CN218602691U - 一种极片和电池 - Google Patents

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蒋欢
卫志达
盛东辉
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Abstract

本实用新型提供了一种极片和电池，包括极片本体和连接片；极片本体包括复合集流体和涂敷在复合集流体至少一侧表面的活性物质层，复合集流体为类三明治结构，包括两个导电层和设置在两个导电层之间的高分子层，活性物质层涂敷在导电层上；连接片与极片本体连接，且连接片凸出设置于极片本体的一侧边缘，连接片上未涂敷活性物质层，连接片包括翻折部和非翻折部，翻折部位于连接片远离极片本体的一侧。本实用新型通过在连接片上设置翻折部，使连接片翻折的一侧表面包括了两层导电层，从而能够使复合集流体的两个导电层导通，实现复合集流体双侧电流的导通，避免高分子层的存在而导致的电池无法发挥其全部容量的问题。

Description

一种极片和电池
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种极片和电池。
背景技术
锂离子电池具有较高的能量密度、较长的循环寿命以及对环境友好等有点，被大量应用在手机、笔记本电脑等便携式电子产品和新能源汽车上。随着对电子产品和新能源汽车的要求越来越高，对锂离子电池的能量密度和安全性能的要求也越来越高。
极耳是一种金属导电体，其与锂离子电池中的集流体电连接，以将电能引至外电路。锂离子电池中所使用的集流体为金属箔材集流体，例如铜箔、铝箔或镍箔等等，为了改善电池的穿钉性能，也越来越广泛的使用复合集流体，与金属箔材集流体相比，复合集流体存在诸多优点，例如提高电池的安全性并且降低电池的重量等等。然而，在使用复合集流体的过程中，由于复合集流体上下的金属层是不连通的，在与现有极耳焊接后，只能实现单侧单流的导通，与现有极耳焊接的对面侧仍是电子绝缘的，影响电池容量的发挥。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有的复合集流体焊接极耳后，只能实现单侧电流的导通，影响电池容量的发挥。
为解决上述问题，本实用新型第一方面提供一种极片，包括极片本体和连接片；
所述极片本体包括复合集流体和涂敷在所述复合集流体至少一侧表面的活性物质层，所述复合集流体为类三明治结构，包括两个导电层和设置在两个导电层之间的高分子层，所述活性物质层涂敷在所述导电层上；
所述连接片与所述极片本体连接，且所述连接片凸出设置于所述极片本体的一侧边缘，所述连接片上未涂敷活性物质层，所述连接片包括翻折部和非翻折部，所述翻折部位于所述连接片远离所述极片本体的一侧。
进一步地，所述翻折部由所述连接片的自由端沿其厚度方向的一侧翻折形成。
进一步地，所述翻折部的形状为三角形或梯形或矩形。
进一步地，所述翻折部的面积为所述连接片面积的5％至90％。
本实用新型第二方面提供了一种电池，包括层叠设置的至少两个极性相反的极片，两个所述极片中的至少一者为第一方面任一项所述的极片。
进一步地，多个极性相同的所述极片层叠设置，每个所述极片均包括所述极片本体和所述连接片，所述连接片包括所述翻折部，每个所述连接片均重叠设置，且任意相邻的两个所述翻折部沿所述电池的厚度方向的投影错位叠置。
进一步地，任意相邻的两个所述翻折部均沿所述电池厚度方向的一侧翻折。
进一步地，第N个所述连接片的背面通过所述翻折部与第N-1个所述连接片的背面连通，第N个所述连接片的正面通过所述非翻折部与第N-1个连接片的背面连通，其中，N为大于或者等于2的整数。
进一步地，还包括两个极性相反的极耳，所述极耳通过所述翻折部和所述非翻折部与所述连接片电连接。。
进一步地，还包括焊接层，所述极耳和所述连接片之间设置有所述焊接层，以及相邻的两个所述连接片之间设置有所述焊接层，至少部分所述焊接层沿所述电池厚度方向的投影位于所述翻折部沿电池的厚度方向的投影范围内。
本实用新型所述的极片和电池，通过在连接片上设置翻折部，使连接片翻折的一侧表面包括了两层导电层，使多个连接片的两个表面均能导通，从而能够使复合集流体的两个导电层导通，实现复合集流体双侧电流的导通，使电池的各层极片之间相连通，避免高分子层的存在而导致的电池无法发挥其全部容量的问题。
附图说明
图1为本实用新型实施例中提供的极片的结构示意图；
图2为本实用新型实施例中提供的连接片的一种结构示意图；
图3为本实用新型实施例中提供的连接片的另一种结构示意图；；
图4为本实用新型实施例中提供的电池的结构示意图；
图5为本实用新型实施例中翻折部裁切的结构示意图。
附图标记说明：
100-极片；110-极片本体；111-复合集流体；112-活性物质层；120-连接片；121-翻折部；200-第一极片；210-第一极片本体；220-第一连接片；221-第一翻折部；300-第二极片；310-第二极片本体；320-第二连接片；321-第二翻折部；400-第一极耳；500-第二极耳；600-第一焊接层；700-第二焊接层。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、详尽地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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所述特征。此外，在本实用新型的描述中，“至少一个”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，术语“在上述实施例的基础上”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个优选实施例或优选示例中。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或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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结合。
结合图1至图3所示，本实施例的第一方面提供了一种极片100，包括极片本体110和连接片120，其中：
极片本体110包括复合集流体111和涂敷在复合集流体111的至少一侧表面的活性物质层112，复合集流体111采用类三明治结构，中间一层为高分子层，高分子层的上下两面采用真空蒸镀等方式覆盖一层导电层，活性物质层112涂敷在导电层上。
其中，高分子层的材料包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯烯、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酰胺、聚酰亚胺、纤维素、氨纶和芳纶等；导电层包括铝、铜、不锈钢、钛、锆等及其合金；当复合集流体111用于正极时，导电层优选铝或铝合金；当复合集流体111用于负极时，导电层优选铜或铜合金。高分子层和导电层之间可添加如导电炭、粘结剂等添加剂。
连接片120与复合集流体111一体连接，且连接片120凸出设置于极片本体110的一侧边缘，连接片120上未涂敷活性物质层112，具体地，连接片120的材质和复合集流体111的材质相同，即连接片120也包括两个导电层和设置在两个导电层之间的高分子层，极片100可以通过模切的方式设置连接片120，但后续仅将活性物质层112涂敷在复合集流体111的部分表面，形成极片本体110，复合集流体111的部分表面不涂覆活性物质层112，形成连接片120。
本实施例中，对复合集流体111的尺寸不做进一步地限定，本领域的技术人员可以根据实际情况进行设置，例如复合集流体111的厚度可以为0.001mm至0.1mm，复合集流体111的宽度可以为1mm至80mm，复合集流体111的长度可以为3mm至20mm。
连接片120包括翻折部121，翻折部121位于连接片120远离极片本体110的一侧，使连接片120的一侧表面即包括了翻折部121，也包括了非翻折部(图中未标示)，由此，连接片120翻折的一侧表面既包括了上层的导电层，也包括了下层的导电层，有利于实现复合集流体111的两个导电层的导通，实现电池中各层极片之间的导通，避免高分子层的存在而导致的电池无法发挥其全部容量的问题。
其中，翻折部121由连接片120的自由端沿连接片120的厚度方向的一侧180°翻折形成，即翻折部121可以由连接片120的自由端向上180°翻折，翻折部121也可以由连接片120的自由端向下180°翻折。
结合图2、图3和图5所示，翻折部121的形状可以为三角形、梯形或矩形中的任意一种，较佳地，翻折部121的形状为梯形，具体地，结合图5所示，可以先将连接片120的自由端的一个角位沿其厚度方向的一侧180°翻折后，形成三角形的翻折区域，然后将该三角形的翻折区域远离极片本体110的一侧的尖角进行裁切，得到的翻折部121的形成为梯形。由此，有利于对翻折部121进行焊接，并避免尖角处的焊接面积小且增大电池的空间体积，不利于电池能量密度的提升。
翻折部121的面积可以为连接片120面积的5％至90％，例如：当翻折部121的形状为三角形时，翻折部121的面积为连接片120面积的5％至40％；当翻折部121的形状为矩形时，翻折部121的面积为连接片120面积的10％至90％。
结合图4所示，本实施例的第二方面提供了一种电池，包括层叠设置的至少两个极性相反的极片，两个极片中的至少一个为第一方面所示的极片100，具体地，包括层叠设置的至少一个第一极片200和至少一个第二极片300，第一极片200和第二极片300的极性相反，第一极片200和第二极片300之间还设置有隔膜，隔膜用于将第一极片200和第二极片300电性绝缘，第一极片200和第二极片300的极性相反，第一极片200与第二极片300中的一个为正极片，第一极片200和第二极片300中的另一个为负极片，且第一极片200和第二极片300中的至少一个为第一方面所示的极片100，即第一极片200或第二极片300为第一方面所示的极片100，或第一极片200和第二极片300为第一方面所示的极片100。
在上述实施例的基础上，该电池可以包括多个第一极片200，多个第一极片200沿电池的厚度方向层叠设置，每个第一极片200均为第一方面所示的极片100，即每个第一极片200均包括第一极片本体210(即第一方面所示的极片本体)和第一连接片220(即第一方面所示的连接片)，第一连接片220包括第一翻折部221(即第一方面所示的翻折部)，第一翻折部221由第一连接片220的自由端的一个角位沿其厚度方向的一侧180°翻折后形成，且第一翻折部221位于第一连接片220远离第一极片本体210的一侧；沿电池的厚度方向，每个第一连接片220均重叠设置，且任意相邻的两个第一翻折部221在电池的厚度方向的投影错位叠置，即相邻的两个第一连接片220，一个第一连接片220上的第一翻折部221由第一连接片220的自由端的一个角位朝着靠近中心线(即图4中的虚线)的方向翻折180°后形成，另一个第一连接片220上的第一翻折部221由第一连接片220的自由端的另一个角位朝着背离中心线的方向翻折180°后形成，使相邻的两个第一翻折部221在电池的厚度方向错位叠置。由此，任意相邻的两个第一翻折部221在电池的厚度方向的投影不重叠，相邻的两个第一翻折部221在电池的厚度方向错位叠置，不仅能够降低第一连接片220的厚度，以提高电池的能量密度，还可以保证第一连接片220表面的平整性，便于后续焊接极耳。
当然，任意相邻的两个第一翻折部221在电池的厚度方向的投影也可以重叠设置，例如第一翻折部221的形状为矩形时，但相邻的第一翻折部221在电池的厚度方向重叠设置会增加第一连接片220的厚度，不利于提高电池的能量密度，也难以保证第一连接片220表面的平整性，不利于后续焊接极耳。
在上述实施例的基础上，相邻的两个第一翻折部221相靠近的一侧边在电池的厚度方向的投影重合，由此，有利于增大相邻的两个第一翻折部221的连接面积，降低连接处的电阻。
在上述实施例的基础上，任意相邻的两个第一翻折部221均沿电池厚度方向的一侧翻折，即所有的第一翻折部221均向上翻折，或所有的第一翻折部221均向下翻折，使第N(N为大于或者等于2的整数)个第一连接片220的背面通过第一翻折部221与第N-1个第一连接片220的背面连通，第N个第一连接片220的正面通过非翻折部与第N-1个第一连接片220的背面连通，由此，第一连接片220的背面通过第一翻折部221与相邻层的第一连接片220的背面连通，第一连接片220的正面通过非翻折部与相邻层的第一连接片220的背面连通，从而能够使多个第一连接片220的正面和背面均能导通，实现第一连接片220双侧电流的导通，使电池的各层第一极片200之间的导通，避免高分子层的存在而导致的电池无法发挥其全部容量的问题。
该电池可以包括多个第二极片300，多个第二极片300沿电池的厚度方向层叠设置，每个第二极片300均为第一方面所示的极片100，即每个第二极片300均包括第二极片本体310(即第一方面所示的极片本体)和第二连接片320(即第一方面所示的连接片)，第二连接片320包括第二翻折部321(即第一方面所示的翻折部)，第二翻折部321由第二连接片320的自由端的一个角位沿其厚度方向的一侧180°翻折后形成，且第二翻折部321位于第二连接片320远离二极片本体310的一侧；沿电池的厚度方向，每个第二连接片320均重叠设置，且任意相邻的两个第二翻折部321在电池的厚度方向的投影错位叠置，即相邻的两个第二连接片320，一个第二连接片320上的第二翻折部321由第二连接片320的自由端的一个角位朝着靠近中心线(即图4中的虚线)的方向翻折180°后形成，另一个第二连接片320上的第二翻折部321由第二连接片320的自由端的另一个角位朝着背离中心线的方向翻折180°后形成，使相邻的两个第二翻折部321在电池的厚度方向错位叠置。由此，任意相邻的两个第二翻折部321在电池的厚度方向的投影不重叠，相邻的两个第二翻折部321在电池的厚度方向错位叠置，不仅能够降低第二连接片320的厚度，以提高电池的能量密度，还可以保证第二连接片320表面的平整性，便于后续焊接极耳。
当然，任意相邻的两个第二翻折部321在电池的厚度方向的投影也可以重叠设置，例如第二翻折部321的形状为矩形时，但相邻的第二翻折部321在电池的厚度方向重叠设置会增加第二连接片320的厚度，不利于提高电池的能量密度，也难以保证第二连接片320表面的平整性，不利于后续焊接极耳。
在上述实施例的基础上，相邻的两个第二翻折部321相靠近的一侧边在电池的厚度方向的投影重合，由此，有利于增大相邻的两个第二翻折部321的连接面积，降低连接处的电阻。
在上述实施例的基础上，任意相邻的两个第二翻折部321均沿电池厚度方向的一侧翻折，即所有的第二翻折部321均向上翻折，或所有的第二翻折部321均向下翻折，使第N(N为大于或者等于2的整数)个第二连接片320的背面通过第二翻折部321与第N-1个第二连接片320的背面连通，第N个第二连接片320的正面通过非翻折部与第N-1个第二连接片320的背面连通，由此，第二连接片320的背面通过第二翻折部321与相邻层的第二连接片320的背面连通，第二连接片320的正面通过非翻折部与相邻层的第二连接片320的背面连通，从而能够使多个第二连接片320的正面和背面均能导通，实现第二连接片320双侧电流的导通，使电池的各层第二极片300之间的导通，避免高分子层的存在而导致的电池无法发挥其全部容量的问题。
本实施例中的电池，还包括第一极耳400和第二极耳500，第一极耳400与第一连接片220连接，且第一极耳400同时与第一翻折部221和第一连接片220的非翻折部电连接，以使第一极片200通过第一极耳400与外部的电路结构电性连接；第二极耳500与第二连接片320连接，且第二极耳500同时与第二翻折部321与第二连接片320的非翻折部电连接，以使第二极片300通过第二极耳500与外部的电路结构电性连接。
第一极耳400和第一连接片220通过焊接连接，第二极耳500和第二连接片320通过焊接连接，焊接方式包括但不限于超声波焊接或激光焊接等方式。第一极耳400可以焊接于最上层的第一连接片220上，也可以焊接于最下层的第一连接片220上；第二极耳500可以焊接于最上层的第二连接片320上，也可以焊接于最下层的第二连接片320上，本实施例对此不做进一步的限定，本领域的技术人员可以根据实际情况进行设置。
第一极耳400和第一连接片200焊接连接后，还包括第一焊接层600，第一焊接层600位于第一极耳400和第一连接片200之间，以及第一焊接层600位于相邻的两个第一连接片200之间，且至少部分第一焊接层600沿电池的厚度方向的投影位于第一翻折部221沿电池的厚度方向的投影范围内，由此，能够保证第一极耳400和第一连接片200以及各层第一连接片200之间连接的可靠性和稳定性，并避免出现虚焊的情况，造成电池的内阻增大，增加电池的安全隐患。
第二极耳500和第二连接片300焊接连接后，还包括第二焊接层700，第二焊接层700位于第二极耳500和第二连接片300之间，以及第二焊接层700位于相邻的两个第二连接片300之间，且至少部分第二焊接层700沿电池的厚度方向的投影位于第二翻折部321沿电池的厚度方向的投影范围内，由此，能够保证第二极耳500和第二连接片300以及各层第二连接片300之间连接的可靠性和稳定性，并避免出现虚焊的情况，造成电池的内阻增大，增加电池的安全隐患。
作为一种可选地实施例，第一翻折部221沿电池的厚度方向的投影形状呈梯形，且相邻的两个第一翻折部221沿电池的厚度方向的投影形状组合成等腰梯形，第一焊接层600沿电池的厚度方向的投影形状呈矩形，且该矩形位于等腰梯形的内部；第二翻折部321沿电池的厚度方向的投影形状呈梯形，且相邻的两个第二翻折部321沿电池的厚度方向的投影形状组合成等腰梯形，第二焊接层700沿电池的厚度方向的投影形状呈矩形，且该矩形位于等腰梯形的内部。
本实施例中，第一极耳400和第二极耳500的材料包括但不限于铝、铜和镍等。
本实施例中，对第一极耳400和第二极耳500的尺寸不做进一步地限定，本领域的技术人员可以根据实际情况进行设置，例如第一极耳400和第二极耳500的厚度可以为0.01mm至1mm，第一极耳400和第二极耳500的宽度可以为1mm至80mm，第一极耳400和第二极耳500的长度可以为5mm至100mm。
本实施例中，还包括极耳胶，极耳胶用于密封壳体和第一极耳400之间间隙，以及用于密封壳体和第二极耳500之间的间隙，极耳胶的宽度大于第一极耳400和第二极耳500的宽度，且极耳胶的长度小于第一极耳400和第二极耳500的长度，例如：极耳胶的宽度可以为3mm至85mm，极耳胶的长度可以为2mm至40mm，极耳胶的厚度可以为0.01mm至2mm。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种极片，其特征在于，包括极片本体和连接片；
所述极片本体包括复合集流体和涂敷在所述复合集流体至少一侧表面的活性物质层，所述复合集流体为类三明治结构，包括两个导电层和设置在两个导电层之间的高分子层，所述活性物质层涂敷在所述导电层上；
所述连接片与所述极片本体连接，且所述连接片凸出设置于所述极片本体的一侧边缘，所述连接片上未涂敷活性物质层，所述连接片包括翻折部和非翻折部，所述翻折部位于所述连接片远离所述极片本体的一侧。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述翻折部由所述连接片的自由端沿其厚度方向的一侧翻折形成。
3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述翻折部的形状包括三角形或梯形或矩形。
4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述翻折部的面积为所述连接片面积的5％至90％。
5.一种电池，其特征在于，包括层叠设置的至少两个极性相反的极片，两个所述极片中的至少一者为权利要求1至4任一项所述的极片。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，多个极性相同的所述极片层叠设置，每个所述极片均包括所述极片本体和所述连接片，所述连接片包括所述翻折部，每个所述连接片均重叠设置，且任意相邻的两个所述翻折部沿所述电池的厚度方向的投影错位叠置。
7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，任意相邻的两个所述翻折部均沿所述电池厚度方向的一侧翻折。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，第N个所述连接片的背面通过所述翻折部与第N-1个所述连接片的背面连通，第N个所述连接片的正面通过所述非翻折部与第N-1个连接片的背面连通，其中，N为大于或者等于2的整数。
9.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，还包括两个极性相反的极耳，所述极耳通过所述翻折部和所述非翻折部与所述连接片电连接。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，还包括焊接层，所述极耳和所述连接片之间设置有所述焊接层，以及相邻的两个所述连接片之间设置有所述焊接层，至少部分所述焊接层沿所述电池厚度方向的投影位于所述翻折部沿电池的厚度方向的投影范围内。
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