CN216624343U - 集流体、极片和动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种集流体、极片和动力电池，所述集流体包括：绝缘层；金属层，所述金属层设置于所述绝缘层的至少一侧；导流层，所述导流层设置于所述金属层背离所述绝缘层的一侧，所述导流层包括至少一个导流件，所述导流件相对所述金属层的一侧露出。通过在金属层设置导流层，可以将导流件直接作为极耳，省去焊接极耳的工序，又或者将导流件与极耳进行焊接，这样都可以提高集流体的导流能力，减少内阻，并且方便焊接，提高生产效率。

Description

集流体、极片和动力电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其是涉及一种集流体、极片和动力电池。

背景技术

为提高动力电池的能量密度及安全性，有一种结构为两侧为金属材料层，中间夹着绝缘材料层的复合集流体逐渐受到关注。将多层复合集流体的极耳直接焊接，或者将多层相互交替叠在一起的复合集流体极耳和金属极耳进行焊接，极易导致复合集流体箔材收缩，内部夹层气化，焊接效果差。而粘贴极耳，则容易导致导流能力查，内阻大。

相关技术中，常采用的方法是使用两层金属极耳夹住一层复合集流体的极耳部分进行焊接，再将多层金属极耳分别与锂动力电池的正极极耳或负极极耳焊接在一起。但是每一片复合集流体的极耳部分都需要包覆并焊接两个金属极耳，这会增加动力电池的重量，降低动力电池的能量密度。此外，金属极耳再与锂动力电池的正极极耳或负极极耳进行焊接时，层数过多的金属极耳焊接会对焊头提出更高的要求，还会降低焊头的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种集流体，通过设置导流层及其导流件相对金属层露出，可以使导流件充当极耳或者导流件与极耳焊接，这样焊接方便且高效，同时还有效降低集流体的内阻。

本实用新型还提出了一种极片以及动力电池。

根据本实用新型第一方面实施例的集流体，所述集流体包括：绝缘层；金属层，所述金属层设置于所述绝缘层的至少一侧；导流层，所述导流层设置于所述金属层背离所述绝缘层的一侧，所述导流层包括至少一个导流件，所述导流件相对所述金属层的一侧露出。

根据本实用新型实施例的集流体，通过在金属层设置导流层及其导流件，可以将导流件直接作为极耳，这样可以省去焊接极耳的复杂工序，又或者可以将导流件与极耳进行焊接，这样都可以提高集流体的导流能力，减少内阻，并且焊接方便，有效提高生产效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述导流件为多个，多个所述导流件设置于所述金属层的外侧且间隔设置。

根据本实用新型的一些实施例，所述导流件为金属导流丝、金属导流片和金属导流棒中的一种。

根据本实用新型的一些实施例，所述导流件长度延伸方向与所述绝缘层的长度方向相同；和/或，所述导流件长度延伸方向与所述绝缘层的宽度方向相同。

根据本实用新型的一些实施例，所述金属层为两层，两层所述金属层设置于所述绝缘层的两侧；所述导流层为一层，所述导流层设置于任意一个所述金属层背离所述绝缘层的一侧；或，所述导流层为两层，两层所述导流层分别设置于两层所述金属层背离所述绝缘层的一侧。

根据本实用新型的一些实施例，所述导流件的一部分构成极耳。

根据本实用新型第二方面实施例的极片，包括：上述实施例的集流体；活性物质层，所述活性物质层设置于所述金属层背离所述绝缘层的一侧且包裹所述金属层。

根据本实用新型的一些实施例，极片还包括：极耳，所述极耳和所述导流件焊接连接。

根据本实用新型第三方面实施例的动力电池，包括：上述实施例的极片。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的集流体的结构示意图。

附图标记：

100、集流体；

10、金属层；20、导流件；30、活性物质层。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1描述根据本实用新型第一方面实施例的集流体100。集流体100包括：绝缘层、金属层10以及导流层。

其中，金属层10设置于绝缘层的至少一侧。如此设置，金属层10为导电层，可以起到传导电流的作用。其中，金属层10一般选用铜箔作为负极集流体100，铝箔作为正极集流体100。以及，绝缘层可以为基膜，质量较轻且拉伸性能好，可以与金属层10进行很好地粘接。

并且，导流层设置于金属层10背离绝缘层的一侧，导流层包括至少一个导流件20，导流件20相对金属层10的一侧露出。如此设置，导流件20相对金属层10露出的部分可以与极耳焊接结合，以使金属层10的电流汇集并通过导流件20传导，很好地取代了金属层10与极耳焊接的传统方式，有效避免了金属层10与极耳焊接导致集流体100箔材收缩，内部夹层气化，焊接效果差等问题，并且可以提高集流体100的导流能力，以及方便焊接。此外，导流件20相对金属层10露出的部分还可以作为极耳，既能增强导流效果，还可以省去焊接极耳的工序，节省了人力物力和能源消耗，极大地提高生产效率。

由此，通过在金属层10设置导流层及其导流件20，可以将导流件20直接作为极耳，以省去焊接极耳的复杂工序，或者可以将导流件20与极耳进行焊接，这样都可以提高集流体100的导流能力，同时避免了金属层10与极耳焊接而导致集流体100内部夹层气化，焊接效果差的问题，使得焊接工序变得简单高效，从而有效提高生产效率。

如图1所示，导流件20可以为多个，多个导流件20设置于金属层10的外侧，并且间隔设置。如此设置，将多个导流件20间隔设置在金属层10的外侧，可以使集流体100的电流通过多个导流件20进行高效且稳定的传导。此外，多个导流件20相对金属层10未露出的部分还可以互相连接，这样可以进一步增强导流效果以及加强金属层10表面的结构。当然，导流件20可以均匀分布或者非均匀分布，这样都可以提高集流体100的导流能力，并且不会对集流体100的卷绕造成影响。

进一步地，导流件20可以为金属导流丝、金属导流片和金属导流棒中的一种。如此设置，可根据不同的导流要求选择不同形状的导流件20，以及设置相应的数量。相比其它结构，金属导流丝、金属导流片和金属导流棒的结构简单，方便大量生产。当然，导流件20的结构并不局限于此，可根据实际情况进行合理设置。此外，导流件20可以选择各种适当的导电材料，例如，铜、铝、铜合金、铝合金等金属。

其中，当集流体100对导流效果要求较高时，导流件20的数量可以相对多一些，以及可以选用金属导流片和金属导流棒等电阻相对较小的导流件20。

并且，导流件20长度延伸方向与绝缘层的长度方向相同和导流件20长度延伸方向与绝缘层的宽度方向相同。也就是说，导流件20的长度可以沿着绝缘层的长度方向以及宽度方向进行延伸，如同大波浪状，同时满足导流件20相对金属层10露出，这样使得多个导流件20之间可以交错连接，极大地提高集流体100的内部导流能力，降低内阻，并且还可以增强金属层10表面的结构，使其具有较强的力学性和粘接性。

又或者，导流件20长度延伸方向与绝缘层的长度方向相同或者导流件20长度延伸方向与绝缘层的宽度方向相同。如此设置，导流件20的长度方向是从单一方向进行延伸的，具体参照图1所示，多个导流件20的长度方向沿着绝缘层的宽度方向进行延伸，这样的结构简单，在金属层10外侧铺设导流件20时更加方便，从而可以提高生产效率。

当然，金属层10可以为两层，两层金属层10分别设置于绝缘层的两侧。如此设置，即构成复合型的集流体100，以提高动力电池的能量密度和安全性。其中，导流层为一层，导流层设置于任意一个金属层10背离绝缘层的一侧，或者导流层为两层，两层导流层分别设置于两层金属层10背离绝缘层的一侧。也就是说，导流层可以设置在任意一个金属层10上，也可以分别设置在两层金属层10上，这样都能够有效解决金属层10与极耳焊接导致集流体100箔材收缩，内部夹层气化，降低注液效率以及焊接效果的问题，并且提高集流体100的导流能力。如果仅设置一层导流层，并且导流层设置在集流体100一侧的金属层10时，可以利用金属箔片将两侧的金属层10进行连接导通，这样既能实现良好的导流效果，又可以减少导流件20的使用，节约成本，并且方便焊接。不过，优选两层导流层分别设置在两层金属层10的设计，这样可以进一步地降低集流体100的电阻，增强集流体100的导流能力。

根据一种可选的实施例，导流件20的一部分构成极耳。也就是说，导流件20相对金属层10露出的部分可以作为极耳，以汇集金属层10的电流并进行传导。如此设置，可以省去焊接极耳的工序，节省了人力物力和能源消耗，并且避免了因虚焊或焊不上导致集流体100内阻不稳定的问题，从而可以提高集流体100的导流能力，减少内阻。以及，将导流件20的一部分作为极耳，并且间隔设置，这样在卷绕之后可以形成堆叠极耳，进一步提高导流件20与转接片之间的焊接效果。

根据本实用新型第二方面实施例的极片，极片包括：集流体100和活性物质层30，活性物质层30设置于金属层10背离绝缘层的一侧，并且包裹导流层。也就是说，导流层设置在活性物质层30和金属层10之间，并且活性物质层30对导流层可以起到很好的保护作用。即一方面可以使得导流层牢固地设置在金属层10上，另一方面可以起到防止电解液对导流层的腐蚀。具体地，在集流体100箔材涂覆活性物质的过程中，可以采用干法(或湿法)涂覆，将多个导流件20压在涂覆的浆料下，借助浆料中的胶将导流件20与集流体100箔材贴合在一起，从而起到良好的导流作用以及固定作用。此外，根据涂覆的活性物质不同可以分别制得正极集流体100和负极集流体100，并且正极集流体100和负极集流体100之间通过隔膜进行隔开，然后通过激光切割或剪裁的方式制成多个极片。其中，隔膜为绝缘材料，以起到绝缘保护作用。

并且，隔膜和绝缘层均可以由PP材质构成，PP材质的绝缘性能较好，即，两个金属层10之间可以完全绝缘，从而提升极片的使用性能和安全性。在制备隔膜和绝缘层时，可采用传统的制膜工艺进行生产，工艺较为简单，生产的成本较低。

另外，极片还包括：极耳，极耳和导流件20焊接连接。如此设置，导流件20相对绝缘层露出的部分可以与极耳进行焊接，取代了金属层10与极耳焊接的复杂方式，有效降低内阻且简化焊接工艺，同时还不会影响金属层10箔材的延展性，从而有效保证动力电池的注液效率以及提高动力电池的能量密度。并且，焊接方式可以为多种，可以是多个导流件20相对绝缘层露出的部分进行集中焊接，然后与极耳焊接，或者多个导流件20分别与极耳焊接，又或者每相邻的几个导流件20与极耳焊接，这样均可以实现极耳与导流件20的有效连接，从而降低内阻，提高集流体100的导流能力。其中，根据焊接方式的不同可以设置相应尺寸的导流件20以及极耳，以提高焊接效果以及导流能力。

此外，焊接方式可以是超声波焊接、激光焊接、摩擦焊接等，均可以实现焊接牢固，以保证集流体100的导流能力。

根据本实用新型第三面实施例的动力电池，动力电池包括：上述实施例的极片。如此，通过增加导流件20可以降低集流体100的内阻，从而有效提高动力电池的导流能力。

由此，通过在金属层10设置导流层及其导流件20，可以将导流件20直接作为极耳，以省去焊接极耳的复杂工序，或者可以将导流件20与极耳进行焊接，这样都可以提高集流体100的导流能力，并且避免了金属层10与极耳焊接而导致集流体100内部夹层气化，焊接效果差的问题，使得焊接工序简单高效，有效提高动力电池的生产效率和导流能力。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“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。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种集流体，其特征在于，包括：

绝缘层；

金属层，所述金属层设置于所述绝缘层的至少一侧；

导流层，所述导流层设置于所述金属层背离所述绝缘层的一侧，所述导流层包括至少一个导流件，所述导流件相对所述金属层的一侧露出。

2.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述导流件为多个，多个所述导流件设置于所述金属层的外侧且间隔设置。

3.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述导流件为金属导流丝、金属导流片和金属导流棒中的一种。

4.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述导流件长度延伸方向与所述绝缘层的长度方向相同；和/或，

所述导流件长度延伸方向与所述绝缘层的宽度方向相同。

5.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述金属层为两层，两层所述金属层设置于所述绝缘层的两侧；

所述导流层为一层，所述导流层设置于任意一个所述金属层背离所述绝缘层的一侧；或，

所述导流层为两层，两层所述导流层分别设置于两层所述金属层背离所述绝缘层的一侧。

6.根据权利要求1所述的集流体，其特征在于，所述导流件的一部分构成极耳。

7.一种极片，其特征在于，包括：

权利要求1-6中任一项所述的集流体；

活性物质层，所述活性物质层设置于所述金属层背离所述绝缘层的一侧且包裹所述金属层。

8.根据权利要求7所述的极片，其特征在于，还包括：极耳，所述极耳和所述导流件焊接连接。

9.一种动力电池，其特征在于，包括：权利要求8中所述的极片。

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