CN208127309U - 负极极片和电极组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种负极极片和电极组件。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极集流体具有负极主体区、从负极主体区延伸出的负极极耳区以及从负极主体区延伸出的负极突出区，且负极主体区的表面和负极突出区的表面均设有负极活性物质层。电极组件包括正极极片、所述的负极极片以及隔离膜，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极集流体具有正极主体区以及从正极主体区延伸出的正极极耳区，正极活性物质层设置于正极主体区的表面。正极活性物质层还延伸到正极极耳区，且负极突出区的负极活性物质层与正极极耳区的正极活性物质层在厚度方向上重叠。

Description

负极极片和电极组件
技术领域
本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种负极极片和电极组件。
背景技术
目前，电池的极片通常包括集流体和涂覆在集流体表面的活性物质层，集流体具有被活性物质层覆盖的覆盖区以及未被活性物质层覆盖的空白区；而电池的极耳则通常由极片模切而成。模切时，如果模切区域位于集流体的空白区，则产生的毛刺难以控制，毛刺容易刺破电池的隔膜，造成短路；同时，模切后残留的空白区还容易与相反极性的极片接触，造成短路。因此，为了避免这种情况，模切区域通常选择在集流体的覆盖区，但是，受制程能力的限制，模切出的极耳的根部会留有活性物质层。
电池内部的电极组件通常包括正极极片和负极极片，为了确保正极极片的活性物质层脱出的锂离子完全嵌入负极极片的活性物质层，负极极片的活性物质层需要能够完全覆盖正极极片的活性物质层。如果正极极片的极耳上保留有活性物质层，那么就需要加宽负极极片，以保证负极极片的活性物质层能够覆盖正极极片的极耳上活性物质层，但是，这样增大电极组件的整体高度，降低电极组件的体积能量密度和重量能量密度。
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负极极片和电极组件，其能提高体积能量密度和重量能量密度。
为了实现上述目的，在第一方面，本实用新型提供了一种负极极片，其包括负极集流体和负极活性物质层，负极集流体具有负极主体区、从负极主体区延伸出的负极极耳区以及从负极主体区延伸出的负极突出区，且负极主体区的表面以及负极突出区的表面均设有负极活性物质层。
为了实现上述目的，在第二方面，本实用新型提供了一种电极组件，其包括正极极片、本实用新型第一方面所述的负极极片以及隔离膜，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极集流体具有正极主体区以及从正极主体区延伸出的正极极耳区，正极活性物质层设置于正极主体区的表面。正极活性物质层还延伸到正极极耳区，且负极突出区的负极活性物质层与正极极耳区的正极活性物质层在厚度方向上重叠。
本实用新型的有益效果如下：由于正极活性物质层延伸到正极极耳区，所以模切正极极耳区的位置位于正极集流体的被正极活性物质层覆盖的区域，从而减少在模切过程中产生的毛刺。另外，由于负极突出区的负极活性物质层与正极极耳区的正极活性物质层在厚度方向上重叠，所以，通过设置负极突出区的负极活性物质层的大小，就可以使正极极耳区的正极活性物质层被负极活性物质层完全覆盖，保证正极极耳区的正极活性物质层内的锂离子能够完全地嵌入到负极活性物质层，避免析锂。同时，与现有技术相比，负极极片仅需在与正极极耳区对应的部位设置负极突出区即可保证正极极耳区的正极活性物质层被负极活性物质层完全覆盖，而无需整体地增大负极主体区的宽度，从而可以提高电极组件的体积能量密度和重量能量密度。
附图说明
图1为根据本实用新型的电极组件的立体图，其中隔离膜省略。
图2为根据本实用新型的电极组件的一俯视图，其中隔离膜省略。
图3为根据本实用新型的电极组件的一侧视图。
图4为根据本实用新型的正极极片的示意图。
图5为根据本实用新型的负极极片的示意图。
图6为根据本实用新型的负极极片成型前的示意图。
其中，附图标记说明如下：
1负极极片 211正极主体区
11负极集流体 212正极极耳区
111负极主体区 22正极活性物质层
112负极极耳区 3隔离膜
113负极突出区 L长度方向
12负极活性物质层 W宽度方向
2正极极片 T厚度方向
21正极集流体
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本实用新型的负极极片和电极组件。
首先说明根据本实用新型第一方面所述的负极极片。
参照图1至图6，根据本实用新型的负极极片1包括负极集流体11和负极活性物质层12，负极集流体11具有负极主体区111、从负极主体区111延伸出的负极极耳区112以及从负极主体区111延伸出的负极突出区113，且负极主体区111的表面以及负极突出区113的表面均设有负极活性物质层12。
负极活性物质层12覆盖负极突出区113的面积可依照需求设定。优选地，参照图5，负极活性物质层12布满负极突出区113的表面。
参照图2和图5，负极活性物质层12还延伸到负极极耳区112。负极活性物质层12仅覆盖负极极耳区112的与负极主体区111相连的根部。具体地，在宽度方向W上，负极极耳区112被负极活性物质层12覆盖的宽度为1mm～2mm。
在宽度方向W上，负极突出区113的宽度为5mm～20mm。负极突出区113可为梯形或矩形。
参照图5，负极突出区113和负极极耳区112位于负极主体区111沿宽度方向W的同一侧。当然，负极突出区113和负极极耳区112也可以分别位于负极主体区111沿宽度方向W的两侧。
负极极片1的负极极耳区112可为一个，对应地，负极突出区113也可为一个。
参照图5，负极极耳区112和负极突出区113可为多个并沿长度方向L间隔布置，且各负极极耳区112和与其最接近的负极突出区113的距离为定值。负极极片1既可裁切为多段并用于制备叠片式的电极组件，也可直接卷绕并制备卷绕式的电极组件。
负极集流体11可为铜箔，负极活性物质层12可包括天然石墨、人造石墨、硬碳、硅、硅-碳复合物中的一种或几种。负极极片1可按照下述步骤制备：1)将负极活性材料(例如石墨)、导电剂、粘接剂以及溶剂混合并制成浆料，然后将浆料均匀的涂布在铜箔的两个表面，浆料在烘干、冷压后形成负极活性物质层12，参照图6，铜箔具有被负极活性物质层12覆盖的覆盖区以及未被负极活性物质层12覆盖的空白区；2)参照图5，在铜箔的被负极活性物质层12覆盖的区域进行模切，从而形成负极极耳区112和负极突出区113。在铜箔的被负极活性物质层12覆盖的区域进行模切，可以减少在模切过程中产生的毛刺。
其次说明根据本实用新型第二方面的电极组件。
参照图1至图6，根据本实用新型的电极组件包括正极极片2、本实用新型第一方面所述的负极极片1以及隔离膜3，隔离膜3设置于正极极片2和负极极片1之间。正极极片2包括正极集流体21和正极活性物质层22，正极集流体21具有正极主体区211以及从正极主体区211延伸出的正极极耳区212，正极活性物质层22设置于正极主体区211的表面。正极活性物质层22还延伸到正极极耳区212，且负极突出区113上的负极活性物质层12与正极极耳区212上的正极活性物质层22在厚度方向T上重叠。
正极集流体21可为铝箔，正极活性物质层22可包括钴酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂或锰酸锂中的一种或几种。正极极片2可按照下述步骤制备：1)将正极活性材料(例如钴酸锂)、导电剂、粘接剂以及溶剂混合并制成浆料，然后将浆料均匀的涂布在铝箔的两个表面，浆料在烘干、冷压后形成正极活性物质层22，铝箔具有被正极活性物质层22覆盖的覆盖区以及未被正极活性物质层22覆盖的空白区；2)参照图4，在铝箔的被正极活性物质层22覆盖的区域进行模切，从而形成正极极耳区212。在铝箔的被正极活性物质层22覆盖的区域进行模切，可以减少在模切过程中产生的毛刺。
由于正极活性物质层22延伸到正极极耳区212，所以模切正极极耳区212的位置位于正极集流体21的被正极活性物质层22覆盖的区域，从而减少在模切过程中产生的毛刺。另外，由于负极突出区113的负极活性物质层12与正极极耳区212的正极活性物质层22在厚度方向T上重叠，所以，通过设置负极突出区113的负极活性物质层12的大小，就可以使正极极耳区212的正极活性物质层22被负极活性物质层12完全覆盖，保证正极极耳区212的正极活性物质层22内的锂离子能够完全地嵌入到负极活性物质层12，避免析锂。同时，与现有技术相比，负极极片1仅需在与正极极耳区212对应的部位设置负极突出区113即可保证正极极耳区212的正极活性物质层22被负极活性物质层12完全覆盖，而无需整体地增大负极主体区111的宽度，从而可以提高电极组件的体积能量密度和重量能量密度。
参照图2，在宽度方向W上，正极极耳区212被正极活性物质层22覆盖的宽度小于负极突出区113被负极活性物质层12覆盖的宽度。在长度方向L上，正极极耳区212被正极活性物质层22覆盖的长度小于负极突出区113被负极活性物质层12覆盖的长度。进一步地，正极极耳区212被正极活性物质层22覆盖的长度比负极突出区113被负极活性物质层12覆盖的长度小2mm～15mm。
电极组件可为卷绕式或叠片式。例如，对于参照图1，正极极片2和负极极片1为多个，正极极片2、隔离膜3及负极极片1沿厚度方向T依次层叠。各正极极片2具有一个正极极耳区212，所述多个正极极片2的正极极耳区212在厚度方向T上重叠。各正极极耳区212沿厚度方向T两侧设有负极突出区113。
可替代地，正极极片2和负极极片2为一个，正极极片2和负极极片2卷绕为多层。正极极片2的正极极耳区212为多个，卷绕成型后，所述多个正极极耳区212在厚度方向T上重叠。负极极片2的负极突出区113为多个，卷绕成型后，所述多个负极突出区113与所述多个正极极耳区212在厚度方向T上重叠。至少部分的正极极耳区212沿厚度方向T两侧均设有负极突出区113。负极极片2在各层上的负极突出区113与负极极耳区112的距离为定值。
参照图1，正极极耳区212和负极极耳区112位于电极组件沿宽度方向的同一侧，对应地，负极突出区113和负极极耳区112位于负极主体区111沿宽度方向W的同一侧。可替代地，正极极耳区212和负极极耳区112分别位于电极组件沿宽度方向W的两侧，对应地，负极突出区113和负极极耳区112也可以分别位于负极主体区111沿宽度方向W的两侧。

Claims (10)

1.一种负极极片(1)，包括负极集流体(11)和负极活性物质层(12)，负极集流体(11)具有负极主体区(111)以及从负极主体区(111)延伸出的负极极耳区(112)；
其特征在于，
负极集流体(11)还具有从负极主体区(111)延伸出的负极突出区(113)，负极主体区(111)的表面以及负极突出区(113)的表面均设有负极活性物质层(12)。
2.根据权利要求1所述的负极极片(1)，其特征在于，负极活性物质层(12)还延伸到负极极耳区(112)。
3.根据权利要求2所述的负极极片(1)，其特征在于，在宽度方向(W)上，负极极耳区(112)被负极活性物质层(12)覆盖的宽度为1mm～2mm。
4.根据权利要求1所述的负极极片(1)，其特征在于，在宽度方向(W)上，负极突出区(113)的宽度为5mm～20mm。
5.根据权利要求1所述的负极极片(1)，其特征在于，
负极极耳区(112)和负极突出区(113)为多个并沿长度方向(L)间隔布置，且各负极极耳区(112)和与其最接近的负极突出区(113)的距离为定值。
6.根据权利要求1所述的负极极片(1)，其特征在于，
负极突出区(113)和负极极耳区(112)位于负极主体区(111)沿宽度方向(W)的同一侧；或者，
负极突出区(113)和负极极耳区(112)分别位于负极主体区(111)沿宽度方向(W)的两侧。
7.一种电极组件，其特征在于，包括正极极片(2)、根据权利要求1-6中任一项所述的负极极片(1)以及隔离膜(3)，隔离膜(3)设置于正极极片(2)和负极极片(1)之间；
正极极片(2)包括正极集流体(21)和正极活性物质层(22)，正极集流体(21)具有正极主体区(211)以及从正极主体区(211)延伸出的正极极耳区(212)，正极活性物质层(22)设置于正极主体区(211)的表面；
正极活性物质层(22)还延伸到正极极耳区(212)，且负极突出区(113)的负极活性物质层(12)与正极极耳区(212)的正极活性物质层(22)在厚度方向(T)上重叠。
8.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，
在宽度方向(W)上，正极极耳区(212)被正极活性物质层(22)覆盖的宽度小于负极突出区(113)被负极活性物质层(12)覆盖的宽度；
在长度方向(L)上，正极极耳区(212)被正极活性物质层(22)覆盖的长度小于负极突出区(113)被负极活性物质层(12)覆盖的长度。
9.根据权利要求8所述的电极组件，其特征在于，正极极耳区(212)被正极活性物质层(22)覆盖的长度比负极突出区(113)被负极活性物质层(12)覆盖的长度小2mm～15mm。
10.根据权利要求7所述的电极组件，其特征在于，正极极耳区(212)为多个并在厚度方向(T)上重叠，至少部分的正极极耳区(212)沿厚度方向(T)两侧设有负极突出区(113)。
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