CN215816298U - 一种软包电芯极耳以及包括其的锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种软包电芯极耳以及包括其的锂离子电池，所述的软包电芯极耳包括金属箔，所述金属箔包括空箔区和胶层区，所述胶层区所在金属箔的至少一侧表面设置有导电胶层，所述导电胶层的表面设置有至少一个凸起颗粒。本实用新型通过在金属箔的胶层段设置具有导电功能的导电胶层，并且在导电胶层的表面设置有凸起颗粒，在与锂离子电芯和铝塑膜外壳封装时，使正极极耳与铝塑膜外壳导通并形成0.1Ω～100MΩ的绝缘阻值，并且正极与铝塑膜外壳的导通，使铝塑膜外壳处于较高电位，一方面起到防止铝塑膜外壳腐蚀的作用，另一方面，当存在负极和铝塑膜外壳导通现象发生时，可及时通过正负极电压进行识别，检测效果好，能够减少检测次数。

Description

一种软包电芯极耳以及包括其的锂离子电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，涉及软包电芯极耳，尤其涉及一种软包电芯极耳以及包括其的锂离子电池。

背景技术

锂电池是一种二次电池也称充电电池，在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌；充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。随着动力电车对电流输出与功率输出性能要求的进一步提高，对提供动力的锂电池提出了更高的要求，如高功率和高倍率。

软包锂离子电池结构主要有正极极耳、负极极耳、正负极的叠片体、铝塑膜组成，正极极耳又由铝金属片和正极极耳胶组成，负极极耳由铜镍或镍金属片和负极极耳胶组成。极耳是从电芯中正负极引出来的金属导电体。通常电池的正极使用铝材料，负极使用镍材料，负极也有铜镍材料，极耳是由极耳胶和金属带两部分复合而成。极耳胶一般由三层材料热压在一起而构成，三层结构白胶由表面的两层改性PP和中间骨架层PP经共挤制得。极耳胶在电芯封装时与铝塑膜融合，起到电芯密封和防止漏液的作用。传统的正极极耳胶和负极极耳胶均为绝缘材质的PP制得。

软包锂离子电池电芯叠片体中的负极片或负极极耳可能因制程原因使叠片体的负极或负极极耳与铝塑膜存在短路，在实际生产作业中，需多次测量负极极耳和铝塑膜的绝缘阻值，测量正极极耳和铝塑膜的边电压，以及测量正极极耳和负极极耳的电压，用于计算电池自放电情况。多次测量电芯导致生产效率低，从而增加设备成本、人工成本和时间成本，此外，绝缘测试和边电压测试过程操作极其不便，传统的对极耳与铝塑膜进行的测量，是因为铝塑膜和负极的检出效果较差，实际生产过程需重复多次检测负极是否存在与铝塑膜导通。

CN211578871U公开了一种防电芯短路的极耳，包括金属带和极耳胶，所述金属带外露在所述电芯外的部分为上金属带，所述上金属带的两个相对的端面设置有绝缘层。该实用新型避免了取放套管的繁杂工序，而绝缘层又只是设置在两端，中间仍是为金属带，在不影响电芯测试的情况下也可以起到绝缘的作用，节省了大量的人力成本和辅料成本，缩短电池的制备时间。但是其依然需要多次测量电芯，存在人工成本和时间成本高等问题。

CN207062187U公开了一种锂电池用极耳胶带，从上至下依次设有第一离型层、第一热封层、第一耐高温层、绝缘层、第二耐高温层、第二热封层和第二离型层；其中，第一耐高温层与绝缘层相接触的表面被设置为第一凹凸面；第二耐高温层与绝缘层相接触的表面被设置为第二凹凸面；绝缘层分别与第一耐高温层和第二耐高温层齿合；第一热封层与所述第一离型层相接触的表面设有第一凸起条；第二热封层与第二离型层相接触的表面设有第二凸起条。该实用新型通过对现有极耳胶带结构的改进，使其与正负极耳、铝塑膜内层具有良好的热封粘贴性。在电池生产过程中，依然需要多次测量电芯，存在人工成本和时间成本高等问题。

现有锂离子电池均存在结构复杂、测量不便和极耳与铝塑膜外壳短路的问题，因此，如何在保证锂离子电池具有结构简单的情况下，在生产过程中，能够通过优化极耳结构，达到减少测试次数和避免极耳与铝塑膜外壳短路的效果，成为目前迫切需要解决的问题。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种软包电芯极耳以及包括其的锂离子电池，本实用新型通过设置在极耳的金属箔上设置导电胶层，同时在导电胶层的表面设置凸起颗粒，与现有技术相比，极耳上设置具有导电的功能导电胶层极耳胶，在与锂离子电芯和铝塑膜外壳封装时，正极与铝塑膜外壳的导通，使铝塑膜外壳处于较高电位，一方面起到防止铝塑膜外壳腐蚀的作用，另一方面，当存在负极和铝塑膜外壳导通现象发生时，可及时通过正负极电压进行识别，检测效果好，可减少检测次数。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种软包电芯极耳，所述的软包电芯极耳包括金属箔，所述金属箔包括空箔区和胶层区，所述胶层区所在金属箔的至少一侧表面设置有导电胶层，所述导电胶层的表面设置有至少一个凸起颗粒。

本实用新型通过在金属箔的胶层区设置具有导电功能的导电胶层，并且在导电胶层的表面设置有凸起颗粒，在与锂离子电芯和铝塑膜外壳封装时，使正极极耳与铝塑膜外壳导通并形成0.1Ω～100MΩ的绝缘阻值，并且正极与铝塑膜外壳的导通，使铝塑膜外壳处于较高电位，一方面起到防止铝塑膜外壳腐蚀的作用，另一方面，当存在负极和铝塑膜外壳导通现象发生时，可及时通过正负极电压进行识别，检测效果好，可减少检测次数。能够解决多次对极耳与铝塑膜外壳进行测量的问题，具有工作效率高、时间成本低和简化测量过程等特点。

需要说明的是，本实用新型对凸起颗粒的设置形式不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据操作需求合理选择凸起颗粒的设置形式，例如，凸起颗粒的设置形式采用热熔、热压或一体成型工艺。

需要说明的是，本实用新型对金属箔的材质不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据正极集流体或负极集流体的材质合理选择金属箔的材质，例如，软包电芯极耳作为正极极耳时，金属箔的材质为铝；软包电芯极耳作为负极极耳时，金属箔的材质为铜，或者金属箔的材质为铜镍合金。

需要说明的是，本实用新型对导电胶层中导电胶的材质不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员可根据操作需求合理选择导电胶的材质，例如，导电胶为包括导电炭黑或导电金属纤维的PP胶，或者如CN105484033A中公开的导电涂层布。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述胶层区所在金属箔的两侧表面均设置有导电胶层。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述凸起颗粒的形状包括圆台、圆锥、梯台、圆柱或棱锥；相邻所述凸起颗粒的形状相同或不同。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述凸起颗粒的高度为0.01～0.2mm，例如，凸起颗粒的高度为0.01mm、0.02mm、0.04mm、0.06mm、0.08mm、0.10mm、0.12mm、0.14mm、0.16mm、0.18mm或0.20mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述凸起颗粒的形状包括圆台、圆锥或圆柱，所述凸起颗粒的直径为0.03～3mm，例如，凸起颗粒的直径为0.03mm、0.3mm、0.6mm、0.9mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2.1mm、2.4mm、2.7mm或3.0mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。相邻所述凸起颗粒的结构尺寸相同或不同。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述凸起颗粒遍布所述导电胶层的表面。进一步优选地，所述凸起颗粒在所述导电胶层的表面上呈矩阵排布或呈同心圆排布。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述的导电胶层包括PP和导电炭黑。

需要说明的是，所述的导电胶层如CN105484033A中公开的导电涂层布。

作为本实用新型的一个优选技术方案，所述导电胶层的材质包括PP和导电金属纤维。

需要说明的是，本实用新型对导电金属纤维的材质不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员根据导电性能合理选择导电技术纤维的材质，例如，导电金属纤维为铝箔丝。

第二方面，本实用新型提供了一种锂离子电池，所述的锂离子电池包括电芯以及包覆在电芯外圈的外壳，所述电芯包括依次层叠设置的正极片、隔膜和负极片，所述正极片上设置有正极极耳，所述负极片上设置有负极极耳，所述的正极极耳如第一方面所述的软包电芯极耳，所述金属箔的空箔区设置于所述正极片上，所述金属箔与外壳通过导电胶层连接。

需要说明的是，本实用新型对外壳的材质不做具体要求和特殊限定，本领域技术人员公知的是，锂离子电池中，外壳包覆整个电芯外表面，一般外壳的材质采用铝塑膜。

示例性地，提供一种上述锂离子电池的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：

(Ⅰ)在金属箔的胶层区上涂覆导电胶，形成导电胶层，并通过模具在导电胶层的表面形成凸起结构，制备得到所述的软包电芯极耳；

(Ⅱ)将金属箔的空箔区焊接在集流体上，并将金属箔上的导电胶层以热压的形式固定在外壳上。

其中，凸起颗粒的设置形式采用热熔、热压或一体成型工艺。

本实用新型所述的数值范围不仅包括上述例举的点值，还包括没有例举出的上述数值范围之间的任意的点值，限于篇幅及出于简明的考虑，本实用新型不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型通过在金属箔的胶层区设置具有导电功能的导电胶层，并且在导电胶层的表面设置有凸起颗粒，在与锂离子电芯外壳封装时，使正极极耳与铝塑膜导通并形成0.1Ω～100MΩ的绝缘阻值，并且正极与外壳的导通，使外壳处于较高电位，一方面起到防止外壳腐蚀的作用，另一方面，当存在负极和外壳导通现象发生时，可及时通过正负极电压进行识别，检测效果好，可减少检测次数。能够解决多次对极耳与铝塑膜进行测量的问题，具有工作效率高、时间成本低和简化测量过程等特点。

附图说明

图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的软包电芯极耳的正视图；

图2为本实用新型一个具体实施方式中提供的软包电芯极耳的侧视图；

图3为本实用新型一个具体实施方式中提供的锂离子电池的结构示意图。

其中，1-金属箔；2-导电胶层；3-凸起颗粒，4-外壳。

具体实施方式

需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种软包电芯极耳，如图1和图2所示，所述的软包电芯极耳包括金属箔1，金属箔1包括空箔区和胶层区，胶层区所在金属箔1的至少一侧表面设置有导电胶层2，导电胶层2的表面设置有至少一个凸起颗粒3。

本实用新型通过在金属箔1的胶层区设置具有导电功能的导电胶层2，并且在导电胶层2的表面设置有凸起颗粒3，在锂离子电池的生产过程中，能够解决多次对极耳与铝塑膜进行测量的问题，具有工作效率高、时间成本低和简化测量过程等特点。

可选地，软包电芯极耳作为正极极耳时，金属箔1的材质为铝；软包电芯极耳作为负极极耳时，金属箔1的材质为铜，或者金属箔1的材质为铜镍合金。

进一步地，胶层区所在金属箔1的两侧表面均设置有导电胶层2。更进一步地，导电胶层2的材质包括PP和导电炭黑，可选地，导电胶层2如CN105484033A中公开的导电涂层布；导电胶层2的材质包括PP和导电金属纤维，可选地，导电金属纤维为铝箔丝。

进一步地，凸起颗粒3的形状包括圆台、圆锥、梯台、圆柱或棱锥；相邻凸起颗粒3的形状相同或不同。更进一步地，凸起颗粒3的高度为0.01～0.2mm，所述凸起颗粒3的形状包括圆台、圆锥或圆柱，凸起颗粒3的直径为0.03～3mm，相邻凸起颗粒3的结构尺寸相同或不同。

进一步地，凸起颗粒3遍布导电胶层2的表面。更进一步地，凸起颗粒3在导电胶层2的表面上呈矩阵排布或呈同心圆排布。

本实用新型还提供了一种锂离子电池，如图3所示，所述的锂离子电池包括电芯以及包覆在电芯外圈的外壳4，电芯包括依次层叠设置的正极片、隔膜和负极片，正极片上设置有正极极耳，负极片上设置有负极极耳，正极极耳为上述的软包电芯极耳，金属箔1的空箔区1设置于正极片上，金属箔1与外壳4通过导电胶层2连接，可选地，外壳4的材质采用铝塑膜。

示例性地，提供一种上述锂离子电池的制备方法，所述的制备方法具体包括以下步骤：

(Ⅰ)在金属箔1的胶层区上涂覆导电胶，形成导电胶层2，并在导电胶层2的表面形成凸起结构，制备得到所述的软包电芯极耳；

(Ⅱ)将金属箔1的空箔区焊接在集流体上，并将金属箔1上的导电胶层2以热压的形式固定在外壳4上。

其中，凸起颗粒3的设置形式采用热熔、热压或一体成型工艺。

实施例1

本实施例提供了一种软包电芯极耳，基于一个具体实施方式中所述的软包电芯极耳，其中，胶层区所在金属箔1的两侧表面均设置有导电胶层2。凸起颗粒3的形状均为圆锥。凸起颗粒3的高度为0.1mm，直径为0.15mm，相邻凸起颗粒3的结构尺寸相同。凸起颗粒3在导电胶层2的表面上呈矩阵排布。导电胶层2的材质包括PP和导电炭黑。

本实施例还提供了一种采用上述软包电芯极耳制备的锂离子电池，极耳与铝塑膜之间的绝缘阻值为1.7MΩ。

实施例2

本实施例提供了一种软包电芯极耳，基于一个具体实施方式中所述的软包电芯极耳，其中，胶层区所在金属箔1的两侧表面均设置有导电胶层2。凸起颗粒3的形状包括圆台和圆锥；相邻凸起颗粒3的形状不同。凸起颗粒3的高度为0.01mm，直径为0.03mm。凸起颗粒3在导电胶层2的表面上呈同心圆排布。导电胶层2的材质包括PP和导电金属纤维。

本实施例还提供了一种采用上述软包电芯极耳制备的锂离子电池，极耳与铝塑膜之间的绝缘阻值为23MΩ。

实施例3

本实施例提供了一种软包电芯极耳，基于一个具体实施方式中所述的软包电芯极耳，其中，胶层区所在金属箔1的两侧表面均设置有导电胶层2。凸起颗粒3的形状包括圆台。凸起颗粒3的高度为0.2mm，直径为0.3mm。凸起颗粒3在导电胶层2的表面上呈矩阵排布。导电胶层2的材质包括PP和导电金属纤维。

本实施例还提供了一种采用上述软包电芯极耳制备的锂离子电池，极耳与铝塑膜之间的绝缘阻值为2300Ω。

实施例4

本实施例提供了一种软包电芯极耳，基于一个具体实施方式中所述的软包电芯极耳，其中，胶层区所在金属箔1的一侧表面设置有导电胶层2。凸起颗粒3的形状均为梯台。凸起颗粒3的高度为0.2mm和0.1mm，梯台的底面长度和宽度均为1.6mm，相邻凸起颗粒3的结构尺寸不同。凸起颗粒3遍布导电胶层2的表面，凸起颗粒3在导电胶层2的表面上呈同心圆排布。导电胶层2的材质包括PP和导电炭黑。

本实施例还提供了一种采用上述软包电芯极耳制备的锂离子电池，极耳与铝塑膜之间的绝缘阻值为5Ω。

通过以上实施例，本实用新型通过在金属箔1的胶层区设置具有导电功能的导电胶层2，并且在导电胶层2的表面设置有凸起颗粒3，在与锂离子电芯和铝塑膜外壳4封装时，使正极极耳与铝塑膜外壳4导通并形成0.1Ω～100MΩ的绝缘阻值，并且正极与铝塑膜外壳4的导通，使铝塑膜外壳4处于较高电位，一方面起到防止铝塑膜外壳4腐蚀的作用，另一方面，当存在负极和铝塑膜外壳4导通现象发生时，可及时通过正负极电压进行识别，检测效果好，可减少检测次数。能够解决多次对极耳与铝塑膜外壳4进行测量的问题，具有工作效率高、时间成本低和简化测量过程等特点。

申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种软包电芯极耳，所述的软包电芯极耳包括金属箔，其特征在于，所述金属箔包括空箔区和胶层区，所述胶层区所在金属箔的至少一侧表面设置有导电胶层，所述导电胶层的表面设置有至少一个凸起颗粒。

2.根据权利要求1所述的软包电芯极耳，其特征在于，所述胶层区所在金属箔的两侧表面均设置有导电胶层。

3.根据权利要求1所述的软包电芯极耳，其特征在于，所述凸起颗粒的形状包括圆台、圆锥、梯台、圆柱或棱锥；

相邻所述凸起颗粒的形状相同或不同。

4.根据权利要求1所述的软包电芯极耳，其特征在于，所述凸起颗粒的高度为0.01～0.2mm。

5.根据权利要求1所述的软包电芯极耳，其特征在于，所述凸起颗粒的形状包括圆台、圆锥或圆柱，所述凸起颗粒的直径为0.03～3mm；

相邻所述凸起颗粒的结构尺寸相同或不同。

6.根据权利要求1所述的软包电芯极耳，其特征在于，所述凸起颗粒遍布所述导电胶层的表面。

7.根据权利要求1所述的软包电芯极耳，其特征在于，所述凸起颗粒在所述导电胶层的表面上呈矩阵排布或呈同心圆排布。

8.根据权利要求1所述的软包电芯极耳，其特征在于，所述导电胶层的材质包括PP和导电炭黑。

9.根据权利要求1所述的软包电芯极耳，其特征在于，所述导电胶层的材质包括PP和导电金属纤维。

10.一种锂离子电池，所述的锂离子电池包括电芯以及包覆在电芯外圈的外壳，所述电芯包括依次层叠设置的正极片、隔膜和负极片，所述正极片上设置有正极极耳，所述负极片上设置有负极极耳，其特征在于，所述的正极极耳为权利要求1-9任一项所述的软包电芯极耳，所述金属箔的空箔区设置于所述正极片上，所述金属箔与外壳通过导电胶层连接。

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