CN204577523U - 一种电极极片及包括该电极极片的电芯 - Google Patents

一种电极极片及包括该电极极片的电芯 Download PDF

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汪颖
赵丰刚
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Abstract

本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种电极极片及包括该电极极片的电芯。电极极片包括集流体、活性物质层以及极耳；活性物质层涂覆于集流体的表面，且在集流体的长度方向的两端均留有未涂覆区，集流体的宽度方向的一侧还留有多个未被所述活性物质层覆盖的连接区，极耳设置于一个未涂覆区内，极耳沿所述集流体的宽度方向延伸，且极耳包括伸出集流体的宽度方向的一侧的外连接部以及伸出集流体留有所述连接区的一侧的内连接部，当电极极片卷绕形成电芯时，极耳与多个所述连接区沿所述电芯的厚度方向依次排布。本申请所提供的电极极片及包括该电极极片的电芯能够减少极耳数量，简化电芯结构，并在降低电芯的物理电阻的同时有效提高电芯的能量密度。

Description

一种电极极片及包括该电极极片的电芯
技术领域
本申请涉及储能器件领域，尤其涉及一种电极极片及包括该电极极片的电芯。
背景技术
相关技术中，高倍率放放电的软包装电池通常采用将多个通过绕卷工艺制成的多极耳电芯并联的工艺。
对于这种工艺，虽然焊接多极耳能够降低电芯的物理电阻，但在正、负极同时焊接多极耳的情况下，电芯的能量密度的损失是巨大的，且对电芯的正负极对位带来巨大困难和挑战。
实用新型内容
本申请提供了一种电极极片及包括该电极极片的电芯，能够在降低电芯的物理电阻的同时有效提高电芯的能量密度。
根据本申请的一个方面所提供的电极极片，包括集流体、活性物质层以及极耳；所述活性物质层涂覆于所述集流体的表面，且在所述集流体的长度方向的两端均留有未涂覆区，所述集流体的宽度方向的一侧还留有多个未被所述活性物质层覆盖的连接区，所述极耳设置于一个所述未涂覆区内，所述极耳沿所述集流体的宽度方向延伸，且所述极耳包括伸出所述集流体的宽度方向的一侧的外连接部以及伸出所述集流体留有所述连接区的一侧的内连接部，当所述电极极片卷绕形成电芯时，所述极耳与多个所述连接区沿所述电芯的厚度方向依次排布。
优选地，所述连接区为沿所述集流体的长度方向延伸的未涂覆段。
优选地，多个所述未涂覆段连接一体设置，构成沿所述集流体的长度方向由所述集流体一端的所述未涂覆区延伸至所述集流体另一端的所述未涂覆区的整体结构。
优选地，所述内连接部的长度基本等于所述电芯的厚度。
优选地，所述连接区为由所述集流体的边缘向外延伸的连接片。
优选地，所述极耳的两端均伸出所述集流体的宽度方向的两侧，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部。
优选地，所述极耳的一部分与所述未涂覆区连接，且所述极耳由所述集流体留有所述连接区的一侧同时伸出两个端部，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部。
优选地，所述极耳为铜带，且所述极耳在所述集流体的长度方向上的尺寸为7～9mm。
根据本申请的另一个方面所提供的电芯，包括前述任一项所述的电极极片所构成的正极极片或负极极片，所述内连接部朝向所述连接区弯折且沿所述电芯的厚度方向延伸，并依次与所述连接区连接。
优选地，所述正极极片为所述电极极片，所述负极极片为多极耳结构，其中，所述正极极片的所述极耳的一部分与所述未涂覆区连接，且所述极耳由所述集流体留有所述连接区的一侧同时伸出两个端部，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部；
或
所述正极极片为多极耳结构，所述负极极片为所述电极极片，其中，所述负极极片的所述极耳的两端均伸出所述集流体的宽度方向的两侧，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部；
或
所述正极极片以及所述负极极片均为所述电极极片，其中，所述正极极片的所述极耳的一部分与所述未涂覆区连接，且所述极耳由所述集流体留有所述连接区的一侧同时伸出两个端部，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部；所述负极极片的所述极耳的两端均伸出所述集流体的宽度方向的两侧，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的电极极片及包括该电极极片的电芯能够减少极耳数量，简化电芯结构，并在降低电芯的物理电阻的同时有效提高电芯的能量密度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1、2为本申请实施例所提供的两种不同结构的电极极片的结构示意图；
图3为本申请实施例二、三所提供的电芯的整体结构示意图；
图4为本申请实施例五所提供的电芯的整体结构示意图。
附图说明： 
10-集流体；100-未涂覆区；102-连接区；102a-未涂覆段；102b-连接片；
12-活性物质层； 
14-极耳；140-外连接部；142-内连接部。 
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的电极极片或电芯的放置状态为参照。
本申请实施例一提供了一种电极极片，包括集流体10、活性物质层12以及极耳14。集流体10一般为长条形的片状结构，活性物质层12涂覆于集流体10的表面。在本实施例中，在集流体10的左、右两端均留有未被活性物质层12覆盖的未涂覆区100，同时，在集流体10的底边一侧留有多个未被活性物质层12覆盖的连接区102。连接区102的作用是与极耳14进行多点连接，以便通过并联的方式减小物理电阻，因此当电极极片卷绕形成电芯时，多个连接区102需要能够沿电芯的厚度方向依次排布，以便于极耳14进行连接。在本实施例中，连接区102的设置方式可采取至少以下两种方式。
第一种方式：在集流体10的底边(或上边)边缘每隔一段距离就保 留一段未涂覆段102a，更为省事的方法是直接在底边(或上边)附近留出一整条未被涂覆的区域(参见图1)作为一整体结构的未涂覆段102a，这样整个区域内的任何一个位置均可用作与极耳14进行连接。若选用铜箔片作为集流体10的材料，则未涂覆段102a的宽度一般为2.5～3.5mm，以便于与极耳14进行焊接。
第二种方式：在集流体10的底边(或上边)上设置多个向外延伸的连接片102b(参见图2)，由这些连接片102b承担与极耳14连接的功能。 
在本实施例中，极耳14设置于集流体10一端的未涂覆区100内，极耳14沿集流体10的宽度方向延伸。极耳14在集流体10的宽度方向需要伸出两个端部，其中一个端部用于与外部设备连接，称为外连接部140，另一个端部用于与连接区102连接，称为内连接部142。
对于外连接部140与内连接部142，二者可以由集流体10的同一侧伸出(参见图4)，也可分别由集流体10相对的两端伸出(参见图3)，这取决于电极极片在卷绕形成电芯时对外连接部140所在位置的需求。内连接部142的长度需要满足下列条件：当电极极片卷绕形成电芯时，极耳14与多个连接区102沿电芯的厚度方向依次排布，且内连接部142的长度基本等于电芯的厚度。
这样，当将电极极片卷绕形成电芯后，将内连接部142朝向连接区102弯折，使其沿电芯的厚度方向延伸，之后将内连接部142便可依次与连接区102进行焊接连接，形成物理电阻较小的导电结构。
极耳14可选择铜带，为了保证连接效果以及导电效果，铜带的宽度一般为7～9mm。
本申请的实施例二至五均为采用实施例一所提供的电极极片所制作的电芯，电芯可以采用单一改进的方式，即其正极或负极单独采用本实施例的电极极片，另一极仍然采用多极耳焊接的方式，也可以将正极极片以及负极极片同时进行改进。
在实施例二中，如图3所示，电芯的负极极片为实施例一的电极极片，正极极片为多极耳结构，其中，负极极片的极耳14的外连接部140由集流体10的上边伸出，内连接部142由集流体10的底边伸出，连接区102为一整体结构的未涂覆段102a。
在实施例三中，电芯的负极极片为实施例一的电极极片，正极极片为多极耳结构，其与实施例二的区别在于：连接区102均为连接片102b。
在实施例四和实施例五中，电芯的正极极片均为实施例一的电极极片，并且正极极片的极耳14的外连接部140与内连接部142均由集流体10的上边伸出，连接区102为一整体结构的未涂覆段102a。
实施例四与实施例五的区别在于：在实施例四中，负极极片为多极耳结构(与图2中正极极片的结构相似)，而在实施例五中，如图4所示，电芯的负极极片也采用本实施例中的电极极片，并且负极极片的极耳14的外连接部140由集流体10的上边(图4右侧)伸出，内连接部142由集流体10的底边(图4左侧)伸出，连接区102为一整体结构的未涂覆段102a。
设置对比例，未做任何改进的锂电电芯，正负极均采用极片卷绕工艺然后延伸焊接极耳，与以上实施例二至五进行相同的测试。测试结果如下：
实施例二相对于对比例的电芯，DCR(直流电阻)降低12％，同比放电温升下降3～5度，倍率性能提升1～2％。
实施例三相对于对比例的电芯，DCR降低18％，同比放电温升下降5～10度，倍率性能提升2％。
实施例四相对于对比例的电芯，DCR(直流电阻)降低10％，同比放电温升下降4～5度，倍率性能提升2％。
实施例五相对于对比例的电芯，DCR降低10％，同比放电温升下降3～4度，倍率性能提升1～2％。
由上述实验数据可知，采用本实施例中所提供的电极极片所制成的电芯，其DCR以及发热量均有较大幅度的下降，而电池倍率性能则有所提升。
以上所述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 (10)

1.一种电极极片，包括集流体、活性物质层以及极耳，其特征在于，
所述活性物质层涂覆于所述集流体的表面，且在所述集流体的长度方向的两端均留有未涂覆区，所述集流体的宽度方向的一侧还留有多个未被所述活性物质层覆盖的连接区，
所述极耳设置于一个所述未涂覆区内，所述极耳沿所述集流体的宽度方向延伸，且所述极耳包括伸出所述集流体的宽度方向的一侧的外连接部以及伸出所述集流体留有所述连接区的一侧的内连接部，
当所述电极极片卷绕形成电芯时，所述极耳与多个所述连接区沿所述电芯的厚度方向依次排布。
2.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述连接区为沿所述集流体的长度方向延伸的未涂覆段。
3.根据权利要求2所述的电极极片，其特征在于，多个所述未涂覆段连接一体设置，构成沿所述集流体的长度方向由所述集流体一端的所述未涂覆区延伸至所述集流体另一端的所述未涂覆区的整体结构。
4.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述内连接部的长度基本等于所述电芯的厚度。
5.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述连接区为由所述集流体的边缘向外延伸的连接片。
6.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述极耳的两端均伸出所述集流体的宽度方向的两侧，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部。
7.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述极耳的一部分与所述未涂覆区连接，且所述极耳由所述集流体留有所述连接区的一侧同时伸出两个端部，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部。
8.根据权利要求1所述的电极极片，其特征在于，所述极耳为铜带，且所述极耳在所述集流体的长度方向上的尺寸为7～9mm。
9.一种电芯，其特征在于，包括由权利要求1至8任一项所述的电极极片所构成的正极极片或负极极片，所述内连接部朝向所述连接区弯折 且沿所述电芯的厚度方向延伸，并依次与所述连接区连接。
10.根据权利要求9所述的电芯，其特征在于，
所述正极极片为所述电极极片，所述负极极片为多极耳结构，其中，所述正极极片的所述极耳的一部分与所述未涂覆区连接，且所述极耳由所述集流体留有所述连接区的一侧同时伸出两个端部，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部；
或
所述正极极片为多极耳结构，所述负极极片为所述电极极片，其中，所述负极极片的所述极耳的两端均伸出所述集流体的宽度方向的两侧，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部；
或
所述正极极片以及所述负极极片均为所述电极极片，其中，所述正极极片的所述极耳的一部分与所述未涂覆区连接，且所述极耳由所述集流体留有所述连接区的一侧同时伸出两个端部，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部；所述负极极片的所述极耳的两端均伸出所述集流体的宽度方向的两侧，并分别形成所述外连接部以及所述内连接部。
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