CN213520041U

CN213520041U - 一种二次电池用极片及二次电池

Info

Publication number: CN213520041U
Application number: CN202022171121.6U
Authority: CN
Inventors: 唐庆明; 曾涛
Original assignee: Hunan Lifang New Energy Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Hunan Lifang New Energy Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-28
Filing date: 2020-09-28
Publication date: 2021-06-22
Anticipated expiration: 2030-09-28

Abstract

本发明提供了一种二次电池用极片及二次电池，包括极耳和集流体；所述集流体设置有空箔区用于焊接所述极耳；其中，焊接于所述集流体上的极耳表面涂覆有活性物质。相比于现有技术，本实用新型在极耳的表面涂覆有活性物质，即是直接将极耳镶嵌在所述活性物质区中，使得其焊点位置完全被活性物质所覆盖，活性物质替代了绿胶的防护作用，不仅改善了电芯的自放电性能，且大大改善了极耳厚度和绿胶厚度带来的厚度不均匀性，进而提升了电池的循环性能。

Description

一种二次电池用极片及二次电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池领域，具体涉及一种二次电池用极片及二次电池。

背景技术

锂离子电池由于具有电压高，能量密度高，自放电小，无记忆效应以及工作范围宽等优点而广泛用于人们日常生活中。

传统的锂离子电池主要分为卷绕和叠片两种结构。在卷绕结构中，当极片分切完成后将极耳焊接在极片特定的箔材裸露位置，再进行贴胶防护等工序，而后进行卷绕，可如图1所示。目前使用的极耳金属带厚度约0.06-0.15mm厚，而极耳焊接位置正反面粘贴的绿胶厚度约0.01-0.03mm厚，极耳和绿胶的厚度叠加导致了极耳焊接位置成为卷绕后的电芯最厚的位置，可如图2所示。而此结构则会对电芯造成以下影响：(1)电芯厚度的增加；(2)电芯外观受影响，极耳位置印记明显，电芯越薄越明显；(3)由于电芯各处厚度不一致导致各个位置受压不均匀，负极界面的均一性受较大影响，各处厚度的分布数据可如图3所示；(4)极耳焊接位置由于受压严重，在充放电过程中容易出现析锂现象，同时受压严重可能带来物理自放电和循环问题。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的一目的在于：提供一种二次电池用极片，改善目前极片的极耳位置厚度偏大，极片厚度分布不均匀的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种二次电池用极片，包括：

极耳；

集流体，设置有空箔区用于焊接所述极耳；

其中，焊接于所述集流体上的极耳表面涂覆有活性物质。

优选的，所述极耳由所述集流体上涂覆的活性物质区中引出。

优选的，所述极耳的引出位置为所述活性物质区长度方向的1/5～4/5位置。

优选的，所述极耳的引出位置为所述活性物质区的中部区域。

优选的，所述集流体上涂覆的活性物质区包括所述集流体长度方向(L)的头部位置。

优选的，所述极耳至少设置有两个，均由所述集流体上涂覆的活性物质区中引出，且表面均涂覆有活性物质。

优选的，所述极耳及其表面涂覆的活性物质的厚度之和等于所述集流体其他位置涂覆的活性物质的厚度。

优选的，所述极片为正极片或负极片，所述极耳为正极耳或负极耳。

本实用新型的另一目的在于，提供一种二次电池，包括上述任一项所述的极片。

本实用新型的有益效果在于：

1)本发明提供了一种二次电池用极片，包括极耳和集流体；所述集流体设置有空箔区用于焊接所述极耳；其中，焊接于所述集流体上的极耳表面涂覆有活性物质。相比于现有技术，本实用新型在极耳的表面涂覆有活性物质，即是直接将极耳镶嵌在活性物质中，使得其焊点位置完全被活性物质所覆盖，活性物质替代了绿胶的防护作用，不仅改善了电芯的自放电性能，且大大改善了极耳厚度和绿胶厚度带来的厚度不均匀性，进而提升了电池的循环性能。

2)此外，由于在极耳位置覆盖了活性物质，最大化的利用了有限空间填充活性物质，进一步提升电芯的能量密度，以更加匹配市场的要求。

3)此外，直接在极耳的表面覆盖活性物质，也可以避免传统的极耳焊接可能带来的毛刺，进而引发的短路风险，提高电池的安全性能。

附图说明

图1为传统极片的结构示意图。

图2为传统电芯的结构示意图。

图3为传统电芯厚度的分布数据图。

图4为本实用新型极片的正视图。

图5为本实用新型极片的俯视图。

图6为本实用新型电芯的结构示意图。

图7为本实用新型电芯厚度的分布数据图。

图8为实施例1与对比例1的K值对比图。

图9为实施例1与对比例1的循环性能对比图。

图中；1’-电芯；11’-极片；111’-极耳；112’-保护胶；1-电芯；11-极片；111-集流体；112-极耳；113-活性物质区。

具体实施方式

为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型及其有益效果作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

实施例1

如图4～5所示，一种二次电池用极片，包括极耳112和集流体111；集流体111设置有空箔区用于焊接极耳112；其中，焊接于集流体111上的极耳112表面涂覆有活性物质。

进一步地，极耳112由集流体111上涂覆的活性物质区113中引出。将极耳112由涂覆的活性物质区113引出可有效降低极耳112与活性物质厚度的叠加，在极片11的实际涂覆中，涂布头一并涂覆，更有利于提高电芯1整体厚度的均一性。

进一步地，极耳112的引出位置为活性物质区113长度方向的1/5～4/5位置。优选的，极耳112的引出位置为活性物质区113的中部区域。该活性物质区113的长度方向与集流体111的长度方向相同，均为L方向。

进一步地，集流体111上涂覆的活性物质区113包括集流体111长度方向(L)的头部位置。由于取消了将极耳112焊接在集流体111的头部，则该头部位置可一并涂覆活性物质，进一步提高电池的能量密度。

进一步地，极耳112至少设置有两个，均由集流体111上涂覆的活性物质区113中引出，且表面均涂覆有活性物质。增加极耳112的设置，不仅有助于提升电池的倍率，且因极耳112上涂覆有活性物质，也不会因增加极耳112而减少电池的能量密度。

进一步地，极耳112及其表面涂覆的活性物质的厚度之和等于集流体111其他位置涂覆的活性物质的厚度。将两者的厚度设置相等，一方面可消除因电芯1各处厚度不一致导致各个位置受压不均匀，负极界面的均一性受较大影响的情形，进一步保证了极片11各处厚度的一致性；另一方面因极片11各处受压均等，在充放电过程中也不容易出现析锂现象，解决受压严重可能带来物理自放电和循环问题。在实际的涂布过程中，因极耳112本身具有一定的厚度，在极耳112表面涂覆的活性物质的厚度相比于其他地方可做适当减少，保证可覆盖极耳112即可，特别是对于焊点位置的覆盖。

进一步地，极片11为正极片或负极片，极耳112为正极耳或负极耳。

本极片的具体制备方法，包括以下步骤：

1)在集流体111预定位置焊接极耳112；

2)将配置好的浆料涂布于集流体111上形成活性物质区113，其中，极耳112由该活性物质区113中引出，且极耳112的表面也涂覆有活性物质；

3)辊压极片11，分条，完成极片11的制备。

实施例2

一种二次电池，包括实施例1中所述的极片11。该极片11包括正极片11和负极片11，正极片11、负极片11和隔膜卷绕制成电芯1，如图6所示。

该二次电池的具备制备方法，包括以下步骤：

1)按上述极片11的制备方法完成正极片11和负极片11的制备；

2)将正极片11、隔膜和负极片11卷绕制成电芯1；

3)将电芯1封装于壳体中，并注入电解液，化成，完成二次电池的制备。

对比例1

如图1所示，一种二次电池用极片，该极片为传统二次电池用极片1’。即极耳112’的表面采用贴保护胶的方式来起到防护作用，常规的保护胶112’即为绿胶。而对于极片11’所采用的集流体、活性物质等可参见实施例1中的设置。

该极片11’的制备方法为：预留一部分集流体的空箔区用于焊接极耳111’，将配置好的浆料涂布于集流体上形成活性物质区，辊压极片11’，分条，然后将极耳111’焊接于预留的空箔区，在极耳111’的表面贴保护胶112’，完成极片11’的制备。

对比例2

如图2所示，一种二次电池，该电池用极片为对比例1中的极片11’，将该极片11’与隔膜卷绕制成电芯1’。对于该电池采用的隔膜、电解液等物质可参见实施例2中的设置。

与对比例1相比，本实施例1提供的极片取消了在极耳上贴覆的保护胶，直降将极耳镶嵌于活性物质中，由活性物质直接包裹极耳形成防护，一方面解决了极耳和保护胶带来的厚度问题，消除了极耳位置厚度过大的问题；另一方面因活性物质直接覆盖，相比于保护胶更容易消除焊接可能带来的毛刺问题，避免了短路的风险。从图3和图7的测试结果中也可以看出，本实用新型的电芯厚度分布更加均匀，厚度维持在正常的波动范围。而图8～9也表明，本实用新型电芯的K值(电池单位时间内的电压降)更小，循环性能更好，可见采用本电池的极片均可以改善电池的自放电性能、循环性能以及能量密度。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims

1.一种二次电池用极片，其特征在于，包括：

极耳(112)；

集流体(111)，设置有空箔区用于焊接所述极耳(112)；

其中，焊接于所述集流体(111)上的极耳表面涂覆有活性物质。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极耳(112)由所述集流体(111)上涂覆的活性物质区(113)中引出。

3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述极耳(112)的引出位置为所述活性物质区(113)长度方向的1/5～4/5位置。

4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述极耳(112)的引出位置为所述活性物质区(113)的中部区域。

5.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述集流体(111)上涂覆的活性物质区(113)包括所述集流体(111)长度方向(L)的头部位置。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极耳(112)至少设置有两个，均由所述集流体(111)上涂覆的活性物质区(113)中引出，且表面均涂覆有活性物质。

7.根据权利要求1～6任一项所述的极片，其特征在于，所述极耳(112)及其表面涂覆的活性物质的厚度之和等于所述集流体(111)其他位置涂覆的活性物质的厚度。

8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片(11)为正极片或负极片，所述极耳为正极耳或负极耳。

9.一种二次电池，其特征在于，包括权利要求1～8任一项所述的极片(11)。