CN114864859A - 电池极片、电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池极片、电芯及电池，其中，所述电池极片包括极片、敷料结构及粘附结构，所述极片上形成有并行设置的敷料区和粘附区；所述敷料结构设于所述极片，且对应处于所述敷料区；所述粘附结构设于所述极片，且对应处于所述粘附区，用以将所述极片粘附至所述电芯的隔膜，通过将粘附结构设置在敷料结构的侧端，有效防止了所述电池极片与所述隔膜之间发生滑移错位，同时大大减小了电芯的整体厚度。

Description

电池极片、电芯及电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池极片、电芯及电池。

背景技术

目前电芯生产一般采用涂胶隔膜和非涂胶隔膜。非涂胶隔膜成本低，但生产出的极芯在转运与装配过程很容易引起极片滑移错位，造成电池安全隐患；涂胶隔膜可将正极片-隔膜-负极片通过胶层紧密粘合，极芯在转运和装配过程不会出现滑移错位，降低短路风险，提高了电池安全性，但是，隔膜涂胶工艺中胶层会占用较多的极芯内部空间，不利于电池容量的提升，同时隔膜涂表层涂胶后，孔隙率及透气性降低，使得电芯的阻抗增大。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种电池极片、电芯及电池，旨在解决现有电芯中涂胶隔膜的胶层占用电芯较多内部空间导致电芯厚度较厚的问题。

为实现上述目的，本发明提出的电池极片包括：

极片，形成有并行设置的敷料区和粘附区；

敷料结构，设于所述极片，且对应处于所述敷料区；以及，

粘附结构，设于所述极片，且对应处于所述粘附区，用以将所述极片粘附至所述电芯的隔膜。

可选地，所述粘附结构的材质包括陶瓷基体材质和粘附材质。

可选地，所述陶瓷基体材质包括三氧化二铝与勃姆石其中的至少一种；和/或，

所述粘附材质为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、丙烯酸树脂与聚酰亚胺其中的至少一种。

可选地，所述极片包括极片主体以及连接于所述极片主体侧端的极耳，所述敷料区设于所述极片主体；

所述粘附区包括设于所述极耳与所述敷料区之间的第一粘附区；

所述粘附结构包括设于所述第一粘附区的第一粘附块。

可选地，所述粘附区包括设于所述极片主体的第二粘附区，且所述第二粘附区相对所述第一粘附区设置于所述敷料区的另一侧；

所述粘附结构包括设于所述第二粘附区的第二粘附块。

可选地，所述粘附区包括设于所述极耳且与所述第一粘附区相邻的极耳粘附区；

所述粘附结构包括设于所述极耳粘附区的第三粘附块。

本发明还提出一种电芯，所述电芯包括：

正极片，包括上述的电池极片；

负极片，包括上述的电池极片，且所述负极片的敷料结构与所述正极片的敷料结构呈相对设置；以及，

隔膜，设于所述正极片与所述负极片之间，且所述隔膜的两侧端面分别粘接至所述正极片的粘附结构与所述负极片的粘附结构。

可选地，所述极片包括极片主体以及连接于所述极片主体侧端的极耳，所述敷料区设置于所述极片主体；

所述正极片的极耳与所述负极片的极耳对应于所述隔膜延展方向的两侧设置。

可选地，沿所述隔膜的厚度方向上，所述负极片的敷料结构的投影覆盖所述正极片的敷料结构的投影；和/或，

沿所述隔膜的厚度方向上，所述正极片的粘附区的投影和所述负极片的粘附区的投影至少部分重叠设置。

本发明还提供一种电池，包括上述的电芯。

相较于现有技术中将涂胶层设置在所述敷料结构与所述隔膜之间的方案而言，本发明提供的技术方案中，通过在与所述敷料结构并行的侧方位置设置粘附结构，再通过所述粘附结构将所述极片粘附至所述电芯的隔膜，从而将所述隔膜直接紧密贴设于所述敷料结构，进而省去了原本的涂胶层占用的厚度空间，大大减小了所述电芯的整体厚度，同时还能有效防止所述电池极片100与所述隔膜之间发生滑移错位。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的电池极片的一实施例的侧视结构示意图；

图2为图1中的电池极片的俯视结构示意图；

图3为图2中的极片的俯视结构示意图；

图4为本发明提供的电芯的一实施例的侧视结构示意图；

图5为图4中的电芯(不包括隔膜)的仰视结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1000	电芯	13	连接端部
100	电池极片	2	敷料结构
				1	极片	3	粘附结构
11	极片主体	31	第一粘附块
				111	敷料区	32	第二粘附块
112	第一粘附区	33	第三粘附块
				113	第二粘附区	4	隔膜
12	极耳	200	正极片
				121	极耳粘附区	300	负极片

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前电芯生产一般采用涂胶隔膜和非涂胶隔膜。非涂胶隔膜成本低，但生产出的极芯在转运与装配过程很容易引起极片滑移错位，造成电池安全隐患；涂胶隔膜可将正极片-隔膜-负极片通过胶层紧密粘合，极芯在转运和装配过程不会出现滑移错位，降低短路风险，提高了电池安全性，但是，隔膜涂胶工艺中胶层会占用较多的极芯内部空间，不利于电池容量的提升，同时隔膜涂表层涂胶后，孔隙率及透气性降低，使得电芯的阻抗增大。

鉴于此，本发明提出一种电池极片，用于电芯，旨在解决现有电芯中涂胶隔膜的胶层占用电芯较多内部空间导致电芯厚度较厚的问题，其中图1至图3为本发明提供的电池极片的一实施例的结构示意图，图4至图5为本发明提供的电芯一实施例的结构示意图。

请参阅图1至图3，所述电池极片100包括极片1、敷料结构2及粘附结构3，所述极片上形成有并行设置的敷料区111和粘附区；所述敷料结构2设于所述极片，且对应处于所述敷料区111；所述粘附结构3设于所述极片1，且对应处于所述粘附区，用以将所述极片粘附至所述电芯的隔膜。

相较于现有技术中将涂胶层设置在所述敷料结构2与所述隔膜4之间的方案而言，本发明提供的技术方案中，通过在与所述敷料结构2并行的侧方位置设置粘附结构3，再通过所述粘附结构3将所述极片1粘附至所述电芯的隔膜4，从而将所述隔膜4直接紧密贴设于所述敷料结构2，进而省去了现有技术中的涂胶层占用的厚度空间，大大减小了所述电芯的整体厚度，同时还能有效防止所述电池极片100与所述隔膜之间发生滑移错位。

现有技术中的隔膜涂胶工艺一般涂敷的是聚偏氟乙烯，而聚偏氟乙烯的使用成本高昂，基于此，本实施例中，所述粘附结构3的材质包括陶瓷基体材质和粘附材质，如此设置，可以确保所述粘附结构3在常温下固化，提高连接强度，确保所述粘附结构3在高温下呈现粘性，便于粘附至所述隔膜上，不仅如此，还能大大减少所述聚偏氟乙烯的用量，控制生产成本，同时，所述陶瓷基体材质还能起到绝缘防护的作用，防止两个所述极片1之间发生短路。

进一步地，本实施例中，所述陶瓷基体材质包括三氧化二铝与勃姆石其中的至少一种，如此设置，可以使得所述粘附结构3在常温下固化，以确保所述粘附结构3具有足够的连接强度。

另一实施例中，所述粘附材质为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、丙烯酸树脂与聚酰亚胺其中的至少一种，如此设置，可以使得所述粘附结构3在高温下呈现粘结性，方便粘附至所述隔膜。

需要说明的是，上述两个并列的技术特征“所述陶瓷基体材质包括三氧化二铝与勃姆石其中的至少一种”及“所述粘附材质为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、丙烯酸树脂与聚酰亚胺其中的至少一种”可以择一设置，也可以同时设置，显而易见的，同时设置的效果更好。

请参阅图1至图3，本实施例中，所述极片1包括极片主体11以及连接于所述极片主体11侧端的极耳12，所述敷料区111设于所述极片主体11；所述粘附区包括设于所述极12耳与所述敷料区111之间的第一粘附区112；所述粘附结构3包括设于所述第一粘附区112的第一粘附块31。通过在所述极耳12与所述敷料结构2之间设置第一粘附块31，再通过所述第一粘附块31粘附至所述隔膜上，所述极片1粘附至所述隔膜的受力位置较为合适，能有效减少所述极片1与所述隔膜之间发生相互滑移的风险。

进一步地，本实施例中，所述粘附区包括设于所述极片主体11的第二粘附区，且所述第二粘附区113相对所述第一粘附区112设置于所述敷料区111的另一侧；所述粘附结构3包括设于所述第二粘附区113的第二粘附块32。通过所述第二粘附块32的设置，能从所述敷料结构2的两端对所述极片主体11进行粘附，提高了粘附的稳定性，进一步防止所述极片1与隔膜之间的滑移。

另一实施例中，所述粘附区包括设于所述极耳12且与所述第一粘附区112相邻的极耳粘附区121；所述粘附结构3包括设于所述极耳粘附区121的第三粘附块33。通过所述第一粘附区112与所述极耳粘附区121的相邻设置，使得所述第三粘附块33与所述第一粘附块31之间可以相互粘结，确保了所述极耳12与所述极片本体11以及所述极耳12与所述隔膜之间的粘附稳定性。

请参阅图4至图5，本发明还提供一种电芯1000，所述电芯1000包括正极片200、负极片300及隔膜4，所述正极片200包括上述的电池极片100；所述负极片300包括上述的电池极片100，且所述负极片300的敷料结构2与所述正极片200的敷料结构2呈相对设置；所述隔膜4设于所述正极片200与所述负极片300之间，且所述隔膜4的两侧端面分别粘接至所述正极片200的粘附结构3与所述负极片300的粘附结构3。通过将粘附结构3设置在所述敷料结构2的侧端，省去了现有方案中的涂胶层占用的电芯1000的厚度空间，大大提升了电芯1000的容量，同时，所述隔膜4与所述敷料结构2之间不存在涂胶层的阻隔，使得所述隔膜4的孔隙率和透气性得以保证；不仅如此，所述电芯1000在装配及转运过程中不会发生所述极片的滑移错位，提升了电池的安全保障。

进一步地，本实施例中，所述极片1包括极片主体11以及连接于所述极片主体11侧端的极耳12，所述敷料区111设置于所述极片主体11；所述正极片200的极耳12与所述负极片300的极耳12对应于所述隔膜4延展方向的两侧设置。如此设置，可以确保所述正极耳12与所述负极耳12不会发生意外搭接，避免电芯1000短路。

另一实施例中，所述极片1包括极片主体11以及连接于所述极片主体11侧端的极耳12，所述敷料区111设置于所述极片主体11；所述正极片200的极耳12与所述负极片300的极耳12对应于所述隔膜4延展方向的同侧设置。如此设置，有利于后续的封装作业。

另一实施例中，请参阅图3至图5，所述极片包括极片主体11以及连接于所述极片主体11侧端的极耳12，所述极耳12具有连接于所述极片主体11的连接端部13；所述正极片200的连接端部13与所述负极片300的连接端部13之间的间距为L，其中L≥5mm。如此设置，能有效防止所述正极片200的极耳12与所述负极片300的极耳12发生意外搭接，避免电芯1000短路，同时满足爬电距离，防止高压拉弧放电。

本实施例中，沿所述隔膜4的厚度方向上，所述负极片300的敷料结构2的投影覆盖所述正极片200的敷料结构2的投影；如此设置，能确保所述所述负极片300的敷料结构2完全覆盖所述正极片200的敷料结构2，确保电芯1000的安全性。

另一实施例中，沿所述隔膜4的厚度方向上，所述正极片200的粘附区的投影和所述负极片300的粘附区的投影至少部分重叠设置。通过所述正极片200的粘附区与所述负极片300的粘附区的重叠设置，能有效增加所述所述正极片200的粘附结构3与所述负极片300的粘附结构3和所述隔膜4粘结的整体稳固性。

进一步地，本实施例中，所述正极片200的第一粘附区112的宽度为D1，所述正极片200的第二粘附区113的宽度为D2，所述正极片200的极耳粘附区121的宽度为D3，其中，2mm≤D1≤15mm，2mm≤D2≤15mm，2mm≤D3≤15mm。

另一实施例中，所述负极片300的第一粘附区112的宽度为D4，所述负极片300的第二粘附区113的宽度为D5，所述负极片300的极耳粘附区121的宽度为D6，其中，D4≤15mm，D5≤15mm，2mm≤D6≤10mm。

本发明还提供一种电芯1000制备方法，用以制备上述方案中的所述电芯1000，所述电芯1000制备方法包括以下步骤：

S1，提供所述正极片200、所述负极片300及所述隔膜4；

S2，将所述正极片200的粘附结构3与所述负极片300的粘附结构3分别贴附于所述隔膜4的两端面，通过卷绕和/或层层堆叠的方式形成待成型电芯1000；

S3，依次对所述待成型电芯1000进行高温热压、低温冷压及陈化后制得所述电芯1000。

具体的，本实施例中，所述高温热压的温度为T，其中，80℃≤T≤120℃。

另一实施例中，所述高温热压的压力为P，其中，1.0MPa≤P≤3.0MPa。

另一实施例中，所述高温热压的时间为t，其中，0.5min≤t≤15.0min。

需要说明的是，上述三个并列的技术特征“所述高温热压的温度为T，其中，80℃≤T≤120℃”及“所述高温热压的压力为P，其中，1.0MPa≤P≤3.0MPa”“所述高温热压的时间为t，其中，0.5min≤t≤15.0min”可以择一设置，可以择二设置，也可以同时设置，可以理解的是，同时设置的效果更好，可以确保所述粘附材质的粘性充分体现出来。

基于所述高温热压的加工方式，所述隔膜4可以被压制到紧贴至所述粘附结构3，在一实施例中，所述粘附结构3的厚度小于所述敷料结构2的厚度，如此设置，可以减少所述粘附结构3的用量，降低生产成本。

同时，所述低温冷压及所述陈化的方式均属于常规技术手段，本实施例在此不作赘述。

此外，本发明还提供一种电池，所述电池包括上述方案中的所述电芯1000，需要说明的是，所述电池中的电芯1000的结构可参照上述电芯1000的实施例，此处不再赘述；由于在本发明提供的电池中使用了上述电芯1000，因此，本发明提供的电池的实施例包括上述电芯1000全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本实施例中，所述电池还包括电解液、结构件及壳体，所述的电芯1000和电解液、结构件均位于所述壳体内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池极片，用于电芯，其特征在于，所述电池极片包括：

极片，形成有并行设置的敷料区和粘附区；

敷料结构，设于所述极片，且对应处于所述敷料区；以及，

粘附结构，设于所述极片，且对应处于所述粘附区，用以将所述极片粘附至所述电芯的隔膜。

2.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述粘附结构的材质包括陶瓷基体材质和粘附材质。

3.如权利要求2所述的电池极片，其特征在于，所述陶瓷基体材质包括三氧化二铝与勃姆石其中的至少一种；和/或，

所述粘附材质为聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、丁苯橡胶、丙烯酸树脂与聚酰亚胺其中的至少一种。

4.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述极片包括极片主体以及连接于所述极片主体侧端的极耳，所述敷料区设于所述极片主体；

所述粘附区包括设于所述极耳与所述敷料区之间的第一粘附区；

所述粘附结构包括设于所述第一粘附区的第一粘附块。

5.如权利要求4所述的电池极片，其特征在于，所述粘附区包括设于所述极片主体的第二粘附区，且所述第二粘附区相对所述第一粘附区设置于所述敷料区的另一侧；

所述粘附结构包括设于所述第二粘附区的第二粘附块。

6.如权利要求4所述的电池极片，其特征在于，所述粘附区包括设于所述极耳且与所述第一粘附区相邻的极耳粘附区；

所述粘附结构包括设于所述极耳粘附区的第三粘附块。

7.一种电芯，其特征在于，包括：

正极片，包括如权利要求1至6任意一项所述的电池极片；

负极片，包括如权利要求1至6任意一项所述的电池极片，且所述负极片的敷料结构与所述正极片的敷料结构呈相对设置；以及，

隔膜，设于所述正极片与所述负极片之间，且所述隔膜的两侧端面分别粘接至所述正极片的粘附结构与所述负极片的粘附结构。

8.如权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述极片包括极片主体以及连接于所述极片主体侧端的极耳，所述敷料区设置于所述极片主体；

所述正极片的极耳与所述负极片的极耳对应于所述隔膜延展方向的两侧设置。

9.如权利要求7所述的电芯，其特征在于，沿所述隔膜的厚度方向上，所述负极片的敷料结构的投影覆盖所述正极片的敷料结构的投影；和/或，

沿所述隔膜的厚度方向上，所述正极片的粘附区的投影和所述负极片的粘附区的投影至少部分重叠设置。

10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求7至9任意一项所述的电芯。

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