CN113328133B - 一种电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池,所述电池包括电芯和外壳,所述电芯由正极片和负极片依次层叠后卷绕而成,任意相邻的一个所述正极片和一个所述负极片之间设有隔膜片;所述正极片包括正极集流体和正极涂层,所述正极集流体包括第一基材和第一导电涂层,所述第一基材包括第一聚合物层;所述负极片包括所述负极集流体和负极涂层,所述负极集流体包括第二基材,所述第二基材包括第二聚合物层。将涂覆有第一导电涂层的第一聚合物层作为正极片的正极集流体,将第二聚合物层作为负极片的负极集流体,能够降低内部短路的风险。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域,尤其涉及一种电池。
背景技术
随着社会的不断发展与进步,各种功能的电子设备得到了迅猛的发展。锂电池因具有电池电压高、能量密度高、循环性能好等优点,其在各类电子设备上的应用需求也越来越大。
锂电池在不正确使用、遇到尖锐物撞击或者刺穿,通常会造成电池内部正极铝箔和负极接触,导致电池内部短路,严重时还有可能发生电池起火甚至爆炸,危及使用者的人身安全。可见,现有的锂电池存在短路风险较大的问题。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种电池,解决了现有技术中电池短路风险较高的问题。
为了达到上述目的,本发明实施例提供一种电池,包括电芯和外壳,所述电芯设置于所述外壳内,所述电芯由正极片和负极片依次层叠后卷绕而成,任意相邻的一个所述正极片和一个所述负极片之间设有隔膜片;
其中,所述正极片包括正极集流体和正极涂层,所述正极集流体包括第一基材和第一导电涂层,所述第一导电涂层设置于所述第一基材的相背对的两个侧面上,所述第一基材包括第一聚合物层;所述正极集流体包括相背对的第一侧面和第二侧面,所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一者上设置有所述正极涂层;
所述负极片包括所述负极集流体和负极涂层,所述负极集流体包括第二基材,所述第二基材包括第二聚合物层;所述负极集流体包括相背对的第三侧面和第四侧面,所述第三侧面和所述第四侧面中的至少一者上设置有所述负极涂层。
可选地,所述第一侧面和所述第二侧面均设置有所述正极涂层,所述正极片还包括正极耳,所述正极集流体包括相对的第一端和第二端,所述第一侧面的正极涂层包括靠近所述第一端的第一边缘和靠近所述第二端的第二边缘,所述第二侧面的正极涂层包括靠近所述第一端的第三边缘和靠近所述第二端的第四边缘;所述第一侧面包括第一区域,所述第一区域位于所述第一边缘和所述第一端之间,所述第二侧面包括第二区域,所述第二区域位于所述第三边缘和所述第一端之间;所述第一区域与所述第二区域均未设置所述正极涂层,所述正极耳与所述第一区域和所述第二区域均接触;
所述第三侧面和所述第四侧面均设置有所述负极涂层,所述负极片还包括负极耳,所述负极集流体包括相对的第三端和第四端,所述第三侧面的负极涂层包括靠近所述第三端的第五边缘和靠近所述第四端的第六边缘,所述第四侧面的负极涂层包括靠近所述第三端的第七边缘和靠近所述第四端的第八边缘,所述第三侧面包括第三区域,所述第三区域位于所述第五边缘与所述第三端之间,所述第四侧面包括第四区域,所述第四区域位于所述第七边缘与所述第三端之间;所述第三区域与所述第四区域均未设置所述负极涂层,所述负极耳与所述第三区域与所述第四区域均接触。
可选地,所述第二边缘与所述第四边缘齐平,所述第一侧面的正极涂层的长度等于所述第二侧面的正极涂层的长度。
可选地,所述第五边缘与所述第三端之间的距离大于所述第七边缘与所述第三端之间的距离;
所述负极片还包括第一胶纸,所述第一胶纸贴设于所述第三区域,所述第一胶纸靠近所述第四端的边缘与所述第五边缘接触。
可选地,所述第六边缘与所述第四端齐平,所述第四侧面包括第五区域,所述第五区域位于所述第八边缘与所述第四端之间,所述第五区域未设置所述负极涂层;
所述负极片还包括第二胶纸,所述第二胶纸的一部分贴设于所述第四侧面的负极涂层上,所述第二胶纸的另一部分贴设于所述第五区域,且贴设于所述第五区域的第二胶纸的长度大于或者等于第一卷绕层的周长,所述第一卷绕层为所述负极片卷绕后所述第二胶纸所在的卷绕层。
可选地,所述第六边缘和所述第八边缘与所述第四端齐平,所述负极片还包括第三胶纸,所述第四侧面的负极涂层包括背向所述第四侧面的第五侧面,所述第三胶纸贴设于所述第五侧面。
可选地,所述外壳为导电壳体;所述第五侧面包括第六区域,所述第六区域位于所述第三胶纸靠近所述第四端的边缘与所述第四端之间,所述第六区域未贴设胶纸,所述第六区域与所述外壳的内壁贴合。
可选地,所述第一边缘与所述第三边缘齐平,所述第一侧面的正极涂层的长度长于所述第二侧面的正极涂层的长度;
所述第一侧面包括第七区域,所述第七区域位于所述第二边缘与所述第二端之间,所述第二侧面包括第八区域,所述第八区域位于所述第四边缘与所述第二端之间,所述第七区域与所述第八区域均未设置所述正极涂层。
可选地,所述正极片还包括第四胶纸,所述第四胶纸的一部分贴设于所述第二侧面的正极涂层上,所述胶纸的另一部分贴设于所述第八区域,且贴设于所述第八区域的第四胶纸的长度大于或者等于第二卷绕层的周长,所述第二卷绕层为所述正极片卷绕后所述第四胶纸所在的卷绕层。
可选地,所述正极耳包括第一延伸部和第二延伸部,所述第一延伸部与所述第二延伸部之间的夹角小于180°;所述第一延伸部设置于所述第一区域与所述第二区域中的一者,所述第二延伸部设置于所述第一区域与所述第二区域中的另一者,所述第一延伸部与所述第二延伸部电连接;和/或,
所述负极耳包括第三延伸部和第四延伸部,所述第三延伸部与所述第四延伸部之间的夹角小于180°;所述第三延伸部设置于所述第三区域与所述第四区域中的一者,所述第四延伸部设置于所述第三区域与所述第四区域中的另一者,所述第三延伸部与所述第四延伸部电连接。
可选地,所述第一基材还包括第一陶瓷涂层,所述第一陶瓷涂层设置于所述第一聚合物层的相背对的两个侧面上,所述第一导电涂层设置于所述第一陶瓷涂层背对所述第一聚合物层的一侧上;所述第二基材还包括第二陶瓷涂层,所述第二陶瓷涂层设置于所述第二聚合物层的相背对的两个侧面上。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果:
本发明实施例提供了一种电池,所述电池将涂覆有所述第一导电涂层的所述第一聚合物层作为所述正极片的正极集流体,将所述第二聚合物层作为所述负极片的所述负极集流体。减少了正极铝箔和负极铜箔的使用,能够降低内部短路的风险。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种电芯的截面图之一;
图2为本发明实施例提供的一种正极片的截面图之一;
图3为本发明实施例提供的一种正极集流体的截面图;
图4为本发明实施例提供的一种负极片的截面图之一;
图5为本发明实施例提供的一种负极集流体的截面图;
图6为本发明实施例提供的一种正极耳的结构图;
图7为本发明实施例提供的一种负极耳的结构图;
图8为本发明实施例提供的一种负极片的截面图之二;
图9为本发明实施例提供的一种电芯的截面图之二;
图10为本发明实施例提供的一种正极片的截面图之二;
图11为本发明实施例提供的一种电芯的截面图之三;
图12为本发明实施例提供的一种负极片的截面图之三。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参见图1至图12,本发明实施例提供了一种电池。
所述电池包括电芯和外壳300,所述电芯设置于外壳300内,所述电芯由正极片100和负极片200依次层叠后卷绕而成,任意相邻的一个正极片100和一个负极片200之间设有隔膜片;其中,如图2所示,正极片100包括正极集流体110和正极涂层120,如图3所示,正极集流体110包括第一基材和第一导电涂层111,第一导电涂层111设置于所述第一基材的相背对的两个侧面上,所述第一基材包括第一聚合物层112;正极集流体110包括相背对的第一侧面和第二侧面,所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一者上设置有正极涂层120;如图4所示,负极片200包括负极集流体210和负极涂层220(包括负极涂层221和负极涂层222中的至少一项),如图5所示,负极集流体210包括第二基材,所述第二基材包括第二聚合物层212;负极集流体210包括相背对的第三侧面和第四侧面,所述第三侧面和所述第四侧面中的至少一者上设置有负极涂层220。
其中,所述第一侧面可以理解为如图2所示的正极集流体110的上侧面,在正极片100卷绕时,所述第一侧面为卷绕的内侧;所述第二侧面可以理解为如图2所示的正极集流体110的下侧面,在正极片100卷绕时,所述第二侧面为卷绕的外侧。所述第三侧面可以理解为如图4所示的负极集流体210的上侧面,在负极片200卷绕时,所述第三侧面为卷绕的内侧;所述第四侧面可以理解为如图4所示的负极集流体210的下侧面,在负极片200卷绕时,所述第四侧面为卷绕的外侧。
本发明实施例中,第一聚合物层112和第二聚合物层212均可以包括聚乙烯单层膜、聚丙烯单层膜和聚乙烯与聚丙烯多层复合膜中的一种或多种,二者的材质可以相同也可以不同,具体可根据实际情况决定。而且,第一聚合物层112和第二聚合物层212均具有孔道,在此以第一聚合物层112为例进行说明,第二聚合物层212可以参照对第一聚合物层112的说明理解。具体地,所述孔道可以导通第一聚合物层112的第一侧和第二侧,在所述第一侧面和所述第二侧面均设有所述正极涂层的情况下,所述第一侧面上的正极涂层中的锂离子可以通过所述孔道移动至所述第二侧面上的正极涂层中,或者,所述第二侧面上的正极涂层中的锂离子可以通过所述孔道移动至所述第一侧面上的正极涂层中,使得所述正极片整体锂离子更加均衡,降低极化,从而提高锂离子的循环寿命。需要说明的是,在设置第一导电涂层111之后,所述孔道仍然导通所述正极集流体的第一侧和第二侧。
具体实现时,所述孔道可以为直通孔,也可以为曲通孔,具体可根据实际情况决定,在此不作限定。可选地,第一聚合物层112的孔隙率为35%至60%,所述正极集流体,即第一聚合物层112涂覆有第一导电涂层111后的孔隙率为30%至50%,其中,所述孔隙率为所述孔道的体积占整体体积的百分比。可选地,第一聚合物层112的拉伸率为75%至210%,所述正极集流体,即聚合物层112涂覆有第一导电涂层111后的拉伸率为90%至230%。
本发明实施例中,区别于现有技术中以铝箔作为正极片的正极集流体,将涂覆有第一导电涂层111的第一聚合物层112作为正极片100的正极集流体110。一方面,由于第一聚合物层112外涂覆有第一导电涂层111,第一导电涂层111与正极涂层120中的活性物质可以充分接触,进而可以保证正极涂层120中水平方向上的正极颗粒之间的导电性。另一方面,由于减少了铝箔的使用,能够有效避免铝箔和负极活性材料接触,降低内部短路的风险,且基于第一聚合物层112的孔道结构,能够使正极片100整体的锂离子更加均衡,提高锂离子的循环寿命。此外,第一聚合物层112具有很好的机械强度和柔性,可以有效防止电池组装时因操作不当引起的极片弯折导致的掉粉现象。
同时,区别于现有技术中以铜箔作为负极极片的负极集流体,将第二聚合物层212作为负极片200的负极集流体210。一方面,负极涂层220本身具有导电性,负极片200的导电性不会受到影响。另一方面,由于减少了铜箔的使用,能够有效避免铜箔和正极活性材料接触,降低内部短路的风险,且基于第二聚合物层212的孔道结构,能够使负极片200整体的锂离子更加均衡,提高锂离子的循环寿命。此外,第二聚合物层212具有很好的机械强度和柔性,可以有效防止电池组装时因操作不当引起的极片弯折导致的掉粉现象。
可选地,如图3和图5所示,所述第一基材还包括第一陶瓷涂层113,所述第一陶瓷涂层113设置于所述第一聚合物层112的相背对的两个侧面上,所述第一导电涂层111设置于所述第一陶瓷涂层113背对所述第一聚合物层112的一侧上;所述第二基材还包括第二陶瓷涂层213,第二陶瓷涂层213设置于第二聚合物层212的相背对的两个侧面上。
实际应用中,在涂层浆料涂覆于集流体后,需要在高温下对浆料进行烘干。由于正极集流体110和负极集流体210均采用聚合物层作为基材,其遇热可能会出现收缩的情况。具体地,在此以正极集流体110为例进行说明,负极集流体210可以参照对正极集流体110的说明理解。
可选地,未涂覆第一陶瓷涂层113之前,第一聚合物层112在90℃至105℃的热收缩率为2%至5%,高于130℃时热收缩率可以达到70%至93%,正极集流体110,即第一聚合物层112涂覆有第一导电涂层111后在125℃至145℃的热收缩率为10%至18%。
本实施方式中,在第一聚合物层112相背对的两个侧面上可以涂覆一层第一陶瓷涂层113,第一陶瓷涂层113的存在可以有效增加第一聚合物层112的抗热收缩性能,防止在高温烘烤过程中,第一聚合物层112出现热缩现象,之后,将第一导电涂层111设于第一陶瓷涂层113背向第一聚合物层112的侧面上。同理,在第二聚合物层212相背对的两个侧面上可以涂覆一层第二陶瓷涂层213,第二陶瓷涂层213的存在可以有效增加第二聚合物层212的抗热收缩性能,防止在高温烘烤过程中,第二聚合物层212出现热缩现象。
具体实现时,在第一陶瓷涂层113上涂覆导电浆料形成第一导电涂层111时,导电浆料会通过第一陶瓷涂层113中陶瓷颗粒之间的缝隙进行渗透,使得陶瓷颗粒和导电浆料在第一陶瓷涂层113中相互连接呈网状编织,这样可以提高第一导电涂层111和第一陶瓷涂层113之间的粘结性,以及第一陶瓷涂层113垂直方向上的导电性。可以理解的是,所述导电浆料在第一陶瓷涂层113中的渗透由第一陶瓷涂层113的表层向底层依次减少。
可选地,所述第一基材,即第一聚合物层112涂覆有第一陶瓷涂层113之后在125℃至145℃的热收缩率为3%至6%,正极集流体110,即第一聚合物层112涂覆有第一陶瓷涂层113和第一导电涂层111后在125℃至145℃的热收缩率为2%至7%。需要说明的是,可选地,所述第一基材,即第一聚合物层112涂覆第一陶瓷涂层113之后的孔隙率为40%至65%,正极集流体110,即第一聚合物层112涂覆有第一陶瓷涂层113和第一导电涂层111后的孔隙率为33%至57%。可选地,所述第一基材,即第一聚合物层112涂覆第一陶瓷涂层113之后的拉伸率为60%至130%,正极集流体110,即第一聚合物层112涂覆有第一陶瓷涂层113和第一导电涂层111后的拉伸率为85%至140%。
在一种实现形式中,如图5所示,负极集流体210还包括第二导电涂层211,第二导电涂层211设置于第二陶瓷涂层213背向第二聚合物层212的侧面上。第二导电涂层211可以进一步提高负极集流体210的导电性。具体可参照上述对正极集流体110的说明理解,在此不再赘述。
可选地,如图2所示,所述第一侧面和所述第二侧面均设置有正极涂层,为方便阅读,在此将所述第一侧面的正极涂层表示为正极涂层121,所述第二侧面的正极涂层表示为正极涂层122;所述正极片100还包括正极耳130,所述正极集流体110包括相对的第一端和第二端,正极涂层121包括靠近所述第一端的第一边缘和靠近所述第二端的第二边缘,正极涂层122包括靠近所述第一端第三边缘和靠近所述第二端的第四边缘,所述第一侧面包括第一区域,所述第一区域位于所述第一边缘和所述第一端之间,所述第二侧面包括第二区域,所述第二区域位于所述第三边缘和所述第一端之间;所述第一区域与所述第二区域均未设置正极涂层,正极耳130与所述第一区域和所述第二区域均接触。
如图4所示,所述第三侧面和所述第四侧面均设置有负极涂层,为方便阅读,在此将所述第三侧面的负极涂层表示为负极涂层221,所述第四侧面的负极涂层表示为负极涂层222;负极片200还包括负极耳230,负极集流体210包括相对的第三端和第四端,负极涂层221包括靠近所述第三端的第五边缘和靠近所述第四端的第六边缘,负极涂层222包括靠近所述第三端的第七边缘和靠近所述第四端的第八边缘,所述第三侧面包括第三区域,所述第三区域位于所述第五边缘与所述第三端之间,所述第四侧面包括第四区域,所述第四区域位于所述第七边缘与所述第三端之间;所述第三区域与所述第四区域均未设置负极涂层,负极耳230与所述第三区域与所述第四区域均接触。
其中,所述第一端可以理解为如图2所示的正极集流体110的左端,在正极片100卷绕时,所述第一端为卷绕的头部;所述第二端可以理解为如图2所示的正极集流体110的右端,在正极片100卷绕时,所述第二端为卷绕的尾部;所述第一边缘可以理解为如图2所示的正极涂层121的左侧边缘,所述第二边缘可以理解为如图2所示的正极涂层121的右侧边缘;所述第三边缘可以理解为如图2所示的正极涂层122的左侧边缘,所述第四边缘可以理解为如图2所示的正极涂层122的右侧边缘;所述第一区域可以理解为如图2所示的正极集流体110的上侧面左侧未涂覆正极涂层121的区域,所述第二区域可以理解为如图2所示的正极集流体110的下侧面左侧未涂覆正极涂层122的区域。
所述第三端可以理解为如图4所示的负极集流体210的左端,在负极片200卷绕时,所述第三端为卷绕的头部;所述第四端可以理解为如图4所示的负极集流体210的右端,在负极片200卷绕时,所述第四端为卷绕的尾部;所述第五边缘可以理解为如图4所示的负极涂层221的左侧边缘,所述第六边缘可以理解为如图4所示的负极涂层221的右侧边缘;所述第七边缘可以理解为如图4所示的负极涂层222的左侧边缘,所述第八边缘可以理解为如图4所示的负极涂层222的右侧边缘;所述第三区域可以理解为如图4所示的负极集流体210的上侧面左侧未涂覆负极涂层221的区域,所述第四区域可以理解为如图4所示的负极集流体210的下侧面左侧未涂覆负极涂层222的区域。
本实施方式中,如图2所示,在正极片100的左端存在第一极耳设置区,正极耳130可以设置于所述第一极耳设置区。在负极片200的左端也存在第二极耳设置区,负极耳230可以设置于所述第二极耳设置区。
具体实现时,由于正极集流体110包括第一聚合物层112,其上侧面和下侧面之间并不导电,因此正极耳130需要与所述第一区域和所述第二区域均接触以保证正极片100的导电性。由于负极集流体210包括第二聚合物层212,其上侧面和下侧面之间并不导电,因此负极耳230需要与所述第三区域和所述第四区域均接触以保证负极片200的导电性
本实施方式中,在一种实现形式中,如图6所示,正极耳130包括第一延伸部131和第二延伸部132,第一延伸部131与第二延伸部132之间的夹角小于180°;第一延伸部131设置于所述第一区域与所述第二区域中的一者,第二延伸部132设置于所述第一区域与所述第二区域中的另一者,第一延伸部131与第二延伸部132电连接。
其中,第一延伸部131包括如图6所示覆盖正极集流体110的部分;第二延伸部132包括如图6所示覆盖正极集流体110的部分。
本实现形式中,如图6所示,正极耳130呈“八”字夹持型极耳。可以通过焊穿正极集流体110实现第一延伸部131与第二延伸部132导电,也可以通过所述孔道,以使第一导电涂层111的活性物质填充进所述孔道中,以实现第一延伸部131与第二延伸部132导电。需要说明的是,为方便封装,正极耳140未与正极集流体110接触的部分可以设置第一绝缘件140。进一步地,如图6所示,正极耳130未接触正极集流体110的部分的宽度与正极耳130接触正极集流体110的部分的宽度一致,可以进一步提高正极耳130与正极集流体110之间的导电性。
在一种实现形式中,如图7所示,负极耳230包括第三延伸部231和第四延伸部232,第三延伸部231与第四延伸部232之间的夹角小于180°;第三延伸部231设置于所述第三区域与所述第四区域中的一者,第四延伸部232设置于所述第三区域与所述第四区域中的另一者,第三延伸部231与第四延伸部232电连接。
其中,第三延伸部231包括如图7所示覆盖负极集流体210的部分;第四延伸部232包括如图7所示覆盖负极集流体210的部分。
本实现形式中,如图7所示,负极耳230呈“八”字夹持型极耳。可以通过焊穿负极集流体210实现第三延伸部231和第四延伸部232导电,也可以通过所述孔道,以使可导电的活性物质填充进所述孔道中,以实现第三延伸部231和第四延伸部232导电。需要说明的是,为方便封装,负极耳230未与负极集流体210接触的部分可以设置第二绝缘件240。进一步地,如图7所示,负极耳230未接触负极集流体210的部分的宽度与负极耳230接触负极集流体210的部分的宽度一致,可以进一步提高负极耳230与负极集流体210之间的导电性。
可选地,如图2所示,所述第一边缘与所述第三边缘齐平,所述第二边缘与所述第四边缘齐平,正极涂层121的长度等于正极涂层122的长度。
可选地,所述第五边缘与所述第三端之间的距离大于所述第七边缘与所述第三端之间的距离;如图4所示,负极片200还包括第一胶纸250,第一胶纸250贴设于所述第三区域,第一胶纸250靠近所述第四端的边缘与所述第五边缘接触。
其中,第一胶纸250靠近所述第四端的边缘可以理解为如图4所示的第一胶纸250的右侧边缘,其与负极涂层221的左侧边缘接触。
本实施方式中,在将正极片100与负极片200层叠卷绕时,正极片100与负极片200之间设置有隔膜片以便于锂离子的流动,同时起到绝缘作用。如图1所示,在卷绕的前半段,负极片200的头部的内侧已经不存在正极片100。若所述第三侧面长出正极片100的部分上还设置有负极涂层221,将影响卷绕后所述电芯的厚度,且这部分负极涂层221所需的负极材料将无法得到应用,将造成不必要的材料消耗,提高了负极片200的生产成本。因而,在负极片200的头部,所述第三侧面长出正极片100的部分不设置负极涂层221,从而所述第五边缘与所述第三端之间的距离大于所述第七边缘与所述第三端之间的距离。
另外,由于负极集流体210的基材为聚合物层,且所述第三侧面长出正极片100的部分不设置负极涂层221,因而在负极片200的头部,即如图4所示的左端,负极涂层222中的锂离子可以穿透第二聚合物层212到达负极集流体210的上侧面。同时,如图1所述,在卷绕的头部,负极片200的头部的内侧已经不存在正极片100因而穿透至负极集流体210的上侧面的锂离子可能造成析锂的情况。因而,可以通过在所述第三区域贴设第一胶纸250以防止锂离子析出。可选地,具体包括以下三种实现形式:
第一种实现形式中,所述电池的正极为单极耳,负极也为单极耳。
可选地,如图4所示,所述第六边缘与所述第四端齐平,所述第四侧面包括第五区域,所述第五区域位于所述第八边缘与所述第四端之间,所述第五区域未设置所述负极涂层;负极片200还包括第二胶纸260,第二胶纸260的一部分贴设于负极涂层222上,第二胶纸260的另一部分贴设于所述第五区域,且贴设于所述第五区域的第二胶纸260的长度大于或者等于第一卷绕层的周长,所述第一卷绕层为负极片200卷绕后所述第二胶纸所在的卷绕层。
其中,所述第五区域可以理解为如图4所示的负极集流体210右侧未设置负极涂层222的区域。
本实现形式中,由于负极集流体210的基材为聚合物层,且负极涂层221的右侧边缘超出负极涂层222的右侧边缘一定距离,因而,负极涂层221右侧负极涂层222的部分中的锂离子可以穿透第二聚合物层212到达负极集流体210的下侧面。同时,如图1所示,在上述卷绕的后半段,由于负极片200与电池外壳300之间不存在正极片100,因而穿透至负极集流体210的下侧面的锂离子可能造成析锂的情况。因而,在负极集流体210的下侧面未设置有负极涂层222的部分上可以贴设第二胶纸260以防止锂离子析出。第二胶纸260的长度可以大于或者等于其所在卷绕层的周长。这样,第二胶纸260可以包围其所在卷绕层的一整圈,以防止其所在卷绕层任意位置的锂离子析出。
同时,第二胶纸260的一部分贴设于负极涂层222上,以使在卷绕的后半段,与负极涂层222相邻的正极涂层能够完全覆盖负极涂层,并且可以在充电过程中避免负极涂层222的尾部产生毛刺而刺穿聚合物层造成析锂。
需要说明的是,本发明实施例中,如图2所示的正极片100和如图4所示的负极片200卷绕后可以组成如图1所示的电池,如图1所示的电池包括一个正极耳130和一个负极耳230,且其正极集流体和负极集流体均包括聚合物层,能够降低内部短路的风险,提高了电池的安全性能。同时,聚合物层有很好的机械强度和柔性,可以有效防止电池组装时因操作不当引起的极片弯折导致的掉粉现象。
第二种实现形式中,所述电池的正极为单极耳,负极为双极耳。
可选地,如图8所示,所述第六边缘和所述第八边缘与所述第四端齐平,负极片200还包括第三胶纸270,所述第四侧面的负极涂层包括背向所述第四侧面的第五侧面,第三胶纸270贴设于所述第五侧面。
其中,所述第五侧面可以理解为如图8所示的负极涂层222的下侧面。
本实现形式中,如图8所示,负极涂层221与负极涂层222在右侧边缘齐平,且与所述第四端也齐平。此外,如图9所示,在卷绕的后半段,由于负极片200与电池外壳300之间不存在正极片100,负极涂层222尾部的部分的锂离子可能造成析锂的情况。基于此,可以通过在所述第五侧面贴设第三胶纸270以防止锂离子析出。具体实现时,所述第三胶纸270的长度可以大于或者等于其所在卷绕层的周长。这样,所述第三胶纸270可以包围其所在卷绕层的一整圈,以防止其所在卷绕层任意位置的锂离子析出。
本实现形式中,可选地,如图8所示,外壳300为导电壳体;所述第五侧面包括第六区域,所述第六区域位于第三胶纸270靠近所述第四端的边缘与所述第四端之间,所述第六区域未贴设胶纸,所述第六区域的负极涂层222与外壳300的内壁贴合。
其中,第三胶纸270靠近所述第四端的边缘可以理解为如图8所示的第三胶纸270的右侧边缘,其与负极涂层222的右侧边缘之间间隔一定距离。
如图8所示,负极片200的右端,即卷绕的尾部的两侧均设置有负极涂层,且负极涂层222在卷绕后位于卷绕外侧。如图9所示,由于负极涂层具有导电性,负极涂层222尾部的部分可以在卷绕完成后与导电外壳300的内壁接触作为电池的第一负极耳,而负极耳230可以与导电外壳300的底盖电连接作为电池的第二负极耳,双极耳的设置可以提高电池的充电速度,进而提高电池的快充能力。
在一种具体的实现形式中,如图9所示,负极片200的尾部向第一方向弯折形成有第一弯折部,所述第一方向与所述电芯的卷绕方向相反,所述第一弯折部包括相背对的第一子区域和第二子区域,负极涂层221背向负极集流体210的侧面包括所述第一子区域,所述第六区域包括所述第二子区域,所述第一子区域可以与外壳300的内壁贴合。
其中,所述第一方向与所述电芯的卷绕方向相反,示例性地,如图9所示,负极片200的卷绕方向为顺时针方向,则所述第一方向为逆时针方向。
由于负极集流体210包括第二聚合物层212,其上下侧面之间并不导电,因此,为了保证上述第一负极耳的导电性,在负极涂层222的尾部与导电外壳300的内壁贴合实现导电的前提下,如图9所示,可以将负极片200尾部向后弯折,以使负极涂层221的尾部,即所述第一子区域也与导电外壳300的内壁贴合实现导电。
需要说明的是,本发明实施例中,如图2所示的正极片100和如图8所示的负极片200卷绕后可以组成如图9所示的电池,如图9所示的电池包括一个正极耳130和两个负极耳。其中,负极片200的尾部与外壳300的内壁紧密接触,以及将上述弯折的部分也与导电外壳300的内壁紧密接触,以保证其导电性,作为第一负极耳,负极耳230可以与导电外壳300的底盖电连接作为电池的第二负极耳,而正极耳130可以与导电外壳300的顶盖连接作为电池的正极耳,此时,需要保证导电外壳300的内壁与底盖之间绝缘。双极耳的设置可以提高电池的充电速度,进而提高电池的快充能力。
第三种实现形式中,所述电池的正极为双极耳,负极为单极耳。
可选地,如图10所示,所述第一边缘与所述第三边缘齐平,所述第一侧面的正极涂层的长度长于所述第二侧面的正极涂层的长度;所述第一侧面包括第七区域,所述第七区域位于所述第二边缘与所述第二端之间,所述第二侧面包括第八区域,所述第八区域位于所述第四边缘与所述第二端之间,所述第七区域与所述第八区域均未设置正极涂层120。
其中,所述第七区域可以理解为如图10所示的正极集流体110的上侧面右端未设置正极涂层121的区域,所述第八区域可以理解为如图10所示的正极集流体110的下侧面右端未设置正极涂层122的区域。
本实现形式中,如图11所示,在将正极片100与负极片200层叠卷绕时,正极片100与负极片200之间设置有隔膜片以便于锂离子的流动,同时起到绝缘作用。在卷绕的后半段,正极片100与外壳300之间已经不存在负极片200。若所述第二侧面上还设置有正极涂层,正极涂层中的锂离子脱出后将不能到达负极片,外壳300上将会出现析锂的情况。因而,在正极片100的尾部,正极片集流体110卷绕的外侧,即所述第二侧面不设置正极涂层,从而正极涂层121的长度长于正极涂层122的长度。
同时,正极片100的尾部还包括一部分两侧均露出的正极集流体110,由于正极集流体110包括第一导电涂层111,这部分正极集流体110可以在卷绕完成后与导电外壳300内壁接触作为电池的第一正极耳,而正极耳130可以与导电外壳300的顶盖电连接作为电池的第二正极耳。
在一种具体的实现形式中,如图11所示,在正极片100卷绕后,正极片100尾部露出的正极集流体110可以至少环绕卷绕电芯的最外圈一整周。露出的正极集流体110的第二侧面,即所述第八区域可以与导电外壳300的内壁紧密接触,提高正极片100导电的稳定性。。
进一步地,如图11所示,正极片100的尾部向第二方向弯折形成有第二弯折部,所述第二方向与所述电芯的卷绕方向相反,所述第二弯折部包括相背对的第三子区域和第四子区域,所述第七区域包括所述第三子区域,所述第八区域包括所述第四子区域,所述第三子区域的正极涂层120与外壳300的内壁贴合。
其中,所述第二方向与所述电芯的卷绕方向相反,示例性地,如图11所示,正极片100的卷绕方向为顺时针方向,则所述第二方向为逆时针方向。
由于正极集流体110包括第一聚合物层112,其上下侧面之间并不导电,因此,为了保证上述第一正极耳的导电性,在所述第八区域的尾部与导电外壳300的内壁贴合实现导电的前提下,如图11所示,可以将正极片100尾部向后弯折以使所述第七区域的尾部,即所述第三子区域也与导电外壳300的内壁贴合实现导电。在一种具体的实现形式中,如图10所示,所述正极片100还包括第四胶纸150,第四胶纸150的一部分贴设于正极涂层122上,第四胶纸150的另一部分贴设于所述第八区域,且贴设于所述第八区域的第四胶纸150的长度大于或者等于第二卷绕层的周长,所述第二卷绕层为正极片100卷绕后所述第四胶纸所在的卷绕层。
本实施方式中,由于正极集流体110的基材为聚合物层,且正极涂层121长度长于正极涂层122,因而在正极片100的尾部,即如图10所示的右端,正极涂层121中的锂离子可以穿透第一聚合物层112到达正极集流体110的下侧面。同时,如图11所示,在上述卷绕的后半段,由于正极片100与导电外壳300之间不存在负极片200,因而穿透至正极涂层122上的锂离子可能造成析锂的情况。因而,在正极集流体110的下侧面未设置有正极涂层122的部分上可以贴设第四胶纸150以防止锂离子析出。第四胶纸150可以包围其所在卷绕层的一圈,以防止其所在卷绕层任意位置的锂离子析出。
同时,第四胶纸150的一部分贴设于正极涂层122上,以使在卷绕的后半段,与正极涂层122相邻的负极涂层能够完全覆盖正极涂层,并且可以在充电过程中避免正极涂层122的尾部产生毛刺而刺穿聚合物层造成析锂。需要说明的是,在正极涂层121的尾部同样可以贴设胶纸以避免正极涂层121的尾部产生毛刺而刺穿聚合物层造成析锂。
需要说明的是,本发明实施例中,如图10所示的正极片100和如图12所示的负极片200卷绕后可以组成如图11所示的电池,如图11所示的电池包括两个正极耳和一个负极耳230。其中,正极片100的尾部的正极集流体110与外壳300的内壁紧密接触,以及将上述弯折的部分也与导电外壳300的内壁紧密接触,以保证其导电性,作为第一正极耳,正极耳130可以与导电外壳300的顶盖电连接作为电池的第二正极耳,而负极耳230可以与导电外壳300的底盖连接作为电池的负极耳,此时,需要保证导电外壳300的内壁与底盖之间绝缘。双极耳的设置可以提高电池的充电速度,进而提高电池的快充能力。
下面介绍如图1所示的电池的制备过程的一种具体实施例和一种对比例:
实施例1
步骤一、制备陶瓷涂层浆料。
具体的,取一定量的去离子水,加入一定量的聚丙烯酸钠作为分散剂,所述分散剂占比质量1%。同时,加入一定量陶瓷(氧化铝),陶瓷占比质量45%,配置成含陶瓷的浆料。之后,向上述含陶瓷的浆料中加入质量5%的聚偏氟乙烯作为粘结剂和质量8%的甲基纤维素钠作为增稠剂,得到固含量为59%的陶瓷涂层浆料。
步骤二、制备导电涂层浆料。
具体的,按照预设配比分别称取各组分备用,其中,所述于设配比为导电剂(碳纳米管)30份、分散剂(聚丙烯酸钠)1.5份、粘结剂(丙烯酸乳液)5份、热稳定(2,6-叔丁基-4-甲基苯酚)剂1份、增粘剂(聚丙烯酸树脂)50份、固化剂(二苯基甲烷二异氰酸酯)1份、溶剂(丙酮)100份。
1)取50%的溶剂加入导电剂、分散剂进行充分搅拌,并同时进行超声分散。之后,向上述溶液中加入粘结剂进行充分搅拌,并同时进行超声分散。之后,将上述溶液加热到45℃,得到A溶液。
2)取剩余的50%的溶剂加入增粘剂、热稳定剂,在80℃下进行充分搅拌,并同时进行超声分散。待溶液中的各组分均匀分散后,将所述溶液温度降至45℃,得到B溶液。
3)将所述A溶液加入到所述B溶液中,进行充分搅拌,并同时进行超声分散。在整个过程中,将温度保持在45℃,得到C溶液。
4)向所述C溶液中加入固化剂,随后进行充分搅拌得到所述导电涂层浆料。所述导电涂层浆料在25℃下的粘度为4700cps,固含量为47.3%。
步骤三、制备集流体基材。
具体的,使用挤压涂布机首先将步骤一中制备得到的陶瓷涂层浆料,以涂覆厚度为1μm,涂覆在聚乙烯单层基膜(厚度为5μm)相背对的两侧面上,烘干。之后,在陶瓷涂层的表面涂覆步骤二中制备得到的导电涂层浆料,涂覆厚度2μm。最后,在70℃下干燥0.5小时至3小时,制备得到集流体基材。
步骤四、制备正极涂层浆料。
具体的,以钴酸锂为正极活性材料,导电碳纳米管为导电剂、聚偏氟乙烯为粘结剂,按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中,加入N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂,按照现有技术中的配料工艺进行充分搅拌,通过200目的筛网进行过滤,配成正极浆料,正极浆料固含量为70%至75%。
步骤五、制备正极片。
具体的,利用涂布机将步骤四中制备得到的正极涂层浆料涂覆到步骤三中制备得到的集流体基材上。之后在120℃温度下烘干,可以得到正极片。
所述正极片如图2所示,其左端的有空箔区,所述空箔区用于焊接正极耳,其长度可以根据电芯型号而定,例如5mm至15mm,本实施例选用5mm;所述正极耳为“八”字型极耳,如图6所示,焊接端为两个极耳片中间夹持着集流体基材,焊接时需要将所述集流体基材焊穿,同时在所述正极耳表面涂覆步骤二中制备的导电涂层浆料,确保所述正极耳和所述集流体基材两侧的导电性。需要说明的是,所述正极耳焊接端的长度与正极片宽度一致。
步骤六、制备负极涂层浆料。
具体的,以人造石墨作为负极活性材料、导电碳炭黑作为导电剂、丁苯橡胶作为粘结剂以及羧甲基纤维素钠作为增稠剂,按照96.9:1.5:1.3:13的质量比加入到搅拌罐中,加入去离子水溶剂,按照现有技术的配料工艺进行充分搅拌,通过150目的筛网进行过滤,制备得到负极涂层浆料,负极浆料固含量为40%至45%。
步骤七、制备负极片
将步骤六中制备得到的负极涂层浆料,利用涂布机将浆料涂覆到步骤三中制备得到的集流体基材上,在100℃温度下烘干,得到负极片。
所述负极片如图4所示,其左端的有多余的集流体基材,其长度可以为2mm至8mm的任意值,本实施例选用8mm;用于焊接负极耳,负极耳为“八”字型极耳,如图7所示,焊接端为两个极耳片中间夹持着集流体基材,焊接时需要将所述集流体基材焊穿,同时在所述负极耳表面涂覆步骤二中制备的导电涂层浆料,确保所述正极耳和所述集流体基材两侧的导电性。需要说明的是,所述负极耳焊接端的长度与负极片宽度一致。
随后为下侧面单面涂层区,单面涂膏区的另外一侧覆盖有胶纸,所述单面涂膏区的长度可以根据电芯型号而定,例如60mm至120mm,本实施例选用70mm;其另外一侧的胶纸长度为单面涂膏区长度+2mm,其多出的2mm在单面区的左侧,覆盖负极涂层2mm。
步骤八、组装电池。
1)取圆柱型电池金属外壳,在金属壳体的内部均匀涂覆上述导电涂层浆料,并在70℃下干燥0.5小时至3小时。
2)将步骤五中制备得到的正极片和步骤七中制备得到的负极片与隔膜片一起卷绕形成卷绕电芯。如图1所示,所述卷绕电芯的最外侧为上述负极片下侧面右端的无涂层区域,且贴有胶纸。需要说明的是,贴有胶纸的对面的上侧面的单面涂层要包裹住正极片,且要长出正极片的尾部5mm,这样得到圆柱锂离子电池的卷绕电芯。
3)将所述卷绕电芯转入上述圆柱型电池金属外壳,使得所述卷绕电芯的外圈与所述金属外壳的内壁紧密接触,以及将上述弯折的部分也与所述金属外壳的内壁紧密接触,以保证其导电性。
4)将所述正极片的正极耳与顶盖焊接在一起,作为所述电池的正极耳,所述顶盖内部有绝缘垫保证在所述顶盖与圆柱金属外壳组装时两者绝缘,烘烤去除水分后注入电解液。随后将所述负极片的负极耳与底盖连接,作为所述电池的负极耳,底盖内部有绝缘垫保证在底盖与圆柱金属外壳组装时两者绝缘,最终组装成如图1所示的无金属集流体圆柱型锂离子电池。
其中,所述电解液可以按照以下步骤进行制备:在碳酸丙烯酯PC、碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC和碳酸甲乙酯EMC按照约为1:1:0.5:1的重量比混合而成的溶剂中,加入六氟磷酸锂LiPF6混合均匀,其中六氟磷酸锂LiPF6的浓度约为1mol/L,这样混合均匀可以得到电解液。
对比例1
步骤一、制备正极浆料及正极片。
具体的,以钴酸锂为正极活性材料,导电碳纳米管为导电剂、聚偏氟乙烯为粘结剂,按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中,加入N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂,按照现有技术中的配料工艺进行充分搅拌,通过200目的筛网进行过滤,配成正极浆料,正极浆料固含量为70%至75%。利用涂布机将正极涂层浆料涂覆到铝箔集流体上。之后在120℃温度下烘干,可以得到常规正极片。
所述常规正极片的左端的有空箔区,所述空箔区用于焊接正极耳,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例选用8mm;随后是双面涂层区,随后是单面涂层区,再随后是空箔区,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例为12mm。
步骤二、制备负极浆料及正极片。
具体的,以人造石墨作为负极活性材料、导电碳炭黑作为导电剂、丁苯橡胶作为粘结剂以及羧甲基纤维素钠作为增稠剂,按照96.9:1.5:1.3:13的质量比加入到搅拌罐中,加入去离子水溶剂,按照现有技术的配料工艺进行充分搅拌,通过150目的筛网进行过滤,制备得到负极涂层浆料,负极浆料固含量为40%至45%。利用涂布机将浆料涂覆到铜箔上,在100℃温度下烘干,得到负极片。
所述常规负极片的左端的有空箔区,所述空箔区用于焊接负极耳,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例选用8mm;随后是双面涂层区,随后是单面涂层区,再随后是空箔区,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例为12mm。
步骤三、组装电池。
1)取圆柱型电池金属外壳,在金属壳体的内部均匀涂覆上述导电涂层浆料,并在70℃下干燥0.5小时至3小时。
2)将步骤一中制备得到的正极片和步骤二中制备得到的负极片与隔膜片一起卷绕形成卷绕电芯。将所述负极片的负极耳与底盖连接,作为所述电池的负极耳,底盖内部有绝缘垫保证在底盖与圆柱金属外壳组装时两者绝缘,烘烤去除水分后注入电解液,随后将所述正极片的正极耳与顶盖焊接在一起,作为所述电池的正极耳,所述顶盖内部有绝缘垫保证在所述顶盖与圆柱金属外壳组装时两者绝缘,最终组装完成。
其中,所述电解液可以按照以下步骤进行制备:在碳酸丙烯酯PC、碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC和碳酸甲乙酯EMC按照约为1:1:0.5:1的重量比混合而成的溶剂中,加入六氟磷酸锂LiPF6混合均匀,其中六氟磷酸锂LiPF6的浓度约为1mol/L,这样混合均匀可以得到电解液。
将上述实施例1及对比例1的电池分别进行穿钉测试和循环寿命测试。其中,所述穿钉测试方法:将电池置于常温环境下,以1C恒流充电至电压为4.45V,然后恒压充电至电流降为0.025C,停止充电。用直径为4mm的钢钉,以30mm/s的速度垂直穿过电池的中心位置,保持300s。若电池不起火不爆炸,则可以记为通过。每次测试10只锂离子电池,以穿钉测试通过率作为评价电池安全性的指标。
所述循环寿命测试方法:将电池置于常温环境下,以1C恒流充电至电压为4.45V,然后恒压充电至电流降为0.05C,停止充电,随后1C放电至3.0V进行循环。
最后,安全测试的结果汇总如表1所示。其中,相比于对比例1,实施例1中的针刺通过率较高,基本全部通过,明显提高了电池的安全性能。同时,循环寿命基本相当,没有衰减。此外,充电速度明显增加。
表1实施例1与对比例1测试结果
样品 | 针刺通过率 | 充电速度100%S0C | 1000T容量保持率 |
实施例1 | 10/10 | 97.07min | 79.93% |
对比例1 | 0/15 | 96.2min | 80.37% |
下面介绍如图9所示的电池的制备过程的一种具体实施例和一种对比例:
实施例2
步骤一、制备陶瓷涂层浆料。
具体的,取一定量的去离子水,加入一定量的聚丙烯酸钠作为分散剂,所述分散剂占比质量1%。同时,加入一定量陶瓷(氧化铝),陶瓷占比质量45%,配置成含陶瓷的浆料。之后,向上述含陶瓷的浆料中加入质量5%的聚偏氟乙烯作为粘结剂和质量8%的甲基纤维素钠作为增稠剂,得到固含量为59%的陶瓷涂层浆料。
步骤二、制备导电涂层浆料。
具体的,按照预设配比分别称取各组分备用,其中,所述于设配比为导电剂(碳纳米管)30份、分散剂(聚丙烯酸钠)1.5份、粘结剂(丙烯酸乳液)5份、热稳定(2,6-叔丁基-4-甲基苯酚)剂1份、增粘剂(聚丙烯酸树脂)50份、固化剂(二苯基甲烷二异氰酸酯)1份、溶剂(丙酮)100份。
1)取50%的溶剂加入导电剂、分散剂进行充分搅拌,并同时进行超声分散。之后,向上述溶液中加入粘结剂进行充分搅拌,并同时进行超声分散。之后,将上述溶液加热到45℃,得到A溶液。
2)取剩余的50%的溶剂加入增粘剂、热稳定剂,在80℃下进行充分搅拌,并同时进行超声分散。待溶液中的各组分均匀分散后,将所述溶液温度降至45℃,得到B溶液。
3)将所述A溶液加入到所述B溶液中,进行充分搅拌,并同时进行超声分散。在整个过程中,将温度保持在45℃,得到C溶液。
4)向所述C溶液中加入固化剂,随后进行充分搅拌得到所述导电涂层浆料。所述导电涂层浆料在25℃下的粘度为4700cps,固含量为47.3%。
步骤三、制备集流体基材。
具体的,使用挤压涂布机首先将步骤一中制备得到的陶瓷涂层浆料,以涂覆厚度为1μm,涂覆在聚乙烯单层基膜(厚度为5μm)相背对的两侧面上,烘干。之后,在陶瓷涂层的表面涂覆步骤二中制备得到的导电涂层浆料,涂覆厚度2μm。最后,在70℃下干燥0.5小时至3小时,制备得到集流体基材。
步骤四、制备正极涂层浆料。
具体的,以钴酸锂为正极活性材料,导电碳纳米管为导电剂、聚偏氟乙烯为粘结剂,按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中,加入N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂,按照现有技术中的配料工艺进行充分搅拌,通过200目的筛网进行过滤,配成正极浆料,正极浆料固含量为70%至75%。
步骤五、制备正极片。
具体的,利用涂布机将步骤四中制备得到的正极涂层浆料涂覆到步骤三中制备得到的集流体基材上。之后在120℃温度下烘干,可以得到正极片。
所述正极片如图2所示,其左端的有空箔区,所述空箔区用于焊接正极耳,其长度可以根据电芯型号而定,例如5mm至15mm,本实施例选用5mm;所述正极耳为“八”字型极耳,如图6所示,焊接端为两个极耳片中间夹持着集流体基材,焊接时需要将所述集流体基材焊穿,同时在所述正极耳表面涂覆步骤二中制备的导电涂层浆料,确保所述正极耳和所述集流体基材两侧的导电性。需要说明的是,所述正极耳焊接端的长度与正极片宽度一致。
步骤六、制备负极涂层浆料。
具体的,以人造石墨作为负极活性材料、导电碳炭黑作为导电剂、丁苯橡胶作为粘结剂以及羧甲基纤维素钠作为增稠剂,按照96.9:1.5:1.3:13的质量比加入到搅拌罐中,加入去离子水溶剂,按照现有技术的配料工艺进行充分搅拌,通过150目的筛网进行过滤,制备得到负极涂层浆料,负极浆料固含量为40%至45%。
步骤七、制备负极片
将步骤六中制备得到的负极涂层浆料,利用涂布机将浆料涂覆到步骤三中制备得到的集流体基材上,在100℃温度下烘干,得到负极片。
所述负极片如图8所示,起左端的有多余的集流体基材,其长度可以为2mm至8mm的任意值,本实施例选用8mm;用于焊接负极耳,负极耳为“八”字型极耳,如7所示,焊接端为两个极耳片中间夹持着集流体基材,焊接时需要将所述集流体基材焊穿,同时在所述负极耳表面涂覆步骤二中制备的导电涂层浆料,确保所述正极耳和所述集流体基材两侧的导电性。需要说明的是,所述负极耳焊接端的长度与负极片宽度一致。
随后为下侧面单面涂层区,单面涂膏区的另外一侧覆盖有胶纸,所述单面涂膏区的长度可以根据电芯型号而定,例如60mm至120mm,本实施例选用70mm;其另外一侧的胶纸长度为单面涂膏区长度+2mm,其多出的2mm在单面区的左侧,覆盖负极涂层2mm。
步骤八、组装电池。
1)取圆柱型电池金属外壳,在金属壳体的内部均匀涂覆上述导电涂层浆料,并在70℃下干燥0.5小时至3小时。
2)将步骤五中制备得到的正极片和步骤七中制备得到的负极片与隔膜片一起卷绕形成卷绕电芯。如图7所示,所述卷绕电芯的最外侧为上述负极片尾部,所述尾部将围绕所述卷绕电芯的外围卷绕一圈半。将胶纸贴在最外圈的负极片的外侧,起始位置为就离正极片收尾处+2mm处,截至位置为超出所述正极片收尾处+2mm处。在卷绕完成后,可以将这部分负极片回折一部分。
3)将所述卷绕电芯转入上述圆柱型电池金属外壳,使得所述卷绕电芯的外圈与所述金属外壳的内壁紧密接触,以及将上述弯折的部分也与所述金属外壳的内壁紧密接触,以保证其导电性,作为第一负极耳。
4)将所述正极片的正极耳与顶盖焊接,作为所述电池的正极耳。所述顶盖内部设置绝缘垫,以保证所述顶盖与所述圆柱型电池金属外壳之间绝缘,烘烤去除水分后注入电解液。所述电解液可以按照以下步骤进行制备:在碳酸丙烯酯PC、碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC和碳酸甲乙酯EMC按照约为1:1:0.5:1的重量比混合而成的溶剂中,加入六氟磷酸锂LiPF6混合均匀,其中六氟磷酸锂LiPF6的浓度约为1mol/L,这样混合均匀可以得到电解液。随后将负极耳与底盖电连接,作为第二负极耳。
其中,所述电解液可以按照以下步骤进行制备:在碳酸丙烯酯PC、碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC和碳酸甲乙酯EMC按照约为1:1:0.5:1的重量比混合而成的溶剂中,加入六氟磷酸锂LiPF6混合均匀,其中六氟磷酸锂LiPF6的浓度约为1mol/L,这样混合均匀可以得到电解液。
5)将底盖与所述圆柱型电池金属外壳直接焊接在一起作为总负极耳,这样组装成如图9所示的电池。
对比例2
步骤一、制备正极浆料及正极片。
具体的,以钴酸锂为正极活性材料,导电碳纳米管为导电剂、聚偏氟乙烯为粘结剂,按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中,加入N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂,按照现有技术中的配料工艺进行充分搅拌,通过200目的筛网进行过滤,配成正极浆料,正极浆料固含量为70%至75%。利用涂布机将正极涂层浆料涂覆到铝箔集流体上。之后在120℃温度下烘干,可以得到常规正极片。
所述常规正极片的左端的有空箔区,所述空箔区用于焊接正极耳,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例选用8mm;随后是双面涂层区,随后是单面涂层区,再随后是空箔区,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例为12mm。
步骤二、制备负极浆料及正极片。
具体的,以人造石墨作为负极活性材料、导电碳炭黑作为导电剂、丁苯橡胶作为粘结剂以及羧甲基纤维素钠作为增稠剂,按照96.9:1.5:1.3:13的质量比加入到搅拌罐中,加入去离子水溶剂,按照现有技术的配料工艺进行充分搅拌,通过150目的筛网进行过滤,制备得到负极涂层浆料,负极浆料固含量为40%至45%。利用涂布机将浆料涂覆到铜箔上,在100℃温度下烘干,得到负极片。
所述常规负极片的左端有空箔区,所述空箔区用于焊接负极耳,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例选用8mm;随后是双面涂层区,随后是单面涂层区,再随后是空箔区,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例为12mm。
步骤三、组装电池。
1)取圆柱型电池金属外壳,在金属壳体的内部均匀涂覆上述导电涂层浆料,并在70℃下干燥0.5小时至3小时。
2)将步骤一中制备得到的正极片和步骤二中制备得到的负极片与隔膜片一起卷绕形成卷绕电芯。将所述负极片的负极耳与底盖连接,作为所述电池的负极耳,底盖内部有绝缘垫保证在底盖与圆柱金属外壳组装时两者绝缘,烘烤去除水分后注入电解液,随后将所述正极片的正极耳与顶盖焊接在一起,作为所述电池的正极耳,所述顶盖内部有绝缘垫保证在所述顶盖与圆柱金属外壳组装时两者绝缘,最终组装完成。
其中,所述电解液可以按照以下步骤进行制备:在碳酸丙烯酯PC、碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC和碳酸甲乙酯EMC按照约为1:1:0.5:1的重量比混合而成的溶剂中,加入六氟磷酸锂LiPF6混合均匀,其中六氟磷酸锂LiPF6的浓度约为1mol/L,这样混合均匀可以得到电解液。
将上述实施例1及对比例1的电池分别进行穿钉测试和循环寿命测试。其中,所述穿钉测试方法:将电池置于常温环境下,以1C恒流充电至电压为4.45V,然后恒压充电至电流降为0.025C,停止充电。用直径为4mm的钢钉,以30mm/s的速度垂直穿过电池的中心位置,保持300s。若电池不起火不爆炸,则可以记为通过。每次测试10只锂离子电池,以穿钉测试通过率作为评价电池安全性的指标。
所述循环寿命测试方法:将电池置于常温环境下,以1C恒流充电至电压为4.45V,然后恒压充电至电流降为0.05C,停止充电,随后1C放电至3.0V进行循环。
最后,安全测试的结果汇总如表2所示。其中,相比于对比例2,实施例2中的针刺通过率较高,基本全部通过,明显提高了电池的安全性能。同时,循环寿命基本相当,没有衰减。此外,充电速度明显增加。
表2实施例2和对比例2测试结果
样品 | 针刺通过率 | 充电速度100%S0C | 1000T容量保持率 |
实施例2 | 7/10 | 90.27min | 81.23% |
对比例2 | 0/15 | 96.2min | 80.37% |
下面介绍如图11所示的电池的制备过程的一种具体实施例和一种对比例:
实施例3
步骤一、制备陶瓷涂层浆料。
具体的,取一定量的去离子水,加入一定量的聚丙烯酸钠作为分散剂,所述分散剂占比质量1%。同时,加入一定量陶瓷(氧化铝),陶瓷占比质量45%,配置成含陶瓷的浆料。之后,向上述含陶瓷的浆料中加入质量5%的聚偏氟乙烯作为粘结剂和质量8%的甲基纤维素钠作为增稠剂,得到固含量为59%的陶瓷涂层浆料。
步骤二、制备导电涂层浆料。
具体的,按照预设配比分别称取各组分备用,其中,所述于设配比为导电剂(碳纳米管)30份、分散剂(聚丙烯酸钠)1.5份、粘结剂(丙烯酸乳液)5份、热稳定(2,6-叔丁基-4-甲基苯酚)剂1份、增粘剂(聚丙烯酸树脂)50份、固化剂(二苯基甲烷二异氰酸酯)1份、溶剂(丙酮)100份。
1)取50%的溶剂加入导电剂、分散剂进行充分搅拌,并同时进行超声分散。之后,向上述溶液中加入粘结剂进行充分搅拌,并同时进行超声分散。之后,将上述溶液加热到45℃,得到A溶液。
2)取剩余的50%的溶剂加入增粘剂、热稳定剂,在80℃下进行充分搅拌,并同时进行超声分散。待溶液中的各组分均匀分散后,将所述溶液温度降至45℃,得到B溶液。
3)将所述A溶液加入到所述B溶液中,进行充分搅拌,并同时进行超声分散。在整个过程中,将温度保持在45℃,得到C溶液。
4)向所述C溶液中加入固化剂,随后进行充分搅拌得到所述导电涂层浆料。所述导电涂层浆料在25℃下的粘度为4700cps,固含量为47.3%。
步骤三、制备集流体基材。
具体的,使用挤压涂布机首先将步骤一中制备得到的陶瓷涂层浆料,以涂覆厚度为1μm,涂覆在聚乙烯单层基膜(厚度为5μm)相背对的两侧面上,烘干。之后,在陶瓷涂层的表面涂覆步骤二中制备得到的导电涂层浆料,涂覆厚度2μm。最后,在70℃下干燥0.5小时至3小时,制备得到集流体基材。
步骤四、制备正极涂层浆料。
具体的,以钴酸锂为正极活性材料,导电碳纳米管为导电剂、聚偏氟乙烯为粘结剂,按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中,加入N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂,按照现有技术中的配料工艺进行充分搅拌,通过200目的筛网进行过滤,配成正极浆料,正极浆料固含量为70%至75%。
步骤五、制备正极片。
具体的,利用涂布机将步骤四中制备得到的正极涂层浆料涂覆到步骤三中制备得到的集流体基材上。之后在120℃温度下烘干,可以得到正极片。
所述正极片如图10所示,其左端的有多余的5mm的集流体基材,用于焊接负极耳,正极耳为“八”字型极耳,如图6所示,焊接端为两个极耳片中间夹持着集流体基材,焊接时需要将所述集流体基材焊穿,同时在所述负极耳表面涂覆步骤二中制备的导电涂层浆料,确保所述正极耳和所述集流体基材两侧的导电性。需要说明的是,所述负极耳焊接端的长度与负极片宽度一致。
步骤六、制备负极涂层浆料。
具体的,以人造石墨作为负极活性材料、导电碳炭黑作为导电剂、丁苯橡胶作为粘结剂以及羧甲基纤维素钠作为增稠剂,按照96.9:1.5:1.3:13的质量比加入到搅拌罐中,加入去离子水溶剂,按照现有技术的配料工艺进行充分搅拌,通过150目的筛网进行过滤,制备得到负极涂层浆料,负极浆料固含量为40%至45%。
步骤七、制备负极片
将步骤六中制备得到的负极涂层浆料,利用涂布机将浆料涂覆到步骤三中制备得到的集流体基材上,在100℃温度下烘干,得到负极片。
所述负极片如图12所示,起左端的有多余的集流体基材,其长度可以为2mm至8mm的任意值,本实施例选用8mm;用于焊接负极耳,负极耳为“八”字型极耳,如图7所示,焊接端为两个极耳片中间夹持着集流体基材,焊接时需要将所述集流体基材焊穿,同时在所述负极耳表面涂覆步骤二中制备的导电涂层浆料,确保所述正极耳和所述集流体基材两侧的导电性。需要说明的是,所述负极耳焊接端的长度与负极片宽度一致。
随后为下侧面单面涂层区,单面涂膏区的另外一侧覆盖有胶纸,所述单面涂膏区的长度可以根据电芯型号而定,例如60mm至120mm,本实施例选用70mm;其另外一侧的胶纸长度为单面涂膏区长度+2mm,其多出的2mm在单面区的左侧,覆盖负极涂层2mm。
步骤八、组装电池。
1)取圆柱型电池金属外壳,在金属壳体的内部均匀涂覆上述导电涂层浆料,并在70℃下干燥0.5小时至3小时。
2)将步骤五中制备得到的正极片和步骤七中制备得到的负极片与隔膜片一起卷绕形成卷绕电芯。如图11所示,所述卷绕电芯的最外侧为上述正极片尾部的正极集流体,这部分正极集流体将围绕所述卷绕电芯的外围卷绕一圈半。在卷绕完成后,可以将这部分正极集流体回折一部分。
3)将所述卷绕电芯转入上述圆柱型电池金属外壳,使得所述卷绕电芯的外圈与所述金属外壳的内壁紧密接触,以及将上述弯折的部分也与所述金属外壳的内壁紧密接触,以保证其导电性,作为第一正极耳。
4)将所述负极片的负极耳与底盖焊接,作为所述电池的负极耳。所述底盖内部设置绝缘垫保证所述底盖与所述圆柱型电池金属外壳之间绝缘,烘烤去除水分后注入电解液。所述电解液可以按照以下步骤进行制备:在碳酸丙烯酯PC、碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC和碳酸甲乙酯EMC按照约为1:1:0.5:1的重量比混合而成的溶剂中,加入六氟磷酸锂LiPF6混合均匀,其中六氟磷酸锂LiPF6的浓度约为1mol/L,这样混合均匀可以得到电解液。随后将正极耳140与顶盖电连接,作为第二正极耳。
其中,所述电解液可以按照以下步骤进行制备:在碳酸丙烯酯PC、碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC和碳酸甲乙酯EMC按照约为1:1:0.5:1的重量比混合而成的溶剂中,加入六氟磷酸锂LiPF6混合均匀,其中六氟磷酸锂LiPF6的浓度约为1mol/L,这样混合均匀可以得到电解液。
5)将顶盖与所述圆柱型电池金属外壳直接焊接在一起作为总正极耳,这样组装成如图11所示的电池。
对比例1
步骤一、制备正极浆料及正极片。
具体的,以钴酸锂为正极活性材料,导电碳纳米管为导电剂、聚偏氟乙烯为粘结剂,按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中,加入N-甲基吡咯烷酮NMP溶剂,按照现有技术中的配料工艺进行充分搅拌,通过200目的筛网进行过滤,配成正极浆料,正极浆料固含量为70%~75%。利用涂布机将正极涂层浆料涂覆到铝箔集流体上。之后在120℃温度下烘干,可以得到常规正极片。
所述常规正极片的左端的有空箔区,所述空箔区用于焊接正极耳,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例选用8mm;随后是双面涂层区,随后是单面涂层区,再随后是空箔区,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例为12mm。
步骤二、制备负极浆料及正极片。
具体的,以人造石墨作为负极活性材料、导电碳炭黑作为导电剂、丁苯橡胶作为粘结剂以及羧甲基纤维素钠作为增稠剂,按照96.9:1.5:1.3:13的质量比加入到搅拌罐中,加入去离子水溶剂,按照现有技术的配料工艺进行充分搅拌,通过150目的筛网进行过滤,制备得到负极涂层浆料,负极浆料固含量为40%至45%。利用涂布机将浆料涂覆到铜箔上,在100℃温度下烘干,得到负极片。
所述常规负极片的左端的有空箔区,所述空箔区用于焊接负极耳,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例选用8mm;随后是双面涂层区,随后是单面涂层区,再随后是空箔区,其长度可以根据电芯型号而定,本对比例为12mm。
步骤三、组装电池。
1)取圆柱型电池金属外壳,在金属壳体的内部均匀涂覆上述导电涂层浆料,并在70℃下干燥0.5小时至3小时。
2)将步骤一中制备得到的正极片和步骤二中制备得到的负极片与隔膜片一起卷绕形成卷绕电芯。将所述负极片的负极耳与底盖连接,作为所述电池的负极耳,底盖内部有绝缘垫保证在底盖与圆柱金属外壳组装时两者绝缘,烘烤去除水分后注入电解液,随后将所述正极片的正极耳与顶盖焊接在一起,作为所述电池的正极耳,所述顶盖内部有绝缘垫保证在所述顶盖与圆柱金属外壳组装时两者绝缘,最终组装完成。
其中,所述电解液可以按照以下步骤进行制备:在碳酸丙烯酯PC、碳酸乙烯酯EC、碳酸二甲酯DMC和碳酸甲乙酯EMC按照约为1:1:0.5:1的重量比混合而成的溶剂中,加入六氟磷酸锂LiPF6混合均匀,其中六氟磷酸锂LiPF6的浓度约为1mol/L,这样混合均匀可以得到电解液。
将上述实施例1及对比例1的电池分别进行穿钉测试和循环寿命测试。其中,所述穿钉测试方法:将电池置于常温环境下,以1C恒流充电至电压为4.45V,然后恒压充电至电流降为0.025C,停止充电。用直径为4mm的钢钉,以30mm/s的速度垂直穿过电池的中心位置,保持300s。若电池不起火不爆炸,则可以记为通过。每次测试10只锂离子电池,以穿钉测试通过率作为评价电池安全性的指标。
所述循环寿命测试方法:将电池置于常温环境下,以1C恒流充电至电压为4.45V,然后恒压充电至电流降为0.05C,停止充电,随后1C放电至3.0V进行循环。
最后,安全测试的结果汇总如表1所示。其中,相比于对比例1,实施例1中的针刺通过率较高,基本全部通过,明显提高了电池的安全性能。同时,循环寿命基本相当,没有衰减。此外,充电速度明显增加。
表3实施例3及对比例3测试结果
样品 | 针刺通过率 | 充电速度100%S0C | 1000T容量保持率 |
实施例3 | 10/10 | 86.32min | 79.81% |
对比例3 | 0/15 | 96.2min | 80.37% |
需要说明的是,本发明实施例中介绍的多种可选地实施方式,彼此可以相互结合实现,也可以单独实现,对此本发明实施例不作限定。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。此外,“第一”、“第二”仅由于描述目的,且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接连接,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上述实施例是参考附图来描述的,其他不同的形式和实施例也是可行而不偏离本发明的原理,因此,本发明不应被建构成为在此所提出实施例的限制。更确切地说,这些实施例被提供以使得本发明会是完善又完整,且会将本发明范围传达给本领域技术人员。在附图中,组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定实施例目的,并无意成为限制用。术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时,表示所述特征、整数、构件及/或组件的存在,但不排除一或更多其它特征、整数、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示,陈述时,一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。
以上所述的是本发明的优选实施方式,应当指出对于本技术领域的普通人员来说,在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰,这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种电池,其特征在于,包括电芯和外壳,所述电芯设置于所述外壳内,所述外壳为导电壳体;所述电芯由正极片和负极片依次层叠后卷绕而成,任意相邻的一个所述正极片和一个所述负极片之间设有隔膜片;
其中,所述正极片包括正极集流体和正极涂层,所述正极集流体包括第一基材和第一导电涂层,所述第一导电涂层设置于所述第一基材的相背对的两个侧面上,所述第一基材包括第一聚合物层;所述正极集流体包括相背对的第一侧面和第二侧面,所述第一侧面和所述第二侧面中的至少一者上设置有所述正极涂层;
所述负极片包括负极集流体和负极涂层,所述负极集流体包括第二基材,所述第二基材包括第二聚合物层,所述第二聚合物层的上侧面和下侧面之间不导电;所述负极集流体包括相背对的第三侧面和第四侧面,所述第三侧面设置有所述负极涂层,在电芯卷绕时,所述第三侧面为卷绕的内侧,所述第四侧面为卷绕的外侧;所述负极片在卷绕时的尾端向第一方向弯折形成第一弯折部,所述第一方向与电芯卷绕方向相反,所述第一弯折部在所述第三侧面设置的负极涂层与外壳的内壁贴合。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一侧面和所述第二侧面均设置有所述正极涂层,所述正极片还包括正极耳,所述正极集流体包括相对的第一端和第二端,所述第一侧面的正极涂层包括靠近所述第一端的第一边缘和靠近所述第二端的第二边缘,所述第二侧面的正极涂层包括靠近所述第一端的第三边缘和靠近所述第二端的第四边缘,所述第一侧面包括第一区域,所述第一区域位于所述第一边缘和所述第一端之间,所述第二侧面包括第二区域,所述第二区域位于所述第三边缘和所述第一端之间;所述第一区域与所述第二区域均未设置所述正极涂层,所述正极耳与所述第一区域和所述第二区域均接触;
所述第三侧面和所述第四侧面均设置有所述负极涂层,所述负极片还包括负极耳,所述负极集流体包括相对的第三端和第四端,所述第四端为所述尾端,所述第三侧面的负极涂层包括靠近所述第三端的第五边缘和靠近所述第四端的第六边缘,所述第四侧面的负极涂层包括靠近所述第三端的第七边缘和靠近所述第四端的第八边缘,所述第三侧面包括第三区域,所述第三区域位于所述第五边缘与所述第三端之间,所述第四侧面包括第四区域,所述第四区域位于所述第七边缘与所述第三端之间;所述第三区域与所述第四区域均未设置所述负极涂层,所述负极耳与所述第三区域与所述第四区域均接触。
3.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述第二边缘与所述第四边缘齐平,所述第一侧面的正极涂层的长度等于所述第二侧面的正极涂层的长度。
4.根据权利要求2所述的电池,其特征在于,所述第五边缘与所述第三端之间的距离大于所述第七边缘与所述第三端之间的距离;
所述负极片还包括第一胶纸,所述第一胶纸贴设于所述第三区域,所述第一胶纸靠近所述第四端的边缘与所述第五边缘接触。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述第六边缘与所述第四端齐平,所述第四侧面包括第五区域,所述第五区域位于所述第八边缘与所述第四端之间,所述第五区域未设置所述负极涂层;
所述负极片还包括第二胶纸,所述第二胶纸的一部分贴设于所述第四侧面的负极涂层上,所述第二胶纸的另一部分贴设于所述第五区域,且贴设于所述第五区域的第二胶纸的长度大于或者等于第一卷绕层的周长,所述第一卷绕层为所述负极片卷绕后所述第二胶纸所在的卷绕层。
6.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述第六边缘和所述第八边缘与所述第四端齐平,所述负极片还包括第三胶纸,所述第四侧面的负极涂层包括背向所述第四侧面的第五侧面,所述第三胶纸贴设于所述第五侧面。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述第五侧面包括第六区域,所述第六区域位于所述第三胶纸靠近所述第四端的边缘与所述第四端之间,所述第六区域未贴设胶纸,所述第六区域与所述外壳的内壁贴合。
8.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述第一边缘与所述第三边缘齐平,所述第一侧面的正极涂层的长度长于所述第二侧面的正极涂层的长度;
所述第一侧面包括第七区域,所述第七区域位于所述第二边缘与所述第二端之间,所述第二侧面包括第八区域,所述第八区域位于所述第四边缘与所述第二端之间,所述第七区域与所述第八区域均未设置所述正极涂层。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述正极片还包括第四胶纸,所述第四胶纸的一部分贴设于所述第二侧面的正极涂层上,所述胶纸的另一部分贴设于所述第八区域,且贴设于所述第八区域的第四胶纸的长度大于或者等于第二卷绕层的周长,所述第二卷绕层为所述正极片卷绕后所述第四胶纸所在的卷绕层。
10.根据权利要求2至9任一项所述的电池,其特征在于,所述正极耳包括第一延伸部和第二延伸部,所述第一延伸部与所述第二延伸部之间的夹角小于180°;所述第一延伸部设置于所述第一区域与所述第二区域中的一者,所述第二延伸部设置于所述第一区域与所述第二区域中的另一者,所述第一延伸部与所述第二延伸部电连接;和/或,
所述负极耳包括第三延伸部和第四延伸部,所述第三延伸部与所述第四延伸部之间的夹角小于180°;所述第三延伸部设置于所述第三区域与所述第四区域中的一者,所述第四延伸部设置于所述第三区域与所述第四区域中的另一者,所述第三延伸部与所述第四延伸部电连接。
11.根据权利要求1至9任一项所述的电池,其特征在于,所述第一基材还包括第一陶瓷涂层,所述第一陶瓷涂层设置于所述第一聚合物层的相背对的两个侧面上,所述第一导电涂层设置于所述第一陶瓷涂层背对所述第一聚合物层的一侧上;所述第二基材还包括第二陶瓷涂层,所述第二陶瓷涂层设置于所述第二聚合物层的相背对的两个侧面上。
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