CN115051045A - 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents
电极组件、电池单体、电池以及用电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115051045A CN115051045A CN202210978621.1A CN202210978621A CN115051045A CN 115051045 A CN115051045 A CN 115051045A CN 202210978621 A CN202210978621 A CN 202210978621A CN 115051045 A CN115051045 A CN 115051045A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- electrode assembly
- connecting section
- pole piece
- adhesive layer
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0431—Cells with wound or folded electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/463—Separators, membranes or diaphragms characterised by their shape
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
本申请公开了一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置,电极组件包括极片和隔离膜,极片和隔离膜沿卷绕方向卷绕;隔离膜沿卷绕方向的尾部具有连接段,连接段的至少部分位于电极组件的最外侧,且连接段附接于电极组件的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分。本申请实施例的技术方案中,隔离膜的尾端设置连接段将电极组件的卷绕部分的末端进行固定,提高生产效率,并且固定部分设置在末端,连接段的束缚力能够合理调整,不会影响电极组件膨胀变形,保证电极组件的运行稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,特别是涉及一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置。
背景技术
锂离子电池由于其能量密度高、循环寿命长、环境污染小等优点,广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、风力发电机组、太阳能电站等电子设备中。
目前,电极组件通常由电极极片卷绕形成,卷绕成形的电极组件具有安全性能好、体积能量密度大等优点。电极极片在使用过程中会发生一定的形变,因此电极极片的固定方式,往往影响到电极组件整体的性能。为了进一步提升电极组件运行稳定性,需要对电极极片的固定方式进行进一步改进。
发明内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电极组件、电池单体、电池以及用电装置,能够适应电极极片的一定范围内的形变,提升电池单体的运行稳定性。
第一方面,本申请提供了一种电极组件,包括极片和隔离膜,极片和隔离膜沿卷绕方向卷绕;
隔离膜沿卷绕方向的尾部具有连接段,连接段的至少部分位于电极组件的最外侧,且连接段附接于电极组件的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分。
本申请实施例的技术方案中,隔离膜的尾端预设连接段将电极组件的卷绕部分的末端进行固定,提高生产效率,并且固定部分设置在末端,连接段的束缚力更加合理,卷绕部分能够为电极组件的膨胀提供空间,不会对电极组件的膨胀形成束缚,保证电池单体的运行稳定性。
在一些实施例中,连接段沿卷绕方向至少卷绕一圈。连接段卷绕不少于一圈,能有效的实现电极组件外表面上电极极片的绝缘,防止短路,保证电池单体的安全性能。
在一些实施例中,连接段沿卷绕方向卷绕1.25圈~1.75圈。设置连接段合理的卷绕圈数,保证绝缘效果以及卷绕稳定性的同时,降低电极组件的厚度,保证电池单体的能量密度。
在一些实施例中,隔离膜包括基膜、绝缘层以及粘接层,绝缘层和粘接层设置于基膜的表面并沿卷绕方向设置,基膜的与粘接层对应的区域和粘接层构成连接段,粘接层粘接于电极组件的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分。
上述的结构中,隔离膜中对应连接段的位置不设置绝缘层,能够降低连接段的厚度以及重量,保证电池单体的能量密度。
在一些实施例中,粘接层包括压敏胶。使用压敏胶,能够通过对施加在电极组件上的压力控制粘胶的粘性,提高生产的效率。
在一些实施例中,粘接层的厚度H1与基膜的厚度H2满足关系:0.7*H2≤H1≤H2。通过设置合理的粘接层厚度,保证粘结性能的同时,避免连接段厚度过大,同时保证连接段处的平整度。
在一些实施例中,粘接层的厚度等于绝缘层的厚度。通过设置粘接层的厚度与绝缘层相等,保证连接段与隔离膜其他部分的厚度相等,保证隔离膜整体的平整度以及卷绕后的电极组件的群裕度。
在一些实施例中,电极组件包括平直区以及设于平直区沿第一方向两端的两个弯折区,粘接层沿卷绕方向的末端设于平直区。将粘接层设于平直区,能便于对粘接层施加压力提升粘结强度。
在一些实施例中,粘接层在第二方向上的延伸长度L1、基膜在第二方向上的延伸长度L2满足关系:0.75*L2≤L1≤L2。粘接层的宽度设置到足够的范围,能够保证粘接层的粘接强度以及连接段连接的牢固性。
在一些实施例中,第一方向垂直于第二方向。通过将粘接层沿着长度方向垂直的方向进行设置,沿着基膜的宽度方向进行覆盖,能提升粘接层的粘接性能,同时保证粘接层形状的规整性,提升制造与安装的便利性。
本申请的第二方面,提供了一种电极组件的制造方法,包括:
取层叠设置的极片以及隔离膜,隔离膜的一端沿第一方向延伸形成连接段,连接段包括层叠设置的基膜和粘接层;
将极片以及隔离膜同时沿卷绕方向卷绕,卷绕至连接段的起始端停止;
将连接段附接于极片的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分,得到电极组件。
本申请实施例的技术方案中,通过在隔离膜的卷绕方向的末端设置连接段,并将连接段的两侧粘接在极片以及隔离膜之间,保证电极组件末端连接强度保证电极组件的形状的同时,在卷绕的其他部分可以通过卷绕设置合理的空间为极片的膨胀提供空间,保证电极组件运行的稳定性。
在一些实施例中,粘接层由压敏胶制造而成,将连接段附接于极片的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分,得到电极组件的步骤包括:
继续卷绕连接段,将连接段全部卷绕于极片外周,得到待压件;
沿隔离膜的厚度方向对待压件施加压力,使得压敏胶的粘性得到释放,压敏胶粘接于电极组件的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分。
使用压敏胶制造粘接层,能够通过对施加在电极组件上的压力控制粘胶的粘性,提高生产的效率以及便利性。
在一些实施例中,粘接层由绝缘胶液制造而成,将连接段附接于极片的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分,得到电极组件的步骤包括:
继续卷绕连接段,将连接段全部卷绕于极片外周,得到待烘干件;
对待烘干件进行烘干、冷压,使绝缘胶液干燥形成粘接层,粘接层粘接于电极组件的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分,得到电极组件。
使用绝缘胶液对隔离膜的末端与电极极片卷绕后进行粘接,能保证粘结强度,同时保证连接段的绝缘性能。
在一些实施例中,粘接层为双面胶,双面胶的一侧粘接于隔离膜的基膜,双面胶的另一侧设置有防粘层,将连接段附接于极片的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分,得到电极组件的步骤包括:
将防粘层取下,释放双面胶背离基膜一侧的粘性;
继续卷绕连接段,将连接段全部卷绕于极片的外周,双面胶粘接于电极组件的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分,得到电极组件。
通过在基膜尾端预设双面胶形成连接段,能够提升电极组件的生产效率。
第三方面,本申请还提供了一种电池单体,包括上述实施例中的电极组件或者通过上述的电极组件的制造方法制造的电极组件。
第四方面,本申请还提供了一种电池,包括上述实施例中的电池单体。
第五方面,本申请还提供了一种用电装置,用电装置包括上述实施例中的电池,电池用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图;
图3为本申请一些实施例提供的电池中的电池单体的爆炸示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电极组件的结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的电极组件的局部结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的电极组件的展开示意图;
图7为本申请一些实施例提供的电极组件的制造方法的流程框图;
图8为本申请另一些实施例提供的电极组件的制造方法的流程框图;
图9为本申请又一些实施例提供的电极组件的制造方法的流程框图;
图10为本申请再一些实施例提供的电极组件的制造方法的流程框图。
在附图中,附图未必按照实际的比例绘制。
附图标记说明:
1、车辆; 2、电池;24、泄压机构;25、电极端子;3、控制器;
4、马达;5、外壳;51、第一部分;52、第二部分;53、容纳空间;
6、电池模块;7、电池单体;10、电极单元; 20、壳体;21、开口;30、端盖;X、第一方向;Y、第二方向;
11、电极组件;1101、极片;1102、隔离膜;1103、连接段;1104、基膜;1105、绝缘层;1106、粘接层;1107、平直区;1108、弯折区。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请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;本申请中在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,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
在本申请的描述中,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”、“附接”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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,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,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的外壳。外壳可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极单元和电解质,电极单元包括至少一个电极组件,电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面;正极集流体包括正极集流部和凸出于正极集流部的正极凸部,正极集流部涂覆有正极活性物质层,正极凸部的至少部分未涂覆正极活性物质层,正极凸部作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质层包括正极活性物质,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面;负极集流体包括负极集流部和凸出于负极集流部的负极凸部,负极集流部涂覆有负极活性物质层,负极凸部的至少部分未涂覆负极活性物质层,负极凸部作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质层包括负极活性物质,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离件的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电装置。用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电装置为车辆为例进行说明。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。如图1所示,车辆1的内部设置有电池2,电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电,例如,电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4,控制器3用来控制电池2为马达4供电,例如,用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请的一些实施例中,电池2不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例提供的电池2的爆炸示意图。如图2所示,电池2包括外壳5和电池模块6,多个电池单体组成电池模块6,电池模块6容纳于外壳5内。
外壳5用于容纳电池单体,外壳5可以是多种结构。在一些实施例中,外壳5可以包括第一部分51和第二部分52,第一部分51与第二部分52相互盖合,第一部分51和第二部分52共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间53。第二部分52可以是一端开口的空心结构,第一部分51为板状结构,第一部分51盖合于第二部分52的开口侧,以形成具有容纳空间53的外壳5;第一部分51和第二部分52也均可以是一侧开口的空心结构,第一部分51的开口侧盖合于第二部分52的开口侧,以形成具有容纳空间53的外壳5。当然,第一部分51和第二部分52可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一部分51与第二部分52连接后的密封性,第一部分51与第二部分52之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
假设第一部分51盖合于第二部分52的顶部,第一部分51亦可称之为上箱盖,第二部分52亦可称之为下箱体。
在电池2中,电池单体可以是一个,也可以是多个。若电池单体为多个,多个电池单体之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于外壳5内;当然,也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6,多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于外壳5内。
图3为本申请一些实施例提供的电池中的电池单体的爆炸示意图。在一些实施例中,电池单体7为多个,多个电池单体7先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
电池模块6中的多个电池单体7之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池模块6中的多个电池单体7的并联或串联或混联。
本申请实施例的电池单体7包括电极单元10、壳体20和端盖组件30。壳体20具有开口21,电极单元10容纳于壳体20内,端盖组件30用于连接壳体20并盖合于开口21。
电极单元10包括至少一个电极组件11。示例性的,图3中的电极单元10包括两个电极组件11。电极组件11包括正极极片、负极极片和隔离件。电极组件11可以是卷绕式电极组件、叠片式电极组件或其它形式的电极组件。
在一些实施例中,电极组件11为卷绕式电极组件。正极极片、负极极片和隔离件均为带状结构。本申请实施例可以将正极极片、隔离件以及负极极片依次层叠并卷绕两圈以上形成电极组件11。
在另一些实施例中,电极组件11为叠片式电极组件。具体地,电极组件11包括多个正极极片和多个负极极片,正极极片和负极极片交替层叠,层叠的方向平行于正极极片的厚度方向和负极极片的厚度方向。
电极单元10包括至少一个电极组件11。也就是说,在电池单体7中,容纳于壳体20内的电极组件11可以是一个,也可以是多个。
壳体20为一侧开口的空心结构。端盖组件30盖合于壳体20的开口处并形成密封连接,以形成用于容纳电极单元10和电解质的容纳腔。
壳体20可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体20的形状可根据电极单元10的具体形状来确定。比如,若电极单元10为圆柱体结构,则可选用为圆柱体壳体;若电极单元10为长方体结构,则可选用长方体壳体。当然,端盖组件30也可以是多种结构,比如,为板状结构或一端开口的空心结构等。示例性的,壳体20为长方体结构,端盖组件30为板状结构,端盖组件30盖合于壳体20顶部的开口处。
端盖组件30还包括电极端子25。在一些实施例中,电极端子25设置为两个,两个电极端子25分别定义为正极电极端子和负极电极端子。正极电极端子和负极电极端子分别用于与电极组件11正极极耳部和负极极耳部电连接,以输出电极组件11所产生的电流。
端盖组件30还包括泄压机构24,泄压机构24用于在电池单体7的内部压力或温度达到预定值时泄放电池单体7的内部压力或温度。示例性的,泄压机构24位于正极电极端子和负极电极端子之间,泄压机构24可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。
在一些实施例中,壳体20也可为相对的两侧开口的空心结构。端盖组件30包括两个端盖组件30,两个端盖组件30分别盖合于壳体20的两个开口处并密封连接,以形成用于容纳电极单元10和电解质的容纳腔。在一些示例中,正极电极端子和负极电极端子可安装在同一个端盖组件30上。在另一些示例中,正极电极端子和负极电极端子分别安装在两个端盖组件30上。
在电池单体中,正极极片、负极极片和隔离件均为带状结构,能够便于生产制造。通过将正极极片、隔离件以及负极极片依次层叠并卷绕两圈以上形成电极组件,能够降低电极极片以及隔离膜占用的空间,同时保证电极组件的正常运行。电极组件卷绕成型后,需要对其形状和结构进行固定,以便于电极组件放置于壳体中。
相关技术中,通过在卷绕完成的电极组件表面喷涂胶黏剂,干燥后形成包覆膜,以对卷绕的电极组件进行固定。上述的技术方案,首先需要在卷绕设备中设置喷胶装置,要通过改造卷绕设备才能实现,因此会提高电极组件的生产成本。其次,喷胶装置包含储胶罐和喷胶嘴,需要根据生产进度频繁加料(胶黏剂),影响电芯生产进度。第三,包覆膜的包裹会限制电极组件的形变。当电极极片膨胀时,由于受到束缚无法扩展,导致电极极片的充放电容量急速降低,产生“跳水”现象。第四,包覆膜对电极组件弯折区的束缚力过大,增加弯折区析锂的风险。第五,包覆膜的厚度较大,增加了电极组件的厚度,降低了电池单体的能量密度。
因此,为了解决上述的问题,提升电极组件运行过程的稳定性、安全性,并提升电池单体生产的效率以及能量密度,发明人设计出了一种电极组件。上述的电极组件中,隔离膜沿卷绕方向的尾部具有连接段,连接段的至少部分位于电极组件的最外侧,且连接段附接于电极组件的位于连接段内侧且与连接段相邻的部分。
本申请实施例的技术方案中,隔离膜的尾端预设连接段将电极组件的卷绕部分的末端进行固定,提高生产效率,并且固定部分设置在末端,连接段的束缚力能够合理调整,卷绕部分能够为电极组件的膨胀提供一定的空间,不会影响电极组件膨胀,保证电极组件的运行稳定性。同时,上述的结构降低了电极组件的整体厚度,提升了电池单体的能量密度。
下面对本申请中的电极组件的具体实施例进行详细说明。
请继续参考图4至图6,图4为本申请一些实施例提供的电极组件11的结构示意图;图5为本申请一些实施例提供的电极组件11的局部结构示意图;图6为本申请一些实施例提供的电极组件11的展开示意图。
如图4所示,本申请的实施例提供了一种电极组件11,包括极片1101和隔离膜1102,极片1101和隔离膜1102沿卷绕方向卷绕;隔离膜1102沿卷绕方向的尾部具有连接段1103,连接段1103的至少部分位于电极组件11的最外侧,且连接段1103附接于电极组件11的位于连接段1103内侧且与连接段1103相邻的部分。
在一些实施例中,极片1101包括相对设置的正极极片以及负极极片。 正极极片以及负极极片之间设置绝缘的隔离膜1102将其隔开,防止短路。
卷绕方向可以是顺时针方向或者逆时针方向。图4中的电极组件11卷绕方向为逆时针方向。当然,本申请实施例中的卷绕方向可以根据需要进行设置,在此不做限制。
本申请实施例,隔离膜1102可以为单层也可以设置为多层。单层的材料可以包括PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。上述的材料,本身具有绝缘性,并且具有多个微小的通孔,能够供锂离子通过以在正极极片和负极极片之间传导电流。可选地,隔离膜1102也可以是多层结构。多层结构沿着厚度方向层叠设置。
本申请实施例的技术方案中,隔离膜1102的沿卷绕方向的尾端预设连接段1103将电极组件11的卷绕部分的末端进行固定,减少了电极组件11末端固定的时间。并且,固定部分设置在末端,连接段1103的束缚力降低,束缚程度更加合理,不会影响电极组件11膨胀,防止电极组件11变形后受到束缚导致正极极片以及负极极片之间距离减小,造成电池单体7电容量急剧下降,保证电极组件11的运行稳定性。
在本申请的一些实施例中,连接段1103沿卷绕方向至少卷绕一圈。上述的设置,能有效的实现电极组件11外表面上电极极片1101的绝缘,防止短路,保证电极组件11的安全性能。
在本申请的一些实施例中,连接段1103沿卷绕方向卷绕1.25圈~1.75圈。上述的卷绕方式,能够将连接段1103沿卷绕方向的末端能对应电极组件11的平直区1107设置,通过设置连接段1103合理的卷绕圈数,保证绝缘效果的同时,降低电极组件11的厚度,保证电池单体7的能量密度。
在本申请的一些实施例中,请结合参考图4以及图5,隔离膜1102包括基膜1104、绝缘层1105以及粘接层1106,绝缘层1105和粘接层1106设置于基膜1104的表面并沿卷绕方向设置,基膜1104的与粘接层1106对应的区域和粘接层1106构成连接段1103,粘接层1106粘接于电极组件11的位于连接段1103内侧且与连接段1103相邻的部分。
上述的结构中,隔离膜1102中的基膜1104为绝缘层1105提供支撑,绝缘层1105保证隔离膜1102的绝缘效果。粘接层1106的两侧均具有黏附性能。隔离膜1102中对应连接段1103的位置不设置绝缘层1105,能够降低连接段1103的厚度以及重量,保证电池单体7的能量密度。
在一些实施例中,绝缘层1105可以为多层结构。多个绝缘结构沿厚度方向层叠设置。通过将绝缘层1105设置为多层结构,能够有效的提升绝缘层1105的绝缘性能。
在本申请的一些实施例中,粘接层1106包括压敏胶。使用压敏胶,能够通过对施加在电极组件11上的压力控制粘胶的粘性,提高生产的效率。
在本申请的一些实施例中,粘接层1106的厚度H1与基膜1104的厚度H2满足关系:0.7*H2≤H1≤H2。通过设置合理的粘接层1106厚度,保证粘结性能的同时,避免连接段1103厚度过大,同时保证连接段1103处的平整度。
本申请的在一些实施例中,粘接层1106的厚度等于绝缘层1105的厚度。通过设置粘接层1106的厚度与绝缘层1105厚度相等,保证连接段1103与隔离膜1102其他部分的厚度相等,保证隔离膜1102整体的平整度,以及卷绕后的电极组件11的群裕度。
在本申请的一些实施例中,电极组件11包括平直区1107以及设于平直区1107沿第一方向X的两端设置的两个弯折区1108,粘接层1106沿卷绕方向的末端设于平直区1107。
当粘接层1106设置于弯折区1108,则会导致弯折区1108受力较大,导致弯折区1108出现析锂的现象。将粘接层1106设于平直区1107,能便于对粘接层1106施加压力提升粘结强度,同时能防止弯折区1108析锂,保证电池单体7安全性。
在本申请的一些实施例中,请参考图6,为本申请实施例中的电极组件11的展开结构示意图。电极组件11整体为带状的结构。粘接层1106在第二方向Y上的延伸长度L1、基膜1104在第二方向Y上的延伸长度L2满足关系:0.75*L2≤L1≤L2。粘接层1106的宽度设置到足够的范围,能够保证粘接层1106的粘接强度以及连接段1103连接的牢固性。
在本申请的一些实施例中,第一方向X垂直于第二方向Y。通过将粘接层1106沿着长度方向垂直的方向进行设置,沿着基膜1104的宽度方向进行覆盖,能提升粘接层1106的粘接性能,同时保证粘接层1106形状的规整性,提升制造与安装的便利性。
本申请的实施例还提供了一种电极组件11的制造方法,请参考图7,该电极组件11的制造方法包括:
S1、取层叠设置的极片1101以及隔离膜1102,隔离膜1102的一端沿第一方向X延伸形成连接段1103,连接段1103包括层叠设置的基膜1104和粘接层1106;
其中,层叠设置的极片1101和隔离膜1102包括依次层叠的正极极片、隔离膜1102以及负极极片。
S2、将极片1101以及隔离膜1102同时沿卷绕方向卷绕,卷绕至连接段1103的起始端停止;
S3、将连接段1103附接于极片1101的位于连接段1103内侧且与连接段1103相邻的部分,得到电极组件11。
本申请实施例的技术方案中,通过在隔离膜1102的卷绕方向的末端设置连接段1103,并将连接段1103的两侧粘接在极片1101以及隔离膜1102之间,保证电极组件11末端连接强度。在保证电极组件11的形状的同时,能够为极片1101的膨胀提供一定的空间,保证电池单体7运行的稳定性。
在本申请的一些实施例中,粘接层1106由压敏胶制造而成,请参考图8,步骤S3包括:
S301、继续卷绕连接段1103,将连接段1103全部卷绕于极片1101外周,得到待压件;
S302、沿隔离膜1102的厚度方向对待压件施加压力,使得压敏胶的粘性得到释放,压敏胶粘接于电极组件11的位于连接段1103内侧且与连接段1103相邻的部分。
上述的实施例中,使用压敏胶制造粘接层1106,能够通过对施加在电极组件11上的压力控制粘胶的粘性,提高电极组件11的生产的效率以及装配的便利性。
在本申请的一些实施例中,粘接层1106由绝缘胶液制造而成,请参考图9,步骤S3包括:
S301、继续卷绕连接段1103,将连接段1103全部卷绕于极片1101外周,得到待烘干件;
S302、对待烘干件进行烘干、冷压,使绝缘胶液干燥形成粘接层1106,粘接层1106粘接于电极组件11的位于连接段1103内侧且与连接段1103相邻的部分,得到电极组件11。
在上述的制造方法中,使用绝缘胶液对隔离膜1102的末端与电极极片1101卷绕后进行粘接,能保证粘结强度,同时保证连接段1103的绝缘性能。
在本申请的一些实施例中,粘接层1106为双面胶,请参考图10,双面胶的一侧粘接于隔离膜1102的基膜1104,双面胶的另一侧设置有防粘层,步骤S3具体包括:
S301、将防粘层取下,释放双面胶背离基膜1104一侧的粘性;
S302、继续卷绕连接段1103,将连接段1103全部卷绕于极片1101的外周,双面胶粘接于电极组件11的位于连接段1103内侧且与连接段1103相邻的部分,得到电极组件11。
通过在基膜1104沿卷绕方向的尾端预设双面胶形成连接段1103,能够提升电极组件11的生产效率。
本申请的实施例还提供了一种电池单体7,包括上述实施例中的电极组件11以及壳体20,电极组件11设于壳体20中。本申请的实施例还提供了一种电池单体7,包括壳体20以及通过上述实施例提供的电极组件11的制造方法制造的电极组件11。
本申请的实施例还提供了一种电池2,包括上述实施例中的电池单体7。本申请的实施例还提供了一种用电装置,用电装置包括上述实施例中的电池2,电池2用于提供电能。
由于上述的电池单体7、电池2以及用电装置中,均包括上述实施例中的电极组件11。该电极组件11的隔离膜1102沿卷绕方向的尾部具有连接段1103,连接段1103的至少部分位于电极组件11的最外侧,且连接段1103附接于电极组件11的位于连接段1103内侧且与连接段1103相邻的部分。上述的技术方案中,隔离膜1102的尾端预设连接段1103将电极组件11的卷绕部分的末端进行固定,提高生产效率,并且固定部分设置在末端,连接段1103的束缚力更加合理,不会影响电极组件11膨胀,防止电极组件11变形后受到束缚导致极片1101之间距离过短造成的电池单体7电容量急剧下降,保证电极组件11的运行稳定性。因此本申请实施例提供的电池单体7、电池2以及用电装置均可达到上述的技术效果。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件,尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (17)
1.一种电极组件,其特征在于,包括极片和隔离膜,所述极片和所述隔离膜沿卷绕方向卷绕;
所述隔离膜沿所述卷绕方向的尾部具有连接段,所述连接段的至少部分位于所述电极组件的最外侧,且所述连接段附接于所述电极组件的位于所述连接段内侧且与所述连接段相邻的部分。
2.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述连接段沿所述卷绕方向至少卷绕一圈。
3.根据权利要求1或2所述的电极组件,其特征在于,所述连接段沿所述卷绕方向卷绕1.25圈~1.75圈。
4.根据权利要求2所述的电极组件,其特征在于,所述隔离膜包括基膜、绝缘层以及粘接层,所述绝缘层和所述粘接层设置于所述基膜的表面并沿所述卷绕方向设置,所述基膜的与所述粘接层对应的区域和所述粘接层构成所述连接段,所述粘接层粘接于所述电极组件的位于所述连接段内侧且与所述连接段相邻的部分。
5.根据权利要求4所述的电极组件,其特征在于,所述粘接层包括压敏胶。
6.根据权利要求4所述的电极组件,其特征在于,所述粘接层的厚度H1与所述基膜的厚度H2满足关系:0.7*H2≤H1≤H2。
7.根据权利要求4所述的电极组件,其特征在于,所述粘接层的厚度等于所述绝缘层的厚度。
8.根据权利要求4至7中任一项所述的电极组件,其特征在于,所述电极组件包括平直区以及设于所述平直区沿第一方向两端的两个弯折区,所述粘接层沿所述卷绕方向的末端设于所述平直区。
9.根据权利要求8所述的电极组件,其特征在于,所述粘接层在第二方向上的延伸长度L1、所述基膜在所述第二方向上的延伸长度L2满足关系:0.75*L2≤L1≤L2。
10.根据权利要求9所述的电极组件,其特征在于,所述第一方向垂直于所述第二方向。
11.一种电极组件的制造方法,其特征在于,包括:
取层叠设置的极片以及隔离膜,所述隔离膜的一端沿第一方向延伸形成连接段,所述连接段包括层叠设置的基膜和粘接层;
将所述极片以及隔离膜同时沿卷绕方向卷绕,卷绕至所述连接段的起始端停止;
将所述连接段附接于所述极片的位于所述连接段内侧且与所述连接段相邻的部分,得到所述电极组件。
12.根据权利要求11所述的电极组件的制造方法,其特征在于,所述粘接层由压敏胶制造而成,将所述连接段附接于所述极片的位于所述连接段内侧且与所述连接段相邻的部分,得到所述电极组件的步骤包括:
继续卷绕所述连接段,将所述连接段全部卷绕于所述极片外周,得到待压件;
沿所述隔离膜的厚度方向对所述待压件施加压力,使得所述压敏胶的粘性得到释放,所述压敏胶粘接于所述电极组件的位于所述连接段内侧且与所述连接段相邻的部分。
13.根据权利要求11所述的电极组件的制造方法,其特征在于,所述粘接层由绝缘胶液制造而成,将所述连接段附接于所述极片的位于所述连接段内侧且与所述连接段相邻的部分,得到所述电极组件的步骤包括:
继续卷绕所述连接段,将所述连接段全部卷绕于所述极片外周,得到待烘干件;
对所述待烘干件进行烘干、冷压,使所述绝缘胶液干燥形成所述粘接层,所述粘接层粘接于所述电极组件的位于所述连接段内侧且与所述连接段相邻的部分,得到所述电极组件。
14.根据权利要求11所述的电极组件的制造方法,其特征在于,所述粘接层为双面胶,所述双面胶的一侧粘接于所述隔离膜的基膜,所述双面胶的另一侧设置有防粘层,将所述连接段附接于所述极片的位于所述连接段内侧且与所述连接段相邻的部分,得到所述电极组件的步骤包括:
将所述防粘层取下,释放所述双面胶背离所述基膜一侧的粘性;
继续卷绕所述连接段,将所述连接段全部卷绕于所述极片的外周,所述双面胶粘接于所述电极组件的位于所述连接段内侧且与所述连接段相邻的部分,得到所述电极组件。
15.一种电池单体,其特征在于,包括:如权利要求1-10中任一项所述的电极组件或使用如权利要求11-14的方法制造的电极组件。
16.一种电池,其特征在于,包括如权利要求15所述的电池单体。
17.一种用电装置,其特征在于,所述用电装置包括如权利要求16所述的电池,所述电池用于提供电能。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210978621.1A CN115051045B (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210978621.1A CN115051045B (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN115051045A true CN115051045A (zh) | 2022-09-13 |
CN115051045B CN115051045B (zh) | 2022-11-22 |
Family
ID=83167942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210978621.1A Active CN115051045B (zh) | 2022-08-16 | 2022-08-16 | 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN115051045B (zh) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN206003898U (zh) * | 2016-09-22 | 2017-03-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种卷绕式电芯 |
CN206003909U (zh) * | 2016-09-22 | 2017-03-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种卷绕式电芯 |
CN110808377A (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-18 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯、电池以及电子设备 |
CN113708010A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-11-26 | 东莞新能安科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
-
2022
- 2022-08-16 CN CN202210978621.1A patent/CN115051045B/zh active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN206003898U (zh) * | 2016-09-22 | 2017-03-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种卷绕式电芯 |
CN206003909U (zh) * | 2016-09-22 | 2017-03-08 | 宁德新能源科技有限公司 | 一种卷绕式电芯 |
CN110808377A (zh) * | 2018-08-06 | 2020-02-18 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯、电池以及电子设备 |
CN113708010A (zh) * | 2021-09-01 | 2021-11-26 | 东莞新能安科技有限公司 | 电化学装置和电子装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN115051045B (zh) | 2022-11-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN112467231B (zh) | 电极组件、电池单体、电池及电极组件的制造方法和设备 | |
CN213692271U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN212161993U (zh) | 电极组件、电池、电池模块、电池组、使用电池的装置和电极组件的制造装置 | |
CN214384767U (zh) | 一种安全型锂离子电池 | |
CN218887279U (zh) | 电极组件、电池单体、电池及用电设备 | |
WO2023083028A1 (zh) | 一种电芯、电池及用电装置 | |
EP4300649A1 (en) | Battery cell, battery, electrical device and method for manufacturing battery cell | |
CN217134554U (zh) | 电池和用电设备 | |
CN216903260U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN114503334A (zh) | 电极组件及其相关电池、装置、制造方法和制造装置 | |
CN215896616U (zh) | 电极组件、电池单体、电池及用电设备 | |
CN215988963U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN215266587U (zh) | 集流构件、电池单体、电池以及用电装置 | |
CN115413379A (zh) | 电极组件、电池单体、电池及电极组件的制造方法和设备 | |
CN217768702U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN218677233U (zh) | 电池单体、电池和用电装置 | |
CN115051045B (zh) | 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 | |
WO2023133748A1 (zh) | 电池模块、电池、用电设备、制备电池的方法和设备 | |
CN215299297U (zh) | 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 | |
WO2023004829A1 (zh) | 电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法和设备 | |
EP4163992A1 (en) | Battery cell, battery, electric device, and method and device for manufacturing battery cell | |
CN116802878A (zh) | 电池单体、电池、用电设备、制备电池的方法和设备 | |
EP4060783A1 (en) | Electrode assembly, battery cell, battery, and electrode assembly manufacturing method and device | |
CN217788485U (zh) | 电极组件、电池单体、电池及用电设备 | |
CN115623875B (zh) | 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |