CN208819985U - 极片、电极组件及二次电池 - Google Patents
极片、电极组件及二次电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN208819985U CN208819985U CN201821758577.9U CN201821758577U CN208819985U CN 208819985 U CN208819985 U CN 208819985U CN 201821758577 U CN201821758577 U CN 201821758577U CN 208819985 U CN208819985 U CN 208819985U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- material layer
- active material
- pole piece
- thickness
- protrusion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本实用新型提供了一种极片、电极组件及二次电池。所述极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一集流体包括涂覆有第一活性物质层的第一主体部和未涂覆第一活性物质层的第一突部。第一活性物质层包括第一部分、第二部分和第三部分，第一部分位于第一活性物质层的远离第一突部的一端，第三部分位于第一活性物质层的靠近第一突部的一端，第二部分位于第一部分和第三部分之间。第一部分的厚度大于第二部分的厚度，第二部分的厚度大于第三部分的厚度。电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜，隔膜设置于第一极片和第二极片之间。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种极片、电极组件及二次电池。
背景技术
二次电池的电极组件是其实现充放电功能的核心部件，而电极组件通常是由第一极片1、隔膜3和第二极片2卷绕而成，其中，第一极片1和第二极片2极性相反，隔膜3将第一极片1和第二极片2隔开。参照图1，第一极片1包括第一集流体11和第一活性物质层12，第一集流体11包括涂覆有第一活性物质层12的第一主体部111和未涂覆第一活性物质层12的第一突部112。在第一极片1的成型过程中，通常需要辊压第一活性物质层12，以提高第一活性物质层12的能量密度。然而，由于第一活性物质层12和第一突部112之间存在高度差，因此，在辊压时，第一活性物质层12靠近第一突部112的一端会在压力的作用下变形，形成一个厚度较小的区域。
第二极片2和第一极片1的结构相似，包括第二集流体21和第二活性物质层22，第二集流体21包括涂覆有第二活性物质层22的第二主体部211和未涂覆第二活性物质层22的第二突部212。同样地，在辊压时，第二活性物质层22也会在靠近第二突部212的一端形成一个厚度较小的区域。
在电极组件中，所述厚度较小的区域会增大第一活性物质层12和第二活性物质层22在两端处的间隙，不利于毛细作用的发挥，这样会降低电解液浸润电极组件的速度。同时，间隙增大时会延长锂离子的传输路径，导致极化变大并造成析锂，影响二次电池的性能。
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极片、电极组件及二次电池，其能提高电解液的浸润性，避免析锂，改善二次电池的性能。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种极片、电极组件及二次电池。
所述极片包括第一集流体和第一活性物质层，第一集流体包括涂覆有第一活性物质层的第一主体部和未涂覆第一活性物质层的第一突部。第一活性物质层包括第一部分、第二部分和第三部分，第一部分位于第一活性物质层的远离第一突部的一端，第三部分位于第一活性物质层的靠近第一突部的一端，第二部分位于第一部分和第三部分之间。第一部分的厚度大于第二部分的厚度，第二部分的厚度大于第三部分的厚度。
第一活性物质层还包括第四部分，第四部分位于第二部分和第三部分之间，且第四部分的厚度大于第二部分和第三部分的厚度。
第一部分的厚度大于第四部分的厚度。
沿第一主体部指向第一突部的方向，第一部分的宽度大于第四部分的宽度。
沿靠近第一突部的方向，第三部分的厚度逐渐减小。
第一部分和第二部分的厚度差为2μm～20μm。
所述极片为负极极片。
电极组件包括第一极片、第二极片以及隔膜，隔膜设置于第一极片和第二极片之间。第一极片为前述的极片。第二极片包括第二集流体和第二活性物质层，第二集流体包括涂覆有第二活性物质层的第二主体部和未涂覆第二活性物质层的第二突部。第二活性物质层包括第五部分和第六部分，第五部分位于第二活性物质层的靠近第二突部的一端，第六部分位于第五部分的远离第二突部的一侧，第五部分的厚度小于第六部分的厚度。第一突部和第二突部分别位于所述电极组件的两端。沿第一活性物质层指向第二活性物质层的方向，第一部分与第五部分相对。
沿第一主体部指向第一突部的方向，第三部分位于第二活性物质层的外侧。
二次电池包括所述的电极组件。
本实用新型的有益效果如下：而本申请通过增大第一部分的厚度，减小第一部分和第五部分之间的间隙，从而增强毛细作用，提高电解液的浸润性，缩短锂离子的传输路径，避免析锂，改善二次电池的性能。
附图说明
图1为现有技术的电极组件的示意图。
图2为根据本实用新型的二次电池的示意图。
图3为根据本实用新型的电极组件的一示意图。
图4为根据本实用新型的电极组件的另一示意图。
图5为根据本实用新型的第一极片在展开后的示意图。
图6为根据本实用新型的第二极片在展开后的示意图。
图7为根据本实用新型的第一极片在成型过程中的一示意图。
图8为图7沿线A-A作出的剖视图。
图9为图8的第一极片经过辊压后的示意图。
图10为图9的第一极片的另一示意图。
其中，附图标记说明如下：
1 第一极片 22 第二活性物质层
11 第一集流体 221 第五部分
111 第一主体部 222 第六部分
112 第一突部 3 隔膜
12 第一活性物质层 4 电极组件
121 第一部分 5 壳体
122 第二部分 6 盖板
123 第三部分 7 电极端子
124 第四部分 8 汇流构件
2 第二极片 X 宽度方向
21 第二集流体 Y 厚度方向
211 第二主体部 Z 高度方向
212 第二突部
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有开展创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本申请保护范围的限制。
参照图2，本申请的二次电池可为锂离子电池。二次电池可包括电极组件4、壳体5、盖板6、电极端子7和汇流构件8。
参照图3，电极组件4包括第一极片1、第二极片2以及隔膜3，隔膜3设置于第一极片1和第二极片2之间。第一极片1、隔膜3及第二极片2堆叠并卷绕为扁平状。电极组件4为二次电池实现充放电功能的核心部件。
第一极片1包括第一集流体11和第一活性物质层12，第一集流体11包括涂覆有第一活性物质层12的第一主体部111和未涂覆第一活性物质层12的第一突部112。第一极片1可为负极极片，对应地，第一集流体11可为铜箔，第一活性物质层12内包括石墨或硅等活性材料。
第一活性物质层12可通过涂布的方式设置到第一集流体11的表面。可将活性材料(例如石墨或硅)、粘结剂、导电剂及溶剂制成浆料，然后将浆料涂布在第一集流体11的两个表面，浆料固化后形成第一活性物质层12。
第二极片2包括第二集流体21和第二活性物质层22，第二集流体21包括涂覆有第二活性物质层22的第二主体部211和未涂覆第二活性物质层22的第二突部212。第二极片2可为正极极片，第二集流体21可为铝箔，第二活性物质层22可包括锰酸锂、磷酸铁锂等活性材料。第二活性物质层22也可通过涂布的方式设置到第二集流体21的表面。
壳体5可具有六面体形状或其它形状。壳体5内部形成收容腔，以容纳电极组件4和电解液。壳体5在一端形成开口，而电极组件4可经由所述开口放置到壳体5的收容腔。壳体5可由铝或铝合金等导电金属的材料制成，也可由塑胶等绝缘材料制成。
盖板6设置于壳体5并覆盖壳体5的开口，从而将电极组件4封闭在壳体5内。电极端子7设置于盖板6，电极端子7的上端突出到盖板6上侧，下端可穿过盖板6并延伸到壳体5内。电极端子7为两个且分别与两个汇流构件8相连。
盖板6位于电极组件4沿高度方向Z的上侧，第一突部112和第二突部212分别位于电极组件4沿宽度方向X的两端。电解液收容于壳体5内，且经由电极组件4沿宽度方向X的两端浸入到电极组件4的内部。
参照图5和图6，第一极片1包括多个间隔设置的第一突部112，第二极片2包括多个间隔设置的第二突部212。当第一极片1、隔膜3和第二极片2卷绕为电极组件4时，所述多个第一突部112层叠布置并同时固定到一个汇流构件8，所述多个第二突部212层叠布置并同时固定到另一个汇流构件8。
参照图4，第一活性物质层12包括第一部分121、第二部分122和第三部分123，第一部分121位于第一活性物质层12的远离第一突部112的一端，第三部分123位于第一活性物质层12的靠近第一突部112的一端，第二部分122位于第一部分121和第三部分123之间。其中，第一部分121的厚度大于第二部分122的厚度，第二部分122的厚度大于第三部分123的厚度。沿宽度方向X，第二部分122的宽度与第一活性物质层12的总宽度之比为60％～95％。第二部分122的厚度均匀。
第二活性物质层22包括第五部分221和第六部分222，第五部分221位于第二活性物质层22的靠近第二突部212的一端，第六部分222位于第五部分221的远离第二突部212的一侧，第五部分221的厚度小于第六部分222的厚度。沿宽度方向X，第六部分222的宽度与第二活性物质层22的总宽度之比为60％～95％。第六部分222的厚度均匀。
在卷绕第一极片1、隔膜3和第二极片2时，使第一部分121与第五部分221的位置对应。也就是说，在电极组件4中，沿第一活性物质层12指向第二活性物质层22的方向(也就是厚度方向Y)，第一部分121与第五部分221相对。
在辊压第二活性物质层22时，第二活性物质层22的靠近第二突部212的一端会在压力下变形，从而形成厚度较小的第五部分221。对应地，第五部分221与第一活性物质层12之间的间隙也会增大，如果第五部分221与第一活性物质层12之间的间隙过大，那么将不利于毛细作用的发挥，降低电解液浸润的速度。同时，过大的间隙还会延长锂离子的传输路径，导致极化变大并造成析锂，影响二次电池的性能
而本申请通过增大第一部分121的厚度，减小第一部分121和第五部分221之间的间隙，从而增强毛细作用，提高电解液的浸润性，缩短锂离子的传输路径，避免析锂，改善二次电池的性能。
沿第一主体部111指向第一突部112的方向，第三部分123位于第二活性物质层22的外侧，也就是说，在厚度方向Y上，第三部分123不与第二活性物质层22重叠。
在二次电池的工作过程中，第二活性物质层22中的锂离子需要嵌入到第一活性物质层12中。由于第三部分123厚度较小，活性物质较少，如果第三部分123与具有正常厚度的第六部分222相对，那么会造成局部CB值(Cell Balance，单位面积负极容量/单位面积正极容量)不足，加剧析锂。因此，优选地，在厚度方向Y上，第三部分123不与第二活性物质层22重叠。
第一活性物质层12还包括第四部分124，第四部分124位于第二部分122和第三部分123之间，且第四部分124的厚度大于第二部分122和第三部分123的厚度。第四部分124与第二活性物质层22的远离第二突部212的一端相对。第四部分124具有较大的厚度，因此第四部分124与第二活性物质层22之间的间隙较小，较小的间隙可以增强毛细作用，提高电解液的浸润性，缩短锂离子的传输路径，避免析锂。
另外，第一部分121和第四部分124均具有较大的厚度，因此，第一部分121和第四部分124可以限制第二部分122与第二活性物质层22之间电解液的外流，提高电极组件4的保液能力。
参照图7至图10，下面详细说明第一极片1的成型方法。
1)在第一集流体11的两个表面涂布第一活性物质层12，并在第一集流体11的两端保留未被第一活性物质层12覆盖的空白区域；涂布时，调整不同区域的涂布厚度，参照图8，第一活性物质层12呈现“厚-薄-厚-薄-厚”的分布规律，其中，中部的较厚区域对应于第一部分121，两个较薄的区域对应于第二部分122，两端较厚的区域对应于第四部分124；涂布时，第一部分121和第四部分124可具有相同的厚度，这样可以简化涂布工艺。
2)对第一极片1进行辊压，以压薄第一活性物质层12，提高第一活性物质层12的密度；对比图8和图9，由于第四部分124与第一集流体11存在较大的厚度差，因此，在辊压时，第四部分124的一部分在辊压力的作用下流动到第一集流体11的空白区域，从而形成厚度较小的第三部分123。
3)辊压完成后，沿着图10中的虚线进行裁切，从而形成两个图5所示的第一极片1。对应地，第一部分121在辊压后分切为两个。
在涂布时，第一部分121的厚度等于第四部分124的厚度。但是，经过辊压后，第四部分124的一部分形成了第三部分123，所以在电极组件4中，第一部分121的厚度会大于第四部分124的厚度。
沿靠近第一突部112的方向，第三部分123的厚度逐渐减小，这样可以在辊压过程中分散应力，避免第一集流体11被切断。
第一部分121和第二部分122的厚度差为2μm～20μm。如果所述厚度差小于2μm，那么起到减小间隙的作用有限。而如果所述厚度差大于20μm，那么第一部分121和第二部分122在辊压时压力差过大，影响辊压效果；同时，沿宽度方向X，电极组件4边缘位置和中间位置的压力分布差异过大，影响二次电池的性能。
在二次电池的工作过程中，第二活性物质层22中的锂离子需要嵌入到第一活性物质层12，为了减少析锂，第一活性物质层12的宽度通常会大于第二活性物质层22的宽度。也就是说，第二活性物质层22的第五部分221需要被第一部分121完全覆盖，所以第一部分121具有较大的宽度；而由于第一活性物质层12的第三部分123可不与第二活性物质层22重叠，所以第四部分124对宽度的要求较小。因此，沿第一主体部111指向第一突部112的方向，第一部分121的宽度大于第四部分124的宽度，第四部分124的宽度可为0.2mm～10mm。
Claims (10)
1.一种极片，包括第一集流体(11)和第一活性物质层(12)，第一集流体(11)包括涂覆有第一活性物质层(12)的第一主体部(111)和未涂覆第一活性物质层(12)的第一突部(112)；
第一活性物质层(12)包括第一部分(121)、第二部分(122)和第三部分(123)，第一部分(121)位于第一活性物质层(12)的远离第一突部(112)的一端，第三部分(123)位于第一活性物质层(12)的靠近第一突部(112)的一端，第二部分(122)位于第一部分(121)和第三部分(123)之间；
第一部分(121)的厚度大于第二部分(122)的厚度，第二部分(122)的厚度大于第三部分(123)的厚度。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，第一活性物质层(12)还包括第四部分(124)，第四部分(124)位于第二部分(122)和第三部分(123)之间，且第四部分(124)的厚度大于第二部分(122)和第三部分(123)的厚度。
3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，第一部分(121)的厚度大于第四部分(124)的厚度。
4.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，沿第一主体部(111)指向第一突部(112)的方向，第一部分(121)的宽度大于第四部分(124)的宽度。
5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，沿靠近第一突部(112)的方向，第三部分(123)的厚度逐渐减小。
6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，第一部分(121)和第二部分(122)的厚度差为2μm～20μm。
7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片为负极极片。
8.一种电极组件，包括第一极片(1)、第二极片(2)以及隔膜(3)，隔膜(3)设置于第一极片(1)和第二极片(2)之间；
第一极片(1)为权利要求1-7中任一项所述的极片；
第二极片(2)包括第二集流体(21)和第二活性物质层(22)，第二集流体(21)包括涂覆有第二活性物质层(22)的第二主体部(211)和未涂覆第二活性物质层(22)的第二突部(212)；
第二活性物质层(22)包括第五部分(221)和第六部分(222)，第五部分(221)位于第二活性物质层(22)的靠近第二突部(212)的一端，第六部分(222)位于第五部分(221)的远离第二突部(212)的一侧，第五部分(221)的厚度小于第六部分(222)的厚度；
第一突部(112)和第二突部(212)分别位于所述电极组件的两端；
沿第一活性物质层(12)指向第二活性物质层(22)的方向，第一部分(121)与第五部分(221)相对。
9.根据权利要求8所述的电极组件，其特征在于，沿第一主体部(111)指向第一突部(112)的方向，第三部分(123)位于第二活性物质层(22)的外侧。
10.一种二次电池，包括权利要求8或9所述的电极组件。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821758577.9U CN208819985U (zh) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 极片、电极组件及二次电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821758577.9U CN208819985U (zh) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 极片、电极组件及二次电池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN208819985U true CN208819985U (zh) | 2019-05-03 |
Family
ID=66280423
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201821758577.9U Active CN208819985U (zh) | 2018-10-29 | 2018-10-29 | 极片、电极组件及二次电池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208819985U (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112310409A (zh) * | 2019-08-14 | 2021-02-02 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件和二次电池 |
| CN113270567A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-17 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯以及用电设备 |
| CN113544876A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-22 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置以及电子装置 |
| CN114447272A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-06 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种极片及电池 |
| WO2022236489A1 (zh) * | 2021-05-08 | 2022-11-17 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯以及用电设备 |
| CN116230856A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-06-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 正极极片、电池以及用电设备 |
-
2018
- 2018-10-29 CN CN201821758577.9U patent/CN208819985U/zh active Active
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112310409A (zh) * | 2019-08-14 | 2021-02-02 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件和二次电池 |
| CN113544876A (zh) * | 2020-03-31 | 2021-10-22 | 宁德新能源科技有限公司 | 电化学装置以及电子装置 |
| CN113270567A (zh) * | 2021-05-08 | 2021-08-17 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯以及用电设备 |
| WO2022236489A1 (zh) * | 2021-05-08 | 2022-11-17 | 宁德新能源科技有限公司 | 电芯以及用电设备 |
| CN114447272A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-05-06 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种极片及电池 |
| CN116230856A (zh) * | 2023-05-08 | 2023-06-06 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 正极极片、电池以及用电设备 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN208819985U (zh) | 极片、电极组件及二次电池 | |
| CN208819984U (zh) | 电极组件和二次电池 | |
| CN216120370U (zh) | 一种二次电池的电芯及二次电池 | |
| CN109830638B (zh) | 一种高硬度软包装锂离子电池极片及卷芯制备方法 | |
| CN208955106U (zh) | 二次电池及其电极构件 | |
| CN209389153U (zh) | 一种卷绕结构的锂离子电池 | |
| CN208955123U (zh) | 二次电池及其电极构件 | |
| CN108550857A (zh) | 一种具有梯度硅含量的负极片及锂电池 | |
| CN114447408B (zh) | 一种电池及电子设备 | |
| CN205542997U (zh) | 一种聚偏氟乙烯涂层无纺布隔膜纸聚合物锂离子二次电池 | |
| CN209104251U (zh) | 二次电池 | |
| CN109524708B (zh) | 一种高能量密度软包装金属锂电池 | |
| CN111540909A (zh) | 极片、电芯及电池 | |
| CN113097428A (zh) | 一种负极片、电池及负极片的制备方法 | |
| CN207732025U (zh) | 中间出极耳的高容量锂离子动力电池 | |
| KR20230007504A (ko) | 극(pole), 와인딩-타입(winding-type) 배터리 셀, 및 배터리 | |
| CN208336372U (zh) | 电极极片、电极组件及二次电池 | |
| CN114242941A (zh) | 一种负极片及其应用 | |
| CN113812016B (zh) | 极片、应用该极片的电极组件、电池及用电装置 | |
| CN109888162A (zh) | 具备内嵌式极耳的胶黏结构电芯及其制备方法与锂电池 | |
| CN102122725A (zh) | 一种锂-二硫化铁电池 | |
| CN209401752U (zh) | 电极组件和二次电池 | |
| CN209104298U (zh) | 电极组件和二次电池 | |
| CN209104247U (zh) | 二次电池 | |
| CN217740753U (zh) | 电池及电极组件 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |