CN114566768A - 一种极片、电化学装置以及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种极片、电化学装置以及电子设备，极片包括极耳、集流体以及设于集流体表面的活性物质层。极耳包括第一部分以及第二部分，第一部分与集流体连接，第二部分沿着第一方向伸出集流体。其中，以垂直于极耳表面以及第一方向的方向为第二方向，以垂直第一方向和第二方向的方向为第三方向；沿第二方向观察，第二部分包括第一边、与第一边连接的第二边和第三边，第二部分包括第四边，第四边为第一部分沿第一方向远离第二部分的最长边，第二部分的第二边以及第三边在第三方向上的垂直距离为L₁，第四边的长度为L₂，L₂＞L₁。如此，提升了极耳与集流体连接处的载流能力，降低极耳与集流体的连接处温度上升的速度，增强了极片的安全性。

Description

一种极片、电化学装置以及电子设备

技术领域

本申请实施例涉及电池技术领域，尤其是涉及一种极片、电化学装置以及电子设备。

背景技术

电芯是许多移动设备所必须的重要部件，如手机、平板电脑等，电芯为该些移动设备提供能量。一般地，电芯通常由电极组件、极耳、电解液以及壳体组成，壳体收容所述电极组件，电极组件包括多个极片以及隔离膜，极耳焊接于极片上且伸出壳体。然而，极耳焊接于集流体时较为随意，在电芯充放电时极耳与集流体焊接处载流能力不足，容易导致极耳与集流体焊接处温度升高，由此带来安全隐患。

发明内容

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供了一种安全性能提高的极片、电化学装置以及电子设备，提高极耳与集流体焊接处的载流能力。

本申请实施例解决其技术问题采用以下技术方案：

一种极片，包括集流体、活性物质层以及极耳，所述活性物质层设于所述集流体表面，所述极耳包括第一部分以及第二部分，所述极耳用于与所述集流体重叠的部分为所述第一部分，所述第一部分与所述集流体连接，所述第二部分沿着第一方向伸出所述集流体，其中，以垂直于所述极耳的一表面以及所述第一方向的方向为第二方向，以垂直所述第一方向和所述第二方向的方向为第三方向。沿第二方向观察，所述第二部分包括第一边、第二边以及第三边，所述第一边的第一端与所述第二边的第一端连接，所述第一边的第二端与所述第三边的第一端连接，所述第二边的第二端以及所述第三边的第二端均朝靠近所述第一部分的方向延伸，所述第一部分包括第四边，所述第四边为所述第一部分沿第一方向远离所述第二部分的最长边，所述第二边的第二端与所述第三边的第二端在所述第三方向上的垂直距离为L₁，所述第四边的长度为L₂，L₂＞L₁。

通过调整极耳的第一部分的最长边的尺寸L₂，大于极耳第二部分的第三方向上的垂直距离，使得极耳与集流体在第三方向上连接的长度更长，提高了极耳与集流体连接处的载流能力，同时降低极耳与集流体连接处温度升高的速度，从而提高极片的稳定性。

可选地，所述第一部分包括焊印区，所述焊印区为所述极耳与所述集流体焊接的区域，沿所述第一方向观察，所述第四边为所述焊印区远离所述第二部分的最长边。

第一部分与集流体通过焊接的方式实现连接，可以使得极耳与集流体连接更加牢固，提高极片的稳定性。

可选地，所述集流体包括第一导电层、聚合物层以及第二导电层，所述聚合物层在所述第一导电层和所述第二导电层之间，所述第一导电层与所述第二导电层二者中至少有一者的表面设有所述活性物质层。

可选地，所述第一导电层以及所述第二导电层均为铝层，或者，所述第一导电层以及所述第二导电层均为铜层。

可选地，所述极耳包括第一子极耳以及第二子极耳，所述第一子极耳与所述第二子极耳均具有所述第一部分以及所述第二部分，所述第一子极耳与所述第一导电层连接，所述第二子极耳与所述第二导电层连接。

设置第一子极耳以及第二子极耳，可以方便第一导电层与第二导电层之间的连接，同时，还能起到缩短电子移动传输的路径。

可选地，所述极耳的数量有多个，多个所述极耳沿着所述第三方向焊接于所述集流体。

可选地，所述极片还包括绝缘涂层，所述绝缘涂层涂覆于所述集流体的表面，沿所述第二方向观察，所述绝缘涂层位于所述活性物质层与所述第一部分之间。

可选地，所述极片至少满足任意一者：(1)1mm≤L₁＜500mm，和/或1mm＜L₂≤500mm；(2)20％L₂≤L₁≤80％L₂。

本申请实施例解决其技术问题还采用以下技术方案：

一种电化学装置，包括电极组件以及壳体，所述电极组件收容于所述壳体，所述电极组件包括隔离膜以及上述的极片，所述极片至少有两个，且每两个所述极片之间设有一所述隔离膜。

本申请实施例解决其技术问题还采用以下技术方案：

一种电子设备，包括上述的电化学装置。

本申请实施例的有益效果是：本申请实施例提供的极片，包括极耳、集流体以及活性物质层，活性物质层设于集流体的表面，极耳与集流体连接。极耳包括第一部分以及第二部分，第一部分与集流体连接，第二部分沿着第一方向伸出集流体。其中，以垂直于极耳的一表面以及第一方向的方向为第二方向，以垂直第一方向和第二方向的方向为第三方向；沿第二方向观察，第二部分包括第一边、第二边以及第三边，第一边的两端分别连接第二边以及第三边，第二部分包括第四边，第四边为第一部分沿第一方向远离第二部分的最长边，第二部分的第二边以及第三边在第三方向上的垂直距离为L₁，第四边的长度为L₂，L₂＞L₁。如此，提升了极耳与集流体连接处的载流能力，降低极耳与集流体连接处温度上升的速度，有利于提高极片的稳定性及安全性。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请其中一个实施例的极片的侧视图；

图2是图1的俯视图；

图3是本申请另一实施例的极片的侧视图；

图4是图1的另一实施例的俯视图；

图5是本申请的又一实施例极片的俯视图；

图6是本申请的再一实施例极片的俯视图；

图7是本申请其中一个实施例的电化学装置的结构示意图；

图8是图7中的电极组件的俯视图；

图9是本申请再一实施例的电子设备的结构框图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”等指示的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申请和简化描述，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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1-2所示，本申请其中一个实施例提供了一种极片100，包括极耳10、集流体20以及活性物质层30，所述活性物质层30设于所述集流体20，所述极耳10与所述集流体20连接。

所述极耳10包括相连接的第一部分11以及第二部分12，所述第一部分11为所述极耳10用于与所述集流体20重叠的部分，所述第二部分12为所述极耳10沿着第一方向X伸出所述集流体20的部分。其中，沿着第二方向Z观察，所述第二部分12包括第一边121、第二边122以及第三边123，所述第一边121的第一端与所述第二边122的第一端连接，所述第一边121的第二端与所述第三边123的第一端连接，所述第二边122的第二端以及所述第三边123的第二端均朝靠近所述第一部分11的方向延伸。所述第一部分11包括第四边111，所述第四边111为所述第一部分11沿着所述第一方向X远离所述第二部分12的最长边，所述第二边122的第二端与所述第三边123的第二端在所述第三方向Y上的垂直距离为L₁，所述第四边111的长度为L₂，L₂＞L₁。这里要说明的是，所述第一方向X、所述第二方向Z以及所述第三方向Y两两之间相互垂直。

通过上述结构，第一部分11的所述第四边111的长度L₂，第二部分12的第二边122以及所述第三边123在第三方向上的垂直距离L₁，如此设置可以增加所述极耳10与所述集流体20的连接处的宽度，提升所述极耳10与集流体20连接处的载流能力，降低所述极耳10与所述集流体20的连接处温度上升的速度，有利于提高极片的安全性及稳定性。并且，在提升所述极耳10与集流体20连接处的载流能力的同时，不增加所述第二部分12在第三方向Y的长度，使得所述极耳10的第二部分12在弯折时阻力小，便于弯折。

在一些实施例中，L₁、L₂满足以下任意一关系式：

(1)1mm≤L₁＜500mm，和/或1mm＜L₂≤500mm；

(2)20％L₂≤L₁≤80％L₂。

根据电池的应用场景不同，电池的大小也不一样。在一些实施例中，当应用在较小的电子装置上，如蓝牙耳机，那么L₂可以为2mm，L₁为1mm；在一些实施例中，当应用在大的电自装置上，如大型动力电池或者储能电池上，L₂可以是500mm。

在一些实施例中，20％L₂≤L₁≤80％L₂，当L₁≤20％L₂时，极耳伸出端L₂较宽，正极和负极极耳伸出端间距变小，极耳错位容易导致正负极极耳短路，所以L₁≥20％L₂；当L₁≥80％L₂时，L₂与L₁相差不大，导电能力增强不明显，且会增加极耳模切难度，所以L₁≤80％L₂；

在一些实施例中，请结合图1与图2，所述第一部分11用于与所述集流体20重叠的区域，可以是全部区域均与所述集流体20连接，即此时所述第一部分11面向所述集流体20的一面均与所述集流体20连接。在本实施例中，所述第一部分11与所述集流体20通过超声焊接工艺实现连接的，此时所述第一部分11用于与所述集流体20连接的区域为焊印区111',并且在该焊印区111'上将形成焊印1111'，所述焊印区111'包括所述第四边111，所述第四边111为所述焊印区111'在第一方向X上远离所述第二部分12的最长边。其中，沿着第二方向Z观察，所述焊印区111'的形状呈四边形。在一些其它的实施例中，沿着第二方向Z观察，所述焊印区111'的形状呈四边形与梯形状的结合。

在一些实施例中，如图2所示，沿着所述第二方向Z观察，所述第二部分12的形状呈梯形状，且沿着所述第一方向X，所述第二部分12在第三方向Y的横截面逐渐变小。在另一些实施例中，如图4所示，沿着所述第二方向Z观察，所述第二部分12呈四边形与梯形相结合的形状，其中，所述第二部分12的四边形部分与第一部分相连接，所述第二部分12的梯形部分远离所述第一部分11。在一些其它的实施例中，所述第二部分12的形状还可以是其它的形状。

应当理解的，所述第一部分11用于与所述集流体20重叠的区域，也可以是仅有部分区域与所述集流体20连接，即所述第一部分11除了具有上述用于与集流体20连接的焊印区111'以外，所述第一部分11还包括与所述集流体20重叠但不连接的非连接区(图未示)，所述非连接区与所述第二部分12连接。所述非连接区可以作为所述第二部分12与所述焊印区111'二者之间的缓冲区，降低所述第二部分12直接作用于所述焊印区111'的作用力。

在一些实施例中，请再次参阅图1，所述集流体20包括第一导电层21、聚合物层22以及第二导电层23，所述聚合物层22在所述第一导电层21和所述第二导电层23之间，所述第一导电层21与所述第二导电层23二者中至少有一者的表面设置所述活性物质层30。可理解的，所述第一导电层21以及所述第二导电层23均可以是铝层，也可以是铜层，当然还可以是其它导电金属制成的导电层。

在一些实施例中，所述极耳10包括第一子极耳101以及第二子极耳102，所述第一子极耳101与所述第二子极耳102均具有所述第一部分11与第二部分12。所述第一子极耳101与所述第一导电层21连接，所述第二子极耳102与所述第二导电层22连接。所述第一子极耳101与所述第二子极耳102均位于所述集流体20的同一侧。在一些实施例中，所述极耳10的数量有多个，多个所述极耳10沿着所述第三方向Y焊接于所述集流体20。可理解的，多个所述极耳10可以均是设置于所述集流体10的同一侧，相邻的两个极耳10之间具有间距；多个所述极耳10还可以是设置于所述集流体20的不同侧，如多个所述极耳10设置于所述集流体20的相对两侧，或者如图3所示，多个所述极耳10设置于所述集流体20相邻的两侧。

应当理解的，所述极片100可以是作为负极极片使用，也可以是作为正极极片使用，具体根据实际使用而具有不同的极性。

在一些实施例中，当所述极片100为正极极片时，所述极片100还包括绝缘涂层40，所述绝缘涂层涂覆与所述集流体20的表面，并且，沿着第二方向Z观察，在第一方向X，所述绝缘涂层40位于所述活性物质层30与所述第一部分11之间。应当理解的，所述集流体20包括涂覆区以及非涂覆区，所述涂覆区为所述集流体20表面设置所述活性物质层30的区域，所述非涂覆区为所述集流体20表面无设置所述活性物质层30的区域。所述极耳10连接于所述集流体20的非涂覆区，且所述绝缘涂层40设置于所述非涂覆区，所述绝缘涂层40用于降低所述极耳10的边缘毛刺裸露的风险。在本实施例中，所述绝缘涂层40为陶瓷涂层。在一些其它的实施例中，所述绝缘涂层40还可以是其它的绝缘材料形成的绝缘层。

所述极片100的加工过程：

(1)若所述极片100为正极极片，将铝箔焊接于集流体20，所述活性物质层30以及所述绝缘涂层40均涂覆于所述集流体20。

加工时，先在所述绝缘涂层40上模切，随后在所述铝箔与集流体20焊接的区域进行模切，最后模切出本申请实施例中图2示出的极耳10。或者，先在绝缘涂层40上模切，随后在所述铝箔不与所述集流体20连接的区域进行模切，最后模切出本申请实施例中图4示出的极耳10。

(2)若所述极片100为负极极片，将铜箔焊接于集流体20，所述活性物质层30涂覆于所述集流体20，此时所述集流体20上未涂覆所述绝缘涂层40。

加工时，先在活性物质层30上模切，然后在所述铜箔与集流体20焊接的区域进行模切，最后模切出本申请实施例中图5示出的极耳10。或者，先在活性物质层30上模切，然后在所述铜箔伸出所述集流体20的部分上进行模切，最后模切出本申请实施例中图6示出的极耳10。

应当理解的，上述实施例中是以铜箔和铝箔为例简单阐述所述极片100的极耳10形成的过程，其并不理解成所述极耳10只能采用铝箔或者铜箔制成，所述极耳10可根据实际需要选定导电材料。

本申请实施例提供的极片100，包括极耳10、集流体20以及活性物质层30，所述活性物质层30设于所述集流体20，其中，所述极耳10包括第一部分11以及第二部分12，所述第一部分11与所述集流体20连接，所述第二部分12沿着第一方向X伸出所述集流体20。沿第二方向Z观察，所述第二部分12包括第一边121、第二边122以及第三边123，所述第一边121的第一端与所述第二边122的第一端连接，所述第一边121的第二端与所述第三边123的第一端连接，所述第二边122的第二端以及所述第三边123的第二端均朝靠近所述第一部分11的方向延伸，所述第一部分11包括第四边111，所述第四边111为所述第一部分11沿第一方向X远离所述第二部分12的最长边，所述第二边122的第二端与所述第三边123的第二端在所述第三方向Y上的垂直距离为L₁，所述第四边的长度为L₂，L₂＞L₁。通过上述结构，可以增加所述极耳10与所述集流体20的连接处的宽度，提升所述极耳10与集流体20连接处的载流能力，降低所述极耳10与所述集流体20的连接处温度上升的速度，有利于提高极片的安全性及稳定性。

如图7和图8所示，本申请另一个实施例提供的电化学装置200，其包括电极组件201以及壳体202，所述电极组件201收容于所述壳体202。其中，所述电极组件201包括隔离膜2011以及上述实施例中的所述极片100，所述极片100的数量至少有两个，且每两个所述极片100之间设置一所述隔离膜2011。

在一些实施例中，如图8所示，所述电极组件201可以是包括所述隔离膜2011以及两个所述极片100，所述隔离膜2011设置于两个所述极片100之间，其中一所述极片100为正极片，另一极片100为负极片，所述隔离膜2011以及两个所述极片100叠置并卷绕，并且同一极片100的多个极耳10之间相互连接，正极片的极耳以及负极片的极耳的位置相互错开。在一些其它的实施例中，所述电极组件201还可以是包括多个隔离膜2011以及多个所述极片100，每两个所述极片100之间设有一所述隔离膜2011，多个所述极片100沿着所述第二方向Z叠置，且多个同一极性的极片100之间的极耳相互连接。

进一步地，所述电化学装置200还包括正极耳203以及负极耳204，所述正极耳203与所述电极组件201的正极片的极耳连接，所述负极耳204与所述电极组件201的负极片的极耳连接。

所述电化学装置200采用上述实施例中的极片100，所述极耳10与集流体20连接处的载流能力得到加强，降低了所述极耳10与所述集流体20的连接处温度上升的速度，有利于提高极片的安全性及稳定性，增强了所述电化学装置200的安全性。

如图9所示，本申请又一实施例提供的电子设备300，包括上述实施例中的电化学装置200。所述电化学装置200用于为所述电子设备300提供电能。所述电子设备300可以是手机、蓝牙耳机或平板电脑，当然所述电子设备300还可以是其它的用电设备。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种极片，其特征在于，包括：集流体、活性物质层以及极耳，所述活性物质层设于所述集流体表面，所述极耳包括第一部分以及第二部分，所述极耳用于与所述集流体重叠的部分为所述第一部分，所述第一部分与所述集流体连接，所述第二部分沿着第一方向伸出所述集流体；

以垂直于所述极耳的一表面和所述第一方向的方向为第二方向，以垂直所述第一方向和所述第二方向的方向为第三方向；

沿第二方向观察，所述第二部分包括第一边、第二边以及第三边，所述第一边的第一端与所述第二边的第一端连接，所述第一边的第二端与所述第三边的第一端连接，所述第二边的第二端以及所述第三边的第二端均朝靠近所述第一部分的方向延伸，所述第一部分包括第四边，所述第四边为所述第一部分沿第一方向远离所述第二部分的最长边，所述第二边的第二端与所述第三边的第二端在所述第三方向上的垂直距离为L₁，所述第四边的长度为L₂，L₂＞L₁。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一部分包括焊印区，所述焊印区为所述极耳与所述集流体焊接的区域，沿所述第一方向观察，所述第四边为所述焊印区远离所述第二部分的最长边。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体包括第一导电层、聚合物层以及第二导电层，所述聚合物层在所述第一导电层和所述第二导电层之间，所述第一导电层与所述第二导电层二者中至少有一者的表面设有所述活性物质层。

4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述第一导电层以及所述第二导电层均为铝层，或者，所述第一导电层以及所述第二导电层均为铜层。

5.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述极耳包括第一子极耳以及第二子极耳，所述第一子极耳与所述第二子极耳均具有所述第一部分以及所述第二部分，所述第一子极耳与所述第一导电层连接，所述第二子极耳与所述第二导电层连接。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极耳的数量有多个，多个所述极耳沿着所述第三方向焊接于所述集流体。

7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，还包括绝缘涂层，所述绝缘涂层涂覆于所述集流体的表面，沿所述第二方向观察，所述绝缘涂层位于所述活性物质层与所述第一部分之间。

8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，至少满足以下任意一者：

(1)1mm≤L₁＜500mm，和/或1mm＜L₂≤500mm；

(2)20％L₂≤L₁≤80％L₂。

9.一种电化学装置，其特征在于，包括电极组件以及壳体，所述电极组件收容于所述壳体，所述电极组件包括隔离膜以及如权利要求1-8中任意一项所述的极片，所述极片至少有两个，且每两个所述极片之间设有一所述隔离膜。

10.一种电子设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电化学装置。

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