CN204464391U - 电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电芯，其包括正极极片、正极极耳、负极极片、负极极耳以及隔离膜。正极极片包括：正极集流体；以及正极活性物质层，具有正极活性物质且设置于正极集流体的相应表面上。正极极耳由正极集流体冲切形成。负极极片包括：负极集流体；以及负极活性物质层，具有负极活性物质且设置于负极集流体的相应表面上。负极极耳由负极集流体冲切形成。负极极片形成有：台阶部，冲切形成，且包括对应部分的负极集流体和负极活性物质层，并设置成沿电芯的厚度方向与相邻的正极极耳对齐。由于台阶部，当在形成电芯并制备成二次电池后，在二次电池充电过程中正极极耳的根部处的正极活性物质层中的能够进行离子脱嵌的离子不会沉积在负极极耳的根部。

Description

电芯

技术领域

本实用新型涉及一种储能装置，尤其涉及一种电芯。

背景技术

锂离子二次电池的电芯可分为卷绕型和叠片型。锂离子电池的电芯的极耳可分为焊接型和冲切型。

极耳为冲切型的锂离子二次电池的电芯的制作方法如下：通过涂布工艺把活性物质浆料涂覆在集流体上，经过冲切工序在集流体的未涂覆活性物质浆料的部分上冲切形成极耳，然后通过卷绕工艺将得到的正负极极片与隔离膜卷绕形成电芯，或者把得到的极片做成一定大小的正负极极片，然后把所得的正负极极片通过叠片工艺与隔离膜组装成电芯，后续经过注液、化成工序做成成品二次电池。

然而在冲切工艺过程中，由于冲切设备存在制造公差，不可避免地有一部分活性物质层残留在极耳的根部(约0～1mm)。尤其是在正极极耳的根部存在残留活性物质层时，在形成电芯并制备成锂离子二次电池后，在锂离子二次电池充电过程中，正极极耳的根部的残留活性物质层中的锂离子会沉积在负极极耳的根部，从而易产生锂枝晶，该锂枝晶为不可逆，会导致锂离子二次电池容量降低，严重时会导致内部短路，甚至导致锂离子二次电池电池发热或者燃烧。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电芯，即使由于冲切设备的制造公差原因导致在正极极耳的根部处残留正极活性物质层，在二次电池充电过程中，正极极耳的根部处的正极活性物质层中的能够进行离子脱嵌的离子不会沉积在负极极耳的根部，从而避免了产生枝晶，进而避免了枝晶的产生所导致的二次电池的容量降低、内部短路、发热或燃烧。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种电芯，其包括正极极片、正极极耳、负极极片、负极极耳以及隔离膜。正极极片包括：正极集流体；以及正极活性物质层，具有正极活性物质且设置于正极集流体的相应表面上。正极极耳由正极集流体冲切形成。负极极片包括：负极集流体；以及负极活性物质层，具有负极活性物质且设置于负极集流体的相应表面上。负极极耳由负极集流体冲切形成。隔离膜设置在相邻的正极极片和负极极片之间，以将相邻的正极极片的正极活性物质层和负极极片的负极活性物质层隔离开。负极极片形成有：台阶部，冲切形成，且包括对应部分的负极集流体和负极活性物质层，并设置成沿电芯的厚度方向与相邻的正极极耳对齐。

本实用新型的有益效果如下：

在根据本实用新型的电芯中，即使由于冲切设备的制造公差原因导致在正极极耳的根部处存在正极活性物质层，但是由于负极极片形成有台阶部、台阶部包括对应部分的负极集流体和负极活性物质层以及台阶部设置成沿电芯的厚度方向与相邻的正极极耳对齐，所以当在形成电芯后，在二次电池充电过程中正极极耳的根部处的正极活性物质层中的能够进行离子脱嵌的离子会嵌入到对应的负极极片的台阶部的负极活性物质中而不会沉积在负极极耳的根部，从而避免了产生枝晶，进而避免了枝晶的产生所导致的二次电池的容量降低、内部短路、发热或燃烧。

附图说明

图1是根据本实用新型的电芯的简化示意图；

图2是根据本实用新型的电芯的负极极片单面设置负极活性物质层时的一立体图；

图3是根据本实用新型的电芯的负极极片双面设置负极活性物质层时的一立体图；

图4是根据本实用新型的电芯的正极极片单面设置正极活性物质层时的一立体图；

图5是根据本实用新型的电芯的正极极片双面设置正极活性物质层时的一立体图。

其中，附图标记说明如下：

1正极极片                          32负极活性物质层

11正极集流体                     S台阶部

12正极活性物质层               4负极极耳

2正极极耳                        5隔离膜

3负极极片                        T厚度方向

31负极集流体

具体实施方式

下面参照附图来详细说明根据本实用新型的电芯。

参照图1至图5，本实用新型的电芯，包括正极极片1、正极极耳2、负极极片3、负极极耳4以及隔离膜5。正极极片1包括：正极集流体11；以及正极活性物质层12，具有正极活性物质且设置于正极集流体11的相应表面上。正极极耳2由正极集流体11冲切形成。负极极片3包括：负极集流体31；以及负极活性物质层32，具有负极活性物质且设置于负极集流体31的相应表面上。负极极耳4由负极集流体31冲切形成。隔离膜5设置在相邻的正极极片1和负极极片3之间，以将相邻的正极极片1的正极活性物质层12和负极极片3的负极活性物质层32隔离开。负极极片3形成有：台阶部S，冲切形成，且包括对应部分的负极集流体31和负极活性物质层32，并设置成沿电芯的厚度方向T与相邻的正极极耳2对齐。

在此需要补充说明的是，尽管图1的电芯以叠片型电芯示出，但是根据本实用新型的电芯也可以为卷绕型电芯，其由卷绕工艺形成，只要负极极片的台阶部S冲切形成并设置成沿电芯的厚度方向T与相邻的正极极耳2对齐即可。

在此补充说明的是，在图1至图5中，正极极耳2的根部处的正极活性物质层12(即由于冲切设备的制造公差原因导致在正极极耳2的根部处残留的正极活性物质层)用填充物表示，负极极耳4的根部处的负极活性物质层32(即由于冲切设备的制造公差原因导致在负极极耳4的根部处残留的负极活性物质层)用填充物表示，负极极片3的台阶部S处的负极活性物质层32用填充物表示。

此外图2和图4分别给出单面设置相应活性物质层的负极极片3和正极极片1。

此外，尽管图1示出沿厚度方向T处于最外侧的极片为正极极片1，但不限于此，特殊情况下，沿厚度方向T处于最外侧的极片可为负极极片3。

在根据本实用新型的电芯中，即使由于冲切设备的制造公差原因导致在正极极耳2的根部处存在正极活性物质层12，但是由于负极极片3形成有台阶部S(这由冲切设备冲切而成，但不是由于冲切设备的制造公差原因所导致的，这与正极极耳2的根部处存在的正极活性物质层12的形成不同)、台阶部S包括对应部分的负极集流体31和负极活性物质层32以及台阶部S设置成沿电芯的厚度方向T与相邻的正极极耳2对齐，所以当在形成电芯并制备成二次电池(例如，二次电池可为锂离子二次电池、钠离子二次电池等)后，在二次电池充电过程中，正极极耳2的根部处的正极活性物质层12中的能够进行离子脱嵌的离子(例如对于锂离子二次电池为锂离子，对于钠离子二次电池为钠离子)会嵌入到对应的负极极片3的台阶部S的负极活性物质中而不会沉积在负极极耳4的根部，从而避免了产生枝晶，进而避免了枝晶的产生所导致的二次电池的容量降低、内部短路、发热或燃烧。

在一实施例中，参照图2和图3，台阶部S的高度定义为h，且0mm<h≤1mm，这样既可确保避免上述电芯安全问题(即内部短路、发热或燃烧)，又可以尽量提高二次电池的能量密度。

Claims (4)

1.一种电芯，包括：

正极极片(1)，包括：

正极集流体(11)；以及

正极活性物质层(12)，具有正极活性物质且设置于正极集流体(11)的相应表面上；

正极极耳(2)，由正极集流体(11)冲切形成；

负极极片(3)，包括：

负极集流体(31)；以及

负极活性物质层(32)，具有负极活性物质且设置于负极集流体(31)的相应表面上；

负极极耳(4)，由负极集流体(31)冲切形成；以及

隔离膜(5)，设置在相邻的正极极片(1)和负极极片(3)之间，以将相邻的正极极片(1)的正极活性物质层(12)和负极极片(3)的负极活性物质层(32)隔离开；

其特征在于，

负极极片(3)形成有：

台阶部(S)，冲切形成，且包括对应部分的负极集流体(31)和负极活性物质层(32)，并设置成沿电芯的厚度方向(T)与相邻的正极极耳(2)对齐。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，台阶部(S)的高度定义为h，且0mm<h≤1mm。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯为叠片型电芯。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯为卷绕型电芯。