CN115458879A - 电芯及电芯制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电芯及电芯制造方法。电芯包括正极耳、正极片、负极片、绝缘隔膜和第一绝缘件，用于与正极耳连接的正极片为连接极片，连接极片包括集流体、安全涂层和活性材料层，安全涂层具有第一安全槽位，活性材料层具有焊接槽位，正极耳的一部分容纳于焊接槽位中并与集流体焊接，所述第一绝缘件连接于活性材料层，第一绝缘件在安全涂层上的投影覆盖第一安全槽位。本发明提供的电芯及电芯制造方法，能够降低电芯阳极(负极片)析锂风险，提高电芯的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯及电芯制造方法。
背景技术
为了提高电池的安全性，现有技术中，一些电芯的极片会包括集流体、活性材料层和安全涂层，安全涂层设置在集流体上，活性材料层设置在安全涂层上。安全涂层能够有效防止某一极片的集流体直接与另一极片上的活性材料接触而产生短路的情况发生，而且，安全涂层的内阻会随温度升高而增大，这有利于抑制电芯的热失控。
极片通常还需要设置用于焊接极耳的槽位。对于具有活性材料层和安全涂层的极片，极耳焊接槽位的加工方法大致如下：先在集流体上涂覆安全材料形成安全涂层，安全涂层预留有一个槽位(记为第一槽位)，该槽位对应的集流体区域不涂覆安全材料；然后，在安全涂层上涂覆活性材料，活性材料覆盖第一槽位；接下来，利用激光清洗等方式，对第一槽位中的活性材料进行去除，形成第二槽位，第二槽位便是用于容纳极耳的槽位。
由于清洗加工存在误差且安全材料无法被完全去除干净，为了减少第二槽位中残留的安全材料，第一槽位通常是需要比第二槽位要大的，这就导致第一槽位中存在活性材料。相应地，第一槽位中的活性材料的厚度，比覆盖于安全材料上的活性材料的厚度要大。因此，负极片上与正极片的第一槽位相对的区域，其析锂风险较高，这导致电芯的安全性不足。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种电芯，该电芯的安全性较高。
本发明还提出一种电芯制造方法。
根据本发明的第一方面实施例的电芯，包括：包括正极耳、正极片、负极片、绝缘隔膜和第一绝缘件，所述正极片和所述负极片均设置有多个，所述绝缘隔膜设置在相邻的所述正极片和所述负极片之间，用于与所述正极耳连接的正极片为连接极片，所述连接极片包括：集流体；安全涂层，设置于所述集流体的表面，所述安全涂层具有第一安全槽位；活性材料层，设置于所述安全涂层的表面，并且所述活性材料层的一部分位于所述第一安全槽位中，所述活性材料层具有焊接槽位，焊接槽位位于第一安全槽位中，所述集流体的一部分露出于所述焊接槽位；所述正极耳的一部分容纳于所述焊接槽位中并与所述集流体焊接，所述第一绝缘件连接于所述活性材料层远离所述集流体的一侧表面，所述第一绝缘件背对所述活性材料层的一侧表面与所述绝缘隔膜贴合，沿所述第一绝缘件的厚度方向，所述第一绝缘件在所述安全涂层上的投影覆盖所述第一安全槽位。
根据本发明第一方面实施例的，至少具有如下有益效果：
第一绝缘件具有绝缘、阻隔作用，第一绝缘件盖住第一安全槽位能够盖住活性材料层的较厚部位，降低从该较厚部位脱嵌的锂离子转移至负极片处的速率，从而有效降低负极片上与该较厚部位相对的区域发生析锂的风险，从而提高电芯的安全性。
根据本发明的一些实施例，所述安全涂层还具有第二安全槽位，所述活性材料层覆盖所述第二安全槽位中，沿所述集流体的宽度方向，所述第一安全槽位和所述第二安全槽位分别位于所述集流体的两端；所述电芯还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件连接于所述活性材料层远离所述集流体的一侧表面，所述第二绝缘件背对所述活性材料层的一侧表面与所述绝缘隔膜贴合，沿所述第二绝缘件的厚度方向，所述第二绝缘件在所述安全涂层上的投影覆盖所述第二安全槽位。
根据本发明的一些实施例，所述连接极片包括减薄区，所述减薄区的活性材料层的厚度小于与所述减薄区相邻的区域的活性材料层的厚度；所述焊接槽位远离所述第二安全槽位的一端边缘为第一上边缘，所述集流体远离所述第二安全槽位的一端边缘为第二上边缘，所述第一上边缘和所述第二上边缘间隔设置，所述减薄区位于所述第一上边缘和所述第二上边缘之间，所述减薄区的投影位于所述第一安全槽位中，而且沿所述集流体的长度方向，所述减薄区的长度与所述焊接槽位的长度相等。
根据本发明的一些实施例，所述焊接槽位远离所述第二安全槽位的一端边缘与所述集流体远离所述第二安全槽位的一端边缘重叠。
根据本发明的一些实施例，所述正极耳包括极耳胶和金属带，所述金属带焊接于所述集流体，所述金属带的一部分和所述极耳胶位于所述连接极片的上边缘以外，所述极耳胶与所述连接极片的上边缘间隔设置，所述极耳胶包裹所述金属带的一部分，并且所述极耳胶沿所述金属带的两侧凸出；所述第一绝缘件包括凸出部，所述凸出部设置于所述连接极片的上边缘以外，所述凸出部靠近所述集流体的一侧表面与所述极耳胶粘接。
根据本发明的第二方面实施例的电芯制造方法，包括以下步骤：制得连接极片，其中，所述连接极片包括集流体、安全涂层和活性材料层，所述安全涂层设置于所述集流体的表面，所述活性材料层设置于所述安全涂层的表面，所述安全涂层具有第一安全槽位，所述活性材料层具有焊接槽位，并且所述活性材料层的一部分位于所述第一安全槽位中，所述集流体的一部分露出于所述焊接槽位；将所述集流体裸露在所述焊接槽位中的部分与正极耳焊接；在所述活性材料层上设置第一绝缘件，沿所述第一绝缘件的厚度方向上，所述第一绝缘件在所述安全涂层上的投影覆盖所述第一安全槽位。
根据本发明第一方面实施例的，至少具有如下有益效果：
上述电芯制造方法，可以利用第一绝缘件对连接极片上活性材料较厚的区域进行防护，降低负极片上与该区域相对的部位的析锂风险，提高电芯的安全性。
根据本发明的一些实施例，所述安全涂层还具有第二安全槽位，所述活性材料层覆盖所述第二安全槽位中，沿所述集流体的宽度方向，所述第一安全槽位和所述第二安全槽位分别位于所述集流体的两端；所述电芯制造方法还包括以下步骤：在所述活性材料层上设置第二绝缘件，沿所述第二绝缘件的厚度方向上，所述第二绝缘件在所述安全涂层上的投影覆盖所述第二安全槽位。
根据本发明的一些实施例，所述制得连接极片包括：制得正极片母卷；其中，所述正极片母卷包括集流体母卷、预设安全层和预设活性层，所述预设安全层具有多个预设安全槽位，所述预设活性层具有多个预设焊接槽位，多个所述预设安全槽位沿所述集流体母卷的宽度方向间隔分布，每一预设焊接槽位分别位于一个预设安全槽位中；对所述正极片母卷进行分切从而形成多个所述连接极片；其中，每一所述预设安全槽位被分切为一个所述第一安全槽位和一个所述第二安全槽位，而且，由同一所述预设安全槽位分切形成的所述第一安全槽位和所述第二安全槽位分别位于不同的所述连接极片上。
根据本发明的一些实施例，所述对所述正极片母卷进行分切从而形成多个所述连接极片包括：所述预设焊接槽位的上边缘和预设安全槽位的上边缘间隔设置，所述正极片母卷的分切线与所述焊接槽位的上边缘重合。
根据本发明的一些实施例，所述对所述正极片母卷进行分切从而形成多个所述连接极片包括：所述预设焊接槽位的上边缘和预设安全槽位的上边缘间隔设置，所述集流体母卷的分切线位于所述预设焊接槽位的上边缘和预设安全槽位的上边缘之间；所述电芯制造方法还包括：在将所述正极耳与所述集流体焊接之前，去除所述连接极片的减薄区的至少部分活性材料，从而降低所述减薄区的活性材料层的厚度；其中，所述焊接槽位远离所述第二安全槽位的一端边缘为第一上边缘，所述集流体远离所述第二安全槽位的一端边缘为第二上边缘，所述第一上边缘和所述第二上边缘间隔设置，所述减薄区位于所述第一上边缘和所述第二上边缘之间，所述减薄区的投影位于所述第一安全槽位中，沿所述集流体的长度方向，所述减薄区的长度与所述焊接槽位的长度相等。
本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：
图1为集流体上设置安全涂层后的示意图；
图2为安全涂层上设置活性材料层后的示意图(未去除安全槽位中的活性材料)；
图3为本发明一实施例中连接极片的示意图；
图4为图3中的连接极片沿A-A截面的剖视图；
图5为图4所示的连接极片与极耳焊接后的示意图；
图6为图4所示的连接极片与极耳焊接且与第一绝缘件连接后的示意图；
图7为图6所示的结构沿B-B截面的剖视图；
图8为本发明另一实施例中连接极片的示意图；
图9为图8中的连接极片沿C-C截面的剖视图；
图10为图8所示的连接极片与极耳焊接且与第一绝缘件连接后的示意图；
图11为本发明一实施例中正极片母卷的示意图；
图12为本发明一实施例中正极片母卷的分切线的示意图；
图13为本发明又一实施例中连接极片的示意图；
图14为本发明实施例中极耳胶的设置方式示意图；
图15为本发明一实施例中的电芯制造方法的示意图；
图16为本发明另一实施例中的电芯制造方法的示意图；
图17为本发明又一实施例中的电芯制造方法的示意图。
附图标记：
100-连接极片，101-集流体，102-安全涂层，103-活性材料层，104-焊接槽位，105-第一安全槽位，106-正极耳，107-第一绝缘件，108-第二安全槽位，109-减薄区，110-第二绝缘件；
200-正极片母卷，201-分切线，202-预设焊接槽位，203-预设安全槽位，204-凸出部，205-极耳胶，206-金属带。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
为了方便介绍本发明的电芯以及电芯制造方法，下面先对现有技术中如何加工出用于焊接极耳的正极片的过程进行说明。需要说明的是，图3、图5、图6、图8、图10和图12并非是剖视图，这几个附图中填充有剖面线主要是为了方便区分不同的部件。
首先，参照图1，可以先在集流体101的表面上涂覆含有安全材料的浆料，从而形成安全涂层102。对于正极片来说，集流体101可以是铝箔。如图1所示，集流体101的表面未完全被安全涂层102覆盖，安全涂层102具有第一安全槽位105。
然后，基于图1所示的状态，在安全涂层102上涂覆含有活性材料的浆料从而形成活性材料层103，而且，涂覆含有活性材料的浆料时，浆料正常覆盖第一安全槽位105，不需要对第一安全槽位105进行避让；含有活性材料的浆料涂覆完成后的状态如图2所示。
接下来，基于图2的状态，清洗(例如，通过激光清洗的方式进行清洗)第一安全槽位105内的部分活性材料层103，使部分直接附着于集流体101的活性材料层103去除，从而使集流体101部分区域露出。如图4所示，清洗完成后，活性材料层103具有焊接槽位104。结合图3和图4，焊接槽位104的面积小于第一安全槽位105的面积，沿集流体101的厚度方向，焊接槽位104在集流体101上的投影位于第一安全槽位105中。
再结合图3和图5，正极耳106可以与集流体101裸露于焊接槽位104中的区域进行焊接。
活性材料层103中的活性材料包括但不限于钴酸锂、镍锰钴酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸铁钠、磷酸钒锂、磷酸钒钠、磷酸钒氧锂、磷酸钒氧钠、钒酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、富锂锰基材料、镍钴铝酸锂或钛酸锂等。
安全涂层102中主要安全材料包括但不限于镍锰钴酸锂、磷酸锰铁锂、磷酸铁钠、磷酸钒锂、磷酸钒钠、磷酸钒氧锂、磷酸钒氧钠、钒酸锂、锰酸锂、镍酸锂、镍钴锰酸锂、富锂锰基材料、镍钴铝酸锂或钛酸锂、陶瓷等。
结合图3和图4，通过上述步骤加工出的正极片(图3和图4中的连接极片100实际上为正极片)，活性材料层103中位于第一安全槽位105内的那一部分的厚度较大，即，位于第一安全槽位105的边缘以内且位于焊接槽位104的边缘以外的这一区域的活性材料层103较厚。可参照图4，在图4这一剖视图中，活性材料层103位于虚线L1和L2之间的部分的厚度较大。活性材料层103这一厚度较大的区域对应的CB值(cell balance)偏小，负极片与正极片的这个区域相对应的那个部位，它的析锂风险较高。
具体来说，在电池的充电过程中，锂离子会从正极片脱嵌并嵌入负极片。但是当一些异常状况发生并造成从正极片脱嵌的锂离子无法嵌入负极片的话，那么锂离子就只能析出在负极片表面，从而形成一层灰色的物质，这就叫做析锂。
活性材料层103位于安全槽位内的部分厚度较大，单位时间内从该区域脱嵌的锂离子较多，负极片上的对应区域对锂离子的吸收能力无法短时间内吸收这么大量的锂离子，因此，多余的锂离子容易停留在负极片上与该区域(图4中L1和L2之间的区域)相对的部位的表面，负极片出现析锂情况。
基于上述情况，本发明提供了一种电芯，该电芯有利于降低电芯的析锂风险。
在一实施例中，电芯包括正极耳106、正极片、负极片、绝缘隔膜和第一绝缘件107。正极片和负极片均设置有多个，正极片、负极片和绝缘隔膜层叠设置，绝缘隔膜设置在相邻的正极片和负极片之间。多个正极片中，至少一部分正极片与正极耳106连接。本发明中，用于与正极耳106连接的“正极片”称为连接极片100。电芯还包括负极耳，至少部分负极片与负极耳连接(负极片、负极耳与绝缘隔膜均未示出)；电芯具体可以是卷绕式电芯，也可以是叠片式电芯。
参照图3和图4，连接极片100包括集流体101、安全涂层102和活性材料层103。安全涂层102设置于集流体101的表面，安全涂层102具有第一安全槽位105，集流体101的一部分裸露于第一安全槽位105。参照图4，活性材料层103设置在安全涂层102远离集流体101的一侧表面，而且，活性材料层103的一部分位于第一安全槽位105中，活性材料层103位于第一安全槽位105中的部分与集流体101连接。活性材料层103具有焊接槽位104，集流体101的一部分露出于焊接槽位104。
图5为图3中的连接极片100与正极耳106焊接后的示意图；图6为图3中的连接极片100与正极耳106焊接且与第一绝缘件107连接后的示意图。参照图5，正极耳106的一部分容纳于焊接槽位104中，并与集流体101焊接。结合图6和图7，第一绝缘件107连接于活性材料层103远离集流体101的一侧表面，且第一绝缘件107背对活性材料层103的一侧表面与绝缘隔膜贴合。参照图6，沿第一绝缘件107的厚度方向，第一绝缘件107在安全涂层102上的投影覆盖第一安全槽位105。
图4中，集流体101的两侧(前、后两侧)均设置有安全涂层102和活性材料层103，集流体的两侧均具有一个第一安全槽位105以及一个焊接槽位104。正极耳106可以仅设置在其中一个焊接槽位104中。集流体101的两侧可以各设置有一个第一绝缘件107。
结合图6和图7，由于第一绝缘件107在安全涂层102上的投影覆盖第一安全槽位105，第一绝缘件107盖住了活性材料层103位于第一安全槽位105中的部位(即上文提及的活性材料层103较厚的部位)。第一绝缘件107具有绝缘、阻隔作用，第一绝缘件107盖住第一安全槽位105能够盖住活性材料层103的较厚部位，降低从该较厚部位脱嵌的锂离子转移至负极片处的速率，从而有效降低负极片上与该较厚部位相对的区域发生析锂的风险，从而提高电芯的安全性。
第一绝缘件107可以是绝缘胶纸，第一绝缘件107贴在活性材料层103上。第一绝缘件107也可以是涂覆在活性材料层103上的绝缘材料干燥后形成的部件，第一绝缘件107的材料可以是勃姆石、纳米三氧化二铝等(但不限于所列举的材料)。需要说明的是，为了进一步降低析锂的风险，还可以考虑选用对锂离子通过率较低的材料作为第一绝缘件107的材料。当然，为了避免第一绝缘件107对电芯的放电性能有较大的影响，第一绝缘件107的面积可以不覆盖整个活性材料层103，例如，第一绝缘件107的边缘与安全槽位的对应边缘之间的间距不大于5mm。
如图11所示，连接极片100可以是由较宽的正极片母卷200裁切而成的。例如，参照图11，在集流体母卷(相当于宽度较大的铝箔)上涂覆活性材料302和安全材料301，形成正极片母卷200，正极片母卷200具有预设安全槽位203和预设焊接槽位202；随后对集流体母卷进行裁切，形成多个连接极片100。
相应地，图11中的预设安全槽位203作为连接极片100上的焊接槽位104。参照图12，在一些实施例中，分切线201穿过原本的预设安全槽位203，即，预设安全槽位203被分切成两部分，预设安全槽位203的一部分位于某一连接极片100上(形成第一安全槽位105)，预设安全槽位203的另一部分位于另一连接极片100上(形成第二安全槽位108)。为了降低电芯的析锂风险，可以对由预设安全槽位203分切形成的两个槽位都进行防护。
因此，参照图8，在一实施例中，安全涂层102还具有第二安全槽位108，电芯还包括第二绝缘件110。参照图9，活性材料层103覆盖第二安全槽位108，参照图8，沿集流体101的宽度方向，第一安全槽位105和第二安全槽位108分别位于集流体101的两端。参照图10，第二绝缘件110连接于活性材料层103远离集流体101的一侧表面，第二绝缘件110背对活性材料层103的一侧表面与绝缘隔膜贴合(未示出绝缘隔膜)。而且，参照图10，沿第二绝缘件110的厚度方向，第二绝缘件110的投影在安全涂层102上的投影覆盖第二安全槽位108。第二绝缘件110也可以设置有两个，两个第二绝缘件110分别位于集流体101的前后两侧(未在附图中具体示出)。
第二绝缘件110防止析锂的原理与第一绝缘件107类似，第二绝缘件110的材料选择亦可以参考第一绝缘件107的材料选择，此处不重复描述。
如上文所述，正极片母卷200的分切线201可以穿过预设安全槽位203，但为了防止预设焊接槽位202被分切成两个部分，分切线201应设置为不穿过预设焊接槽位202。即，分切线201可以位于预设安全槽位203的上边缘与预设焊接槽的上边缘之间(如图12所示)，或者，分切线201与预设焊接槽的上边缘重合。
在一实施例中，在分切线201与预设焊接槽的上边缘重合的情况下，分切所获得的连接极片100如图13所示。参照图13，焊接槽位104远离第二安全槽位108的一端边缘(即焊接槽位104的上边缘)，与集流体101远离第二安全槽位108的那一端边缘(即集流体101的上边缘)重叠。这样设置的好处在于，能够提高正极耳106的焊接质量、提高正极耳106的平整度以及提高电芯的整体平整度。
具体来说，若焊接槽位104的上边缘与集流体101的上边缘间隔设置(如图3所示)，连接极片100位于焊接槽位104的上边缘与集流体101的上边缘之间的这一区域(即图3中的区域D)的厚度较大。结合图3和图5，正极耳106覆盖于区域D的会被该区域的活性材料层103和安全涂层102垫起来；一方面这会导致正极耳106曲折设置，从而导致正极耳106的平整度较低，另一方面这会导致电芯对应区域D的部位的厚度较大，从而导致电芯厚度不均匀以及导致电芯的平整度较低。此外，该区域D的存在也容易影响焊接。
若焊接槽位104的上边缘至集流体101的上边缘重叠(如图13所示)，那么正极片便不存在如图3所示的区域D，相应地，正极耳106的平整度和电芯的平整度均能够得到提升，正极耳106的焊接质量也能够得到提高。
参照图12，即便分切工艺设计为沿焊接槽位104的上边缘分切，但由于分切设备的公差波动，分切线201实际上可能会位于预设安全槽位203的上边缘与预设焊接槽位202的上边缘之间，在这种情况下，分切所得的连接极片100存在上述区域D，这样不利于提高正极耳106的焊接质量、正极耳106的平整度以及提高电芯的整体平整度。
针对这种情况，可以降低这个区域D的厚度。具体来说，参照图8，在一实施例中，电芯的连接极片100包括减薄区109，减薄区109的活性材料层103的厚度小于与减薄区109相邻的区域的活性材料层103的厚度。参照图8，减薄区109相当于区域D，减薄区的位置如下：将焊接槽位104远离第二安全槽位108的一端边缘记为第一上边缘，将集流体101远离第二安全槽位108的一端边缘记为第二上边缘，第一上边缘和第二上边缘间隔设置，减薄区109位于第一上边缘和第二上边缘之间，减薄区109的投影(沿集流体101的厚度方向落在集流体101上的投影)位于第一安全槽位105中，而且，沿集流体101的长度方向，减薄区109的长度与焊接槽位104的长度相等。
如何使减薄区109的活性材料层103的厚度降低将在下文的电芯制造方法中具体介绍。
如图14所示，正极耳106包括金属带206和极耳胶205，金属带206与集流体101裸露于焊接槽位104中的部分焊接，极耳胶包裹金属带的一部分，并且极耳胶沿金属带的两侧(图14中的左右两侧)凸出。具体地，图14中，垂直于纸面且朝外的方向为“前”，垂直于纸面且朝内的方向为“后”，极耳胶205会包裹于金属带206的前表面和后表面。对于包含有该电芯的软包电池，包裹在电芯外部的铝塑膜(铝塑膜未示出)可以与极耳胶205粘接，极耳胶205也能够对铝塑膜起到一定的密封作用。金属带206的上端露出在极耳胶205之外(如图14所示)，并露出于铝塑膜的外部。
参照图14，金属带206的一部分和极耳胶205位于连接极片100的上边缘以外，而且，极耳胶205与连接极片100的上边缘间隔设置，以免极耳胶205影响电芯的本体的厚度(本体指正极片、负极片和绝缘隔膜层叠或卷绕后形成的部位)。由于极耳胶205与连接极片100的上边缘间隔设置，在没有相应的防护措施的情况下，金属带206位于极耳胶205的下边缘与连接极片100的上边缘之间的部分是裸露的，这一部分裸露的金属带206与负极片接触的风险较高。
因此，参照图14，在一实施例中，为了防止这一部分的金属带206与负极片接触，第一绝缘件107可以覆盖这一部分的金属带206。具体来说，第一绝缘件107包括凸出部204，凸出部204设置于连接极片100的上边缘以外，凸出部204靠近集流体101的一侧表面与极耳胶205粘接。在这种设置方式下，第一绝缘件107会盖住一部分极耳胶205，并且盖住金属带206位于极耳胶205的下边缘与连接极片100的上边缘之间的部分，从而对金属带206进行绝缘防护，降低电芯的短路风险。
基于上述发明构思，本发明还提供了一种电芯制造方法。
参照图14，在一实施例中，电芯制造方法包括以下步骤：
S1：制得连接极片100，其中，连接极片100包括集流体101、安全涂层102和活性材料层103，安全涂层102具有第一安全槽位105，活性材料层103的一部分位于第一安全槽位105中，活性材料层103具有焊接槽位104，集流体101的一部分露出于焊接槽位104；
S2：将集流体101裸露在焊接槽位104中的部分与正极耳106焊接；
S3：在活性材料层103上设置第一绝缘件107，沿第一绝缘件107的厚度方向上，第一绝缘件107在安全涂层102上的投影覆盖第一安全槽位105。
关于步骤S1，如何制得具有焊接槽位104和第一安全槽位105的极片已在前文中有所介绍，此处不重复描述。关于步骤S2，集流体101正极耳106之间的焊接方式可以是激光焊接、超声波焊接等。关于步骤S3，若第一绝缘件107可以是绝缘胶纸，则步骤S3具体包含将第一绝缘件107粘到活性材料层103上的步骤；若第一绝缘件107由绝缘材料干燥凝固后所形成，那么步骤S3具体包括将绝缘材料涂到活性材料层103的表面的步骤。
上述电芯制造方法，可以利用第一绝缘件107对连接极片100上活性材料层103较厚的区域进行防护，降低负极片上与该区域相对的部位的析锂风险，提高电芯的安全性。
参照图15，在上一实施例的电芯制造方法的基础上，电芯制造方法还可以包括以下步骤：
S4：在活性材料层103上设置第二绝缘件110，沿第二绝缘件110的厚度方向上，第二绝缘件110在安全涂层102上的投影覆盖第二安全槽位108。
如上文所述，该方法能够降低负极片的析锂风险，且适用于连接极片100上有两个安全槽位的情况。
需要说明的是，S4、S3、S2三个步骤之间的先后顺序并非是唯一的。步骤S3需要在步骤S2完成后执行，但步骤S4可以在步骤S2之前执行，也可以在步骤S3之前执行，还可以在步骤S2之后且在S3之前执行。S4、S3、S2三个步骤并不一定需要按图15所示的顺序依次执行。
结合图11至图13，在一实施例中，连接极片100是由正极片母卷200分切而来的，相应地，上述电芯制造方法中，步骤S1包括：
S11：制得正极片母卷200，正极片母卷200包括集流体母卷、预设安全层和预设活性层，预设安全层具有多个预设安全槽位203，预设活性层具有多个预设焊接槽位202，多个预设安全槽位203沿集流体101基材的宽度方向间隔分布，每一预设焊接槽位202分别位于一个预设安全槽位203中；
S12：对集流体101基材进行分切从而形成多个连接极片100，其中，每一预设安全槽位203被分切为一个第一安全槽位105和一个第二安全槽位108，而且，由同一预设安全槽位203分切形成的第一安全槽位105和第二安全槽位108分别位于不同的连接极片100上。
步骤S11中，集流体母卷即宽度较大的铝箔，连接极片100的集流体101相当于宽度较小的铝箔；预设安全层即集流体母卷上涂覆含有安全材料的浆料后形成的涂层，预设活性层即在预设安全层上涂覆含有活性材料的浆料后形成的涂层。正极片母卷200被分切成多个连接极片后，每一连接极片100上的安全涂层102均为原本的预设安全层的一部分，每一连接极片100上的活性材料层103均为原本的预设活性层的一部分。预设焊接槽位202作为分切后连接极片100的焊接槽位104，预设安全槽位被分切形成的两个槽体分作为第一安全槽位105和第二安全槽位108。
结合图8和图12，将预设安全槽位203分切成两个槽位的好处在于，可以减小减薄区109的面积，提高电芯的平整度(若分切线201位于预设安全槽位203的上边缘之上，则减薄区109面积较大)。而且，该设置可以防止预设焊接槽位202被分切至两个连接极片100上，降低电芯内短路的风险。若预设焊接槽位202被分切至两个连接极片100上，则集流体101的下端会具有未被活性材料302覆盖的区域，连接极片100具有裸露的集流体101区域，这样会导致电芯短路风险较高。
在一实施例中，步骤S12还包括：预设焊接槽位202的上边缘与预设安全槽位203的上边缘间隔设置，所述正极片母卷200的分切线201与所述焊接槽位104的上边缘重合。
需要说明的是，“预设焊接槽位202的上边缘与预设安全槽位203的上边缘间隔设置”，是针对某一个预设安全槽位203与位于该预设安全槽位203内的那一个预设焊接槽位202来说的。
本实施例的好处在于，对于分切后的连接极片100(如图8所示)，焊接槽位104的上边缘与连接极片100的上边缘之间不存在活性材料层103和安全涂层102(即不存在图3中的区域D)，这样有利于提高正极耳106的平整度、电芯的平整度以及正极耳106的焊接质量。
参照图16，在另一实施例中，步骤S12还包括：预设焊接槽位202的上边缘与预设安全槽位203的上边缘间隔设置，集流体101基材的分切线201位于预设焊接槽位202的上边缘与预设安全槽位203的上边缘之间；而且，电芯制造方法还包括步骤S5：在将正极耳106与集流体101焊接之前，去除连接极片100的减薄区109的至少部分活性材料层103从而降低减薄区109的活性材料层103的厚度。
本实施例的电芯制造方法，能够提高正极耳106的平整度、电芯的平整度以及正极耳106的焊接质量。减薄区109的具体位置在上文已有说明，此处不重复描述。步骤S5需要在步骤S2之前进行，但步骤S5和步骤S4之间的先后顺序并没有严格的限制。
步骤S5中，去除活性材料层103具体可以是通过激光清洗、刮片(刮走一部分材料)等方式进行。减薄区109的活性材料层103可以全部去除，也可以仅去除一部分，只要最终满足减薄区109的活性材料层103的厚度较小即可(比与减薄区109相邻的区域的活性材料层103的厚度要小)。此外，在去除减薄区109的活性材料层103的过程中，减薄区109的安全涂层102也会被去除一部分；对活性材料层103的去除手段可能无法去除安全涂层102，出于简化工艺和防止过度清洗导致集流体101损坏的考虑，安全涂层102可以残留在减薄区109中，无需完全去除。
本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
Claims (10)
1.电芯，其特征在于，包括正极耳、正极片、负极片、绝缘隔膜和第一绝缘件，所述正极片和所述负极片均设置有多个，所述绝缘隔膜设置在相邻的所述正极片和所述负极片之间，用于与所述正极耳连接的正极片为连接极片，所述连接极片包括：
集流体；
安全涂层，设置于所述集流体的表面，所述安全涂层具有第一安全槽位；
活性材料层，设置于所述安全涂层的表面，并且所述活性材料层的一部分位于所述第一安全槽位中，所述活性材料层具有焊接槽位，焊接槽位位于所述第一安全槽位中，所述集流体的一部分露出于所述焊接槽位；
所述正极耳的一部分容纳于所述焊接槽位中并与所述集流体焊接，所述第一绝缘件连接于所述活性材料层远离所述集流体的一侧表面，所述第一绝缘件背对所述活性材料层的一侧表面与所述绝缘隔膜贴合，沿所述第一绝缘件的厚度方向，所述第一绝缘件在所述安全涂层上的投影覆盖所述第一安全槽位。
2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述安全涂层还具有第二安全槽位，所述活性材料层覆盖所述第二安全槽位中，沿所述集流体的宽度方向，所述第一安全槽位和所述第二安全槽位分别位于所述集流体的两端；
所述电芯还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件连接于所述活性材料层远离所述集流体的一侧表面，所述第二绝缘件背对所述活性材料层的一侧表面与所述绝缘隔膜贴合，沿所述第二绝缘件的厚度方向，所述第二绝缘件在所述安全涂层上的投影覆盖所述第二安全槽位。
3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述连接极片包括减薄区，所述减薄区的活性材料层的厚度小于与所述减薄区相邻的区域的活性材料层的厚度；
所述焊接槽位远离所述第二安全槽位的一端边缘为第一上边缘，所述集流体远离所述第二安全槽位的一端边缘为第二上边缘，所述第一上边缘和所述第二上边缘间隔设置，所述减薄区位于所述第一上边缘和所述第二上边缘之间，所述减薄区的投影位于所述第一安全槽位中，而且沿所述集流体的长度方向，所述减薄区的长度与所述焊接槽位的长度相等。
4.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述焊接槽位远离所述第二安全槽位的一端边缘与所述集流体远离所述第二安全槽位的一端边缘重叠。
5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述正极耳包括极耳胶和金属带，所述金属带焊接于所述集流体，所述金属带的一部分和所述极耳胶位于所述连接极片的上边缘以外，所述极耳胶与所述连接极片的上边缘间隔设置，所述极耳胶包裹所述金属带的一部分，并且所述极耳胶沿所述金属带的两侧凸出；
所述第一绝缘件包括凸出部，所述凸出部设置于所述连接极片的上边缘以外，所述凸出部靠近所述集流体的一侧表面与所述极耳胶粘接。
6.电芯制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
制得连接极片，其中，所述连接极片包括集流体、安全涂层和活性材料层，所述安全涂层设置于所述集流体的表面，所述活性材料层设置于所述安全涂层的表面，所述安全涂层具有第一安全槽位，所述活性材料层具有焊接槽位，并且所述活性材料层的一部分位于所述第一安全槽位中，所述集流体的一部分露出于所述焊接槽位；
将所述集流体裸露在所述焊接槽位中的部分与正极耳焊接；
在所述活性材料层上设置第一绝缘件，沿所述第一绝缘件的厚度方向上，所述第一绝缘件在所述安全涂层上的投影覆盖所述第一安全槽位。
7.根据权利要求6所述的电芯制造方法，其特征在于，所述安全涂层还具有第二安全槽位，所述活性材料层覆盖所述第二安全槽位中，沿所述集流体的宽度方向，所述第一安全槽位和所述第二安全槽位分别位于所述集流体的两端；
所述电芯制造方法还包括以下步骤：
在所述活性材料层上设置第二绝缘件，沿所述第二绝缘件的厚度方向上，所述第二绝缘件在所述安全涂层上的投影覆盖所述第二安全槽位。
8.根据权利要求7所述的电芯制造方法，其特征在于，所述制得连接极片包括：
制得正极片母卷；其中，所述正极片母卷包括集流体母卷、预设安全层和预设活性层，所述预设安全层具有多个预设安全槽位，所述预设活性层具有多个预设焊接槽位，多个所述预设安全槽位沿所述集流体母卷的宽度方向间隔分布，每一预设焊接槽位分别位于一个预设安全槽位中；
对所述正极片母卷进行分切从而形成多个所述连接极片；其中，每一所述预设安全槽位被分切为一个所述第一安全槽位和一个所述第二安全槽位，而且，由同一所述预设安全槽位分切形成的所述第一安全槽位和所述第二安全槽位分别位于不同的所述连接极片上。
9.根据权利要求8所述的电芯制造方法，其特征在于，所述对所述正极片母卷进行分切从而形成多个所述连接极片包括：
所述预设焊接槽位的上边缘和预设安全槽位的上边缘间隔设置，所述正极片母卷的分切线与所述焊接槽位的上边缘重合。
10.根据权利要求8所述的电芯制造方法，其特征在于，所述对所述正极片母卷进行分切从而形成多个所述连接极片包括：
所述预设焊接槽位的上边缘和预设安全槽位的上边缘间隔设置，所述集流体基材的分切线位于所述预设焊接槽位的上边缘和预设安全槽位的上边缘之间；
所述电芯制造方法还包括：
在将所述正极耳与所述集流体焊接之前，去除所述连接极片的减薄区的至少部分活性材料层，从而降低所述减薄区的活性材料层的厚度；
其中，所述焊接槽位远离所述第二安全槽位的一端边缘为第一上边缘，所述集流体远离所述第二安全槽位的一端边缘为第二上边缘，所述第一上边缘和所述第二上边缘间隔设置，所述减薄区位于所述第一上边缘和所述第二上边缘之间，所述减薄区的投影位于所述第一安全槽位中，沿所述集流体的长度方向，所述减薄区的长度与所述焊接槽位的长度相等。
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