CN206250283U - 一种阴极极片及电芯 - Google Patents

Abstract

本申请涉及二次电池领域，具体讲，涉及一种阴极极片及电芯。本申请的阴极极片包括阴极集流体和多个阴极极耳，多个阴极极耳从阴极集流体突出，阴极集流体的表面涂覆有阴极活性物质，阴极极片和/或阴极极耳上设置有绝缘层。本申请在阴极极片活性物质涂覆区域的边缘设置一层绝缘层，可防止裁切过程中产生的毛刺刺穿隔膜，与阳极接触短路，或在高温气氛下因隔离膜收缩等引起的阴极和阳极的物理短路等。采用本申请阴极极片的电芯，可以大大提高电芯的安全性和可靠性。

Description

一种阴极极片及电芯

技术领域

本申请涉及二次电池领域，具体讲，涉及一种阴极极片及电芯。

背景技术

二次电池的多极耳卷绕式结构因其具有较低的内阻、能承受较大的放电电流而获得广泛应用。但在多极耳裁切成型过程中，若沿着活性物质涂覆区域边缘进行裁切，阴极极耳上会带有部分活性物质，由于公差控制的原因，该部分的宽度可能超出所对应阳极，因而存在析锂风险。为了避免析锂风险，在裁切时将公差控制的点，往往定于距活性物质涂覆边缘一定距离处，即未涂覆的集流体上，那么在多极耳裁切过程中集流体边缘会产生大量的毛刺，存在刺穿隔离膜产生短路风险。多极耳电芯在大倍率放电时，温升较高，尤其在极耳处，存在电芯局部过热的风险。

鉴于此，特提出本申请。

实用新型内容

本申请的首要发明目的在于提出一种阴极极片。

本申请的第二发明目的在于提出含有该阴极极片的电芯。

为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：

本申请涉及一种阴极极片，包括阴极集流体和多个阴极极耳，多个所述阴极极耳从所述阴极集流体突出，所述阴极集流体的表面涂覆有阴极活性物质，所述阴极极片和/或阴极极耳上设置有绝缘层。

优选的，在所述阴极极片的宽度方向上，所述绝缘层沿所述阴极极片侧边设置，且所述绝缘层与多个所述阴极极耳均位于所述阴极极片的同侧，所述绝缘层与所述阴极活性物质的涂覆区域相邻接或至少部分重叠。

优选的，所述阴极极耳的表面也覆盖有所述绝缘层，所述阴极极耳的头部留有空箔区。

优选的，所述阴极极耳上设置有绝缘层，所述阴极极耳的头部留有空箔区，所述绝缘层与所述阴极活性物质的涂覆区域相邻接或至少部分重叠。

优选的，所述绝缘层与所述阴极活性物质的涂覆区域相邻接的一侧为绝缘层邻接侧，所述阴极极耳与所述阴极集流体相连的一侧为连接侧，在所述阴极极片的宽度方向上，所述邻接侧与所述连接侧之间的宽度为0.1～2mm。

优选的，所述绝缘层的宽度为所述阴极集流体宽度的0％～10％，在所述阴极极片的宽度方向上，所述绝缘层与所述阴极极活性物质重叠的宽度为所述阴极集流体宽度的0％～2％。

优选的，所述绝缘层的厚度为所述阴极活性物质厚度的30％～100％。

本申请涉及一种电芯，由阳极极片、阴极极片和隔膜卷绕而成，所述阴极极片为本申请所述的阴极极片；所述阳极极片包括阳极集流体和多个阳极极耳，多个所述阳极极耳从所述阳极集流体突出，所述阳极集流体的表面涂覆有阳极活性物质。

优选的，所述阳极极片的表面上设置有绝缘层，在所述阳极极片的宽度方向上，所述绝缘层沿所述阳极极片的至少一个侧边设置，所述绝缘层与所述阳极活性物质的涂覆区域至少部分重叠。

优选的，所述绝缘层与多个所述阳极极耳位于所述阳极极片的同侧，所述阳极极耳的表面也覆盖有所述绝缘层，所述阳极极耳的头部留有空箔区。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：

本申请的阴极极片采用多极耳结构，可提高锂离子电池的放电平台，同时，本申请通过在阴极极片活性物质涂覆区域的边缘设置一层绝缘层，不仅可以减小裁切过程中毛刺产生的自由度，防止产生的毛刺刺穿隔膜，与阳极接触短路，还可减缓电芯在高倍率放电条件下极片边缘的热量扩散，从而可防止电芯局部过热；或在高温气氛下，可防止因隔离膜收缩等引起的阴极和阳极的物理短路等。采用本申请阴极极片的电芯，可以大大提高电芯的安全性和可靠性。

附图说明

图1为本申请实施例阴极极片的示意图；

图2为本申请实施例另一阴极极片的示意图；

图3为阳极极耳和阴极极耳位于电芯同侧的示意图；

图4为阳极极耳和阴极极耳位于电芯同侧电芯卷绕结构的示意图；

图5为阳极极耳和阴极极耳位于电芯异侧的示意图；

图6为阳极极耳和阴极极耳位于电芯异侧电芯卷绕结构的示意图；

图7为本申请实施例的阳极极片示意图；

图8为本申请实施例另一阳极极片的示意图；

图9为本申请实施例另一阳极极片的示意图。

其中：

1-电芯；

10-阳极极片；

11-阳极集流体；

12-阳极极耳；

13-阳极活性物质；

20-阴极极片；

21-阴极集流体；

22-阴极极耳；

23-阴极活性物质；

30-绝缘层；

40-隔膜。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。

本申请实施例涉及一种多极耳的阴极极片20，包括阴极集流体21和多个阴极极耳22，多个阴极极耳22从阴极集流体21突出，突出部分即为极耳。阴极集流体21的表面涂覆有阴极活性物质23，阴极极片20和/或阴极极耳22上设置有绝缘层30，以防止裁切过程中阴极集流体21产生的毛刺刺穿隔离膜而产生短路；并且，由于多极耳电芯在大倍率放电时，温升较高，尤其在极耳处，存在电芯局部过热的风险，本申请通过设置绝缘层可防止电芯局部过热；或在高温气氛下，可防止因隔离膜收缩等引起的阴极和阳极的物理短路等。在本申请实施例中，绝缘层30可为金属氧化物层或有机物层，其中，金属氧化物可选自氧化铝、氧化钛、氧化锆、氧化镁等，有机物层可选自丙烯酸类，苯乙烯类等。

在本申请实施例中，如图1所示，在阴极极片20的宽度方向上，即附图上的w-w方向，绝缘层30沿阴极极片20侧边设置，与多个阴极极耳22均位于阴极极片20的同侧，绝缘层30与阴极活性物质23的涂覆区域相邻接或至少部分重叠，从而可以减小裁切过程中毛刺产生的自由度，防止产生的毛刺刺穿隔膜，与阳极接触短路。进一步优选的，在阴极极耳22的表面也覆盖有绝缘层30，阴极极耳22的头部留有空箔区用于与极耳转接片电连接。即绝缘层30从每个阴极极耳22与极片连接的一侧延伸至每个阴极极耳22的中部。优选的，绝缘层30从阴极极耳22与极片连接的一侧延伸至极耳的1/10～1/2处，优选延伸至极耳的1/10～3/10处，有效防止阴极极耳毛刺，刺穿隔离膜而造成的短路。

在本申请实施例中，如图2所示，在阴极极耳22上设置有绝缘层30，阴极极耳22的头部留有空箔区用于与极耳转接片电连接，绝缘层30与阴极活性物质23的涂覆区域相邻接或至少部分重叠。进一步优选的，绝缘层30与阴极活性物质23的涂覆区域相邻接的一侧为绝缘层30邻接侧，阴极极耳22与阴极集流体21相连的一侧为连接侧，在阴极极片20的宽度方向上，邻接侧与连接侧之间的宽度为0.1～2mm，从而避免阴极极耳23的毛刺刺穿隔离膜而产生短路。

本申请实施例中，绝缘层30的宽度为阴极集流体21宽度的0.1％～10％，如果绝缘层30宽度过小，则不能完全避免阴极极片20在切割过程中产生毛刺；如果宽度过大，则影响活性物质层的涂覆导致影响电芯1的能量密度。

本申请实施例中，绝缘层30与阴极活性物质23的涂覆区域相邻接、或至少部分重叠，为了制备上的简便，当绝缘层30与阴极活性物质23的涂覆区域重叠时，在阴极极片20的宽度方向上，即附图上的w-w方向，绝缘层30与阴极活性物质23重叠的宽度小于阴极集流体21宽度的2％，当重叠区域小于2％时，绝缘区与极片削薄区重叠，不会影响极片厚度。

本申请实施例中，绝缘层30的厚度为阴极活性物质23与阴极集流体21厚度之和的30％～100％，有效的防止毛刺刺穿隔离膜，且不会增加电芯厚度。

本申请还涉及一种电芯1，由阳极极片10、本申请的阴极极片20和隔膜40卷绕而成，阳极极片10包括阳极集流体11和多个阳极极耳12，多个阳极极耳12从阳极集流体11突出，阳极集流体11的表面涂覆有阳极活性物质13。阳极极片的示意图如图7所示。

当阴极极耳22和阳极极耳12设置于电芯1的同侧时，阳极极片10的绝缘层30也与阳极极耳12设置于同侧，电芯的结构示意图如图3所示，卷绕结构示意图如图4所示，当阴极极耳22和阳极极耳12在异侧时，阳极极片10的绝缘层30与阳极极耳12设置于异侧，电芯的结构示意图如图5所示，卷绕结构示意图如图6所示。

本申请电芯中的阳极极片10的表面上也可设置绝缘层30，在阳极极片10的宽度方向上，即附图上的w-w方向，绝缘层30沿所述阳极极片10的至少一个侧边设置，绝缘层30与阳极活性物质13的涂覆区域完全重叠。

本申请实施例中的阳极极片10如图8所示，绝缘层30与多个阳极极耳12位于阳极极片10的同侧，且贯穿于阳极极片10的整个长度，阳极极片用于阴极极耳22和阳极极耳12在同侧时的电芯的制备。阳极极耳12的表面也覆盖有绝缘层30，且阳极极耳12的头部留有空箔区用于与极耳转接片电连接，即绝缘层30从每个阳极极耳12与极片连接的一侧延伸至每个阳极极耳12的中部。优选的，绝缘层30从阳极极耳12与极片连接的一侧延伸至极耳的1/10～1/2处，优选延伸至极耳的1/10～3/10处。以防止裁切过程中阴极集流体21产生的毛刺刺穿隔离膜与阳极活性物质直接接触而产生短路，还可减缓电芯在高倍率放电条件下极片边缘的热量扩散，从而可防止电芯局部过热。

本申请实施例另一阳极极片10如图9所示，绝缘层30与多个阳极极耳12位于阳极极片10的异侧，且贯穿于阳极极片10的整个长度，该阳极极片用于阴极极耳22和阳极极耳12在异侧时的电芯的制备。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种阴极极片，其特征在于，包括阴极集流体和多个阴极极耳，多个所述阴极极耳从所述阴极集流体突出，所述阴极集流体的表面涂覆有阴极活性物质，所述阴极极片和/或阴极极耳上设置有绝缘层。

2.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，在所述阴极极片的宽度方向上，所述绝缘层沿所述阴极极片侧边设置，且所述绝缘层与多个所述阴极极耳均位于所述阴极极片的同侧，所述绝缘层与所述阴极活性物质的涂覆区域相邻接或至少部分重叠。

3.根据权利要求2所述的阴极极片，其特征在于，所述阴极极耳的表面也覆盖有所述绝缘层，所述阴极极耳的头部留有空箔区。

4.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述阴极极耳上设置有绝缘层，所述阴极极耳的头部留有空箔区，所述绝缘层与所述阴极活性物质的涂覆区域相邻接或至少部分重叠。

5.根据权利要求4所述的阴极极片，其特征在于，所述绝缘层与所述阴极活性物质的涂覆区域相邻接的一侧为绝缘层邻接侧，所述阴极极耳与所述阴极集流体相连的一侧为连接侧，在所述阴极极片的宽度方向上，所述邻接侧与所述连接侧之间的宽度为0.1～2mm。

6.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述绝缘层的宽度为所述阴极集流体宽度的0％～10％，在所述阴极极片的宽度方向上，所述绝缘层与所述阴极极活性物质重叠的宽度为所述阴极集流体宽度的0％～2％。

7.根据权利要求1所述的阴极极片，其特征在于，所述绝缘层的厚度为所述阴极活性物质厚度的30％～100％。

8.一种电芯，由阳极极片、阴极极片和隔膜卷绕而成，所述阴极极片为权利要求1～7任一权利要求所述的阴极极片；所述阳极极片包括阳极集流体和多个阳极极耳，多个所述阳极极耳从所述阳极集流体突出，所述阳极集流体的表面涂覆有阳极活性物质。

9.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述阳极极片的表面上设置有绝缘层，在所述阳极极片的宽度方向上，所述绝缘层沿所述阳极极片的至少一个侧边设置，所述绝缘层与所述阳极活性物质的涂覆区域至少部分重叠。

10.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述绝缘层与多个所述阳极极耳位于所述阳极极片的同侧，所述阳极极耳的表面也覆盖有所述绝缘层，所述阳极极耳的头部留有空箔区。