CN116154416A - 极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备。极片包括集流体,集流体包括导电层和绝缘层,导电层包括极耳部,沿极片的厚度方向,绝缘层相对的两侧均设置有导电层,绝缘层包括第一区域和第二区域,沿极片的宽度方向,第一区域的至少一端连接有第二区域,第二区域的厚度小于第一区域的厚度,极耳部至少部分设置于第二区域,则采用该极片形成的电极组件的各个极耳部焊接时,因第二区域的厚度较小则第二区域的两侧的极耳部更容易焊接,从而实现两个极耳部电连接,降低焊接难度和缓解因绝缘层的存在导致极耳部焊接出现虚焊等焊接质量问题的风险,有利于提高具备该极片的电极组件的各个极耳部的焊接质量。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备。
背景技术
电池广泛应用于便携式电子设备、电动交通工具、电动工具、无人机、储能设备等领域。
电池包括电极组件,电极组件的极耳因焊接质量较差导致电池的可靠性较差。
发明内容
本申请实施例提供一种极片、电极组件、电池单体、电池及用电设备,以提高电池的极耳焊接质量,从而提高电池的可靠性。
第一方面,本申请实施例提供一种极片,包括集流体和活性物质层。所述集流体包括导电层和绝缘层,沿所述极片的厚度方向,所述绝缘层相对的两侧均设置有所述导电层。所述绝缘层包括第一区域和第二区域,所述第二区域的厚度小于所述第一区域的厚度,沿所述极片的宽度方向,所述第一区域的至少一端连接有所述第二区域。所述导电层包括极耳部,所述极耳部至少部分设置于所述第二区域。所述活性物质层涂覆于所述导电层背离所述绝缘层的表面,所述极耳部未涂覆所述活性物质层。
上述技术方案中,通过将导电层的极耳部设置在厚度较小的第二区域,则采用该极片形成的电极组件的各个极耳部焊接时,因第二区域的厚度较小则第二区域的两侧的极耳部更容易焊接,从而实现两个极耳部电连接,降低焊接难度和缓解因绝缘层的存在导致极耳部焊接出现虚焊等焊接质量问题的风险,有利于提高具备该极片的电极组件的各个极耳部的焊接质量,从而具备该极片的电池或电池单体的可靠性。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述绝缘层还包括第一过渡区,所述第一过渡区连接所述第一区域和所述第二区域,从所述第一区域指向所述第二区域的方向,所述第一过渡区的厚度逐渐减小。
上述技术方案中,第一过渡区的设置能够降低第一区域和第二区域之间形成应力集中的风险,提高极片的疲劳寿命和降低极片断裂的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述导电层还包括涂覆部,所述涂覆部设置于所述第一区域,所述活性物质层的至少部分设置于所述涂覆部背离所述第一区域的一侧,所述涂覆部的厚度小于所述极耳部的厚度。
上述技术方案中,涂覆部的厚度小于所述极耳部的厚度,能够一定程度上补偿第一区域的厚度大于第二区域的厚度的尺寸差,从而使得集流体的各个位置的厚度差较小,有利于提高集流体的结构尺寸均匀性,从而有利于提高极片的质量。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述导电层包括涂覆部,所述涂覆部设置于所述第一区域,所述活性物质层的至少部分设置于所述涂覆部背离所述第一区域的一侧,所述涂覆部背离所述第一区域的表面和所述极耳部背离所述第二区域的表面共面。
上述技术方案中,涂覆部背离第一区域的表面和极耳部背离第二区域的表面共面,使得集流体在极片的厚度方向上的表面更为平整,便于集流体制造成型。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述绝缘层还包括第一过渡区,所述第一过渡区连接所述第一区域和所述第二区域,从所述第一区域指向所述第二区域的方向,所述第一过渡区的厚度逐渐减小,所述导电层还包括第二过渡区,所述第二过渡区设置于所述第一过渡区,从所述第一区域指向所述第二区域的方向,所述第二过渡区的厚度逐渐增大。
上述技术方案中,从第一区域指向第二区域的方向,第一过渡区的厚度逐渐减小,第二过渡区的厚度逐渐增大,能够弥补第一过渡区相对第一区域和第二区域的厚度差,从而使得集流体的各个位置的厚度差较小,有利于提高集流体的结构尺寸均匀性,从而有利于提高极片的质量。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第二过渡区背离所述第一过渡区的表面和所述极耳部背离所述第二区域的表面共面。
上述技术方案中,第二过渡区背离第一过渡区的表面和极耳部背离第二区域的表面共面,使得集流体在极片的厚度方向上的表面更为平整,便于集流体制造成型。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述极片的宽度方向,所述第一区域的两端均连接有所述第二区域。
上述技术方案中,沿极片的宽度方向,第一区域的两端均连接有第二区域,在制造极片时,可以从集流体的中部裁切,从而同步制造两个极片,有利于提高具备极片的生产效率。
本申请第一方面的一些实施例中,所述导电层具有背离所述绝缘层的第一表面,沿所述极片的宽度方向,所述第一表面延伸至所述集流体的两端;沿所述极片的厚度方向,所述绝缘层相对的两侧的所述导电层的所述第一表面平行。
上述技术方案中,导电层具有背离绝缘层的第一表面,沿极片的宽度方向,第一表面延伸至集流体的两端,即第一表面为平面,便于制造成型,且便于在第一表面涂覆活性物质层,从而方便极片的制造成型。绝缘层相对的两侧的导电层的第一表面平行,集流体为等厚结构,便于集流体制造成型。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述导电层还包括涂覆部,所述涂覆部设置于所述第一区域,沿所述极片的厚度方向,所述绝缘层两侧的所述导电层的所述涂覆部背离所述绝缘层的一侧设置有所述活性物质层。
上述技术方案中,绝缘层两侧的导电层的涂覆部背离绝缘层的一侧设置有活性物质层,增大了极片的活性物质量,有利于提高具备该极片的电池或电池单体的能量密度。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述极片的厚度方向观察,所述活性物质层的投影和所述第二区域的投影重叠。
上述技术方案中,活性物质层沿极片的厚度方向的投影和第二区域的沿极片的厚度方向的投影重叠,沿极片的宽度方向,活性物质层尽可能多的覆盖导电层,增大了极片的活性物质层的量,有利于提高电池或电池单体的能量密度。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第二区域的厚度为H1,所述极耳部的厚度为L1,满足:H1/L1≤5。
上述技术方案中,若H1/L1>5,各个极耳部焊接时的焊接残留物面积较小,焊接稳定性较差,出现虚焊的可能性较小,因此,H1/ L1≤5以使焊接第二区域两侧的极耳部后,两个极耳部之间能够有较大的焊接残留物面积,以使焊接更加稳定,降低出现虚焊等焊接质量问题的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,H1/L1≤1。
上述技术方案中,H1/L1≤1使得极耳部焊接后有更大焊接残留物面积,进一步提高焊接稳定性,进一步降低出现虚焊等质量问题的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述导电层还包括涂覆部,所述涂覆部设置于所述第一区域,所述第一区域的厚度为H2,所述涂覆部的厚度为L2,满足:1≤H2/L2≤50。
上述技术方案中,若是H2/L2<1,在集流体的厚度恒定的情况下,第一区域的厚度相对涂覆部的厚度较小,使得集流体包括第一区域的部分的强度较弱。H2/L2>50,涂覆部的厚度相对第一区域的厚度较小,在集流体的厚度恒定的情况下,难以使得导电层具有较高的过流能力。因此,1≤H2/L2≤50,使得集流体具有较好的强度,又使得导电层具有较好的过流能力。
在本申请第一方面的一些实施例中,2≤H2/L2≤20。
上述技术方案中,2≤H2/L2≤20,使得集流体具有更好的强度,又使得导电层具有更好的过流能力。
第二方面,本申请实施例提供了一种电极组件,所述电极组件包括第一方面任一实施例提供的极片。
上述技术方案中,因第一方面实施例提供的极片的绝缘层的第二区域的厚度较小则第二区域的两侧的极耳部更容易焊接,降低焊接难度和缓解因绝缘层的存在导致极耳部焊接出现虚焊等焊接质量问题的风险,有利于提高具备该极片的电极组件的各个极耳部的焊接质量。
在本申请第二方面的一些实施例中,所述电极组件包括两个根据第一方面任一实施例提供的所述的极片,两个所述极片极性相反。
上述技术方案中,因第一方面实施例提供的极片的绝缘层的第二区域的厚度较小则第二区域的两侧的极耳部更容易焊接,降低焊接难度和缓解因绝缘层的存在导致极耳部焊接出现虚焊等焊接质量问题的风险,电极组件的极性相反的两个极片均采用第一方面任一实施例提供的极片,使得电极组件的各个极耳部之间均具有较稳定的电连接关系。
第三方面,本申请实施例提供了一种电池单体,电池单体包括第二方面任一实施例提供的电极组件。
上述技术方案中,电极组件的极耳部焊接能够形成稳定的电连接关系,从而有利于电池单体稳定的充放电,提高电池单体的可靠性。
在第三方面的一些实施例中,所述电池单体还包括转接件,沿所述极片的厚度方向,位于所述第二区域两侧的所述导电层的所述极耳部与所述转接件焊接。
上述技术方案中,位于第二区域两侧的导电层的极耳部与转接件焊接,从而实现第二区域两侧的极耳部电连接,可以理解地,第二区域两侧的极耳部均与转接件实现电连接,并通过转接件引出电池单体的电极,便于电池单体进行充放电。
第四方面,本申请实施例提供一种电池,电池包括第三方面任一实施例提供的电池单体。
上述技术方案中,第二方面实施例提供的电池单体的电极组件的极耳部焊接能够形成稳定的电连接关系,从而有利于电池单体稳定的充放电,从而提高具备该电池单体的电池的可靠性。
第五方面,本申请实施例提供一种用电设备,用电设备包括第四方面实施例提供的电池。
上述技术方案中,第四方面实施例提供的电池可靠性较好,有利于提高通过该电池供电的用电设备的用电可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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获得其他相关的附图。
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图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供极片的结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的极片的集流体的结构示意图;
图6为本申请另一些实施例提供的极片的集流体的结构示意图;
图7为本申请再一些实施例提供的极片的集流体的结构示意图;
图8为本申请另一些实施例提供的极片的结构示意图;
图9为图8中极片的集流体的结构示意图;
图10为本申请再一些实施例提供的极片的结构示意图;
图11为本申请一些实施例提供的极耳和转接件的连接示意图;
图12为本申请另一些实施例提供的极耳和转接件的连接示意图。
图标:1000-车辆;100-电池;10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;20-电池单体;21-端盖;211-电极端子;22-壳体;23-电极组件;231-极片;2311-集流体;23111-导电层;231111-极耳部;231112-涂覆部;231113-第一子表面;231114-第二子表面;231115-第二过渡区;231126-第三子表面;231117-第一表面;23112-绝缘层;231121-第一区域;231122-第二区域;231123-第一过渡区;2312-极耳;2313-活性物质层;24-转接件;241-第一子转接件;242-第二子转接件;200-控制器;300-马达;X-极片的宽度方向;Y-极片的厚度方向;Z-极片的长度方向。
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、完整地描述,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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
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箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,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。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由隔离膜和极性相反的两个极片组成。两个极性相反的极片分别是正极片和负极片。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。极片包括集流体和活性物质层,活性物质层涂覆于集流体的表面,涂敷活性物质层的集流体凸出于已涂覆活性物质层的集流体,形成极片的极耳。同极性的极片的极耳焊接以供电池单体充放电。
为了提高集流体的强度和电池单体的可靠性能,可以采用复合集流体,复合集流体包括导电层和绝缘层。沿极片的厚度方向,绝缘层相对的两侧均设置有导电层,活性物质层设置于导电层背离绝缘层的一侧。沿极片的宽度方向,集流体未涂覆活性物质层的区域形成极片的极耳。两层导电层之间通过绝缘层绝缘隔开,极耳的两个导电层不能直接导通,即不能直接实现电连接。因此,可以通过在极耳处焊接转接件,从而实现极耳处的两个导电层导通,再将每个极耳对应的转接件焊接,从而实现各个极耳之间电连接。但是,这就形成两道转接焊工序,工艺复杂程度高,制程难以控制。在另一些情况下,为了缓解两道转接焊工序,导致的工艺复杂程度高,制程难以控制的问题,可以将同极性极片的多个极耳作为整体直接和转接件焊接,这样只有一道转接焊工序,可以简化电池单体制造成本。
无论是一道转接焊工序还是两道转接焊工序的情况,由于集流体为复合集流体,极耳包括绝缘层,在极耳与转接件焊接或者极耳与极耳焊接时,绝缘层相当于杂质,增大了焊接难度,且使得焊接可能存在虚焊等质量问题。
基于上述考虑,为了缓解集流体的绝缘层导致极片在极耳处焊接难度大和焊接质量差的问题,本申请实施例提供了一种极片,极片包括集流体,集流体包括导电层和绝缘层,导电层包括未涂覆活性物质层的极耳部,沿极片的厚度方向,绝缘层相对的两侧均设置有导电层,绝缘层包括第一区域和第二区域,沿极片的宽度方向,第一区域的至少一端连接有第二区域,第二区域的厚度小于第一区域的厚度,极耳部设置于第二区域。
通过将导电层的极耳部设置在厚度较小的第二区域,则采用该极片形成的电极组件的各个极耳部焊接时,因第二区域的厚度较小则第二区域的两侧的极耳部更容易焊接,从而实现两个极耳部电连接,降低焊接难度和缓解因绝缘层的存在导致极耳部焊接出现虚焊等焊接质量问题的风险,有利于提高具备该极片的电极组件的各个极耳部的焊接质量。
本申请实施例公开的极片可以用于制造电池单体。具备本申请实施例提供的极片的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电设备中。可以使用于具备由本申请公开的极片制造成型的电池单体、电池等组成该用电设备的电源系统,这样,有利于缓解电池的极耳焊接质量差的问题,提高电池的可靠性。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备,用电设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以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,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、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。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中,每个电池单体20可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池100的最小单元。如图3,电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以及其他的功能性部件。
端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境与外部环境分隔的部件。不限地,端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地,端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,可靠性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子211等的功能性部件。电极端子211可以用于与电极组件23电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中,端盖21上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖21的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖21的内侧还可以设置有绝缘部件,绝缘部件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21,以降低短路的风险。示例性的,绝缘部件可以是塑料、橡胶等。
壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件,可以于壳体22上设置开口,通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖21和壳体22一体化,具体地,端盖21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体22的内部时,再使端盖21盖合壳体22。壳体22可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由极性相反的两个极片231卷绕或者层叠放置形成,并且通常在极性相反的两个极片231之间设有隔离膜。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。
两个极性相反的极片231具有活性物质的部分构成电极组件23的主体部,两个极性相反的极片231不具有活性物质的部分各自构成极耳2312,即两个极性相反的极片231不具有活性物质的部分分别形成正极耳和负极耳。正极耳和负极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳2312连接电极端子211以形成电流回路。
如图4、图5所示,在一些实施例中,极片231包括集流体2311和活性物质层2313。集流体2311包括导电层23111和绝缘层23112,沿极片的厚度方向Y,绝缘层23112相对的两侧均设置有导电层23111,绝缘层23112包括第一区域231121和第二区域231122,第二区域231122的厚度小于第一区域231121的厚度,沿极片的宽度方向X,第一区域231121的至少一端连接有第二区域231122,导电层23111包括极耳部231111,极耳部231111至少部分设置于第二区域231122。活性物质层2313涂覆于导电层23111背离绝缘层23112的表面,极耳部231111未涂覆活性物质层2313。
根据极片231的极性不同,活性物质层2313的材质有所不同,比如极片231为正极片的情况下,活性物质层2313可以是钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。如是极片231为负极片,活性物质层2313可以是碳或硅等。
集流体2311包括绝缘层23112和两个导电层23111,沿极片的厚度方向Y,两个导电层23111分别设置于绝缘层23112的两侧。导电层23111可以粘接于绝缘层23112位于极片的厚度方向Y的上的表面,也可以是以其他连接方式设置于绝缘层23112沿极片的厚度方向Y的一侧,如熔接等。根据极片231的极性不同,导电层23111的选材可以不同,如极片231为正极片,导电层23111的材质可以是铝,如极片231为负极片,导电层23111的材质可以是铜。
绝缘层23112的材质包括聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚丙烯中的至少一者。第一区域231121和第二区域231122沿极片的宽度方向X布置,第一区域231121的一端与第二区域231122的一端相连。其中,第一区域231121和第二区域231122可以直接连接,第一区域231121和第二区域231122也可以是间接相连。极片的宽度方向X垂直极片的厚度方向Y。
第一区域231121可以是等厚结构,也可以是非等厚结构。第二区域231122可以是等厚结构,也可以是非等厚结构。
第一区域231121的厚度可以是第一区域231121沿极片的厚度方向Y的最小尺寸,第二区域231122的厚度可以是第二区域231122沿极片的厚度方向Y的最大尺寸。即第一区域231121沿极片的厚度方向Y的最小尺寸大于第二区域231122沿极片的厚度方向Y的最大尺寸。
每个导电层23111均具有极耳部231111。第二区域231122和两个导电层23111的设置于第二区域231122的极耳部231111共同形成极片231的极耳2312。导电层23111可以包括沿极片的长度方向Z间隔布置的多个极耳部231111,绝缘层23112可以包括沿极片的长度方向Z间隔布置的多个第二区域231122,这样极片231可以沿极片的长度方向Z形成间隔布置的多个极耳2312。其中,极片的厚度方向Y、极片的宽度方向X和极片的长度方向Z两两垂直。
采用该极片231制造形成电极组件23时,多个极耳2312层叠布置并焊接。多个极耳2312层叠布置并焊接,从而使得每个极耳2312在极片的厚度方向Y的两侧的极耳部231111导通电连接。其中,可以通过在每个处焊接转接件(图中未示出),从而实现极耳2312的两个极耳部231111导通,再将每个极耳2312对应的转接件焊接,从而实现各个极耳2312之间电连接。也可以是将同极性极片231的多个极耳2312作为整体直接和转接件焊接,这样只有一道转接焊工序,可以简化电池单体20制造成本。转接件可以与端盖21上的电极端子211电连接。
沿极片的宽度方向X,极耳部231111可以全部设置于第二区域231122,沿极片的厚度方向Y观察,导电层23111与第二区域231122重叠的区域为极耳部231111。沿极片的宽度方向X,极耳部231111可以部分设置于第二区域231122。
通过将导电层23111的极耳部231111设置在厚度较小的第二区域231122,则采用该极片231形成的电极组件23的各个极耳部231111焊接时,因第二区域231122的厚度较小则第二区域231122的两侧的极耳部231111更容易焊接,从而实现两个极耳部231111电连接,降低焊接难度和缓解因绝缘层23112的存在导致极耳部231111焊接出现虚焊等焊接质量问题的风险,有利于提高具备该极片231的电极组件23的各个极耳部231111的焊接质量,从而具备该极片231的电池100或电池单体20的可靠性。
在一些实施例中,绝缘层23112还包括第一过渡区231123,第一过渡区231123连接第一区域231121和第二区域231122,从第一区域231121指向第二区域231122的方向,第一过渡区231123的厚度逐渐减小。
沿极片的宽度方向X,第一过渡区231123的一端与第一区域231121连接,第一过渡区231123的另一端与第二区域231122连接。第一区域231121和第二区域231122通过第一过渡区231123间接连接。第一过渡区231123在沿极片的厚度方向Y上的两个表面可以是弧面,也可以是从第一区域231121向第二区域231122倾斜的平面。
第一区域231121、第二区域231122和第一过渡区231123可以是分体设置并通过粘接连接、熔接连接等连接工艺连接为一体,形成绝缘层23112。第一区域231121、第二区域231122和第一过渡区231123也可以是一体成型。第一区域231121、第二区域231122和第一过渡区231123的材质可以相同,也可以不同。
从第一区域231121指向第二区域231122的方向,第一过渡区231123的厚度逐渐减小,换句话说,沿极片的宽度方向X,越靠近第二区域231122,第一过渡区231123的厚度越小。
第一过渡区231123的设置能够降低第一区域231121和第二区域231122之间形成应力集中的风险,提高极片231的疲劳寿命和降低极片231断裂的风险。
在第一区域231121和第二区域231122直接连接实施例中,如图6所示,第一区域231121和第二区域231122的连接位置可以形成厚度差,即第一区域231121与第二区域231122连接的一端的厚度大于第二区域231122与第一区域231121连接的一端的厚度。
当然,在第一区域231121和第二区域231122直接连接实施例中,如图7所示,第二区域231122与第一区域231121连接的一端的厚度也可以与第一区域231121与第二区域231122连接的一端的厚度基本相同,从所述第一区域231121指向所述第二区域231122的方向,第二区域231122的厚度逐渐减小,这样第一区域231121和第二区域231122直接连接的情况下形成应力集中的风险较小,有利于提高极片231的疲劳寿命和降低极片231断裂的风险。
在一些实施例中,导电层23111还包括涂覆部231112,涂覆部231112设置于第一区域231121,活性物质层2313的至少部分设置于涂覆部231112背离第一区域231121的一侧,涂覆部231112的厚度小于极耳部231111的厚度。
涂覆部231112与极耳部231111沿极片的宽度方向X布置。涂覆部231112的一端与极耳部231111的一端相连,涂覆部231112和极耳部231111电连接。其中,涂覆部231112和极耳部231111可以直接连接,涂覆部231112和极耳部231111也可以是间接相连。
涂覆部231112用于设置活性物质层2313(图4中示出)。沿极片的厚度方向Y,涂覆部231112背离第一区域231121的一侧设置活性物质层2313。对同一个导电层23111而言,涂覆于该导电层23111背离绝缘层23112的一侧的活性物质层2313可以全部涂覆于涂覆部231112,涂覆于该导电层23111背离绝缘层23112的一侧的活性物质层2313也可以一部分涂覆于涂覆部231112,另一部分沿极片的宽度发方向X超出涂覆部231112。
涂覆部231112可以是等厚结构,也可以是非等厚结构。极耳部231111可以是等厚结构,也可以是非等厚结构。
涂覆部231112的厚度可以是涂覆部231112沿极片的厚度方向Y的最大尺寸,极耳部231111的厚度可以是极耳部231111沿极片的厚度方向Y的最小尺寸。即涂覆部231112沿极片的厚度方向Y的最大尺寸小于极耳部231111沿极片的厚度方向Y的最小尺寸。
涂覆部231112的厚度小于所述极耳部231111的厚度,能够一定程度上补偿第一区域231121的厚度大于第二区域231122的厚度的尺寸差,从而使得集流体2311的各个位置的厚度差较小,有利于提高集流体2311的结构尺寸均匀性,从而有利于提高极片231的质量。
在另一些实施例中,涂覆部231112的厚度也可以与极耳部231111的厚度相同,方便在绝缘层23112上设置导电层23111,从而方便集流体2311的制造成型。
在一些实施例中,导电层23111包括涂覆部231112,涂覆部231112设置于第一区域231121,活性物质层2313的至少部分设置于涂覆部231112背离第一区域231121的一侧,涂覆部231112背离第一区域231121的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面共面。
涂覆部231112背离第一区域231121的表面为第一子表面231113,极耳部231111背离第二区域231122的表面为第二子表面231114,涂覆部231112背离第一区域231121的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面共面,即第一子表面231113和第二子表面231114共面,换句话说,第一子表面231113和第二子表面231114位于同一平面内。由于第二区域231122的厚度大于第一区域231121的厚度,且涂覆部231112背离第一区域231121的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面共面,则极耳部231111的厚度大于涂覆部231112的厚度,有利于提高极片231的极耳2312的过流能力。
涂覆部231112背离第一区域231121的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面共面,使得集流体2311在极片的厚度方向Y上的表面更为平整,便于集流体2311制造成型。
在另一些实施例中,涂覆部231112背离第一区域231121的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面也可以不共面。如,在涂覆部231112的厚度和极耳部231111的厚度相同的实施例中,涂覆部231112背离第一区域231121的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面不共面,且沿极片的厚度方向Y,涂覆部231112背离第一区域231121的表面(第一子表面231113)和第一区域231121面向涂覆部231112的表面之间的距离大于极耳部231111背离第二区域231122的表面(第二子表面231114)和第一区域231121面向涂覆部231112的表面之间的距离。
如图5所示,在一些实施例中,绝缘层23112还包括第一过渡区231123,第一过渡区231123连接第一区域231121和第二区域231122,从第一区域231121指向第二区域231122的方向,第一过渡区231123的厚度逐渐减小,导电层23111还包括第二过渡区231115,第二过渡区231115设置于第一过渡区231123,从第一区域231121指向第二区域231122的方向,第二过渡区231115的厚度逐渐增大。
沿极片的宽度方向X,第二过渡区231115的一端与涂覆部231112连接,第一过渡区231123的另一端与极耳部231111连接。涂覆部231112和极耳部231111通过第一过渡区231123间接连接。
涂覆部231112、极耳部231111和第二过渡区231115可以是分体设置并通过粘接连接、焊接连接等连接工艺连接为一体,形成导电层23111。涂覆部231112、极耳部231111和第二过渡区231115也可以是一体成型。涂覆部231112、极耳部231111和第二过渡区231115的材质可以相同,也可以不同。
在导电层23111还包括第二过渡区231115且活性物质层2313完全设置于涂覆部231112的情况下,第二过渡区231115也可以视作极耳部231111的一部分,这样极耳部231111只有一部分设置于第二区域231122,极耳部231111的另一部分设置于绝缘层23112的第一过渡区231123,这种情况下,第二过渡区231115可以与转接件24(图11中示出)焊接,也可以不与转接件24焊接。
从第一区域231121指向第二区域231122的方向,第二过渡区231115的厚度逐渐增大,换句话说,越靠近第二区域231122,第二过渡区231115的厚度越大。
从第一区域231121指向第二区域231122的方向,第一过渡区231123的厚度逐渐减小,第二过渡区231115的厚度逐渐增大,能够弥补第一过渡区231123相对第一区域231121和第二区域231122的厚度差,从而使得集流体2311的各个位置的厚度差较小,有利于提高集流体2311的结构尺寸均匀性,从而有利于提高极片231的质量。
在一些实施例中,第二过渡区231115背离第一过渡区231123的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面共面。
第二过渡区231115背离第一过渡区231123的表面为第三子表面231126,第二过渡区231115背离第一过渡区231123的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面共面,即第三子表面231126和第二子表面231114共面,换句话说,第三子表面231126和第二子表面231114位于同一平面内。
第二过渡区231115背离第一过渡区231123的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面共面,使得集流体2311在极片的厚度方向Y上的表面更为平整,便于集流体2311制造成型。
在第二过渡区231115背离第一过渡区231123的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面共面的实施例中,涂覆部231112背离第一区域231121的表面和极耳部231111背离第二区域231122的表面可以不共面,也可以共面。
如图4-图7所示,在一些实施例中,沿极片的宽度方向X,第一区域231121的两端均连接有第二区域231122。
可以理解地,极片231沿其宽度方向的两端均形成有极耳2312。两个第二区域231122分别连接于第一区域231121沿极片的宽度方向X的两端。两个第二区域231122与第一区域231121的连接方式可以相同,比如两个第二区域231122分别与第一区域231121沿极片的宽度方向X的两端直接连接,或者两个第二区域231122分别通过第一过渡区231123与第一区域231121间接连接,方便集流体2311制造成型。
两个第二区域231122与第一区域231121的连接方式也可以不相同,比如两个第二区域231122中的一者与第一区域231121的一端直接连接,两个第二区域231122中的另一者域第一区域231121的另一端通过第一过渡区231123间接连接,这样能够形成不同形式的两个极耳2312,使得极片231能够满足不同的使用需求。
沿极片的宽度方向X,第一区域231121的两端均连接有第二区域231122,在制造极片231时,可以从集流体2311的中部裁切,从而同步制造两个极片231,有利于提高具备极片231的生产效率。
当然,如图8、图9所示,在另一些实施例中,沿极片的宽度方向X,第一区域231121的一端连接有第二区域231122。
如图5、图6、图7、图9所示,在一些实施例中,导电层23111具有背离绝缘层23112的第一表面231117,沿极片的宽度方向X,第一表面231117延伸至集流体2311的两端;沿极片的厚度方向Y,绝缘层23112相对的两侧的导电层23111的第一表面231117平行。
第一表面231117包括第一子表面231113和第二子表面231114,第一子表面231113和第二子表面231114共面。在导电层23111还包括第二过渡区231115的实施例中,第一表面231117包括第一子表面231113、第二子表面231114和第三子表面231126,第一子表面231113、第二子表面231114和第三子表面231126共面,共同形成第一表面231117。
如图5、图6、图7所示,在沿极片的宽度方向X,第一区域231121的两端均设置有第二区域231122的实施例中,沿极片的宽度方向X,设置于一个第二区域231122的极耳部231111的第一子表面231113背离第二子表面231114的边缘形成第一表面231117的一个边缘,设置于另一个第二区域231122的极耳部231111的第一子表面231113背离第二子表面231114的边缘形成第一表面231117的另一个边缘。
如图9所示,在沿极片的宽度方向X,第一区域231121仅一端设置有第二区域231122的实施例中,沿极片的宽度方向X,第一子表面231113背离第二子表面231114的边缘形成第一表面231117的一个边缘,第二子表面231114背离第一子表面231113的边缘形成第一表面231117的另一个边缘。
导电层23111具有背离绝缘层23112的第一表面231117,沿极片的宽度方向X,第一表面231117延伸至集流体2311的两端,即第一表面231117为平面,便于制造成型,且便于在第一表面231117涂覆活性物质层2313,从而方便极片231的制造成型。绝缘层23112相对的两侧的导电层23111的第一表面231117平行,集流体2311为等厚结构,便于集流体2311制造成型。
在一些实施例中,导电层23111还包括涂覆部231112,涂覆部231112设置于所述第一区域231121,沿极片的厚度方向Y,绝缘层23112两侧的导电层23111的涂覆部231112背离绝缘层23112的一侧设置有活性物质层2313。
活性物质层2313涂覆于涂覆部231112背离第一区域231121的表面,即活性物质层2313涂覆于第一子表面231113。可以两个导电层23111的涂覆部231112均设置有活性物质层2313。
绝缘层23112两侧的导电层23111的涂覆部231112背离绝缘层的一侧设置有活性物质层2313,增大了极片231的活性物质量,有利于提高具备该极片231的电池100或电池单体20的能量密度。
在另一些实施例中,也可以仅在一个导电层23111的涂覆部231112设置活性物质层2313。
在一些实施例中,如图4、图8所示,沿极片的厚度方向Y观察,活性物质层2313的投影和第二区域231122的投影不重叠。
沿极片的厚度方向Y,活性物质层2313的投影是指活性物质层2313在垂直沿极片的厚度方向Y的平面内的投影。沿极片的厚度方向Y,第二区域231122的投影是指第二区域231122在垂直沿极片的厚度方向Y的平面内的投影。
可以理解的,活性物质层2313完全涂覆于导电层23111的涂覆部231112,以在极耳部231111焊接时,沿极片的宽度方向X,焊接位置和活性物质层2313之间可以形成间距,能够缓解焊接高温损伤活性物质层2313的风险。
如图11所示,在另一些实施例中,沿极片的厚度方向Y观察,活性物质层2313的投影和第二区域231122的投影重叠。
可以理解的,活性物质层2313的一部分涂覆于导电层23111的涂覆部231112,另一部分沿极片的宽度方向X延伸至导电层23111设置于第二区域231122。
在绝缘层23112包括第一过渡区231123、导电层23111包括第二过渡区231115的实施例中,沿极片的宽度方向X,活性物质层2313覆盖第一过渡区231123并延伸至与第二区域231122重叠。
活性物质层2313沿极片的厚度方向Y的投影和第二区域231122的沿极片的厚度方向Y的投影重叠,沿极片的宽度方向X,活性物质层2313尽可能多的覆盖导电层23111,增大了极片231的活性物质层2313的量,有利于提高电池100或电池单体20的能量密度。
如图5、图6、图9、图10所示,在一些实施例中,第二区域231122的厚度为H1,极耳部231111的厚度为L1,满足:H1/L1≤5。
如图5、图6、图9、图10所示,第二区域231122为等厚结构,第二区域231122的厚度为第二区域231122沿极片的厚度方向Y的尺寸。极耳部231111为等厚结构,极耳部231111的厚度为极耳部231111沿极片的厚度方向Y的尺寸。
H1/L1可以为0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5等。
若H1/L1>5,各个极耳部231111焊接时的焊接残留物面积较小,焊接稳定性较差,出现虚焊的可能性较小,因此,H1/L1≤5以使焊接第二区域231122两侧的极耳部231111后,两个极耳部231111之间能够有较大的焊接残留物面积,以使焊接更加稳定,降低出现虚焊等焊接质量问题的风险。
需要说明的是,焊接残留物面积是指焊接完成后转接件焊接时残留物面积占整个焊接区域的比例。可通过拉力测量焊接拉力后,人工目检转接件上焊接残留物的面积,焊接拉力可以大于或等于100N。一般焊接残留物面积要求大于或等于50%才能满足基本的使用要求,但是在实际生产中需要焊接残留物面积大于或者等于80%才能达到验收标准。获得表1中的数据:
表1:
如表1所示,当H1/L1为5.2、5.5、5.7和5时,焊接残留物面积均小于50%,则生产的电池单体20不能满足基本的使用需求。在H1/L1为0.1、0.2、0.5、0.7、0.9、0.2、1、1.2、1.5、1.7、1.9、2、2.2、2.5、2.7、3、3.2、3.5、3.7、3.9、4、4.2、4.5、4.7、4.9时,焊接残留物面积均大于50%,则生产的电池单体20能满足基本的使用需求。因此,H1/L1≤5以使焊接第二区域231122两侧的极耳部231111后,两个极耳部231111之间能够有较大的焊接残留物面积,以使焊接更加稳定,降低出现虚焊等焊接质量问题的风险,从而使得生产的电池单体20满足使用需求。
请继续参见表1,在H1/L1为1.2、1.5、1.7、1.9、2、2.2、2.5、2.7、3、3.2、3.5、3.7、3.9、4、4.2、4.5、4.7、4.9时,虽然焊接残留物面积也较大,但是还是低于实际生产验收标准。在H1/L1为0.1、0.2、0.5、0.7、0.9、0.2、1时,焊接残留面积达到80%以上,达到实际生产验收标准。
因此,在一些实施例中,H1/L1≤1。
H1/L1可以为0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等。
H1/L1≤1使得极耳部231111焊接后有更大焊接残留物面积,进一步提高焊接稳定性,进一步降低出现虚焊等质量问题的风险。
根据实际需要,第二区域231122的厚度H1可以有不同的取值,在一些实施例中,H1≤15μm。例如,H1可以为1μm、3μm、5μm、7μm、9μm、11μm、13μm、15μm等。
若是H1>15μm,则第二区域231122的厚度较大,不利于第二区域231122两侧的两个极耳部231111焊接,此外,第一区域231121的厚度大于第二区域231122的厚度,若是H1>15μm第二区域231122和第一区域231121的厚度均较大,使得集流体2311的整体厚度较大,不利于采用集流体2311制成极片231并形成电极组件23的电芯具备高能量密度,因此,H1≤15μm由于减小集流体2311的厚度,从而有利于提高采用集流体2311制成极片231并形成电极组件23的电芯具备高能量密度。
在一些实施例中,H1≤5μm。比如,H1可以为0.5μm、1.5μm、2μm、2.5μm、4μm、4.5μm、5μm等。
根据实际需要,极耳部231111的厚度L1可以有不同的取值,在一些实施例中,0.1μm≤L1≤10μm。例如,L1可以为0.1μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等。
L1<0.1μm,则极耳部231111可能不满足过流需求,L1>10μm,则极耳部231111的厚度较大,使得集流体2311的厚度较大。0.1μm≤L1≤10μm,使得极耳部231111能够具有较好的过流能力和使得集流体2311的厚度控制在合理的范围内。
在一些实施例中,2μm≤L1≤4μm。比如,L1可以为2μm、2.2μm、2.5μm、2.7μm、3.2μm、3.5μm、3.7μm、3.9μm、4μm等。
如图5、图6、图7、图9、图10所示,在一些实施例中,导电层23111还包括涂覆部231112,涂覆部231112设置于第一区域231121,第一区域231121的厚度为H2,涂覆部231112的厚度为L2,满足:1≤H2/L2≤50。
如图5、图6、图7、图9、图10所示,第一区域231121为等厚结构,第一区域231121的厚度为第一区域231121沿极片的厚度方向Y的尺寸。涂覆部231112为等厚结构,涂覆部231112的厚度为极耳部231111沿极片的厚度方向Y的尺寸。
H2/L2可以为1、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50等。
若是H2/L2<1,在集流体2311的厚度恒定的情况下,第一区域231121的厚度相对涂覆部231112的厚度较小,使得集流体2311包括第一区域231121的部分的强度较弱。H2/L2>50,涂覆部231112的厚度相对第一区域231121的厚度较小,在集流体2311的厚度恒定的情况下,难以使得导电层23111具有较高的过流能力。因此,1≤H2/L2≤50,使得集流体2311具有较好的强度,又使得导电层23111具有较好的过流能力。
在一些实施例中,2≤H2/L2≤20。
比如,H2/L2可以为2、3、4、6、7、9、11、13、16、17、18、19、20等。
2≤H2/L2≤20,使得集流体2311具有更好的强度,又使得导电层23111具有更好的过流能力。
根据实际需要,第一区域231121的厚度H2可以有不同的取值,在一些实施例中,1μm≤H2≤20μm。比如,H2可以为1μm、2μm、3μm、5μm、6μm、9μm、10μm、13μm、15μm、17μm、20μm等。
H2<1μm,则第一区域231121的强度较小,H2>20μm,则第一区域231121的厚度较大,使得集流体2311的厚度较大。1μm≤H2≤20μm,使得第一区域231121具有较好的强度和使得集流体2311的厚度控制在合理的范围内。
在一些实施例中,3μm≤H2≤14μm。
例如,H2可以为3μm、4μm、7μm、8μm、11μm、11.5μm、12μm、13.5μm、14μm等。
根据实际需要,涂覆部231112的厚度L2可以有不同的取值,在一些实施例中,0.1μm≤L2≤10μm。比如,L2可以为0.1μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm、9μm、10μm等。
L2<0.1μm,则涂覆部231112的过流能力较小,可能不满足使用需求,L2>10μm,则涂覆部231112的厚度较大,使得集流体2311的厚度较大。0.1μm≤L2≤20μm,使得涂覆部231112具有较好的过流能力和使得集流体2311的厚度控制在合理的范围内。
在一些实施例中,0.5μm≤L2≤5μm。比如L2可以为0.5μm、1.5μm、2.5μm、3.5μm、4.5μm、5μm等。
本申请实施例还提供一种电极组件23,电极组件23包括上述任一实施例提供的极片231。
电极组件23包括极性相反的两个极片231,上述任一实施例提供的极片231可以是作为电极组件23的正极片,也可以是负极片。也可以是极性相反的两个极片231具采用上述任一实施例提供的极片231。
因上述任一实施例提供的极片231的绝缘层23112的第二区域231122的厚度较小则第二区域231122的两侧的极耳部231111更容易焊接,降低焊接难度和缓解因绝缘层23112的存在导致极耳部231111焊接出现虚焊等焊接质量问题的风险,有利于提高具备该极片231的电极组件23的各个极耳部231111的焊接质量。
在一些实施例中,电极组件23包括两个根据上述任一实施例提供的极片231,两个极片231极性相反。
即电极组件23的正极片和负极片均采用上述任意实施例提供的极片231。
因上述任一实施例提供的极片231的绝缘层23112的第二区域231122的厚度较小则第二区域231122的两侧的极耳部231111更容易焊接,降低焊接难度和缓解因绝缘层23112的存在导致极耳部231111焊接出现虚焊等焊接质量问题的风险,电极组件23的极性相反的两个极片231均采用上述任一实施例提供的极片231,使得电极组件23的各个极耳部231111之间均具有较稳定的电连接关系。
本申请实施例还提供一种电池单体20,电池单体20包括上述任一实施例提供的电极组件23。
上述任一实施例提供的电极组件23的极耳部231111焊接能够形成稳定的电连接关系,从而有利于电池单体20稳定的充放电,提高电池单体20的可靠性。
如图11、图12所示,在一些实施例中,电池单体20还包括转接件24,沿极片的厚度方向Y,位于第二区域231122两侧的导电层23111的极耳部231111与转接件24焊接。
转接件24设置于极耳部231111背离第二区域231122的一侧。转接件24与极耳部231111焊接后,位于第二区域231122两侧的导电层23111的极耳部231111实现电连接,转接件24引出该极耳部231111对应的电极。
可以是每个极耳2312对应设置一个转接件24,该转接件24与对应的极耳2312焊接后,实现该极耳2312的第二区域231122两侧的极耳部231111电连接。再将各个极耳2312对应的转接件24焊接,从而实现各个极耳2312电连接,以引出电极。
可以是将同极性的极耳2312作为整体和一个转接件24焊接,各个极耳2312的极耳部231111均与转接件24电连接,并通过转接件24引出电极。
转接件24可以有多种结构形式,如图11所示,在一些实施例中,转接件24包括第一子转接件241和第二子转接件242,第一子转接件241与两个导电层23111中的一者的极耳部231111背离绝缘层23112的一侧并与该极耳部231111焊接,第二子转接件242与两个导电层23111中的另一者的极耳部231111背离绝缘层23112的一侧并与该极耳部231111焊接。沿极片的宽度方向X,第一子转接件241的长度小于第二子转接件242的长度。
第一子转接件241和第二子转接件242分别与对应的极耳部231111焊接后,两个极耳部231111实现电连接,从而有利于提高过流能力。
当然,如图12所示,在另一些实施例中,转接件24也可以仅一部分,比如转接件24仅包括第一子转接件241或者仅包括第二子转接件242。
沿极片的宽度方向X,转接件24最靠近活性物质层2313的一端可以与活性物质层2313相抵,以便于转接件24与极耳部231111焊接时有更大的焊接面积,提高焊接稳定性。沿极片的宽度方向X,转接件24最靠近活性物质层2313的一端也可以与活性物质层2313之间形成间隙,以降低焊接时的高温损伤活性物质层2313的风险。
位于第二区域231122两侧的导电层23111的极耳部231111与转接件24焊接,从而实现第二区域231122两侧的极耳部231111电连接,可以理解地,第二区域231122两侧的极耳部231111均与转接件实现电连接,并通过转接件24引出电池单体20的电极,便于电池单体20进行充放电。
本申请实施例还提供一种电池100,电池100包括上述任一实施例提供的电池单体20。
电池100可以包括一个或者多个电池单体20。在电池100包括多个电池单体20的实施例中,多个电池单体20之间电连接,多个电池单体20可以是串联、并联或者混联。
上述任一实施例提供的电池单体20的电极组件23的极耳部231111焊接能够形成稳定的电连接关系,从而有利于电池单体20稳定的充放电,从而提高具备该电池单体20的电池100的可靠性。
本申请实施例还提供一种用电设备,用电设备包括上述任一实施例提供的电池100。
上述实施例提供的电池100可靠性较好,有利于提高通过该电池100供电的用电设备的用电可靠性。
本申请实施例提供一种极片231,极片231包括集流体2311和活性物质层2313。集流体2311包括绝缘层23112和两个导电层23111。沿极片的厚度方向Y,两个导电层23111分别设置于绝缘层23112的两侧。绝缘层23112包括第一区域231121、第二区域231122和第一过渡区231123,沿极片的宽度方向X,第一过渡区231123的两端分别连接第一区域231121和第二区域231122,第一区域231121的一侧设置有第二区域231122。第一区域231121为等厚结构,第二区域231122为等厚结构,第一区域231121的厚度大于第二区域231122的厚度。沿从第一区域231121指向第二区域231122的方向,第一过渡区231123的厚度逐渐减小。
导电层23111包括极耳部231111、涂覆部231112和第二过渡区231115,沿极片的宽度方向X,第二过渡区231115的两端分别连接极耳部231111和涂覆部231112,涂覆部231112设置于第一区域231121,极耳部231111设置于第二区域231122,第二过渡区231115设置于第一过渡区231123。涂覆部231112为等厚结构,极耳部231111为等厚结构,极耳部231111的厚度大于涂覆部231112的厚度。沿从第一区域231121指向第二区域231122的方向,第二过渡区231115的厚度逐渐增大。极片231为等厚结构。每个导电层23111的涂覆部231112背离第一区域231121的第一子表面231113、极耳部231111背离第二区域231122的第二子表面231114和第二过渡区231115背离第一过渡区231123的第三子表面231126共面,共同形成集流体2311沿极片的厚度方向Y的第一表面231117。活性物质层2313设置于涂覆部231112背离第一区域231121的一侧。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种极片,其特征在于,包括:
集流体,包括导电层和绝缘层,沿所述极片的厚度方向,所述绝缘层相对的两侧均设置有所述导电层;所述绝缘层包括第一区域和第二区域,所述第二区域的厚度小于所述第一区域的厚度,沿所述极片的宽度方向,所述第一区域的至少一端连接有所述第二区域;所述导电层包括极耳部,所述极耳部至少部分设置于所述第二区域;
活性物质层,涂覆于所述导电层背离所述绝缘层的表面,所述极耳部未涂覆所述活性物质层。
2.根据权利要求1所述的极片,其特征在于,所述绝缘层还包括第一过渡区,所述第一过渡区连接所述第一区域和所述第二区域,从所述第一区域指向所述第二区域的方向,所述第一过渡区的厚度逐渐减小。
3.根据权利要求1所述的极片,其特征在于,所述导电层还包括涂覆部,所述涂覆部设置于所述第一区域,所述活性物质层的至少部分设置于所述涂覆部背离所述第一区域的一侧,所述涂覆部的厚度小于所述极耳部的厚度。
4.根据权利要求1所述的极片,其特征在于,所述导电层包括涂覆部,所述涂覆部设置于所述第一区域,所述活性物质层的至少部分设置于所述涂覆部背离所述第一区域的一侧,所述涂覆部背离所述第一区域的表面和所述极耳部背离所述第二区域的表面共面。
5.根据权利要求1所述的极片,其特征在于,所述绝缘层还包括第一过渡区,所述第一过渡区连接所述第一区域和所述第二区域,从所述第一区域指向所述第二区域的方向,所述第一过渡区的厚度逐渐减小;
所述导电层还包括第二过渡区,所述第二过渡区设置于所述第一过渡区,从所述第一区域指向所述第二区域的方向,所述第二过渡区的厚度逐渐增大。
6.根据权利要求5所述的极片,其特征在于,所述第二过渡区背离所述第一过渡区的表面和所述极耳部背离所述第二区域的表面共面。
7.根据权利要求1所述的极片,其特征在于,沿所述极片的宽度方向,所述第一区域的两端均连接有所述第二区域。
8.根据权利要求1-7任一项所述的极片,其特征在于,所述导电层具有背离所述绝缘层的第一表面,沿所述极片的宽度方向,所述第一表面延伸至所述集流体的两端;
沿所述极片的厚度方向,所述绝缘层相对的两侧的所述导电层的所述第一表面平行。
9.根据权利要求1-7任一项所述的极片,其特征在于,所述导电层还包括涂覆部,所述涂覆部设置于所述第一区域,沿所述极片的厚度方向,所述绝缘层两侧的所述导电层的所述涂覆部背离所述绝缘层的一侧设置有所述活性物质层。
10.根据权利要求1-7任一项所述的极片,其特征在于,沿所述极片的厚度方向观察,所述活性物质层的投影和所述第二区域的投影重叠。
11.根据权利要求1-7任一项所述的极片,其特征在于,所述第二区域的厚度为H1,所述极耳部的厚度为L1,满足:H1/L1≤5。
12.根据权利要求11所述的极片,其特征在于,H1/L1≤1。
13.根据权利要求1-7任一项所述的极片,其特征在于,所述导电层还包括涂覆部,所述涂覆部设置于所述第一区域,所述第一区域的厚度为H2,所述涂覆部的厚度为L2,满足:1≤H2/L2≤50。
14.根据权利要求13所述的极片,其特征在于,2≤H2/L2≤20。
15.一种电极组件,其特征在于,包括根据权利要求1-14任一项所述的极片。
16.根据权利要求15所述的电极组件,其特征在于,所述电极组件包括两个根据权利要求1-14任一项所述的极片,两个所述极片极性相反。
17.一种电池单体,其特征在于,包括根据权利要求15或16所述的电极组件。
18.根据权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括转接件,沿所述极片的厚度方向,位于所述第二区域两侧的所述导电层的所述极耳部与所述转接件焊接。
19.一种电池,其特征在于,包括根据权利要求17或18所述的电池单体。
20.一种用电设备,其特征在于,包括根据权利要求19所述的电池。
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GR01 | Patent grant | ||
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