CN216698429U - 一种极片和电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种极片和电池，极片包括集流体和硬极耳，集流体的一端向外延伸形成有软极耳，集流体和软极耳均包括绝缘层、第一金属层和第二金属层，第一金属层和第二金属层分别设置在绝缘层相对的两面上。硬极耳位于软极耳上，且与软极耳的第一金属层焊接，并形成有焊接穿孔，焊接穿孔贯穿硬极耳和软极耳，且部分硬极耳通过焊接穿孔延伸至第二金属层，以使硬极耳与第一金属层连接。这样就使硬极耳与第一金属层和第二金属层均实现了导通，也即硬极耳与集流体之间实现了双面导通，从而有效提高了硬极耳与集流体之间的导电性，提高电芯内阻的一致性，提升了电池的性能。

Description

一种极片和电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种极片和电池。

背景技术

电池是一种将化学能转化为电能的元器件，在日常的生活和工作中具有非常广泛的应用。例如，锂离子电池，常应用于手机、相机、笔记本以及平板等各种电子设备中，以为电子设备提供电源。在人们的生活和工作中占据非常重要的地位。

锂离子电池主要包括集流体和硬极耳，其中，集流体上设置有活性物质，活性物质在电解液中能够发生化学反应而生成电能，集流体上具有软极耳，硬极耳通过软极耳与集流体电连接，以将电流引出。如软极耳为两面设置有导电层的结构，硬极耳通常焊接设置在软极耳的一侧，以实现电连接。

然而，硬极耳与软极耳一侧电性导通，使电芯内阻的一致性较差，降低了电池的性能。

实用新型内容

本实用新型提供一种极片和电池，以解决现有极片中，硬极耳与软极耳一侧导通，使电芯的内阻一致性较差，降低了电池性能的问题。

本申请第一方面提供一种极片，包括集流体和硬极耳，所述集流体一端具有向外延伸形成的软极耳，所述集流体和所述软极耳均包括绝缘层、第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和所述第二金属层分别设置在所述绝缘层相对的两面上；

所述硬极耳位于所述软极耳上，且与所述软极耳的所述第一金属层焊接，并形成有焊接穿孔，所述焊接穿孔贯穿所述硬极耳和所述软极耳，且部分所述硬极耳通过所述焊接穿孔延伸至所述第二金属层，以使所述硬极耳与所述第一金属层和所述第二金属层连接。

硬极耳位于第一金属层背向绝缘层的一侧上，可以实现硬极耳与第一金属层之间的导通。而通过在硬极耳和软极耳上形成贯穿的焊接穿孔，硬极耳的材质就可以通过焊接穿孔延伸至第二金属层上，从而实现硬极耳与第二金属层之间的导通，也就使硬极耳同时与第一金属层和第二金属层均实现导通，也即硬极耳与集流体之间实现了双面导通。从而有效提高了硬极耳与集流体之间的导电性，提高电芯内阻的一致性，提升了电池的性能。

在一种可能实现的方式中，所述焊接穿孔的直径大于等于0.1mm。

在一种可能实现的方式中，所述硬极耳和所述软极耳上形成有焊印区域，所述焊印区域内具有凹陷部，所述焊接穿孔位于所述凹陷部内。

在一种可能实现的方式中，所述焊接穿孔的面积与所述焊印区域面积的比值小于等于10％。

在一种可能实现的方式中，还包括保护层，且所述保护层位于所述第二金属层背向所述绝缘层的一侧，且与所述第二金属层焊接。

在一种可能实现的方式中，所述焊接穿孔贯穿所述保护层。

在一种可能实现的方式中，所述保护层的成型材质至少包括：铝、铜、镍、钢。

在一种可能实现的方式中，所述硬极耳的宽度为1mm-80mm，所述硬极耳的长度为5mm-100mm，所述硬极耳的厚度为0.01mm-1mm。

在一种可能实现的方式中，所述绝缘层的厚度小于等于20μm，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度均小于等于5μm；

所述软极耳的厚度为0.001-0.1mm，所述软极耳的宽度为2mm-80mm，所述软极耳的长度为3mm-20mm。

本申请第二方面提供一种电池，至少壳体、包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片设置在所述壳体内；

所述正极极片和所述负极极片中至少一个为上述任一所述的极片。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，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极片的俯视图；

图2为本申请实施例提供的一种未连接硬极耳的极片结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种极片的侧视图；

图4为图1中区域A的放大图；

图5为本申请实施例提供的一种焊印区域的实物图；

图6为本申请实施例提供的一种极片与保护层连接的侧视图。

附图标记说明：

100-极片

10-集流体；

11-软极耳；

12-绝缘层；

13-第一金属层；

14-第二金属层；

20-硬极耳；

21-极耳胶；

30-焊印区域；

31-凹陷部；

32-焊接穿孔；

40-活性物质；

50-保护层。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本申请实施例提供的一种极片的俯视图，图2为本申请实施例提供的一种未连接硬极耳的极片结构示意图，图3为本申请实施例提供的一种极片的侧视图，图4为图1中区域A的放大图。

本申请实施例提供的一种极片，参见图1所示，包括集流体10和硬极耳20，其中，结合图2所示，集流体10上可以设置有活性物质40，活性物质40在电解液中可以发生化学反应，从而生成电能，而硬极耳20可以与集流体10连接，以将电流引出。

具体的，集流体10的一端具有向外延伸形成的软极耳11，集流体10和软极耳11均包括有绝缘层12、第一金属层13和第二金属层14，并且，第一金属层13和第二金属层14设置在绝缘层12相对的两面上。

硬极耳20可以通过与软极耳11的焊接实现与集流体10的连接，具体的，参见图3所示，硬极耳20可以设置在软极耳11上，且硬极耳20可以位于第一金属层13背向绝缘层12的一侧上，并与第一金属层13焊接。

其中，结合图4所示，硬极耳20和软极耳11上还形成有焊接穿孔32，焊接穿孔32贯穿硬极耳20和软极耳11，并且部分硬极耳20通过焊接穿孔32延伸至第二金属层14，以使硬极耳20与第一金属层13和第二金属层14连接。

具体的，焊接穿孔32可以通过超声波焊接的方式在硬极耳20和软极耳11上形成。例如，在超声波焊接的过程中，使用极大的焊接参数，如焊接能量/振幅比常规铝箔焊接大50％以上，例如，硬极耳20与软极耳11之间可以通过频率为20KHz，功率为3KW的超声波焊接机进行焊接连接。其中，焊接参数可以为：振幅90％，压力1.8Mpa，能量60J。从而在硬极耳20和软极耳11上形成贯穿的焊接穿孔32，并且在形成焊接穿孔32的过程中，使部分硬极耳20延伸至第二金属层14，也就使硬极耳20与第二金属层14连接。

也即本申请实施例中，硬极耳20位于第一金属层13背向绝缘层12的一侧上，可以实现硬极耳20与第一金属层13之间的导通。而通过在硬极耳20和软极耳11上形成贯穿的焊接穿孔32，硬极耳20的材质就可以通过焊接穿孔32延伸至第二金属层14上，从而实现硬极耳20与第二金属层14之间的导通，也就使硬极耳20同时与第一金属层13和第二金属层14均实现导通，也即硬极耳20与集流体10之间实现了双面导通，有效提高了硬极耳20与集流体10之间的导通性，提高了电芯内阻的一致性，提升电池的性能。

当然，硬极耳20也可以设置在第二金属层14背向绝缘层12的一侧上，具体的，硬极耳20设置位置可以根据具体的场景需求选择设定。在本申请实施例中，以硬极耳20位于第一金属层13背向绝缘层12一侧上为例进行说明。

图5为本申请实施例提供的一种焊印区域的实物图。

在本申请实施例中，参见图4和图5所示，硬极耳20和软极耳11上还形成有焊印区域30，在焊印区域30内具有凹陷部31，焊接穿孔32可以位于凹陷部31内。具体的，焊印区域30是由焊头和焊座的相互挤压摩擦，而在硬极耳20和软极耳11上形成的印记，而凹陷部31是由凸起的焊头在硬极耳20和软极耳11上挤压而形成。当焊头与焊座之间的压力较大时，凸起的焊头就可以在凹陷部31的位置将硬极耳20和软极耳11刺穿，以形成焊接穿孔32，从而使硬极耳20与软极耳11的第二金属层14实现连接。

其中，根据焊头形状的不同，所形成的焊印区域30的形状也有所不同，例如，在本申请实施例中，焊头形状可以是矩形，所形成的焊印区域30可以为网格状，每个网格内具有一个凹陷部31，焊接穿孔32可以位于任意的凹陷部31内。或者，焊印区域30还可以是其他的形状，具体的，焊印区域30的形状可以根据具体的场景需求选择设定。

在本申请实施例中，焊接穿孔32的直径可以大于等于0.1mm，这样可以使硬极耳20很好的延伸至第二金属层14上，以实现硬极耳20与第二金属层14之间的导通，同时，该尺寸范围的焊接穿孔32不会对硬极耳20与软极耳11之间的连接强度产生不利影响，可以有效保证硬极耳20与软极耳11之间焊接连接可靠性和牢固性，提升硬极耳20与集流体10之间的导通性。

焊接穿孔32的数量可以是一个，或者，也可以是两个及以上，例如，在本申请实施例中，焊接穿孔32的数量可以是五个。

其中，焊接穿孔32的面积与焊印区域30的面积的比值可以小于等于10％，这样可以使硬极耳20能够更好的延伸至第二金属层14上，以使硬极耳20与第二金属层14之间更好导通。同时，还能够防止因焊接穿孔32的面积过大而影响硬极耳20与软极耳11之间的连接强度，进一步提高了硬极耳20与软极耳11之间连接的牢固性和可靠性，提高硬极耳20与集流体10之间的导通性。

其中，需要说明的是，焊接穿孔32的面积具体是指焊接穿孔32的总面积，也即，当焊接穿孔32的数量为多个时，多个焊接穿孔32的总面积之和与焊印区域30面积的比值小于等于10％。

其中，硬极耳20的成型材质可以为铝、铜、镍等材料，这些材料具有较好的导电性，能够有效提高硬极耳20与软极耳11之间的导通性。同时，还具有较好的延展性，能够使硬极耳20更好的延伸，以实现硬极耳20与软极耳11第二金属层14的连接，进一步提高硬极耳20与软极耳11之间双面导通的可靠性和稳定性。

硬极耳20的长度L1(参照图1所示)可以为5mm-100mm，宽度W1可以为1mm-80mm，厚度可以为0.01mm-1mm。例如，硬极耳20的厚度可以为0.1mm，宽度W1可以为8mm，该尺寸范围的硬极耳20可以更好的与软极耳11连接，提高硬极耳20与软极耳11之间连接的可靠性和稳定性。同时还能够方便硬极耳20与电池壳体连接，从而有效提高电池的稳定性和可靠性。

在硬极耳20上还可以设置有极耳胶21(参照图1所示)，极耳胶21可以用于辅助硬极耳20与其他结构之间的连接，极耳胶21具有较好的粘接性和密封性，能够对硬极耳20起到有效的粘接、保护的和密封作用。

其中，极耳胶21的宽度可以为3mm-85mm，长度可以为2mm-40mm，厚度可以为0.01mm-2mm。同时，极耳胶21的宽度可以大于硬极耳20的宽度，且极耳胶21的长度可以小于硬极耳20的长度，这样可以使极耳胶21更加方便粘接，从而有效提高极耳胶21的粘接效果和密封性。

在本申请实施例中，集流体10的中的绝缘层12的厚度可以小于等于20μm，第一金属层13和第二金属层14的厚度可以均小于等于5μm。

软极耳11的厚度范围可以为0.001mm-0.1mm，宽度W2(参照图1所示)范围可以为2mm-80mm，长度L2范围可以为3mm-20mm。该尺寸范围的软极耳11可以有效保证软极耳11与硬极耳20之间的焊接面积，提高硬极耳20与软极耳11之间连接的可靠性和牢固性，提升硬极耳20与集流体10之间的导通性。

图6为本申请实施例提供的一种极片与保护层连接的结构示意图。

参见图6所示，该极片100还包括有保护层50，保护层50位于与焊印区域30相对的位置，也即仅在焊印区域30相对的位置处设置有保护层50，且保护层50位于第二金属层14背向绝缘层12的一侧，并与第二金属层焊接。

通过保护层50还可以提高硬极耳20与软极耳11之间连接的可靠性和牢固性，从而进一步提升硬极耳20与集流体10之间导电的稳定性和可靠性。

其中，焊接穿孔32也可以同时贯穿了保护层50，保护层50可以通过焊接穿孔32延伸至第一金属层13和硬极耳20上，这样有助于进一步提高硬极耳20和第二金属层14之间的导通性。

其中，保护层50的成型材质可以为铝、铜、镍或钢等。这些材料具有较好的导电性和延展性，使保护层50可以更好的通过焊接穿孔32延伸至第一金属层13和硬极耳20上，从而有效提高硬极耳20和软极耳11之间的导通性。

本申请实施例还提供一种电池，该电池可以是锂离子电池，或者也可以是其他类型的电池，该电池可以应用于多种电子设备中，以为电子设备供电。

该电池至少包括壳体和电芯。其中，该电芯可以是卷绕式，或者，还可以是叠片式，电芯包括有正极极片和负极极片，其中，可以是仅正极极片包括有绝缘层12、第一金属层13和第二金属层14，或者，也可以是仅负极极片包括有绝缘层12、第一金属层13和第二金属层14，或者还可以是正极极片、负极极片均包括有绝缘层12、第一金属层13和第二金属层14。

其中，第一金属层13和第二金属层14的成型材质可以相同，例如，正极极片的第一金属层13和第二金属层14的成型材质可以为铝，负极极片的第一金属层13和第二金属层14的成型材质可以为铜。

正极极片和负极极片上均设置有硬极耳20，其中，可以是仅正极极片的软极耳11与硬极耳20上具有贯穿的焊接穿孔32，以实现正极极片与硬极耳20的连接，或者，也可以是仅负极极片的软极耳11与硬极耳20上具有贯穿的焊接穿孔32，以实现负极极片与硬极耳20的连接，或者，还可以是正极极片的软极耳11和负极极片的软极耳11均与对应的硬极耳20上具有贯穿的焊接穿孔32，以实现负极极片、负极极片与对应硬极耳20的连接。以下以正极极片与硬极耳20采用上述穿孔焊接方式，且电芯为卷绕式结构为例，对该电芯的成型过程进行详细说明。

首先，正极极片和负极极片可以通过搅拌、涂布、辊压以及分切等工艺制成。具体的，例如，正极极片的绝缘层12厚度可以为8μm，正极极片的第一金属层13和第二金属层14的厚度可以均为1μm，也即正极极片的总厚度为10μm。负极极片的绝缘层12厚度可以为3μm，负极极片的第一金属层13和第二金属层14的厚度可以均为1μm，也即负极极片的总厚度为5μm。

其次，在完成正极极片和负极极片的制作后，可以在正极极片的一侧边缘切割以形成凸出的软极耳11。其中，软极耳11的数量可以为两个及两个以上，例如，在正极极片上可以设置有七个软极耳11，七个软极耳11可以均匀分布在正极极片的边缘。具体的，一个软极耳11的宽度W2可以为10mm，长度L2可以为6mm，而软极耳11的厚度也就是正极极片的厚度，也即软极耳11的厚度为10μm。

再次，将制作完成正极极片和负极极片叠放在一起，并在正极极片和负极极片之间设置隔膜，以将正极极片和负极极片进行隔离。根据电芯的结构需求，可以将叠放的正极极片和负极极片进行卷绕，从而形成电芯。

此时，上述设置的软极耳11进过正极极片的卷绕后，会处于上下叠层的状态，硬极耳20可以设置在最外侧的一个软极耳11上，并通过穿孔焊接的方式与各个软极耳11实现连接。其中，硬极耳20的厚度可以为0.1mm，宽度W1可以为8mm。

在完成焊接后，硬极耳20与软极耳11的焊印区域30上可以形成五个焊接穿孔32，硬极耳20可以同时通过五个焊接穿孔32延伸至最外侧软极耳11的第二金属层14上和其余的软极耳11上，并与其余软极耳11的第一金属层13和第二金属层14实现导通，从而有效提高硬极耳20与集流体10之间的导通性。

在完成硬极耳20和软极耳11的焊接连接后，可以进行拉力测试，以验证硬极耳20与软极耳11之间连接的牢固性和可靠性。具体的，可以采用14N的拉力进行拉力测试，经过测试后，断裂的位置为焊印边缘的硬极耳20，而焊印区域30无明显断裂，也即硬极耳20与软极耳11之间的连接性以及导通性不受断裂的影响，满足硬极耳20与软极耳11之间连接性能的要求。

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。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，本文中使用的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成为一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以使两个元件内部的相连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。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种极片，其特征在于，包括集流体和硬极耳，所述集流体一端具有向外延伸形成的软极耳，所述集流体和所述软极耳均包括绝缘层、第一金属层和第二金属层，所述第一金属层和所述第二金属层分别设置在所述绝缘层相对的两面上；

所述硬极耳位于所述软极耳上，且与所述软极耳的所述第一金属层焊接，并形成有焊接穿孔，所述焊接穿孔贯穿所述硬极耳和所述软极耳，且部分所述硬极耳通过所述焊接穿孔延伸至所述第二金属层，以使所述硬极耳与所述第一金属层和所述第二金属层连接。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述焊接穿孔的直径大于等于0.1mm。

3.根据权利要求1或2所述的极片，其特征在于，所述硬极耳和所述软极耳上形成有焊印区域，所述焊印区域内具有凹陷部，所述焊接穿孔位于所述凹陷部内。

4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述焊接穿孔的面积与所述焊印区域面积的比值小于等于10％。

5.根据权利要求1或2所述的极片，其特征在于，还包括保护层，所述保护层位于所述第二金属层背向所述绝缘层的一侧，且与所述第二金属层焊接。

6.根据权利要求5所述的极片，其特征在于，所述焊接穿孔贯穿所述保护层。

7.根据权利要求1或2所述的极片，其特征在于，所述硬极耳的宽度为1mm-80mm，所述硬极耳的长度为5mm-100mm，所述硬极耳的厚度为0.01mm-1mm。

8.根据权利要求1或2所述的极片，其特征在于，所述绝缘层的厚度小于等于20μm，所述第一金属层和所述第二金属层的厚度均小于等于5μm；

所述软极耳的厚度为0.001-0.1mm，所述软极耳的宽度为2mm-80mm，所述软极耳的长度为3mm-20mm。

9.一种电池，其特征在于，至少包括壳体、正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片设置在所述壳体内；

所述正极极片和所述负极极片中至少一个为上述权利要求1-8任一所述的极片。

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