CN207490009U - 极片及二次电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种极片及一种二次电池。该极片包括基材层和涂布层，所述基材层具有沿极片的长度方向相对的第一边和第二边；所述涂布层设置在所述基材层的至少一侧，其中：所述涂布层上设置有条形储液槽，所述条形储液槽沿所述第一边指向所述第二边的第一方向延伸。本申请所提供的极片在工作过程中，可以更好地防止自身出现析锂现象，进而可以提升二次电池的循环寿命。

Description

极片及二次电池

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种极片，还涉及一种二次电池。

背景技术

我们知道，二次电池的充放电过程均需电解液和极片参与，因而二次电池内极片被电解液浸润的完全程度，是影响极片循环寿命的一个重要因素，也影响着整个二次电池的使用寿命。而随着二次电池的使用时间的增长，极片不可避免地会出现膨胀现象，这势必会导致极片之间的间距缩小，进而会造成二次电池工作过程中，电解液无法完全将极片润湿，最终造成极片由于电解液不足而出现析锂现象，导致整个二次电池在持续的循环过程中，容量衰减速度加快，使用寿命急剧缩短。

实用新型内容

本申请提供了一种极片及二次电池，以解决因极片出现析锂现象而缩减二次电池使用寿命的问题。

本申请的第一方面提供了一种极片，其包括基材层，所述基材层具有沿极片的长度方向相对的第一边和第二边；

涂布层，所述涂布层设置在所述基材层的至少一侧；

其中：

所述涂布层上设置有条形储液槽，所述条形储液槽沿所述第一边指向所述第二边所形成的第一方向延伸。

优选的，所述条形储液槽的延伸方向平行于所述长度方向。

优选的，在所述极片的宽度方向上，所述条形储液槽位于所述极片的中心区域。

优选的，所述条形储液槽设置有多个，多个所述条形储液槽沿所述极片的宽度方向排布；

在所述宽度方向上，至少一个所述条形储液槽位于所述极片的中心区域。

优选的，所述基材层的两侧均设置有所述涂布层，各所述涂布层上均设置有所述条形储液槽。

可选的，所述条形储液槽包括第一槽段和第二槽段，

所述第一槽段和所述第二槽段均相对于所述长度方向倾斜设置，所述第一槽段和所述第二槽段在所述长度方向上交替排布且彼此连通。

可选的，沿所述第一方向，所述涂布层上间隔设置有多个所述条形储液槽。

优选的，沿所述基材层的厚度方向，所述条形储液槽的最大深度小于10um。

优选的，沿所述极片的宽度方向，所述条形储液槽的宽度为2-20mm。

本申请的第二方面提供一种二次电池，该二次电池包括上述任一项所提供的极片。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的极片中，涂布层上设置有条形储液槽，在极片的浸润过程中，经卷绕后的极片放置在电解液内，电解液可以沿极片的宽度方向逐渐进入至极片内，在极片未发生膨胀时，条形储液槽可以储存部分电解液；而在二次电池工作一段时间后，即便极片发生膨胀，条形储液槽也可以降低极片的膨胀程度，从而使极片之间的间隙不会因膨胀而减小得过多，进而可以使电解液仍然可以从极片宽度方向的边缘进入极片内。而条形储液槽顺着极片的第一边指向第二边的方向延伸，可以使条形储液槽的长度尽量大，既不会对涂布层上活性物质的总量产生过大削弱，同时还可以提供更大的空间用以容纳电解液，从而更好地防止极片出现析锂现象，达到提高二次电池使用寿命的目的。

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一种极片的结构示意图；

图2为图1所示的极片的截面图；

图3为图1所示的极片在另一方向上的截面图；

图4为本申请实施例所提供的又一种极片的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的另一种极片的结构示意图；

图6为本申请实施例所提供的再一种极片的结构示意图；

图7为本申请实施例所提供的再一种极片的结构示意图。

附图标记：

1-基材层；

11-第一边；

12-第二边；

2-涂布层；

20-条形储液槽；

201-第一槽段；

202-第二槽段。

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。

如图1-7所示，本申请实施例提供了一种极片，以解决二次电池工作过程中，因极片膨胀而出现析锂现象，缩减二次电池使用寿命的问题。该极片包括基材层1和涂布层2，一般来说，极片均为长条状的片材，因而，基材层1可以具有沿极片长度方向相对的第一边11和第二边12，也就是整个极片的两条短边，涂布层2可以仅设置在基材层1的一侧，当然，基材层1的两侧也可以同时设置有涂布层2，为了防止极片在工作过程中出现析锂现象，涂布层2上可以设置有条形储液槽20，且可以使条形储液槽20沿第一边11指向第二边12的第一方向延伸，需要说明的是，第一边11指向第二边12的第一方向可以为极片的长度方向，也可以为相对于长度方向倾斜的多个方向，而非仅指极片的长度方向。

具体的，基材层1可以为薄膜状结构，工作人员可以根据实际情况选定基材层1的长度值、宽度值和厚度值，以形成所需尺寸的二次电池；涂布层2内包含有活性物质，该活性物质用于参与二次电池内的化学反应，可以采用挤压涂布的方式，在基材层1的一侧或两侧形成涂布层2；在形成涂布层2的过程中，可以采用设定形状的涂布垫片，使所形成的涂布层2具有条形储液槽20，显然的，可以沿极片的长度方向进行涂布工作，以沿基材层1的长度方向形成条形储液槽20；需要说明的是，条形储液槽20的延伸方向可以与极片的长度方向平行，也可以相对前述长度方向稍微倾斜，但整个条形储液槽20的延伸趋势是沿着前述长度方向的，如当条形储液槽20为非直线型的弯曲槽时，其在自身某一位置处的切向可以不为前述长度方向，但这种弯曲的条形储液槽20的大体延伸方向可以为长度方向。

上述可知，本申请所提供的极片中，条形储液槽20在极片未发生膨胀时可以储存部分电解液；而在极片出现膨胀现象后，由于条形储液槽20的存在，可以相对降低极片的膨胀程度；同时，通过使条形储液槽20沿第一边11指向第二边12的方向延伸，可以在减少相对少的涂布层2内活性物质的同时，就可以较好地达到防止极片出现析锂现象的效果。

考虑到在极片的形成过程中，涂布工作是持续进行的，因而为了降低条形储液槽20的形成难度，优选的，条形储液槽20的延伸方向可以平行于长度方向。

具体的，在极片的形成过程中，工作人员可以通过更改涂布垫片的结构，如可以通过减小涂布垫片上某个位置的厚度，使所形成的涂布层2中具有厚度相对较小的部位，进而在完成极片的涂布工作之后，极片上就可以直接形成有沿极片长度方向延伸的条形储液槽20，且条形储液槽20处涂布层2的厚度小于涂布层2中其他位置处的厚度。

我们知道，在二次电池的工作过程中，极片中最容易出现析锂现象的位置是极片的中间位置处，详细来说，在极片沿自身长度方向经卷绕形成裸电芯以作为二次电池的一部分，且二次电池工作一段时间后，在极片的宽度方向上，由于极片的中间位置处距离电解液最远，电解液进入前述中间位置处的难度最大，因而极片的中间位置处最容易出现析锂现象，而在前述中间位置处出现析锂现象后，会造成极片膨胀加剧，进而使电解液更难浸润到该中间位置处，从而形成恶性循环，使二次电池的使用寿命衰减迅速，因而，为了更好地解决上述问题，优选的，在极片的宽度方向上，条形储液槽20可以设置于极片的中心区域。

同样的，本领域技术人员可以通过设定涂布垫片的形状以及涂布垫片上各个位置处的厚度，使条形储液槽20可以被形成于极片的中心区域处；从而在极片的工作过程中，由于极片的中心区域设置有条形储液槽20，其可以使更多的电解液进入极片之间的间隙而参与化学反应，从而延后极片的膨胀时间点，还可以延缓极片的膨胀速度；而当极片出现膨胀之后，由于其中心区域设置有凹陷的条形储液槽20，因而也可以降低极片的膨胀程度，进而使二次电池仍可以继续正常工作一段时间，显然的，通过在极片的中心区域设置条形储液槽20，可以大大地延长极片的循环寿命，进而可以极大地提升二次电池的使用寿命。

为了进一步防止极片出现析锂现象，优选的，如图4所示，条形储液槽20可以设置有多个，多个条形储液槽20可以沿极片的宽度方向排布，且在宽度方向上，至少一个条形储液槽20可以被设置于极片的中心区域。

具体的，可以通过缩小单个条形储液槽20的宽度，使多个条形储液槽20可以均被设置在极片的中心区域处，这样可以减小因设置条形储液槽20而削减的涂布层2的量，进而可以增加极片上活性物质的总量，以提高二次电池的能量密度；同样的，也可以在极片上设置多个沿宽度方向排布的条形储液槽20，而多个条形储液槽20中的至少一个被设置在极片的中心区域，而另外的条形储液槽20可以被设置在极片上靠近中心区域的其他位置处，从而可以进一步防止极片工作过程中因膨胀而出现析锂现象。

一般来说，出于成本以及能量密度等因素的考虑，在极片的加工过程中，通常会在基材层1的两侧均设置有涂布层2，因而，为了进一步防止极片出现膨胀而析锂，如图5所示，可以使位于极片上的各涂布层2上均设置条形储液槽20。与单层涂布层2上设置条形凹槽相似的，双层涂布层2上也可以通过改变涂布垫片的形状及相应位置处厚度的方式，使所形成极片两侧的涂布层2上均设置有沿长度方向延伸的条形储液槽20，且各条形储液槽20可以均设置在涂布层2的中心区域处，从而使具有双层涂布层2的极片也不易出现膨胀而析锂。

可选的，条形储液槽20也可以不为直线形槽，如图6所示，其可以为折线状的条形储液槽20，该条形储液槽20可以包括第一槽段201和第二槽段202，第一槽段201和第二槽段202可以均相对于长度方向倾斜设置，且为了防止极片因膨胀出现析锂现象，第一槽段201和第二槽段202可以在长度方向上交替排布且彼此连通。

具体的，可以通过更改涂布装置的涂布路线，使得所形成的涂布层2可以具有折线状的条形储液槽20；也可以通过给涂布装置外加其他机构，实现在涂布层2上形成折线状的条形储液槽20的目的，本领域技术人员可以根据实际情况合理选择折线状的条形储液槽的形成方式，对此本文不作限制。第一槽段201和第二槽段202的长度可以相同，且第一槽段201和第二槽段202均可以设置有多个，第一槽段201和第二槽段202相对长度方向倾斜设置，且二者交替连接，即处于非首位的第二槽段202的两端均与第一槽段201连接；同时，还可以使第一槽段201和第二槽段202的两个端部尽量靠近极片宽度方向上的两个边缘，如此设置可以形成折线状的条形储液槽20，且第一槽段201与第二槽段202连通，使电解液可以在折线形的储液槽内流动；另外，还可以使这种条形储液槽20尽量沿极片的长度方向布满整个极片。上述可知，在这种极片所形成的二次电池的工作过程中，由于第一槽段201和第二槽段202均有部分结构靠近极片的边缘，电解液可以通过前述部分结构更快速的浸润至极片内，且由于第一槽段201和第二槽段202形成的条形储液槽20几乎沿极片的长度方向贯穿整个极片，因而其发生膨胀的时间也会被相应延后，即便在极片出现膨胀之后，由于设置有包括第一槽段201和第二槽段202的条形储液槽20，因而也可以有效地减缓极片所发生膨胀的程度。

为了进一步减少因设置条形储液槽20而去除的涂布层2上活性物质的量，可选的，如图7所示，沿第一方向，涂布层2上可以间隔设置有多个条形储液槽20。也就是说，在长度方向上分布的多个条形储液槽20中，任意相邻的条形储液槽20之间间隔有涂布层2的部分结构，这样可以增加整个二次电池中活性物质的量，进而可以提升整个二次电池的能量密度。

具体的，与上述加工方式相同的，工作人员可以通过改变涂布垫片的结构，以及在涂布工作过程中，通过控制涂布装置的相应部件摆动这两种方式相结合，实现在极片上形成间断状的条形储液槽20的目的，本领域技术人员可以根据实际需求，设定条形储液槽20的长度，以及相邻的条形储液槽20之间的间距，且在极片的卷绕过程中，工作人员可以使相邻的条形储液槽20之间的间隔位于极片卷绕后所形成的裸电芯的拐角位置处，从而缓解二次电池中的膨胀现象。

一种具体的优选实施例是，沿基材层1的厚度方向，条形储液槽20的最大深度可以小于10um，当条形储液槽20的深度在10um之内时，因设置条形储液槽而减少的涂布层2上的活性物质不会对整个二次电池的容量产生实质影响。

同样的，沿极片的宽度方向，条形储液槽20的宽度可以为2-20mm。如果条形储液槽20的宽度小于2mm，在极片出现膨胀之后，由于条形储液槽20的宽度过小，其对改善极片之间间距的作用不明显；而在条形储液槽20的宽度过大的情况下，则会对极片上活性物质的总量产生影响，进而会对二次电池的容量以及能量密度产生不利影响。因此，将条形储液槽20的宽度设置为2-20mm，可以防止极片因膨胀而析锂，还可以保证二次电池的容量以及能量密度。

基于上述任一实施例所提供的极片，本申请还提供一种二次电池，该二次电池包括上述任一实施例所提供的极片，工作人员可以沿极片的长度方向将极片卷绕起来，然后再将卷绕后所形成的裸电芯放入外壳内，并注入电解液，形成二次电池，这种二次电池的循环寿命较长。

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)

1.一种极片，其特征在于，包括：

基材层，所述基材层具有沿极片的长度方向相对的第一边和第二边；

涂布层，所述涂布层设置在所述基材层的至少一侧；

其中：

所述涂布层上设置有条形储液槽，所述条形储液槽沿所述第一边指向所述第二边所形成的第一方向延伸。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述条形储液槽的延伸方向平行于所述长度方向。

3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，在所述极片的宽度方向上，所述条形储液槽位于所述极片的中心区域。

4.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述条形储液槽设置有多个，多个所述条形储液槽沿所述极片的宽度方向排布；

在所述宽度方向上，至少一个所述条形储液槽位于所述极片的中心区域。

5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述基材层的两侧均设置有所述涂布层，各所述涂布层上均设置有所述条形储液槽。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述条形储液槽包括第一槽段和第二槽段，

所述第一槽段和所述第二槽段均相对于所述长度方向倾斜设置，所述第一槽段和所述第二槽段在所述长度方向上交替排布且彼此连通。

7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，沿所述第一方向，所述涂布层上间隔设置有多个所述条形储液槽。

8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，沿所述基材层的厚度方向，所述条形储液槽的最大深度小于10um。

9.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，所述条形储液槽的宽度为2-20mm。

10.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1-9中任意一项所述的极片。