CN112436102B - 极片、电芯及极片夹持组件 - Google Patents

Abstract

极片、电芯及极片夹持组件，该极片采用极片夹持组件进行整形处理，所述极片包括涂覆有涂膏的涂膏区域和没有涂覆涂膏的空箔，所述空箔上设置极耳，所述空箔的无极耳区域设置有压印，所述压印的深度为0.01～1mm。本发明在极片夹持组件的两块夹板上分别设置压印部和软垫部，当夹板在压紧极片时，可以在极片上形成压印，极片上形成的压印能够减小极片表面应力，从而达到极片裁断时抑制极片自然弯曲的目的，保证极片入卷时不折角，提高良品率。

Description

极片、电芯及极片夹持组件

技术领域

本发明属于锂电池制造技术领域，具体涉及一种极片、电芯和锂电池卷绕设备上使用的用于夹持极片的组件。

背景技术

随着科技的发展，可穿戴设备以及手机、平板等数码电子产品越来越普遍，人们对电子产品的需求也越来越高，锂离子电池作为电子产品的主要能源之一，其质量备受大家的关注。卷绕是锂离子电池的主要生产工艺之一，如何稳定的卷出合格卷芯是生产出高质量电池的关键环节。电芯卷绕过程中有一个极片裁切的步骤，现有的卷绕机通过一对极片夹板将极片夹紧后就直接进行裁切，由于极片上存在涂膏区域(图1中斜线填充的区域)和没有涂膏的空箔，裁切后极片两侧表面上涂膏区域的长度会有一定的差异性，空箔由于没有涂布任何材料，从而造成集流体两侧表面的表面张力不一致，裁切后的极片(空箔区域)容易自然卷曲，且卷曲程度和卷曲方向存在不确定性，使得极片切断后进入卷绕工序时非常容易折角，导致卷绕出来的卷芯存在极片打折的不良，极片打折容易造成电芯内部短路，影响电芯质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可以减少打折现象的极片以及电芯。

本发明的目的还在于提供一种可以防止极片打折的极片夹持组件，可以在极片裁切前进行入料预处理。

为了实现上述第一目的，本发明采取如下的技术解决方案：

极片，所述极片包括涂覆有涂膏的涂膏区域和没有涂覆涂膏的空箔，所述空箔上设置极耳，所述空箔的无极耳区域设置有压印，所述压印的深度为0.01～1mm。

作为本发明极片的一种具体实施方式，所述压印和空箔上的极耳区域间的最小距离≥1mm。

作为本发明极片的一种具体实施方式，所述压印与极片的涂膏区域间的最小距离≥1mm。

作为本发明极片的一种具体实施方式，所述压印与极片头部边缘间的最小距离≥1mm。

作为本发明极片的一种具体实施方式，所述压印的形状为若干个相互平行的直线或相互交叉的直线或S形或Z形或X形或口字形或W形或以上形状的组合。

本发明还提供了一种电芯，包括第一极片、第二极片和位于所述第一极片和第二极片间的隔膜，所述第一极片和所述第二极片的极性相反，所述第一极片上设置有第一极耳，所述第二极片上设置有第二极耳，所述第一极片和/或所述第二极片为前述极片，所述极片头部的两侧表面都不涂覆活性物质的空箔为回折段，所述压印位于所述极片的回折段上。

作为本发明电芯的一种具体实施方式，所述压印在电芯侧面上的投影和位于同一极片上的极耳在电芯侧面上的投影相互错开，或者所述压印在电芯侧面上的投影和位于同一极片上的极耳在电芯侧面上的投影有重叠的部分。

作为本发明电芯的一种具体实施方式，所述第一极片上的压印和所述第二极耳位于电芯宽度方向上中线的不同侧。

作为本发明电芯的一种具体实施方式，所述第一极片和所述第二极片上都设置有压印，所述第二极片上的压印和所述第一极片上的压印位于电芯宽度方向上中线的不同侧。

由以上技术方案可知，本发明在极片空箔的无极耳区域形成有压印，压印可以减少极片表面应力，起到极片整形作用，控制空箔卷曲的方向和程度，达到极片裁断时抑制极片自然弯曲的目的，来改善极片裁切后入卷绕前因极片内部应力释放导致的极片卷曲问题，保证极片入卷时不打折，保证电芯质量，提高产品良率。

为了实现上述第二目的，本发明采取如下的技术解决方案：

极片夹持组件，包括：相对设置的第一极片夹板和第二极片夹板，所述第一极片夹板的夹持面上设置有压印部，所述压印部为突出于所述夹持面的凸部或向内凹陷的凹部；所述第二极片夹板的夹持面上设置有软垫部。

作为本发明极片夹持组件的一种具体实施方式，所述压印部为向内凹陷的凹槽，所述凹槽的深度为0.01～1mm。

作为本发明极片夹持组件的一种具体实施方式，所述压印部包括若干相互平行和/或相互交叉的凹槽。

作为本发明极片夹持组件的一种具体实施方式，所述压印部为突出于所述夹持面的凸筋，所述凸筋的高度为0.01～1mm。

作为本发明极片夹持组件的一种具体实施方式，所述软垫部的高度为0～1mm。

作为本发明极片夹持组件的一种具体实施方式，所述软垫部为优力胶垫。

作为本发明极片夹持组件的一种具体实施方式，所述压印部所在的压印区域与极片夹持组件夹持极片时极片上空箔的无极耳区域对应。

作为本发明极片夹持组件的一种具体实施方式，所述压印区域覆盖极片空箔的无极耳区域。

由以上技术方案可知，本发明在极片夹持组件的两个夹板上设置压印部和软垫部，从而两个极片夹板夹紧极片时，在压印部和软垫部的相互配合下，可以在极片上形成压印，极片上形成的压印可以减少极片表面应力，起到极片整形作用，控制空箔卷曲的方向和程度，达到极片裁断时抑制极片自然弯曲的目的，来改善极片裁切后入卷绕前因极片内部应力释放导致的极片卷曲问题，保证极片入卷时不打折，保证电芯质量，提高产品良率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例第一夹板的结构示意图；

图3为本发明实施例第二夹板的结构示意图；

图4为采用本发明实施例极片夹持组件预处理后的极片卷绕成的电芯的示意图；

图5为采用本发明实施例极片夹持组件预处理后的极片的结构示意图。

以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。

卷绕机的极片夹持组件包括一对相对设置的夹板，通过两个夹板将极片夹紧，然后用切刀裁切极片。现有的极片夹板的夹持面(夹板的和极片相接触的表面)是一个平面，极片裁切时对极片只是起到固定和压平的作用。然而在极片裁切后，极片的空箔受表面应力的影响，会发生卷曲。

为了解决极片因应力不一致导致的空箔卷曲的问题，本发明的基本思路是：两个极片夹板中，在其中一个极片夹板的夹持面上设置压印部，压印部可以是向外突出于夹持面的凸部，或者是向内凹陷的凹部，另一个极片夹板的夹持面上设置软垫部，从而两个极片夹板夹紧极片时，在压印部和软垫部的相互配合下，可以在极片上形成压印，达到整形的目的，通过压印来释放极片表面的应力，改善极片裁切后的极片卷曲问题。

下面结合附图对本发明进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。需要说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本发明实施例的目的。

参照图1、图2及图3，本实施例的极片夹持组件包括第一极片夹板1(上压板)和第二极片夹板2(下压板)，第一极片夹板1和第二极片夹板2相对设置，且两者间可以相对移动，当第一极片夹板1和第二极片夹板2相向移动并压合在一起时，可夹持极片，当第一极片夹板1和第二极片夹板2相互分离时，则松开极片。第一、第二极片夹板可采用气缸、电动缸、液压缸等常规的驱动部件来实现移动。

如图1所示，极片10位于第一极片夹板1和第二极片夹板2之间，第一极片夹板1的夹持面与第二极片夹板2的夹持面相对，在夹紧极片10的过程中，第一极片夹板1的夹持面和第二极片夹板2的夹持面与极片10相接触。本实施例在第一极片夹板1的夹持面上设置压印部3，为了便于描述，将夹持面上压印部3所在区域定义为压印区域(图2中虚线框出的区域)。本实施例的压印部3为若干个向内凹陷的凹槽，凹槽的深度可为0.01～1mm，本实施例的凹槽深度为0.1mm。由于极耳11是设置在极片10的空箔上，为了避免压印部3压到极耳，优选的，压印区域的位置与极片上空箔的无极耳区域对应，凹槽的数量及间隔根据极片空箔的无极耳区域的大小进行调整，形状也可以相应变化，例如本实施例的凹槽包括若干个相互平行的凹槽以及相互交叉的斜槽，在其他的实施方式中，凹槽也可以为S形，Z形、X形、口字形或以上形状的组合等。当压印部为凸部时，如采用凸筋的结构，凸部的形状也可以是相互平行的直筋，或者是口字形、S形、Z形、X形等形状的凸筋，凸筋的高度可为0.01～1mm，也就是压印部(凹槽或凸筋)的厚度为0.01～1mm。压印区域的长度和宽度和极片空箔的无极耳区域的长度和宽度对应设置，优选覆盖极片空箔的无极耳区域，从而可以对极片空箔的无极耳区域进行整形。

软垫部4设置于第二极片夹板2的夹持面上，本实施例的软垫部4采用优力胶垫，为了配合压印部3在夹板夹紧的时候在空箔上形成压印，软垫部4的高度(软垫部突出于夹持面的尺寸)可为0～1mm，本实施例的软垫部4的高度为0.5mm。软垫部的高度可根据压印部的结构来调整，当压印部为凸部时，软垫部的高度可以与夹持面平齐或略微突出夹持面，当压印部为凹槽时，软垫部的高度可相对设置高一些。

下面对本发明极片夹持组件的工作过程进行说明：

在电芯卷绕工序中，极片入料时，第一极片夹板1和第二极片夹板2夹在极片100的空箔A处，将极片夹紧，在此过程中，压印部3和软垫部4相配合，在极片空箔A上形成压印，通过极片上形成的压印减小极片表面应力，起到一定的整形作用，达到极片裁断时抑制极片自然弯曲的目的，保证极片入卷时不折角，提高良品率。

极片和隔膜一起卷绕制成电芯，如图4所示，极片包括正极片100(第一极片)和负极片101(第二极片)，正极片100和负极片101之间被隔膜102隔离开。正极片100和负极片101的两侧表面都具有涂膏区域及没有涂膏的空箔，在正极片100的空箔上焊接有正极耳103(第一极耳)，在负极片102的空箔上焊接有负极耳104(第二极耳)。采用本发明的极片夹持组件对正极片100进行整形处理，也可以同时对负极片101进行整形处理，整形处理后，在极片的空箔上形成压印，压印的深度为0.01～1mm，压印是凸出还是内凹和选取的参考表面相关，因此也可以说压印的高度为0.01～1mm。压印的形状和极片夹板上的压印部的形状对应，为干个相互平行的直线，和/或相互交叉的直线，或是S形，Z形、X形、口字形、W形或以上形状的组合等。极片上压印的位置和空箔的无极耳区域对应，进一步的，如图5所示，压印和空箔上的极耳区域间的最小距离d1至少要大于1mm，以避免压印时对极耳产生损伤。形成于极片上的压印与极片上涂膏区域间的最小距离d2也至少要大于1mm，以避免压印时压到涂膏导致极片掉粉等问题。形成于极片上的压印与极片头部边缘间的最小距离d3也至少大于1mm，从而可以避免制作过程中压到其他极片的涂膏，压印与极片头部边缘间的距离包括3个方向上的距离，图5中只示出了其中一个方向上两者间的间距——压印与极片头部侧边缘间的距离，另两个间距还包括压印和极片头部顶边缘以及底边缘间的距离，这两个间距也满足大于等于1mm。

如图4所示，卷(电)芯中，正极片100的头部具有回折段，回折段为极片头部的两侧表面都不涂覆活性物质(涂膏)的空箔，压印位于正极片100的回折段上。更具体的，从卷芯的长度方向上看，压印可以和极耳相互错开(位于极耳前或极耳后)，两者间没有重叠的部分，或者压印具有与极耳区域重叠的部分，如压印压在了极耳的左右两侧，也就是对于在同一极片上的压印和极耳，压印在卷芯(左或右)侧面上的投影和极耳在卷芯侧面上的投影相互错开，或者两者的投影有重叠的部分。从卷芯的宽度方向上看，正极片100上的压印位置和负极片101上的负极耳位于卷芯宽度方向上中线a的不同侧。当负极片101的回折段上也压有压印时，负极片101上的压印和正极片100上的压印位于卷芯宽度方向上中线a的不同侧，这样设置可以进一步加强预压效果，同时能够更好地控制电芯厚度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (7)

1.电芯，包括第一极片、第二极片和位于所述第一极片和第二极片间的隔膜，所述第一极片和所述第二极片的极性相反，所述第一极片上设置有第一极耳，所述第二极片上设置有第二极耳，所述第一极片和所述第二极片均包括涂覆有涂膏的涂膏区域和没有涂覆涂膏的空箔，所述空箔上设置极耳，其特征在于：

所述空箔的无极耳区域设置有压印，所述压印的深度为0.01～1mm，所述压印和空箔上的极耳区域间的最小距离≥1mm，所述第一极片及所述第二极片的头部的两侧表面都不涂覆活性物质的空箔为回折段，所述压印位于所述回折段上，所述第二极片上的压印和所述第一极片上的压印位于电芯宽度方向上中线的不同侧。

2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述压印与极片的涂膏区域间的最小距离≥1mm。

3.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述压印与极片头部边缘间的最小距离≥1mm。

4.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述压印的形状为若干个相互平行的直线或相互交叉的直线或S形或Z形或口字形或W形或以上形状的组合。

5.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述压印在电芯侧面上的投影和位于同一极片上的极耳在电芯侧面上的投影相互错开，或者所述压印在电芯侧面上的投影和位于同一极片上的极耳在电芯侧面上的投影有重叠的部分。

6.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述第一极片上的压印和所述第二极耳位于电芯宽度方向上中线的不同侧。

7.极片夹持组件，用于在如权利要求1所述的电芯的第一极片及第二极片上形成压印，所述极片夹持组件包括：相对设置的第一极片夹板和第二极片夹板，其特征在于：

所述第一极片夹板和所述第二极片夹板能够相对移动，从而所述第一极片夹板和所述第二极片夹板能够压合在一起夹紧极片以形成压印或者相互分离松开极片；

所述第一极片夹板的夹持面上设置有厚度为0.01～1mm的压印部，所述压印部为突出于所述夹持面的凸部或向内凹陷的凹部；所述第二极片夹板的夹持面上设置有软垫部，所述软垫部的高度为0～1mm；

所述压印部所在的压印区域与极片夹持组件夹持极片时极片上空箔的无极耳区域对应。

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