CN113889659B - 电池 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种电池。电池包括卷芯,卷芯包括卷绕的正极极片、隔膜和负极极片,隔膜位于相邻的正极极片和负极极片之间;正极极片设有正极集流体、形成在正极集流体上至少一个表面的正极活性物质层以及正极极耳;负极极片设有负极集流体、形成在负极集流体上至少一个表面的负极活性物质层以及负极极耳;负极活性物质层上设置有负极极耳安装槽,负极极耳位于负极极耳安装槽内;正极极片的正极活性物质层上与负极极耳相对的位置设有失活层。本发明能提高卷芯的平整度,提高电池的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池。
背景技术
随着5G时代的到来及锂离子电池技术的迅速发展,人们对锂离子电池能量密度、快速充电能力以及充放电倍率提出了更高的要求,快充锂离子电池已成为消费类锂离子电池发展的趋势。
随着人们对电池能量密度和快充技术的要求日渐提高,常规in-in卷绕式锂离子电池结构已经无法满足快速充电的需要,因此研发者开始将目光转移到极耳中置结构电池的研发中。具体的,将卷芯中的极耳移动到正、负极片卷绕方向的3/4、1/3、1/2等位置处,以此来降低卷芯内阻,降低极化,优化充放电过程中极片上电流密度的分布,提高电池的快充能力。
然而,将极耳焊接在正极片或者负极片的两个端部之间时,对于负极极耳而言,与其对应的正极极片位置处若发生析锂,则会在负极极耳上沉积,造成局部厚度增加,导致卷芯的表面出现不平整,易于引发卷芯容量衰减、膨胀失效等问题,导致电池可靠性较差。
发明内容
鉴于上述问题,本申请实施例提供一种电池,卷芯平整度较好,电池可靠性较佳。
为了实现上述目的,本申请方面提供一种电池,包括卷芯,卷芯包括卷绕的正极极片、隔膜和负极极片,隔膜位于相邻的正极极片和负极极片之间;正极极片设有正极集流体、形成在正极集流体上至少一个表面的正极活性物质层以及正极极耳;负极极片设有负极集流体、形成在负极集流体上至少一个表面的负极活性物质层以及负极极耳;负极活性物质层上设置有负极极耳安装槽,负极极耳位于负极极耳安装槽内;正极极片的正极活性物质层上与负极极耳相对的位置设有失活层。
在一种可能的实施方式中,所述正极极耳位于所述正极极片沿卷绕方向的两端,或
所述正极极耳位于所述正极极片沿卷绕方向的两端之间。
在一种可能的实施方式中,失活层包括钴和锂元素,不包括钴酸锂的特征吸收峰。
在一种可能的实施方式中,正极极片的正极活性物质层上与负极极耳相对的位置设有负极极耳凹槽;
负极极片的负极活性物质层上与正极极耳相对的位置设有正极极耳凹槽,失活层形成在负极极耳凹槽的内侧壁上。
在一种可能的实施方式中,负极极耳凹槽中的失活层表面和负极极耳之间具有一层胶纸,胶纸覆盖在负极极片上;或者
负极极耳凹槽中的失活层表面和负极极耳之间直接接触。
在一种可能的实施方式中,正极极耳背离正极集流体的一面覆盖有胶纸。
在一种可能的实施方式中,正极极耳包括正极极耳主体部以及分别连接于正极极耳主体部端部的两个正极极耳桥接部,正极极耳主体部位于两个正极极耳桥接部之间;
负极极耳包括负极极耳主体部以及分别连接于负极极耳主体部的底端部的两个负极极耳桥接部,负极极耳主体部位于两个负极极耳桥接部之间。
在一种可能的实施方式中,两个正极极耳桥接部的厚度之和小于或等于正极极耳主体部的厚度;
两个负极极耳桥接部的厚度之和等于负极极耳主体部的厚度。
在一种可能的实施方式中,负极极耳凹槽位于正极极片的正极活性物质层上与负极极耳桥接部相对的位置;正极极耳凹槽位于负极极片的负极活性物质层上与正极极耳桥接部相对的位置。
在一种可能的实施方式中,正极极片的正极活性物质层上设有正极极耳安装槽,正极极耳位于正极极耳安装槽内。
在一种可能的实施方式中,正极极耳安装槽、负极极耳安装槽、正极极耳凹槽、以及负极极耳凹槽中的至少一者的槽壁为朝向自身槽口方向逐渐外扩的倾斜槽壁。
在一种可能的实施方式中,正极极片的正极活性物质层的卷绕首端和负极极片的负极活性物质层的卷绕首端齐平设置,正极极片的正极活性物质层的卷绕首端形成有失活区域。
本申请的电池,正极极片上的正极活性物质层上与负极极耳相对的位置设有失活层。该失活层的位置处,正极极片的正极活性物质层处无法脱锂,因此不会在负极极耳的位置沉积锂层,因此不会对卷芯的厚度造成影响。由此,使卷芯的整体平整度得到了改善。
本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电池的结构示意图;
图2a为图1的A处的局部放大图;
图2b为图1的B处的局部放大图;
图3a为本申请实施例提供的正极极耳的结构示意图;
图3b为本申请实施例提供的负极极耳的结构示意图;
图4为现有技术中卷芯卷绕首端的结构示意图;
图5为本申请实施例提供的电池中卷芯卷绕首端的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的电池的制作方法的流程示意图。
附图标记说明:
100-电池;110、110'-卷芯;120-正极极片;121-负极极耳凹槽;1211-失活层;122-正极集流体;123-正极活性物质层;130-正极极耳;131-正极极耳主体部;132-正极极耳桥接部;133-正极极耳安装槽;140-负极极片;141-正极极耳凹槽;142-负极集流体;143-负极活性物质层;150-负极极耳;151-负极极耳主体部;152-负极极耳桥接部;153-负极极耳安装槽;160-胶纸;170-失活区域。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,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。
现有的极耳中置的电池中,存在内部卷芯平整度较差导致电池可靠性较差的问题。这是由于,在将负极极耳焊接在极片的两端之间时,与负极极耳相对的正极极片上会发生脱锂,脱出的锂离子沉积在负极极耳上,造成卷芯焊接极耳的位置处局部堆叠厚度增加,导致极片不够平整,在卷芯化成过程中就会导致极片承受的压力不均,最终导致卷芯出现表面不平、凹陷及波浪变形等问题。在长循环过程中会因为卷芯的平整度问题,导致卷芯在循环膨胀过程中所受应力不均匀,最终导致卷芯膨胀变形,引发电池容量衰减、膨胀失效等问题。
而本申请实施例中,在与负极极耳相对的正极极片上设置失活层,可以避免正极对应负极极耳的位置处的析锂,因而可以改善卷芯自身的平整度。
下面结合附图说明本申请实施例的电池100。
图1为本申请实施例提供的电池的结构示意图,图2a为图1的A处的局部放大图,图2b为图1的B处的局部放大图。本申请中,将图1中垂直于图面的方向定义为正极极片或负极极片的高度方向。
参照图1、图2a、图2b,本申请实施例的电池100包括卷芯110,卷芯110包括卷绕的正极极片120、隔膜(未图示)和负极极片140,隔膜位于相邻的正极极片120和负极极片140之间。
参照图2b,正极极片120设有正极集流体122以及形成在正极集流体122至少一个表面上的正极活性物质层123以及正极极耳130。参照图2a,负极极片140设有负极集流体142以及形成在负极集流体142上至少一个表面的负极活性物质层143以及负极极耳150;负极活性物质层143上设置有负极极耳安装槽153,负极极耳150位于负极极耳安装槽153内;正极极片120上的正极活性物质层123上与负极极耳150相对的位置设有失活层1211。
该失活层1211用以使正极极片120的正极活性物质层123的与负极极耳150对应的位置处失去活性,即该位置处的活性物质层不再脱出锂离子。
在一些具体的实施方式中,可以通过使用稀盐酸、氨水等溶液清洗在正极极片120的正极活性物质层123对应负极极耳的位置,破坏正极极片120的正极活性物质层123中钴酸锂的结构,从而形成失活层,以使得失活层内包括钴、锂和氧元素,但不包括钴酸锂的特征吸收峰,即通过XRD(X射线衍射技术)对失活层1211进行检测时,无法检测到钴酸锂的特征吸收峰。也就是说,失活层1211不具备脱锂、嵌锂的功能,失活层1211在充放电过程中无法进行脱锂或嵌锂。
在上述方案中,该失活层1211的位置处,正极极片120无法脱锂,因此不会在负极极耳150的位置沉积锂层,因此不会对卷芯的厚度造成影响。
另外,在一种可能的实施方式中,正极极片120的正极活性物质层123上与负极极耳150相对的位置设有负极极耳凹槽121,负极极片140的负极活性物质层143上与正极极耳130相对的位置设有正极极耳凹槽141。
可以理解的是,正极极片120的正极活性物质层123上与负极极耳150对应的位置凹设有负极极耳凹槽121,负极极耳150厚度方向上部分结构可以位于负极极耳凹槽121中,可以抵消一部分的负极极耳150厚度,减少负极极耳150处的堆叠厚度。负极极片140的负极活性物质层143上与正极极耳130对应的位置凹设有正极极耳凹槽141,正极极耳130厚度方向上部分结构可以位于正极极耳凹槽141中,可以抵消一部分的正极极耳130厚度,减少正极极耳130处的堆叠厚度。由此,进一步使卷芯的平整度得到了改善。
本申请的上述实施例中以电池为锂离子电池为例进行说明,其中,电池100可以为极耳中置的电池,即正极极耳130位于正极极片120沿卷绕方向的两端之间;负极极耳150位于负极极片140沿卷绕方向的两端之间,则正极片的正极活性物质层所对应的负极极耳的位置处位于正极活性物质层的卷绕首端和卷绕尾端之间。或者,正极极耳可以位于正极极片沿卷绕方向的两端,负极极耳可以位于负极极片沿卷绕方向的两端,对于电池为其他类型的情况与极耳中置的情况类似,此处不再赘述。
示例性的,将极耳移动到正极极片120或者负极极片140的3/4、1/3、1/2等处的位置,这样可以降低卷芯的内阻,降低极化,优化充放电过程中电池极片上电流密度的分布,提高电池100的快充能力。
另外,正极极耳130和负极极耳150可以连接于卷芯110的高度方向的同一侧端部上。
当制作出用于容纳负极极耳150部分结构的负极极耳凹槽121后,可以将失活层1211形成在负极极耳凹槽121的内壁上。
示例性的,为了避免负极极耳凹槽121位置处的正极锂离子脱出,本申请实施例中,在负极极耳凹槽121的内侧壁上形成有失活层1211,失活层1211表面无法脱出正极离子。这里,失活层1211可以通过稀盐酸等清洗负极极耳凹槽121而形成。
与现有技术中必须要在负极极耳相对的正极极片上覆盖胶纸的情况相比,该实施例省略了胶纸,所以使整个卷芯110的厚度减小。也减轻了卷芯110表面的不平整度。或者,在另一个实施例中,负极极耳150相对的负极极耳凹槽121内侧表面覆盖胶纸160,该胶纸的厚度也会由负极极耳凹槽121抵消一部分,仍可以对正极极片120表面的平整度进行改善。
需要注意的是,在负极极耳凹槽121的槽内侧表面上可以覆盖有胶纸,也可以不覆盖胶纸。
示例性的,负极极耳凹槽121中的失活层1211表面和负极极耳150之间具有一层胶纸,且胶纸覆盖在负极极片150上;或者
负极极耳凹槽121中的失活层表面和负极极耳之间直接接触。实际上,在形成失活层1211后,在负极极耳凹槽中可以不设置胶纸。
可以理解的是,在正极极耳130背离正极极片120的一面应当覆盖有胶纸160。正极极耳凹槽141的槽内侧表面上可以覆盖有胶纸160,也可以不覆盖胶纸。
图3a为本申请实施例提供的正极极耳的结构示意图,图3b为本申请实施例提供的负极极耳的结构示意图。
本申请实施例中,参照图3a、图3b,为了进一步减小卷芯110的厚度,可以考虑使极耳跨接在电池100极片的两侧。这样还可以增加电池100极片和极耳之间的连接强度。
示例性的,正极极耳130包括正极极耳主体部131以及分别连接于正极极耳主体部131端部的两个正极极耳桥接部132,正极极耳主体部位于两个正极极耳桥接部132之间;
负极极耳150包括负极极耳主体部151以及分别连接于负极极耳主体部151的底端部的两个负极极耳桥接部152,负极极耳主体部位于两个负极极耳桥接部152之间。
在上述方案的基础上,参照图2a、图2b,负极极耳凹槽121位于正极极片120的正极活性物质层上与负极极耳桥接部152相对的位置;正极极耳凹槽141位于负极极片140的负极活性物质层上与正极极耳桥接部132相对的位置。
而像上述这样,使正极极耳130端部的两个正极极耳桥接部132分别位于正极极片120的两侧,与两个正极极耳桥接部132对应的位置均设有正极极耳凹槽141,分配到每个正极极耳凹槽141的槽深可以设置得相对较深,从而避免当正极极耳连接在正极极片的一表面时,正极极耳所对应的正极极耳凹槽的厚度受到阴极活性物质层厚度的限制无法设置过深的问题,能更好地容置正极极耳桥接部132,更利于卷芯110整体厚度的减少。
与上述类似地,在将负极极耳150连接在负极极片140的一个表面上时,负极极耳150对应的负极极耳凹槽121的槽深会受到正极活性物质层123厚度的限制,无法设置得太深。
而使负极极耳150端部的两个负极极耳桥接部152分别位于负极极片140的两侧,与两个负极极耳桥接部152对应的位置均设有负极极耳凹槽121,分配到每个负极极耳凹槽121的槽深可以设置得相对较深,能更好地容置负极极耳桥接部152,更利于卷芯110整体厚度的减少。
另外,在两个正极极耳桥接部132背离正极极片120的一面均覆盖有胶纸160。
并且,在两个负极极耳桥接部152背离负极极片140的一面均覆盖有胶纸。
并且,通过在正极极耳130的端部设置两个正极极耳桥接部132,将正极极耳130的厚度分布在正极极片120的两侧,尽量降低正极极片120单侧的不平整度。
另外,通过在负极极耳150的端部设置两个负极极耳桥接部152,将负极极耳150的厚度分布在负极极片140的两侧,尽量降低负极极片140单侧的不平整度。
需要注意的是,两个正极极耳桥接部132的厚度d1、d2之和小于或等于正极极耳主体部131的厚度d3;两个负极极耳桥接部152的厚度D1、D2之和小于或等于负极极耳主体部151的厚度D3。这样,可以进一步减小正极极耳桥接部132和负极极耳桥接部152的堆叠厚度。
可以理解的是,本申请不限于此,两个正极极耳桥接部132的厚度d1、d2之和也可以大于正极极耳主体部131的厚度d3,两个负极极耳桥接部152的厚度D1、D2之和也可以大于负极极耳主体部151的厚度D3。
示例性的,两个正极极耳桥接部132均连接在正极极耳主体部131的相同位置,这样,正极极耳130连接在正极极片120上时,两个正极极耳桥接部132相对设置。两个负极极耳桥接部152均连接在负极极耳主体部151的相同位置,负极极耳150连接在负极极片140上时,两个负极极耳桥接部152相对设置。
参照图2a、图2b,本申请实施例中,正极极片120上设有用于安装正极极耳130的正极极耳安装槽133;负极极片140上设有用于安装负极极耳150的负极极耳安装槽153。
当然,正极极片120上的正极极耳安装槽133的位置与上述的正极极耳桥接部132一一对应;负极极片140上的负极极耳安装槽153的位置与上述的负极极耳桥接部152一一对应。
本申请实施例中,示例性的,正极极耳安装槽133、负极极耳安装槽153、正极极耳凹槽141、负极极耳凹槽121中的至少一者的槽壁为朝向自身槽口方向逐渐外扩的倾斜槽壁。
在槽壁并未倾斜的情况下,在形成正极极耳安装槽133、负极极耳凹槽121的区域,正极极片120的极片厚度会有较为明显的突变,会导致正极活性物质层123和正极集流体122之间的粘结性变差,将槽壁形成为倾斜槽壁,可以有效避免这种情况的发生;与之类似的,在形成正极极耳凹槽141、负极极耳安装槽153的区域,负极极片140的极片厚度会有较为明显的突变,会破坏负极活性物质层143和负极集流体142之间的粘结性,而将槽壁形成为倾斜槽壁,可以有效避免这种情况的发生。
图4为现有技术中的电池中卷芯的卷绕首端的结构示意图,图5为本申请实施例提供的电池中卷芯110'的卷绕首端的结构示意图。参照图4,现有技术中卷芯110'的卷绕头部位置,正极极片120'的长度相对于负极极片140'要略微短些,以防止正极极片120'的边缘析锂。一般来说,正极极片120'卷绕首端要被切除3-5mm,这会导致卷芯110'在该位置留有缝隙,使卷芯110'平整度较差。
参照图5,为了解决这个问题,可以考虑使正极极片120的正极活性物质层的卷绕首端和负极极片140的负极活性物质层的卷绕首端齐平设置,并且正极极片120的正极活性物质层的卷绕首端形成有失活区域170,失活区域170为无法脱出锂离子的区域。这样卷芯的卷绕首端较为平整,提高了卷芯110的平整度,并且失活区域170的存在也使正极极片120的卷绕首端不会析锂。
例如,可以在正极极片120的正极活性物质层的卷绕首端使用稀盐酸、氨水等清洗,破坏正极极片120的卷绕首端的钴酸锂的结构,以使得失活区域内包括钴、锂和氧元素,但不包括钴酸锂的特征吸收峰,即通过XRD(X射线衍射技术)对失活区域170进行检测时,无法检测到钴酸锂的特征吸收峰,从而在正极极片120的卷绕首端形成失活区域,使正极极片120上的失活区域在充放电过程中无法进行脱锂,与失活区域对应的负极极片140的卷绕首端无法脱锂或嵌锂。
本申请实施例还提供一种电池的制作方法,用于制作上述的电池100。
图6为本申请实施例提供的电池的制作方法的流程示意图。
参照图6,本申请电池的制作方法包括:
S10、在正极极片中间体上制作正极极耳安装槽和负极极耳凹槽,以形成正极极片;
S20、在负极极片中间体上制作负极极耳安装槽和正极极耳凹槽,以形成负极极片;
S30、将正极极耳焊接在正极极耳安装槽内,将负极极耳焊接在负极极耳安装槽内;
S40、将正极极片、隔膜和负极极片依次层叠并卷绕形成电池。
其中,正极极片中间体包括正极集流体以及形成在正极集流体相对表面上的正极活性物质层;负极极片中间体包括负极集流体以及形成在负极集流体相对表面上的负极活性物质层;正极极耳安装槽用于安装正极极耳,负极极耳安装槽用于安装负极极耳;负极极耳凹槽和负极极耳安装槽的形成位置相对,正极极耳凹槽和正极极耳安装槽的形成位置相对。
在上述方案中,正极极片上与负极极耳对应的位置凹陷,并形成有负极极耳凹槽,负极极耳厚度方向上部分结构可以位于负极极耳凹槽中,以减少负极极耳处的堆叠厚度。负极极片上与正极极耳对应的位置凹陷,并形成有正极极耳凹槽,正极极耳厚度方向上部分结构可以位于正极极耳凹槽中,以减少正极极耳处的堆叠厚度。这样可以减少整个卷芯的不平整度。
如前所述,现有技术中,为了防止正极极片的卷绕首端析锂,正极极片卷绕首端和负极极片的卷绕首端并不齐平,这会导致卷芯的不平整度增加,为了避免这种情况的发生,在正极极片中间体上制作正极极耳安装槽和负极极耳凹槽之前可以包括:
用稀盐酸清洗正极极片的卷绕首端,以在正极极片的卷绕首端形成失活区域,失活区域为无法脱出锂离子的区域。
具体的,可以将0.5mol/L的稀盐酸涂在正极极片中间体的头部(对应于正极极片卷绕首端的位置),盐酸覆盖从正极极片中间体的头部起,大致3mm~5mm的位置处(正反两面均涂),并重复上述操作3~5次,直到该区域的正极活性物质层不再具有钴酸锂结构为止。当然,这里的正极活性物质层不具钴酸锂结构,是指通过X射线衍射测试中,该区域的活性物质层不再具有钴酸锂的特征峰。
在上述方案中,利用化学试剂在正极极片的卷绕首端破坏钴酸锂结构,在不覆盖胶纸的情况就可以达到使其无法进行锂离子脱嵌的目的,可以减小该处的堆叠厚度,使卷芯的平整度得到改善。可以理解的是,该破坏钴酸锂结构的化学试剂不限于稀盐酸,还可以为氨水等试剂。
在上述步骤S10中,包括制作正极极耳安装槽和负极极耳凹槽的步骤。
示例性的,对涂覆有正极活性物质层的正极集流体上的第一预设位置进行激光清洗,形成正极极耳安装槽,这里的第一预设位置是指将要安装正极极耳的位置。这里,正极极耳安装槽的大小可以根据正极极耳的大小而确定。例如,在正极极片的表面上俯视看去,正极极耳安装槽为16mm×35mm大小的长方形。并且正极极耳安装槽的槽壁为朝向自身槽口方向逐渐外扩的倾斜槽壁,倾斜的槽壁与正极极片表面的夹角为35°。
可以理解的是,在正极极耳包括两个正极极耳桥接部的情况下,每个正极极耳对应的正极极耳安装槽有两个,且分别位于正极集流体的相对的两个表面上的对应位置。
示例性的,对涂覆有正极活性物质层的正极集流体上的第二预设位置进行激光清洗,形成负极极耳凹槽,需要注意的是,本步骤中的第二预设位置是与负极极耳相对的位置。
需要清洗掉的正极活性物质层的厚度H满足如下关系,即:
H=负极极耳焊接端的厚度-负极活性物质层的厚度-胶纸厚度。
示例性的,在负极极耳焊接端的厚度为60μm,负极活性物质层的厚度为30μm,胶纸厚度为12μm的情况下,H=60-30-12=18μm;
在正极极片的表面上俯视看去,负极极耳凹槽为20mm×39mm大小的长方形。并且负极极耳凹槽的槽壁为朝向自身槽口方向逐渐外扩的倾斜槽壁,倾斜的槽壁与正极极片表面的夹角为15°.
本申请实施例中,为了避免负极极耳凹槽位置处的正极离子脱出,在正极极片中间体上制作负极极耳凹槽,具体包括:
在正极极片中间体上与负极极耳安装槽对应的位置制作凹槽;
用稀盐酸清洗凹槽以形成负极极耳凹槽。
具体的,将0.5mol/L的稀盐酸涂在凹槽中,重复上述操作3~5次直到该凹槽中的正极活性物质层不再具有钴酸锂结构为止。当然,这里的正极活性物质层不具有钴酸锂结构,是指通过X射线衍射测试中,该区域的活性物质层不再具有钴酸锂的特征峰。
需要注意的是,采用稀盐酸清洗凹槽时,稀盐酸的清洗范围要大于凹槽的范围,最终形成的负极极耳凹槽的周围1-5mm的范围内,要形成不具有钴酸锂结构的区域。
另外,由于负极极耳凹槽中的钴酸锂结构被破坏,其在充放电过程中无法进行脱锂(死锂),对应该位置处的负极极片就无法嵌锂,能够起到胶纸覆盖正极活性物质层的作用。此时,可以取消该位置覆盖正极极耳的胶纸,降低该位置的累积厚度,从而减轻卷芯的不平整度。
在上述步骤S20中,包括形成负极极耳安装槽和正极极耳凹槽的步骤。
示例性的,对负极极片中间体上的第三预设位置进行激光清洗,形成负极极耳安装槽。这里的第三预设位置是指将要安装负极极耳的位置。这里,负极极耳安装槽的大小可以根据负极极耳的大小而确定。
例如,在负极极片的表面上俯视看去,负极极耳安装槽为16mm×35mm大小的长方形。并且负极极耳安装槽的槽壁为朝向自身槽口方向逐渐外扩的倾斜槽壁,倾斜的槽壁与负极极片表面的夹角为35°。
可以理解的是,在负极极耳包括两个负极极耳桥接部的情况下,每个负极极耳对应的负极极耳安装槽有两个,且分别位于负极集流体的相对的两个表面上的对应位置。
示例性的,对涂覆有负极活性物质层的负极集流体上的第四预设位置进行激光清洗,形成正极极耳凹槽,需要注意的是,本步骤中的第四预设位置是与正极极耳相对的位置。
需要清洗掉的负极活性物质层的厚度H'满足如下关系,即:
H'=正极极耳焊接端的厚度-正极活性物质层的厚度-胶纸厚度。
示例性的,在正极极耳焊接端的厚度为60μm,正极活性物质层的厚度为45μm,胶纸厚度为12μm的情况下,H'=60-15-12=3μm;
在负极极片的表面上俯视看去,正极极耳凹槽为12mm×31mm大小的长方形。并且正极极耳凹槽的槽壁为朝向自身槽口方向逐渐外扩的倾斜槽壁,倾斜的槽壁与负极极片表面的夹角为15°.
在上述的步骤S30中,将正极极耳的两个正极极耳桥接部分别焊接在与之对应的正极极耳安装槽中。此时两个正极极耳桥接部分别位于正极集流体两个表面上,并夹住正极集流体。
在此之后,还包括在正极极耳两个正极极耳桥接部表面覆盖胶纸的步骤,示例性的,所贴覆的胶纸的长度、宽度、厚度分别为18mm、37mm、12μ。
然后将负极极耳的两个负极极耳桥接部分别焊接在与之对应的负极极耳安装槽中。此时两个负极极耳桥接部分别位于负极集流体两个表面上,并夹住负极集流体。
在此之后,还包括在负极极耳两个负极极耳桥接部表面覆盖胶纸的步骤,示例性的,所贴覆的胶纸的长度、宽度、厚度分别为18mm、37mm、12μ。
在步骤S40中,可以将上述的正极极片、隔膜、负极极片层叠并卷绕制备得到卷芯。
此后,可以将对卷芯进行封装、注入电解液、进行化成等步骤得到本申请实施例的电池。
本申请实施例中,例示出了正极极耳安装槽、负极极耳安装槽、负极极耳槽以及正极极耳凹槽的至少一者通过激光清洗形成的步骤。可以理解的是,本申请不限于此,也可以通过其它方式形成上述各槽。
本申请实施例中,在步骤S10、以及步骤S20之前还包括:
在正极集流体上形成正极活性物质层的步骤,在负极集流体上形成负极活性物质层的步骤。
其中,在正极集流体上形成正极活性物质层的步骤包括:
将钴酸锂、导电剂以及聚偏氟乙烯按照97.2:1.5:1.3的质量比加入到搅拌罐中,加入N-甲基吡咯烷酮溶剂,按照预设的配料工艺进行充分搅拌,过200目的筛网,配成正极浆料,正极浆料中固体成分的含量(固含量)为70%~75%。
利用涂布机将上述正极浆料涂覆至铝箔集流体,在120℃温度下烘干,制备得到正极极片中间体。
在负极集流体上形成负极活性物质层的步骤包括:
负极浆料的制备:
以人造石墨作为负极活性材料、导电炭黑作为导电剂、丁苯橡胶作为粘结剂以及羧甲基纤维素钠作为增稠剂。将人造石墨、导电炭黑、丁苯橡胶以及羧甲基纤维素钠按照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,按照预设工艺进行充分搅拌,通过150目的筛网进行过滤,制备得到负极浆料,负极浆料中固体成分的含量(固含量)为40%~45%。
利用涂布机将上述负极浆料涂覆至铜箔集流体,在100℃温度下烘干,制备得到负极极片中间体。
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”应作广义理解,例如,可以使固定连接,也可以是通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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,而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“正极”、“负极”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种电池,其特征在于,包括卷芯,所述卷芯包括卷绕的正极极片、隔膜和负极极片,所述隔膜位于相邻的所述正极极片和所述负极极片之间;
所述正极极片设有正极集流体、形成在所述正极集流体上至少一个表面的正极活性物质层以及正极极耳;
所述负极极片设有负极集流体、形成在所述负极集流体上至少一个表面的负极活性物质层以及负极极耳;
所述负极活性物质层上设置有负极极耳安装槽,所述负极极耳位于所述负极极耳安装槽内;
所述正极极片的正极活性物质层上与所述负极极耳相对的位置设有失活层;所述失活层包括钴和锂元素,不包括钴酸锂的特征吸收峰;
所述负极极耳包括负极极耳主体部以及分别连接于所述负极极耳主体部的底端部的两个负极极耳桥接部,所述负极极耳主体部位于两个所述负极极耳桥接部之间;两个所述负极极耳桥接部的厚度之和小于或等于所述负极极耳主体部的厚度;
所述正极活性物质层上与两个所述负极极耳桥接部对应的位置处均设置有负极极耳凹槽,所述失活层形成在所述负极极耳凹槽的内侧壁上。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述正极极耳位于所述正极极片沿卷绕方向的两端,或
所述正极极耳位于所述正极极片沿卷绕方向的两端之间。
3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,
所述负极极片的负极活性物质层上与所述正极极耳相对的位置设有正极极耳凹槽。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述负极极耳凹槽中的所述失活层表面和所述负极极耳之间具有一层胶纸,所述胶纸覆盖在所述负极极片上;或者
所述负极极耳凹槽中的所述失活层表面和所述负极极耳之间直接接触。
5.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述正极极耳背离所述正极集流体的一面覆盖有胶纸。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池,其特征在于,所述正极极耳包括正极极耳主体部以及分别连接于所述正极极耳主体部端部的两个正极极耳桥接部,所述正极极耳主体部位于两个所述正极极耳桥接部之间。
7.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,两个所述正极极耳桥接部的厚度之和小于或等于所述正极极耳主体部的厚度。
8.根据权利要求6所述的电池,其特征在于,所述正极极片的所述正极活性物质层上与所述负极极耳相对的位置设有负极极耳凹槽;所述负极极片的负极活性物质层上与所述正极极耳相对的位置设有正极极耳凹槽;
所述负极极耳凹槽位于所述正极极片的正极活性物质层上与所述负极极耳桥接部相对的位置;所述正极极耳凹槽位于所述负极极片的负极活性物质层上与所述正极极耳桥接部相对的位置。
9.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述正极极片的正极活性物质层上设有正极极耳安装槽,所述正极极耳位于所述正极极耳安装槽内。
10.根据权利要求9所述的电池,其特征在于,所述正极极耳安装槽、所述负极极耳安装槽、所述正极极耳凹槽、以及所述负极极耳凹槽中的至少一者的槽壁为朝向自身槽口方向逐渐外扩的倾斜槽壁。
11.根据权利要求1-5任一项所述的电池,其特征在于,所述正极极片的正极活性物质层的卷绕首端和所述负极极片的负极活性物质层的卷绕首端齐平设置,所述正极极片的正极活性物质层的卷绕首端形成有失活区域。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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