CN218414961U - 一种电池极片及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池极片及锂离子电池，包括极片本体和极耳；所述极片本体，包括集流体及涂覆在所述集流体表面的涂层，所述涂层的表面具有槽位；所述极耳的一端与暴露于所述槽位的所述集流体焊接；其中，所述极耳与所述集流体之间形成夹角θ，0°≤θ≤10°。本实用新型通过优化极片和极耳连接结构，避免产生电池安全问题，有助于提高电池的质量。

Description

一种电池极片及锂离子电池

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池极片及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。

快充技术，需要从材料：比如负极材料、正极材料、隔膜、电解液等入手；需要从结构：比如电芯结构，常规结构、极耳中置结构、多极耳结构等入手；从设计，比如CB值、面密度、压实密度、基材厚度，极耳厚度宽度等入手。针对结构方面，主流的是采用极耳中置结构，针对现有中置结构。

现有技术主要是通过在分切前预设置焊接极耳的槽位，分切后在卷绕工序通过模切将槽位焊接极耳朝向的边料模切；另一种为分切时在槽位区域分切，使之部分槽位预留在相邻极片极耳朝向对侧位置。前者将带来的问题是增加了模切工位设备，增加了设备成本，过程断带频率增加、降低卷绕效率，同时还引入了模切产生的极粉，极粉掉入电芯影响K值等性能等一系列问题；后者带来的问题是需要对分切非焊接区域的槽位进行处理，避免该区域槽位铝箔正对负极，当隔膜刺破时阳极与铝箔直接接触造成短路安全风险。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电池极片，通过优化极片和极耳连接结构，避免产生电池安全问题，有助于提高电池的质量。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电池极片，包括极片本体和极耳；所述极片本体，包括集流体及涂覆在所述集流体表面的涂层，所述涂层的表面具有槽位；所述极耳的一端与暴露于所述槽位的所述集流体焊接；其中，所述极耳与所述集流体之间形成夹角θ，0°≤θ≤10°。

优选的，在宽度方向上，所述槽位的边缘和所述极片本体的边缘之间的距离为W，0mm＜W≤8mm。

优选的，所述槽位包括底部和侧壁，所述侧壁从所述底部向上延伸，所述底部为暴露于所述极片本体表面的集流体，所述涂层围成所述侧壁。

优选的，所述极耳和所述集流体之间设置有多个焊印，其中一个所述焊印靠近所述槽位的边缘。

优选的，靠近所述槽位的边缘的所述焊印与所述侧壁之间的距离为L，所述距离与所述涂层的厚度之比等于所述夹角θ的正切值。

优选的，所述涂层的厚度为0mm-200mm。

优选的，所述极耳至少部分嵌于所述槽位，所述极耳的厚度小于所述涂层的厚度。

优选的，所述槽位的形状为方形，所述槽位靠近所述极片本体宽度方向的一侧边缘。

优选的，多个所述焊印呈矩阵式排列，相连两个所述焊印间隔设置。

本实用新型的目的之二在于提供一种锂离子电池，包括上述的一种电池极片。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型在涂层的表面设置槽位，将极耳的一端焊接于暴露于槽位的集流体上，极耳与集流体之间形成夹角θ，通过控制极耳与集流体的角度，即控制涂层厚度和宽度，省去了分切后模切槽位或对分切到槽位再对槽位进行处理，避免产生电池安全问题，从而提升电池的良品率。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型的截面示意图。

图2为本实用新型的极片本体焊接前的示意图。

图3为本实用新型的极片本体分切前的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1-极片本体；11-集流体；12-涂层；

2-极耳；

3-槽位；31-底部；32-侧壁；

4-焊印；

Y-宽度方向。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型中，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，或一体地连接；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。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实用新型中的具体含义。

以下结合附图1～3对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施方式一

下面结合附图1～3描述实施方式一

电池极片，包括极片本体1和极耳2；极片本体1，包括集流体11及涂覆在集流体11表面的涂层12，涂层12的表面具有槽位3；极耳2的一端与暴露于槽位3的集流体11焊接；其中，极耳2与集流体11之间形成夹角θ，0°≤θ≤10°。

由于现有结构需要增加了模切工位设备，增加了设备成本，过程断带频率增加、降低卷绕效率，同时还引入了模切产生的极粉，极粉掉入电芯影响K值等性能等一系列问题；需对分切非焊接区域的槽位进行处理，当隔膜刺破时阳极与铝箔直接接触造成短路安全风险，因此，在涂层12的表面设置槽位3，将极耳2的一端焊接于暴露于槽位3的集流体11上，极耳2与集流体11之间形成夹角θ，且夹角θ与涂层12厚度和宽度关联，即通过控制极耳2与集流体11的角度，控制涂层12厚度和宽度，省去了分切后模切槽位或对分切到槽位再对槽位进行处理，避免产生电池安全问题，从而提升电池的良品率。

于本实施方式中，电芯收尾胶与极耳2不重叠，热熔胶与极耳2不重叠，避免增加电芯的整体厚度，涂层12的厚度控制方式包括但不限于通过激光清洗控制其功率将涂层12进行清洗削薄，也可以通过物理接触式刮刀，将涂层12进行刮料削薄或其他方式进行削薄处理，涂层12的厚度控制方式包括在线CCD视觉检测，进行监测和联动纠偏，进行实时在线纠偏闭环。

在根据本实用新型的电池极片中，在宽度方向Y上，槽位3的边缘和极片本体1的边缘之间的距离为W，0mm＜W≤8mm。于本实施方式中，槽位3的边缘和极片本体1的边缘之间的距离为W，可以理解为槽位3在焊接极耳2的朝向一侧预留有料区，料区的宽度等于距离W，料区的两端分别端点a和端点b，端点b位于靠近极耳2的一端，料区厚度H等于涂层12的厚度，其中，料区在厚度方向上可以为活性物质涂层，也可以为非活性物质涂层，或者两种、或两种以上的不同物质的涂层组成，此外，还可以一次成型预设厚度，也可以为二次成型预设厚度，或者二次加工处理达到预设厚度。

在根据本实用新型的电池极片中，槽位3包括底部31和侧壁32，侧壁32从底部31向上延伸，底部31为暴露于极片本体1表面的集流体11，涂层12围成侧壁32。具体的，槽位3具有四个侧壁32，四个侧壁32和底部31围成槽位3，底部31为暴露在外的集流体11，极耳2焊接于集流体11。

在根据本实用新型的电池极片中，极耳2和集流体11之间设置有多个焊印4，其中一个焊印4靠近槽位3的边缘。于本实施方式中，靠近槽位3的边缘的焊印4，其正下方的集流体11与接触的点作为焊点A，焊点A可以理解为极耳2朝向的一侧的第一个焊点，此外，通过其他焊印4对应下面和集流体11接触的各个焊点，能够提高极耳2和集流体11之间连接强度，降低极耳2发生脱落或晃动的概率。

在根据本实用新型的电池极片中，靠近槽位3的边缘的焊印4与侧壁32之间的距离为L，即焊点A和端点b之间的距离为L，距离L与涂层12的厚度之比等于夹角θ的正切值，限定θ的范围，即通过控制极耳2与集流体11的角度，控制涂层12厚度和宽度。

本实用新型的工作原理是：

在涂层12的表面设置槽位3，将极耳2的一端焊接于暴露于槽位3的集流体11上，极耳2与集流体11之间形成夹角θ，且夹角θ与涂层12厚度和宽度关联，即通过控制极耳2与集流体11的角度，控制涂层12厚度和宽度，省去了分切后模切槽位或对分切到槽位再对槽位进行处理，避免产生电池安全问题，从而提升电池的良品率。

通过涂布机，将活性物质浆料涂覆在集流体11上，集流体11的两面都涂覆活性物质，然后经过烘烤干燥后收卷。

宽幅的极片通过激光清洗，或其他方式制作得到用途焊接极耳2的槽位3，在清洗时，对料区进行清洗或其他方式将其削薄处理，或不处理，使得料区厚度H满足预设范围即可。

采用分切机，将宽幅的极片分切成等宽度的多个极片本体1，同时控制料区的宽度W，使用在线CCD等视觉检测设备，确保料区的宽度W在预设范围内。

通过控制料区的宽度W和料区厚度H，将极耳2焊接在槽位3上，使得集流体11与极耳2形成的夹角θ，角θ控制在小于10°内，避免焊印焊接在料区外导致虚焊情况，确保焊机焊印4落在极耳2上。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的涂层12的厚度为0mm-200mm，例如，涂层12的厚度可以为10mm、30mm、50mm、70mm、90mm、110mm、130mm、150mm、170mm、190mm或200mm等，从而防止涂层12过厚，造成夹角θ超过预设范围的情况，极耳2至少部分嵌于槽位3，极耳2的厚度小于涂层12的厚度。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式的槽位3的形状为方形等规则形状，本实施方式对此不做限制，槽位3靠近极片本体1宽度方向Y的一侧边缘，多个焊印4呈矩阵式排列，相连两个焊印4间隔设置，有助于提高极耳2与集流体11之间的接触面积，提高两者的稳固性，降低极耳2发生脱落的概率。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

锂离子电池

本实用新型包括实施方式一～三的电池极片。

锂离子电池包括电芯，该电芯可以包括至少两个相互叠设且极性相反的极片，极性相反的极片分别形成电池的正极极片和电池的负极极片。为了避免正负极极片之间短路，每相邻两个极片之间设置有隔膜，极性相反的极片通过隔膜电性隔离。至少其中一个极片可以为上述实施方式中的极片结构。

至少两个极片可以包括第一极片和第二极片，第一极片和第二极片的极性相反，且第一极片和第二极片相互叠设。

具体的，第一极片可以为正极极片，采用上述实施例1～8的正极极片结构，第二极片可以是负极极片；或者，第一极片可以为负极极片，第二极片可以是正极极片，此处不做限制。

在一些示例中，电芯可以为卷绕式的电芯。其中，第一极片和第二极片均为一个，依次叠设的第一极片、隔膜和第二极片绕卷绕中心卷绕，并形成卷绕结构。

在另一些示例中，电芯可以为叠片式的电芯。其中，第一极片为多个，第二极片为多个，多个第一极片和多个第二极片沿同一方向依次交错层叠设置，且每相邻的第一极片和第二极片之间设置有隔膜，以使第一极片和第二极片之间电性绝缘。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池极片，其特征在于，包括极片本体(1)和极耳(2)；

所述极片本体(1)，包括集流体(11)及涂覆在所述集流体(11)表面的涂层(12)，所述涂层(12)的表面具有槽位(3)；

所述极耳(2)的一端与暴露于所述槽位(3)的所述集流体(11)焊接；

其中，所述极耳(2)与所述集流体(11)之间形成夹角θ，0°≤θ≤10°。

2.如权利要求1所述的一种电池极片，其特征在于：在宽度方向(Y)上，所述槽位(3)的边缘和所述极片本体(1)的边缘之间的距离为W，0mm＜W≤8mm。

3.如权利要求1所述的一种电池极片，其特征在于：所述槽位(3)包括底部(31)和侧壁(32)，所述侧壁(32)从所述底部(31)向上延伸，所述底部(31)为暴露于所述极片本体(1)表面的集流体(11)，所述涂层(12)围成所述侧壁(32)。

4.如权利要求3所述的一种电池极片，其特征在于：所述极耳(2)和所述集流体(11)之间设置有多个焊印(4)，其中一个所述焊印(4)靠近所述槽位(3)的边缘。

5.如权利要求4所述的一种电池极片，其特征在于：靠近所述槽位(3)的边缘的所述焊印(4)与所述侧壁(32)之间的距离为L，所述距离L与所述涂层(12)的厚度之比等于所述夹角θ的正切值。

6.如权利要求1所述的一种电池极片，其特征在于：所述涂层(12)的厚度为0mm-200mm。

7.如权利要求1所述的一种电池极片，其特征在于：所述极耳(2)至少部分嵌于所述槽位(3)，所述极耳(2)的厚度小于所述涂层(12)的厚度。

8.如权利要求1所述的一种电池极片，其特征在于：所述槽位(3)的形状为方形，所述槽位(3)靠近所述极片本体(1)宽度方向(Y)的一侧边缘。

9.如权利要求4所述的一种电池极片，其特征在于：多个所述焊印(4)呈矩阵式排列，相连两个所述焊印(4)间隔设置。

10.一种锂离子电池，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的一种电池极片。

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