CN218385272U

CN218385272U - 极片及电池

Info

Publication number: CN218385272U
Application number: CN202221520256.1U
Authority: CN
Inventors: 周乔; 陈莎; 李国梁; 彭宁
Original assignee: Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
Current assignee: Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
Priority date: 2022-06-17
Filing date: 2022-06-17
Publication date: 2023-01-24
Anticipated expiration: 2032-06-17

Abstract

本实用新型提供一种极片及电池，极片包括第一集流体、以及设置在所述第一集流体表面的第一功能层，所述第一功能层表面包括多个第一区域和第二区域；所述第一功能层包括活性物质颗粒，在所述第一区域内，部分所述活性物质颗粒外形成有无机盐层；所述极片包括有形成在所述第一功能层表面上的第一胶层，所述第一胶层覆盖至少一个第一区域。本实用新型能够提高极片的首效、以及极片对电解液的浸润性，同时可以降低析锂风险，提高极片和电池的安全性等性能。

Description

极片及电池

技术领域

本实用新型涉及电化学装置储能领域，具体涉及一种极片及电池。

背景技术

目前，以锂离子电池为代表的电化学装置受到广泛应用，例如，锂离子电池具有较高的能量密度和功率密度等优点，在便携式消费类电子产品及电动车等行业，而随着对电子产品及电动车等产品的续航能力的需求日益提高，对锂离子电池的能量密度等性能的要求也越来越高，为了提高锂离子电池的能量密度，在锂离子电池的极片中引入高比容量的电极材料是一种有效的手段，例如在负极片中引入硅负极材料，硅负极材料相对于石墨负极材料具有更高的容量，将其掺入锂离子电池的负极片中能够提高锂离子电池的能量密度。

然而，硅负极材料等高比容量的材料的首效(首次充放电效率)通常很低，例如硅氧材料的首效一般仅为69％左右，严重限制了高比容量电极的应用。

对极片进行补锂是解决极片首效低的问题的有效手段，然而，一方面，目前通常是在极片的整个功能涂层表面均覆合有金属锂，例如，较为常见的负极补锂方式是采用金属锂箔(或称锂带)全面覆合在负极片表面，即采用整个无间隙锂箔覆盖在负极片的整个功能涂层表面，锂箔面容量高，补锂负极片在陈化等过程中电解液浸润困难，过量的金属锂与电解液发生副反应，降低金属锂利用率，并影响极片和电池的性能；另一方面，对极片进行补锂后，容易造成析锂风险，尤其是在极耳位置析锂，影响极片和电池的安全性能。

实用新型内容

本实用新型提供一种极片和电池，以至少解决现有技术存在的补锂极片电解液浸润困难、金属锂利用率低、负极片和电池的安全性等性能差等问题。

本实用新型的一方面，提供一种极片，包括第一集流体、以及设置在所述第一集流体表面的第一功能层，所述第一功能层表面包括多个第一区域和第二区域；所述第一功能层包括活性物质颗粒，在所述第一区域内，部分所述活性物质颗粒外形成有无机盐层；所述极片包括有形成在所述第一功能层表面上的第一胶层，所述第一胶层覆盖至少一个第一区域。

可选地，所述第一区域的延伸方向与所述第一功能层的宽度方向形成第一夹角，所述第一夹角的范围为0°～45°；和/或，所述第一区域的宽度为100μm-4mm；和/或，所述第二区域的宽度为w₂₂，0＜w₂₂≤4mm。

可选地，多个所述第一区域的总面积与所述第二区域的总面积之比为0.7：1-3：1；和/或，以所述第一集流体的表面为基准，所述第一区域最远离第一集流体的部位高于所述第二区域，所述第一区域最远离第一集流体的部位与所述第二区域最远离第一集流体的部位的高度之差为0.1-8μm。

可选地，所述第一功能层设有第一凹槽，所述极片还设有第一极耳，所述第一极耳至少部分位于所述第一凹槽内并被所述第一胶层覆盖。

可选地，所述第一凹槽具有第一侧、第二侧和第三侧，沿所述第一侧至所述第二侧的方向平行于第一功能层的长度方向；其中，所述第一胶层位于所述第一凹槽第一侧的第一功能层表面的部分覆盖0～8个第一区域；和/或，所述第一胶层位于所述第一凹槽第二侧的第一功能层表面的部分覆盖0～8个第一区域；和/或，所述第一胶层位于所述第一凹槽第三侧的第一功能层表面的部分覆盖0～40个第一区域；和/或，所述第一胶层位于所述第一凹槽第一侧的第一功能层表面的部分沿所述第一功能层的长度方向上的宽度为1-5mm；和/或，所述第一胶层位于所述第一凹槽第二侧的第一功能层表面的部分在沿所述第一功能层的长度方向上的宽度为1-5mm。

可选地，所述活性物质颗粒包括石墨和硅基材料，硅基材料的质量占总质量的7％～50％；或，所述活性物质颗粒包括硬碳材料和石墨；或，所述活性物质颗粒包括硬碳和硅基材料，其中硅基材料的质量占总质量的7％～50％。

本实用新型的另一方面，提供一种电池，包括电芯，所述电芯包括依次层叠设置的第一极片、隔膜和极性与第一极片相反的第二极片，所述第一极片为上述极片。

可选地，所述第二极片的一端被所述第一极片覆盖的区域设有第二胶层，其中，所述第二胶层对应的第一极片的第一区域的数量为0～20个；和/或，所述第二极片包括第二集流体、以及设于所述第二集流体表面的第二功能层，所述第二极片的一端存在未设置所述第二功能层的第二空箔区，所述第二胶层覆盖至少部分所述第二空箔区、并从所述第二空箔区延伸至所述第二功能层的表面；和/或，所述第二胶层在所述第二极片的长度方向上的宽度为3～5mm。

可选地，所述第一功能层设有用于设置第一极耳的第一凹槽，所述第二极片表面设有与所述第一极片的第一凹槽位置对应的第三胶层；和/或，所述第二极片包括第二集流体、以及设于所述第二集流体表面的第二功能层，所述第二功能层设有第二凹槽、以及覆盖所述第二凹槽的第四胶层，所述第二极片设有第二极耳，所述第二极耳至少部分位于所述第二凹槽内并被所述第四胶层覆盖。

可选地，所述第一凹槽具有第一侧、第二侧和第三侧，所述第三胶层在所述第一极片上的第一投影覆盖至少一个第一区域，且满足：所述第一投影位于所述第一凹槽第一侧的部分覆盖0～8个第一区域；和/或，所述第一投影位于所述第一凹槽第二侧的部分覆盖0～8个第一区域；和/或，所述第一投影位于所述第一凹槽第三侧的部分覆盖0～40个第一区域；和/或，所述第二凹槽具有第四侧、第五侧和第六侧，所述第四胶层在所述第一极片上的投影覆盖至少一个第一区域，且满足：所述第四胶层位于所述第二凹槽第四侧的部分在所述第一极片上的投影覆盖0～8个第一区域；和/或，所述第四胶层位于所述第二凹槽第五侧的部分在所述第一极片上的投影覆盖0～8个第一区域；和/或，所述第四胶层位于所述第二凹槽第六侧的部分在所述第一极片上的投影覆盖0～40个第一区域。

本实用新型中，极片的第一功能层表面存在多个第一区域和第二区域，第一区域的活性物质颗粒外形成有无机盐层，该无机盐层可以是在第一区域进行补锂形成，通过第一区域进行补锂，能够提高极片的首效，同时，多个第一区域由第二区域间隔而成，即每两个相邻的第一区域被未进行补锂的第二区域间隔开(即第一区域之间存在间隙)，使得补锂区域未全面覆盖整个第一功能层表面，通过第二区域，电解液更易于浸润极片，减少金属锂与电解液的副反应，从而提高锂金属利用率，优化极片和电池的性能，此外，在第一功能层表面设有第一胶层，第一胶层覆盖至少一个第一区域，可以避免该第一区域产生析锂风险，提高极片和电池的安全性等性能。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式中第一极片垂直于负极集流体厚度方向的截面结构示意图；

图2为本实用新型一实施方式中第一极片垂直于负极集流体厚度方向的截面结构示意图；

图3为本实用新型一实施方式中第二极片极片垂直于负极集流体厚度方向的截面结构示意图；

图4为经3D显微镜测得的本实用新型一实施方式的第一极片表面形貌图；

图5为本实用新型一实施方式的第一极片的制造过程中锂带的放置结构示意图。

附图标记说明：

10：第一空箔区；

20：第一凹槽；

200：第一极耳；

21：第一区域；

22、22’、22”：第二区域；

231：第三区域；

232：第四区域；

233：第五区域；

24：第一端部覆盖区；

25：第二端部覆盖区；

3：第一胶层；

4：第四胶层；

5：第二功能层；

50：第二凹槽；

6：第二胶层；

70：第二空箔区；

8：锂带；

w₁、w₂、w₄、w₅、w₆、w₃₁、w₃₂：宽度；

A、B：方向；

C：间隙。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例和附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等术语仅用于描述目的，例如区分各部件，以更清楚说明/解释技术方案，而不能理解为指示或暗示所指示的技术特征的数量或顺序等含义。

如图1至图4所示，本实用新型实施例提供一种极片，包括第一集流体、以及设置在第一集流体表面的第一功能层，第一功能层表面包括多个第一区域21和第二区域22，第一功能层包括活性物质颗粒，在第一区域21内，部分活性物质颗粒外形成有无机盐层；极片还包括有形成在第一功能层表面上的第一胶层3，第一胶层3覆盖至少一个第一区域。

具体地，第一区域21为补锂区域，第二区域22为未补锂区域，经3D显微镜测试，第一区域21较亮，第二区域22较暗(如图4所示)。

具体实施时，可以按照如下过程进行补锂：如图5所示，将多个锂带8间隔分布在第一功能层表面，该多个锂带8之间存在露出第一功能层表面的间隙C，经电池制备过程中的化成等反应后，设置锂带8的区域形成补锂区域(即第一区域21)，存在于多个锂带8之间的间隙C形成未补锂区域(即第二区域22)，第一区域21呈现条纹/波纹等非连续状态(如图4所示)，通过第二区域22，利于电解液对极片的浸润性，可提高锂带的利用率，优化极片和电池性能。

其中，在补锂过程中，可以在干燥环境中，将形成有第一功能层的极片前体在90℃左右烘烤约24h，使其水分控制在300ppm以下，然后将锂带8置于烘烤后的极片表面，经压合等处理后，使锂带8与第一功能层复合，以进行补锂。

上述极片前体可以采用涂覆法制得，其制备过程一般包括配料(配制浆料)、涂布(将浆料涂布于第一集流体基材的表面以形成第一功能层)、辊压、分切(根据极片的预设大小和形状等参数进行分切)、烘烤等步骤，然后再进行补锂等后续过程。

具体地，所用锂带8可以包括长度小于第一功能层的宽度的短条锂带(短条锂带分布方式如图5所示，其形成的极片表面形貌如图4所示)，可以将多个短条锂带沿第一功能层的宽度方向(箭头B所示的方向)依次放置，形成一列，然后再按照该过程，沿第一功能层的长度方向(箭头A所示的方向)形成另一列，每一列的长度可以小于或等于极片的宽度(由此形成的第一区域21排布而成的列的长度小于或等于极片的宽度)，但不局限于此，也可以将多个短条锂带不规则地分布于第一功能层表面，或者，采用长度与第一功能层的宽度基本相同的长条锂带间隔分布于第一功能层表面(例如，任意两个相邻的长条锂带之间存在间隙，经化成后，该间隙形成第二区域22)。

此外，锂带8的用量可以满足：设置在第一功能层表面的锂带8的总质量与第一功能层表面(背离第一集流体的一面)的面积之比为0.09～0.5mg：1m²。

此外，锂带8的厚度可以为1.9μm-9μm，由于纯金属锂极高的理论比容量，如果对极片表面进行整幅补锂，金属锂厚度通常需要1μm左右，制备难度极高，一致性很差，而本实用新型中，采用超薄金属锂带非整面覆盖式补锂，超薄金属锂带其在第一功能层表面呈现条纹/波纹等非连续覆盖状态，能够有效补锂，提高锂金属利用率，同时还具有制备简单、一致性较好等优点。

具体实施时，一般将锂锭压至厚度为微米级别后，再将得到的微米级锂带置于第一功能层表面进行补锂。例如，在一些实施例中，将200μm-2mm的锂锭压延成厚度为1.9-9μm的锂带8，再将其置于第一功能层表面进行补锂。

具体地，无机盐层可以是第一区域21内的活性物质颗粒通过补锂的锂源嵌入形成的无机盐层，亦即，构成无机盐层的材料为无机盐，无机盐层是通过在第一区域21补充的锂元素嵌入第一区域21的活性物质颗粒生成的，该无机盐层例如包括氟化锂或碳酸锂、锂硅酸盐等中的至少一种。

具体地，第一区域21和第二区域22交错设置/相间分布，亦即，第一功能层表面分布有多个第一区域21和多个第二区域22，多个第二区域22将第一功能层表面间隔形成多个第一区域21。

其中，多个第一区域21可以沿第一功能层/极片的长度方向(箭头A所指示的方向)分布，亦即，多个第一区域21与多个第二区域22沿第一功能层/极片的长度方向依次交错分布。

此外，如图1、图2和图4所示，第一区域21的延伸方向/长度方向可以与第一功能层的宽度方向形成第一夹角，第一夹角可以为0～60°，进一步为0～45°，例如0°(即第一区域21的长度方向与第一功能层的宽度方向平行)、10°、20°、30°、40°、45°等，这样，利于极片补锂和电解液浸润效果，同时不影响极片沿其长度方向进行卷绕，利于电池的制作和性能。

其中，多个第一区域21的延伸方向可以相同或不同，即其与第一功能层的宽度方向形成的第一夹角可以相同或不同。

在一些实施例中，第一区域21的宽度为100μm～4mm，例如100μm、300μm、500μm、700μm、1mm、2mm、3mm、4mm等。

在一些实施例中，位于两个相邻的第一区域21之间的第二区域22的宽度为w₂₂，0μm＜w₂₂≤4mm，w₂₂例如为0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm等。

第一区域21的宽度可以大于第二区域22的宽度(如图4所示)，但不局限于此，第一区域21的宽度也可以小于或等于第二区域22的宽度。

此外，在第一功能层/极片的宽度方向上，最靠近第一功能层外缘/边缘的第一区域21与第一功能层外缘之间的距离为A，A可以为0-2mm，如0(即该第一区域21与第一功能层外缘齐平)、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm等；A与第一功能层的宽度之比可以为0-0.03，例如0、0.01、0.02、0.03等。

具体地，在第一功能层的宽度方向上，由至少一个第一区域21形成一列，该列可以是连续状态，即该列由一个第一区域21形成(其中间不会被第二区域22间断)，或者，该列也可以是非连续状态，即该列由多个第一区域21沿第一功能层的宽度方向依次排布而成，其中相邻的两者之间存在第二区域22，被第二区域22间断。

此外，第一区域21沿第一功能层的宽度方向延伸，在第一功能层的宽度方向上，第一区域21可以基本为平直结构，或者具有弯折/弯曲等结构。

此外，在第一功能层/极片的长度方向上，最靠近第一功能层外缘的第一区域21与第一功能层外缘之间的距离(即最靠近第一功能层外缘的第二区域22在第一功能层长度方向上的宽度)可以为0-4mm，例如100μm-4mm。

具体地，第一功能层具有相对的第一端和第二端，第一端至第二端的方向平行于第一功能层的长度方向，最靠近第一端的第一区域21与第一功能层第一端端缘(第一功能层边缘)的距离w₁为100μm～4mm，例如100μm、300μm、500μm、700μm、1mm、2mm、3mm、4mm等，即在沿第一功能层的长度的方向上，最靠近第一端的第一区域21与第一端的边缘之间存在第二区域22’，该第二区域22’的宽度为w₁；最靠近第二端(第一功能层边缘)的第一区域21与第一功能层的第二端端缘的距离w₂为0μm～4mm，例如0、100μm、300μm、500μm、700μm、1mm、2mm、3mm、4mm等。

其中，当w₂＝0时，最靠近第一功能层的第二端的第一区域21与第一功能层的第二端的边缘之间没有第二区域(即最靠近第二端的第一区域21与第二端的边缘之间的第二区域22”的宽度w₂为0)，当w₂不为0时(即0＜w₂≤4mm)，在沿第一功能层的长度方向上，最靠近第一功能层的第二端的第一区域21与第二端的边缘之间存在第二区域22”，该第二区域22”的宽度为w₂。

具体地，w₁与w₂可以相同或不同。

为进一步兼顾提高补锂效果以及电解液浸润性，在一些优选实施例中，多个第一区域21的总面积(即多个第一区域21的面积之和)与多个第二区域22的总面积(即多个第二区域22的面积之和)之比为0.7：1-3：1，例如0.7：1、1：1、1.5：1、2：1、2.5：1、3：1等。

其中，可以采用显微镜捕捉第一区域21和第二区域22的轮廓，以测定多个第一区域21的总面积与多个第二区域22的总面积之比。

一般情况下，第一区域21和第二区域22之间呈现分界，以第一集流体的表面为基准，第一区域21高于第二区域22，即在沿第一功能层的厚度方向上，第一区域21最远离第一集流体的部位至第一集流体的距离a大于第二区域22最远离第一集流体的部位至第一集流体的距离b(a＞b)。

在一些实施例中，第一区域21最远离第一集流体的部位与第二区域22最远离第一集流体的部位的高度之差为0.1-8μm(即a-b＝0.1-8μm)，例如0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm、6μm、7μm、8μm等。

具体地，第一区域21与第二区域22的高度之差的测定方式可以包括但不限于以下方式：(1)采用离子研磨(CP)设备对补锂极片进行溅射，得到截面，再利用扫描电子显微镜(SEM)进行拍摄，并放大至所需倍率进行拍摄，获取高度差；(2)采用3D显微镜进行放大至所需倍率进行拍摄，然后采用轮廓仪测量高度差。

一般情况下，第一胶层3设置在第一功能层的表面的部分区域，即不完全覆盖第一功能层。

在一些实施例中，第一功能层设有第一凹槽20，第一胶层3覆盖第一凹槽20。

其中，第一凹槽20可作为用于设置极耳的极耳槽，在一些实施例中，极片还设有第一极耳200，该第一极耳200至少部分位于第一凹槽20内并被第一胶层3覆盖(即第一极耳200位于第一凹槽20内的部分被第一胶层3覆盖)，由此，可以保护极耳区，提高极片和电池的安全性，例如避免第一极耳周围的补锂区域中的锂在充放电过程中迁移至正极耳区(对应正极耳所在的极耳槽处)、以及由此导致的负极耳区的析锂问题。

具体来说，第一凹槽20底面的至少部分区域为第一集流体表面(即其底面的部分区域露出第一集流体)，第一极耳200可以与第一凹槽20底面露出的第一集流体连接，具体可以是焊接在第一凹槽20底面露出的第一集流体上。

其中，极片可以是极耳中置结构(CPT)，即极耳设置在极片的中部，而非端部。

具体地，第一凹槽20的至少两侧为第一功能层。在一些实施例中，在垂直于第一集流体的厚度方向的平面上，第一凹槽20的一侧与第一集流体的一个长边持平，其余侧被第一功能层围绕，即第一凹槽20具有朝向第一集流体的一个长边的开口，设置第一极耳200后，第一极耳200的一端可以通过该开口伸出第一集流体的外缘，具体可以是第一极耳200沿其长度方向通过该开口伸出第一集流体的外缘，第一极耳200位于第一凹槽200内的部分(即未伸出第一集流体的外缘的部分)被第一胶层3覆盖(如图2所示)。

其中，第一极耳200的长度方向与第一区域21/第二区域22的长度方向平行(即第一耳200与第一区域21/第二区域22的延伸方向一致)。

如图1所示，第一凹槽20在第一集流体上的投影为长方形，其一个短边与第一集流体的一个长边持平，其余三个边被第一功能层围绕。

具体地，第一凹槽20具有相对的第一侧和第二侧、以及相对的第三侧和第四侧，第三侧/第四侧位于第一侧与第二侧之间(第三侧/第四侧连接第一侧和第二侧)，第一侧至第二侧的方向平行于沿第一区域至所述第二区域的方向。

示例性地，在图1和图2中，第一侧为左侧，第二侧为右侧，第三侧为下侧，第四侧为上侧，第一凹槽20的左侧、右侧、下侧均被第一功能层围绕，上侧没有第一功能层(即第一凹槽20的上侧与第一功能层的边缘持平)。第一侧至第二侧的方向平行于第一功能层的长度方向，第三侧至第四侧的方向平行于第一功能层的宽度方向。

其中，第一胶层3延伸至第一凹槽20周边的第一功能层表面，第一胶层3位于第一凹槽20第一侧的第一功能层表面的部分覆盖a₁个第一区域21，a₁为0～8，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8等，即位于第一凹槽20第一侧且与第一胶层3接触的第一区域的数量为a₁个，亦即，第一功能层表面包括位于第一凹槽20第一侧且被第一胶层3覆盖的第三区域231，延伸至第三区域231内的第一区域21的数量为a₁个。

示例性地，如图1所示，a₁＝1。

此外，第一胶层3位于第一凹槽20第二侧的第一功能层表面的部分覆盖a₂个第一区域21，a₂为0～8，即位于第一凹槽20第二侧且与第一胶层3接触的第一区域21的数量为a₂个，亦即，第一功能层表面包括位于第一凹槽20第二侧且被第一胶层3覆盖的第四区域232，延伸至第四区域232内的第一区域21的数量为a₂个。

示例性地，如图1所示，a₂＝1。

此外，第一胶层3位于第一凹槽20第三侧的第一功能层表面的部分与a₃个第一区域21接触，a₃为0～40，例如0、2、5、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、35、38、40等，即位于第一凹槽20第三侧且与第一胶层3接触的第一区域21的数量为a₃个，亦即，第一功能层表面包括位于第一凹槽20第三侧且被第一胶层3覆盖的第五区域233，延伸至第五区域233内的第一区域21的数量为a₃个。

如图1和图2所示，a3亦为与第一胶层3接触的第一区域21的总数量。

具体地，延伸至第三区域231内的第一区域21(a₁个)均延伸至第五区域233内，延伸至第四区域232内的第一区域21(a₂个)均延伸至第五区域233内，延伸至第五区域233内且与第一凹槽20相接的第一区域21的数量为a₄个，a₃＝a₁+a₂+a₄。

示例性地，如图1所示，a₃＝4，其中，a₁＝1，a₂＝1，a₄＝2。

具体地，第一胶层3位于第一凹槽20的第一侧的第一功能层表面的部分在沿第一功能层长度方向上的宽度w₃₁(亦为第三区域231在沿第一功能层长度方向上的宽度)为1～5mm，例如1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等。

此外，第一胶层3位于第一凹槽20的第二侧的第一功能层表面的部分在沿第一功能层长度方向上的宽度w₃₂(亦为第四区域232在沿第一功能层长度方向上的宽度)为3～5mm，例如1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等。

其中，w₃₁与w₃₂可以相同或不同。第一胶层3在沿第一功能层长度方向上的总宽度基本等于w₃₁、第一凹槽20在沿第一功能层长度方向上的宽度、w₃₂之和。

在一些实施例中，第一区域21的相对两端的端缘分别与第一功能层的相对两侧的边缘持平，如图1和图2所示，任一第一区域21在第一功能层的宽度方向上的长度等于其所在的第一功能层的长度，例如，位于第一凹槽20的相对两侧(第一侧和第二侧)的第一区域21的长度等于第一功能层位于第一凹槽20的相对两侧的部分的宽度。

第一功能层的长度方向亦为第一集流体的长度方向，第一功能层的宽度方向亦为第一集流体的宽度方向，第一集流体的宽度基本等于第一功能层的最大宽度(即图1和图2中的第一功能层位于第一凹槽20的相对两侧的部分的宽度)。

此外，如图1所示，第一集流体的至少一端部还可以设有未设置第一功能层的第一空箔区10。

具体地，上述极片可以为正极片或负极片。优选地，上述极片为负极片，第一集流体为负极集流体，例如包括铜箔等，第一极耳200为负极极耳。

上述第一功能层包括活性物质层，活性物质层包括活性物质、粘结剂和导电剂，活性物质可以包括硅基材料、硬碳或石墨中的至少一种。

其中，当包含硅基材料时，硅基材料的质量为活性物质颗粒总质量的7％～50％。

在一些实施例中，活性物质颗粒包括石墨和硅基材料，硅基材料的质量占总质量的7％～50％。

在一些实施例中，活性物质颗粒包括硬碳材料和石墨。

在一些实施例中，活性物质颗粒包括硬碳和基硅材料，其中硅基材料的质量占总质量的7％～50％。

此外，导电剂例如包括导电碳黑(SP)、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等中的至少一种，粘结剂例如包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1,1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶(SBR)、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等中的至少一种。

本实用新型的实施例还提供一种电池，包括依次层叠设置的第一极片、隔膜和极性与第一极片相反的第二极片，第一极片包括如上所述的极片。

具体地，该电池包括电芯，电芯包括依次层叠设置的第一极片、隔膜和第二极片，该电芯具体可以是由第一极片、隔膜和第二极片依次层叠设置后卷绕而成的卷绕式电芯，其中，可以沿第一极片/隔膜/第二极片的长度方向进行卷绕，形成卷绕式电芯，在卷绕式电芯中，第一极片、隔膜、第二极片均分别有弯折部、以及连接于每个弯折部两端的直部，一个弯折部至另一个弯折部的方向平行于卷绕式电芯的长度方向，一个直部至另一个直部的方向平行于卷绕式电芯的宽度方向。

其中，第一极片可以为正极片，第二极片为负极片，或者，第一极片为负极片，第二极片为正极片；隔膜起隔离作用，用于间隔第一极片和第二极片，防止二者接触短路，隔膜的厚度可以为5～16μm，例如5μm、8μm、10μm、13μm、16μm等，该隔膜可以是本领域常规隔膜，例如包括基材或在基材上涂布涂层的涂覆隔膜。

一般情况下，第二极片包括第二集流体、以及设于第二集流体表面的第二功能层5，第二极片具有相对的两端(分别记为第五端和第六端)，其至少一端存在未设置涂层的第二空箔区70，除该第二空箔区70外，第二极片的其余部分设有第二功能层5。第二功能层5与第二空箔区70相接的部分通常存在凹凸不平的结构，为避免损伤隔膜，提高电池的安全性能，可以在第二极片的至少一端的被第一极片覆盖的部分设置第二胶层6，其中，第二极片被第一极片覆盖的部分通常亦为第二极片被隔膜覆盖的部分。

如图3所示，第二极片的一端(第五端)被第一极片覆盖的区域设有第二胶层6，第二胶层6对应的第一极片的第一区域21的数量为x个，0≤x≤20，x例如为0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19或20。

具体地，如图1和图2所示，第一极片具有相对的两端(分别记为第三端和第四端)，其一端(第三端)具有第一端部覆盖区24，第一端部覆盖区与第二极片的第二胶层6位置对应，即第一端部覆盖区与第二胶层6相互覆盖(第二胶层6在第一极片上的投影与第一端部覆盖区基本重合)，第一端部覆盖区24在第一极片/第二极片的长度方向上的宽度W₄等于第二胶层6在第一极片/第二极片的长度方向上的宽度W₆，第一端部覆盖区24内存在x个第一区域21。

在一些实施例中，第二胶层6在第二极片的长度方向上的宽度w₆为3～5mm，例如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等。

其中，如图3所示，第二胶层6覆盖至少部分第二空箔区70、并从第二空箔区70延伸至第二功能层5的表面。

此外，如图1至图3所示，第一极片的另一端(第四端)具有覆盖第二极片另一端(第六端)的第二端部覆盖区25，即第二极片的第六端在第一极片上的投影位于第二端部覆盖区25，不超出第二端部覆盖区25，第二极片的第六端不存在空箔区(即第二功能层5与第二集流体的外缘齐平)，可以不设置第二胶层6。

在一些实施例中，第二端部覆盖区25在第一极片的长度方向上的宽度w₅为3～5mm，例如3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等。

如图3所示，第二极片表面设有与第一极片的第一极耳200/第一凹槽20位置对应的第三胶层，第三胶层在第一极片上的投影可以覆盖第一凹槽20，进一步防止负极析锂。

其中，第三胶层在第一极片上的第一投影覆盖至少一个第一区域，且满足：第一投影位于第一凹槽第一侧的部分覆盖0～8个第一区域，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8等，可以等于或不等于a₁；第一投影位于第一凹槽第二侧的部分覆盖0～8个第一区域，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8等，可以等于或不等于a₂；第一投影位于第一凹槽第三侧的部分覆盖0～40个第一区域，例如0、2、5、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、35、38、40等，可以等于或不等于a₃。

此外，第一投影位于第一凹槽20的第一侧的部分在沿第一功能层长度方向上的宽度可以为1～5mm，例如1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等，可以等于或不等于w₃₁；第一投影位于第一凹槽20的第二侧的部分在沿第一功能层长度方向上的宽度可以为3～5mm，例如1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等，可以等于或不等于w₃₂。

具体地，第三胶层在第一极片上的第一投影可以覆盖第一胶层、或者被第一胶层覆盖，二者例如重合。

此外，第二极片设有第二极耳，在电芯的宽度方向上，第一极耳200与第二极耳不重叠，即第一极耳200垂直于电芯的宽度方向的投影与第二极耳垂直于电芯的宽度方向的投影不重叠。

在一些实施例中，第二功能层5设有第二凹槽50、以及覆盖第二凹槽50的第四胶层4，第二极耳至少部分位于第二凹槽50内并被第四胶层4覆盖(即第二极耳位于第二凹槽50内的部分被第二胶层6覆盖)。

具体地，第二凹槽50作为用于设置极耳的极耳槽，其底面的至少部分区域为第二集流体表面(即其底面的部分区域露出第二集流体)，第二极耳可以与第二凹槽50底面露出的第二集流体连接，具体可以是焊接在第二凹槽50底面露出的第二集流体上。

其中，如图3所示，第二极片可以是极耳中置结构，即第二极耳设置在第二极片的中部，而非端部。

具体地，第二凹槽50的至少两侧为第二功能层5。在一些实施例中，如图3所示，在垂直于第二集流体的厚度方向的平面上，第二凹槽50的一侧与第二集流体的一个长边持平，其余侧被第二功能层5围绕，即第二凹槽50具有朝向第二集流体的一个长边的开口，设置第二极耳后，第二极耳的一端可以通过该开口伸出第二集流体的外缘，具体可以是第二极耳沿其长度方向通过该开口伸出第二集流体的外缘，第二极耳位于第二凹槽50内的部分(即未伸出第一集流体的外缘的部分)被第二胶层6覆盖。其中，第二极耳的长度方向与第二极片的宽度方向平行。

如图3所示，第二凹槽50在第二集流体上的投影为长方形，其一个短边与第二集流体的一个长边持平，其余三个边被第二功能层围绕。

具体地，第四胶层4延伸至第二凹槽50周边的第二功能层5表面，与第二凹槽50周边的第二功能层5粘接。

此外，第二凹槽50具有第四侧、第五侧和第六侧，沿第四侧至第五侧的方向平行于第二极片的长度方向，第四胶层4在第一极片上的投影覆盖至少一个第一区域，且满足：第四胶层4位于第二凹槽第四侧的部分在第一极片上的投影覆盖0～8个第一区域，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8等，可以等于或不等于a₁；第四胶层4位于第二凹槽第五侧的部分在第一极片上的投影覆盖0～8个第一区域，例如0、1、2、3、4、5、6、7、8等，可以等于或不等于a₂；第四胶层4位于第二凹槽第六侧的部分在第一极片上的投影覆盖0～40个第一区域，例如0、2、5、8、10、12、15、18、20、22、25、28、30、32、35、38、40等，可以等于或不等于a₃。

此外，第四胶层4位于第二凹槽第四侧的部分在沿第二极片长度方向上的宽度可以为1～5mm，例如1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等，可以等于或不等于w₃₁；第四胶层4位于第二凹槽第五侧的部分在沿第二极片长度方向上的宽度可以为3～5mm，例如1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等，可以等于或不等于w₃₂。

具体地，第一凹槽50的形状、尺寸等参数可以与第一凹槽20相同或不同，第四胶层4的形状、面积等参数可以与第一胶层3相同或不同。

上述第一胶层3、第二胶层6、第三胶层、第四胶层的厚度分别可以为10～16μm，例如10μm、11μm、12μm、13μm、14μm、15μm、16μm等，其具体可以是胶纸。

需要说明的是，如上所述的某一胶层(或其投影)覆盖第一区域是指，在第一功能层的长度方向上，被该胶层覆盖的第一区域21的相对两侧均位于该胶层在第一功能层表面上的投影内(即被该胶层覆盖的第一区域21不伸出该胶层在第一功能层表面上的投影的外缘)，而在第一功能层的宽度方向上，被该胶层覆盖的第一区域21可以部分位于该胶层在第一功能层表面上的投影内、部分位于该胶层在第一功能层表面上的投影之外、或者全部位于该胶层在第一功能层表面上的投影内。

示例性地，如图1和图2所示，第一胶层3覆盖4个第一区域21，在第一功能层的长度方向向，该4个第一区域21的相对两侧均位于第一胶层3在第一功能层表面上的投影内，而在第一功能层的宽度方向上，该4个第一区域21部分延伸至第一胶层3在第一功能层表面上的投影内，而部分位于第一胶层3在第一功能层表面上的投影之外。

上述电池可以包括锂离子电池，其可以通过本领域常规方法制得，制备过程一般包括卷绕、封装、注液、陈化、化成、二封、分选、包装等步骤。例如，可以将第一极片、隔膜、第二极片层叠放置后，卷绕形成裸电芯，将裸电芯置于外包装箔(如铝塑膜)中，然后向电芯中注入电解液，再经过真空封装、静置、化成(如0.1C恒流充电4％SOC(荷电状态)，再以0.2C恒流充电到10％SOC)、整形等工序，制成软包锂离子电池。

Claims

1.一种极片，其特征在于，包括第一集流体、以及设置在所述第一集流体表面的第一功能层，所述第一功能层表面包括多个第一区域和第二区域；

所述第一功能层包括活性物质颗粒，在所述第一区域内，部分所述活性物质颗粒外形成有无机盐层；

所述极片包括有形成在所述第一功能层表面上的第一胶层，所述第一胶层覆盖至少一个第一区域。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，

所述第一区域的延伸方向与所述第一功能层的宽度方向形成第一夹角，所述第一夹角的范围为0°～45°；

和/或，所述第一区域的宽度为100μm-4mm；和/或，

所述第二区域的宽度为w₂₂，0＜w₂₂≤4mm。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，

多个所述第一区域的总面积与所述第二区域的总面积之比为0.7：1-3：1；和/或，

以所述第一集流体的表面为基准，所述第一区域最远离第一集流体的部位高于所述第二区域，所述第一区域最远离第一集流体的部位与所述第二区域最远离第一集流体的部位的高度之差为0.1-8μm。

4.根据权利要求1或2所述的极片，其特征在于，所述第一功能层设有第一凹槽，所述极片还设有第一极耳，所述第一极耳至少部分位于所述第一凹槽内并被所述第一胶层覆盖。

5.根据权利要求4所述的极片，其特征在于，

所述第一凹槽具有第一侧、第二侧和第三侧，沿所述第一侧至所述第二侧的方向平行于第一功能层的长度方向；其中，所述第一胶层位于所述第一凹槽第一侧的第一功能层表面的部分覆盖0～8个第一区域；和/或，

所述第一胶层位于所述第一凹槽第二侧的第一功能层表面的部分覆盖0～8个第一区域；和/或，

所述第一胶层位于所述第一凹槽第三侧的第一功能层表面的部分覆盖0～40个第一区域；和/或，所述第一胶层位于所述第一凹槽第一侧的第一功能层表面的部分沿所述第一功能层的长度方向上的宽度为1-5mm；和/或，

所述第一胶层位于所述第一凹槽第二侧的第一功能层表面的部分在沿所述第一功能层的长度方向上的宽度为1-5mm。

6.一种电池，其特征在于，包括电芯，所述电芯包括依次层叠设置的第一极片、隔膜和极性与第一极片相反的第二极片，所述第一极片为权利要求1-5任一项所述的极片。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述第二极片的一端被所述第一极片覆盖的区域设有第二胶层，其中，

所述第二胶层对应的第一极片的第一区域的数量为0～20个；和/或，

所述第二极片包括第二集流体、以及设于所述第二集流体表面的第二功能层，所述第二极片的一端存在未设置所述第二功能层的第二空箔区，所述第二胶层覆盖至少部分所述第二空箔区、并从所述第二空箔区延伸至所述第二功能层的表面；和/或，

所述第二胶层在所述第二极片的长度方向上的宽度为3～5mm。

8.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，

所述第一功能层设有用于设置第一极耳的第一凹槽，所述第二极片表面设有与所述第一极片的第一凹槽位置对应的第三胶层；和/或，

所述第二极片包括第二集流体、以及设于所述第二集流体表面的第二功能层，所述第二功能层设有第二凹槽、以及覆盖所述第二凹槽的第四胶层，所述第二极片设有第二极耳，所述第二极耳至少部分位于所述第二凹槽内并被所述第四胶层覆盖。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，

所述第一凹槽具有第一侧、第二侧和第三侧，所述第三胶层在所述第一极片上的第一投影覆盖至少一个第一区域，且满足：所述第一投影位于所述第一凹槽第一侧的部分覆盖0～8个第一区域；和/或，

所述第一投影位于所述第一凹槽第二侧的部分覆盖0～8个第一区域；和/或，

所述第一投影位于所述第一凹槽第三侧的部分覆盖0～40个第一区域；

和/或，所述第二凹槽具有第四侧、第五侧和第六侧，所述第四胶层在所述第一极片上的投影覆盖至少一个第一区域，且满足：所述第四胶层位于所述第二凹槽第四侧的部分在所述第一极片上的投影覆盖0～8个第一区域；和/ 或，

所述第四胶层位于所述第二凹槽第五侧的部分在所述第一极片上的投影覆盖0～8个第一区域；和/或，

所述第四胶层位于所述第二凹槽第六侧的部分在所述第一极片上的投影覆盖0～40个第一区域。