CN218069903U - 一种电池极片及电池极组、电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池极片及电池极组、电池，涉及电池极片领域，电池极片，包括集流体，所述集流体的两侧设置有料层，所述料层上至少设置有一条第一凹槽或第二凹槽，所述第一凹槽沿所述集流体的长度方向设置，所述第二凹槽沿所述集流体的宽度方向设置，所述第一凹槽与所述第二凹槽垂直设置，所述第一凹槽及所述第二凹槽为电解液提供了传输通道，电解液可通过所述第一凹槽和/或所述第二凹槽达到电池中心区域。本申请提供的电池极片，能提高注液工序的效率，能减少电池中心区域因电解液相对贫乏而导致的发热，能提高电池的安全性。

Description

一种电池极片及电池极组、电池

技术领域

本申请涉及电池极片领域，尤其涉及一种电池极片及电池极组、电池。

背景技术

锂离子电池系统在新能源汽车及各类储能系统中已得到广泛应用，在碳达峰、碳中和的大背景下，大型储能及长续航的大能量车用储能系统将是必然方向，相应的，取代小容量电池并联，而直接采用大容量单体电池串联是锂离子电池的技术发展趋势，如此，可减少连接件数量、降低电池管理系统的复杂程度，提高能量密度、降低成本，同时，还可提高系统的可监控性，进而提高电池系统的可靠性及安全性。

现有的包括方形铝壳电池和软包装电池在内的大容量电池，为提高能量密度，最大限度地填充电极片，减少结构件等的体积与重量，使电池内部的剩余空间非常有限，在制造过程中，加注电解液用时长达20～30分钟，效率低，并且在电池循环使用过程中，由于充放电后极片的膨胀及中心区域发热等原因，电池中心区域的电解液相对贫乏，这将引起大容量电池的中心区域发热严重，电池内阻升高，电池性能急剧下降，甚至会产生锂枝晶，造成安全问题。

实用新型内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供一种电池极片及电池极组、电池。

第一方面，本申请提供的一种电池极片，包括：集流体，所述集流体的两侧设置有料层，所述料层上至少设置有一条第一凹槽或第二凹槽，所述第一凹槽沿所述集流体的长度方向设置，所述第二凹槽沿所述集流体的宽度方向设置，所述第一凹槽与所述第二凹槽垂直设置。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述料层的宽度小于或等于所述集流体的宽度。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述料层的长度小于或等于所述集流体的长度。

结合第一方面，在一种可能的实施方式中，所述第一凹槽的深度小于或等于所述料层的厚度，所述第二凹槽的深度小于或等于所述料层的厚度。

第二方面，本申请提供的一种电池极组，包括：正极片及负极片，所述正极片为上述的所述的电池极片，和/或所述负极片为上述的所述的电池极片。

结合第二方面，在一种可能的实施方式中，所述电池极组还包括：隔膜，所述隔膜设置于所述正极片与所述负极片之间。

结合第二方面，在一种可能的实施方式中，所述正极片上的所述第一凹槽与所述负极片上的所述第一凹槽相对设置，所述正极片上的所述第二凹槽与所述负极片上的所述第二凹槽相对设置。

结合第二方面，在一种可能的实施方式中，所述负极片上的所述第一凹槽的宽度小于所述正极片上的所述第一凹槽的宽度，所述负极片上的所述第二凹槽的宽度小于所述正极片上的所述第二凹槽的宽度。

结合第二方面，在一种可能的实施方式中，所述电池极组为卷绕式电池极组或叠片式电池极组。

第三方面，本申请提供的一种电池，包括上述的所述电池极组。

相比现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供的电池极片，电解液通过所述集流体上的所述第一凹槽和/或所述第二凹槽达到电池中心区域，提高了注液工序的效率，减少了注液时间，减少了电池中心区域因电解液相对贫乏而导致的发热，提高了电池的循环寿命，减少了锂枝晶生成的几率，提高了电池的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了电池极片的整体结构示意图；

图2示出了电池极片的第二凹槽的结构示意图；

图3示出了电池极片的第一凹槽的结构示意图；

图4示出了电池极片的第一凹槽和第二凹槽的分布示意图；

图5示出了电池极片的俯视图；

图6示出了电池极片仰视图；

图7示出了正极片的正视图；

图8示出了负极片的正视图；

图9示出了第一负极料层上的第一负极凹槽的分布示意图；

图10示出了第二负极料层上的第一负极凹槽的分布示意图；

图11示出了叠片式电池极组的第二正极凹槽的分布示意图；

图12示出了叠片式电池极组的第二正极凹槽与第二负极凹槽的分布示意图；

图13示出了叠片式电池极组的第一正极凹槽与第二正极凹槽的分布示意图；

图14示出了卷绕式电池极组的侧视图；

图15示出了卷绕式电池极组的结构图。

主要元件符号说明：

100-集流体；110-正极集流体；120-负极集流体；210-第一料层；220-第二料层；230-第一正极料层；240-第二正极料层；250-第一负极料层；260-第二负极料层；300-第一凹槽；310-第一正极凹槽；320-第二正极凹槽；400-第二凹槽；410-第一负极凹槽；420-第二负极凹槽；500-正极片；600-负极片；700-隔膜。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述，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申请的限制。

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该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1至图3，一种电池极片，包括：集流体100。所述集流体100包括：第一涂层面及第二涂层面。所述第一涂层面上涂有第一料层210。所述第二涂层面与所述第一涂层面相对设置，所述第二涂层面上涂有第二料层220。所述第一料层210或所述第二料层220上至少设置有一条第一凹槽300或第二凹槽400。

在一些实施例中，所述第一料层210的宽度小于或等于所述集流体100的宽度，所述第一料层210的长度小于或等于所述集流体100的长度。所述第二料层220的宽度与所述第一料层210的宽度相等，所述第二料层220的长度与所述第一料层210的长度相等。所述第一料层210的厚度与所述第二料层220的厚度相等。

请参阅图4，在一些实施例中，所述第一凹槽300沿所述第一料层210的长度方向设置，所述第一凹槽300的长度与所述第一料层210的长度相等。所述第二凹槽400沿所述第一料层210的宽度方向设置，所述第二凹槽400的长度与所述第一料层210的宽度相等，所述第二凹槽400与所述第一凹槽300垂直设置。

在一些实施例中，所述第一凹槽300的深度与所述第一料层210的厚度相等，所述第二凹槽400的深度与第一凹槽300的深度相等。

在其他实施例中，所述第一凹槽300的深度小于所述第一料层210的厚度，所述第二凹槽400的深度与第一凹槽300的深度相等。

在其他实施例中，所述第一凹槽300的深度小于所述第一料层210的厚度，所述第二凹槽400的深度等于所述第一料层210的厚度。

在其他实施例中，所述第一凹槽300的深度等于所述第一料层210的厚度，所述第二凹槽400的深度小于所述第一料层210的厚度。

在一些实施例中，所述第一凹槽300设置于所述第一料层210或所述第二料层220上。

请参阅图5和图6，在其他实施例中，所述第一凹槽300设置于所述第一料层210和所述第二料层220上。

在其他实施例中，所述第二凹槽400设置于所述第一料层210或所述第二料层220上。

请参阅图2，在其他实施例中，所述第二凹槽400设置于所述第一料层210和所述第二料层220上。

在其他实施例中，所述第一凹槽300与所述第二凹槽400设置于所述第一料层210或所述第二料层220上。

在其他实施例中，所述第一凹槽300与所述第二凹槽400设置于所述第一料层210和所述第二料层220上。

在其他实施例中，所述第一凹槽300设置于所述第一料层210上，所述第二凹槽400设置于所述第二料层220上。

在其他实施例中，所述第一凹槽300设置于所述第二料层220上，所述第二凹槽400设置于所述第一料层210上。

在一些实施例中，所述第一凹槽300及所述第二凹槽400为电解液提供了传输通道，电解液可通过所述第一凹槽300和/或所述第二凹槽400达到电池中心区域，提高了注液工序的效率，减少了注液时间，减少了电池中心区域因电解液相对贫乏而导致的发热，提高了电池的循环寿命，减少了锂枝晶生成的几率，提高了电池的安全性。

实施例二

请参阅图11，一种电池极组，包括：正极片500、负极片600及隔膜700，所述正极片500为上述所述的电池极片，和/或所述负极片600为上述的所述的电池极片。所述隔膜700设置于所述正极片500与所述负极片600之间。所述电池极组为卷绕式电池极组或叠片式电池极组。

请参阅图7，在一些实施例中，所述正极片500包括：正极集流体110。所述正极集流体110的两侧分别对应涂有第一正极料层230及第二正极料层240。所述第一正极料层230或所述第二正极料层240上至少设置有一条第一正极凹槽310或第二正极凹槽320。所述第一正极料层230的宽度小于或等于所述正极集流体110的宽度相等，所述第一正极料层230的长度小于或等于所述正极集流体110的长度。所述第二正极料层240的宽度小于或等于所述正极集流体110的宽度，所述第二正极料层240的长度小于或等于所述第一正极料层230的长度。所述第一正极料层230的厚度与所述第二正极料层240的厚度相等。

在一些实施例中，所述正极集流体110为铝箔。

在一些实施例中，所述第一正极凹槽310沿所述第一正极料层230或所述第二正极料层240的长度方向设置，所述第一正极凹槽310的长度与所述第一正极料层230的长度相等。所述第二正极凹槽320沿所述第一正极料层230或所述第二正极料层240的宽度方向设置，所述第二正极凹槽320的长度与所述第一正极料层230的宽度相等，所述第二正极凹槽320与所述第一正极凹槽310垂直设置。

在一些实施例中，所述第二正极凹槽320的深度与第一正极凹槽310的深度相等。

在一些实施例中，所述第一正极凹槽310的深度与所述第一正极料层230的厚度相等。

在其他实施例中，所述第一正极凹槽310的深度小于所述第一正极料层230的厚度。

请参阅图8，在一些实施例中，所述负极片600包括：负极集流体120。所述负极集流体120的两侧分别对应涂有第一负极料层250及第二负极料层260，所述第一负极料层250的宽度小于或等于所述负极集流体120的宽度，所述第一负极料层250的长度小于或等于所述负极集流体120的长度。所述第二负极料层260的宽度小于或等于所述负极集流体120的宽度，所述第二负极料层260的长度与所述第一负极料层250的长度相等。所述第一负极料层250的厚度与所述第二负极料层260的厚度相等。

在一些实施例中，所述负极集流体120为铜箔。

请参阅图9和图10，在其他实施例中，所述第一负极料层250和/或所述第二负极料层260上设置有第一负极凹槽410。所述第一负极凹槽410沿所述第一负极料层250或所述第二负极料层260的长度方向设置，所述第一负极凹槽410的长度与所述第一负极料层250或所述第二负极料层260的长度相等。

在其他实施例中，所述第一负极料层250和/或所述第二负极料层260上设置有第二负极凹槽420。所述第二负极凹槽420沿所述第一负极料层250或所述第二负极料层260的宽度方向设置，所述第二负极凹槽420的长度与所述第一负极料层250或所述第二负极料层260的宽度相等。

在其他实施例中，所述第一负极料层250和/或所述第二负极料层260上设置有所述第一负极凹槽410和所述第二负极凹槽420。所述第二负极凹槽420与所述第一负极凹槽410垂直设置。所述第二负极凹槽420的深度与第一负极凹槽410的深度相等。所述第一负极凹槽410的深度与所述第一负极料层250的厚度相等。

在其他实施例中，所述第一负极凹槽410的深度小于所述第一负极料层250的厚度。

在本实施例中，所述正极片500上的所述第一正极凹槽310与所述第二正极凹槽320及所述负极片600上的所述第一负极凹槽410与所述第二负极凹槽420为电解液提供了传输通道，在注液环节及后续电池循环使用环节中能使得电解液到达电池中心区域，提高了注液工序的效率，减少了注液时间，减少了电池中心区域因电解液相对贫乏而导致的发热，提高了电池的循环寿命，减少了锂枝晶生成的几率，提高了电池的安全性。

请参阅图11，在一些实施例中，所述叠片式电池极组为所述隔膜700、所述负极片600及所述正极片500堆叠而成，所述叠片式电池极组的底层及顶层为隔膜700，所述叠片式电池极组的最小组成单位包括：3个所述隔膜700、1个所述负极片600、1个所述正极片500。

在一些实施例中，所述叠片式电池极组中的所述正极片500的所述第一正极料层230或所述第二正极料层240上设置有所述第二正极凹槽320。

请参阅图12，在其他实施例中，所述叠片式电池极组中的所述正极片500的所述第一正极料层230或所述第二正极料层240上设置有所述第二正极凹槽320，所述负极片600上设置有所述第二负极凹槽420，所述隔膜700位于所述第二正极凹槽320与所述第二负极凹槽420之间。所述第二正极凹槽320与所述第二负极凹槽420相对设置，所述第二负极凹槽420的宽度小于所述第二正极凹槽320的宽度。

请参阅图13，在其他实施例中，所述叠片式电池极组中的所述正极片500的所述第一正极料层230上设置有所述第二正极凹槽320，所述正极片500的所述第二正极料层240上设置有所述第二正极凹槽320，所述第一正极料层230上的所述第二正极凹槽320与所述第二正极料层240上的所述第二正极凹槽320错位设置，所述负极片600的第一负极料层250及所述第二负极料层260上未设置第一负极凹槽410、第二负极凹槽420。

请参阅图14，在一些实施例中，所述卷绕式电池极组为所述隔膜700、所述负极片600及所述正极片500卷绕而成，所述卷绕式电池极组的最小组成单位包括：2个所述隔膜700、1个所述负极片600、1个所述正极片500。所述卷绕式电池极组的最外层为所述隔膜700。

请参阅图14，在一些实施例中，所述卷绕式电池极组的所述第一正极料层230或所述第二正极料层240上设置有所述第二正极凹槽320。

请参阅图15，在其他实施例中，所述卷绕式电池极组的所述第一正极料层230或所述第二正极料层240上设置有所述第一正极凹槽310。

实施例三

请参阅图11至图15，一种电池，包括上述的所述电池极组。

实施例四

一种实施例二中的所述正极片500的制作方法，包括以下步骤：

S100：将正极活性物质、导电剂、添加剂、粘合剂、溶剂进行混合，搅拌得到正极浆料；

S200：将步骤S100中的所述正极浆料通过涂布机模头涂覆在以一定速度行进的铝箔上，一面涂覆并烘干收卷后，再涂覆另外一面并且烘干收卷，得第一正极板卷；

S300：将步骤S200中的所述第一正极板卷经辊压机压制后得第二正极板卷；

S400：将步骤S300中的所述第二正极板卷经分切刀分切后得设定宽度的第三正极板卷；

S500：将步骤S400中的所述第三正极板卷进行模切后得设定长度和宽度的正极片500。

在一些实施例中，所述正极片500上至少设置有一条第一正极凹槽310或第二正极凹槽320。

在一些实施例中，通过在步骤S200中的所述涂布机模头上设置阻挡块，相应的铝箔位置没有浆料涂覆，进而形成所述第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320，所述第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320的宽度与所述阻挡块的宽度相等，所述第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320的深度不超过所述第一正极料层230或第二正极料层240的厚度。

在其他实施例中，通过所述涂布机模在所述铝箔上间隔涂布形成所述第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320，间隔越大，所述第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320的宽度越大。

在一些实施例中，步骤S300中的所述第二正极板卷经一定间隙的辊压机压制而成，能减薄所述第二正极板卷的厚度，提高体积密度。

在一些实施例中，步骤S200中涂布时的所述第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320的宽度为WP0，深度为DP0，烘干后的所述第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320的宽度为WP1，深度为DP1，步骤S300中的所述第二正极板卷上的所述第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320的宽度为WP2，深度为DP2，由于烘干过程的溶剂挥发及辊压后的所述正极片500厚度减少，涂布后、烘干后、辊压后形成的第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320的宽度关系为WP0＞WP1＝WP2，涂布后、烘干后、辊压后形成的第一正极凹槽310或所述第二正极凹槽320的深度间的关系为DP0＞DP1＞DP2。

实施例五

一种实施例二中的所述负极片600的制备方法，包括以下步骤：

S100：将负极活性物质、导电剂、添加剂、粘合剂、溶剂进行混合，搅拌得到负极浆料；

S200：将步骤S100中的所述负极浆料通过涂布机模头涂覆在以一定速度行进的铜箔上，一面涂覆并烘干收卷后，再涂覆另外一面并且烘干收卷，得第一负极板卷；

S300：将步骤S200中的所述第一负极板卷经辊压机压制后得第二负极板卷；

S400：将步骤S300中的所述第二负极板卷经分切刀分切后得设定宽度的第三负极板卷；

S500：将步骤S400中的所述第三负极板卷进行模切后得设定长度和宽度的负极片600。

在一些实施例中，通过在步骤S200中的所述涂布机模头上设置阻挡块，相应的铜箔位置没有浆料涂覆，进而形成所述第一负极凹槽410或所述第二负极凹槽420，所述第一负极凹槽410或所述第二负极凹槽420的宽度与所述阻挡块的宽度相等，所述第一负极凹槽410或所述第二负极凹槽420的深度不超过所述第一负极料层250或第二负极料层260的厚度。

在其他实施例中，通过所述涂布机模在所述铜箔上间隔涂布形成所述第一负极凹槽410或所述第二负极凹槽420，间隔越大，所述第一负极凹槽410或所述第二负极凹槽420的宽度越大。

在一些实施例中，通过在所述正极片500、所述负极片600涂布浆料时留下凹槽，经烘干、辊压、组装成极组后，条状凹槽为电解液提供了传输通道，在注液环节及后续电池循环使用环节，电解液会通过条状凹槽达到电池中心区域，提高了注液工序的效率，减少了注液时间，减少了电池中心区域因电解液相对贫乏而导致的发热，提高了电池的循环寿命，减少了锂枝晶生成的几率，提高了电池的安全性。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池极片，其特征在于，包括：集流体；

所述集流体的两侧设置有料层；

所述料层上至少设置有一条第一凹槽或第二凹槽；

所述第一凹槽沿所述集流体的长度方向设置；

所述第二凹槽沿所述集流体的宽度方向设置；

所述第一凹槽与所述第二凹槽垂直设置。

2.根据权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述料层的宽度小于或等于所述集流体的宽度。

3.根据权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述料层的长度小于或等于所述集流体的长度。

4.根据权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述第一凹槽的深度小于或等于所述料层的厚度，所述第二凹槽的深度小于或等于所述料层的厚度。

5.一种电池极组，其特征在于，包括：正极片及负极片，所述正极片为如权利要求1-4中任意一项所述的电池极片，和/或所述负极片为如权利要求1-4中任意一项所述的电池极片。

6.根据权利要求5所述的电池极组，其特征在于，所述电池极组还包括：隔膜；

所述隔膜设置于所述正极片与所述负极片之间。

7.根据权利要求6所述的电池极组，其特征在于，所述正极片上的所述第一凹槽与所述负极片上的所述第一凹槽相对设置，所述正极片上的所述第二凹槽与所述负极片上的所述第二凹槽相对设置。

8.根据权利要求7所述的电池极组，其特征在于，所述负极片上的所述第一凹槽的宽度小于所述正极片上的所述第一凹槽的宽度，所述负极片上的所述第二凹槽的宽度小于所述正极片上的所述第二凹槽的宽度。

9.根据权利要求6所述的电池极组，其特征在于，所述电池极组为卷绕式电池极组或叠片式电池极组。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求5-9中任意一项所述的电池极组。

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