CN215418223U - 一种多极耳电芯用极片及多极耳电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种多极耳电芯用极片，包括：集流体；活性物质层，设置于集流体的至少一表面；集流体的至少一侧边缘还设置有通过去除部分活性物质层形成的若干空白区；若干箔材极耳，与空白区固定连接。本实用新型的多极耳电芯用极片，由于去除了集流体边缘空箔区，避免了辊压工序活性物质层涂覆区和集流体边缘空箔区延展不一致导致边缘起皱、断带，辊压时极片压实密度能做到更高，对能量密度提升较大；也避免了因模切集流体边缘空箔区时产生的毛刺和颗粒，防止毛刺刺破隔膜而导致电芯内部短路，提高了电芯的安全性能。另外，若干箔材极耳直接与集流体连接，能够降低焊印高度，降低电芯整体的厚度，提高能量密度。

Description

一种多极耳电芯用极片及多极耳电芯

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种多极耳电芯用极片及多极耳电芯。

背景技术

锂离子电池重量轻、安全性能好等优点，故在蓝牙耳机、手机、笔记本电脑、平板电脑、摄像机等移动电子设备以及便携式移动电源等领域的应用已处在垄断地位。同时，锂离子电池也已经在电动摩托车、电动汽车等领域批量应用。

人们对于锂离子电池的能量密度和倍率放电以及放电温升都提出了更高的要求，电池的厚度随之增大，电池的正、负极的片长增加，如果再采用单一极耳形式，电池的内阻会很大，电池放电时极化严重，影响了电池的使用寿命和安全性能，因此，多极耳电池的应用越来越广泛。

多极耳技术的开发大幅度的提升了锂离子电池的能量密度，对我国锂电行业的发展起到了推波助澜之用。目前的多极耳电芯在极片涂布时，会在满料区的长边边缘预留集流体边缘空箔区作为箔材极耳，箔材极耳通过模切成型。在卷绕工序后，多层箔材极耳和金属带极耳焊接，经过各种工序后制成成品电芯。

然而，目前的多极耳电芯还存在以下问题：1)当多个箔材极耳对齐之后，极耳处电芯的厚度增加，占据了电芯的一部分空间，降低了电芯的能量密度；2)由于集流体边缘空箔区和集流体满料区之间存在应力差异，在涂布、辊压和模切时时会造成极片打皱甚至断带的现象，增加了工艺难度；3)集流体边缘空箔区裁切后会产生毛刺，毛刺会刺破隔膜而产生安全风险；4)由于需要裁切集流体边缘空箔区，为了防止毛刺的产生，一般需要在集流体边缘空箔区先涂覆陶瓷浆料，再沿着陶瓷浆料裁切极耳，然而这样会造成电芯容量损失。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种多极耳电芯用极耳，能够降低工艺难度、提高电芯的能量密度和安全性能。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种多极耳电芯用极片，包括：

集流体；

活性物质层，设置于所述集流体的至少一表面；

所述集流体的至少一侧边缘还设置有通过去除部分所述活性物质层形成的若干空白区；

若干箔材极耳，与所述空白区固定连接。

作为本实用新型所述的多极耳电芯用极片的一种改进，所述箔材极耳的厚度与所述集流体的厚度相同，所述箔材极耳的厚度为5～15μm。箔材极耳和集流体箔材焊接，相对于金属带极耳与集流体焊接，可以降低焊印的厚度。而且，由于箔材极耳的厚度只有5～15μm，优选为10μm，能够最大程度上降低焊印的厚度。

作为本实用新型所述的多极耳电芯用极片的一种改进，所述空白区设置在所述集流体的两面且相对应设置。

作为本实用新型所述的多极耳电芯用极片的一种改进，所述空白区设置为矩形。通过极片激光清洗设备可通过极片连续走带定位，抽风除尘清洁，使用激光将空白区的活性物质层快速烧除，气化，裸露出中间的金属导电集流体，并使之能达到集流体与箔材极耳焊接的要求。其中，溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、丁酮、EP(环氧树脂)、DEC(碳酸二乙酯)、PC(碳酸丙烯酯)、EMC(碳酸甲基乙基酯)、DMC(碳酸二甲酯)、PP(聚丙烯)等，用溶剂擦拭去除能够防止空白区的表面还残留有活性物质层使得箔材极耳虚焊，以提高电芯的安全性能。

作为本实用新型所述的多极耳电芯用极片的一种改进，所述空白区设置在所述集流体的头部、中部和尾部。箔材极耳数量增加，虽然能提高电性能，但是相当于减少了活性物质的量，而且箔材极耳过多也占用电芯内部空间，因此会降低能量密度。

作为本实用新型所述的多极耳电芯用极片的一种改进，还包括保护胶，所述保护胶覆盖在所述空白区的表面，且所述保护胶覆盖部分所述活性物质层。保护胶完全覆盖住空白区且超过空白区的宽度为0.5～2mm，一方面能够绝缘，另一方面能够防止箔材极耳表面的毛刺刺破隔膜，提高多极耳电芯的安全性能。

作为本实用新型所述的多极耳电芯用极片的一种改进，所述集流体和所述箔材极耳均设置为铝箔，所述活性物质层为正极活性物质层；或者所述集流体和所述箔材极耳均设置为铜箔，所述活性物质层为负极活性物质层。优选的，集流体和箔材极耳的材质相同设置，可进一步降低焊印的高度，提高电芯的能量密度。

本实用新型的目的之二在于，提供一种多极耳电芯，包括由正极片、负极片以及设置在所述正极片和所述负极片之间的隔膜卷绕而成的卷芯，所述正极片和/或所述负极片为说明书前文任一项所述的多极耳电芯用极片，若干所述箔材极耳重叠后固定连接形成箔材极耳组。本实用新型的多极耳电芯，在卷绕完成得到卷芯后，将若干正极箔材极耳焊接到一起形成正极箔材极耳组，将若干负极箔材极耳焊接到一起形成负极箔材极耳组。

作为本实用新型所述的多极耳电芯的一种改进，还包括金属带极耳，所述金属带极耳与所述箔材极耳组固定连接。

作为本实用新型所述的多极耳电芯的一种改进，所述金属带极耳包括镍极耳、铜镀镍极耳或铝极耳，所述金属带极耳的厚度为0.02～2mm，所述金属带极耳的表面还设置有极耳胶。

相比于现有技术，本实用新型的有益效果包括但不限于：本实用新型提供了一种多极耳电芯用极片，包括：集流体；活性物质层，设置于所述集流体的至少一表面；所述集流体的至少一侧边缘还设置有通过去除部分所述活性物质层形成的若干空白区；若干箔材极耳，与所述空白区固定连接。

本实用新型的多极耳电芯用极片，摒弃了在活性物质层涂覆区的边缘预留集流体边缘空箔区模切形成多个极耳的方法，而是在涂覆完活性物质浆料得到活性物质层后再去除集流体一侧边缘的活性物质层以形成空白区，然后在空白区的表面焊接箔材极耳。本实用新型的多极耳电芯用极片，由于去除了集流体边缘空箔区，避免了辊压工序活性物质层涂覆区和集流体边缘空箔区延展不一致导致边缘起皱、断带，辊压时极片压实密度能做到更高，对能量密度提升较大；正极极片边缘不需要涂陶瓷浆料，避免了电芯容量损失；也避免了因模切集流体边缘空箔区时产生的毛刺和颗粒，防止毛刺刺破隔膜而导致电芯内部短路，提高了电芯的安全性能。另外，箔材极耳直接与集流体连接，能够降低焊印高度，从而降低电芯整体的厚度，提高能量密度。

附图说明

图1为实施例1中多极耳电芯用极片的结构示意图。

图2为实施例2中多极耳电芯的结构示意图。

图中：1-活性物质层，2-空白区，3-箔材极耳，4-保护胶，5-金属带极耳。

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例和说明书附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种多极耳电芯用极片，包括：

集流体；

活性物质层1，设置于集流体的两表面；

集流体的至少一侧边缘还设置有通过去除部分活性物质层1形成的3个空白区2；

3个箔材极耳3，与空白区2固定连接。

进一步的，箔材极耳3的厚度与集流体的厚度相同，箔材极耳3的厚度为5～15μm。箔材极耳3和集流体箔材焊接，相对于金属带极耳5与集流体焊接，可以降低焊印的厚度。而且，由于箔材极耳3的厚度只有5～15μm，优选为10μm，能够最大程度上降低焊印的厚度。

进一步的，空白区2设置在集流体的两面且相对应设置。

进一步的，空白区2设置为矩形。通过极片激光清洗设备可通过极片连续走带定位，抽风除尘清洁，使用激光将空白区2的活性物质层1快速烧除，气化，裸露出中间的金属导电集流体，并使之能达到集流体与箔材极耳3焊接的要求。其中，溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、丁酮、EP(环氧树脂)、DEC(碳酸二乙酯)、PC(碳酸丙烯酯)、EMC(碳酸甲基乙基酯)、DMC(碳酸二甲酯)、PP(聚丙烯)等，用溶剂擦拭去除能够防止空白区2的表面还残留有活性物质层1使得箔材极耳3虚焊，以提高电芯的安全性能。

进一步的，3个空白区2分别设置在集流体的头部、中部和尾部。箔材极耳3数量增加，虽然能提高电性能，但是相当于减少了活性物质的量，而且箔材极耳3过多也占用电芯内部空间，因此会降低能量密度。

进一步的，还包括保护胶4，保护胶4覆盖在空白区2的表面，且保护胶4覆盖部分活性物质层1。保护胶4完全覆盖住空白区2且超过空白区2的宽度为0.5～2mm，一方面能够绝缘，另一方面能够防止箔材极耳3表面的毛刺刺破隔膜，提高多极耳电芯的安全性能。

进一步的，集流体和箔材极耳3均设置为铝箔，活性物质层1为正极活性物质层1。优选的，集流体和箔材极耳3的材质相同设置，可进一步降低焊印的高度，提高电芯的能量密度。

该多极耳电芯用极片的制备方法包括以下步骤：

S1，在集流体的表面连续涂覆活性物质浆料以得到活性物质层1，得到大片极片；

S2，切除大片极片的集流体边缘空箔区；

S3，对大片极片辊压和分切后，去除集流体一长边的部分活性物质层1以得到若干空白区2，露出裸露的集流体，得到初级极片；

S4，将箔材极耳3焊接在空白区2的表面，并且在空白区2的表面粘贴保护胶4，得到多极耳电芯用极片，该极片为正极片。

实施例2

如图2所示，本实施例提供一种多极耳电芯，包括由正极片、负极片以及设置在正极片和负极片之间的隔膜卷绕而成的卷芯，正极片实施例1中的多极耳电芯用极片，若干箔材极耳3重叠后固定连接形成箔材极耳组。

进一步的，还包括金属带极耳5，金属带极耳5与箔材极耳3组固定连接。

进一步的，金属带极耳5包括镍极耳、铜镀镍极耳或铝极耳，金属带极耳5的厚度为0.02～2mm，金属带极耳5的表面还设置有极耳胶。

该多极耳电芯的制备方法为：

S1，采用实施例1中的方法制备负极片，与实施例1不同的是，集流体和箔材极耳3均设置为铜箔，活性物质层1为负极活性物质层1；

S2，将实施例1中制备的正极片、步骤S1制备的负极片以及设置在正极片和负极片之间的隔膜卷绕形成卷芯；

S3，将若干正极箔材极耳3焊接到一起形成正极箔材极耳组，将若干负极箔材极耳3焊接到一起形成负极箔材极耳组；

S4，将金属带极耳5分别焊接在正极箔材极耳3组和负极箔材极耳3组的表面，经过入壳、注液、封装、化成、分容后形成多极耳电芯。

本实用新型的多极耳电芯用极片，摒弃了在活性物质层1涂覆区的边缘预留集流体边缘空箔区模切形成多个极耳的方法，而是在涂覆完活性物质浆料得到活性物质层1后再去除集流体一侧边缘的活性物质层1以形成空白区2，然后在空白区2的表面焊接箔材极耳3。本实用新型的多极耳电芯用极片，由于去除了集流体边缘空箔区，避免了辊压工序活性物质层1涂覆区和集流体边缘空箔区延展不一致导致边缘起皱、断带，辊压时极片压实密度能做到更高，对能量密度提升较大；正极极片边缘不需要涂陶瓷浆料，避免了电芯容量损失；也避免了因模切集流体边缘空箔区时产生的毛刺和颗粒，防止毛刺刺破隔膜而导致电芯内部短路，提高了电芯的安全性能。另外，箔材极耳3直接与集流体连接，能够降低焊印高度，从而降低电芯整体的厚度，提高能量密度。

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 (9)

1.一种多极耳电芯用极片，其特征在于，包括：

集流体；

活性物质层，设置于所述集流体的至少一表面；

所述集流体的至少一侧边缘还设置有通过去除部分所述活性物质层形成的若干空白区；

若干箔材极耳，与所述空白区固定连接；

所述箔材极耳的厚度与所述集流体的厚度相同，所述箔材极耳的厚度为5～15μm。

2.根据权利要求1所述的多极耳电芯用极片，其特征在于，所述空白区设置在所述集流体的两面且相对应设置。

3.根据权利要求1所述的多极耳电芯用极片，其特征在于，所述空白区设置为矩形。

4.根据权利要求1所述的多极耳电芯用极片，其特征在于，所述空白区设置在所述集流体的头部、中部和尾部。

5.根据权利要求1所述的多极耳电芯用极片，其特征在于，还包括保护胶，所述保护胶覆盖在所述空白区的表面，且所述保护胶覆盖部分所述活性物质层。

6.根据权利要求1所述的多极耳电芯用极片，其特征在于，所述集流体和所述箔材极耳均设置为铝箔，所述活性物质层为正极活性物质层；或者所述集流体和所述箔材极耳均设置为铜箔，所述活性物质层为负极活性物质层。

7.一种多极耳电芯，其特征在于，包括由正极片、负极片以及设置在所述正极片和所述负极片之间的隔膜卷绕而成的卷芯，所述正极片和/或所述负极片为权利要求1～6任一项所述的多极耳电芯用极片，若干所述箔材极耳重叠后固定连接形成箔材极耳组。

8.根据权利要求7所述的多极耳电芯，其特征在于，还包括金属带极耳，所述金属带极耳与所述箔材极耳组固定连接。

9.根据权利要求8所述的多极耳电芯，其特征在于，所述金属带极耳包括镍极耳、铜镀镍极耳或铝极耳，所述金属带极耳的厚度为0.02～2mm，所述金属带极耳的表面还设置有极耳胶。

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