CN213936468U - 一种极片、电芯以及电池 - Google Patents

Abstract

一种极片、电芯以及电池，属于电池领域。极片包括本体和第一极组。其中，本体定义有相互垂直长度方向和宽度方向。第一极组连接于本体，且具有依次间隔排布的多个第一极耳。每个所述第一极耳的具有在所述长度方向的不同的第一长度、在所述宽度方向的相同的第一宽度。当第一极耳的数量在三个以上时，多个第一极耳中的各个第一极耳的第一长度按照排布顺序逐渐变化。该极片结构能够通过更简单的工艺制作，从而有助于降低其制作成本。

Description

一种极片、电芯以及电池

技术领域

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种极片、电芯以及电池。

背景技术

在卷绕式电池结构中，极耳的结构设计对电池的性能产生重要的影响。极耳一般是通过模切的方式实现。但是，现有的极耳结构设计，对制作设备的精度要求高，从而容易导致所制备的极耳的良率下降。

实用新型内容

为改善、甚至解决极耳的制作良率低的问题，本申请提出了一种极片、电芯以及电池。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种极片，其包括本体和连接于该本体的第一极组。

其中，本体定义有相互垂直长度方向和宽度方向；

连接于本体的第一极组，具有依次间隔排布的多个第一极耳，每个第一极耳具有在长度方向的不同的第一长度、在宽度方向的相同的第一宽度。当第一极耳的数量在三个以上时，多个第一极耳中的各个第一极耳的第一长度按照排布顺序第一长度逐渐变化。

由于采取渐变式的结构设计，因此可以降低对模切设备的精度要求，提升制作产品的良率。例如，极耳长度分段渐变方式，可以解决模切机使用时产生的极耳切不断的问题。

根据本申请的一些示例，本体包括独立且对置的第一子体和第二子体，且第一子体和第二子体之间通过隔膜隔离，第一极组连接于其中的第一子体。

通过将第一子体和第二子体通过隔膜复合为一体式结构的本体，可以达到提高极片的集成度的效果，从而改善制作不同批次极片的一致性问题。

根据本申请的一些示例，极片包括连接于第二子体的第二极组。其中的第二极组具有多个第二极耳，每个第二极耳具有在长度方向的相同的第二长度、在宽度方向的相同的第二宽度。

根据本申请的一些示例，第一极组构成阳极极组，第二极组构成阴极极组。

由于阳极极组采用渐变式结构，而阴极极组采用非渐变式结构，因此，可以获得阳极模切精度要求低的优势，同时阴极极组的基材来料不需要预留模切留白区，从而有助于降低极片的制作成本。同时，可以通过判断渐变式阳极极耳是否分别对齐来检验模切是否正常，实现目检；阴极极耳非渐变，降低超声波焊接断裂风险。

根据本申请的一些示例，第一极耳和第二极耳均为梯形结构，且第一极耳在邻近本体的部位在宽度方向的宽度大于远离本体的端部位在宽度方向的宽度，第二极耳在邻近本体的部位在宽度方向的宽度大于远离本体的端部位在宽度方向的宽度。

在第二方面，本申请的示例提供了一种电芯，其包括上述任意的极片，且其中的极片呈卷筒状折叠结构。在电芯中，多个第一极耳呈叠层布置，且第一极耳长度逐层依次变化。

根据本申请的一些示例，电芯呈方形或圆柱形。

根据本申请的一些示例，第一极组和第二极组位于电芯的同一端。

根据本申请的一些示例，极片的第一极组由三个第一极耳构成。

在第三方面，本申请的示例提供了一种电池，其包括如上述的电芯、具有两个电极引出端子的壳体。电芯固定于壳体内，且电芯中的第一极组与其中一个电极引出端子连接，电芯中的第二极组与其中另一个电极引出端子连接。

根据本申请的一些示例，壳体表面具有绝缘膜。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请示例中的一种极片的结构示意图；

图2示出了本申请示例中的一种电池的结构示意图。

图标：200-极片；201-本体；202-第一极组；2021-第一极耳；100-电池；101-第二极组；103-壳体。

具体实施方式

在本申请示例中，基于卷绕式电池提出了一种极片，其可以通过卷绕而应用于制作电芯，且进一步可以制作获得电池，例如锂离子电池。

其中，参阅图1，极片200包括本体201和第一极组202。其中第一极组202具有多个第一极耳2021，且全部的极耳均是连接于本体201的。一般地，本体201具有长条状结构(如矩形带)，其具有较大的长度和相对较小的宽度以及很小的厚度(因此本体201是薄带)。相应地，第一极耳2021也具有大致的条状结构。

全部的第一极耳2021间隔地连接在本体201上，且以一端为固定端连接于本体201，而另一端为自由端(后续在制作电池等设备中，可以与其他的导电部件连接)远离本体201。由于该极片200被应用于制作卷绕式电池100，因此，在内圈的极片200的周长短，而在外圈的极片200周长较长。基于此考虑，为了使卷绕操作时的全部第一极耳2021大体上对位层叠，相邻两个第一极耳2021之间的间距是不同，例如内圈的第一极耳2021之间的间距小，而外圈的第一极耳2021之间的间距大。例如，在图1所示的结构中，以图1中的A示方向为基准，从左至右，相邻两个第一极耳2021之间的距离逐渐增大。因此，在利用其卷绕制作电芯时，左侧的第一极耳2021位于相对的内圈，而右侧的第一极耳2021则位于相对的外圈。

为了方便描述，示例中，针对于本体201定义了相互垂直长度方向(图1中的B所示)和宽度方向(图1中的A所示)。连接于本体201的多个第一极耳2021中，每个第一极耳2021具有在长度方向的不同的第一长度(即其中一个第一极耳的第一长度大于另一个第一极耳的长度)、在宽度方向的相同的第一宽度。

当在第一极组中，第一极耳的数量在三个以上(如四个、五个、六个，甚至更多个)时，全部的第一极耳2021的第一长度逐渐变化。

其中的逐渐变化表示的是依次递变，例如依次递减或依次递增(这取决于以哪一个第一极耳起始而定)。例如，第一个第一极耳的长度大于第二个第一极耳的长度，第二第一极耳的长度大于第三个第一极耳的长度，依次类推。如图1中，按照方向A所示，从左至右，三个第一极耳的长度(在方向B的延伸距离)依次减小。如此，极片卷绕后，进行极耳切割时，可以从一侧依次对各圈层的第一极耳进行切割。

通常地，第一极耳的第一长度的变化趋势与所使用极片制作的(卷绕式)电芯的厚度和尺寸、极片的本体厚度等相关，因此，本申请中对此并无特别的限定。一般地，电芯的厚度越大、本体的厚度越大，那么相邻两个第一极耳的第一长度的变化/差距也越大。

因此，通过上述描述被示明的极片200可以作为具有电池100阳极极片200，同样也可以作为电池100的阴极极片200。具体为何者可以根据极片200中的集流体或电极活性材料做自由的选择而无特别的限定。在该示例中，极片200是单独地构成阳极或者阴极的极片，但是，在其他示例中，为了提高电池100的集成化度(减小体积，如缩小厚度)，可以将阳极和阴极复合为一体，如此可以提供一种复合的极片。因此，在这样的复合极片中，其本体是由两种结构构成，例如，独立且对置的第一子体和第二子体。并且，其中的第一子体和第二子体之间通过隔膜隔离(实现电性隔离)。对应于此结构的本体，其中的第一极组202连接于其中的第一子体。由此，这样的复合极片可以作为独立的组件被制作和销售、使用，后续可以在其基础上制作另一极组(如后续提及的第二极组101)。

换言之，在另一些示例中，极片200包括由第一子体和第二子体构成的本体201，同时还包括第一极组202和第二极组101。因此，第一极组202连接于其中的第一子体，并且第二极组101连接于第二子体。

对应于上述第一极组202的情况，部分示例中，第二极组101也具有多个第二极耳，并且每个第二极耳具有在长度方向的相同的第二长度、在宽度方向的相同的第二宽度。即全部的第二极耳具有相同的结构构成(至少是在长度和宽度上的尺寸)。作为一种具体且可替代的方案，针对于该上述结构的复合极片200，其中的第一极组202构成阳极极组，第二极组101构成阴极极组。因此，在该种示例中，阳极的极耳采用渐变式的结构，而阴极的极耳采用非渐变的结构。

作为一种可选的示例中，在上述第一极耳2021和第二极耳的方案中，第一极耳2021还可以选择构造为梯形结构，如图1结构所示(相应地，第二极耳也可以设置为梯形结构，图1未绘示)。当极耳为梯形时，在图1所示的A方向，对于单个极耳而言，其宽度是变化的。但是对于不同的极耳而言，其宽度的变化是一致。因此，本申请示例中所提及的每个第一极耳在宽度方向的相同的第一宽度是指：在相同的B方向的高度上，各个第一极耳的宽度相同。应当理解的是，由于各个第一极耳在B方向的长度不同，因此，前述的“相同的B方向的高度”是以最短的第一极耳的高度为基准。

由于梯形结构具有不同尺寸的上底和下底，为了说明该情况，示例中对第二极耳和第一极耳2021对应于上述结构特点的情况进行说明。即，第一极耳2021在邻近本体201(第一子体)的部位在宽度方向的宽度大于远离本体201的端部位在宽度方向的宽度，同时，第二极耳在邻近本体201(第二子体)的部位在宽度方向的宽度大于远离本体201的端部位在宽度方向的宽度。也即是，两个极耳以更宽的部分连接在对应的本体201上，而相对更窄的部分作为自由端远离对应的本体201。

综上，通过采用上述结构的极耳结构设计，可以使得基于其所制作的极片200至少具有下述之结构特点和优势。

1、阳极极耳长度采用分段(例如，3段)渐变方式，降低对模切设备精度的要求，从而可以提升优率；阴极极耳采用非渐变模切。

2、实际生产过程中，阳极极耳分段(例如，3段)，且每一段的极耳宽度保持一致；阴极的极耳采用非渐变结构设计，基材来料不需要模切留白区，降低成本。

3、通过判断分段式极耳的宽度是否分别对齐来检验模切是否正常，从而便于目检极耳宽度是否异常，阴极的极耳采用非渐变结构设计，降低超声波焊接断裂风险。

在上述极耳的基础上，在本申请示例中，还提出了一种电芯，其包括上述的极片200，并且该极片200呈卷筒状折叠结构。

根据卷绕方式的不同，该电芯可以呈方形或圆柱形结构。

此外，作为一种可选的示例，可以对第一极组202和第二极组101的构造方式(主要指设置位置)进行选择，以便获得不同构造形式的电芯。例如，其中的第一极组202和第二极组101位于电芯的同一端；或者，其中的第一极组202和第二极组101位于电芯的不同端。

进一步地，还可以据此电芯制作如图2所示的电池100。示例中，电池100包括壳体103和电芯。其中壳体103具有两个电极引出端子(图未绘示)。电芯被容置和固定于该壳体103内，并且电芯中的第一极组202与上述两个电极引出端子中的其中一个电极引出端子连接(电性连接)，第二极组101与其中另一个电极引出端子连接(电性连接)。

通常地，壳体103可以选择采用具有适当强度/硬度的材料制作，以便提供对其内部容置的电芯足够的保护。因此，示例性地，壳体103可以采用硬质金属材料制作(如铝壳或不锈钢壳)。同时，考虑到电池100泄漏、短路等风险，可以在壳体103表面通过如粘胶剂(如环氧树脂)粘附绝缘膜。

基于在上述描述中所提及的因为极耳的结构设计所带来的极片200的优势，基于此制作电池100也可以相应地具有上述的益处。例如，电池100的制作工艺可以更加简单、电池100的制作效率更高、电池100的品质一致性更高、成品率更高等等。另外，上述的极耳结构设计也可以在一定程度上改善电池100的用电安全性、降低电池100重量和耗材的使用，并且还有助于提高电池100极耳与其他部件的导电性。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。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申请中的具体含义。

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)

1.一种极片，其特征在于，包括：

本体，定义有相互垂直的长度方向和宽度方向；

连接于所述本体的第一极组，具有依次间隔排布的多个第一极耳，每个所述第一极耳具有在所述长度方向的不同的第一长度、在所述宽度方向的相同的第一宽度；当所述第一极耳的数量在三个以上时，所述多个第一极耳中的各个第一极耳的第一长度按照排布顺序逐渐变化。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述本体包括独立且对置的第一子体和第二子体，且所述第一子体和所述第二子体之间通过隔膜隔离，所述第一极组连接于其中的第一子体。

3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述极片包括连接于所述第二子体的第二极组；

所述第二极组具有多个第二极耳，每个所述第二极耳具有在所述长度方向的相同的第二长度、在所述宽度方向的相同的第二宽度。

4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述第一极组构成阳极极组，所述第二极组构成阴极极组。

5.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述第一极耳和所述第二极耳均为梯形结构，且所述第一极耳在邻近所述本体的部位在所述宽度方向的宽度大于远离所述本体的端部位在所述宽度方向的宽度，所述第二极耳在邻近所述本体的部位在所述宽度方向的宽度大于远离所述本体的端部位在所述宽度方向的宽度。

6.一种电芯，其特征在于，包括如权利要求1至5中任意一项所述的极片，且所述极片呈卷筒状折叠结构；在所述电芯中，所述极片的多个第一极耳呈叠层布置，且第一极耳长度逐层依次变化。

7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述电芯呈方形或圆柱形；

或者，电芯中的第一极组和第二极组位于所述电芯的同一端。

8.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述极片的第一极组由三个第一极耳构成。

9.一种电池，其特征在于，包括：

壳体，具有两个电极引出端子；

如权利要求6至8中任意一项所述的电芯，所述电芯固定于所述壳体内，且所述电芯中的第一极组与其中一个电极引出端子连接，所述电芯中的第二极组与其中另一个电极引出端子连接。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述壳体表面具有绝缘膜。

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