CN209357857U - 电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本申请一方面提供了一种电芯，包括第一极片，第一极片包括第一集流体和涂覆在第一集流体上的第一活性物质，其中，第一极片包括：设置于第一极片的收尾段的空箔区，和与空箔区相对设置的单面区，单面区面向于空箔区的表面未涂覆第一活性物质，单面区和空箔区之间设置有第一连接层。本申请还提供了一种电池。本申请的目的在于至少实现增强薄基材电芯的抗外力撕裂能力。

Description

电芯及电池

技术领域

本申请涉及电池领域，更具体而言，涉及一种电芯及电池。

背景技术

随着各行业对锂离子电池使用的广泛需求，对锂离子电池的能量密度要求也随之增高。通过减小基材的厚度来提高电池能量密度成为一种常用的手段，该手段会导致基材强度降低。随着基材越来越薄，所带来的风险也大大提高：最外层、最内层空箔区，很容易因为受到外力而造成撕裂。撕裂的断口处产生的毛刺易穿透隔膜与阳极接触短路，从而引发发热甚至着火问题。

实用新型内容

针对相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种电芯和电池，以至少实现增强薄基材电芯的抗外力撕裂能力。

为实现上述目的，本申请提供了一种电芯，包括第一极片，第一极片包括第一集流体和涂覆在第一集流体上的第一活性物质，其中，第一极片包括：设置于第一极片的收尾段的空箔区，和与空箔区相对设置的单面区，单面区面向于空箔区的表面未涂覆第一活性物质，单面区和空箔区之间设置有第一连接层。

根据本申请的一个实施例，空箔区背向于单面区的表面设置有第二连接层，沿电芯的厚度方向，第一连接层和第二连接层至少部分重合。

根据本申请的一个实施例，空箔区围绕电芯的至少一圈，空箔区的尾端通过第二连接层与位于尾端的内圈的空箔区连接。

根据本申请的一个实施例，空箔区和第一连接层之间设置有空箔段，空箔段通过第一连接层与单面区连接，并且空箔区的尾端通过第二连接层与空箔段连接。

根据本申请的一个实施例，空箔段包括金属箔材或非金属箔材。

根据本申请的一个实施例，空箔区围绕电芯小于一圈，空箔区的尾端通过第三连接层与单面区连接。

根据本申请的一个实施例，第一连接层的形状包括多边形、椭圆形或圆形中的任一种。

根据本申请的一个实施例，电芯还包括第二极片和设置于第一极片和第二极片之间的隔离膜；第二极片包括第二集流体和涂覆在第二集流体上的第二活性物质；第一极片和第二极片卷绕形成电芯。

根据本申请的一个实施例，第一连接层包括双面胶、热熔胶或其组合。

本申请另一方面提供了一种电池，包括由上述任一实施例的电芯、以及封装电芯的壳体。

本申请的有益技术效果在于：

本申请提供了一种安全的锂离子电池极片结构设计，该种结构关键在于提高空铝箔的抗撕裂能力，避免了电芯在受到外力过程中铝箔的撕裂。本申请能够在使用薄基材提高能量密度的基础上，有效降低空箔区因受外力而导致撕裂的风险。

附图说明

图1是根据本申请一个实施例的卷绕电芯的示意图；

图2是根据本申请另一个实施例的卷绕电芯的示意图；

图3是根据本申请又一个实施例的卷绕电芯的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图，对本申请进一步阐述。

图1、图2和图3示出了本申请一个实施例的电芯10，其包括第一极片12，第一极片12包括第一集流体14和涂覆在第一集流体14上的第一活性物质16，其中，第一极片12包括：设置于第一极片12的收尾段的空箔区18，和与空箔区18相对设置的单面区20，单面区20面向于空箔区18的表面未涂覆第一活性物质16，单面区20和空箔区18之间设置有第一连接层22。

根据本申请的一个实施例，空箔区18背向于单面区20的表面设置有第二连接层24，沿电芯10的厚度方向，第一连接层22和第二连接层24至少部分重合。在一个实施例中，第二连接层24设置为连接电芯10和包封电芯10的壳体。因此，连接有第二连接层24的空箔区18容易因受到外力而撕裂。将本申请的第一连接层22设置在单面区20和空箔区18之间，并且第一连接层22设置为和第二连接层24至少部分重合，可以有效地避免空箔区18因受外力而撕裂的情况。

根据本申请的一个实施例，具体参见图1，空箔区18围绕电芯10小于一圈，空箔区18的尾端通过第三连接层28与单面区20连接。在一个实施例中，在传统的电芯结构的基础上将空箔区18进行延长，空箔区18围绕电芯小于一圈，使用第三连接层28将空箔区18的尾端与单面区20进行连接。第二连接层24设置在空箔区18和封装电芯10的壳体进行连接。第一连接层22设置在空箔区18和单面区20之间，并且沿电芯10的厚度方向，第一连接层22和第二连接层24部分重合。

根据本申请的一个实施例，具体参见图2，空箔区18围绕电芯10的至少一圈，空箔区18的尾端通过第二连接层24与位于尾端的内圈的空箔区18连接。在传统的电芯结构基础上将空箔区18进行延长，延长至围绕电芯10的至少一圈。第二连接层24将空箔区18的尾端以及位于尾端的内圈的空箔区18和壳体进行连接。第一连接层22设置在空箔区18和单面区20之间以将空箔区18和单面区20连接到一起，使二者成为一个整体，增强了抗撕裂能力。并且沿电芯10的厚度方向，第一连接层22和第二连接层24部分地重合。

根据本申请的一个实施例，具体参见图3，空箔区18和第一连接层22之间设置有空箔段26，空箔段26通过第一连接层22与单面区20连接，并且空箔区18的尾端通过第二连接层24与空箔段26连接。在一个实施例中，没有对传统的电芯结构中的空箔区进行延长，而是使用这种类似“打补丁”的方法来增强抗撕裂能力。第二连接层24将空箔区18的尾端和壳体连接，此时的空箔区18容易因受到外力而撕裂。在空箔区18和单面区20之间并且沿厚度方向与第二连接层24部分重合的位置，增加一个空箔段26，使用第一连接层22连接空箔段26和单面区20。并且第二连接层24设置为将空箔段26、空箔区18的尾端与壳体进行连接。

在本申请的实施例中，空箔区18可以不延长，可以延长至包围电芯10的半圈、一圈、超过一圈或者之间的任一位置。只需要将第一连接层22设置在空箔区18和单面区20之间，并且第一连接层22和第一连接层24至少部分地重叠即可。

根据本申请的一个实施例，空箔区18可以是铜箔或其他箔材，空箔段26包括金属箔材或非金属箔材。空箔段26的组成材料可以与空箔区18相同。在与电芯的厚度方向垂直的平面上，空箔段26的形状可以是不定的，可以为方形、圆形或者不规则形状。可以在生产操作中对空箔段26的组成材料和形状进行调节，本申请不限制于此。空箔段26的厚度介于15μm-80μm之间。在一个实施例中，空箔段26的厚度为48μm，加热熔化后的厚度为30μm。

根据本申请的一个实施例，在与电芯的厚度方向垂直的平面上，第一连接层22的形状包括多边形、椭圆形或圆形中的任一种。第一连接层22包括双面胶、热熔胶或其组合，第一连接层22也可以是其他具有类似功能的胶纸或涂层。第一连接层也可以是焊接层，可以采用焊接或其他机械加工的方式将空箔区18或空箔段26与单面区20连接到一起。并且第一连接层22的数量不限，可以根据实际生产的需要进行调节。第一连接层22的厚度介于15μm-80μm之间。在一个实施例中，第一连接层22的厚度为48μm，加热熔化后的厚度为30μm。

根据本申请的实施例，第一连接层22具有5-25mm的宽度。根据本申请的一个实施例，在电芯10的长度方向上，即，在第一极片12的宽度方向上，第一连接层22可以远离极片边缘设置，例如设置在极片宽度方向上靠近中心的位置。根据本申请的一个实施例，第一连接层22可以设置在第一极片12的靠近第一极耳38的第一边缘。根据本申请的一个实施例，第一连接层22也可以设置在远离第一极耳38的第二边缘。在一个实施例中，第一连接层22设置于约距离第一极片第一边缘和第二边缘的2mm处。第一连接层22可以完全覆盖第一极片12的空箔区18，也可以部分覆盖空箔区18。只需保证沿电芯的厚度方向，第一连接层22和第二连接层24部分重叠即可。

根据本申请的一个实施例，电芯10还包括第二极片30和设置于第一极片12和第二极片30之间的隔离膜32；第二极片30包括第二集流体34和涂覆在第二集流体34上的第二活性物质36；第一极片12和第二极片30卷绕形成电芯10。在另一个实施例中，电芯10为由第一极片12和第二极片30组成的叠片结构。

在一个实施例中，第一极片12为阴极极片，第一集流体14为铝箔，并且第一集流体14和第一极耳38连接，第一极耳38的材料可以为铝。第二极片30为阳极极片，第二集流体34为铜箔，并且第二集流体34和第二极耳40连接，第二极耳的材料可以为镍。在其他的实施例中，第一极片12也可以是阳极极片，第二极片30相对应的为阴极极片。

本申请另一方面提供了一种电池，包括由上述任一实施例的电芯10、以及封装电芯10的壳体，壳体和电芯10通过第二连接层24进行连接。

将本申请的实施例与传统的电池做跌落对照试验，对比例中传统的电池为以商业化生产的钴酸锂，石墨，电解液，隔膜，包装袋为原材料，采用常规卷绕结构，制作型号为614289的锂离子电池，该电池容量为4000mAh。

而本申请的实施例在传统的制作型号为614289的锂离子电池结构的基础上，在其尾部空铝箔处加贴一道双面胶，将最外层铝箔粘结到到一起，增强抗撕裂能力。

设置对比例和本申请实施例对照试验的实验样本数量均为10pcs/组。

跌落测试条件：跌落高度为1.8m；跌落顺序为电芯的头尾两面及四个角设置为一轮；每一个实施例跌落4轮，对每一个实施例来说，共计跌落24次。

对比例：没有第一连接层22；

实施例1：空箔区18为围绕电芯1圈的铝箔，第一连接层22为宽度为20mm的矩形双面胶(宽度方向垂直于电芯的长度方向)；

实施例2：空箔区18为围绕电芯1圈的铝箔，第一连接层22为宽度为20mm的椭圆形双面胶；

实施例3：空箔区18为围绕电芯0.5圈的铝箔，第一连接层22为宽度为20mm的矩形双面胶；

实施例4：空箔区18为围绕电芯0.5圈的铝箔，第一连接层22为宽度为20mm的椭圆形双面胶；

实施例5：空箔区18不延长，第一连接层22为宽度为20mm的矩形双面胶，通过第一连接层22连接单面区20和空箔段26；

实施例6：空箔区18不延长，第一连接层22为宽度为20mm的椭圆形双面胶，通过第一连接层22连接单面区20和空箔段26；

实施例7：空箔区18为围绕电芯1圈的铝箔，第一连接层22为宽度为10mm的矩形双面胶；

实施例8：空箔区18为围绕电芯1圈的铝箔，第一连接层22为宽度为10mm的椭圆形双面胶；

实施例9：空箔区18为围绕电芯0.5圈的铝箔，第一连接层22为宽度为10mm的矩形双面胶；

实施例10：空箔区18为围绕电芯0.5圈的铝箔，第一连接层22为宽度为10mm的椭圆形双面胶；

实施例11：空箔区18不延长，第一连接层22为宽度为10mm的矩形双面胶，通过第一连接层22连接单面区20和空箔段26；

实施例12：空箔区18不延长，第一连接层22为宽度为10mm的椭圆形双面胶，通过第一连接层22连接单面区20和空箔段26。

测试的通过标准为：电池无发热、无漏液、无着火、△OCV位于50mV以内。

实验结果如下表所示：

由以上实验结果可得：使用本申请此种结构设计的极片所制造出的锂离子电池有着优异的跌落性能。采用本申请的结构能够明显的提高电池的跌落通过率，由对比例的大约30％提高到70％～100％。当第一连接层22的双面胶胶纸宽度增大时，跌落通过率会有所提高。

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)

1.一种电芯，包括第一极片，所述第一极片包括第一集流体和涂覆在所述第一集流体上的第一活性物质，

其中，所述第一极片包括：设置于所述第一极片的收尾段的空箔区和与所述空箔区相对设置的单面区，

所述单面区面向于所述空箔区的表面未涂覆所述第一活性物质，所述单面区和所述空箔区之间设置有第一连接层。

2.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述空箔区背向于所述单面区的表面设置有第二连接层，沿所述电芯的厚度方向，所述第一连接层和所述第二连接层至少部分重合。

3.根据权利要求2所述的电芯，其中，所述空箔区围绕所述电芯的至少一圈，所述空箔区的尾端通过所述第二连接层与位于所述尾端的内圈的所述空箔区连接。

4.根据权利要求2所述的电芯，其中，所述空箔区和所述第一连接层之间设置有空箔段，所述空箔段通过所述第一连接层与所述单面区连接，并且所述空箔区的尾端通过所述第二连接层与所述空箔段连接。

5.根据权利要求4所述的电芯，其中，所述空箔段包括金属箔材或非金属箔材。

6.根据权利要求2所述的电芯，其中，所述空箔区围绕所述电芯小于一圈，所述空箔区的尾端通过第三连接层与所述单面区连接。

7.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述第一连接层的形状包括多边形、椭圆形或圆形中的任一种。

8.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述电芯还包括第二极片和设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔离膜；所述第二极片包括第二集流体和涂覆在所述第二集流体上的第二活性物质；所述第一极片和所述第二极片卷绕形成所述电芯。

9.根据权利要求1所述的电芯，其中，所述第一连接层包括双面胶、热熔胶或其组合。

10.一种电池，其中，所述电池包括根据权利要求1至9中任一项所述的电芯、以及封装所述电芯的壳体。