CN218498137U - 叠片式锂离子电芯及叠片式锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种叠片式锂离子电芯及叠片式锂离子电池，通过将正极极片和负极极片上相对应的第一拐角和第二拐角贴附于隔膜，使正极极片和负极极片的拐角处能通过隔膜紧密贴合，可避免正极极片和负极极片的拐角处翘起，从而使正极极片和负极极片的拐角处能保持有效相对，以使叠片式锂离子电池充放电的过程中，从其中一者脱嵌的锂离子能有效嵌入另一者，从而减轻析锂现象，以提高叠片式锂离子电池的性能。此外，正极极片和负极极片的拐角处紧密贴合于隔膜，还能缩短锂离子的传输路径，以提高锂离子在正极极片和负极极片之间的脱嵌‑嵌入效率，进一步提高叠片式锂离子电池性能。
Description
技术领域
本申请属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种叠片式锂离子电芯及叠片式锂离子电池。
背景技术
锂离子电池具有高比能量、长使用寿命等优点，其在便携式电子设备诸如智能手机、笔记本电脑、数码相机中得到了广泛应用。锂离子电池的性能也受到了人们高度的关注。其中，安全性一直是锂离子电池的关键性问题。叠片式锂离子电池主要通过交替层叠正极极片、隔膜和负极极片而成。现有的叠片式锂离子电池中，极片与隔膜的贴合部位通常是在侧边的中部，导致极片的拐角容易相对隔膜翘起，导致正极极片与负极极片的拐角无法有效对应，造成在充放电过程中，从正极极片脱嵌的锂离子无法有效嵌入负极极片，产生析锂现象，影响电池性能。
实用新型内容
本申请实施例提供一种叠片式锂离子电芯及叠片式锂离子电池，以解决现有的叠片式锂离子电池容易产生析锂现象的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种叠片式锂离子电芯，包括层叠设置的正极极片、负极极片以及隔膜，所述隔膜设于所述正极极片和负极极片之间；
所述正极极片具有第一拐角，所述负极极片具有与所述第一拐角相对的第二拐角，所述第一拐角和第二拐角中的至少一者贴附于所述隔膜。
可选的，所述第一拐角和第二拐角均贴附于所述隔膜。
可选的，所述正极极片呈矩形，并且所述正极极片具有四个所述第一拐角，四个所述第一拐角均贴附于所述隔膜；所述负极极片呈矩形，并且所述负极极片具有四个所述第二拐角，各所述第一拐角与各所述第二拐角分别对应设置，四个所述第二拐角均贴附于所述隔膜。
可选的，所述正极极片具有第一侧边，所述第一侧边连接有第一极耳；所述负极极片具有第二侧边，所述第二侧边连接有第二极耳；所述第一侧边与所述第二侧边相对设置，所述第一侧边和第二侧边中的至少一者贴附于所述隔膜。
可选的，所述第一侧边和第二侧边均贴附于所述隔膜。
可选的，所述正极极片呈矩形设置，所述正极极片的两短侧边均连接有所述第一极耳，所述正极极片的两短侧边均贴附于所述隔膜；所述负极极片呈矩形设置，所述负极极片的两短侧边均连接有所述第二极耳，所述负极极片的两短侧边均贴附于所述隔膜。
可选的，所述正极极片的第一拐角通过胶纸贴附于所述隔膜；所述负极极片的第二拐角通过胶纸贴附于所述隔膜。
可选的，所述正极极片在所述第一拐角处的相背两面被第一U型胶纸所包覆；所述负极极片在所述第二拐角处的相背两面被第二U型胶纸所包覆。
可选的，所述正极极片的两长侧边处设有多个间隔设置的粘接区，多个所述粘接区均贴附于所述隔膜；所述负极极片的两长侧边处设有多个间隔设置的粘合区，多个所述粘合区均贴附于所述隔膜。
第二方面，本申请实施例还提出一种叠片式锂离子电池，所述叠片式锂离子电池包括如上所述的叠片式锂离子电芯。
本申请实施例提供的叠片式锂离子电芯，通过将正极极片和负极极片上相对应的第一拐角和第二拐角贴附于隔膜，使正极极片和负极极片的拐角处能通过隔膜紧密贴合，可避免正极极片和负极极片的拐角处翘起，从而使正极极片和负极极片的拐角处能保持有效相对，以使叠片式锂离子电池充放电的过程中，从其中一者脱嵌的锂离子能有效嵌入另一者，从而减轻析锂现象，以提高叠片式锂离子电池的性能。此外，正极极片和负极极片的拐角处紧密贴合于隔膜，还能缩短锂离子的传输路径，以提高锂离子在正极极片和负极极片之间的脱嵌-嵌入效率，进一步提高叠片式锂离子电池性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对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申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，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的附图。
为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。
图1为本申请实施例提供的叠片式锂离子电芯的剖面示意图。
图2为本申请实施例中正极极片(负极极片)的平面示意图。
图3为本申请另一实施例中正极极片(负极极片)的平面示意图。
图4为本申请又一实施例中正极极片(负极极片)的平面示意图。
10、正极极片；20、负极极片；30、隔膜；11、第一拐角；21、第二拐角；12、第一侧边；22、第二侧边；13、粘接区；23、粘合区；40、极耳。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
锂离子电池具有高比能量、长使用寿命等优点，其在便携式电子设备诸如智能手机、笔记本电脑、数码相机中得到了广泛应用。锂离子电池的性能也受到了人们高度的关注。其中，安全性一直是锂离子电池的关键性问题。叠片式锂离子电池主要通过交替层叠正极极片10、隔膜30和负极极片20而成。现有的叠片式锂离子电池中，极片与隔膜30的贴合部位通常是在侧边的中部，导致极片的拐角容易相对隔膜30翘起，导致正极极片10与负极极片20的拐角无法有效对应，造成在充放电过程中，从正极极片10脱嵌的锂离子无法有效嵌入负极极片20，产生析锂现象，影响电池性能。
本申请实施例提供一种叠片式锂离子电芯和叠片式锂离子电池，以解决现有的叠片式锂离子电池容易产生析锂现象的问题。以下将结合附图对其进行说明。
本申请实施例提供的叠片式锂离子电芯可应用于叠片式锂离子电池。示例性的，请参阅图1至图3，图1为本申请实施例提供的叠片式锂离子电芯的剖面示意图。图2为本申请实施例中正极极片10(负极极片20)的平面示意图。图3为本申请另一实施例中正极极片10(负极极片20)的平面示意图。该叠片式锂离子电芯包括层叠设置的正极极片10、负极极片20以及隔膜30，所述隔膜30设于所述正极极片10和负极极片20之间；所述正极极片10具有第一拐角11，所述负极极片20具有与所述第一拐角11相对的第二拐角21，所述第一拐角11和第二拐角21中的至少一者贴附于所述隔膜30。
在本实施例中，一般来说，正极极片10包括导电基体及涂覆和/或填充在导电基体(也叫集电体)上的正极活性材料。所述导电基体为本领域技术人员公知，如导电基体可选自铝箔；所述的正极活性材料为本领域技术人员公知，它包括正极活性物质和粘合剂，所述正极活性物质可以选自锂离子电池中常用的正极活性物质，如LiCoO2等，所述粘合剂也为本领域技术人员公知，如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)等，一般来说，粘合剂的含量为正极活性物质的0.01-8重量％，所述正极活性物质还可以包括正极助剂，正极助剂的种类和含量为本领域技术人员公知，正极助剂选自导电剂，如乙炔黑、导电碳黑和导电石墨中的至少一种，其含量为正极活性物质的0-15重量％，优选为0-10重量％。
负极极片20包括导电基体及涂覆和/或填充在导电基体上的负极活性材料。所述导电基体为本领域技术人员公知，如导电基体选自铜箔；所述负极活性材料为本领域技术人员公知，它包括负极活性物质和粘合剂，所述负极活性物质可以选自锂离子电池常用的负极活性物质，如天然石墨、人造石墨等。所述粘合剂也为本领域技术人员公知，如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚乙烯醇等，一般来说，粘合剂的含量为负极活性物质的0.01-10重量％，优选为1-9重量％。
隔膜30设置在正极极片10和负极极片20之间，隔膜30采用的是锂离子电池中常用的各种隔膜30，如聚丙烯毡、聚乙烯毡、聚烯烃微多孔膜、或超细玻璃纤维纸等本领域技术人员公知的材料，它具有电绝缘性能和液体保持性能。
第一拐角11为正极极片10其中两侧边相交形成的夹角，可以理解，本申请实施例中的第一拐角11实际上指的的正极极片10的表面上靠近第一拐角11的区域。正极极片10可只有一个拐角，也可有多个拐角，在此不做限制。第二拐角21为负极极片20其中两侧边相交形成的夹角，可以理解，本申请实施例中的第二拐角21实际上指的的负极极片20的表面上靠近第二拐角21的区域。负极极片20可只有一个拐角，也可有多个拐角，在此不做限制。
第一拐角11与第二拐角21隔着隔膜30相对，在一实施例中，第一拐角11或第二拐角21贴附于隔膜30；在另一实施例中，第一拐角11和第二拐角21均贴附于隔膜30。如此，可防止正极极片10和负极极片20中至少一者的拐角处翘起，从而使正极极片10和负极极片20的拐角处能保持稳定对应，以防止正极极片10或负极极片20在拐角处出现死区而发生析锂现象。
本申请实施例提供的叠片式锂离子电芯，通过将正极极片10和负极极片20上相对应的第一拐角11和第二拐角21贴附于隔膜30，使正极极片10和负极极片20的拐角处能通过隔膜30紧密贴合，可避免正极极片10和负极极片20的拐角处翘起，从而使正极极片10和负极极片20的拐角处能保持有效相对，以使叠片式锂离子电池充放电的过程中，从其中一者脱嵌的锂离子能有效嵌入另一者，从而减轻析锂现象，以提高叠片式锂离子电池的性能。此外，正极极片10和负极极片20的拐角处紧密贴合于隔膜30，还能缩短锂离子的传输路径，以提高锂离子在正极极片10和负极极片20之间的脱嵌-嵌入效率，进一步提高叠片式锂离子电池性能。
示例性的，如图2和图3所示，所述正极极片10呈矩形，并且正极极片10具有四个所述第一拐角11，四个所述第一拐角11均贴附于所述隔膜30；所述负极极片20呈矩形，并且负极极片20具有四个所述第二拐角21，各所述第一拐角11与各所述第二拐角21分别对应设置，四个所述第二拐角21均贴附于所述隔膜30。
正极极片10的四个第一拐角11与负极极片20的四个第二拐角21隔着隔膜30相互贴附，可提高正极极片10与负极极片20在各拐角处的贴合紧密性，从而进一步减轻正极极片10和负极极片20之间的析锂现象，以进一步提高叠片式锂离子电池性能。
第一拐角11可通过涂胶的方式贴附于隔膜30，也可通过双面胶纸贴附于隔膜30，在此不做显示。示例性的，所述正极极片10的第一拐角11通过胶纸贴附于所述隔膜30；所述负极极片20的第二拐角21通过胶纸贴附于所述隔膜30。利用胶纸作为粘接层，可避免发生流体胶的流淌问题，以减少胶纸对正极极片10和负极极片20其它区域的影响。
需要说明，叠片式锂离子电池具有多个正极极片10、负极极片20和隔膜30，即每一个正极极片10在第一拐角11处的相背两面分别贴附于两个隔膜30。在贴附前正极极片10与隔膜30前，可先将胶纸预贴在正极极片10上，正极极片10在第一拐角11处的相背两面可分别预贴两个胶纸，也可通过一个胶纸包覆。示例性的，所述正极极片10在所述第一拐角11处的相背两面被第一U型胶纸所包覆；所述负极极片20在所述第二拐角21处的相背两面被第二U型胶纸所包覆。U型胶纸可沿正极极片10的长度方向包覆第一拐角11(如图3)，也可沿正极极片10的宽度方向包覆第一拐角11(如图2)，在此不做限制。如此，通过一胶纸就可实现对第一拐角11两面的预贴，以简化对正极极片10的预贴过程。负极极片20的胶纸的具体实施方式可参考正极极片10，在此不做赘述。
示例性的，请参阅图4，图4为本申请又一实施例中正极极片10(负极极片20)的平面示意图。所述正极极片10具有第一侧边12，所述第一侧边12连接有第一极耳40；所述负极极片20具有第二侧边22，所述第二侧边22连接有第二极耳50；所述第一侧边12与所述第二侧边22相对设置，所述第一侧边12和第二侧边22中的至少一者贴附于所述隔膜30。
正极极片10在第一侧边12处会形成削薄区域，即正极极片10在第一侧边12处的厚度会小于其它区域，以方便第一极耳40连接。负极极片20在第二侧边22处会形成削薄区域，即负极极片20在第二侧边22处的厚度会小于其它区域，以方便第二极耳50连接。削薄区域会增加正极极片10与负极极片20的间距，从而增加锂离子的传输路径。
在一实施例中，第一侧边12或第二侧边22贴附于隔膜30；在另一实施例中，第一侧壁和第二侧边22均贴附于隔膜30。将第一侧边12和第二侧边22中的至少一者贴附于所述隔膜30，可缩短正极极片10与负极极片20在该处的间距，以缩短锂离子的传输路径，同时保证正极极片10与负极极片20的削薄区域能稳定对应，以进一步保证叠片式锂离子电池性能。
若第一侧边12的数量为多个，则可以多个第一侧边12均贴附于隔膜30，也可以是其中一个贴附于隔膜30；若第二侧边22的数量为多个，则可以多个第二侧边22均贴附于隔膜30，也可以是其中一个贴附于隔膜30。示例性的，如图4所示，所述正极极片10呈矩形设置，所述正极极片10的两短侧边均连接有所述第一极耳40，所述正极极片10的两短侧边均贴附于所述隔膜30；所述负极极片20呈矩形设置，所述负极极片20的两短侧边均连接有所述第二极耳50，所述负极极片20的两短侧边均贴附于所述隔膜30。
第一侧边12和第二侧边22可通过胶纸贴附于隔膜30。参考上述第一拐角11和第二拐角21处的胶纸实施例可知，正极极片10的第一侧边12处可被一环形胶纸包覆，以简化胶纸在正极极片10相背两面的预贴过程；负极极片20的第二侧边22处可被一环形胶纸包覆，以简化胶纸在负极极片20相背两面的预贴过程。
正极极片10可只通过四个第一拐角11贴附于隔膜30，也可结合其他区域一起贴附；负极极片20可只通过四个第二拐角21贴附于隔膜30，也可结合其他区域一起贴附。示例性的，如图2至图4所示，所述正极极片10的两长侧边处设有多个间隔设置的粘接区13，多个所述粘接区13均贴附于所述隔膜30；所述负极极片20的两长侧边处设有多个间隔设置的粘合区23，多个所述粘合区23均贴附于所述隔膜30。如此，可增加正极极片10和负极极片20与隔膜30的贴附位置，以提高正极极片10和负极极片20与隔膜30的贴合稳定性。
示例性的，本申请还提出一种叠片式锂离子电池，所述叠片式锂离子电池包括电池壳、电解液以及如上所述的叠片式锂离子电芯。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本申请的描述中，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特征。以上对本申请实施例所提供的叠片式锂离子电芯进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (10)
1.一种叠片式锂离子电芯，其特征在于，包括层叠设置的正极极片、负极极片以及隔膜，所述隔膜设于所述正极极片和负极极片之间；
所述正极极片具有第一拐角，所述负极极片具有与所述第一拐角相对的第二拐角，所述第一拐角和第二拐角中的至少一者贴附于所述隔膜。
2.根据权利要求1所述的叠片式锂离子电芯，其特征在于，所述第一拐角和第二拐角均贴附于所述隔膜。
3.根据权利要求2所述的叠片式锂离子电芯，其特征在于，所述正极极片呈矩形，并且所述正极极片具有四个所述第一拐角，四个所述第一拐角均贴附于所述隔膜；所述负极极片呈矩形，并且所述负极极片具有四个所述第二拐角，各所述第一拐角与各所述第二拐角分别对应设置，四个所述第二拐角均贴附于所述隔膜。
4.根据权利要求1所述的叠片式锂离子电芯，其特征在于，所述正极极片具有第一侧边，所述第一侧边连接有第一极耳；所述负极极片具有第二侧边，所述第二侧边连接有第二极耳；所述第一侧边与所述第二侧边相对设置，所述第一侧边和第二侧边中的至少一者贴附于所述隔膜。
5.根据权利要求4所述的叠片式锂离子电芯，其特征在于，所述第一侧边和第二侧边均贴附于所述隔膜。
6.根据权利要求5所述的叠片式锂离子电芯，其特征在于，所述正极极片呈矩形设置，所述正极极片的两短侧边均连接有所述第一极耳，所述正极极片的两短侧边均贴附于所述隔膜；所述负极极片呈矩形设置，所述负极极片的两短侧边均连接有所述第二极耳，所述负极极片的两短侧边均贴附于所述隔膜。
7.根据权利要求1至6任一项所述的叠片式锂离子电芯，其特征在于，所述正极极片的第一拐角通过胶纸贴附于所述隔膜；所述负极极片的第二拐角通过胶纸贴附于所述隔膜。
8.根据权利要求7所述的叠片式锂离子电芯，其特征在于，所述正极极片在所述第一拐角处的相背两面被第一U型胶纸所包覆；所述负极极片在所述第二拐角处的相背两面被第二U型胶纸所包覆。
9.根据权利要求3所述的叠片式锂离子电芯，其特征在于，所述正极极片的两长侧边处设有多个间隔设置的粘接区，多个所述粘接区均贴附于所述隔膜；所述负极极片的两长侧边处设有多个间隔设置的粘合区，多个所述粘合区均贴附于所述隔膜。
10.一种叠片式锂离子电池，其特征在于，所述叠片式锂离子电池包括如权利要求1至9任一项所述的叠片式锂离子电芯。
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| CN116435714B (zh) * | 2023-06-09 | 2024-02-02 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电极组件、制造方法、电池单体、电池及用电设备 |
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