CN111403789A - 电极组件及电池 - Google Patents

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Abstract

本申请一方面提供了一种电极组件，包括第一极片、第二极片和设置于第一极片和第二极片之间的隔离膜，第一极片和第二极片卷绕或叠加形成电极组件；其中，电极组件还包括：第一极耳，设置于第一极片；绝缘层，包括设置于第一极片的第一部分，第一部分和第一极耳之间无第二极片。本申请还提供了一种电池。本申请的目的在于至少实现提升电池的安全性能。

Description

电极组件及电池
技术领域
本申请涉及电池领域，更具体而言，涉及一种电极组件及电池。
背景技术
目前对高倍率充放电电池的需求越来越大，多层极耳应用也越来越广。多极耳卷绕结构目前普遍应用于电池中，其多极耳结构使卷绕电芯的多层间实现并联。相比常规单极耳电池，采用多极耳结构的卷绕电芯内阻大大降低，可以明显改善电池的动力学性能，如改善充放电倍率、温升和低温放电等。
多极耳部位为金属，不能直接与包装袋实现封装，因此需要转接极耳，转接极耳上有极耳胶，极耳胶与包装袋通过热熔封装起来，而转接极耳与极耳是通过焊接的方式连接起来的
目前的多极耳锂电池转接极耳的方式占用较大的电池空间，降低了能量密度。且需人工贴胶，不能实现自动化生产，存在效率低、制造成本高以及质量稳定性因人而异等问题。因此，需要改善多极耳结构极耳胶的贴胶方式。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种电极组件及电池，以提升电池的安全性能。
为实现上述目的，本申请提供了一种电极组件，包括第一极片、第二极片和设置于第一极片和第二极片之间的隔离膜，第一极片和第二极片卷绕或叠加形成电极组件；其中，电极组件还包括：第一极耳，设置于第一极片；绝缘层，包括设置于第一极片的第一部分，第一部分和第一极耳之间无第二极片。
根据本申请的一个实施例，第一极耳包括复数个第一极耳单元，复数个第一极耳单元包括靠近绝缘层的最内层第一极耳单元；绝缘层和最内层第一极耳单元之间无第二极片。
根据本申请的一个实施例，在沿电极组件的厚度方向上，绝缘层的正投影覆盖第一极耳的正投影。
根据本申请的一个实施例，第一极耳包括层叠设置的复数个第一极耳单元，复数个第一极耳单元包括靠近绝缘层的最内层第一极耳单元；绝缘层和最内层第一极耳单元之间无第二极片；在沿电极组件的宽度方向上，绝缘层的宽度大于第一极耳的宽度。
根据本申请的一个实施例，第一极耳包括层叠设置的复数个第一极耳单元，复数个第一极耳单元包括靠近绝缘层的最内层第一极耳单元；绝缘层还包括设置于电极组件的外表面的第二部分。
根据本申请的一个实施例，第二部分与第一部分部分重叠。
根据本申请的一个实施例，沿电极组件的长度方向，绝缘层至少部分地覆盖第一极耳。
根据本申请的一个实施例，绝缘层和第一极耳之间设置有第一极片。
根据本申请的一个实施例，第一极耳包括位于电极组件外侧并用于与转接极耳焊接的尾部段，其中，尾部段沿电极组件的厚度方向延伸；绝缘层覆盖尾部段。
本申请另一方面提供了一种电池，包括电极组件以及收容电极组件的壳体；其中，电极组件为上述任一实施例的电极组件。
本申请的有益技术效果在于：
提出了一种新型的出极耳方式，相比现有工艺能节省空间、提高能量密度、以及更优的安全性能。该新型出极耳方式能有效降低电芯腐蚀，内短路等风险。本申请还提供一种新型的贴胶方式，用于替换当前的手动绕胶的方式，改善后贴胶方式可实现贴胶自动化或者半自动化，从而降低制造成本，解决了现有贴胶方式带来的自动化程度低以及质量稳定性问题。
附图说明
图1是根据本申请一个实施例的电极组件的示意性截面图；
图2是根据本申请另一个实施例的电极组件的示意性截面图；
图3是根据本申请又一个实施例的电极组件的示意性截面图。
具体实施方式
下面将结合附图1至图3，对本申请进一步阐述。
图1示出了本申请一个实施例的电极组件10的示意性截面图，包括第一极片12、第二极片14和设置于第一极片12和第二极片14之间的隔离膜16。第一极片12和第二极片14卷绕形成电极组件10，第一极片12和第二极片14也可以是交替叠加形成电极组件10。在一个实施例中，电极组件10还包括：第一极耳18，设置于第一极片12；绝缘层20，包括设置于第一极片12的第一部分201，第一部分201和第一极耳18之间无第二极片14。换句话说，绝缘层20被设置在第一极耳18和第二极片14之间实现更好的隔离效果，防止电池的内短路现象的发生。
在本申请的一个实施例中，绝缘层20可以是胶纸或者绝缘涂层。第一部分201具有第一端部23以及与第一端部23相对设置的第二端部，第一端部23延伸至电极组件10的内部以防止脱落。第一端部23可以在卷绕时由卷绕机器的贴胶机构完成。
根据本申请的一个实施例，第一极耳18包括复数个第一极耳单元24，复数个第一极耳单元24包括靠近绝缘层20的最内层第一极耳单元26；绝缘层20和最内层第一极耳单元26之间无第二极片14。换句话说，本申请的实施例适用于多极耳电极组件，可有效防止第一极耳18和第二极片14接触，从而降低内短路风险。
根据本申请的一个实施例，第一极耳18也可以仅一个极耳单元，绝缘层20的第一部分201设置于第一极片12的第一部分201，第一部分201和第一极耳18之间无第二极片14。绝缘层的设置可防止第一极耳18与第二极片14接触产生内短路。
根据本申请的一个实施例，在沿电极组件10的厚度方向上，绝缘层20的正投影覆盖第一极耳18的正投影。即，在电极组件10的长度方向上，绝缘层20朝电极组件主体方向延伸超出第一极耳18，且在电极组件10的宽度方向上，绝缘层20的宽度大于等于第一极耳18的宽度。其中，电极组件10的宽度方向垂直于由长度方向和厚度方向形成的平面。
根据本申请的一个实施例，第一极耳18包括层叠设置的复数个第一极耳单元24，复数个第一极耳单元24包括靠近绝缘层20的最内层第一极耳单元26；绝缘层20和最内层第一极耳单元26之间无第二极片14；在沿电极组件的宽度方向上，绝缘层20的宽度大于第一极耳18的宽度。换句话说，绝缘层20具有足够的宽度以实现在第一极耳18和第二极片14之间更好的隔离。在沿电极组件10的长度方向上，绝缘层20深入电极组件10主体以防止脱落。
根据本申请的一个实施例，第一极耳18包括层叠设置的复数个第一极耳单元24。复数个第一极耳单元24包括靠近绝缘层20的最内层第一极耳单元26，绝缘层20包括设置于电极组件10的外表面的第二部分202。第二部分202可以在卷绕完成后搭配自动极耳焊接成型机完成，从而实现了贴胶自动化生产。
根据本申请的一个实施例，第二部分202与第一部分201部分重叠。第二部分202和第一部分201部分重叠以实现在第一极耳18和第二极片14之间更好的隔离。在一个实施例中，沿电极组件10的长度方向，绝缘层20至少部分地覆盖第一极耳18。
根据本申请的一个实施例，第一极耳18包括位于电极组件10外侧并与转接极耳30焊接的尾部段32，其中，尾部段32沿电极组件10的厚度方向延伸；绝缘层20覆盖尾部段32。在一个实施例中，电极组件10包括上部和下部，第一极耳18设置在上部的第一极片12上并且平行电极组件10的长度方向延伸，并且在超出电极组件10的主体后朝相当于电极组件10的厚度方向朝向电极组件10的下部发生第一次弯折、以及远离电极组件10的下部并朝向上部发生第二次弯折。在一个实施例中，第一次弯折的角度约为90度并且第二次弯折的角度约为180度。第一极耳18在发生第二次弯折之后与转接极耳30焊接形成焊接区34。焊接方式可以是超声波焊接或者其他适合实际生产的焊接方式。通过这样的设置，将焊接区34从现有的平躺状态变成竖直状态，从而减少极耳焊接区34占用的空间，增加了电极组件的能量密度。
根据本申请的一个实施例，绝缘层20还包括设置于第一极耳18的最外层第一极耳单元上的第三部分203；第三部分203沿电极组件10的长度方向延伸至电极组件10的外表面上，并且沿最外层第一极耳单元延伸至大致接近第二次弯折的部分，以将焊接区34与多极耳主体结构隔开。其中，所述最外层第一极耳单元为设置于电极组件10的最外部的第一极耳单元，与最内层第一极耳单元26相对应。
根据本申请的一个实施例，第一极片12为阴极极片或阳极极片中的任一种，相应的第二极片14为阴极极片或阳极极片中的另一种。并且沿电极组件的厚度方向，第一极耳18和第二极耳不重叠。图1示出了第一极片12为阴极极片的实施例，图2和图3示出了第一极片12为阳极极片的实施例。在其他的实施例中，和第一极片12类似的，在第二极片14上还设置有第二极耳，绝缘层20还可以设置在第二极片14上，并且绝缘层20和第二极耳14之间无第一极片12。换句话说，绝缘层20可以同时被设置在阴极极耳和阳极极片以及阳极极耳和阴极极片之间以实现更好的隔离效果，防止电池的内短路现象的发生。
参见图1，根据本申请的一个实施例，阴极的边缘可以设置有阴极绝缘保护层，厚度比阴极膜片薄；且在电芯长度方向上，该阴极绝缘保护层超出阳极活性物质层。阴极绝缘保护层可用于保护阴极集流体空箔区，防止铝箔与阳极活性物质层接触发生短路。当然，阴极绝缘保护层是可选的。即，阴极极片的边缘可以不设置有阴极绝缘保护层。
根据本申请的一个实施例，具体参见图3，绝缘层20和第一极耳18之间设置有第一极片12。换句话说，绝缘层20的第一部分201可以粘贴在与第一极片12相邻的第二极片14上，并且第一部分201和第二部分202可以组成一整块绝缘层20。第一部分201深入电极组件10主体以防止脱落，第一部分201在卷绕时由卷绕机器的贴胶机构完成，同时给第二部分202预留足够的长度，使得第二部分202可以粘贴在电极组件10的外表面上。第二部分202可以在卷绕完成后，以手动绕胶的形式粘贴在电极组件10的外表面上。因此，实现了贴胶半自动化。
第一极耳18可以先沿电极组件的下部的方向收拢，之后进行裁切，目的是为了保证在焊接时第一极耳18的头部整齐。参见图2和图3，绝缘层20还包括设置在焊接区34表面的第四部分204，焊接完成后在焊接区34的表面贴上第四部分204，以及在电极组件表面贴上第三部分203，防止焊接毛刺等穿透隔膜与电池壳体接触造成内短路。在设置绝缘层20之后，对第一极耳12以及转接极耳30进行折弯和定型，绝缘层20的设置可防止弯折的第一极耳18或焊接区34存在与电极组件10的下部的极片接触的可能性，防止内短路情况的发生。
本申请另一方面提供了一种电池，包括电极组件10以及收容电极组件10的壳体；其中，电极组件10为上述任一实施例的电极组件10。转接极耳30伸出壳体，并且和壳体通过密封胶36连接。
本申请在多层极耳的电极组件中的极耳折弯区域使用贴胶的措施防止电池内短路，有效提升电池安全性能。并且为了减少极耳焊接区域占用过多的电池头部空间，本申请采用U型折极耳的方式，让焊接区34从平躺状态变成竖直状态，从而减少了极耳焊接区34占用的空间，增加了电芯的能力密度。同时，本申请的电极组件10的结构搭配具备贴胶功能的卷绕机构，且配合自动极耳焊接成型机，实现了贴胶的自动化或半自动化生产。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电极组件，包括第一极片、第二极片和设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔离膜，所述第一极片和所述第二极片卷绕或叠加形成所述电极组件；
其中，所述电极组件还包括：
第一极耳，设置于所述第一极片；及
绝缘层，包括设置于所述第一极片的第一部分，所述第一部分和所述第一极耳之间无所述第二极片。
2.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第一极耳包括复数个第一极耳单元，所述复数个第一极耳单元包括靠近所述绝缘层的最内层第一极耳单元；所述绝缘层和所述最内层第一极耳单元之间无所述第二极片。
3.根据权利要求2所述的电极组件，其中，在沿所述电极组件的厚度方向上，所述绝缘层的正投影覆盖所述第一极耳的正投影。
4.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第一极耳包括层叠设置的复数个第一极耳单元，所述复数个第一极耳单元包括靠近所述绝缘层的最内层第一极耳单元；
所述绝缘层和所述最内层第一极耳单元之间无所述第二极片；
在沿所述电极组件的宽度方向上，所述绝缘层的宽度大于所述第一极耳的宽度。
5.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第一极耳包括层叠设置的复数个第一极耳单元，所述复数个第一极耳单元包括靠近所述绝缘层的最内层第一极耳单元；所述绝缘层还包括设置于所述电极组件的外表面的第二部分。
6.根据权利要求5所述的电极组件，其中，所述第二部分与所述第一部分部分重叠。
7.根据权利要求1所述的电极组件，其中，沿所述电极组件的长度方向，所述绝缘层至少部分地覆盖所述第一极耳。
8.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述绝缘层和所述第一极耳之间设置有所述第一极片。
9.根据权利要求1所述的电极组件，其中，所述第一极耳包括位于所述电极组件外侧并用于与转接极耳焊接的尾部段，其中，所述尾部段沿所述电极组件的厚度方向延伸；所述绝缘层覆盖所述尾部段。
10.一种电池，包括电极组件以及收容所述电极组件的壳体；其中，所述电极组件为权利要求1至9中任一项所述的电极组件。
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