CN217903145U - 一种极片和电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种极片，包括集流体，集流体包括涂布区以及位于涂布区的宽度方向一侧的极耳，涂布区上设置有活性物质层；涂布区上开设有凹槽，凹槽位于涂布区和极耳的交接处，且凹槽位于极耳沿极片的长度方向的两端中的至少一端。本实用新型提供的极片，在涂布区和极耳的交接处设置凹槽，在极片上加工形成该凹槽时，能够将极耳边缘产生的毛刺切除，并避免在其他位置引入毛刺，能够改善极耳边缘的毛刺问题，可以极大地提升电池的安全性及可靠性。

Description

一种极片和电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体而言，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、电子表、蓝牙耳机、电动玩具等各种电子设备中，以为电子设备提供电源。电池在人们的生活和工作中占据着越来越重要的地位。

锂离子电池包括卷绕式锂离子电池和叠片式锂离子电池，其中叠片式锂离子电池是实现高倍率充放电的一个重要途径。叠片式锂离子电池包括电芯，电芯由正极极片、负极极片以及夹设在正极极片和负极极片之间的隔膜交替叠置形成，正极极片和负极极片均包括有集流体和涂敷在集流体上的涂层，其中，正极极片的集流体上涂敷有正极活性涂层，负极极片的集流体上涂敷有负极活性涂层。正极极片的集流体上会形成有正极极耳，负极极片的集流体上会形成有负极极耳，通常，在极片的制造中，会先在集流体上划分空箔区和涂布区，在涂布区形成极片的主体部分，在空箔区或者空箔区以及涂布区的边缘处形成极耳。

在电池的实际生产过程中，采用模切的方法将极片边缘的空箔区模切成极耳，而涂布区和空箔区的厚度差异较大，极耳模切会在极片边缘产生出很多毛刺，这些毛刺会刺穿隔膜形成内短路，使电芯存在安全风险，此外，也会导致冲切模具在由涂层过渡到空箔区的冲切区域易磨损，降低模具的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有的极片在模切时边缘会产生毛刺的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种极片，包括集流体，所述集流体包括涂布区以及位于所述涂布区的宽度方向一侧的极耳，所述涂布区上设置有活性物质层；

所述涂布区上开设有凹槽，所述凹槽位于所述涂布区和所述极耳的交接处，且所述凹槽位于所述极耳沿所述极片的长度方向的两端中的至少一端。

进一步地，所述极耳包括第一区域和第二区域，所述第二区域位于所述涂布区和所述第一区域之间，两个所述凹槽分别位于所述第二区域沿所述极片的长度方向的两端。

进一步地，所述凹槽的截面形状为圆弧形、半圆形或三角形中的一种或几种的组合。

进一步地，所述凹槽的长度大于0mm，且小于10mm。

进一步地，所述凹槽的宽度大于0mm，且小于8mm。

进一步地，所述第二区域沿所述极片长度方向的相对两端中的至少一端上形成有台阶结构。

进一步地，所述第二区域包括第一子区域和第二子区域，所述第一子区域位于所述第二子区域和所述第一区域之间，所述第二子区域的第一端面与所述第一子区域位于同一侧的端面共同形成所述台阶结构。

进一步地，所述极片还包括绝缘层，所述第二区域上覆盖有所述绝缘层。

进一步地，所述第一区域、所述第二区域和所述涂布区的厚度依次递增。

本实用新型第二方面提供了一种电池，包括电芯，所述电芯包括正极极片、负极极片和隔膜，所述正极极片和所述负极极片之间设置有所述隔膜；

所述正极极片和所述负极极片中的至少一个为第一方面任一项所述的极片。

本实用新型提供的极片，在涂布区和极耳的交接处设置凹槽，在极片上加工形成该凹槽时，能够将极耳边缘产生的毛刺切除，并避免在其他位置引入毛刺，能够改善极耳边缘的毛刺问题，可以极大地提升电池的安全性及可靠性；此外，该极耳结构可以针对易产生毛刺的极耳区域单独进行冲切，能够降低一次冲切中对毛刺精度的要求，降低模具的精度和复杂度，有助于减小模具的成本，同时还能够提升模具的使用寿命，可大大降低极片的生产成本。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种极片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种极片二次冲切的示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种极片的结构示意图；

图4为图1的局部结构放大图。

附图标记说明：

100-涂布区；200-极耳；300-凹槽；210-第一区域；220-第二区域；221-第一子区域；222-第二子区域；2221-第一端面；2222-第二端面。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、详尽地描述。在本实用新型地描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“垂直”、“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。此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。此外，在本实用新型的描述中，“至少一个”的含义是一个或一个以上，“至少两个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，术语“在上述实施例的基础上”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个优选实施例或优选示例中。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或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

结合图1至图3所示，本实施例第一方面提供了一种极片，包括集流体，集流体包括有涂布区100，在涂布区100上设置有活性物质涂层，集流体向外延伸形成极耳200，极耳200位于涂布区100的宽度方向的一侧，涂布区100上开设有凹槽300，凹槽300位于涂布区100和极耳200的交接处，且凹槽300位于极耳200沿极片的长度方向的两端中的至少一端。

其中，凹槽300可以是对分切后的极片进行一次冲切，制造出带有极耳200的极片之后，对极片进行二次冲切，切除极耳200边缘的毛刺时，在涂布区100上形成的缺口。

本实施例提供的极片，在涂布区和极耳的交接处设置凹槽，在极片上加工形成该凹槽时，能够将极耳边缘产生的毛刺切除，并避免在其他位置引入毛刺，能够改善极耳边缘的毛刺问题，可以极大地提升电池的安全性及可靠性；此外，该极耳结构可以针对易产生毛刺的极耳区域单独进行冲切，能够降低一次冲切中对毛刺精度的要求，降低模具的精度和复杂度，有助于减小模具的成本，同时还能够提升模具的使用寿命，可大大降低极片的生产成本。

需要说明的是，本实施例中，涂布区100的宽度方向、极耳200的宽度方向均与极片的宽度方向一致，极片的宽度方向可以为图2中的y方向，极片的宽度方向与涂布区100至极耳200的方向一致；涂布区100的长度方向、极耳200的长度方向均与极片的长度方向一致，极片的长度方向与极片的宽度方向垂直，如图2中的x方向。涂布区100的厚度方向、极耳200的厚度方向均与极片的厚度方向一致，极片的厚度方向与极片的长度方向和极片的宽度方向所形成的平面垂直。相应的，本实施例中，宽度指在平行于极片宽度方向上的尺寸，长度指在平行于极片长度方向上的尺寸。

本实施例中，极片可以为正极极片，涂布区100上设置的为正极活性涂层，该正极活性涂层的材料可以为钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍锰酸锂等，当然，在一些示例中，正极活性材料也可以是其他高电位的材料。极片也可以为负极极片，涂布区100上设置的为负极活性涂层，该负极活性涂层的材料可以为石墨、硅、碳等材料，当然，在一些示例中，负极活性材料也可以是其他的低电位的材料。

其中，集流体向外延伸形成极耳200，极耳200位于涂布区100的宽度方向的一侧，极耳200的数量可以是一个，极耳200的数量也可以是多个，若极耳200的数量是多个，则多个极耳200可以沿着极片的长度方向分布。

结合图1和图3所示，极耳200可以包括第一区域210和第二区域220，第二区域220位于涂布区100和第一区域210之间，其中，第一区域210可以为空箔区，第一区域210用于与外部实现电连接，例如，用于与电池的壳体实现电连接。具体地，第一区域210与外部之间可以通过超声焊接、激光焊接等方式实现电连接。

凹槽300可以仅位于极耳200沿极片的长度方向的两端其中的一端，或者凹槽300也可以位于极耳200沿极片的长度方向的两端，较佳地，两个凹槽300分别位于第二区域200沿极片的长度方向的两端，由此，在第二区域220沿极片的长度方向的两端设置凹槽300，可以保证在二次冲切形成凹槽300时，将第一区域210内极耳相对的两侧边缘去除，以有效的去除一次冲切在极耳200的长度方向的两侧边缘产生的毛刺，可以有效地改善极耳200的边缘的毛刺问题，提升电池的安全性能。

结合图1和图3所示，凹槽300的截面形状为圆弧形、半圆形或者三角形中的一种或几种的组合，两个凹槽300的形状可以相同，两个凹槽300的形状也可以不同。

凹槽300的长度L2的取值范围可以大于0mm，且小于10mm，凹槽300的宽度L1的取值范围可以大于0mm，且小于8mm。由此，能够有效控制二次冲切时，凹槽300的尺寸范围过大，对涂布区100上的活性涂层产生损失，影响极片中活性涂层的总量，从而影响电池的能量密度，同时，该尺寸范围还能够有效保证二次冲切对极耳200上毛刺的去除效果，进一步提高电池的安全性。

需要说明的是，两个凹槽300的长度和宽度的取值范围可以相同，两个凹槽300的长度和宽度的取值范围也可以不相同，但是两个凹槽300的长度的取值范围均大于0mm，且小于10mm，两个凹槽300的宽度的取值范围均大于0mm，且小于8mm。

在沿极片的长度方向上，第二区域220相对的两端中，其中至少一端上形成有台阶结构，较佳地，第二区域220相对的两端上均形成有台阶结构。由此，在确保极耳200的边缘不会刺穿隔膜造成短路的前提下，可有效提高极耳200的宽度，从而增强极耳200整体的结构强度，避免极耳200在受到外力作用下，容易被扯断的情况，从而提高装载有该极片的电池的可靠性。

结合图2所示，该台阶结构可以通过一次冲切的方式形成带有极耳200的极片，然后再通过二次冲切，将第一区域210内极耳相对的两侧边缘去除，以切除极耳200边缘的毛刺，并在极耳200的第二区域220相对的两侧上形成台阶结构，在位于极耳200两端的涂布区100上形成凹槽300，且台阶结构与凹槽300平滑连接。

结合图4所示，第二区域220可以包括第一子区域221和第二子区域222，第一子区域221位于第二子区域222和第一区域210之间，第一子区域221沿极耳200长度方向的两端与第一区域210沿长度方向的两端平齐，第二子区域222的一侧具有第一端面2221，第二子区域222的另一侧具有第二端面2222，第一端面2221和第二端面2222可以是二次冲切时，在极耳200的第二区域220上形成的切面。在沿极耳200的长度方向上，第二子区域222的第一端面2221与第一子区域221位于同一侧的端面共同形成了台阶结构。

第二子区域222的第一端面2221与第一子区域221位于同一侧的端面平滑连接，由此，能够避免极耳200上有尖角结构，防止尖角结构刺穿隔膜，从而有效避免因隔膜破裂使电池发生短路等安全事故，有效提高了电池的安全性。

第一端面2221和第二端面2222的截面形状可以为弧形，第一端面2221和第二端面2222的截面形状也可以为斜面形。

本实施例中，极片还包括绝缘层，其中，绝缘层可以设置在极耳200上，具体地，在第二区域220上覆盖设置有绝缘层，绝缘层的材料可以为陶瓷材料，当然，在一些示例中，绝缘层也可以为其他绝缘性的材料。

绝缘层的设置有助于提升极片的边缘张力，这样在形成电芯时，有助于提升电芯的强度，保证电芯的性能；同时，形成电芯时绝缘层还能够减小或避免相邻两极片上的极耳200或者任意相邻的两极耳200之间的接触连接，进一步提升电芯的安全性能。

绝缘层可以完全覆盖第二区域220，绝缘层也可以部分覆盖第二区域220，较佳地，绝缘层完全覆盖第二区域220，由此可以进一步提升极片的边缘张力，提升电芯的强度，保证电芯的性能，并进一步提升电芯的安全性能。

本实施例中，第一区域210为空箔区，第二区域220上覆盖有绝缘层，涂布区100上设置有活性物质涂层，第一区域210的厚度、第二区域220的厚度和涂布区100的厚度依次递增，即第二区域220的厚度大于第一区域210的厚度，涂布区100的厚度大于第二区域220的厚度，由此，有利于对极片上的活性物质涂层进行辊压，并提升极片的边缘张力，从而提升电芯的安全性能。

本实施例的第二方面还提供了一种电池，其中，该电池可以为锂离子电池、纽扣电池等，该电池可以应用于手机、相机、蓝牙耳机、电子表以及电动玩具等电子设备中，以为电子设备提供电源。

该电池至少包括电芯，电芯包括正极极片、负极极片和隔膜，隔膜设置在正极极片和负极极片之间，其中，正极极片和负极极片中至少一个为上述极片，也即，可以仅是负极极片采用上述的极片结构，或者，也可以是仅正极极片采用上述的极片结构，或者，还可以是正极极片和负极极片均采用上述的极片结构。

其中，根据电池设计的结构不同，该电芯的结构可以是叠片式或卷绕式，当电芯的结构为卷绕式时，正极极片和负极极片可以以卷绕的方式设置；当该电芯的结构为叠片式时，正极极片和负极极片可以以叠层的方式设置。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种极片，其特征在于，包括集流体，所述集流体包括涂布区以及位于所述涂布区的宽度方向一侧的极耳，所述涂布区上设置有活性物质层；

所述涂布区上开设有凹槽，所述凹槽位于所述涂布区和所述极耳的交接处，且所述凹槽位于所述极耳沿所述极片的长度方向的两端中的至少一端。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极耳包括第一区域和第二区域，所述第二区域位于所述涂布区和所述第一区域之间，两个所述凹槽分别位于所述第二区域沿所述极片的长度方向的两端。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凹槽的截面形状为圆弧形、半圆形或三角形中的一种或几种的组合。

4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凹槽的长度大于0mm，且小于10mm。

5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述凹槽的宽度大于0mm，且小于8mm。

6.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述第二区域沿所述极片长度方向的相对两端中的至少一端上形成有台阶结构。

7.根据权利要求6所述的极片，其特征在于，所述第二区域包括第一子区域和第二子区域，所述第一子区域位于所述第二子区域和所述第一区域之间，所述第二子区域的第一端面与所述第一子区域位于同一侧的端面共同形成所述台阶结构。

8.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述极片还包括绝缘层，所述第二区域上覆盖有所述绝缘层。

9.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述第一区域、所述第二区域和所述涂布区的厚度依次递增。

10.一种电池，其特征在于，包括电芯，所述电芯包括正极极片、负极极片和隔膜，所述正极极片和所述负极极片之间设置有所述隔膜；

所述正极极片和所述负极极片中的至少一个为权利要求1至9任一项所述的极片。

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