CN215527761U - 电极片、软包电芯、电池模组、电池包及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提供一种电极片、软包电芯、电池模组、电池包及用电装置，电极片包括第一集流体，第一集流体的表面设有绝缘层，绝缘层沿第一集流体的周边设置形成环状结构，电极片的第一集流体周边设置有绝缘层。将上述电极片作为正极片应用于软包电芯中，可将电极片的尺寸设计成与软包电芯的负极片的尺寸一致，在软包电芯完成抽真空工序后，软包电芯的周边不会出现塌陷的情况，从而确保软包电芯的外观完好；另外，即使电极片受挤压后其边缘超出负极片的边缘，电极片的绝缘层可在软包电芯充放电过程中有效起到阻隔锂离子向外析出的作用，从而可有效避免软包电芯充放电过程中发生析锂现象，使软包电芯的安全性能得到有效提升。

Description

电极片、软包电芯、电池模组、电池包及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其提供一种电极片、软包电芯、电池模组、电池包及用电装置。

背景技术

软包电芯主要由负极片、隔膜和正极片依次交错层叠而成。目前，为了保证软包电芯在充放电过程中不发生析锂现象，通常是将负极片的尺寸设计成大于正极片的尺寸，这样，负极片与正极片层叠后，负极片能够将正极片完全覆盖，使负极片具有足够的嵌锂空间，即可有效避免软包电芯在充放电过程中发生析锂现象。但是，由于负极片的尺寸大于正极片的尺寸，使得软包电芯中的相邻两负极片的边缘之间存在间隙，在软包电芯完成抽真空工序后，各负极片的边缘受到挤压导致弯曲，进而导致软包电芯的周边出现塌陷的情况，给软包电芯的外观带来不良影响；

鉴于此，也有部分软包电芯的正极片的尺寸设计成与负极片的尺寸一致，这样，正极片的边缘能够有效填充相邻两负极片的边缘之间的间隙，在软包电芯完成抽真空工序后，软包电芯的各负极片的边缘也不会出现弯曲情况。但是，由于传统的软包电芯生产工艺的精度限制，在软包电芯完成抽真空工序后，正极片受到挤压后其边缘容易超出负极片的边缘，导致正极片的超出部分无法与负极片的嵌锂空间相对应，进而导致软包电芯在充放电过程中发生析锂现象，使得软包电芯的安全性能下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电极片、软包电芯、电池模组、电池包及用电装置，既可提升软包电芯的安全性能，又可避免软包电芯出现塌陷的情况。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：一种电极片，包括第一集流体，第一集流体的表面设有绝缘层，绝缘层沿第一集流体的周边设置形成环状结构。

本实用新型实施例提供的电极片至少具有以下有益效果：电极片的第一集流体周边设置有绝缘层，将上述电极片作为正极片应用于软包电芯中，可将电极片的尺寸设计成与软包电芯的负极片的尺寸一致，在软包电芯完成抽真空工序后，软包电芯的周边不会出现塌陷的情况，从而确保软包电芯的外观完好；另外，在软包电芯完成抽真空工序后，即使电极片受挤压后其边缘超出负极片的边缘，电极片的绝缘层可在软包电芯充放电过程中有效起到阻隔锂离子向外析出的作用，从而可有效避免软包电芯充放电过程中发生析锂现象，使软包电芯的安全性能得到有效提升。

在其中一实施例中，第一集流体的表面还设有第一活性层，绝缘层环绕第一活性层设置。

通过采用上述技术方案，可使电极片的集流体表面涂层布局更加合理，可有效保证电极片具有较大的电容量。

在其中一实施例中，第一活性层的外周边与绝缘层的内周边相接合。

通过采用上述技术方案，可有效防止绝缘层的边缘与第一活性层的边缘之间出现间隙，从而避免软包电芯完成抽真空工序后出现塌陷的情况。

在其中一实施例中，绝缘层的厚度与第一活性层的厚度相等。

通过采用上述技术方案，可有效防止电极片的中部或者边缘出现凹坑，从而避免软包电芯完成抽真空工序后出现塌陷的情况。

在其中一实施例中，绝缘层的宽度为1mm-4mm。

通过采用上述技术方案，一方面可避免绝缘层的宽度过小而导致无法有效阻隔锂离子析出，从而防止软包电芯在充放电过程中发生析锂现象，可有效提高软包电芯的安全性能；另一方面也可避免绝缘层的宽度过大而占用过多第一集流体表面的涂覆面积，进而可有效保证电极片具有足够的电容量。

在其中一实施例中，绝缘层为陶瓷层、氧化铝层和二氧化钛层中的任意一种。

通过采用上述技术方案，可有效保证绝缘层的绝缘性能，从而绝缘层能够阻隔锂离子向外析出。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种软包电芯，软包电芯包括负极片和上述电极片，电极片为正极片，电极片的长度与负极片的长度相等，并且电极片的宽度与负极片的宽度相等。

本实用新型实施例提供的软包电芯至少具有以下有益效果：由于电极片的长度与负极片的长度相等并且电极片的宽度与负极片的宽度相等，在上述软包电芯完成抽真空工序后，上述软包电芯的周边不会出现塌陷的情况，从而确保软包电芯的外观完好，另外，即使电极片受挤压后其边缘超出负极片的边缘，电极片的绝缘层可在上述软包电芯充放电过程中有效起到阻隔锂离子向外析出的作用，从而可有效避免析锂现象的发生，使上述软包电芯的工作安全性能得到有效提升。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种电池模组，包括多个上述软包电芯。

由于上述软包电芯具有良好的安全性能，采用多个软包电芯成组为电池模组，使电池模组的安全性能也随之得到提升，可有效降低电池模组发生热失控的风险。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种电池包，包括多个上述电池模组。

由于上述电池包采用了上述电池模组的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

为实现上述目的，本实用新型还提供一种用电装置，包括上述电池包。

由于上述用电装置采用了上述电池包的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本实用新型实施例提供的软包电芯的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电极片的结构示意图；

图3为图1所示软包电芯中的负极片的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100、软包电芯，110、层叠体，111、电极片，1111、第一集流体，1112、第一活性层，1113、绝缘层，112、负极片，1121、第二集流体，1122、第二活性层，113、隔膜，120、铝塑膜。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“内”、“外”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

相关技术中，为了保证软包电芯在充放电过程中不发生析锂现象，目前所采用的方案是将负极片的尺寸设计成大于正极片的尺寸，这样，负极片与正极片层叠后，负极片能够将正极片完全覆盖，使负极片具有足够的嵌锂空间，即可有效避免软包电芯在充放电过程中发生析锂现象。经过大量的实践论证，本发明人发现，在上述方案中，由于负极片的尺寸大于正极片的尺寸，使得软包电芯中的相邻两负极片的边缘之间存在间隙，在软包电芯完成抽真空工序后，各负极片的边缘受到挤压导致弯曲，进而导致软包电芯的周边出现塌陷的情况，给软包电芯的外观带来不良影响。

鉴于此，另一种方案是将软包电芯中的正极片的尺寸设计成与负极片的尺寸一致，这样，正极片的边缘能够有效填充相邻两负极片的边缘之间的间隙，在软包电芯完成抽真空工序后，软包电芯的各负极片的边缘也不会出现弯曲情况。但是，经过大量的实践论证，本发明人发现，在上述方案中，由于传统的软包电芯生产工艺的精度限制，在软包电芯完成抽真空工序后，正极片受到挤压后其边缘容易超出负极片的边缘，导致正极片的超出部分无法与负极片的嵌锂空间相对应，进而导致软包电芯在充放电过程中发生析锂现象，使得软包电芯的安全性能下降。

综上，为了同时解决软包电芯100的周边出现塌陷情况以及软包电芯100在充放电过程中发生析锂现象而导致其安全性能下降的技术问题，请结合图2所示，提供了一种电极片111，电极片111既可作为软包电芯100的正极片使用，也可作为软包电芯100的负极片使用。

上述电极片111包括第一集流体1111，第一集流体1111的表面设有绝缘层1113，绝缘层1113沿第一集流体1111的周边设置形成环状结构，其中，绝缘层1113为涂层，通过在第一集流体1111表面的周边位置涂覆绝缘涂料而成型，具体地，第一集流体1111具有相对两表面，第一集流体1111的两表面的周边位置均设有绝缘层1113。

上述电极片111的第一集流体1111周边设置有绝缘层1113，将上述电极片111作为正极片应用于软包电芯100中，可将电极片111的尺寸设计成与软包电芯100的负极片的尺寸一致，在软包电芯100完成抽真空工序后，软包电芯100的周边不会出现塌陷的情况，从而确保软包电芯100的外观完好；另外，在软包电芯100完成抽真空工序后，即使电极片111受挤压后其边缘超出负极片的边缘，电极片111的绝缘层1113可在软包电芯100充放电过程中有效起到阻隔锂离子向外析出的作用，从而可有效避免软包电芯100充放电过程中发生析锂现象，使软包电芯100的安全性能得到有效提升。

在本实施例中，请结合图2所示，第一集流体1111的表面还设有第一活性层1112，可以理解地，第一集流体1111的两表面均设有第一活性层1112，在第一集流体1111的同一表面上，绝缘层1113环绕第一活性层1112设置，可以理解地，第一活性层1112设于第一集流体1111表面的中部位置，绝缘层1113沿第一活性层1112的边缘设置成闭环结构。

通过采用上述技术方案，可使电极片111的第一集流体1111表面的涂层布局变得更加合理，可有效保证电极片111具有较大的电容量。

具体地，第一活性层1112为涂层，当电极片111作为正极片应用于软包电芯100时，通过在第一集流体1111表面涂覆正极活性涂料而形成上述第一活性层1112，其中，正极活性涂料可为NCM(LiNi1-x-yCoxMnyO2)三元活性材料、NCA(LiNi_(0.8)Co_(0.15)Al_(0.05)O_2)三元活性材料、磷酸铁锂材料和锰酸锂材料中的任意一种；当电极片111作为负极片应用于软包电芯100时，通过在第一集流体1111表面涂覆负极活性涂料而形成上述第一活性层1112，其中，负极活性涂料可为石墨、硅碳等。

具体地，请结合图2所示，第一活性层1112的外周边与绝缘层1113的内周边相接合。

由于第一活性层1112和绝缘层1113均具有一定厚度，若第一活性层1112的边缘与绝缘层1113的边缘相分隔形成间隙，这样，电极片111的表面会出现凹坑，在软包电芯100完成抽真空工序后，软包电芯100的表面会朝凹坑方向塌陷，同样会给软包电芯100的外观带来不良影响。

通过将第一活性层1112的外周边与绝缘层1113的内周边相接合后，可有效防止绝缘层1113的边缘与第一活性层1112的边缘之间出现间隙，从而避免软包电芯100完成抽真空工序后出现塌陷的情况，可进一步确保软包电芯100的外观完好。

具体地，绝缘层1113的厚度与第一活性层1112的厚度相等。

由于第一活性层1112和绝缘层1113均具有一定厚度，当绝缘层1113的厚度大于第一活性层1112的厚度时，电极片111的中部会出现凹坑；相反，当绝缘层1113的厚度小于第一活性层1112的厚度时，电极片111的周边位置同样会出现凹坑；这样，在软包电芯100完成抽真空工序后，软包电芯100的表面会朝凹坑方向塌陷，同样会给软包电芯100的外观带来不良影响。

通过将绝缘层1113的厚度设计成与第一活性层1112的厚度相等，使电极片111的表面尽可能实现平整，可有效防止电极片111的中部或者边缘出现凹坑，从而避免软包电芯100完成抽真空工序后出现塌陷的情况，可进一步确保软包电芯100的外观完好。

在本实施例中，绝缘层1113的宽度D为1mm-4mm。例如绝缘层1113的宽度D可以为1mm、2mm、3mm、4mm等。

将上述电极片111作为正极片使用并且将电极片111的尺寸设计成与软包电芯100的负极片的尺寸一致后，若绝缘层1113的宽度D小于1mm，在软包电芯100完成抽真空工序后，如果电极片111受到挤压后其边缘超出负极片的边缘，由于绝缘层1113的宽度D较小，电极片111超出负极片边缘的部分未被绝缘层1113完全覆盖，从而导致软包电芯100在充放电过程中出现析锂现象，使得软包电芯100的安全性能下降；若绝缘层1113的宽度D大于4mm，绝缘层1113又会占有过多第一集流体1111表面的涂覆面积，进而导致第一活性层1112的涂覆面积减小，使电极片111的电容量下降。

通过将绝缘层1113的宽度D限定在1mm-4mm，一方面可避免绝缘层1113的宽度D过小而导致无法有效阻隔锂离子析出，从而防止软包电芯100在充放电过程中发生析锂现象，可有效提高软包电芯100的安全性能；另一方面也可避免绝缘层1113的宽度D过大而占用过多第一集流体1111表面的涂覆面积，进而可有效保证电极片111具有足够的电容量。

在本实施例中，绝缘层1113为陶瓷层、氧化铝层和二氧化钛层中的任意一种。

通过采用上述技术方案，可有效保证绝缘层1113的绝缘性能，从而绝缘层1113能够阻隔锂离子向外析出。

本申请的第二方面提供了一种软包电芯100，请结合图1至图3所示，软包电芯100包括负极片112和上述电极片111。

上述电极片111为正极片；负极片112包括第二集流体1121，第二集流体1121相背离的两表面均设有第二活性层1122，第二活性层1122为涂层，通过在第二集流体1121的两表面涂覆负极活性涂料而形成上述第二活性层1122，其中，负极活性涂料可为石墨、硅碳等。

请结合图2和图3所示，电极片111和负极片112均呈长方形结构，电极片111的长度L1与负极片112的长度L2相等，并且电极片111的宽度W1与负极片112的宽度W2相等。

上述软包电芯100采用了上述电极片111作为正极片，由于电极片111的长度L1与负极片112的长度L2相等并且电极片111的宽度W1与负极片112的宽度W2相等，在上述软包电芯100完成抽真空工序后，上述软包电芯100的周边不会出现塌陷的情况，从而确保软包电芯100的外观完好，另外，即使电极片111受挤压后其边缘超出负极片112的边缘，电极片111的绝缘层1113可在上述软包电芯100充放电过程中有效起到阻隔锂离子向外析出的作用，从而可有效避免软包电芯100充放电过程中发生析锂现象，使上述软包电芯100的安全性能得到有效提升。

具体地，请结合图1所示，软包电芯100包括铝塑膜120、多个隔膜113、多个负极片112和多个电极片111，以负极片112、隔膜113和电极片111依次交错层叠形成层叠体110，铝塑膜120用于包覆上述层叠体110。

具体地，请结合图1所示，层叠体110中的各隔膜113依次连接呈蜿蜒结构，换言之，各隔膜113连接为一体结构，这样更便于将多个隔膜113、多个负极片112和多个电极片111层叠形成层叠体110。

本申请的第三方面提供了一种电池模组，包括多个上述软包电芯100。

由于上述软包电芯100具有良好的安全性能，采用多个软包电芯100成组为电池模组，使电池模组的安全性能也随之得到提升，可有效降低电池模组发生热失控的风险。

本申请的第四方面提供了一种电池包，包括多个上述电池模组。

由于上述电池包采用了上述电池模组的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本申请的第五方面提供了一种用电装置，包括上述电池包。

该用电装置可以为任何使用电池包的装置，例如电动汽车、电动自行车以及家用电器等。

由于上述用电装置采用了上述电池包的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电极片，其特征在于：所述电极片包括第一集流体，所述第一集流体的表面设有绝缘层，所述绝缘层沿所述第一集流体的周边设置形成环状结构。

2.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于：所述第一集流体的表面还设有第一活性层，所述绝缘层环绕所述第一活性层设置。

3.根据权利要求2所述的电极片，其特征在于：所述第一活性层的外周边与所述绝缘层的内周边相接合。

4.根据权利要求2所述的电极片，其特征在于：所述绝缘层的厚度与所述第一活性层的厚度相等。

5.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于：所述绝缘层的宽度为1mm-4mm。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电极片，其特征在于：所述绝缘层为陶瓷层、氧化铝层和二氧化钛层中的任意一种。

7.一种软包电芯，其特征在于：所述软包电芯包括负极片和如权利要求1-6任一项所述的电极片，所述电极片为正极片，所述电极片的长度与所述负极片的长度相等，并且所述电极片的宽度与所述负极片的宽度相等。

8.一种电池模组，其特征在于：所述电池模组包括多个如权利要求7所述的软包电芯。

9.一种电池包，其特征在于：所述电池包包括多个如权利要求8所述的电池模组。

10.一种用电装置，其特征在于：所述用电装置包括如权利要求9所述的电池包。

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