CN111710819A - 极片、电芯以及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种极片、电芯以及电池，所述极片包括主体和与所述主体耦接的多个极耳，所述极片包括：绝缘基体、第一导电层、第二导电层和第一活性物质层。所述绝缘基体包括相对的第一表面和第二表面；所述第一导电层设置于所述第一表面上；所述第二导电层设置于所述第二表面；所述第一活性物质层设置于所述第一导电层和所述第二导电层上。由此，通过绝缘基体、第一导电层、第二导电层和第一活性物质层配合，能够减小极片的重量，可以实现极片轻量化的设置，从而可以提升极片的质量能量密度，并且，通过设置多个极耳，能够使极片的电流分布不会过于集中，可以有效降低极片的内阻，从而可以提高极片的充放电倍率。

Description

极片、电芯以及电池
技术领域
本申请涉及电池领域，尤其是涉及一种极片、电芯以及电池。
背景技术
相关技术中，现有的极片是将铜或者铝镀在塑料上作为复合集流体，但是，复合集流体的导电性有限，过流能力不足，采用现有复合集流体的锂离子电池不能实现高倍率的充放电。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种极片，该极片可以提高电池的充放电倍率。
本申请提出一种极片，所述极片包括主体和与所述主体耦接的多个极耳，所述主体包括：绝缘基体、第一导电层、第二导电层和第一活性物质层。所述绝缘基体包括相对的第一表面和第二表面；所述第一导电层设置于所述第一表面上；所述第二导电层设置于所述第二表面；所述第一活性物质层设置于所述第一导电层和所述第二导电层上。
根据本申请的极片，通过绝缘基体、第一导电层、第二导电层和第一活性物质层配合，能够减小极片的重量，可以实现极片轻量化的设置，从而可以提升极片的质量能量密度，并且，通过设置多个极耳，能够使极片的电流分布不会过于集中，可以有效降低极片的内阻，从而可以提高极片的充放电倍率。
在本申请的一些示例中，所述绝缘基体的厚度为2-10um。
在本申请的一些示例中，所述第一导电层和所述第二导电层的厚度均为0.2-2um。
在本申请的一些示例中，所述主体还包括导电粘接层，所述导电粘接层设置于所述绝缘基体与所述第一导电层、所述第二导电层中至少一者之间。
在本申请的一些示例中，所述导电粘接层为具有高粘接力的导电碳层。
在本申请的一些示例中，在所述极耳处，所述第一导电层的厚度为H1，在所述主体处，所述第一导电层的厚度为H2，其中H2＜H1。
在本申请的一些示例中，在所述极耳处，所述第一导电层和所述导电粘接层的厚度之和为H3，在所述主体处，所述第一导电层和所述导电粘接层的厚度之和为H4，其中，H4＜H3。
在本申请的一些示例中，所述绝缘基体为塑料基体。
在本申请的一些示例中，所述绝缘基体为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、定向聚丙烯或流延聚丙烯中的至少一种。
在本申请的一些示例中，所述第一导电层选自铜、铝中的一种。
本申请进一步地提出了一种电芯。
根据本申请的电芯，包括阴极片、阳极片和隔膜，所述隔膜设置于所述阴极片和所述阳极片之间，其中，所述阴极片和所述阳极片是如上述所述的极片。
本申请进一步地提出了一种电池。
根据本申请的电池，包括电芯、电解质和包装壳，所述电芯和所述电解质设置于所述包装壳内，所述电芯是如上述的电芯。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本申请实施例所述的极片的示意图；
图2是图1中A-A处的剖视图；
图3是根据本申请实施例所述的极片的极耳处的剖视图；
图4是根据本申请实施例所述的极片的主体处的剖视图。
附图标记：
极片10；
主体1；
极耳2；
绝缘基体3；第一表面31；第二表面32；
第一导电层4；第二导电层5；第一活性物质层6；导电粘接层7。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考图1-图4描述根据本申请实施例的极片10。
如图1-图4所示，根据本申请实施例的极片10，极片10包括主体1和与主体1耦接的多个极耳2。通过设置多个极耳2，能够使极片10的电流分布不会过于集中，可以有效降低极片10的内阻，从而可以提高极片10的充放电倍率，进而可以解决极片10不能进行高倍率充放电的问题。
主体1可以包括：绝缘基体3、第一导电层4、第二导电层5和第一活性物质层6。绝缘基体3可以包括相对设置的第一表面31和第二表面32，第一导电层4可以设置于绝缘基体3的第一表面31上，第二导电层5可以设置于绝缘基体3的第二表面32上，第一活性物质层6可以设置于第一导电层4和第二导电层5上。
在本申请的一些实施例中，第一导电层4可以为铜和铝中的一种，第二导电层5可以为铜和铝中的另一种，这样设置能够将正极极片和负极极片集成在一个极片10上。现有的极片相比，这样设置可以使镀铜膜的负极集流体减重60％、镀铝膜的正极集流体减重70％，从而可以减小极片10的重量，进而可以实现极片10轻量化的设置，也可以提升极片10的质量能量密度。
在本申请的一些实施例中，绝缘基体3的厚度可以设置为2-10um，与现有极片的绝缘基体相比，如此设置能够降低绝缘基体3厚度，可以减小绝缘基体3的质量，从而可以使绝缘基体3的结构更加合理，进而可以进一步减小极片10的重量。
在本申请的一些实施例中，第一导电层4和第二导电层5的厚度均可以设置为0.2-2um，这样设置能够使第一导电层4和第二导电层5满足工作要求，可以提升极耳区的载流能力，从而可以实现更高倍率的充放电电流。
在本申请的一些实施例中，如图2-图4所示，主体1还可以包括导电粘接层7，导电粘接层7可以设置于绝缘基体3与第一导电层4、第二导电层5中至少一者之间，也可以理解为，导电粘接层7可以只设置在绝缘基体3与第一导电层4之间，导电粘接层7也可以只设置在绝缘基体3与第二导电层5之间，导电粘接层7可以同时设置在绝缘基体3与第一导电层4、绝缘基体3与第二导电层5之间。其中，导电粘接层7可以具有导电和粘接作用，如此设置可以增强极片10的导电性能，从而可以提高极片10的动力学性能，并且，也可以防止第一导电层4、第二导电层5从绝缘基体3上脱落。
在本申请的一些实施例中，导电粘接层7可以设置为具有高粘接力的导电碳层。其中，导电粘接层7可以为粘接剂和导电碳的混合，导电剂也可以设置为碳纤维、碳纳米管、磷状石墨、炭黑中的至少一种，优选为石墨烯，石墨烯的导电性强，可以进一步提高极片10的导电率。
并且，导电粘接层7中可以加入聚氯乙烯、丁苯橡胶、、羧甲基纤维素、水系丙烯酸树脂、聚偏氟乙烯、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇作为粘接剂，这样设置可以进一步增强绝缘基体3与第一导电层4、第二导电层5间的粘接力，从而可以进一步防止第一导电层4、第二导电层5从绝缘基体3上脱落。
在本申请的一些实施例中，极耳2处可以不设置第一活性物质层6。在极耳2处，第一导电层4的厚度可以设置为H1，在主体1处，第一导电层4的厚度可以设置为H2，其中H2＜H1，如此设置可以使极耳2处第一导电层4的厚度大于主体1处第一导电层4的厚度，可以使极耳2可靠地装配，从而可以进一步提升极片10的载流能力。
在本申请的一些实施例中，如图2-图4所示，极耳2处的第一导电层4的厚度可以大于主体1处的第一导电层4的厚度，极耳2处的第二导电层5的厚度也可以大于主体1处的第二导电层5的厚度，需要解释的是，在正极极片和负极极片上，在设置极耳2的区域处的第一导电层4、第二导电层5的厚度比未设置极耳2的区域处的第一导电层4、第二导电层5的厚度厚，其中，极耳2处处的第一导电层4、第二导电层5的厚度均可以设置为1.5-2um，主体1处的第一导电层4、第二导电层5的厚度均可以设置为0.2-1um，如此设置能够使极耳2处的第一导电层4、第二导电层5的厚度大于主体1处第一导电层4、第二导电层5的厚度，可以使极耳2更好地装配在极耳2处，从而可以进一步提升极片10的载流能力，进而可以解决极片10过流能力不足的问题。
在本申请的一些实施例中，在极耳2处，第一导电层4和导电粘接层7的厚度之和可以设置为H3，在主体1处，第一导电层4和导电粘接层7的厚度之和可以设置为H4，其中，H4＜H3，，也就是说，在设置极耳2处的第一导电层4和导电粘接层7的厚度之和大于未设置极耳2的主体1处的第一导电层4和导电粘接层7的厚度之和，这样设置能够使极耳2处的厚度大于主体1的厚度，可以提升极耳2处的结构强度，从而可以保证极耳2的装配强度。
在本申请的一些实施例中，绝缘基体3可以设置为塑料基体，塑料基体的密度小、质量轻、耐高温、不易被电解液腐蚀，与现有极片相比，如此设置能够提升极片10的工作性能，可以减小绝缘基体3的重量，也可以避免绝缘基体3被腐蚀，从而可以延长极片10的使用寿命。
在本申请的一些实施例中，绝缘基体3可以设置为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、定向聚丙烯或者流延聚丙烯中的至少一种，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、定向聚丙烯、流延聚丙烯的密度小、质量轻、耐高温性能好、抗腐蚀性能好，这样设置能够进一步减小绝缘基体3的重量，也可以进一步避免绝缘基体3被腐蚀，从而可以进一步延长极片10的使用寿命。
根据本申请实施例的电芯，包括阴极片(即：负极极片)、阳极片(即：正极极片)和隔膜，隔膜可以设置于阴极片和阳极片之间，其中，阴极片和阳极片可以是上述实施例的极片10，通过将极片10卷绕或者堆叠形成电芯，能够减小电芯的重量，可以实现电芯轻量化的设置，从而可以提升电芯的质量能量密度，并且，通过设置多个极耳2，能够使电芯的电流分布不会过于集中，可以有效降低电芯的内阻，从而可以提高电芯的充放电倍率。
根据本申请实施例的电池，包括电芯、电解质和包装壳，电芯和电解质可以设置于包装壳内，电芯可以是上述实施例的电芯，通过将该电芯设置安装在电池内，能够减小电池的重量，可以实现电池轻量化的设置，从而可以提升电池的质量能量密度，并且，通过设置多个极耳2，能够使电池的电流分布不会过于集中，可以有效降低电池的内阻，从而可以提高电池的充放电倍率。
其中，电池可以设置为锂离子电池，电池的制备方式是：首先制备第一导电层4、第二导电层5，使第一导电层4、第二导电层5的两边厚、中间薄，第一导电层4、第二导电层5的两边为极耳2处，第一导电层4、第二导电层5的两边宽度可以为15-30mm、厚度可以为1.5-2um，第一导电层4、第二导电层5的中间为主体1，主体1的宽度可以设置为80-300mm、厚度可以设置为0.2-1um，然后将正负极活性浆料涂覆在主体1处的第一导电层4、第二导电层5上，并采用辊压方式压制为要求的极片10厚度，然后将极耳2冲切为一定宽度和形状的小极耳2，然后将极片10与隔膜卷绕、将多个极耳2焊接，形成电芯，然后将电芯封装在包装壳中，最后注入电解液，完成电池的制备。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种极片，其特征在于，所述极片包括主体和与所述主体耦接的多个极耳，所述主体包括：
绝缘基体，包括相对的第一表面和第二表面；
第一导电层，设置于所述第一表面上；
第二导电层，设置于所述第二表面；
第一活性物质层，设置于所述第一导电层和所述第二导电层上。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述绝缘基体的厚度为2-10um。
3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一导电层和所述第二导电层的厚度均为0.2-2um。
4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述主体还包括导电粘接层，所述导电粘接层设置于所述绝缘基体与所述第一导电层、所述第二导电层中至少一者之间。
5.根据权利要求4所述的极片，其特征在于，所述导电粘接层为具有高粘接力的导电碳层。
6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于；
在所述极耳处，所述第一导电层的厚度为H1，
在所述主体处，所述第一导电层的厚度为H2，其中H2＜H1。
7.根据权利要求4所述的极片，其特征在于，在所述极耳处，所述第一导电层和所述导电粘接层的厚度之和为H3，
在所述主体处，所述第一导电层和所述导电粘接层的厚度之和为H4，其中，H4＜H3。
8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述绝缘基体为塑料基体。
9.根据权利要求8所述的极片，其特征在于，所述绝缘基体为聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、定向聚丙烯或流延聚丙烯中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一导电层选自铜、铝中的一种。
11.一种电芯，其特征在于，包括阴极片、阳极片和隔膜，所述隔膜设置于所述阴极片和所述阳极片之间，其中，所述阴极片和所述阳极片是如权利要求1至10中任一项所述的极片。
12.一种电池，其特征在于，包括电芯、电解质和包装壳，所述电芯和所述电解质设置于所述包装壳内，所述电芯是如权利要求11所述的电芯。
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