CN218215360U - 电极片、电芯和电池 - Google Patents
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Abstract
本说明书实施方式提供了一种电极片、电芯和电池。所述电极片包括：沿纵长延伸方向具有第一端和第二端的集流体，所述集流体具有相背对的第一表面和第二表面；所述第一表面设置有第一活性物质层，所述第二表面设置有第二活性物质层；其中，所述第一表面具有起始于所述第一端的第一空箔区；固定于所述第一空箔区的极耳；其中，所述第二活性物质层至少部分覆盖所述第二表面与所述第一空箔区对应的区域。通过第二活性物质层至少部分覆盖第二表面与第一空箔区对应的区域，为电极片在卷绕时增加了支撑强度，降低产生褶皱的概率，提高了生产良率。
Description
技术领域
本说明书涉及电池技术领域，具体涉及一种电极片、电芯和电池。
背景技术
电池可以是一类由金属或合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电化学储能器件，能将化学能转化成电能。例如，锂离子电池以其能输出稳定电流，受外界影响较小，操作简便等优点，被广泛应用于计算机、通讯等消费电子产品和电动汽车领域。
电池在生产过程中，制作电芯是非常重要的一步。电芯可以由被隔膜包裹的正负极片复合后卷绕形成的，正极片和负极片分别引出极耳与壳体连接。电芯中的正极片、负极片通常包括集流体和活性材料层形成，集流体一般为铜箔或铝箔。
现有技术中，电极片端部具有一段空箔区，这段空箔区的应力强度较弱，在制作电芯的过程中，容易发生褶皱，降低了电芯良率。
实用新型内容
有鉴于此，本说明书多个实施方式致力于提供一种电极片、电芯和电池，以提升电极片的空箔区的应力强度。
本说明书实施方式提供一种电极片，包括：沿纵长延伸方向具有第一端和第二端的集流体，所述集流体具有相背对的第一表面和第二表面；所述第一表面设置有第一活性物质层，所述第二表面设置有第二活性物质层；其中，所述第一表面具有起始于所述第一端的第一空箔区；固定于所述第一空箔区的极耳；其中，所述第二活性物质层至少部分覆盖所述第二表面与所述第一空箔区对应的区域。
通过第二活性物质层至少部分覆盖第二表面与第一空箔区对应的区域，相比于现有技术的电极片，使用该电极片制作电芯时，在卷绕入料过程中第二活性物质层增加了集流体的支撑强度，降低产生褶皱的概率，提高了电芯良率。
在一些实施方式中，所述第二表面被所述第二活性物质层完全包覆。
本说明书实施方式提供一种电芯，所述电芯包括第一电极片、第二电极片以及位于所述第一电极片和第二电极片之间的隔膜；所述第一电极片为上述任一实施方式所述的电极片；沿卷绕方向，所述第一电极片和所述第二电极片均形成首端和尾端。
在一些实施方式中，所述第二电极片包括集流体和固定于所述第二电极片的集流体的极耳；所述第二电极片的极耳形成所述电芯的部分外表面；所述第一电极片的第一空箔区为所述第一电极片的首端，所述第一电极片的首端位于所述电芯的内部。
在一些实施方式中，所述第二电极片包括位于所述第二电极片的集流体的相背对的两侧表面的第一活性物质层和第二活性物质层，所述第二电极片的第一活性物质层的端部和所述第二电极片的第二活性物质层的端部在所述第二电极片的首端对齐；所述第二电极片的首端位于所述电芯的内部。
在一些实施方式中，所述第一电极片的第一活性物质层的端部和所述第一电极片的第二活性物质层的端部在所述第一电极片的尾端对齐。
在一些实施方式中，所述第二电极片的尾端具有所述第一空箔区，所述第二电极片的第二活性物质层至少部分覆盖所述第二电极片与所述第二电极片的第一空箔区相背对的表面，沿着所述电芯的厚度方向，所述第二电极片的尾端的第二活性物质层的端部、所述第一电极片的尾端的第二活性物质层的端部、所述第二电极片的首端的第一活性物质层的端部以及所述第一电极片的首端的第一活性物质层的端部齐平。
在一些实施方式中，所述第二电极片包括集流体和固定于所述第二电极片的集流体的极耳；沿着所述电芯的厚度方向，所述第二电极片的尾端具有第一端面；沿着所述卷绕方向，所述第二电极片的极耳具有靠近所述第一端面的第二端面和与所述第二端面相背对的第三端面；沿着所述第二端面靠近所述第三端面的方向，所述第一端面沿着所述电芯的厚度方向的投影不超过所述第三端面。
在一些实施方式中，所述电芯具有相背对的两个弧形端，所述第二电极片的极耳位于所述两个弧形端之间；沿所述第三端面靠近所述第二端面的方向，所述第二端面相对于接近的所述弧形端具有极耳端距X，所述电芯具有电芯厚度Y，所述第二电极片在所述第一端面与所述第二端面之间沿着所述卷绕方向具有长度L1，所述长度L1满足：L1≤X-Y/2+π*Y/2。
在一些实施方式中，沿着所述电芯的厚度方向，所述第一电极片的首端和所述第二电极片的首端在所述电芯的内部对齐。
本说明书实施方式提供一种电池，包括上述任一实施方式所述的电芯。
附图说明
图1所示为现有技术中提供的一种电极片的结构示意图。
图2为本说明书实施方式提出的一种电极片的结构示意图。
图3为本说明书实施方式提出的一种电极片的结构示意图。
图4为本说明书实施方式提出的一种电芯的结构示意图。
图5为本说明书实施方式提出的一种电芯的结构示意图。
图6为本说明书实施例1中负电极片的结构示意图。
图7为本说明书实施例2中正电极片的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本说明书方案，下面将结合本说明书实施方式中的附图，对本说明书实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅是本说明书一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本说明书中的实施方式，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方式，都属于本说明书保护的范围。
请参阅图1。电极片100可以包括集流体110，活性物质层120和极耳 130。其中，集流体110没有被活性物质层120覆盖的区域，称为空箔区140。极耳130可以设置在该空箔区140。
将电极片110卷绕过程中，由于集流体110的通常厚度只有5-6微米，固定极耳130的空箔区140的支撑强度可能不足，入料过程容易在空箔区发生褶皱，降低生产良率。在一些情况下，可以通过将空箔区140的集流体110 弯折包裹极耳130，这样可以一定程度上提升空箔区140的应力强度。但这种做法，需要耗费额外的集流体110的材料。此外，空箔区140没有设置活性物质层120，使得空箔区140占用了电池的内部空间，但并不参与电化学反应，会一定程度上降低了电池的能量密度。
基于此，本说明书的一种实施方式提供一种电极片，该电极片通过在第二表面与第一表面的第一空箔区对应的区域设置至少部分覆盖所述区域的第二活性物质层。从而，可以一定程度上增加电极片在端部的支撑强度，减少了入料过程发生空箔区褶皱的情况，实现提高生产良率。下面将结合附图，对本案的实施方式进行描述。
请参阅图2。本说明书一个实施方式提出的一种电极片300。所述电极片300可以包括沿纵长延伸方向具有第一端212和第二端214的集流体210，集流体210具有相背对的第一表面216和第二表面218；第一表面216设置有第一活性物质层220，第二表面218设置有第二活性物质层222。
在一些实施方式中，电极片300可以为正电极片。第一表面216设置有第一活性物质层220，第一活性物质层220的材料可以包括：钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂或镍锰酸锂等材料中至少一种。当然，在一些情况下，第一活性物质层220的材料也可以是其他高电位的材料。
在一些实施方式中，电极片300也可以为负电极片。第一活性物质层220 的材料可以包括：石墨、硅或碳等材料中至少一种。当然，在一些情况下，第一活性物质层220的材料也可以是其他低电位的材料。
请参阅图2或图3。在一些实施方式中，第一表面216具有形成于第一端212的第一空箔区224。第一表面216可以具有起始于第一端212的第一空箔区224。可以理解为，第一空箔区224可以是在第一表面216没有覆盖第一活性物质层220的区域。第一空箔区224起始于第一端212的端面。集流体210的纵长方向可以与集流体210的第一端212的端面相交。或者，集流体210的纵长方向可以垂直于集流体210的第一端212的端面。可以理解，第一空箔区224起始于第一端212的端面，第一空箔区224依然位于第一表面216。第一表面216与第一端212的端面为集流体210相邻的两个表面。
在一些实施方式中，极耳230固定于第一空箔区224。可以理解为，极耳230可以固定于集流体210上。极耳230的数量可以是一个；或者，极耳 230数量也可以是多个。由于电池有正极和负极，因此，极耳230可以分为正极极耳和负极极耳。在一些实施方式中，正极极耳可以使用铝材料，负极极耳可以使用镍材料，或者铜镀镍材料。在一些实施方式中，所述极耳230 可以使用胶片粘到集流体210上。
请参阅图2和图3。在一些实施方式中，第二活性物质层222至少部分覆盖第二表面218与第一空箔区224对应的区域。可以理解为，集流体210 的第二表面218背对第一空箔区224的区域，至少部分被第二活性物质层 222覆盖。如此，使得第二活性物质层222与集流体210一同，提升了电极片300的第一端212附近的应力强度。
请参阅图2。在一些实施方式中，第二活性物质层222完全覆盖第二表面218与第一空箔区224对应的区域。第二表面210的第二活性物质层222 可以起始于集流体210的第一端212的端面。可以理解，第二表面210的第二活性物质层222可以起始于集流体210的第一端212的端面，第二活性物质层222位于第二表面210。
请参阅图3。在一些实施方式中，第二表面218具有形成于第一端212 的第二空箔区226，第二空箔区226在第一表面216的投影位于第一空箔区 224内。第二空箔区226可以起始于第一端212的端面。
请参阅图2。作为一种可选的实施方式，第一空箔区224中设置极耳230 的区域，以及位于第一活性物质层220与极耳230之间的区域形成第一空箔子区225。第二活性物质层222覆盖第二表面218与第一空箔子区225对应的区域。
在本实施方式中，由于极耳230的重力作用，使得第一空箔区224位于极耳230与第一活性物质层220之间区域，容易发生褶皱。本实施方式中，通过在第二表面218对应第一空箔子区225的区域覆盖有第二活性物质层 222。如此，强化了集流体210对应第一空箔子区225的部分的应力强度，减少了极耳230与第一活性物质层220之间发生褶皱的几率。
在本实施方式中，极耳230与第一活性物质层220之间的区域，与极耳 230占据的区域，总体形成了第一空箔子区225。第二活性物质层222可以覆盖第二表面218与第一空箔子区225对应的部分区域。当然，第二活性物质层222也可以覆盖第二表面218与第一空箔子区225对应的全部区域。
在一些实施方式中，第一空箔区224还可以包括位于极耳230与第一端 212的端面之间的第二空箔子区227。
本说明书提供的实施方式对第一空箔区224的面积不做限定。对极耳 230的占用面积和位置不做限定。对第一空箔子区225的面积不做限定。
作为一种可选的实施方式，第二表面218与第一空箔区224对应的区域被第二活性物质层222完全包覆。
作为一种可选的实施方式，第二表面218被第二活性物质层222完全包覆。
在本实施方式中，所述第二表面218被第二活性物质层222完全包覆可以增强电极片300的电性能。使得，使用电极片300的电池，可以具有较佳的能量密度。以及，也可以增强电极片300的整体应力强度。
在一些实施方式中，电极片300可以作为正电极片。正电极片的第二活性物质层的材料可以是储锂化合物。例如，钴酸锂、磷酸铁锂或锂锰氧化物。
在一些实施方式中，电极片300可以作为负电极片。负电极片的第二活性物质层的材料可以是天然石墨、人造石墨或硬碳。
在一些实施方式中，第二表面218可以未被第二活性物质层222完全包覆。具体的，例如，可以是第二表面218靠近第二端214的区域未被第二活性物质层222包覆。也可以是第二表面218的中间部分区域未被第二活性物质层222包覆。第二表面218被第二活性物质层222包覆的区域可以依据电池的需求确定。
在一些实施方式中，极耳230背对第一活性物质层220的表面与集流体 210的第一端212的端面对齐，或，极耳230背对第一活性物质层220的表面与集流体210的第一端212的端面之间具有间距。极耳230背对第一活性物质层220的表面与集流体210的第一端212的端面的位置关系可以依据具体所述电极片300的要求确定。可以理解为，本说明书的实施方式对极耳 230在第一空箔区224的具体位置不做限定。
在一些实施方式中，在极耳230背对第一活性物质层220的表面与集流体210的第一端212的端面位于同一平面或者趋于位于同一平面的情况下，可以节约集流体210的材料，降低成本；在极耳230背对第一活性物质层 220的表面与集流体210的所述第一端212的端面之间具有间距的情况下，可以便于电极片300的制作。
与现有技术相比，使用本说明书提供的所述电极片300构成的正电极片或负电极片，可以提高电极片300的强度。在配合现有的负电极片或正电极片制成所述电芯的情况下，可以无需双折空箔区，而且由于第二活性物质层222至少部分覆盖第二表面218的与第一空箔区224对应的区域，增加电极片300的端部的支撑强度，有利于减少电芯制备中褶皱出现的概率，且有利于节省集流体材料。
请一并参阅图4和图5。本说明书实施方式提供一种电芯400。电芯400 可以包括第一电极片410、第二电极片420以及位于第一电极片410和第二电极片420之间的隔膜430；第一电极片410为如上述任一实施方式的电极片300；沿卷绕方向，第一电极片410和第二电极片420均形成首端和尾端。
在一些实施方式中，第一电极片410和第二电极片420可以为上述任一实施方式的电极片300。
在一些实施方式中，第一电极片410可以为正电极片，相应的，第二电极片420为负电极片。或者，第一电极片410可以为负电极片，相应的，第二电极片420为正电极片。第一电极片410和/或第二电极片420可以采用上述任一实施方式的电极片300。
请参阅图2、图4和图5，电芯400可以仅使用本说明书提供的所述电极片300作为第一电极片410或第二电极片420。可以配合现有的第二电极片或第一电极片，制成电芯400。当然，电芯400包括间隔第一电极片410 和第二电极片420的隔膜430。如此，可以满足多种电芯400的制作需求。
在一些实施方式中，沿卷绕方向，第一电极片410和第二电极片420均形成首端和尾端。电芯400可以为卷绕电芯。第一电极片410和第二电极片 420的首端可以为电芯的始端，相应的第一电极片410和第二电极片420的尾端可以为电芯的末端。第一电极片410和第二电极片420的首端可以为位于电芯内部。第一电极片410和第二电极片420的尾端中至少一者可以形成电芯400的部分外表面。电芯400的卷绕方向可以是与电芯400的周向对应。在一些实施方式中，第一电极片410的第一端形成电芯400中第一电极片410的首端。更有利于降低电芯褶皱，提高电芯良率。在一些实施方式中，第一电极片410的首端位于电芯的内部。
请参阅图5。在一些实施方式中，第二电极片420包括集流体421和固定于第二电极片420的集流体421的极耳422；第二电极片420的极耳422 形成电芯400的部分外表面。第二电极片的极耳422形成电芯的部分外表面，相应的，第二电极片的极耳422位于电芯400的外侧。有利于提高电芯 400的散热效果。
请参阅图3和图5。在一些实施方式中，第二电极片420包括上述第一空箔区，第二电极片420的极耳422形成电芯的部分外表面且位于第一空箔区，第一空箔区对应的第二表面具有起始于的端面的第二空箔区。可以理解，第二空箔区范围内的集流体421的第一表面没有设置第一活性物质层且第二表面未设置第二活性物质层，从而可以便于第二电极片420尾端的固定。例如，可以通过胶层固定第二电极片420的尾端。如此，可以便于维持电芯400的结构稳定和降低电芯厚度。
请参阅图2和图5。在一些实施方式中，第二电极片420包括集流体421 和固定于第二电极片420的集流体421的极耳422；第二电极片420的极耳 422形成电芯的部分外表面；第一电极片410的第一空箔区224为第一电极片410的首端，第一电极片410的首端位于电芯400的内部。可以知道，第一电极片410的第一空箔区224固定有第一电极片410的极耳412，第一电极片410的第一空箔区224为第一电极片410的首端，第一电极片410的首端位于电芯400的内部，相应的，第一电极片410的极耳412位于电芯400 的内部；并且第二电极片420的极耳422形成电芯400的部分外表面，则第二电极片420的极耳422位于电芯400的外侧。通过将电芯400的第一电极片410的极耳412和第二电极片420的极耳422分别设置在整个电芯400的首端和尾端，有利于保证电芯内部的温度均衡，提高了电芯的安全性。
在一些实施方式中，第二电极片420为正电极片。相应的，正电极片的极耳位于电芯400的最外层。负电极片具有第一空箔区224，负电极片的极耳位于电芯内部。
现有技术中的电芯充电过程中，极耳为电流的主要流经区域，使得极耳因电流原因，所在的区域温度升高。如果正电极片的极耳和负电极片的极耳的位置过热，可能会导致电芯局部温度过高，产生安全隐患。在本实施方式中，第二电极片的极耳422形成电芯400的部分外表面，第一电极片的极耳 412位于电芯400内部，可以增加电芯400的散热速度，提高电池的安全性能。
请参阅图5。在一些实施方式，第二电极片420包括集流体421和固定于第二电极片420的集流体421的极耳422；沿着电芯400的厚度方向，第二电极片420的尾端具有第一端面401；沿着卷绕方向，第二电极片420的极耳422具有靠近第一端面401的第二端面402和与第二端面402相背对的第三端面403；沿着第二端面402靠近第三端面403的方向，第一端面401沿着电芯400的厚度方向的投影不超过第三端面403。
可以理解，极耳422具有一定的厚度，因此，极耳422会增大第二电极片420的厚度，进一步增大电芯400的厚度。极耳422会增大电芯400中极耳422所在区域和未设置极耳区域之间的厚度差。沿着第二端面402靠近第三端面403的方向，第一端面401沿着电芯的厚度方向的投影不超过第三端面403，相应的，第一端面401沿着电芯400的厚度方向的投影位于极耳422 内；或者，第一端面401沿着电芯400的厚度方向的投影与极耳422无交叠且位于第二端面402背离第一端面401的一侧。有利于降低电芯400的厚度。
请参阅图5。在一些实施方式，电芯400具有相背对的两个弧形端，第二电极片420的极耳422位于两个弧形端之间；沿第三端面403靠近第二端面402的方向，第二端面402相对于接近的弧形端具有极耳端距X，电芯 400具有电芯厚度Y，第二电极片420在第一端面401与第二端面402之间沿着卷绕方向具有长度L1，长度L1满足：L1≤X-Y/2+π*Y/2。
在一些实施方式，电芯厚度Y可以为接近第二端面402的弧形端的厚度。弧形端可以等效为半圆弧。电芯厚度Y可以等效为弧形端外表面形成的半圆弧的直径。第二端面402相对于接近的弧形端具有极耳端距X，可以是沿着第三端面403到第二端面402的方向，第二端面402相对于接近的弧形端之间的最大距离为X。相应的，L1≤X-Y/2+π*Y/2可以使得沿着卷绕方向，第一端面401不超过第二端面402。有利于降低电芯400厚度，增加电芯400厚度的均一性。
需要说明的是，第二电极片420的极耳422的位置可以通过电芯400的宽度和极耳边距确定。
在一些实施方式中，第二电极片420可以为正电极片。或者，可以采用负第一极片410的极耳412设置在电芯400的外侧的结构。此时第二电极片 420的极耳422可以位于电芯400的内部。采用第一极片410包尾的设计，可以将第一极片410的第二端214的一面的部分活性物质层刮除掉后焊接极耳。
请参阅图5。在一些实施方式中，第二电极片420包括集流体421，以及位于第二电极片420的集流体421的相背对的两侧表面的第一活性物质层423和第二活性物质层424，第二电极片420的第一活性物质层423的端部和第二电极片420的第二活性物质层424的端部在第二电极片420的首端对齐；第二电极片420的首端位于电芯的内部。该实施方式中，第一活性物质层423和第二活性物质层424中的活性物质可以参与电池的充电和放电反应。如此，使得所述第二电极片420的第一活性物质层423和第二活性物质层424，在充电过程和放电过程，具有较好的充放电效率，以及较佳的能量密度。
请参阅图5。在一些实施方式中，第一电极片410的第一活性物质层413 的端部和第一电极片410的第二活性物质层414的端部在第一电极片410的尾端对齐。可以理解，第一电极片410的第一活性物质层413的和第一电极片410的第二活性物质层414设置在第一电极片410的集流体411相背对的表面。
请参阅图5。在一些实施方式中，第二电极片420的尾端具有第一空箔区，第二电极片420的第二活性物质层424至少部分覆盖第二电极片420与第一空箔区相背对的表面，沿着电芯400的厚度方向，第二电极片420的尾端的第二活性物质层424的端部、第一电极片410的尾端的第二活性物质层 414的端部、第二电极片420的首端的第一活性物质层423的端部以及第一电极片410的首端的第一活性物质层413的端部齐平。从而使得作为第一电极片410的活性物质层与第二电极片420的活性物质层，可以很好的对应。提升了电芯400的电性能和能量密度。并且，有利于提升电芯400的平整度和厚度均一性。
在一些实施方式中，沿着电芯400的厚度方向，第一电极片410的首端和第二电极片420的首端对齐。第一电极片410的首端和第二电极片420的首端可以在电芯400的内部。
本说明书实施方式还提供一种电池。所述电池包括上述任一实施方式提供的电芯。所述电芯可以使用本说明书中实施方式提供的电极片。
在本说明书中，为更好的说明，提供对比例，实施例1和实施例2三款锂电池进行了测试对照实验的结果。其中，对比例使用的电极片可以参考图 1的电极片结构，实施例1可以参考图4的电芯结构，实施例2可以参考图 5的电芯结构。测试对照实验如下：
锂电池对比例的正电极片制备过程如下：将钴酸锂、导电炭黑、聚偏氟乙烯按质量比为95：3：2加入到N-甲基吡咯烷酮中，采用双行星搅拌机混合均匀，制成正极膜片浆料；其中，搅拌公转30rpm，搅拌自转1500rmp，搅拌时间5小时。将制得的正极浆料利用挤压式涂布机均匀涂布在正极集流体铝箔上(铝箔厚度10μm)，涂布面密度17.94mg/cm2，其中活性层长面涂布长度891mm，短面涂布长度766mm，压实密度4.12g/cm3，极片厚度96μm, 辊压后的极片通过分条机，分切后极片总长度963mm，宽度78.4mm，焊接极耳后得到正电极片。
锂电池对比例的负电极片制备过程如下：将石墨、丁苯胶乳、羧甲基纤维素钠、导电炭黑按质量比为96.5:1.5:1.2:0.8加入到去离子水中，采用双行星搅拌机搅拌，得到负极浆料；其中，搅拌公转25rpm，自转1200rpm，搅拌时间6.5h；用挤压涂布机均匀涂布在厚度8μm的铜箔上，涂布重量为 9.57mg/cm2；其中活性层长面涂布长度890mm，短面涂布长度778mm，压实密度1.70g/cm3，烘干压实后制备得到负极膜片，压实密度为1.75g/cm3，涂层厚度117μm，辊压后的极片通过分条机，分切后极片总长度944mm，宽度80.1mm，焊接极耳后得到负电极片。
锂电池实施例1的正电极片制备过程同对比例。
锂电池实施例1的负电极片制备过程如下：准备部分同对比例，但是分切后极片总长度892mm，宽度80.1mm，焊接极耳后得到负电极片。请参阅图6，实施例1的负电极片的极耳部分尺寸为d＝38.75mm，e＝50.56mm。其中，d表示沿着负电极片的纵长方向，极耳与活性物质层相邻的表面与活性物质层之间的距离；e表示沿着负电极片的纵长方向极耳背离活性物质层的表面与集流体的端面之间的距离。
锂电池实施例2的正电极片制备过程如下：准备部分同对比例，但是，分切后极片总长度928mm，宽度78.4mm，焊接极耳后得到正电极片。请参阅图7，实施例2的正电极片的极耳部分尺寸为a＝109.15mm，b＝29.21mm， c＝17.40mm。其中，a表示沿着正电极片的纵长方向，极耳与活性物质层相邻的表面与活性物质层之间的距离；b表示沿着正电极片的纵长方向极耳背离活性物质层的表面与集流体的端面之间的距离。c表示沿着正电极片的纵长方向，集流体两侧表面均未设置活性物质层的区域的尺寸。
锂电池实施例2的负电极片制备过程同实施例2
锂电池对比例，实施例1和实施例2的隔膜制备过程如下：在聚丙基材隔膜添加表面涂陶瓷，使得隔膜总厚度9μm。
锂电池对比例，实施例1和实施例2的电解液制备过程如下：以浓度为 1mol的六氟磷酸锂为锂盐，以碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和碳酸甲乙酯的混合物为非水有机溶剂(其中质量比为碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯:碳酸甲乙酯＝3:4:3)，再加入含有3wt％氟代碳酸乙烯酯和1wt％碳酸亚乙烯酯的添加剂，得到锂电池对比例的电解液。
锂电池对比例，实施例1和实施例2的组装过程如下：将制备完成的锂电池负电极片、正电极片和隔膜依次叠加后通过卷绕工艺制得锂离子电池电芯，将锂电池电芯装入壳体中，注入制备的锂电池电解液、封口、静置、化成、整形和分选工序后完成锂电池的制备。
请参阅表1。表1是对比例，实施例1和实施例2进行直流内阻测试的结果。直流内阻(Direct Current Internal Resistance，DCIR)测试的过程如下：常温状态，将电芯或电池调整至50％荷电状态(State of Charge，SOC)，此状态记为电芯SOC态，置于对应的测试温度下搁置一段时间直至达到稳定状态；其中，搁置时间不得低于2h，电池放电速率为0.2C，放电时长为10s，得到放电末端电压记为U1。将电池放电速率切换至1C，放电时长为1s，得到放电末端电压记为U2，由此计算DCIR，能量密度，电池内阻和电芯卷绕内圈隔膜褶皱比率。
DCIR＝(U1-U2)/(1-0.2)C，单位用mΩ表示。
电池的体积V＝长×宽×高；电池能量E＝电池容量×平台电压；电池能量密度＝E/V，单位用Wh/L表示。
电池内阻用为1KHZ电压内阻测试仪检测电芯或电池的得到的交流内阻，单位用mΩ表示。
电芯卷绕内圈隔膜褶皱比率是制备锂电池过程中，统计电芯卷绕内圈隔膜褶皱与制备总锂电池数量的比例。
表1对比例，实施例1和实施例2进行直流内阻测试的结果
由表1可知，实施例1，实施例2与对比例相比，50％SOC电池的DCIR 值和电池内阻值出现了下降趋势，能量密度呈上升趋势；更明显的是，实施例1和实施例2的电芯卷绕内圈隔膜褶皱比率为0，说明采用实施例1和实施例2的方法制备的电芯出现内圈隔膜褶皱现象很低。
由制备方法可知，对比例1仅调整了负电极片，对比例2调整了正电极片和负电极片。通过调整正负电极片结构，可以有效提升电芯的能量密度；另外，通过调整极耳焊接位置，使得正负极耳分别设置于电芯的内圈和外圈，有利于电芯内部温度的均匀，进而降低电池的局部高温；卷绕过程中，内圈隔膜褶皱比例也有显著降低，提高电芯制造良率。
综上所述，通过本说明书实施方式提供的所述电极片，所述电芯和所述电池，可以增加电芯卷绕入料过程支撑强度和能量密度，提高生产良率。
本说明书多个实施方式之间，采用递进的方式进行描述。不同的实施方式着重于描述相较于其它实施方式不相同的部分。所属领域技术人员在阅读本说明书之后，可以获知本说明书中的多个实施方式，以及实施方式揭示的多个技术特征，可以进行更多种的组合，为使描述简洁，未对所述实施方式中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述。然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
本说明书中的多个实施方式本身均着重于强调与其他实施方式不同的部分，各实施方式之间可以相互对照解释。所属领域技术人员基于一般的技术常识对本说明书中的多个实施方式的任意组合均涵盖于本说明书的揭示范围内。
以上所述仅为本案的实施方式而已，并不用于限制本案的权利要求保护范围。对于本领域技术人员来说，本案可以有各种更改和变化。凡在本案的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本案的权利要求范围之内。
Claims (11)
1.一种电极片，其特征在于，包括：
沿纵长延伸方向具有第一端和第二端的集流体，所述集流体具有相背对的第一表面和第二表面；所述第一表面设置有第一活性物质层，所述第二表面设置有第二活性物质层；其中，所述第一表面具有形成于所述第一端的第一空箔区；
固定于所述第一空箔区的极耳；
其中，所述第二活性物质层至少部分覆盖所述第二表面的与所述第一空箔区对应的区域。
2.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于，所述第二表面被所述第二活性物质层完全包覆。
3.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括第一电极片、第二电极片以及位于所述第一电极片和所述第二电极片之间的隔膜；
所述第一电极片为权利要求1-2中任一项所述的电极片；
沿卷绕方向，所述第一电极片和所述第二电极片均形成首端和尾端。
4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述第二电极片包括集流体和固定于所述第二电极片的集流体的极耳；所述第二电极片的极耳形成所述电芯的部分外表面；
所述第一电极片的第一空箔区为所述第一电极片的首端，所述第一电极片的首端位于所述电芯的内部。
5.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述第二电极片包括位于所述第二电极片的集流体的相背对的两侧表面的第一活性物质层和第二活性物质层，所述第二电极片的第一活性物质层的端部和所述第二电极片的第二活性物质层的端部在所述第二电极片的首端对齐；所述第二电极片的首端位于所述电芯的内部。
6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述第一电极片的第一活性物质层的端部和所述第一电极片的第二活性物质层的端部在所述第一电极片的尾端对齐。
7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述第二电极片的尾端具有所述第一空箔区，所述第二电极片的第二活性物质层至少部分覆盖所述第二电极片与所述第二电极片的第一空箔区相背对的表面，沿着所述电芯的厚度方向，所述第二电极片的尾端的第二活性物质层的端部、所述第一电极片的尾端的第二活性物质层的端部、所述第二电极片的首端的第一活性物质层的端部以及所述第一电极片的首端的第一活性物质层的端部齐平。
8.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述第二电极片包括集流体和固定于所述第二电极片的集流体的极耳；
沿着所述电芯的厚度方向，所述第二电极片的尾端具有第一端面；
沿着所述卷绕方向，所述第二电极片的极耳具有靠近所述第一端面的第二端面和与所述第二端面相背对的第三端面；
沿着所述第二端面靠近所述第三端面的方向，所述第一端面沿着所述电芯的厚度方向的投影不超过所述第三端面。
9.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述电芯具有相背对的两个弧形端，所述第二电极片的极耳位于所述两个弧形端之间；沿所述第三端面靠近所述第二端面的方向，所述第二端面相对于接近的所述弧形端具有极耳端距X，所述电芯具有电芯厚度Y，所述第二电极片在所述第一端面与所述第二端面之间沿着所述卷绕方向具有长度L1，所述长度L1满足：L1≤X-Y/2+π*Y/2。
10.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，沿着所述电芯的厚度方向，所述第一电极片的首端和所述第二电极片的首端在所述电芯的内部对齐。
11.一种电池，其特征在于，包括权利要求3至10中任一项所述电芯。
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|---|---|---|---|---|
| WO2024146650A1 (zh) * | 2023-01-05 | 2024-07-11 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 电极片及电池 |
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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