CN205303580U - 一种锂离子电池极片及含有该极片的锂离子电池 - Google Patents

一种锂离子电池极片及含有该极片的锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本实用新型电池领域，具体讲，涉及一种锂离子电池极片及含有该极片的锂离子电池。锂离子电池极片包括集流体和涂覆于集流体上的膜片层，集流体包括涂覆区和至少一个极耳区，涂覆区为集流体上涂覆有膜片层的区域；涂覆区与极耳区相邻接，在涂覆区与至少一个极耳区的邻接处设置有应力释放区。本申请设置的应力释放区可以改善膜片在辊压及拉伸过程中受到的应力，可以避免在加工过程中极耳和极片开裂，改善电池循环性能，同时还可以在短路时熔断，提高电池的安全性能。

Description

一种锂离子电池极片及含有该极片的锂离子电池
技术领域
本实用新型电池领域，具体讲，涉及一种锂离子电池极片及含有该极片的锂离子电池。
背景技术
电动汽车用锂离子电池主要包括正极膜片、负极膜片、隔离膜、电解液，机械结构及其它附属结构，其中阴阳极膜片的设计主要为多极耳设计。极片的状态主要为实心的结构，而这种结构的极耳存在着在膜片开裂和电池使用过程中膜片变形的问题，同时变形还会导致电池在循环使用过程中阴阳极贴合不紧密、界面较差、性能变坏等。对卷绕加工类型的锂电池，其正、负极电极片的特点是长而薄、材质软，在加工过程中容易折损，特别是在辊压与卷绕电极片的过程中。一般在极片制备过程中，先在集流体中心部位涂覆一层活性材料，侧边留有未涂料区域，对未涂料区进行模切产生多极耳结构，然后对极片进行辊压，但由于有料区与无料区极片的延展度不同，在压片或者卷绕过程中，敷料区与极耳区产生应力集中区，极片容易褶皱甚至断裂，导致极片作废或出现安全问题。
针对现有技术中的问题，现提出本申请。
实用新型内容
本申请提供了一种锂离子电池极片，以改善膜片开裂以及循环过程中性能变坏等问题。
根据本申请第一方面提出的锂离子电池极片，包括集流体和涂覆于集流体上的膜片层，所述集流体包括涂覆区1和至少一个极耳区2，所述涂覆区为所述集流体上涂覆有所述膜片层的区域；所述涂覆区1与所述极耳区2相邻接，在所述涂覆区1与至少一个所述极耳区2的邻接处设置有应力释放区。
优选地，所述应力释放区为设置于邻接处的凹槽3或通孔4。
优选地，在单个所述邻接处设置有多个所述应力释放区，设置有多个所述应力释放区的邻接处为一个或一个以上。
优选地，设置有所述应力释放区的邻接处与没有设置所述应力释放区的邻接处间隔排布。
优选地，所述应力释放区的形状为圆形、椭圆形或多边形。
优选地，所述多边形的至少一个角为倒角和/或圆角。
优选地，所述应力释放区的总面积为所述极耳区面积的5％～50％。
优选地，沿所述应力释放区边缘上的点与所述邻接处之间的最大垂直距离小于极耳的宽度。
优选地，所述极片的集流体为铜箔或者铝箔。
根据本申请第二方面提出的锂离子电池，所述锂离子电池包含本申请的极片。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请针对多极耳电池在使用过程中存在的问题，设计了一款可以改善膜片开裂以及循环过程中性能变坏等问题的锂离子电池极片。其改进点在于设置的应力释放区可以改善极片在辊压及拉伸过程中受到的应力，可以缓冲极耳和极片在加工和使用过程中受到拉伸，使得极耳和极片的变形变集中在应力释放区中。这种设计的极片可以大大提高极片的可加工性和电池循环寿命，同时还可以在短路时熔断，提高电池的安全性能。
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为本申请实施例所提供的电池极片结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的电池极片结构示意图；
图3为本申请实施例所提供的电池极片结构示意图；
图4为本申请实施例所提供的电池极片结构示意图；
图5为本申请实施例所提供的应力释放区形状示意图；
图6为本申请实施例所提供的电池极片结构示意图；
图7为本申请实施例所提供的电池极片中极耳的宽度d、应力释放区邻接处的距离L所示位置的示意图。
附图说明：
1-涂覆区；
2-极耳区；
3-凹槽；
4-通孔。
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”均以附图中的锂离子电池极片及使用该极片的锂离子电池的放置状态为参照。
如图1或4所示，本申请的某一具体实施方式提供了一种锂离子电池极片，包括集流体和涂覆于集流体上的膜片层，集流体包括涂覆区1和至少一个极耳区2，涂覆区为集流体上涂覆有膜片层的区域；涂覆区1与所述极耳区2相邻接，在所述涂覆区1与至少一个所述极耳区2的邻接处设置有应力释放区，应力释放区为设置于连接处的凹槽3或通孔4。在图1中，区域3为厚度小于周边区域的凹槽；图4中，区域4为通孔。相比于通孔，将应力释放区设置为凹槽，更有利于增加极耳的强度。
如图2所示，在又一具体实施方式中，在一个所述邻接处设置有多个应力释放区，设置有多个应力释放区的邻接处为一个或一个以上，从而可更加均匀的吸收应力。
如图3所示，在又一具体实施方式中，当集流体上设置有多个所述极耳区时，设置有应力释放区的极耳区与没有设置应力释放区的极耳区间隔排布。当极片较小，极耳之间的距离较窄时，间隔排布就能够将应力释放，这样可提高极耳强度以及电池能量密度。
在上述具体实施方式中，如图5所示，应力释放区的形状为圆形、椭圆形或多边形。并优选椭圆形和圆形。
如图6所示，当应力释放区为长条状，如椭圆形或矩形时，应力释放区的长度方向或长轴方向可垂直于涂覆区与极耳区的邻接处设置，也可倾斜地设置于涂覆区与极耳区的邻接处。
进一步优选地，多边形的至少一个角为倒角或圆角，当应力释放区的形状为多边形时，为了避免尖角处应力太大，将多边形设计为倒角和/或圆角，可以最大限度的降低应力的产生。
在上述具体实施方式中，应力释放区的总面积为所述极耳区面积的5％～50％。如果面积过小应力释放效果不佳，过大则极耳强度降低，容易断裂。当应力释放区为凹槽时，凹槽的深度至少为集流体厚度的1/2，如果凹槽的深度过浅，则应力吸收程度不够。
在上述具体实施方式中，应力释放区分别与涂覆区和极耳区的邻接处设置有预设距离，沿应力释放区边缘上的点与邻接处之间的最大垂直距离L小于极耳的宽度d。所述宽度d是指，极耳区上与邻接处平行的边与邻接处之间的距离(即极耳区为矩形或梯形时)，或极耳边缘上的点距离邻接处的最大垂直距离(当极耳区的边缘为弧形时)；具体如图7所示。
优选的，极耳的形状为与极片之间形成的角度为120～200度的等边梯形，在这种情况下，极耳的宽度指等边梯形的高。如果距离太大，不仅会降低电池容量，也会降低极耳强度，导致极耳容易开裂，同时不利于后续的极耳焊接。
在上述具体实施方式中，极片的集流体为铜箔或者铝箔。
根据本申请第二方面提出的锂离子电池，锂离子电池包含本申请的极片，并优选应用于电池的阴极。锂离子电池包含正极片、负极片、隔离膜、电解液，以及其他附属结构。正极片、负极片，至少有一个为本申请所述的极片。因使用了本申请所述的极片，电池在使用过程中无膜片变形，阴阳极贴合更紧密，界面较好，具有良好的循环性能。
根据上述原理，本申请还可以对上述具体实施方式进行适当的变更和修改。因此，本申请并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本申请的一些修改和变更也应当落入本申请的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本申请构成任何限制。

Claims (10)

1.一种锂离子电池极片，包括集流体和涂覆于集流体上的膜片层，所述集流体包括涂覆区(1)和至少一个极耳区(2)，所述涂覆区为所述集流体上涂覆有所述膜片层的区域；其特征在于，所述涂覆区(1)与所述极耳区(2)相邻接，在所述涂覆区(1)与至少一个所述极耳区(2)的邻接处设置有应力释放区。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述应力释放区为设置于所述邻接处的凹槽(3)或通孔(4)。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，在单个所述邻接处设置有多个所述应力释放区，设置有多个所述应力释放区的邻接处为一个或一个以上。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，设置有所述应力释放区的邻接处与没有设置所述应力释放区的邻接处间隔排布。
5.根据权利要求1～4任意一项权利要求所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述应力释放区的形状为圆形、椭圆形或多边形。
6.根据权利要求5所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述多边形的至少一个角为倒角或圆角。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述应力释放区的总面积为所述极耳区面积的5％～50％。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，沿所述应力释放区边缘上的点与所述邻接处之间的最大垂直距离小于极耳的宽度。
9.根据权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述极片的集流体为铜箔或者铝箔。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含权利要求1～9任一权利要求所述的锂离子电池极片。
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