CN217387249U - 一种极芯、电池装置及电子设备 - Google Patents

一种极芯、电池装置及电子设备 Download PDF

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CN217387249U CN202220634032.7U CN202220634032U CN217387249U CN 217387249 U CN217387249 U CN 217387249U CN 202220634032 U CN202220634032 U CN 202220634032U CN 217387249 U CN217387249 U CN 217387249U
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龙剑文
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Abstract

本实用新型涉及一种极芯、电池装置以及电子设备。该极芯包括:第一极片,所述第一极片包括第一集流体、附着在所述第一集流体上的第一活性物质,在所述第一集流体上设置有未附着所述第一活性物质的至少一个第一空白区域;第二极片,所述第二极片包括第二集流体和附着在所述第二集流体上的第二活性物质;以及隔膜,所述隔膜位于所述第一极片和所述第二极片之间,在所述隔膜的与至少一个所述第一空白区域相对应的位置固定有第一绝缘胶层。

Description

一种极芯、电池装置及电子设备
技术领域
本实用新型涉及电源装置技术领域,更具体地,本实用新型涉及一种极芯、电池装置以及电子设备。
背景技术
锂离子电池具有能量密度高,电压高,安全环保等优点,广泛用于消费类电子产品,新能源汽车以及轨道交通等领域。随着锂离子电池的迭代发展,高电压、高能量密度以及快充技术是业内攻克的方向。在正、负极片上开槽并把极耳焊接在凹槽位置,可以消除极耳厚度的影响,减小电池的整体厚度,从而增加电池的能量密度。除此之外,凹槽设置在极片中间位置,可以降低欧姆阻抗,提高快充性能。
负极凹槽对应的正极区域容易引发析锂和短路风险,因此要进行绝缘保护,例如,对正极凹槽区域和负极凹槽对应的正极区域贴绝缘层,但绝缘层直接粘附在正极膜片上,使得高电压下,绝缘层中的粘结组分浸润电解液后容易被氧化,使得绝缘层变色、脱落,失去保护作用。另外,绝缘层受到粘合强度、膜片平整度的影响,不能完全隔绝绝缘区域里正极膜片的锂离子迁移,经常可以发现在极耳位置局部析锂。
因此,需要提供一种新的技术方案,以解决上述技术问题。
实用新型内容
本实用新型的一个目的是提供一种极芯的新技术方案。
根据本公开的一个方面,提供了一种极芯。该极芯包括:第一极片,所述第一极片包括第一集流体、附着在所述第一集流体上的第一活性物质,在所述第一集流体上设置有未附着所述第一活性物质的至少一个第一空白区域;第二极片,所述第二极片包括第二集流体和附着在所述第二集流体上的第二活性物质;以及隔膜,所述隔膜位于所述第一极片和所述第二极片之间,在所述隔膜的与至少一个所述第一空白区域相对应的位置固定有第一绝缘胶层。
可选地,所述第一极片为负极片,所述第一绝缘胶层位于所述隔膜的靠近所述第二极片一侧和/或靠近所述第一极片一侧。
可选地,在所述负极片上设置有负极凹槽,所述负极凹槽的底部为所述第一空白区域,在所述第一空白区域设置有第一极耳。
可选地,所述第一绝缘胶层覆盖所述负极凹槽。
可选地,所述第一绝缘胶层位于所述隔膜的靠近所述第二极片一侧;所述第一绝缘胶层为单面胶、高温胶或绝缘膜;或者所述第一绝缘胶层为双面胶或热熔胶,所述第一绝缘胶层包括粘附力强度不同的第一胶面和第二胶面,所述第一胶面与所述隔膜粘接,其中所述第一胶面的粘附力强度大于或等于所述第二胶面的粘附力强度。
可选地,在所述负极片上设置有两个负极凹槽,两个所述负极凹槽相对于所述第一集流体对称设置,在其中一个所述负极凹槽内设置有所述第一极耳,所述极芯还包括第二绝缘胶层,所述第二绝缘胶层设置在所述第一极耳上,所述第二绝缘胶层覆盖所述第一极耳;或者
在两个所述负极凹槽内均设置有所述第二绝缘胶层,所述第二绝缘胶层覆盖所述负极凹槽;或者
在所述第一活性物质层上设置有所述第二绝缘胶层,所述第二绝缘胶层覆盖所述负极凹槽。
可选地,所述第一绝缘胶层覆盖在所述第二绝缘胶层上。
可选地,在所述第二集流体上设置有未附着所述第二活性物质的至少一个第二空白区域,在所述隔膜的与至少一个所述第二空白区域相对应的位置固定有第三绝缘胶层。
可选地,所述第二极片为正极片,所述第三绝缘胶层位于所述隔膜的靠近所述第二极片一侧和/或靠近所述第一极片一侧。
可选地,在所述正极片上设置有正极凹槽,所述正极凹槽的底部为所述第二空白区域,在所述第一空白区域设置有第二极耳。
可选地,所述第三绝缘胶层覆盖所述正极凹槽。
可选地,所述第三绝缘胶层位于所述隔膜的靠近所述第二极片一侧;所述第三绝缘胶层为单面胶、高温胶或绝缘膜;或者所述第三绝缘胶层为双面胶或热熔胶,所述第三绝缘胶层包括粘附力强度不同的第三胶面和第四胶面,所述第三胶面与所述隔膜粘接,其中所述第三胶面的粘附力强度大于或等于所述第四胶面的粘附力强度。
可选地,所述第一空白区域沿宽度方向贯穿所述第一极片;或者所述第一活性物质在所述第一极片的宽度方向一侧设置有缺口,由所述缺口构成所述第一空白区域。
可选地,所述第二空白区域沿宽度方向贯穿所述第二极片;或者所述第二活性物质在所述第二极片的宽度方向一侧设置有缺口,由所述缺口构成所述第二空白区域。
根据本公开的第二个方面,提供了一种电池装置。该电池装置包括如前所述的极芯。
根据本公开的第三个方面,提供了一种电子设备。该电子设备包括上述所述的电池装置。
在本公开实施例中,通过在第一极片和第二极片之间的隔膜上设置第一绝缘胶层。一方面,设置在隔膜上的第一绝缘胶层可以避免锂金属在第一空白区域堆积形成枝晶;另一方面,第一绝缘胶层中与隔膜粘接的一面不直接与第一极片或第二极片接触,即至少存在一粘接面不直接与第一极片1或第二极片2接触,避免了在高电压下,第一绝缘胶层中与隔膜粘接的一面被氧化,使得第一绝缘胶层变色、脱落,最终失去保护作用。
此外,第一绝缘胶层与第二活性物质接触,能阻止导电物质从第二活性物质脱嵌。第一绝缘胶层中的粘性组分与隔膜接触并渗透到隔膜孔隙中,提高第一绝缘胶层与隔膜的粘合力,而且更有效阻隔电解液渗透,隔绝锂离子在隔膜中迁移,提高绝缘性。因此,第一绝缘胶层避免了第一集流体的第一空白区域产生导电物质析出的现象,进而避免了导电物质在第一空白区域逐渐累积形成的枝晶刺破隔膜。
通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述,本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
构成说明书的一部分的附图描述了本实用新型的实施例,并且连同说明书一起用于解释本实用新型的原理。
图1是根据本公开实施例电池装置的剖视图。
图2是根据本公开实施例电池装置局部剖视图。
图3是根据本公开实施例第二极片的俯视图。
图4是根据本公开实施例隔膜的俯视图。
图5根据本公开实施例第一极片的俯视图。
图6是根据本公开实施例第一极片、第二极片和隔膜的侧视图。
图7是对比例的示意图。
图8-图13是据本公开实施例贴胶示例图。
附图标记:
1、第一极片;101、第一集流体;102、第一活性物质;103、第一空白区域;104、第一极耳;105、负极凹槽;2、第二极片;201、第二集流体;202、第二活性物质;203、第二空白区域;204、第二极耳;205、正极凹槽;3、隔膜;4、第一绝缘胶层;5、第二绝缘胶层;6、第三绝缘胶层。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
根据本公开的一个实施例,提供了一种极芯。如图1所示,该极芯包括:第一极片1、第二极片2和隔膜3。极芯为卷绕结构或者叠片结构。
第一极片1包括第一集流体101、附着在第一集流体101上的第一活性物质102。在第一集流体101上设置有未附着第一活性物质102的至少一个第一空白区域103。
第二极片2包括第二集流体和附着在所述第二集流体201上的第二活性物质202。导电物质能在第一活性物质102和第二活性物质202之间迁移。
隔膜3位于第一极片1和第二极片2之间。在隔膜3的与至少一个第一空白区域103相对应的位置固定有第一绝缘胶层4。
例如,在充电或者放电过程中,导电物质从第二活性物质202脱嵌,并穿过隔膜3的孔隙,再嵌入第一活性物质102内。如果第一集流体101的表面局部未附着第一活性物质102,即形成第一空白区域103,则导电物质会附着在第一空白区域103。最终导电物质在第一空白区域103析出。例如,如图1所示,第一空白区域103为设置极耳,例如第一极耳104的区域或者第一极片的始端或者末端。
以锂离子电池为例,导电物质为锂离子,例如析锂现象为锂离子电池的一种损耗现象。在电池充电的过程中,锂离子会从正极片脱嵌并嵌入负极片。但是当出现第一空白区域103时,会造成从正极片脱嵌的锂离子无法嵌入第一活性物质102的时候,锂离子将析出在第一集流体101表面,锂离子被还原为锂金属,锂金属会在第一空白区域103堆积形成枝晶。
枝晶通常为尖刺状,这样在第一集流体101表面形成的枝晶在不断的生长堆积的过程中,尖刺状的枝晶会将正极片和负极片之间的隔膜3刺破,造成严重的电池使用安全隐患。
在本公开实施例中,通过在第一极片1和第二极片2之间的隔膜上设置第一绝缘胶层4。一方面,设置在隔膜上的第一绝缘胶层4可以避免锂金属在第一空白区域103堆积形成枝晶;另一方面,第一绝缘胶层4中与隔膜粘接的一面不直接与第一极片1或第二极片2接触,即至少存在一粘接面不直接与第一极片1或第二极片2接触,避免了在高电压下,第一绝缘胶层4中与隔膜粘接的一面被氧化,使得第一绝缘胶层4变色、脱落,最终失去保护作用。
此外,第一绝缘胶层4与第二活性物质202接触,能阻止导电物质从第二活性物质202脱嵌。第一绝缘胶层4中的粘性组分与隔膜3接触并渗透到隔膜3的孔隙中,提高第一绝缘胶层与隔膜的粘合力,而且更有效阻隔电解液渗透,隔绝锂离子在隔膜中迁移,提高绝缘性。因此,第一绝缘胶层4避免了第一集流体101的第一空白区域103产生导电物质析出的现象,进而避免了导电物质在第一空白区域103逐渐累积形成的枝晶刺破隔膜。
如图2所示,在第一极片1为负极片时,第一极片1包括第一集流体101、附着在第一集流体101上的第一活性物质102。
第一集流体101可以是铜箔,当然,也可以是其他合适的材料,在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
第一活性物质102可以是石墨材料,当然,也可以是其他合适的材料,在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
在第一集流体101上设置有未附着第一活性物质102的至少一个第一空白区域103。
例如,第一空白区域103可以位于第一集流体101的1/4-3/4处,该位置能够降低欧姆阻抗,提高电池装置快充的性能。当然,该第一空白区域103在第一集流体101上的位置在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
第一空白区域103可以通过激光清洗、间歇涂布或者剥胶的方式形成。
第一空白区域103的数量可以是一个,也可以是多个,该空白区域的开设数量在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
在第二极片2为正极片时,第二极片2包括第二活性物质202。第二活性物质202附着在第二集流体201上。
第二集流体201可以是铝箔,当然,也可以是其他合适的材料,在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
第二活性物质202可以是钴酸锂材料,当然,也可以是其他合适的材料,在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
导电物质能在第一活性物质102和第二活性物质202之间迁移。隔膜3位于第一极片1和第二极片2之间。
在充放电的过程中,锂离子在正、负极片之间往返嵌入和脱嵌。在充电时,锂离子从正极片的钴酸锂中脱嵌,经过电解质以及隔膜3嵌入负极片的石墨中,此时负极片处于富锂状态;在放电时则相反,位于石墨中的锂离子从负极片脱嵌,经过电解质和隔膜3,嵌入正极片的钴酸锂中,以使正、负极片之间形成电势差。
在隔膜3的与至少一个第一空白区域103相对应的位置固定有第一绝缘胶层4。
在第一集流体101上设置一个未附着第一活性物质102的第一空白区域103。在隔膜3与该第一空白区域103相对应的位置固定有第一绝缘胶层4。第一绝缘胶层4能够防止从正极片脱嵌的锂离子穿过隔膜3迁移至第一空白区域103产生析锂现象,避免了析锂现象产生的枝晶刺破隔膜3进而造成严重的电池使用安全隐患。
在一个例子中,如图4-图6所示,第一绝缘胶层4位于隔膜3的靠近第二极片2一侧和/或靠近第一极片1一侧。
例如,第一绝缘胶层4位于隔膜3的靠近第二极片2的一侧;或者
第一绝缘胶层4位于隔膜3的靠近第一极片1的一侧;或者
第一绝缘胶层4位于隔膜3的靠近第二极片2的一侧和靠近第一极片1一侧。
例如,将第一绝缘胶层4设置于隔膜3的靠近第一极片1的一侧。这样,能减少第一空白区域103析出导电物质的限制。但从第二极片2上脱嵌的锂离子仍然会穿过隔膜3,然后锂离子会迁移至靠近第一空白区域103的第一绝缘胶层4上,这样依然会存在第一空白区域103产生析锂现象的风险。
例如,在第一绝缘胶层4位于隔膜3的靠近第二极片2的一侧的条件下,电池装置卷绕时,第一绝缘胶层4能够在靠近第二极片2的一侧及时有效地将锂离子进行阻隔,使得从第二极片2上脱嵌的锂离子无法穿过隔膜3,进而也无法迁移至第一空白区域103,进一步地提高了第一绝缘胶层4的隔绝有效性。
例如,将第一绝缘胶层4设置于隔膜3的靠近第二极片2的一侧和靠近第一极片1一侧。这样能有效地避免导电物质例如锂离子穿过隔膜3,从而避免了在第一空白区域103出现析锂的现象。
当然,第一绝缘胶层4的设置位置在此不做限制,本领域技术人员能够根据实际需要选择。
在一个例子中,在所述负极片上设置有负极凹槽105。所述负极凹槽105的底部为所述第一空白区域103。在所述第一空白区域103设置有第一极耳104。
例如,可以通过激光清洗、间歇涂布或者剥胶的方式形成负极凹槽105。第一极耳104为铜箔。第一极耳104嵌入负极凹槽105内。通过超声焊接、激光焊接或电阻焊接等方式将第一极耳104焊接在第一空白区域103上。
在该例子中,负极凹槽105的设置使得第一极耳104的定位更准确。
第一绝缘胶层4的设置能避免导电物质在第一极耳104表面析出。
在一个例子中,所述第一绝缘胶层4覆盖所述负极凹槽105。
例如,第一绝缘胶层4的面积大于或等于第一空白区域103的面积。
第一绝缘胶层4的位置与第一空白区域103的位置相对。第一空白区域103在第一绝缘胶层4上的投影位于第一绝缘胶层4的范围内。这使得第一绝缘胶层4能够覆盖负极凹槽105。相比于第一绝缘胶层4未覆盖负极凹槽105的方式,这种设置方式能够防止导电物质穿过隔膜3,并到达第一空白区域103,能够避免在第一空白区域103出现导电物质析出的现象。
在一个例子中,在所述负极片上设置有两个负极凹槽105。两个所述负极凹槽105相对于所述第一集流体101对称设置。在其中一个所述负极凹槽105内设置有所述第一极耳104。极芯还包括第二绝缘胶层5。所述第二绝缘胶层5设置在所述第一极耳104上。所述第二绝缘胶层5覆盖所述第一极耳104;或者
在两个所述负极凹槽105内均设置有所述第二绝缘胶层5,所述第二绝缘胶层5覆盖所述负极凹槽105;或者
在所述第一活性物质102上设置有所述第二绝缘胶层5,所述第二绝缘胶层覆盖所述负极凹槽。
具体来说,第二绝缘胶层5设置于负极凹槽105内的第一极耳104上,并且第二绝缘胶层5覆盖第一极耳104,能有效地避免隔膜3被第一极耳104上的毛刺、焊点刺破。
也可以是,第二绝缘胶层5粘结在负极凹槽105内,并且第二绝缘胶层覆盖负极凹槽105。这种方式能避免第一极耳104上的毛刺、焊点以及第一集流体上的毛刺刺破隔膜3。
还可以是,第二绝缘胶层5粘结在第一活性物质102上,而不是粘结在第一极耳104上或者负极凹槽105内。第二绝缘胶层5覆盖第一极耳104。这种方式同样能避免第一极耳104上的毛刺、焊点以及第一集流体上的毛刺刺破隔膜3。
在一个例子中,第一绝缘胶层4覆盖在第二绝缘胶层5上。在该例子中,第一绝缘胶层4的面积大于或等于第二绝缘胶层5的面积。第一绝缘胶层4的位置与第二绝缘胶层5的位置相对应。第二绝缘胶层5在第一绝缘胶层4上的投影位于第一绝缘胶层4范围内。这使得第一绝缘胶层4能覆盖第二绝缘胶层5。这种设置方式,第一绝缘胶层4能更有效地阻止导电物质从第二极片2脱嵌,并到达第二绝缘胶层5,从而避免了在第二绝缘胶层5上析出导电物质。
进一步地,第二绝缘胶层5覆盖在第一极耳104所在的第一空白区域103上。例如,如图4-图5所示,第一空白区域103的宽度为m1,长度为m2。第一绝缘胶层4的宽度为a1,长度为a2。第二绝缘胶层5的宽度为b1,长度为b2。其中,长度为沿X轴方向的尺寸,宽度为沿Y轴方向的尺寸。第一绝缘胶层4和第二绝缘胶层5的长度比第一空白区域的长度大2mm以上。第一绝缘胶层4和第二绝缘胶层5的宽度比第一空白区域的宽度大2mm以上。即满足:
a1-b1≥0,a2-b2≥0;
a1-m1≥2mm,a2-m2≥2mm;
b1-m1≥2mm,b2-m2≥2mm;
第二绝缘胶层5能够完全覆盖第一空白区域103,这样能够有效地防止第一空白区域103内第一极耳104的焊点和第一极耳104的毛刺刺破隔膜3。第一绝缘胶层4能够完全覆盖第二绝缘胶层5,这样能够有效的防止第二极片2脱嵌的锂离子迁移至第二绝缘胶层5上和/或第一空白区域103产生导电物质析出,例如析锂现象,提高了极芯使用的安全性。
在一个例子中,如图3所示,在第二集流体201上设置有未附着第二活性物质202的至少一个第二空白区域203。在至少一个第二空白区域203设置有第二极耳204。在所述隔膜3的与至少一个所述第二空白区域203相对应的位置固定有第三绝缘胶层6。例如,第二空白区域203为设置极耳,例如第二极耳204的区域或者第二极片的始端或者末端。
第二空白区域203的数量可以是一个,也可以是多个,该第二空白区域203的开设数量在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
在该例子中,第三绝缘胶层6能防止第二集流体201的毛刺刺破隔膜3,从而保证了极芯的使用安全性能。
此外,第三绝缘胶层6中与隔膜粘接的一面不直接与第一极片或第二极片接触,即至少存在一粘接面不直接与第一极片1或第二极片2接触,避免了在高电压下,第三绝缘胶层6中与隔膜粘接的一面被氧化,使得第三绝缘胶层6变色、脱落,最终失去保护作用。
在一个例子中,如图2所示,所述第二极片2为正极片。所述第三绝缘胶层6位于所述隔膜3的靠近所述第二极片2一侧和/或靠近所述第一极片1一侧。
例如,第二集流体201可以是铝箔,当然,也可以是其他合适的材料,在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
第二活性物质202可以是钴酸锂材料,当然,也可以是其他合适的材料,在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
在第二集流体201上设置有未附着第二活性物质202的至少一个第二空白区域203。
例如,第二空白区域203可以位于第二集流体201的1/4-3/4处,该位置能够降低欧姆阻抗,提高电池装置快充的性能。当然,该第二空白区域在第二集流体201上的位置在此不做限制,本领域技术人员可以根据实际需要选择。
在第二空白区域203内设置有第二极耳204,能够消除第二极耳204厚度的影响,减小机芯的整体厚度,从而增加电池装置的能量密度。
在该例子中,所述第三绝缘胶层6位于所述隔膜3的靠近所述第二极片2一侧。在该侧的第三绝缘胶层6正对第二极耳204和第二空白区域203,这样,第三绝缘胶层6能有效地防止第二极耳204的毛刺、焊点和/或第二集流体的毛刺刺破隔膜3。
也可以是,所述第三绝缘胶层6位于所述隔膜3的靠近所述第一极片1一侧。第三绝缘胶层6也能防止上述的毛刺、焊点穿透隔膜3,并到达第一极片1。
还可以是,所述第三绝缘胶层6位于所述隔膜3的靠近所述第二极片2一侧和靠近所述第一极片1一侧。这种设置方式,两个第三绝缘胶层6能起到良好的防毛刺、焊点刺破隔膜3的效果。
在一个例子中,如图6所示,在所述正极片上设置有正极凹槽205。所述正极凹槽205的底部为所述第二空白区域203,在所述第一空白区域设置有第二极耳204。
例如,可以通过激光清洗、间歇涂布或者剥胶的方式形成正极凹槽205。第二极耳204嵌入负极凹槽105内。通过超声焊接、激光焊接或电阻焊接等方式将第二极耳204焊接在第二空白区域203上。
在该例子中,正极凹槽205的设置使得第二极耳204的定位更准确。
第三绝缘胶层6的设置能避免隔膜被刺破。
此外,在该例子中,第三绝缘胶层6的位置与第二极耳204的位置相对应。这样,第三绝缘胶层6能防止第二极耳204的毛刺、焊点和/或第二集流体201的毛刺刺破隔膜3,从而保证了极芯的使用安全性能。
在一个例子中,如图2所示,所述第三绝缘胶层覆盖所述正极凹槽205。
例如,第三绝缘胶层6的面积大于或等于第二空白区域203的面积。第三绝缘胶层6的位置与第二空白区域203位置相对。第二空白区域203在第三绝缘胶层6上的投影位于第三绝缘胶层6的范围内。这使得第三绝缘胶层6能够覆盖正极凹槽205。
这种设置方式,第三绝缘胶层6能有效地防止毛刺、焊点刺破隔膜3。例如,如图3-图4所示,第二空白区域203的长度为n2,宽度为n1;第三绝缘胶层的长度为d2,宽度为d1。其中,长度为沿X轴方向的尺寸,宽度为沿Y轴方向的尺寸。第三绝缘胶层6的长度比第二空白区域203的长度大2mm以上。第三绝缘胶层6的宽度比第二空白区域203的宽度大2mm以上。即满足:
d1-n1≥2mm,d2-n2≥2mm;
在该例子中,第三绝缘胶层能够完全覆盖第二空白区域203,这样能够有效的防止第二极耳204的焊点、毛刺和第二集流体的毛刺等刺破隔膜3,提高了极芯使用的安全性。
在一个例子中,所述第一绝缘胶层4位于所述隔膜3的靠近所述第二极片2一侧;所述第一绝缘胶层4为单面胶、高温胶或绝缘膜。或者
所述第一绝缘胶层4为双面胶或热熔胶。所述第一绝缘胶层4包括粘附力强度不同的第一胶面和第二胶面,所述第一胶面与所述隔膜粘接,其中所述第一胶面的粘附力强度大于或等于所述第二胶面的粘附力强度。
所述第三绝缘胶层位于所述隔膜的靠近所述第二极片一侧;所述第三绝缘胶层为单面胶、高温胶或绝缘膜;或者所述第三绝缘胶层为双面胶或热熔胶,所述第三绝缘胶层包括粘附力强度不同的第三胶面和第四胶面,所述第三胶面与所述隔膜粘接,其中所述第三胶面的粘附力强度大于等于所述第四胶面的粘附力强度。
在第一绝缘胶层4为单面胶、高温胶或绝缘膜的条件下,第一绝缘胶层4仅有一面有粘附作用,即第一绝缘胶层4不与第二极片粘接,在高电压下,第一绝缘胶层4由于不接触高电压,就不会被氧化而失去保护作用。在第一绝缘胶层4为双面胶或者热熔胶时,第一胶面为具有强粘附作用的一面,即第一绝缘胶层4与隔膜的粘接强度大于第一绝缘胶层4与第二极片的粘接强度;或者,第一绝缘胶层4与隔膜的粘接强度等于第一绝缘胶层4与第二极片的粘接强度,在高电压下,即使第二胶面中的粘结组分浸润电解液后容易被氧化,使得第二胶面变色、脱落,失去保护作用,而第一胶面由于不接触高电压,就不会被氧化而失去保护作用。
同样地,在第三绝缘胶层6为单面胶、高温胶或绝缘膜的条件下,第三绝缘胶层6仅有一面有粘附作用,即第三绝缘胶层6不与第二极片粘接,在高电压下,第三绝缘胶层6由于不接触高电压,就不会被氧化而失去保护作用。在第三绝缘胶层6为双面胶或者热熔胶时,第三胶面为具有强粘附作用的一面,即第三绝缘胶层6与隔膜的粘接强度大于第三绝缘胶层6与第二极片的粘接强度;或者,第三绝缘胶层6与隔膜的粘接强度等于第三绝缘胶层6与第二极片的粘接强度,在高电压下,即使第四胶面中的粘结组分浸润电解液后容易被氧化,使得第三胶面变色、脱落,失去保护作用,而第一胶面由于不接触高电压,就不会被氧化而失去保护作用。
其中,高温胶为在电池装置高温运行下保持粘性的胶。绝缘膜为通过涂敷-固化的方法使得液态胶黏剂在相应区域固化而形成的胶膜。
例如,单面胶、双面胶、高温胶或者热熔胶为以高分子材料为基底且涂敷丙烯酸树脂胶黏剂、SBR胶黏剂、SIS胶黏剂等粘性组分的胶。本领域技术人员可以根据实际需要选择基底以及粘性组分的材质。
当然,第一绝缘胶层4、第三绝缘胶层6的材质不限于上述实施例,本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。
在一个例子中,第一空白区域103沿宽度方向贯穿第一极片1。或者
第一活性物质102在第一极片1的宽度方向一侧设置有缺口。由缺口构成第一空白区域103。
在该例子中,宽度方向为Y轴方向。负极凹槽105可以是沿宽度方向贯穿第一极片1。
也可以是,第一活性物质102在第一极片1的宽度方向一侧设置有缺口,由缺口构成第一空白区域103。即:负极凹槽105并未贯穿第一极片。
这样能够使得在第一空白区域103可以正常设置第一极耳104的条件下,在第一极片1上形成的第一空白区域103的周围能够仍然保留部分活性物质,进而能够嵌入迁移来的锂离子,减少了析锂现象产生的风险。
此外,保留的部分活性物质仍然能够发生锂离子迁移反应,提高了极芯的能量密度。
在一个例子中,第二空白区域203沿宽度方向贯穿第二极片2。或者第二活性物质202在第二极片2的宽度方向一侧设置有缺口。由缺口构成第二空白区域203。
在该例子中,正极凹槽205可以是沿宽度方向贯穿第二极片2。
也可以是,第二活性物质202在第二极片2的宽度方向一侧设置有缺口,由缺口构成第二空白区域203;即:正极凹槽205并未贯穿第二极片2。
这样能够使得在第二空白区域203可以正常设置第二极耳204的条件下,在第二极片2上形成的第二空白区域203的周围能够仍然保留部分活性物质,进而能够嵌入迁移来的锂离子,减少了析锂现象产生的风险。
此外,保留的部分活性物质仍然能够发生锂离子迁移反应,提高了极芯的能量密度。
<对比例>
如图7所示,在该例子中,第二极片2为正极片,在正极凹槽205内未粘贴第三绝缘胶层,相比于实施例1,该极芯的防穿刺效果差。
<实施例1>
如图8所示,在该例子中,第二极片2为正极片,第三绝缘胶层6设置在隔膜3的与第二极耳204相对应的位置,且第三绝缘胶层6的长度和宽度均比正极凹槽205的长度和宽度大。例如,第三绝缘胶层6的长度比正极凹槽205的长度大2mm。第三绝缘胶层6的宽度比正极凹槽205的宽度大2mm。该极芯由于设置了第三绝缘胶层6,故能有效防止第二极耳204的毛刺、焊点刺破隔膜3。
<实施例2>
如图9所示,在该例子中,第一极片1为负极片,第二绝缘胶层5设置于第一极耳104上和第一极片1的与第一极耳104的相背的一侧,即第二绝缘胶层5覆盖两个负极凹槽105。第二绝缘胶层5的长度和宽度均比负极凹槽105的长度和宽度大。例如,均大2mm。该极芯由于设置了第二绝缘胶层5,故防止第一极耳104的焊点、毛刺刺破隔膜3的效果良好。
<实施例3>
如图10所示,在该例子中,第一极片1为负极片,第一绝缘胶层4位于隔膜3的靠近第二极片2的一侧。但第一绝缘胶层4的长度和宽度均小于负极凹槽105的长度和宽度,例如均小2mm。在该例子中,第一绝缘胶层4虽然未完全覆盖第一空白区域103,但相比于未设置第一绝缘胶层4的方式,在负极凹槽105内析锂的现象显著减少。
<实施例4>
如图11所示,在该例子中,第一极片1为负极片,第二绝缘胶层5设置在第一极耳104上和第一极片1的与第一极耳104的相背的一侧,即覆盖两个负极凹槽105。第一绝缘胶层4设置在隔膜3的与第一极耳104相对应的位置,即第二绝缘胶层5覆盖两个负极凹槽105。第一绝缘胶层4的长度和宽度小于第一空白区域103的长度和宽度。在该例子中,由于极芯设置了第二绝缘胶层5,故防止第一极耳104的焊点、毛刺刺破隔膜3的效果良好。极芯设置了第一绝缘胶层4。第一绝缘胶层4虽然未完全覆盖第一空白区域103,但相比于未设置第一绝缘胶层4的方式,在负极凹槽105内或者第二绝缘胶层5上析锂的现象显著减少。
<实施例5>
如图12所示,在该例子中,第一极片1为负极片,第一绝缘胶层4设置在隔膜3的与第一极耳104相对应的位置,即第一绝缘胶层4覆盖两个负极凹槽105。第一绝缘胶层4的长度和宽度均大于第一空白区域103的长度和宽度,例如均大2mm。在该例子中,由于极芯设置有第一绝缘胶层4,且第一绝缘胶层4完全覆盖了负极凹槽105,并且第一绝缘胶层4位于隔膜3的靠近第二极片2一侧,故在第一空白区域103内未出现析锂的现象。
<实施例6>
如图13所示,在该例子中,第一极片1为负极片,第一绝缘胶层4设置在隔膜3的与第一极耳104相对应的位置。第二绝缘胶层5设置于第一极耳104上和第一极片1的与第一极耳104的相背的一侧,即第二绝缘胶层5覆盖两个负极凹槽105。第一绝缘胶层4覆盖第二绝缘胶层5。第二绝缘胶层5的长度和宽度均大于第一空白区域103的长度和宽度,例如均大2mm。第一绝缘胶层4的长度和宽度均大于第二绝缘胶层5的长度和宽度,例如均大2mm。
在该例子中,由于极芯设置有第一绝缘胶层4,且第一绝缘胶层4完全覆盖了负极凹槽105,并且第一绝缘胶层4位于隔膜3的靠近第二极片2一侧,故第一空白区域103内未出现析锂的现象。
此外,该极芯由于设置了第二绝缘胶层5,故防止第一极耳104的焊点、毛刺刺破隔膜3的效果良好。
此外,由于第一绝缘胶层4的长度和宽度均比第二绝缘胶层5的长度和宽度大,故能够防止在第二绝缘胶层5上析锂。
根据本公开的另一个实施例,提供了一种电池装置。该电池装置包括如前所述的极芯。电池装置可以是但不限于锂离子电池、钠离子电池、镍氢电池、镍镉电池等。
该电池装置包括壳体和极芯。极芯设置在壳体内。该电池装置具有安全性能优良的特点。
根据本公开的又一个实施例,提供了一种电子设备。该电子设备包括上述电池装置。
例如,电子设备可以是车辆、手机、耳机、电子笔、VR、AR等,在此不做限制,本领域技术人员可以依据实际需要选择。
该电子设备具有安全系数高的特点。
上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
虽然已经通过示例对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (16)

1.一种极芯,其特征在于,包括:
第一极片,所述第一极片包括第一集流体、附着在所述第一集流体上的第一活性物质,在所述第一集流体上设置有未附着所述第一活性物质的至少一个第一空白区域;
第二极片,所述第二极片包括第二集流体和附着在所述第二集流体上的第二活性物质;以及
隔膜,所述隔膜位于所述第一极片和所述第二极片之间,在所述隔膜的与至少一个所述第一空白区域相对应的位置固定有第一绝缘胶层。
2.根据权利要求1所述的极芯,其特征在于,所述第一极片为负极片,所述第一绝缘胶层位于所述隔膜的靠近所述第二极片一侧和/或靠近所述第一极片一侧。
3.根据权利要求2所述的极芯,其特征在于,在所述负极片上设置有负极凹槽,所述负极凹槽的底部为所述第一空白区域,在所述第一空白区域设置有第一极耳。
4.根据权利要求3所述的极芯,其特征在于,所述第一绝缘胶层覆盖所述负极凹槽。
5.根据权利要求4所述的极芯,其特征在于,所述第一绝缘胶层位于所述隔膜的靠近所述第二极片一侧;所述第一绝缘胶层为单面胶、高温胶或绝缘膜;或者所述第一绝缘胶层为双面胶或热熔胶,所述第一绝缘胶层包括粘附力强度不同的第一胶面和第二胶面,所述第一胶面与所述隔膜粘接,其中所述第一胶面的粘附力强度大于或等于所述第二胶面的粘附力强度。
6.根据权利要求5所述的极芯,其特征在于,在所述负极片上设置有两个负极凹槽,两个所述负极凹槽相对于所述第一集流体对称设置,在其中一个所述负极凹槽内设置有所述第一极耳,所述极芯还包括第二绝缘胶层,所述第二绝缘胶层设置在所述第一极耳上,所述第二绝缘胶层覆盖所述第一极耳;或者
在两个所述负极凹槽内均设置有所述第二绝缘胶层,所述第二绝缘胶层覆盖所述负极凹槽;或者
在所述第一活性物质上设置有所述第二绝缘胶层,所述第二绝缘胶层覆盖所述负极凹槽。
7.根据权利要求6所述的极芯,其特征在于,所述第一绝缘胶层覆盖在所述第二绝缘胶层上。
8.根据权利要求1至7任一项所述的极芯,其特征在于,在所述第二集流体上设置有未附着所述第二活性物质的至少一个第二空白区域,在所述隔膜的与至少一个所述第二空白区域相对应的位置固定有第三绝缘胶层。
9.根据权利要求8所述的极芯,其特征在于,所述第二极片为正极片,所述第三绝缘胶层位于所述隔膜的靠近所述第二极片一侧和/或靠近所述第一极片一侧。
10.根据权利要求9所述的极芯,其特征在于,在所述正极片上设置有正极凹槽,所述正极凹槽的底部为所述第二空白区域,在所述第一空白区域设置有第二极耳。
11.根据权利要求10所述的极芯,其特征在于,所述第三绝缘胶层覆盖所述正极凹槽。
12.根据权利要求11所述的极芯,其特征在于,所述第三绝缘胶层位于所述隔膜的靠近所述第二极片一侧;所述第三绝缘胶层为单面胶、高温胶或绝缘膜;或者所述第三绝缘胶层为双面胶或热熔胶,所述第三绝缘胶层包括粘附力强度不同的第三胶面和第四胶面,所述第三胶面与所述隔膜粘接,其中所述第三胶面的粘附力强度大于或等于所述第四胶面的粘附力强度。
13.根据权利要求1所述的极芯,其特征在于,所述第一空白区域沿宽度方向贯穿所述第一极片;或者,所述第一活性物质在所述第一极片的宽度方向一侧设置有缺口,由所述缺口构成所述第一空白区域。
14.根据权利要求8所述的极芯,其特征在于,所述第二空白区域沿宽度方向贯穿所述第二极片;或者
所述第二活性物质在所述第二极片的宽度方向一侧设置有缺口,由所述缺口构成所述第二空白区域。
15.一种电池装置,其特征在于,包括如权利要求1-14中的任一项所述的极芯。
16.一种电子设备,其特征在于,包括如权利要求15所述的电池装置。
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