CN211017230U - 电芯极片以及电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电芯极片以及电芯。电芯极片包括：极片主体；极耳，从极片主体延伸出；第一压痕，至少部分第一压痕设置于极耳，两个以上的第一压痕沿第一方向间隔设置，第一压痕呈条形；第二压痕，第二压痕设置于极耳，两个以上的第二压痕沿第二方向间隔设置，第一方向和第二方向相交设置，第一压痕沿第二方向延伸。本实用新型的电芯极片的极耳上设置的第一压痕和第二压痕，可以提高极耳的抗弯刚度和挠度，降低极耳在高速卷绕过程中发生翻折的可能性。

Description

电芯极片以及电芯

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电芯极片以及电芯。

背景技术

随着二次电池的技术发展，二次电池应用越来越广泛。产品对二次电池的能量密度的要求越来越高。二次电池的核心部件之一为电芯。电芯是由电芯极片和隔膜一同卷绕形成。通过减薄电芯极片的厚度是提高能量密度的方式之一。然而，随着电芯极片的厚度减薄，导致电芯极片的极耳自身挠度降低，从而在高速卷绕过程中，极耳容易发生翻折、翘曲或者内折，影响卷绕形成的电芯的使用安全性。

实用新型内容

本实用新型提供一种电芯极片以及电芯。电芯极片的极耳上设置的第一压痕和第二压痕，可以提高极耳的抗弯刚度和挠度，降低极耳在高速卷绕过程中发生翻折的可能性。

一方面，本实用新型提出了一种电芯极片，其包括：

极片主体；极耳，从极片主体延伸出；第一压痕，至少部分第一压痕设置于极耳，两个以上的第一压痕沿第一方向间隔设置，第一压痕呈条形；第二压痕，第二压痕设置于极耳，两个以上的第二压痕沿第二方向间隔设置，第一方向和第二方向相交设置，第一压痕沿第二方向延伸。

根据本实用新型的一个方面，第一方向与第二方向相互垂直，第二方向为极耳远离极片主体延伸的方向。

根据本实用新型的一个方面，第二压痕为条形并且沿第一方向延伸。

根据本实用新型的一个方面，第二压痕设置于极耳靠近两个顶角的预定区域，在第二方向上，预定区域的尺寸与极耳的整体尺寸的比值小于等于2/3。

根据本实用新型的一个方面，极耳的两个顶角为弧形角，弧形角的半径为8毫米；和/或，第一压痕贯穿极耳，第二压痕贯穿极耳。

根据本实用新型的一个方面，第二压痕包括两个以上的圆形压痕，并且两个以上的圆形压痕沿第一方向排列。

根据本实用新型的一个方面，极耳与极片主体之间具有交界处，第一压痕的末端距交界处的最小距离小于等于1毫米。

根据本实用新型的一个方面，沿第一方向，相邻两个第一压痕之间间隔2毫米至4毫米；和/或，沿第二方向，相邻两个第二压痕之间间隔2毫米至4毫米。

根据本实用新型的一个方面，第一压痕的深度的取值范围为130微米至200微米；和/或，第二压痕的深度的取值范围为60微米至100微米。

根据本实用新型实施例的电芯极片，极耳上设置的第一压痕和第二压痕可以有效起到加强筋作用，从而有效提高极耳自身的整体抗弯刚度和挠度，降低卷绕过程中极耳发生抖动的可能性，也降低极耳在高速卷绕过程中发生翻折的可能性。

另一个方面，本实用新型提供一种电芯，其包括如上述的电芯极片。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型一实施例公开的一种二次电池的分解结构示意图；

图2是本实用新型一实施例公开的一种电芯极片的局部结构示意图；

图3是图2中A处放大图；

图4是图3中沿B-B的剖视结构示意图；

图5是图3中C向侧视结构示意图；

图6是本实用新型另一实施例公开的一种电芯极片的局部结构示意图；

图7是本实用新型又一实施例公开的一种电芯极片的局部结构示意图；

图8是图7中沿D-D的剖视结构示意图；

图9是本实用新型再一实施例公开的一种电芯极片的局部结构示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

标记说明：

100、二次电池；101、壳体；102、顶盖组件；

1、电芯；

10、电芯极片；

20、极片主体；

30、极耳；30a、顶角；30b、预定区域；31、第一压痕；32、第二压痕；32a、圆形压痕；

99、交界处；

X、第一方向；Y、第二方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图9对本实用新型实施例进行描述。

参见图1所示，本实用新型实施例的二次电池100包括壳体101、设置于壳体101内的电芯1以及与壳体101密封连接的顶盖组件102。

本实用新型实施例的壳体101为方形结构或其他形状。壳体101具有容纳电芯1和电解液的内部空间以及与内部空间相连通的开口。壳体101可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

电芯1包括两个极耳簇，即正极耳簇和负极耳簇。电芯1可通过将两个电芯极片10以及隔膜一同卷绕而形成主体，其中，隔膜是介于两个电芯极片10之间的绝缘体。两个电芯极片10中的一者可以作为正极片，另一者作为负极片。参见图2所示，电芯极片10包括极片主体20和从极片主体20上延伸出的极耳30。极片主体20上涂覆活性物质，而极耳30上未涂覆活性物质。可选地，电芯极片10的材料可以是铜或铝。

参见图3所示，本实用新型实施例的电芯极片10还包括第一压痕31和第二压痕32。至少部分第一压痕31设置于极耳30。两个以上的第一压痕31沿第一方向X间隔设置。第一压痕31呈条形。第二压痕32设置于极耳30。两个以上的第二压痕32沿第二方向Y间隔设置。第一方向X和第二方向Y相交设置。第一压痕31沿第二方向Y延伸。

本实用新型实施例的电芯极片10，极耳30上设置的第一压痕31和第二压痕32可以有效起到加强筋作用，从而有效提高极耳30自身的整体抗弯刚度和挠度，降低卷绕过程中极耳30发生抖动的可能性，也降低极耳30在高速卷绕过程中发生翻折的可能性。

在一个实施例中，参见图3所示，第一方向X与第二方向Y相互垂直。这里的垂直并不是数学意义上的垂直，而是在允许误差范围内的垂直。第一方向X为极片主体20的长度方向。第二方向Y为极耳30远离极片主体20延伸的方向。第一压痕31为沿第二方向Y延伸的条形结构，从而第一压痕31可以有效降低极耳30自身发生下垂或上翻的可能性。第二压痕32为沿第一方向X延伸的条形结构，从而可以有效降低极耳30经过传送辊、收卷或者放卷等旋转部件过程中在离心力作用下出现上下摆动，进而导致极耳30的两个顶角30a发生侧向翻折的可能性。第一压痕31和第二压痕32相互垂直设置，并且彼此存在重叠区域。第一压痕31和第二压痕32设置于极耳30的同一表面。可以理解地，在一个示例中，第一压痕31和第二压痕32可以分别设置于极耳30沿自身厚度方向相对的两个表面上。在另一个示例中，一部分第一压痕31设置于极耳30的一个表面，另一部分第一压痕31设置于极耳30的另一表面。一部分第二压痕32设置于极耳30的一个表面，另一部分第二压痕32设置于极耳30的另一表面。在又一个示例中，全部第一压痕31设置于极耳30的一个表面，而一部分第二压痕32设置于极耳30的一个表面，另一部分第二压痕32设置于极耳30的另一表面。或者，全部第二压痕32设置于极耳30的一个表面，而一部分第一压痕31设置于极耳30的一个表面，另一部分第一压痕31设置于极耳30的另一表面。

在一个实施例中，参见图4所示，第一压痕31的横截面呈圆弧形。第一压痕31与邻近区域为圆滑过渡，降低产生应力集中的可能性。可选地，第一压痕31可以通过形状相对应的压辊辊压形成。第二压痕32为沿第一方向X延伸的条形结构。参见图5所示，第二压痕32的横截面呈圆弧形。第二压痕32与邻近区域为圆滑过渡，降低产生应力集中的可能性。可选地，第二压痕32可以通过形状相对应的压辊辊压形成。

在一个实施例中，沿第一方向X，参见图4所示，相邻两个第一压痕31之间间隔H1为2毫米至4毫米，以此保证在制作第一压痕31时极耳不被压裂的同时第一压痕31能够有效起到加强极耳30整体刚度的作用。当相邻两个第一压痕31之间间隔H1小于2毫米时，相邻两个第一压痕31距离近，这样虽然能更好的提高加强效果，但由于极耳30自身的材料具有预定的延展率，因此容易在加工第一压痕31过程中导致相邻两个第一压痕31彼此拉伸应力超过极耳30的材料自身可承载的极限应力值，从而导致极耳30出现撕裂的情况。相邻两个第一压痕31之间间隔H1大于4毫米时，第一压痕设置稀疏，从而使得第一压痕31的加强效果不佳。

在一个实施例中，沿第二方向Y，参见图5所示，相邻两个第二压痕32之间间隔H2为2毫米至4毫米，以此保证在制作第二压痕32时极耳不被压裂的同时第二压痕32能有效起到加强极耳30整体刚度的作用。当相邻两个第二压痕32之间间隔H2小于2毫米时，相邻两个第二压痕32距离近，这样虽然能更好的提高加强效果，但由于极耳30自身的材料具有预定的延展率，因此容易在加工第二压痕32过程中导致相邻两个第二压痕32彼此拉伸应力超过极耳30的材料自身可承载的极限应力值，从而导致极耳30出现撕裂的情况。相邻两个第二压痕32之间间隔H2大于4毫米时，第一压痕设置稀疏，从而使得第二压痕32的加强效果不佳。

在一个实施例中，参见图3所示，第一压痕31贯穿极耳30，从而第一压痕31对整个极耳30起到加强作用，提高极耳30整体的刚度和抗弯折能力。第二压痕32贯穿极耳30，从而第二压痕32对整个极耳30起到加强作用，进一步提高极耳30整体的刚度和抗弯折能力。

在一个实施例中，参见图3所示，极耳30与极片主体20之间具有交界处99。第一压痕31延伸超过交界处99并且第一压痕31位于极片主体20的末端距离交界处99的最小距离L1小于等于1毫米。优选地，第一压痕31贯穿整个极耳30，并延伸至交界处99，以使第一压痕31位于极片主体20的末端距离交界处99的最小距离L1为0毫米。由于在极耳30发生抖动或摆动时，极耳30靠近极片主体20的根部区域承载较大的作用力，更容易出现弯折，因此第一压痕31超过交界处99延伸至极片主体20上后，第一压痕31可以有效提高根部区域的抗变形能力，降低极耳30的根部出现弯折的可能性，从而降低极耳30整体发生翻折的可能性。由于极片主体20上涂覆有活性物质，因此当第一压痕31位于极片主体20的末端距离交界处99超过1毫米时，容易使得极片主体20表面上的活性物质层脱落，从而会影响电芯1的性能。

在一实施例中，极耳30的两个顶角30a远离极片主体20。参见图6所示，第二压痕32设置于极耳30靠近两个顶角30a的预定区域30b。在第二方向Y上，预定区域30b的尺寸P1与极耳30的整体尺寸P2的比值小于等于2/3。优选地，预定区域30b的尺寸P1与极耳30的整体尺寸P2的比值等于1/2。第二压痕32是沿第一方向X延伸的条形结构。在预定区域30b上设置第二压痕32可以有效降低在高速卷绕运动过程中极耳的顶角区域发生弯折的可能性。极耳30与极片主体20之间具有交界处99。在预定区域30b上设置第二压痕32可以使得第二压痕32与交界处99保持预定距离，从而一方面，可以降低因第二压痕32过于靠近极耳30的根部而导致极耳30在根部发生翘曲的可能性。在极耳30加工制造过程中，首先在极耳30上形成第二压痕32，然后再形成第一压痕31，降低因预先形成第一压痕31后再形成第二压痕32而导致极耳30的两个顶角30a发生翘曲的可能性。

在一个实施例中，参见图6所示，第一压痕31整体设置于极耳30。第一压痕31延伸不超过交界处99。第一压痕31位于极耳30的末端距离交界处99的最小距离L1小于等于1毫米。优选地，第一压痕31贯穿整个极耳30，并延伸至交界处99，以使第一压痕31位于极耳30的末端距离交界处99的最小距离L1为0毫米。在一个实施例中，参见图4所示，第一压痕31的深度M1的取值范围为130微米至200微米，以此保证第一压痕31具有有效且平衡的加强效果。第一压痕31的深度M1小于130微米时，由于第一压痕31的深度相对过浅，因此会降低第一压痕31的加强效果。第一压痕31的深度M1大于200微米时，由于第一压痕31的深度相对过深，因此容易导致极耳30与第一压痕31对应的部分被压裂或者与第一压痕31相邻近的区域被撕裂，从而破坏极耳30的结构完整性，降低极耳30的过流能力。

在一个实施例中，参见图5所示，第二压痕32的深度M2的取值范围为60微米至100微米，以此保证第二压痕32具有有效且平衡的加强效果。第二压痕32的深度M2小于60微米时，由于第二压痕32的深度相对过浅，因此会降低第二压痕32的加强效果。第二压痕32的深度M2大于100微米时，由于第二压痕32的深度相对过深，因此容易导致极耳30与第二压痕32对应的部分被压裂或者与第二压痕32相邻近的区域被撕裂，从而破坏极耳30的结构完整性，降低极耳30的过流能力。在一个示例中，由于第一压痕31和第二压痕32两者之间存在重叠区域，因此第一压痕31的深度大于第二压痕32的深度，可以降低在压制第二压痕32的过程中，在第一压痕31和第二压痕32的重叠区域或者两者之间的区域发生压裂的可能性，有利于保证极耳30的结构完整性。

在一个实施例中，参见图7和图8所示，第二压痕32包括两个以上的圆形压痕32a，并且两个以上的圆形压痕32a沿第一方向X排列。可选地，两个以上的圆形压痕32a沿第一方向X呈直线状排成一列。参见图7所示，第一压痕31的数量为六个，而第二压痕32的数量也为六个。可以理解地，第二压痕32所包括的圆形压痕32a的数量不局限于图7中所示的数量。在满足产品要求的前提下，相邻两个第一压痕31之间也可以设置两个以上的圆形压痕32a。或者，所有第一压痕31中，部分相邻的两个第一压痕31之间设置一个或者两个以上的圆形压痕32a。例如，沿第一方向X，第一个和第二个第一压痕31之间、第三个和第四个第一压痕31之间以及第五个和第六个第一压痕31之间设置圆形压痕32a。第二个和第三个第一压痕31之间以及第四个和第五个第一压痕31之间不设置圆形压痕32a。另外，第一压痕31和第二压痕32的数量并不局限于图7中所示出的数量。在一个示例中，圆形压痕32a的内表面为球面。但受限于极耳30尺寸，极耳30上的圆形压痕32a也可以是不完整的。

在一个实施例中，第一压痕31和第二压痕32均通过机械辊压方式加工制造。可选地，在极耳30的一侧对极耳30辊压形成第一压痕31和第二压痕32时，极耳30的另一侧会形成与第一压痕31和第二压痕32位置相对应的隆起部。

在一个实施例中，参见图9所示，极耳30的两个顶角30a为弧形角。弧形角的半径为8毫米。这样，可以减低极耳30的顶角30a的锐利度，可以降低在卷绕过程中，极耳30的顶角30a出现局部翘起，也可以降低极耳30的顶角30a出现局部翘起而与相邻的极耳30发生撞击或穿刺相邻的极耳30的可能性。

在一个实施例中，参见图9所示，第一方向X和第二方向Y相互垂直。第一方向X和第二方向Y分别与交界处99之间的角度呈45°。交界处99与极片主体20的边缘对齐。第一压痕31和第二压痕32均为条形结构。第一压痕31和第二压痕32彼此垂直。第一压痕31和第二压痕32均延伸贯穿整个极耳30。第一压痕31和第二压痕32均延伸超过交界处99而延伸至极片主体20上。在一个示例中，第一压痕31位于极片主体20上的末端距离交界处99为1毫米，第二压痕32位于极片主体20上的末端距离交界处99为1毫米。在另一个示例中，第一压痕31和第二压痕32均延伸至极片主体20与极耳30的交界处99。

本实用新型实施例的电芯极片10，通过设置具有加强筋作用的第一压痕31和第二压痕32来提高极耳30的抗弯刚度和挠度，从而降低卷绕过程中极耳30发生抖动的可能性，也降低极耳30在高速卷绕过程中发生翻折的可能性，提高电芯极片10的卷绕效率和良品率。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电芯极片，其特征在于，包括：

极片主体；

极耳，从所述极片主体延伸出；

第一压痕，至少部分所述第一压痕设置于所述极耳，两个以上的所述第一压痕沿第一方向间隔设置，所述第一压痕呈条形；

第二压痕，所述第二压痕设置于所述极耳，两个以上的所述第二压痕沿第二方向间隔设置，所述第一方向和所述第二方向相交设置，所述第一压痕沿所述第二方向延伸。

2.根据权利要求1所述的电芯极片，其特征在于，所述第一方向与所述第二方向相互垂直，所述第二方向为所述极耳远离所述极片主体延伸的方向。

3.根据权利要求2所述的电芯极片，其特征在于，所述第二压痕为条形并且沿所述第一方向延伸。

4.根据权利要求3所述的电芯极片，其特征在于，所述第二压痕设置于所述极耳靠近两个顶角的预定区域，在所述第二方向上，所述预定区域的尺寸与所述极耳的整体尺寸的比值小于等于2/3。

5.根据权利要求4所述的电芯极片，其特征在于，所述极耳的两个所述顶角为弧形角，所述弧形角的半径为8毫米；和/或，所述第一压痕贯穿所述极耳，所述第二压痕贯穿所述极耳。

6.根据权利要求2所述的电芯极片，其特征在于，所述第二压痕包括两个以上的圆形压痕，并且两个以上的所述圆形压痕沿所述第一方向排列。

7.根据权利要求1所述的电芯极片，其特征在于，所述极耳与所述极片主体之间具有交界处，所述第一压痕的末端距所述交界处的最小距离小于等于1毫米。

8.根据权利要求1所述的电芯极片，其特征在于，沿所述第一方向，相邻两个所述第一压痕之间间隔2毫米至4毫米；和/或，沿所述第二方向，相邻两个所述第二压痕之间间隔2毫米至4毫米。

9.根据权利要求1所述的电芯极片，其特征在于，所述第一压痕的深度的取值范围为130微米至200微米；和/或，所述第二压痕的深度的取值范围为60微米至100微米。

10.一种电芯，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电芯极片。

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