh) 2019-08-14 2020-07-17 电极组件和电池单体

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202090000632.7U Active CN216698661U (zh) 2019-08-14 2020-07-17 电极组件和电池单体

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220123444A1 (zh)
EP (1) EP3926753B1 (zh)
CN (2) CN111326699B (zh)
WO (1) WO2021027492A1 (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111326699B (zh) * 2019-08-14 2021-11-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
EP3940853B1 (en) 2020-06-02 2024-05-08 Contemporary Amperex Technology Co., Limited Electrode assembly and related battery, device, manufacturing method and manufacturing device thereof
CN114041225B (zh) * 2020-06-30 2023-07-07 宁德新能源科技有限公司 电化学装置及包括其的电子装置
CN113948825B (zh) * 2020-06-30 2023-09-05 比亚迪股份有限公司 电芯以及电池
CN115066805B (zh) 2020-09-30 2024-04-12 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法及系统
US20220271344A1 (en) * 2021-02-19 2022-08-25 Lg Energy Solution, Ltd. Battery and current collector applied thereto, and battery pack and vehicle including the same
CN112563560B (zh) * 2021-02-23 2021-05-18 江苏时代新能源科技有限公司 电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法
CN115777157A (zh) * 2021-03-08 2023-03-10 宁德时代新能源科技股份有限公司 卷绕式电极组件、电池单体、电池及用电设备
CN113130838B (zh) * 2021-03-17 2023-03-10 惠州锂威新能源科技有限公司 一种多极耳电芯极片的制备方法、多极耳电芯极片及多极耳电芯
CN214477799U (zh) * 2021-03-26 2021-10-22 宁德新能源科技有限公司 电芯、电池及用电设备
CN115004458A (zh) * 2021-03-31 2022-09-02 宁德新能源科技有限公司 电池及电子设备
CN115528201A (zh) * 2021-06-24 2022-12-27 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件、电池、电池模块、电池包以及用电装置
CN113708020B (zh) * 2021-08-24 2023-05-05 湖北亿纬动力有限公司 一种极耳焊接的减振方法及夹持工装
WO2023087285A1 (zh) * 2021-11-19 2023-05-25 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池单体、电池、用电设备及电池单体的制造方法和设备
CN114552135A (zh) * 2022-02-28 2022-05-27 上海兰钧新能源科技有限公司 二次电池用新型极耳防护结构、极耳成型方法及电芯
CN117561646A (zh) * 2022-05-13 2024-02-13 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件、电池单体、电池及用电设备
CN115064843A (zh) * 2022-07-20 2022-09-16 宁德新能源科技有限公司 电池及其用电装置
KR20240036357A (ko) * 2022-09-13 2024-03-20 삼성에스디아이 주식회사 전극 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지
CN116031466B (zh) * 2023-03-30 2023-07-04 深圳市誉辰智能装备股份有限公司 圆柱电池的制造方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1525591A (zh) * 2003-02-26 2004-09-01 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池及其所使用的电极的制造方法
CN101662011A (zh) * 2008-08-26 2010-03-03 比亚迪股份有限公司 一种电池极片及其制备方法和含有该极片的电池
EP2485298A1 (en) * 2011-02-04 2012-08-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Stack type battery and method of manufacturing the same
EP2858145A1 (en) * 2012-05-25 2015-04-08 NEC Energy Devices, Ltd. Positive electrode for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery
EP2860798A1 (en) * 2012-06-11 2015-04-15 NEC Energy Devices, Ltd. Electrode manufacturing method
KR20150098445A (ko) * 2014-02-20 2015-08-28 주식회사 엘지화학 절연물질이 코팅되어 있는 전극을 포함하는 전지셀
CN105103335A (zh) * 2013-04-09 2015-11-25 株式会社丰田自动织机 蓄电装置
CN106463761A (zh) * 2014-06-26 2017-02-22 松下知识产权经营株式会社 卷绕型电池
WO2017174374A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Energy storage device
CN207705300U (zh) * 2018-01-23 2018-08-07 力神电池（苏州）有限公司 一种圆柱形锂离子电池的负极片及其制备的电池极组

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101811838B1 (ko) * 2015-04-22 2017-12-22 주식회사 엘지화학 이차전지 전극용 절연 조성물 및 전극 탭 상에 절연 조성물이 코팅된 전극
CN105244470A (zh) * 2015-09-11 2016-01-13 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种高安全锂离子叠片电池正极片及其制备方法
CN110178247A (zh) * 2016-11-04 2019-08-27 株式会社杰士汤浅国际 蓄电元件用电极、蓄电元件和蓄电元件用电极的制造方法
CN206250283U (zh) * 2016-12-02 2017-06-13 东莞新能源科技有限公司 一种阴极极片及电芯
CN206432317U (zh) * 2017-02-17 2017-08-22 宁德时代新能源科技股份有限公司 电芯及电池
JP6961398B2 (ja) * 2017-06-14 2021-11-05 株式会社エンビジョンＡｅｓｃジャパン リチウムイオン二次電池素子およびリチウムイオン二次電池
CN108598491B (zh) * 2018-06-22 2020-10-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其极片
CN208507818U (zh) * 2018-06-29 2019-02-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其极片
CN209183628U (zh) * 2018-10-11 2019-07-30 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池及其极片
CN209981386U (zh) * 2019-04-30 2020-01-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电极组件及其二次电池
CN111326699B (zh) * 2019-08-14 2021-11-09 宁德时代新能源科技股份有限公司 二次电池
CN210535760U (zh) * 2019-08-14 2020-05-15 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件和二次电池

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1525591A (zh) * 2003-02-26 2004-09-01 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池及其所使用的电极的制造方法
CN101662011A (zh) * 2008-08-26 2010-03-03 比亚迪股份有限公司 一种电池极片及其制备方法和含有该极片的电池
EP2485298A1 (en) * 2011-02-04 2012-08-08 Sanyo Electric Co., Ltd. Stack type battery and method of manufacturing the same
EP2858145A1 (en) * 2012-05-25 2015-04-08 NEC Energy Devices, Ltd. Positive electrode for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery
EP2860798A1 (en) * 2012-06-11 2015-04-15 NEC Energy Devices, Ltd. Electrode manufacturing method
CN105103335A (zh) * 2013-04-09 2015-11-25 株式会社丰田自动织机 蓄电装置
KR20150098445A (ko) * 2014-02-20 2015-08-28 주식회사 엘지화학 절연물질이 코팅되어 있는 전극을 포함하는 전지셀
CN106463761A (zh) * 2014-06-26 2017-02-22 松下知识产权经营株式会社 卷绕型电池
WO2017174374A1 (en) * 2016-04-08 2017-10-12 Lithium Energy and Power GmbH & Co. KG Energy storage device
CN207705300U (zh) * 2018-01-23 2018-08-07 力神电池（苏州）有限公司 一种圆柱形锂离子电池的负极片及其制备的电池极组

Also Published As

Publication number Publication date
EP3926753A4 (en) 2022-06-22
EP3926753B1 (en) 2023-07-12
CN216698661U (zh) 2022-06-07
EP3926753A1 (en) 2021-12-22
US20220123444A1 (en) 2022-04-21
CN111326699A (zh) 2020-06-23
WO2021027492A1 (zh) 2021-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111326699B (zh) 二次电池
CN112310409B (zh) 电极组件和二次电池
CN210535760U (zh) 电极组件和二次电池
CN111883740B (zh) 一种极片及二次电池
KR101182071B1 (ko) 스파이럴식 전극의 각형 전지
EP3101723B1 (en) Secondary battery and secondary battery production method
JP3819785B2 (ja) 集合電池
EP2054966B1 (en) Power storage device, and method for manufacturing power storage device
CN109119667A (zh) 方形二次电池
US20110223455A1 (en) Lithium-ion secondary cell
JP3877619B2 (ja) 密閉型電池
US20230119014A1 (en) Electrode assembly of secondary battery, and secondary battery
CN107665968A (zh) 二次电池及其制造方法、以及使用该二次电池的组电池
JP2011129446A (ja) ラミネート形電池
JP2011187241A (ja) 非水電解質二次電池
JP6639111B2 (ja) 二次電池
JP2010244865A (ja) ラミネート形電池
JP2017139085A (ja) 密閉型電池
JP4821043B2 (ja) 電気化学デバイス
JP7434309B2 (ja) 非水電解質二次電池
JP5119615B2 (ja) 二次電池及び組電池
JP2003077448A (ja) 非水電解液電池
WO2020129999A1 (ja) 二次電池用の電極板及びそれを用いた二次電池
JP2000357536A (ja) 非水電解質電池
EP4300668A1 (en) Battery

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant