CN217544655U - 一种极片及电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种极片及电池，所述极片包括集流体、位于所述集流体上的活性层和极耳，所述活性层设置有极耳安装槽，所述极耳设置在所述极耳安装槽内；其特征在于，所述活性层包括第一活性层和第二活性层，所述第一活性层位于所述极耳安装槽外，所述极耳安装槽内至少部分覆盖有第二活性层。所述电池包括正极片、隔膜、负极片，所述正极片、隔膜、负极片按顺序层叠或层叠后卷绕；所述正极片和/或负极片采用所述极片。所述极片极耳安装槽范围内的部分或全部区域留有活性层，在尽可能不增加极耳安装槽范围内的极片厚度的前提下，使集流体不容易在清洗过程中被击穿，提高极片生产的合格率。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池生产技术领域，具体涉及一种极片及电池。
背景技术
软包电池，就是使用了铝塑膜作为包装材料的电池，在新能源汽车、数码设备得到普及的现代社会，软包电池以其安全性较高得到广泛应用。而软包锂电池只是液态锂离子电池套上一层聚合物外壳，因其在结构上采用柔性的铝塑膜进行包装，在发生安全隐患的情况下，也不会发生爆炸，作为包装材料的铝塑膜会发生形变或开裂，以降低电池内部压力。
软包电池的电芯通常由正极片、负极片卷绕而成，在电池极片的生产中，为提高电芯密度，在有限的空间内提供更高的电池容量，需要在极片上设置凹槽，以提供正、负极耳的安装位置，使极耳嵌入凹槽中，消除部分极耳厚度的影响，通常，设置凹槽的方法是采用激光或者毛刷等方式对极片进行清洗，形成一个或多个不带活性物质的空箔区域作为极耳安装槽。为满足焊接质量要求，行业内对于凹槽内集流体表面破损、穿孔和残留等外观标准有明确严格的要求，一般要求在一个凹槽区域的集流体穿孔要在不得超过5个，残留和破损面积不大于0.5mm2甚至更小。在实际稳定生产过程中发现，清洗不良的极片占比达到1％左右，如果是小批量型号生产或者频繁切换型号的样品制作，该比例甚至会达3％甚至更高，使得生产成本增加。此外，设备需要频繁的清洁、保养和维护，也额外增加了人工和维护成本，同时造成了产能损失。如此严格的工艺条件下，在保证产能和稳定性的同时还需要满足各种自动化功能和控制精度要求，成本大幅提高。
实用新型内容
本实用新型的第一目的旨在提供一种极片，降低极耳安装槽清洗要求，以降低生产成本。本实用新型的第一目的由以下技术方案实现：
一种极片，包括集流体、位于所述集流体上的活性层和极耳，所述活性层设置有极耳安装槽，所述极耳设置在所述极耳安装槽内；其特征在于，所述活性层包括第一活性层和第二活性层，所述第一活性层位于所述极耳安装槽外，所述极耳安装槽内至少部分覆盖有第二活性层。
上述技术方案中，所述极片进行辊压后再进行清洗，部分活性层的活性物质嵌入所述集流体中，再进行极耳安装槽清洗时能在所述极耳安装槽范围内的部分或全部区域留有活性层，在尽可能不增加极耳安装槽范围内的极片厚度的前提下，使集流体不容易在清洗过程中被击穿，提高极片生产的合格率。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二活性层覆盖所述极耳安装槽的面积占所述极耳安装槽的面积不小于30％。
作为本实用新型的进一步改进，所述极耳在所述极片的厚度方向上的投影和第二活性层在所述极片的厚度方向上的投影全部或部分重合。
作为本实用新型的进一步改进，所述极耳安装槽范围内的极片厚度为极耳安装槽范围外的极片上的一面设置活性层的区域的极片厚度的80％-120％，和/或
为极耳安装槽范围外的极片上的双面设置活性层的区域的极片厚度的55％-95％。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二活性层上包括有若干个凸起和凹陷，其中，所述凸起的最高点和所述凹陷的最低点之间的厚度差为2μm-30μm。
作为本实用新型的进一步改进，所述集流体包括相对设置的第一侧面和第二侧面；
所述活性层设置在所述集流体的两侧表面上；
所述极片包括在所述第一侧面上设置有活性层的第一涂覆区和分别在第一侧面和第二侧面均设置有活性层的第二涂覆区；
所述集流体的一侧表面上与的所述极耳安装槽相对的一侧表面上设置有子活性物质层；所述子活性物质层的压实密度与所述第二涂覆区的活性层的压实密度一致。
作为本实用新型的进一步改进，所述子活性物质层的压实密度高于所述第一涂覆区的活性层的压实密度。
作为本实用新型的进一步改进，所述极耳背离所述极耳安装槽的一侧表面上形成有第一焊印区域；
所述极耳安装槽上形成有与所述第一焊印区域在所述极片的厚度方向上位置对应的第二焊印区域；
所述第二焊印区域的面积与所述第一焊印区域的面积比为20％-120％。
作为本实用新型的进一步改进，所述第二活性层包括位于所述第二焊印区域内的第三活性层，所述第三活性层的面积占所述第一焊印区域面积的5％-95％。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一焊印区域的长度为所述极耳的长度的50％-90％，和/或所述第一焊印区域的宽度为所述极耳的宽度的50％-90％。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一焊印区域的宽度小于或等于20mm，和/或长度小于或等于40mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一焊印区域内包括若干个焊接点，所述焊接点突出所述极耳远离所述集流体一侧的表面小于或等于0.06mm。
作为本实用新型的进一步改进，所述第一焊印区域内包括若干个焊接点，所述焊接点突出所述极耳远离所述集流体一侧的表面小于或等于0.06mm。
本极片通过在极耳安装槽范围内留有部分活性层，使得集流体不容易在清洗过程中被击穿，提高极片生产的合格率。极耳安装槽范围内的活性层厚度差，位极片与极耳的连接提供了良好的焊接条件，提高了焊接的可靠性。
本实用新型的第二目的旨在提供一种电池，在保证电池性能的前提下能够降低极片的极耳安装槽清洗要求，以降低生产成本。本实用新型的第二目的由以下技术方案实现：
一种电池，包括电芯和外壳，所述电芯包括正极片、隔膜、负极片、正极耳和负极耳，所述正极片、隔膜、负极片按顺序层叠或层叠后卷绕，所述正极耳、负极耳分别连接在所述正极片、负极片上设置的极耳安装槽上；所述电芯设置于所述外壳中；其特征在于，所述正极片和/或负极片采用前文所述的极片。
本电池通过采用所述极片，能够在尽可能不降低电池密度的前提下，减少极耳安装槽清洗产生的极片损坏的情况，以及提高极耳与极片连接的可靠性，从而提高电池的可靠性，降低不合格率，提高生产效益。
附图说明
图1为本实用新型实施例一提供的极片的俯视图。
图2为图1中A部的局部放大图。
图3为本实用新型实施例一提供的极片上极耳安装槽在显微镜下的视图。
图4为本实用新型实施例一提供的极片的主视图。
图5为本实用新型实施例一提供的极片移除极耳后的主视图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明，为了便于说明，本申请中可能会对上、下、左、右、前、后等方位进行定义，旨在便于清楚地描述构造的相对位置关系，并不用于产品在生产、使用、销售等过程中实际方位的限制。下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
实施例一
请参阅图1-图5，本实施例提供一种极片，包括集流体11、活性层12和极耳20，所述集流体11的厚度为0.001mm-0.02mm，宽度为3mm-100mm，长度为10mm-2000mm(即所述极片的宽度为3mm-100mm，长度为10mm-2000mm)，包括相对设置的第一侧面和第二侧面，在所述集流体11上设置有极耳安装槽，所述极耳安装槽设置在所述极片的第一侧面和第二侧面上，且位于极片宽度方向上的一端(即一个极耳安装槽在所述极片上的投影重合地相对设置在所述第一侧面和第二侧面)。所述活性层12由活性物质形成，包括覆盖在所述集流体11上极耳安装槽范围外的第一活性层121，和覆盖在所述集流体11上极耳安装槽范围内的第二活性层122，位于所述极耳安装槽范围内的第二活性层122厚度小于位于所述极耳安装槽范围外的第一活性层121厚度；且所述活性层12覆盖(设置)在所述集流体11的第一侧面上形成第一涂覆区102，和分别覆盖第一侧面和第二侧面上形成第二涂覆区103；此外，还可以设置一段在所述第一侧面和第二侧面上均无覆盖活性层12的空箔区101(或者根据实际工艺需要配置活性层12在集流体11上的设置方式)。作为一种可实现的技术方案，所述活性层12还包括设置在部分或全部所述极耳安装槽的第一侧面一侧或第二侧面一侧的子活性物质层，所述子活性物质层的压实密度与所述第二涂覆区的活性层的压实密度一致，且高于所述第一涂覆区的活性层的压实密度，其工艺流程为：
(1)在整张的集流体(铜箔或铝箔等)的一侧面或两侧面上涂覆活性物质，形成所述活性层；
(2)将活性物质已经固化的整张极片进行辊压，将活性层与集流体紧密压实，其中部分活性层的活性物质嵌入所述集流体表面；
(3)将经过辊压的整张极片根据工艺需求进行分切，形成符合工艺要求尺寸的极片；
(4)在经过分切的极片上采用激光清洗、机械清洗等方法清洗出所述极耳安装槽。
所述极耳安装槽的宽度为2mm-30mm，长度为2mm-40mm，深度为0.01-0.2mm。在极耳安装槽范围内的部分或全部区域覆盖有所述第二活性层122，极耳安装槽范围内的第二活性层122面积占该极耳安装槽的面积不小于30％，所述第二活性层122上包括有若干个凸起和凹陷(图中未示出)，其中，所述凸起的最高点和所述凹陷的最低点之间的厚度差为2μm-30μm，凹凸不平的极耳安装槽为极耳20焊接提供了良好的连接条件。所述第二活性层122的厚度均小于第一活性层121的厚度(形成所述极耳安装槽)，所述极耳安装槽范围内的极片厚度为极耳安装槽范围外第一涂覆区102的极片厚度的80％-120％，为极耳安装槽范围外第二涂覆区103的极片厚度的55％-95％(因部分活性层12的活性物质在辊压中嵌入所述集流体11表面，清洗中所述极耳安装槽上存在有部分或全部区域覆盖有所述活性层12，以及第一涂覆区102与第二涂覆区103在辊压中的压实密度不同，故所述极耳安装槽范围内的极片厚度可能大于也可能小于极耳安装槽范围外第一涂覆区102的极片厚度；所述极耳安装槽范围内的极片厚度大于极耳安装槽范围外第二涂覆区103的极片厚度的50％，小于极耳安装槽范围外第二涂覆区103的极片厚度)。
所述极耳20分别焊接在所述极耳安装槽上，通过焊接，在所述极耳20背离所述极耳安装槽的一侧表面上形成有第一焊印区域201，在所述极耳安装槽上形成有与所述第一焊印区域201在所述极片的厚度方向上位置对应的第二焊印区域13；且所述第二焊印区域13的面积与所述第一焊印区域201的面积比为20％-120％(如果该占比过小，则说明大部分焊印未焊穿极耳，可能导致焊接不良；如该比例过大，表明焊接能量过大，集流体上因熔融导致焊印扩大，从而可能导致集流体损伤)。在所述极耳安装槽中的所述第二活性层122包括位于所述第二焊印区域13内的第三活性层123(即所述第二活性层122与所述第二焊印区域13的重叠部分)，所述第三活性层123的面积占所述第一焊印区域201面积的5％-95％。所述第一焊印区域201的长度为所述极耳20长度的50％-90％，和/或宽度为所述极耳20宽度的50％-90％；且所述第一焊印区域201的长度小于或等于40mm，和/或宽度小于或等于20mm。焊接时在所述第一焊印区域201上形成有若干焊接点(图中未示出)，所述焊接点突出所述极耳20远离所述集流体11一侧的表面小于或等于0.06mm。
在生产过程中，为检验极耳20的焊接质量，对焊接好的极片进行抽检。将焊接在所述集流体11和活性层上12的极耳20移除，并观察移除后的焊接位置。焊接合格的指标应为：移除极耳20后,如所述集流体11保持完整，所述第二焊印区域13的面积与所述第一焊印区域201的面积比为20％-120％，所述第三活性层123的面积占所述第一焊印区域201面积的5％-95％；如所述集流体11被撕裂且部分所述集流体11附着在所述极耳20上，极耳20上附着有所述集流体11的面积与所述极耳20靠近所述极耳安装槽的一侧表面的面积比为10％-100％。
通过调换传统极片生产中辊压和清洗的工序，使部分活性层在辊压工序中嵌入所述集流体的表面，并在清洗后留存在所述极耳安装槽中。嵌入集流体表面的活性层增加了集流体的密度和厚度，使得极片在清洗过程中不易产生破损等不良工况，提高了极片生产的合格率。
实施例二
本实施例提供一种电池，包括正极片和负极片(极片)、隔膜，所述正极片和负极片均采用实施例一提供的极片(根据需要也可以仅正极片或负极片采用实施例一提供的极片；正极片或负极片均包括集流体11、活性层12和极耳20，仅集流体11、活性层12和极耳20的材质或物质差异)。所述正极片、隔膜、负极片按顺序层叠或层叠后卷绕形成所述电池。极耳安装槽所述电池通过采用实施例一所提供的极片结构作为正极片、负极片的极片结构，提高了电池生产的合格率以及极耳连接的可靠性。
以上实施例仅为充分公开而非限制本实用新型，凡基于本实用新型的创作主旨、无需经过创造性劳动即可得到的等效技术特征的替换，应当视为本申请揭露的范围。
Claims (13)
1.一种极片，包括集流体、位于所述集流体上的活性层和极耳，所述活性层设置有极耳安装槽，所述极耳设置在所述极耳安装槽内；其特征在于，所述活性层包括第一活性层和第二活性层，所述第一活性层位于所述极耳安装槽外，所述极耳安装槽内至少部分覆盖有第二活性层。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第二活性层覆盖所述极耳安装槽的面积占所述极耳安装槽的面积不小于30％。
3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述极耳在所述极片的厚度方向上的投影和第二活性层在所述极片的厚度方向上的投影全部或部分重合。
4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极耳安装槽范围内的极片厚度为极耳安装槽范围外的极片上的一面设置活性层的区域的极片厚度的80％-120％，和/或
为极耳安装槽范围外的极片上的双面设置活性层的区域的极片厚度的55％-95％。
5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第二活性层上包括有若干个凸起和凹陷，其中，所述凸起的最高点和所述凹陷的最低点之间的厚度差为2μm-30μm。
6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述集流体包括相对设置的第一侧面和第二侧面；
所述活性层设置在所述集流体的两侧表面上；
所述极片包括在所述第一侧面上设置有活性层的第一涂覆区和分别在第一侧面和第二侧面均设置有活性层的第二涂覆区；
所述集流体的一侧表面上的所述极耳安装槽设置有子活性物质层；
所述子活性物质层的压实密度与所述第二涂覆区的活性层的压实密度一致。
7.根据权利要求6所述的极片，其特征在于，所述子活性物质层的压实密度高于所述第一涂覆区的活性层的压实密度。
8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极耳背离所述极耳安装槽的一侧表面上形成有第一焊印区域；
所述极耳安装槽上形成有与所述第一焊印区域在所述极片的厚度方向上位置对应的第二焊印区域；
所述第二焊印区域的面积与所述第一焊印区域的面积比为20％-120％。
9.根据权利要求8所述的极片，其特征在于，所述第二活性层包括位于所述第二焊印区域内的第三活性层，所述第三活性层的面积占所述第一焊印区域面积的5％-95％。
10.根据权利要求8所述的极片，其特征在于，所述第一焊印区域的长度为所述极耳的长度的50％-90％，和/或所述第一焊印区域的宽度为所述极耳的宽度的50％-90％。
11.根据权利要求10所述的极片，其特征在于，所述第一焊印区域的宽度小于或等于20mm，和/或长度小于或等于40mm。
12.根据权利要求8-11中任意一项所述的极片，其特征在于，所述第一焊印区域内包括若干个焊接点，所述焊接点突出所述极耳远离所述集流体一侧的表面小于或等于0.06mm。
13.一种电池，包括正极片、隔膜、负极片，所述正极片、隔膜、负极片按顺序层叠或层叠后卷绕；其特征在于，所述正极片和/或负极片采用权利要求1-12中任意一项所述的极片。
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| GR01 | Patent grant | ||
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