CN216648358U - 一种极片以及电芯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于极片技术领域，尤其涉及一种极片以及电芯结构，包括集流体和相变材料层，所述集流体至少一侧面设置有空箔区，所述相变材料层设置于一侧面或两侧面的空箔区。本实用新型的一种极片，直接在集流体表面设置相变材料层，使极片具有温度自调节功能，避免温度过高或过低对极片造成的损坏，提高极片安全性能和使用寿命。

Description

一种极片以及电芯结构

技术领域

本实用新型属于极片技术领域，尤其涉及一种极片以及电芯结构。

背景技术

锂离子电池一般包含，正极，负极，隔膜，电解液，铝塑膜。温度对电池的性能和寿命有很大的影响，通常环境温度过高或过低都会影响电芯充放电循环寿命。一方面，锂离子电池在充放电的过程中会产生一定的热量，特别是在大电流充放电的过程中会在锂离子电池内部产生大量的热量。另一方面，环境温度过低，充电倍率大，负极易析锂，循环寿命降低同时还会有安全隐患。

储能相变材料(PCM)是指温度不变的情况下而改变物质状态并能提供潜热的物质。转变物理性质的过程称为相变过程，这时相变材料将吸收或释放大量的潜热。传统相变储能材料(PCM)电芯热管理方式通常是在电池外壳表面覆盖PCM片来达到对电池散热的目的，电芯本身不具备温度调节功能，而且仅在外表面进行散热一层层的热传递效率降低，不能根本的改善电芯温度，因此，亟需一种解决上述问题的技术方案。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种极片，直接在集流体表面设置相变材料层，使极片具有温度自调节功能，避免温度过高或过低对极片造成的损坏，提高极片安全性能和使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种极片，包括集流体和相变材料层，所述集流体至少一侧面设置有空箔区，所述相变材料层设置于一侧面或两侧面的空箔区。

作为本实用新型的一种极片的一种改进，所述相变材料层的厚度为150～300微米。

作为本实用新型的一种极片的一种改进，所述极片还包括隔离固定层，所述隔离固定层设置于相变材料层的外表面。

作为本实用新型的一种极片的一种改进，所述隔离固定层为陶瓷层或胶纸层。

作为本实用新型的一种极片的一种改进，所述隔离固定层的厚度为100～500微米。

作为本实用新型的一种极片的一种改进，所述空箔区包括第一空箔区和第二空箔区，所述集流体的一侧设置有第一空箔区，所述集流体的另一侧设置有第二空箔区，所述第一空箔区的长度大于所述第二空箔区的长度。

作为本实用新型的一种极片的一种改进，所述集流体的一侧面设置有第一涂覆区，所述集流体的另一侧面设置有第二涂覆区，所述第一涂覆区设置有第一活性物质层，所述第二涂覆区设置有第二活性物质层。

作为本实用新型的一种极片的一种改进，所述第一活性物质层和/或第二活性物质层的厚度为30～150微米。

作为本实用新型的一种极片的一种改进，所述集流体的厚度为5～20微米。

本实用新型的另一目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种电芯结构，极片具有温度自调节功能，高温时吸热降温，低温时相变放热，避免温度过高或过低对极片造成的损坏，提高电芯结构安全性能和使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电芯结构，包括正极片、负极片、隔膜，所述隔膜分隔所述正极片和所述负极片，所述正极片和/或负极片为上述极片中任一种极片。

相对于现有技术，本实用新型的有益效果在于：本实用新型的一种极片，直接在集流体表面设置相变材料层，使极片具有温度自调节功能，避免温度过高或过低对极片造成的损坏，提高极片安全性能和使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图之一。

图2是本实用新型的结构示意图之二。

图3是本实用新型的结构示意图之三。

图4是本实用新型的结构示意图之四。

图5是本实用新型的结构示意图之五。

图6是本实用新型的结构示意图之六。

其中：1、集流体；2、活性物质层；3、相变材料层；4、隔离固定层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。

如图1至图6所示，本实施例的一种极片，包括集流体1和相变材料层3，所述集流体1至少一侧面设置有空箔区，所述相变材料层设置于一侧面或两侧面的空箔区。上述包括三种结构的极片：集流体1的一侧面设置有空箔区，集流体1的另一侧面设置活性材料层，空箔区设置有相变材料层3；集流体1的两侧面设置有空箔区，相变材料层3设置于空箔区的一侧，另一侧的空箔区留空；集流体1的两侧面设置有空箔区，相变材料层3设置于空箔区的两侧。

传统相变储能材料(PCM)电芯热管理方式通常是在电池外壳表面覆盖PCM片来达到对电池散热的目的，电芯本身不具备温度调节功能，而且仅在外表面进行散热一层层的热传递效率降低，不能根本的改善电芯温度。本实用新型的极片直接在集流体1的空箔区设置相变材料层3，能够快速有效地对集流体1的温度进行调节，提高极片对抗高负荷热冲击的能力，保证电池运行的可靠性和稳定性，使电子器件可以在低温的环境中不经预热便能正常工作。极片工作时，当集流体1的温度过高时，相变材料能够吸收热量，使集流体1快速降低，保证集流体1在适宜的温度下工作；当集流体1的温度过低达到相变材料的相变温度时，相变材料发生相变并放出热量，为集流体1提供热量，使集流体1快速恢复至正常的温度，保证集流体1的工作温度。如图1至图3所示，本实用新型的极片中相变材料层3可以设置于集流体1的长空箔区的一侧或设置于集流体1的短空箔区的一侧或者设置于集流体1的两侧空箔区。

本实用新型的相变材料层3的150～300微米。优选地，相变材料层3的厚度为150微米。

本实用新型的极片还包括隔离固定层4，所述隔离固定层4设置于相变材料层3的外表面。隔离固定层4涂覆在相变材料层3的表面，用于将相变材料层3进行固定，同时，能够隔离相变材料层3和电解液，防止相变材料层3中材料与电解液发生反。优选地，所述隔离固定层4为陶瓷层或胶纸层。陶瓷层中填充陶瓷(AT9)。软纸层为常规软包电池用胶纸。优选地，所述隔离固定层4的厚度为200微米。如图4至图6所示，隔离固定层4根据相变材料层3的设置，隔离固定层4可以设置于集流体1的一侧或两侧。

本实施例空箔区包括第一空箔区和第二空箔区，第一空箔区的长度大于所述第二空箔区的长度。集流体1的一侧设置有长的空箔区，另一侧设置有短的空箔区，所述相变材料层3可以设置于长的空箔区或短的空箔区或者设置于两侧的空箔区。

本实施例所述集流体1的一侧面设置有第一涂覆区，所述集流体1的另一侧面设置有第二涂覆区，所述第一涂覆区设置有第一活性物质层2，所述第二涂覆区设置有第二活性物质层2。优选地，所述第一活性物质层2和第二活性物质层2的厚度为120微米。

本实施例集流体1的厚度为16微米。

一种电芯结构，包括正极片、负极片、隔膜，所述隔膜分隔所述正极片和所述负极片的，所述正极片和所述负极片均为上述具有温度自调节功能的极片，极片自身具有温度调节功能，大大提高极片高负荷热冲击的功能，高温时吸热降温，低温时相变放热，避免温度过高或过低对极片造成的损坏，提高电芯结构安全性能和使用寿命。

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 (10)

1.一种极片，其特征在于，包括集流体和相变材料层，所述集流体至少一侧面设置有空箔区，所述相变材料层设置于一侧面或两侧面的空箔区。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述相变材料层的厚度为150～300微米。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片还包括隔离固定层，所述隔离固定层设置于所述相变材料层的外表面。

4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述隔离固定层为陶瓷层或胶纸层。

5.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述隔离固定层的厚度为100～500微米。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述空箔区包括第一空箔区和第二空箔区，所述集流体的一侧设置有第一空箔区，所述集流体的另一侧设置有第二空箔区，所述第一空箔区的长度大于所述第二空箔区的长度。

7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体的一侧面设置有第一涂覆区，所述集流体的另一侧面设置有第二涂覆区，所述第一涂覆区设置有第一活性物质层，所述第二涂覆区设置有第二活性物质层。

8.根据权利要求7所述的极片，其特征在于，所述第一活性物质层和/或第二活性物质层的厚度为30～150微米。

9.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体的厚度为5～20微米。

10.一种电芯结构，其特征在于，包括正极片、负极片、隔膜，所述隔膜分隔所述正极片和所述负极片，所述正极片和/或负极片为权利要求1-9中任一种极片。

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