CN218385274U - 一种负极极片、电池模组及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种负极极片、电池模组及电池包。该负极极片和正极极片依次堆叠或卷绕形成裸电芯，裸电芯放置在壳体内并焊接上盖板形成电池模组。该负极极片包括箔材，箔材的至少一侧外表面上涂覆有石墨层，在沿远离箔材的方向上，箔材的同侧外表面上依次涂覆有若干层石墨层，且每一层石墨层的克容量依次增加。该电池模组包括以上负极极片，电池包包括多个以上电池模组。该负极极片结构简单，能够提升电池的热稳定性能，能够降低该电池模组的产热效率和产热量，提高电池模组的热稳定性。该电池包热稳定性高，成本低，有利于批量化生产。

Description

一种负极极片、电池模组及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种负极极片、电池模组及电池包。

背景技术

随着经济的发展和科技的进步，锂离子电池在新能源汽车及储能系统中应用越来越广泛，但是目前制约锂离子电池广泛推广应用的仍然是其安全性能。近几年发生了多起电动汽车着火事件，也有车企召回瑕疵电动汽车的现象，均会冲击电动汽车的进一步应用和发展，因此做好电动汽车安全性能尤为重要。电池的热稳定性一直是电池厂乃至车企关注的问题，如何提升电池热稳定性一直是电池行业研究的重点问题。

目前对于提高锂离子电池热稳定性主要围绕从降低产热和增强导热两方面来开展。一是，提升材料层级本身的热稳定性，例如增强材料的包覆，降低副反应，减少反应产热，加大电解液里添加剂的含量，使得成膜致密等等。二是，电池结构层级增强导热，及时将热量传导出去，减少热量累积，从而降低热失控的风险。但无论是材料层级的热稳定性提升还是结构层级的防护加强均会带来成本成倍的增加，不利于电池的批量规模生产制造。

因此，亟需设计一种负极极片、电池模组及电池包，来解决以上技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的在于提出一种负极极片，结构简单，能够提升电池的热稳定性能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种负极极片，所述负极极片包括箔材，所述箔材的至少一侧外表面上涂覆有石墨层，在沿远离所述箔材的方向上，所述箔材的同侧外表面上依次涂覆有若干层石墨层，且每一层所述石墨层的克容量依次增加。

作为一种负极极片的可选技术方案，同侧的相邻两层所述石墨层之间的所述克容量相差5％-10％。

作为一种负极极片的可选技术方案，所述箔材为铜制件。

作为一种负极极片的可选技术方案，所述石墨层包括第一石墨层和第二石墨层，在沿远离所述箔材的方向上，所述第一石墨层和所述第二石墨层依次堆叠设置。

作为一种负极极片的可选技术方案，所述第一石墨层的克容量小于所述第二石墨层的克容量。

作为一种负极极片的可选技术方案，所述第一石墨层和所述第二石墨层均设置为两个，且两个所述第一石墨层分别堆叠设置在所述箔材的两侧，两个所述第二石墨层分别堆叠设置在所述第一石墨层的两侧。

作为一种负极极片的可选技术方案，所述第一石墨层通过挤压涂布或转移涂布涂覆在所述箔材上，所述第二石墨层通过挤压涂布或转移涂布涂覆在所述第一石墨层上。

作为一种负极极片的可选技术方案，所述第一石墨层和所述第二石墨层的厚度均大于所述箔材的厚度。

本实用新型的第二目的在于提出一种电池模组，结构简单，能够降低该电池模组的产热效率和产热量。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种电池模组，所述电池模组包括正极极片和以上所述的负极极片，所述正极极片和所述负极极片依次堆叠或卷绕形成裸电芯，所述裸电芯放置在壳体内并焊接上盖板形成所述电池模组。

本实用新型的第三目的在于提出一种电池包，该电池包热稳定性高，成本低，有利于批量化生产。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供一种电池包，所述电池包包括以上所述的电池模组。

本实用新型的有益效果至少包括：

本实用新型提供一种负极极片，该负极极片包括箔材，箔材的至少一侧外表面上涂覆有石墨层，在沿远离箔材的方向上，箔材的同侧外表面上依次涂覆有若干层石墨层，且每一层石墨层的克容量依次增加。由于沿远离箔材的方向每一层石墨层的克容量依次增加，在对电池进行充电时，靠近箔材的石墨层(底层)的电容量达到100％soc时，此时远离箔材的石墨层(表层)电容量小于100％soc，由于soc越低，石墨层的稳定性越高，热失控的风险越低，因此通过这种结构设计能够降低负极极片表层石墨层的soc，即降低了负极极片的产热效率和产热量，从而提高电池模组的热稳定性，该负极极片结构简单，便于批量化生产制造，节约成本。

本实用新型还提供一种电池模组，由于该电池模组具有以上负极极片，因此，能够降低该电池模组的产热效率和产热量，提高电池模组的热稳定性。

本实用新型还提供一种电池包，该电池包包括上述电池模组。该电池包热稳定性高，成本低，有利于批量化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的负极极片的剖面图。

附图标记

100、箔材；200、第一石墨层；300、第二石墨层。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供一种负极极片，该负极极片和正极极片依次堆叠或卷绕形成裸电芯，裸电芯放置在壳体内并焊接上盖板形成电池模组。该负极极片包括箔材100，箔材100的至少一侧外表面上涂覆有石墨层，在沿远离箔材100的方向上，箔材100的同侧外表面上依次涂覆有若干层石墨层，且每一层石墨层的克容量依次增加。值得注意的是，图1中的箭头所指的方向即为远离箔材100的方向。

示例性地，在本实施例中，箔材100的上表面和下表面上可以均涂覆多层石墨层，也可以只在箔材100的上表面或者下表面中的一者上涂覆多层石墨层，本实施例对此不作限定。

基于以上设计，由于在沿远离箔材100的方向上每一层石墨层的克容量依次增加，在对电池进行充电时，靠近箔材100的石墨层(底层)的电容量达到100％soc时，此时远离箔材100的石墨层(表层)电容量小于100％soc，由于soc越低，石墨层的稳定性越高，热失控的风险越低，因此通过这种结构设计能够降低负极极片表层石墨层的soc，即降低了负极极片的产热效率和产热量，从而提高电池模组的热稳定性。该负极极片结构简单，便于批量化生产制造，节约成本。需要说明的是，以上所提及的soc(State of charge)，即荷电状态，用来反映电池的剩余容量，其数值上定义为剩余容量占电池容量的比值，常用百分数表示。其取值范围为0％～100％，当SOC＝0％时表示电池放电完全，当SOC＝100％时表示电池完全充满。

作为一种可选的技术方案，本实施例中的同侧的相邻两层石墨层之间的克容量相差5％-10％，例如，可以设置为5％、7％、7.5％、8％、10％等数值。当相邻两层石墨层之间的克容量相差小于5％时，这样当靠近箔材100的石墨层电荷状态为100％时，其相邻的石墨层的电荷状态也几乎接近100％，从而造成表层的热稳定性差，增加产热效率和产热量，不利于电池模组的热管控。当相邻两层石墨层之间的克容量相差大于10％时，会降低电池模组的能量密度，降低产品竞争力。因此，将相邻两层石墨层之间的克容量相差设置为5％-10％，既可以降低表层的产热量，又可以在一定程度上保持电池模组的能量密度，提高电池模组的热稳定性，提升其安全性能。

可选地，箔材100为铜制件，即本实施例中的箔材100可以采用金属铜材质制成，当然，作业人员能够根据实际需求选取其他金属导电材质制成，本实施例对此不作限定。

如图1所示，示例性地，本实施例中的石墨层包括第一石墨层200和第二石墨层300，在沿远离箔材100的方向上，第一石墨层200和第二石墨层300依次堆叠设置。第一石墨层200的克容量小于第二石墨层300的克容量。第一石墨层200和第二石墨层300均设置为两个，且两个第一石墨层200分别堆叠设置在箔材100的两侧，两个第二石墨层300分别堆叠设置在第一石墨层200的两侧，也就是说，沿图1中极片的厚度方向，极片的结构依次是“第二石墨层300、第一石墨层200、箔材100、第一石墨层200、第二石墨层300”。当然，在本实用新型的一些实施例中，作业人员能够根据实际需求，在箔材100的两侧分别设计若干层石墨层，例如设计3层、4层、5层等数量，此处不再一一赘述。

作为一种可选地技术方案，本实施例中的第一石墨层200通过挤压涂布或转移涂布方式涂覆在箔材100上，第二石墨层300也通过挤压涂布或转移涂布的方式涂覆在第一石墨层200上。当然，在本实用新型的一些实施例中，作业人员还可以采用其他工艺方式涂覆石墨层，本实施例对此不作限定。

作为一种可选地技术方案，第一石墨层200和第二石墨层300的厚度均大于箔材100的厚度。

本实用新型的实施例还提供一种电池模组，该电池模组包括正极极片和上述的负极极片，正极极片和负极极片依次堆叠或卷绕形成裸电芯，裸电芯放置在壳体内并焊接上盖板形成电池模组。由于该电池模组具有以上负极极片，因此，能够降低该电池模组的产热效率和产热量，提高电池模组的热稳定性。

本实用新型还提供一种电池包，该电池包包括一个或多个上述电池模组。该电池包热稳定性高，成本低，有利于批量化生产。

显然，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。

注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接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实用新型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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。

Claims (10)

1.一种负极极片，其特征在于，所述负极极片包括箔材(100)，所述箔材(100)的至少一侧外表面上涂覆有石墨层，在沿远离所述箔材(100)的方向上，所述箔材(100)的同侧外表面上依次涂覆有若干层石墨层，且每一层所述石墨层的克容量依次增加。

2.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，同侧的相邻两层所述石墨层之间的所述克容量相差5％-10％。

3.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述箔材(100)为铜制件。

4.根据权利要求1所述的负极极片，其特征在于，所述石墨层包括第一石墨层(200)和第二石墨层(300)，在沿远离所述箔材(100)的方向上，所述第一石墨层(200)和所述第二石墨层(300)依次堆叠设置。

5.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨层(200)的克容量小于所述第二石墨层(300)的克容量。

6.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨层(200)和所述第二石墨层(300)均设置为两个，且两个所述第一石墨层(200)分别堆叠设置在所述箔材(100)的两侧，两个所述第二石墨层(300)分别堆叠设置在所述第一石墨层(200)的两侧。

7.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨层(200)通过挤压涂布或转移涂布涂覆在所述箔材(100)上，所述第二石墨层(300)通过挤压涂布或转移涂布涂覆在所述第一石墨层(200)上。

8.根据权利要求4所述的负极极片，其特征在于，所述第一石墨层(200)和所述第二石墨层(300)的厚度均大于所述箔材(100)的厚度。

9.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括正极极片和权利要求1-8中任一项所述的负极极片，所述正极极片和所述负极极片依次堆叠或卷绕形成裸电芯，所述裸电芯放置在壳体内并焊接上盖板形成所述电池模组。

10.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括权利要求9中所述的电池模组。

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