CN216288849U - 电极组件和电池 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电极组件和电池,电极组件包括相互叠设且极性相反的至少两个极片,每相邻两个极片之间设置有隔膜,极片包括集流体和活性物质层,活性物质层覆盖在集流体的相对两个表面上;相邻的两个极片中的一个设置有凹槽,在设置有凹槽的极片中,凹槽的槽口位于活性物质层的背离集流体一侧的面上,凹槽的槽底壁为集流体;相邻的两个极片中的另一个设置有避让槽,避让槽与凹槽相对设置;凹槽中的集流体连接有极耳,避让槽在具有凹槽的极片上的投影,完全覆盖位于凹槽中的极耳。避让槽可以降低由于极耳带来的厚度增加,因此,本申请提供的电极组件和电池,能够降低电极组件的厚度,以减小电极组件的体积,提高电池的能量密度。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种电极组件和电池。
背景技术
锂离子电池具有容量大、体积小、重量轻和绿色环保等优点,已广泛应用于数码电子产品和电动汽车等行业中。
相关技术中,电极组件包括极片,极片上设置有极耳,极片通过极耳与外部的电路结构电性连接。
然而,上述电极组件的部分区域的厚度较大,导致电池的能量密度较低。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请实施例提供一种电极组件和电池,能够降低电极组件的部分区域的厚度,从而提高电池的能量密度。
为了实现上述目的,本申请实施例提供如下技术方案:
本申请实施例的第一方面提供一种电极组件,包括:相互叠设且极性相反的至少两个极片,每相邻两个极片之间设置有隔膜,极片包括集流体和活性物质层,活性物质层覆盖在集流体的相对两个表面上;
相邻的两个极片中的一个设置有凹槽,在设置有凹槽的极片中,凹槽的槽口位于活性物质层的背离集流体一侧的面上,凹槽的槽底壁为集流体;
相邻的两个极片中的另一个设置有避让槽,避让槽与凹槽相对设置;
凹槽中的集流体连接有极耳,避让槽在具有凹槽的极片上的投影,完全覆盖位于凹槽中的极耳。
本申请实施例提供的电极组件,电极组件包括相互叠设且极性相反的至少两个极片,每相邻两个极片之间设置有隔膜,以电性隔离相邻的两个极片。其中一个极片上设置有极耳,相邻于极耳的另一个极片上设置有避让槽,避让槽可以降低由于极耳带来的厚度增加,从而降低电极组件的厚度,以减小电极组件的体积,提高电池的能量密度。
在一种可能的实现方式中,至少两个极片包括极性相反的第一极片和第二极片,第一极片包括第一集流体和第一活性物质层,第一活性物质层设置在第一集流体的相对两个表面上;
凹槽包括第一凹槽,避让槽包括第一避让槽,极耳包括第一极耳;第一凹槽位于第一极片,第一凹槽的槽口位于第一活性物质层的背离第一集流体一侧的面上,第一凹槽的槽底壁为第一集流体,第一凹槽中的第一集流体连接第一极耳;
相邻于第一极片的第二极片设有第一避让槽,第一避让槽与第一凹槽相对设置;
第一避让槽在第一极片上的投影,完全覆盖位于第一凹槽中的第一极耳。
在一种可能的实现方式中,第二极片包括第二集流体和第二活性物质层,第二活性物质层设置在第二集流体的相对两个表面上;
凹槽包括第二凹槽,避让槽包括第二避让槽,极耳包括第二极耳;第二凹槽位于第二极片,第二凹槽的槽口位于第二活性物质层的背离第二集流体一侧的面上,第二凹槽的槽底壁为第二集流体,第二凹槽中的第二集流体连接第二极耳;
相邻于第二极片的第一极片设有第二避让槽,第二避让槽与第二凹槽相对设置;
第二避让槽在第二极片上的投影,完全覆盖位于第二凹槽中的第二极耳。
在一种可能的实现方式中,相邻于极耳的隔膜,与极耳之间设置有保护层,且保护层完全覆盖凹槽。
在一种可能的实现方式中,相邻于避让槽的隔膜与避让槽之间设置有隔离层,且隔离层完全覆盖避让槽。
在一种可能的实现方式中,凹槽中的极耳的厚度等于凹槽的槽深,位于避让槽和凹槽之间的部分隔膜、部分保护层和部分隔离层均插装在避让槽中;
或,凹槽中的极耳的厚度大于凹槽的槽深,位于避让槽和凹槽之间的部分隔膜、部分保护层、部分隔离层以及部分极耳均插装在避让槽中。
在一种可能的实现方式中,在设置有凹槽的极片中,集流体与极耳焊接并形成焊印,至少部分焊印位于极耳的背离集流体一侧的面上,且朝背离集流体的方向凸起形成第一凸起;
凹槽在集流体上的投影,位于集流体的背离凹槽一侧的活性物质层在集流体的投影内。
在一种可能的实现方式中,在设置有凹槽的极片中,沿集流体的厚度方向,焊印贯穿极耳,且焊印位于集流体的厚度方向上靠近极耳的部分区域内;
或,在设置有凹槽的极片中,沿集流体的厚度方向,焊印贯穿极耳和集流体,位于集流体的远离极耳一侧的焊印朝向背离极耳的一侧凸起形成第二凸起,集流体的背离凹槽一侧的活性物质层覆盖第二凸起;
或,在设置有凹槽的极片中,焊印包括外缘部和中间部,外缘部环设在中间部的外侧;
沿集流体的厚度方向,中间部贯穿极耳,且中间部位于集流体的厚度方向上靠近极耳的部分区域内;
沿集流体的厚度方向,外缘部贯穿极耳和集流体,位于集流体的远离极耳一侧的外缘部朝向背离极耳的一侧凸起形成第二凸起,集流体的背离凹槽一侧的活性物质层覆盖第二凸起。
在一种可能的实现方式中,在设置有避让槽的极片中:
避让槽沿极片的第一方向的长度的范围为1mm-40mm;
和/或,避让槽沿极片的第二方向的长度的范围为1mm-30mm;
和/或,沿极片的第二方向,避让槽位于极片的中段,避让槽与极片的端部之间的距离,为极片的长度的1/4-3/4;
和/或,避让槽的槽深范围为0.01mm-0.2mm;
其中,第一方向和第二方向垂直。
在一种可能的实现方式中,在设置有凹槽的极片中:
凹槽沿极片的第一方向的长度的范围为1mm-40mm;
和/或,凹槽沿极片的第二方向的长度的范围为1mm-30mm;
和/或,沿极片的第二方向,凹槽位于极片的中段,凹槽与极片的端部之间的距离,为极片的长度的1/3-2/3;
和/或,位于凹槽内的极耳,与位于凹槽处的活性物质层之间的距离范围为0.001mm-5mm;
和/或,极耳的厚度范围为0.01mm-1mm;
和/或,凹槽的槽深范围为0.01mm-0.2mm;
其中,第一方向和第二方向垂直。
本申请实施例的第二方面提供一种电池,包括上述第一方面中的电极组件。
本申请实施例提供的电池,电池包括电极组件,电极组件包括相互叠设且极性相反的至少两个极片,每相邻两个极片之间设置有隔膜,以电性隔离相邻的两个极片。其中一个极片上设置有极耳,相邻于极耳的另一个极片上设置有避让槽,避让槽可以降低由于极耳带来的厚度增加,从而降低电极组件的厚度,以减小电极组件的体积,提高电池的能量密度。
本申请的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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为本申请实施例提供的一种电极组件的剖视图;
图2为本申请实施例提供的一种极片的剖视图;
图3为本申请实施例提供的一种极片的俯视图;
图4为本申请实施例提供的另一种极片的俯视图;
图5为本申请实施例提供的另一种极片的俯视图;
图6为本申请实施例提供的另一种极片的剖视图;
图7为本申请实施例提供的另一种电极组件的剖视图;
图8为本申请实施例提供的另一种电极组件的剖视图;
图9为图8中C部分的放大的结构示意图。
附图标记说明:
1-电极组件;
100-极片;
110-第一极片;
120-第二极片;
200-隔膜;
11-集流体;
12-活性物质层;
121-凹槽;
1211-第一凹槽;
1212-第二凹槽;
20-极耳;
21-第一极耳;
22-第二极耳;
30-焊接区;
40-保护层;
41-第一保护层;
42-第二保护层;
50-辅助胶层;
60-避让槽;
61-第一避让槽;
62-第二避让槽;
70-隔离层;
71-第一隔离层;
72-第二隔离层。
具体实施方式
电极组件包括极性相反的两个极片,相邻的两个极片之间设置有隔膜,以电性隔离相邻的两个极片。其中,极片上连接有极耳。
然而,极耳具有一定厚度,在极片的连接极耳的区域中,极片的厚度因设置极耳而增加,从而导致电极组件的厚度增加,电极组件的体积较大,降低了电池的能量密度。
针对上述技术问题,本申请实施例提供了一种电极组件和电池,电极组件包括相互叠设且极性相反的至少两个极片,每相邻两个极片之间设置有隔膜,以电性隔离相邻的两个极片。其中一个极片上设置有极耳,相邻于极耳的另一个极片上设置有避让槽,避让槽可以降低由于极耳带来的厚度增加,从而降低电极组件的厚度,以减小电极组件的体积,提高电池的能量密度。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
本申请实施例提供一种极片100,如图1和2所示,极片100包括集流体11和活性物质层12,极片100可以是负极片或正极片。具体可以根据对集流体11以及各个活性物质层12的材料的具体选择而确定。例如,当集流体11为铝箔、活性物质层12的材料为三元材料或磷酸铁锂等正极活性材料时,极片100为正极片;正极片上的活性物质层12为正极活性物质层。当集流体11为铜箔、活性物质层12的材料为石墨、硅基等负极活性材料时,极片100为负极片,负极片上的活性物质层12为负极活性物质层。
其中,集流体11包括相对设置的两个表面,活性物质层12分别设置在两个表面上。集流体11的该表面是指用于涂覆活性物质层12的集流体11中最大且相对的两个表面。本申请极片100中的活性物质层12可以仅涂覆于集流体11的一个表面,或者同时涂覆在集流体11的两个表面。
如图1和图2所示,极片的其中一个表面的活性物质层12中设有凹槽121,凹槽121暴露集流体11的部分该表面。凹槽121可以通过清洗将活性物质层12对应部分去除,以露出集流体11而形成。由于凹槽121处的活性物质层12被去除,可以降低电极组件的厚度。
清洗方式可以为激光清洗、机械清洗或者发泡胶清洗等方式,本申请对清洗方式不做限制。
凹槽121内设置有极耳20,极耳20与暴露的集流体11的表面电性连接。极耳20远离集流体11一侧的表面上覆盖有保护层40,保护层40可以避免极耳20与集流体11形成的焊接毛刺刺穿极片100外部的膜层,导致对电池的性能或安全性造成影响。其中,保护层40可以完全覆盖凹槽121。
与凹槽121正对的集流体11背离极耳20一侧的活性物质层12未被去除而得到保留,此时,凹槽121在集流体11上的投影,位于集流体11的背离极耳20一侧的活性物质层12在集流体11上的投影内。即凹槽121背面的活性物质层12未被去除,集流体11的暴露面积较小,极片100的活性较高。
一些实施例中,如图3所示,极耳20与集流体11在连接处形成焊接区30,焊接区30中可以具有多个焊印,多个焊印间隔设置。形成单个焊印所输入的能量较小,可以降低对焊接区30附近的活性物质层12的影响。
例如,极耳20与集流体11之间可以通过激光焊接连接,且激光从极耳20背离集流体11的一侧照射进行焊接。
一些实施例中,保护层40的厚度范围可以为0.001mm-0.1mm。例如,保护层40的厚度可以0.001mm、0.005mm、0.01mm、0.012mm、0.05mm或0.1mm等。当保护层40的厚度小于该范围时,保护层40较薄,保护层40的保护效果较差。当保护层40的厚度大于该范围时,保护层40较厚,将占用较多的电池内部空间。
一些实施例中,如图4所示,位于凹槽121内的极耳20,与位于凹槽121处的活性物质层12具有间距。极耳20的边缘与凹槽121的槽口边缘之间具有间距,避免极耳20在连接过程对凹槽121处的活性物质层12造成影响。
具体的,如图4所示,位于凹槽121内的极耳20,与位于凹槽121处的活性物质层12之间的间距为L1,该距离L1的范围可以为0.001mm-5mm。例如,该距离L1可以为0.001mm、0.01mm、0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、3mm或5mm等。从而避免L1过小,导致极耳20在焊接过程中容易对凹槽121处的活性物质层12造成影响。又可以避免L1过大,需要要清洗掉较多的活性物质层12,对电池的能量密度造成影响。
一些实施例中,集流体11的厚度范围可以为0.001mm-0.02mm。例如,集流体11的厚度可以为0.001mm、0.003mm、0.006mm、0.01mm、0.013mm、0.016mm或0.02mm等,本申请对此不做限制。
需要说明的是,如图4所示,极片100的宽度方向可以第一方向,即图中的Y所示的方向;极片100的长度方向可以第二方向,即图中的X所示的方向;第一方向和第二方向可以相互垂直。极片100的厚度方向可以与极耳20、电极组件1以及电池的厚度方向一致。本申请实施例中的宽度方向和长度方向仅是为了描述方便,并不意味对任何尺寸的限制。例如,宽度可能大于、小于或等于长度。
一些实施例中,凹槽121可以位于集流体11的长度方向(即第二方向X)的中段,凹槽121处受到极片100两端的力较为一致和均衡。而若将凹槽121设置在极片100的端部,凹槽121受到极片100两端的作用力不均匀,导致凹槽121处的活性物质层12容易脱落。
具体的,如图4所示,凹槽121与集流体11的长度方向端部之间的距离为L2,集流体11的长度为L3,L2/L3的比值范围可以为1/3-2/3。例如,L2/L3的比值可以为1/3、2/4、3/5或2/3等。从而避免L2/L3过小或过大,凹槽121受到极片100两端的作用力不均匀。
一些实施例中,凹槽121的深度范围为0.01mm-0.2mm。例如,凹槽121的深度可以为0.01mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.07mm、0.1mm或0.2mm。从而可以避免活性物质层12过薄,电池的能量密度较低。又能避免活性物质层12过厚,靠近集流体11表面的活性物质层12不能得到利用,活性物质层12中的活性物质利用率较低。
如图4所示,凹槽121沿极片100的第一方向Y的长度为L4,该L4的范围可以为1mm-40mm。例如L4可以为1mm、2mm、5mm、10mm、15mm、20mm、30mm或40mm等。从而可以避免L4过小,导致极耳20与集流体11之间的可连的面积较小。又能避免L4过大,活性物质层12去除较多,对电池的能量密度造成较大影响。
如图4所示,凹槽121沿极片100的第二方向X的长度为L5,该长度L5的范围可以为1mm-30mm。例如L5可以为1mm、2mm、5mm、10mm、15mm、20mm、25mm或30mm等。其原理与长度值L4类似,不再赘述。
极耳20的厚度范围可以为0.01mm-1mm。例如,极耳20的厚度可以为0.01mm、0.03mm、0.05mm、0.1mm、0.3mm、0.5mm、0.7mm或1mm等。从而可以避免极耳20过薄,极耳20的电阻较大,极耳20的过流能力较差。又能避免极耳20过厚,将占用较多的电池内部空间。
极耳20沿第一方向Y的长度的范围可为5mm-200mm。例如,极耳20沿第一方向Y的长度为5mm、10mm、20mm、25mm、50mm、75mm、100mm、150mm或200mm等。从而可以避免极耳20过短,极耳20与集流体11之间可以连接的面积较小,连接强度较低。又能避免极耳20过长,将占用较多的电池内部空间。
极耳20沿第二方向X的长度的范围可为1mm-20mm。如,极耳20沿第二方向X的长度为1mm、5mm、6mm、10mm、15mm或20mm等。从而可以避免极耳20过窄,极耳20与集流体11之间可以连接的面积较小,连接强度较低。又能避免极耳20过宽,将占用较多的电池内部空间。
如图3所示,极片100上还可以设置有辅助胶层50,极耳20插装在辅助胶层50中。其中,当极片100形成电极组件1后,电极组件1的外部可以包裹塑封壳,以对电极组件1起到保护作用。辅助胶层50可以用于密封(采用热熔密封)极耳20与塑封壳之间的间隙。
以下将结合附图对本申请实施例提供的电极组件1进行详细的说明。
本申请实施例提供的电极组件1,如图1和图7所示,该电极组件1可以应用于电池中。该电极组件1可以包括相互叠设且极性相反的至少两个极片100,极性相反的极片100分别形成电池的正极片和负极片。为了避免正负极片之间接触短路,每相邻两个极片100之间设置有隔膜200,极性相反的极片100通过隔膜200电性隔离。至少其中一个极片100可以为上述实施例中的极片100。
本实施例中,相邻的两个极片100中的一个为上述实施例中的极片100,即在相邻的两个极片100中的一个设置有上述实施例中的凹槽121。相邻的两个极片100中的另一个设置有避让槽60,避让槽60与凹槽121沿电极组件1的厚度方向相对设置。
其中,避让槽60与凹槽121的槽口可以相向设置,或者,避让槽60与凹槽121的槽口也可以相背设置。
可以实现的是,凹槽121可以靠近极片100的宽度方向的边缘,且凹槽121的靠近该边缘的一侧为敞口。即凹槽121靠近该边缘的外侧没有活性物质层12,凹槽121远离该边缘的外侧设置有活性物质层12。沿极片100的宽度方向,凹槽121的长度小于集流体11的长度。
避让槽60在具有凹槽121的极片100上的投影,完全覆盖位于凹槽121中的极耳20。即极耳20位于凹槽121的部分比避让槽60小,避让槽60能够对极耳20起到较好的避让作用,减小极耳20给电极组件1带来的厚度增加,从而减小电极组件1的体积,提高电池的能量密度。
避让槽60可以通过清洗将活性物质层12对应部分去除,以露出集流体11而形成。由于避让槽60处的活性物质层12被去除,可以降低避让槽60对应处的电极组件1的厚度。清洗方式可以为激光清洗、机械清洗或者发泡胶清洗等方式,本申请对清洗方式不做限制。
一些实施例中,在设置有避让槽60的极片中,避让槽60可以位于极片100的长度方向的中段,避让槽60处的活性物质层12受到极片100两端的作用力较为一致和均衡。
如图4-图6所示,避让槽60与极片100的长度方向端部之间的距离为L6,极片100的长度为L3,L6/L3的比值范围可以为1/4-3/4。例如,L6/L3的比值可以为1/4、2/5、1/2、3/5或3/4。当L6/L3的比值位于该范围时,避让槽60受极片100两端的作用力较为均匀。另外,如图7中虚线方框B所示,当L6/L3的比值位于该范围时,虚线方框B中的凹槽121和避让槽60比较容易满足相对设置的要求。
一些实施例中,避让槽60的深度范围为0.01mm-0.2mm。例如,避让槽60的深度可以为0.01mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.07mm、0.1mm或0.2mm。其与凹槽121的深度原理类似,不再赘述。
如图4和图5所示,避让槽60沿极片100的第一方向Y的长度为的范围为1mm-40mm。例如,避让槽60沿极片100的第一方向Y的长度可以为1mm、2mm、5mm、10mm、15mm、20mm、30mm或40mm等。从而可以避免该长度过小,避让槽60不能很好的避让极耳20。又能避免该长度过大,导致极片100的活性较低。
避让槽60沿极片100的第二方向X的长度的范围为1mm-30mm。例如,避让槽60沿极片100的第二方向X的长度可以为1mm、2mm、5mm、10mm、15mm、25mm或30mm等。其原理与避让槽60沿极片100的第一方向Y的长度类似,不再赘述。
一些实施例中,如图7所示,相邻于极耳20的隔膜200,与极耳之间设置有保护层40,且保护层40完全覆盖凹槽121,以避免凹槽121对相邻隔膜200的影响。其中,可以将保护层40设置在极耳20朝向该隔膜200一侧的面上,或,也可以将保护层40设置在该隔膜200朝向极耳20一侧的面上。
一些实施例中,继续如图7所示,相邻于避让槽60的隔膜200与避让槽60之间设置有隔离层70,且隔离层70完全覆盖避让槽60,以避免避让槽60对相邻隔膜200的影响。其中,可以将隔离层70设置在避让槽60朝向该隔膜200一侧的面上,或,也可以将隔离层70设置在该隔膜200朝向避让槽60一侧的面上。
一些实施例中,隔离层70的厚度范围可以为0.001mm-0.1mm。例如,隔离层70的厚度可以0.001mm、0.005mm、0.01mm、0.012mm、0.05mm或0.1mm等。其原理与保护层40的厚度类似,不再赘述。
如图7中虚线方框B所示,当凹槽121中的极耳20的厚度等于凹槽121的槽深时,相对设置的避让槽60和凹槽121之间的部分隔膜200、部分保护层40和部分隔离层70,均在极耳20的挤压作用下进入到避让槽60中。这样,避免由于设置极耳20导致电极组件1的厚度增加,保证了电池的能量密度。
另一些示例中,如图7中虚线方框B所示,当凹槽121中的极耳20的厚度大于凹槽121的深度,相对设置的避让槽60和凹槽121之间的部分隔膜200、部分保护层40、部分隔离层70,均在极耳20的挤压作用下进入到避让槽60中。此外,还有部分极耳20凸出于凹槽121而位于避让槽60中。这样,避免由于设置极耳20导致电极组件1的厚度增加。另外,由于避让槽60的存在,可以将极耳20设置得较厚,从而降低极耳20的电阻,提高极耳20的过流能力。
一些实施例中,在设置有凹槽121的极片100中,集流体11与极耳20焊接并形成焊印,至少部分焊印位于极耳20的背离集流体11一侧的面上,且朝背离集流体11的方向凸起形成第一凸起,凹槽121在集流体11上的投影,位于集流体11的背离凹槽121一侧的活性物质层12在集流体11的投影内。
一些示例中,在设置有凹槽121的极片100中,沿集流体11的厚度方向,焊印贯穿极耳20,且焊印位于集流体11的厚度方向上靠近极耳20的部分区域内。此时,焊印形成在极耳20背离集流体11的一侧,而集流体11的背离极耳20一侧的面没有形成焊印,集流体11的背离极耳20一侧的面为平面。这样,焊印对集流体11背离极耳20一侧的活性物质层12影响较小。
另一些示例中,在设置有凹槽121的极片100中,沿集流体11的厚度方向,焊印贯穿极耳20和集流体11。此时,在极耳20背离集流体11一侧的面上,以及集流体11背离极耳20一侧的面上均能够观察到焊印。其中,位于集流体11背离极耳20一侧的焊印被活性物质层12覆盖,能够减小焊印对该侧的隔膜的影响。位于集流体11背离极耳20一侧的焊印朝向背离极耳20的一侧凸起,从而形成第二凸起。
其他一些示例中,在设置有凹槽121的极片100中,在一个焊印中,焊印中的部分贯穿极耳20和集流体11;焊印中的另一部分贯穿极耳20且位于集流体11的厚度方向上靠近极耳20的部分区域内。例如,焊印包括外缘部和中间部,外缘部环设在中间部的外侧。沿集流体11的厚度方向,外缘部贯穿极耳20和集流体11,位于集流体11背离极耳20一侧的外缘部朝向背离极耳20的一侧凸起。此时,在集流体11背离极耳20一侧的面上能够观察到焊印的外缘部。位于集流体11背离极耳20一侧的外缘部朝向背离极耳20的一侧凸起,从而形成第二凸起。其中,位于集流体11背离极耳20一侧的外缘部被活性物质层12覆盖,能够减小外缘部对该侧的隔膜的影响。
沿集流体11的厚度方向,中间部贯穿极耳20,且中间部位于集流体11的厚度方向上靠近极耳20的部分区域内。此时,在集流体11背离极耳20一侧的面上无法观察到焊印的中间部。
具体实现时,至少两个极片100可以包括第一极片110和第二极片120,第一极片110和第二极片120的极性相反。第一极片110和第二极片120中的其中一个用于形成正极片,第一极片110和第二极片120中的其中的另一个用于形成负极片。
第一极片110和第二极片120相互叠设。为了避免第一极片110和第二极片120之间短路,将隔膜200设置在相邻的第一极片110和第二极片120之间,隔膜200用于将第一极片110和第二极片120电性绝缘。
一些示例中,电极组件1可以为卷绕式的电极组件1。其中,第一极片110和第二极片120均为一个,依次叠设的第一极片110、隔膜200和第二极片120绕卷绕中心卷绕,并形成卷绕结构。
另一些示例中,电极组件1可以为叠片式的电极组件1。其中,第一极片110为多个,第二极片120为多个,多个第一极片110和多个第二极片120沿同一方向依次交错层叠设置,且每相邻的第一极片110和第二极片120之间设置有隔膜200,以使第一极片110和第二极片120之间电性绝缘。
本申请实施例以卷绕式的电极组件1为例进行详细的说明。
一些实施例中,如图8和图9所示,一些示例中,第一极片110包括第一集流体和第一活性物质层,第一活性物质层设置在第一集流体的相对两个表面上。
一些示例中,第二极片120包括第二集流体和第二活性物质层,第二活性物质层设置在第二集流体的相对两个表面上。
另一些示例中,凹槽121可以包括第一凹槽1211,避让槽60包括第一避让槽61,极耳20包括第一极耳21。
其他一些示例中,凹槽121包括第二凹槽1212,避让槽60包括第二避让槽62,极耳20包括第二极耳22。
第一极片110设置有第一凹槽1211,第一凹槽1211暴露出第一集流体的表面,第一凹槽1211的槽口位于第一活性物质层的背离第一集流体一侧的面上,第一凹槽1211的槽底壁为第一集流体。第一凹槽1211中的集流体11与第一极耳21相连。其中,与第一极片110相邻的第二极片120上设置有第一避让槽61,第一避让槽61位于第二极片120的靠近第一凹槽1211的第二活性物质层中,第一避让槽61与第一凹槽1211沿电极组件1的厚度方向相对设置。第一避让槽61可以减小部分电极组件1的厚度,保证电池的能量密度。
第一避让槽61在第一极片110上的投影,完全覆盖位于第一凹槽1211中的第一极耳21,从而对第一极耳21形成较好的避让效果。
在第一极片110中,第一极耳21背离第一集流体一侧设有第一保护层41,从而对相邻的隔膜200起到保护作用。其中,第一保护层41可以位于第一极耳21背离第一集流体一侧的面上,或者,第一保护层41可以位于,相邻于第一极耳21的隔膜200的朝向第一极耳21一侧的面上。
其中,第一保护层41完全覆盖第一凹槽1211。
相邻于第一避让槽61的隔膜200和第一避让槽61之间设置有第一隔离层71,从而对相邻的隔膜200起到保护作用。第一隔离层71可以位于第一避让槽61的朝向第一凹槽1211的一侧的面上,或者,第一隔离层71可以位于,相邻于第一避让槽61的隔膜200的靠近第一避让槽61一侧的面上。
其中,第一隔离层71完全覆盖第一避让槽61。
一些实施例中,如图8所示,第二极片120上设置有第二凹槽1212,第二凹槽1212暴露出第二集流体的表面,第二凹槽1212的槽口位于第二活性物质层的背离第二集流体一侧的面上,第二凹槽1212的槽底壁为第二集流体。第二凹槽1212中的第二集流体与第二极耳22相连。其中,与第二极片120相邻的第一极片110中设置有第二避让槽62,第二避让槽62位于第一极片110的靠近第二凹槽1212的第一活性物质层中,第二避让槽62与第二凹槽1212沿电极组件1的厚度方向相对设置。第二避让槽62可以减小部分电极组件1的厚度,保证电池的能量密度。
第二避让槽62在第二极片120上的投影,完全覆盖位于第二凹槽1212中的第二极耳22,从而对第二极耳22形成较好的避让效果。
在第二极片120中,第二极耳22背离第二集流体一侧设有第二保护层42,从而对相邻的隔膜200起到保护作用。其中,第二保护层42可以位于第二极耳22背离第二集流体一侧的面上,或者,第二保护层42可以位于,相邻于第二极耳22的隔膜200的朝向第二极耳22一侧的面上。
其中,第二保护层42完全覆盖第二凹槽1212。
相邻于第二避让槽62的隔膜200和第二避让槽62之间设置有第二隔离层72,从而对相邻的隔膜200起到保护作用。第二隔离层72可以位于第二避让槽62的朝向第二凹槽1212的一侧的面上,或者,第二隔离层72可以位于,相邻于第二避让槽62的隔膜200的靠近第二避让槽62一侧的面上。
其中,第二隔离层72完全覆盖第二避让槽62。
需要说明的是,本申请实施例中,可以仅在第一极片110上设置第一凹槽1211,或者,仅在第二极片120上设置第二凹槽1212,或者,在第一极片110上设置第一凹槽1211,同时在第二极片120上设置第二凹槽1212。本申请实施例对第一凹槽1211和第二凹槽1212的设置方式不做限制。
另外,可以仅在第二极片120上设置第一避让槽61;或者,可以仅在第一极片110上设置第二避让槽62;或者,在第二极片120上设置第一避让槽61,同时在第一极片110上设置第二避让槽62。本申请实施例对第一避让槽61和第二避让槽62的设置方式不做限制。
另外,本申请实施例还提供一种电池,电池包括上述实施例中的电极组件1。
这里需要说明的是,本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值,受制造工艺的影响,可能会存在一定范围的误差,这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (11)
1.一种电极组件,其特征在于,包括:相互叠设且极性相反的至少两个极片,每相邻两个所述极片之间设置有隔膜,所述极片包括集流体和活性物质层,所述活性物质层覆盖在所述集流体的相对两个表面上;
相邻的两个所述极片中的一个设置有凹槽,在设置有所述凹槽的所述极片中,所述凹槽的槽口位于所述活性物质层的背离所述集流体一侧的面上,所述凹槽的槽底壁为所述集流体;
相邻的两个所述极片中的另一个设置有避让槽,所述避让槽与所述凹槽相对设置;
所述凹槽中的所述集流体连接有极耳,所述避让槽在具有所述凹槽的所述极片上的投影,完全覆盖位于所述凹槽中的所述极耳。
2.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,至少两个所述极片包括极性相反的第一极片和第二极片,所述第一极片包括第一集流体和第一活性物质层,所述第一活性物质层设置在所述第一集流体的相对两个表面上;
所述凹槽包括第一凹槽,所述避让槽包括第一避让槽,所述极耳包括第一极耳;所述第一凹槽位于所述第一极片,所述第一凹槽的槽口位于所述第一活性物质层的背离所述第一集流体一侧的面上,所述第一凹槽的槽底壁为所述第一集流体,所述第一凹槽中的所述第一集流体连接所述第一极耳;
相邻于所述第一极片的所述第二极片设有所述第一避让槽,所述第一避让槽与所述第一凹槽相对设置;
所述第一避让槽在所述第一极片上的投影,完全覆盖位于所述第一凹槽中的所述第一极耳。
3.根据权利要求2所述的电极组件,其特征在于,所述第二极片包括第二集流体和第二活性物质层,所述第二活性物质层设置在所述第二集流体的相对两个表面上;
所述凹槽包括第二凹槽,所述避让槽包括第二避让槽,所述极耳包括第二极耳;所述第二凹槽位于所述第二极片,所述第二凹槽的槽口位于所述第二活性物质层的背离所述第二集流体一侧的面上,所述第二凹槽的槽底壁为所述第二集流体,所述第二凹槽中的所述第二集流体连接所述第二极耳;
相邻于所述第二极片的所述第一极片设有所述第二避让槽,所述第二避让槽与所述第二凹槽相对设置;
所述第二避让槽在所述第二极片上的投影,完全覆盖位于所述第二凹槽中的所述第二极耳。
4.根据权利要求1-3任一所述的电极组件,其特征在于,相邻于所述极耳的所述隔膜,与所述极耳之间设置有保护层,且所述保护层完全覆盖所述凹槽。
5.根据权利要求4所述的电极组件,其特征在于,相邻于所述避让槽的所述隔膜,与所述避让槽之间设置有隔离层,且所述隔离层完全覆盖所述避让槽。
6.根据权利要求5所述的电极组件,其特征在于,所述凹槽中的所述极耳的厚度等于所述凹槽的槽深,位于所述避让槽和所述凹槽之间的部分所述隔膜、部分所述保护层和部分所述隔离层均插装在所述避让槽中;
或,所述凹槽中的极耳的厚度大于所述凹槽的槽深,位于所述避让槽和所述凹槽之间的部分所述隔膜、部分所述保护层、部分所述隔离层以及部分所述极耳均插装在所述避让槽中。
7.根据权利要求1-3任一所述的电极组件,其特征在于,在设置有所述凹槽的所述极片中,所述集流体与所述极耳焊接并形成焊印,至少部分所述焊印位于所述极耳的背离所述集流体一侧的面上,且朝背离所述集流体的方向凸起形成第一凸起;
所述凹槽在所述集流体上的投影,位于所述集流体的背离所述凹槽一侧的所述活性物质层在所述集流体的投影内。
8.根据权利要求7所述的电极组件,其特征在于,在设置有所述凹槽的所述极片中,沿所述集流体的厚度方向,所述焊印贯穿所述极耳,且所述焊印位于所述集流体的厚度方向上靠近所述极耳的部分区域内;
或,在设置有所述凹槽的所述极片中,沿所述集流体的厚度方向,所述焊印贯穿所述极耳和所述集流体,位于所述集流体的远离所述极耳一侧的所述焊印朝向背离所述极耳的一侧凸起形成第二凸起,所述集流体的背离所述凹槽一侧的所述活性物质层覆盖所述第二凸起;
或,在设置有所述凹槽的所述极片中,所述焊印包括外缘部和中间部,所述外缘部环设在所述中间部的外侧;沿所述集流体的厚度方向,所述中间部贯穿所述极耳,且所述中间部位于所述集流体的厚度方向上靠近所述极耳的部分区域内;沿所述集流体的厚度方向,所述外缘部贯穿所述极耳和所述集流体,位于所述集流体的远离所述极耳一侧的所述外缘部朝向背离所述极耳的一侧凸起形成第二凸起,所述集流体的背离所述凹槽一侧的所述活性物质层覆盖所述第二凸起。
9.根据权利要求1-3任一所述的电极组件,其特征在于,
在设置有所述避让槽的所述极片中:
所述避让槽沿所述极片的第一方向的长度的范围为1mm-40mm;
和/或,所述避让槽沿所述极片的第二方向的长度的范围为1mm-30mm;
和/或,沿所述极片的第二方向,所述避让槽位于所述极片的中段,所述避让槽与所述极片的端部之间的距离,为所述极片的长度的1/4-3/4;
和/或,所述避让槽的槽深范围为0.01mm-0.2mm;
其中,所述第一方向和所述第二方向垂直。
10.根据权利要求1-3任一所述的电极组件,其特征在于,在设置有所述凹槽的所述极片中:
所述凹槽沿所述极片的第一方向的长度的范围为1mm-40mm;
和/或,所述凹槽沿所述极片的第二方向的长度的范围为1mm-30mm;
和/或,沿所述极片的第二方向,所述凹槽位于所述极片的中段,所述凹槽与所述极片的端部之间的距离,为所述极片的长度的1/3-2/3;
和/或,位于所述凹槽内的所述极耳,与位于所述凹槽处的所述活性物质层之间的距离范围为0.001mm-5mm;
和/或,所述极耳的厚度范围为0.01mm-1mm;
和/或,所述凹槽的槽深范围为0.01mm-0.2mm;
其中,所述第一方向和所述第二方向垂直。
11.一种电池,其特征在于,包括上述权利要求1-10任一所述的电极组件。
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CN202122842583.0U CN216288849U (zh) | 2021-11-18 | 2021-11-18 | 电极组件和电池 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2023088430A1 (zh) * | 2021-11-18 | 2023-05-25 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 电极组件和电池 |
WO2024055724A1 (zh) * | 2022-09-13 | 2024-03-21 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种电极组件和电池 |
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2021
- 2021-11-18 CN CN202122842583.0U patent/CN216288849U/zh active Active
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