CN218867151U - 一种电极构件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池技术领域,公开了一种电极构件、电池单体、电池及用电装置,电极构件包括电极体,包括活性物质层、绝缘基体和设置于绝缘基体上的导电层,导电层背离绝缘基体的表面包括沿第一方向相邻设置的第一区域和第二区域,活性物质层覆盖于第一区域;极耳组件,其一端与第二区域连接;其中,在第一方向上,极耳组件连接第二区域的一端与活性物质层的最大间距为D0,第二区域未连接极耳组件的部位的最小尺寸为D1,D0小于D1,其能够提升电极构件的活性物质层的涂覆面积,以提高电极构件上的活性物质层的容纳量。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,特别是涉及一种电极构件、电池单体、电池及用电装置。
背景技术
复合极片在二次电池中具有广泛的应用,其属于一种电极构件;通常复合极片包括复合集流体(可以称之为电极体)、焊接于复合集流体的极耳以及涂覆于复合集流体表面的活性物质。
复合极片因其复合集流体采用金属镀层、中间绝缘基层、金属镀层的三明治结构,大大减少了金属镀层的厚度,其金属镀层不容易产生过长的毛刺进而导致进行相反的极片的短路搭接,安全性高。相关技术中,复合极片通常在沿复合极片的宽度方向上划分为依次排列的留白区域、绝缘层涂覆区域和活性物质层涂覆区有,留白区域单独用来与极耳焊接连接;该种结构的复合极片至少在增大活性物质层的涂覆面积的改善设计上,还有较大的改进空间。
实用新型内容
基于此,有必要提供一种电极构件、电池单体、电池及用电装置,意在提升电极构件的活性物质层的涂覆面积,以提高电极构件上的活性物质层的容纳量。
本申请的第一方面提供了一种电极构件,包括:
电极体,包括活性物质层、绝缘基体和设置于所述绝缘基体上的导电层,所述导电层背离所述绝缘基体的表面包括沿第一方向相邻设置的第一区域和第二区域,所述活性物质层覆盖于所述第一区域;
极耳组件,其一端与所述第二区域连接;
其中,在所述第一方向上,所述极耳组件连接所述第二区域的一端与所述活性物质层的最大间距为D0,所述第二区域未连接所述极耳组件的部位的最小尺寸为D1,D0小于D1。
相比相关技术中的电极构件,本申请的一些实施方式中,活性物质层覆盖于所述第一区域;极耳组件的一端连接于所述第二区域,在所述第一方向上,所述极耳组件连接所述第二区域的一端与所述活性物质层的最大间距为D0,所述第二区域未连接所述极耳组件的部位的最小尺寸为D1,D0小于D1,改变了的相关技术中在绝缘层涂覆区域背离活性物质层涂覆区的一侧单独设置留白区域用于焊接极耳的结构。因此,本申请的实施方式使得活性物质层在导电层上可以沿第一方向布置更长的尺寸,即在导电层沿第一方向上的尺寸一定的情况下,可以提升第一区域沿第一方向的尺寸,进而涂布更多的活性物质层,从而可以提高活性物质层的涂覆面积,以提高电极构件上的活性物质层的容纳量,而在后续的电极构件制造过程中,也可以在第二区域的表面上涂覆绝缘涂层。
在一些实施方式中,0.5≥D0/D1。
通过使得0.5≥D0/D1可以使得极耳组件与第二区域形成较大面积的连接区域,有利于改善电极构件的过流能力。
在一些实施方式中,所述极耳组件连接所述第二区域的一端与所述活性物质层相接触。通过进一步使得所述极耳组件连接所述第二区域的一端与所述活性物质层相接触,可以最大程度上利用第二区域沿第一方向上的空间,增大极耳组件与第二区域的连接区域,以改善过流能力。
在一些实施方式中,所述极耳组件包括:
连接段,连接于所述第二区域;
伸出段,与所述连接段相连且伸出于所述导电层;
其中,所述第二区域呈沿第二方向延伸的长条状,所述连接段在第二方向上的最大尺寸W1不小于所述伸出段在所述第二方向上的最大尺寸W2,所述第二方向垂直于所述第一方向。
通过使所述连接段在所述第二方向上的最大尺寸W1不小于所述伸出段在所述第二方向上的最大尺寸W2,以达到提升连接段在所述第二方向的尺寸,进而有利于增大连接段与第二区域的连接面积,改善过流能力。
在一些实施方式中,W1/W2≥1.5。经过大量试验验证,当W1/W2≥1.5能够较好的增大连接段与第二区域的连接区域,改善过流能力。
在一些实施方式中,W1=2*W2。经过大量试验验证,W1是W2的两倍即使得连接段在所述第二方向的尺寸不至于过长,同时也改善了过流能力。
在一些实施方式中,所述连接段呈长条片状结构,所述长条片状结构具有与所述第二区域相贴合并焊接连接的焊接面。长条片状结构,结构简单,便于加工成形,长条片状结构具有与所述第二区域相贴合并焊接连接的焊接面,以便进行焊接连接。
在一些实施方式中,所述绝缘基体包括相背设置的第一表面和第二表面,所述导电层包括设置于所述第一表面的第一导电层以及设置于所述第二表面的第二导电层,所述第一导电层和所述第二导电层分别包括沿所述第一方向相邻设置的所述第一区域和所述第二区域,所述极耳组件包括:
第一极耳片,其一端连接于所述第一导电层的所述第二区域;
第二极耳片,层叠设置于所述第一极耳片的一侧,且所述第二极耳片的一端连接于所述第二导电层的所述第二区域,另一端与所述第一极耳片电连接;
其中,所述连接段包括所述第一极耳片连接所述第一导电层的一端以及所述第二极耳片连接所述第二导电层的一端,所述伸出段包括所述第一极耳片未连接所述第一导电层的一端及所述第二极耳片未连接所述第二导电层的一端。
也即在一些实施方式中,极耳组件包括第一极耳片和第二极耳片,所述连接段包括所述第一极耳片连接所述第一导电层的一端以及所述第二极耳片连接所述第二导电层的一端,所述伸出段包括所述第一极耳片未连接所述第一导电层的一端及所述第二极耳片未连接所述第二导电层的一端,可以分别连接对应的第一导电层和第二导电层,进而进行导电。
在一些实施方式中,所述绝缘基体包括相背设置的第一表面和第二表面,所述导电层包括设置于所述第一表面的第一导电层以及设置于所述第二表面的第二导电层,所述第一导电层和所述第二导电层分别包括沿所述第一方向相邻设置的所述第一区域和所述第二区域,所述极耳组件包括:
极耳片,其一端与所述第一导电层的所述第二区域以及所述第二导电层的所述第二区域铆接连接;
其中,所述连接段包括所述极耳片连接所述第一导电层的一端,所述伸出段包括所述极耳片未连接所述第二导电层的一端。
也即在一些实施方式中,极耳组件包括单个极耳片,极耳片的一端与所述第一导电层的所述第二区域以及所述第二导电层的所述第二区域铆接连接;所述连接段包括所述极耳片连接所述第一导电层的一端,所述伸出段包括所述极耳片未连接所述第二导电层的一端,进而进行导电。
在一些实施方式中,电极构件还包括:
第一保护层,至少部分覆盖于所述第二区域未连接所述极耳组件的位置上;
和/或,
第二保护层,至少部分覆盖于所述极耳组件连接所述第二区域的一端上。
第一保护层相同与第二保护层起到保护作用。
在一些实施方式中,所述第一保护层包括绝缘陶瓷。进而第一保护层达到绝缘保护的作用。
在一些实施方式中,所述第二保护层包括水性胶、热熔胶或者绝缘陶瓷,进而第二保护层达到绝缘保护的作用。
在一些实施方式中,所述绝缘基体包括相背设置的第一表面和第二表面,所述导电层包括设置于所述第一表面的第一导电层以及设置于所述第二表面的第二导电层,所述第一导电层和所述第二导电层分别包括沿所述第一方向相邻设置的所述第一区域和所述第二区域,所述极耳组件包括:
第一极耳片,其一端连接于所述第一导电层的所述第二区域;
第二极耳片,层叠设置于所述第一极耳片的一侧,且所述第二极耳片的一端连接于所述第二导电层的所述第二区域,另一端与所述第一极耳片电连接。
通过设置第一极耳片和第二极耳片,所述第一极耳片与所述第二极耳片电连接进而可以实现所述第一导电层和第二导电层的导电汇流。
在一些实施方式中,所述第一极耳片沿第一方向伸出于所述第一导电层的最大尺寸为D11,所述第二极耳片沿所述第一方向伸出于所述第一导电层的最大尺寸D12;
其中,D11>D12。
在一些情况下,如果极耳组件的厚度过厚,则不便于折弯,进而不便于后续电池单体的加工制造。本申请的实施方式通过使D11>D12,使得第一极耳片为长极耳,第二极耳片为短极耳,进而可以使得第一极耳片具有未连接第二极耳片的部位,极耳组件在该部位因整体厚度变薄,因而更便于弯折,进而有助于改善后续电池单体加工制造过程中,对于电极组件的弯折处理。
在一些实施方式中,D11/D12≥5。经过大量试验验证,当D11/D12≥5时,能够形成较好的方便极耳组件弯折的部位。
在一些实施方式中,所述绝缘基体包括相背设置的第一表面和第二表面,所述导电层包括设置于所述第一表面的第一导电层以及设置于所述第二表面的第二导电层,所述第一导电层和所述第二导电层分别包括沿所述第一方向相邻设置的所述第一区域和所述第二区域,所述极耳组件包括:
极耳片,其一端与所述第一导电层的所述第二区域以及所述第二导电层的所述第二区域铆接连接。
也即在一些实施方式中,极耳组件包括单个极耳片,极耳片的一端与所述第一导电层的所述第二区域以及所述第二导电层的所述第二区域铆接连接;所述连接段包括所述极耳片连接所述第一导电层的一端,所述伸出段包括所述极耳片未连接所述第二导电层的一端,进而进行导电。
本申请的第二方面提供了一种电池单体,包括如上所述的电极构件,进而可以通过提升电极构件的活性物质层的涂覆面积,以提高电极构件上的活性物质层的容纳量,以提升电池单体的性能。
本申请的第三方面提供了一种电池,包括如上所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能。进而可以通过提升电极构件的活性物质层的涂覆面积,以提高电极构件上的活性物质层的容纳量,以提升电池的性能。
本申请的第四方面提供了一种用电装置,包括如上所述的电池,所述电池用于提供电能,进而可以通过提升电极构件的活性物质层的涂覆面积,以提高电极构件上的活性物质层的容纳量,以提升用电装置的性能。
附图说明
图1为本申请的一些实施方式提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请的一些实施方式提供的电池的爆炸图;
图3为本申请的一些实施方式提供的电极构件的展开示意图;
图4为图3中提供的电极构件沿A-A方向的剖断面示意图;
图5为本申请的另一些实施方式提供的电极构件的剖断面示意图;
图6为本申请的又一些实施方式提供的电极构件的剖断面示意图。
附图标记:
1000、车辆;100、电池;200、控制器;300、马达;
10、箱体;11、第一部分;12、第二部分;
20、电池单体;
30、电极构件;31、绝缘基体;311、第一表面;312、第二表面;32、导电层;321、第一导电层;322、第二导电层;32a、第一区域;32b、第二区域;33、活性物质层;34、极耳组件;341、第一极耳片;342、第二极耳片;34a、连接段;34b、伸出段;35、第一保护层;36、第二保护层;37、极耳片;38、铆接件;
X、第一方向;Y、第二方向。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施方式进行详细的描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施方式的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施方式的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施方式”意味着,结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施方式,也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。
在本申请实施方式的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施方式的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施方式的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施方式和简化描述,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申请实施方式的限制。
在本申请实施方式的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“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,或成一体;也可以是机械连接,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,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施方式中的具体含义。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,本申请一些实施方式对此并不限定。
电池单体还包括电极组件和电解液,电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面;正极集流体包括正极涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳,正极涂覆区涂覆有正极活性物质层,正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池单体为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质层包括正极活性物质,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面;负极集流体包括负极涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳,负极涂覆区涂覆有负极活性物质层,负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质层包括负极活性物质,负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为聚丙烯(polypropylene,PP)或聚乙烯(polyethylene,PE)等。
在极片种类中,复合极片属于其中一种,其属于一种电极构件。复合极片因其复合集流体采用金属镀层、中间绝缘基层、金属镀层的三明治结构,大大减少了金属镀层的厚度,其金属镀层不容易产生过长的毛刺进而导致进行相反的极片的短路搭接,安全性高。因此,复合极片在二次电池中具有广泛的应用;复合极片可以是阳极复合极片也可以是阴极复合机片。通常复合极片包括复合集流体、连接于复合集流体的极耳以及涂覆于复合集流体表面的活性物质。
但是,相关技术中,复合极片通常在沿复合极片的宽度方向上划分为依次相邻的留白区域、绝缘层涂覆区域和活性物质层涂覆区有,而留白区域则单独用来与极耳连接;因此,该种结构的复合极片至少在增大活性物质层的涂覆面积的改善设计上,还有较大的改进空间。为了便于理解技术方案,下文中将复合极片统称为电极构件。
申请人进一步分析发现,通过对电极构件的结构改进可以增大活性物质层的涂覆面积,进而提升电极构件上的活性物质容纳量,改善电池单体的性能。
鉴于此,本申请实施方式提供了一种电极构件,意在通过对电极构件的结构改进,来增大活性物质层的涂覆面积,进而提升电极构件上的活性物质容纳量。
本申请实施方式提供的一种电极构件,电极构件包括电极体和极耳组件。电极体包括活性物质层、绝缘基体和设置于绝缘基体上的导电层,导电层背离绝缘基体的表面包括沿第一方向相邻设置的第一区域和第二区域,活性物质层覆盖于第一区域;极耳组件的一端与第二区域连接;其中,在第一方向上,极耳组件连接第二区域的一端与活性物质层的最大间距为D0,第二区域未连接极耳组件的部位的最小尺寸为D1,D0小于D1。
相比相关技术中的电极构件,本申请的一些实施方式中,活性物质层覆盖于第一区域;极耳组件的一端连接于第二区域,在第一方向上,极耳组件连接第二区域的一端与活性物质层的最大间距为D0,第二区域未连接极耳组件的部位的最小尺寸为D1,D0小于D1,改变了的相关技术中在绝缘层涂覆区域背离活性物质层涂覆区的一侧单独设置留白区域用于焊接极耳的结构。因此,本申请的实施方式使得活性物质层在导电层上可以沿第一方向布置更长的尺寸,即在导电层沿第一方向上的尺寸一定的情况下,可以提升第一区域沿第一方向的尺寸,进而涂布更多的活性物质层,从而可以提高活性物质层的涂覆面积,以提高电极构件上的活性物质层的容纳量,而在后续的电极构件制造过程中,也可以在第二区域的表面上涂覆绝缘涂层。
本申请实施方式公开的上述电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。
本申请实施方式提供一种使用包含上述电池单体的电池或者使用上述电池单体作为电源的用电装置,用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施方式为了方便说明,以本申请一实施方式的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
请参考图1,图1为本申请一些实施方式提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施方式中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参考图2,图2为本申请一些实施方式提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施方式中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接,以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。汇流部件可以是金属导体,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
其中,每个电池单体20可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
为了清楚的了解本申请实施方式提供的电极构件30,下面以实施方式的方式进行介绍。
请参考图3和图4,本申请实施方式提供了一种电极构件30,电极构件30包括电极体和极耳组件34,电极体包括绝缘基体31、导电层32、活性物质层33。导电层32设置于绝缘基体31上,导电层32背离绝缘基体31的表面包括沿第一方向X相邻设置的第一区域32a和第二区域32b,活性物质层33覆盖于第一区域32a;极耳组件34的一端与第二区域32b连接;
其中,在第一方向X上,极耳组件34连接第二区域32b的一端与活性物质层33的最大间距为D0,第二区域32b未连接极耳组件34的部位的最小尺寸为D1,D0小于D1。
相比相关技术中的电极构件,本申请的一些实施方式中,活性物质层33覆盖于第一区域32a;极耳组件34的一端连接于第二区域32b,在第一方向X上,极耳组件34连接第二区域32b的一端与活性物质层33的最大间距为D0,第二区域32b未连接极耳组件34的部位的最小尺寸为D1,D0小于D1,改变了的相关技术中在绝缘层涂覆区域背离活性物质层涂覆区的一侧单独设置留白区域用于焊接极耳的结构。因此,本申请的实施方式使得活性物质层33在导电层32上可以沿第一方向X布置更长的尺寸,即在导电层32沿第一方向X上的尺寸一定的情况下,可以提升第一区域32a沿第一方向X的尺寸,进而涂布更多的活性物质层33,从而可以提高活性物质层33的涂覆面积,以提高电极构件30上的活性物质层33的容纳量,而在后续的电极构件30制造过程中,也可以在第二区域32b的表面上涂覆绝缘涂层。
而除了提升活性物质层33的涂覆面积,以提高电极构件30上的活性物质层33的容纳量以外,电极构件30的过流能力也是一项重要的性能,因此对于过流能力的改善,同样也尤为重要。
请参考图3-5,在一些实施方式中,0.5≥D0/D1。通过使得0.5≥D0/D1可以使得极耳组件34与第二区域32b形成较大面积的连接区域,有利于改善电极构件30的过流能力。具体的,D0/D1可以取0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5等。
更进一步地,在一些实施方式中,参考图4,极耳组件34连接第二区域32b的一端与活性物质层33相接触。通过进一步使得极耳组件34连接第二区域32b的一端与活性物质层33相接触,可以最大程度上利用第二区域32b沿第一方向X上的空间,增大极耳组件34与第二区域32b的连接区域,以改善过流能力。
此外,参考图3-4,在一些实施方式中,极耳组件34包括:
连接段34a,连接于第二区域32b;
伸出段34b,与连接段34a相连且伸出于导电层32;
其中,第二区域32b呈沿第二方向Y延伸的长条状,第二方向Y垂直于第一方向X;其中,连接段34a在第二方向Y上的最大尺寸W1不小于伸出段34b在第二方向Y上的最大尺寸W2。
通过使连接段34a在第二方向Y上的最大尺寸W1不小于伸出段34b在第二方向Y上的最大尺寸W2,以达到提升连接段34a在第二方向Y的尺寸,进而增大连接段34a与第二区域32b的连接区域,改善过流能力。
在一些实施方式中,参考图3-4,W1/W2≥1.5。经过大量试验验证,当W1/W2≥1.5能够较好的增大连接段34a与第二区域32b的连接区域,改善过流能力。
更具体的,在一些实施方式中,W1是W2的两倍。经过大量试验验证,W1是W2的两倍即使得连接段34a在第二方向Y的尺寸不至于过长,同时也改善了过流能力。在一些实施例中,W1/W2可以取1.5,2,3,4或者5。
此外,参考图3-4,在一些实施方式中,连接段34a呈长条状结构,长条状结构具有与第二区域32b相贴合并焊接连接的焊接面。长条状结构,结构简单,便于加工成形,长条状结构具有与第二区域32b相贴合并焊接连接的焊接面以便进行焊接连接,改善焊接部位的过流性能。
更具体的,参考图3-4,在一些实施方式中,绝缘基体31包括相背设置的第一表面311和第二表面312,导电层32包括设置于第一表面311的第一导电层321以及设置于第二表面312的第二导电层322,第一导电层321和第二导电层322分别包括沿第一方向X相邻设置的第一区域32a和第二区域32b,极耳组件34包括第一极耳片341和第二极耳片342。第一极耳片341的一端连接于第一导电层321的第二区域32b;第二极耳片342层叠设置于第一极耳片341的一侧,且第二极耳片342的一端连接于第二导电层322的第二区域32b,第二极耳片342的另一端与第一极耳片341电连接,具体可以为焊接;其中,连接段34a包括第一极耳片341连接第一导电层321的一端以及第二极耳片342连接第二导电层322的一端,伸出段34b包括第一极耳片341未连接第一导电层321的一端及第二极耳片342未连接第二导电层322的一端。
也即在一些实施方式中,极耳组件34包括第一极耳片341和第二极耳片342,连接段34a包括第一极耳片341连接第一导电层321的一端以及第二极耳片342连接第二导电层322的一端,伸出段34b包括第一极耳片341未连接第一导电层321的一端及第二极耳片342未连接第二导电层322的一端,进而可以分别连接对应的第一导电层321和第二导电层322,进行导电和电流的汇合。即通过设置第一极耳片341和第二极耳片342,第一极耳片341与第二极耳片342电连接进而可以实现第一导电层321和第二导电层322的导电汇流。
此外,参考图4,在一些实施方式中,电极构件30还包括第一保护层35和/或第二保护层36。其中,第一保护层35至少部分覆盖于第二区域32b未连接极耳组件34的位置上;第二保护层36至少部分覆盖于极耳组件34连接第二区域32b的一端上。在一些实施方式中,第一保护层35包括绝缘陶瓷。进而第一保护层35达到绝缘保护的作用,结构简单成本低,也可以为胶水或者热熔胶等。与第一保护层35相同,第二保护层36起到保护作用。具体的,在一些实施方式中,第二保护层36包括水性胶、热熔胶或者绝缘陶瓷。进而第二保护层36达到绝缘保护的作用,结构简单成本低。
更为具体地,参考图3-4,在一些实施方式中,第一极耳片341的第一端连接于第一导电层321的第二区域32b,第一极耳片341的第二端伸出于第一导电层321;第二极耳片342层叠设置于第一极耳片341的一侧且与第一极耳片341电连接,且第二极耳片342的第一端连接于第一导电层321的第二区域32b,第二极耳片342的第二端伸出于第二导电层322;其中,伸出段34b包括第一极耳片341的第二端和第二极耳片342的第二端,连接段34a包括第一极耳片341的第一端和第二极耳片342的第一端。而对于第一极耳片341与第二极耳片342的电连接方式,参考图4,在一些实施方式中,第一极耳片341的第二端与第二极耳片342的第二端焊接。
参考图4,在一些实施方式中,第一极耳片341沿第一方向X伸出于第一导电层321的最大尺寸为D11,第二极耳片342沿第一方向X伸出于第一导电层321的最大尺寸D12;其中,D11>D12。在一些情况下,如果极耳组件34的厚度过厚,则不便于折弯,进而不便于后续电池单体20的加工制造。本申请的实施方式通过使D11>D12,使得第一极耳片341为长极耳,第二极耳片342为短极耳,进而可以使得第一极耳片341具有未连接第二极耳片342的部位,极耳组件34在该部位因整体厚度变薄,因而更便于弯折,进而有助于改善后续电池单体20加工制造过程中,对于极耳组件34的弯折处理。
进一步地,在一些实施方式中,D11/D12≥5。经过大量试验验证,当D11/D12≥5时,能够形成较好的方便极耳组件34弯折的部位,例如比值可以为5,6,7,8,9或者10。
此外,对于极耳组件34的具体结构,除了一些实施方式中采用第一极耳片341和第二极耳片342的形式外。在又一些实施方式中,参考图6,极耳组件34还可以包括极耳片37,即保留一个极耳片37。极耳片37的一端与第一导电层321的第二区域32b以及第二导电层322的第二区域32b铆接连接。具体如图所示,铆接采用铆接件38。也即在一些实施方式中,极耳组件34包括单个极耳片37,极耳片37的一端与第一导电层321的第二区域32b以及第二导电层322的第二区域32b铆接连接;极耳组件34的连接段34a包括极耳片37连接第一导电层321的一端,伸出段34b包括极耳片37未连接第二导电层322的一端,进而使得第一导电层321和第二导电层322的电流能够进行汇流通过极耳片37导出。
本申请的实施方式还提供了一种电池单体20,电池单体20包括如任一实施方式中提供的电极构件30,进而可以通过提升电极构件30的活性物质层33的涂覆面积,以提高电极构件30上的活性物质层33的容纳量,以提升电池单体20的性能。具体的,电池单体包括层叠设置的正极片、隔膜和负极片,其中,正极片和负极片中的一者可以设计为上述任一实施方式中的电极构件30,进而形成电极组件,而电极组件可以是圆柱状卷绕结构、扁平柱状卷绕结构、或者叠片结构,具体不做限定。
本申请的实施方式还提供了一种电池10,电池10包括多个如上任一实施方式提供的电池单体20,电池单体20用于提供电能。进而可以通过提升电极构件30的活性物质层33的涂覆面积,以提高电极构件30上的活性物质层33的容纳量,以提升电池10的性能。
本申请的实施方式中还提供了一种用电装置1000,用电装置1000包括如上任一实施方式提供的电池10,电池10用于提供电能。进而可以通过提升电极构件30的活性物质层33的涂覆面积,以提高电极构件30上的活性物质层33的容纳量,以提升用电装置1000的性能。
本申请的实施方式提供了一种电极构件30,参考图3-4,电极构件30包括电极体和极耳组件34、第一保护层35、第二保护层36,电极体包括绝缘基体31、导电层32、活性物质层33。其中,绝缘基体31具有第一表面311和第二表面312;第一表面311和第二表面312分别设置有导电层32,导电层32具有背离绝缘基体31的第三表面,第三表面包括沿第一方向X相邻设置的第一区域32a和第二区域32b;活性物质层33设置于第一区域32a;极耳组件34包括连接段34a和伸出段34b,连接段34a连接于第二区域32b,伸出段34b伸出于导电层32;第一保护层35设置于第二区域32b未连接极耳组件34的部位。极耳组件34连接第二区域32b的一端与活性物质层33相接触。第一保护层35包括绝缘陶瓷。进而第一保护层35达到绝缘保护的作用,结构简单成本低,也可以为胶水或者热熔胶等。第二保护层36覆盖于极耳组件34连接第二区域32b的一端上。
具体的,导电层32包括设置于第一表面311的第一导电层321以及设置于第二表面312的第二导电层322,第一导电层321和第二导电层322分别包括沿第一方向X相邻设置的第一区域32a和第二区域32b,极耳组件34包括第一极耳片341和第二极耳片342。其中,第一极耳片341的第一端连接于第一导电层321的第二区域32b,第一极耳片341的第二端伸出于第一导电层321;第二极耳片342层叠设置于第一极耳片341的一侧且与第一极耳片341电连接,且第二极耳片342的第一端连接于第一导电层321的第二区域32b,第二极耳片342的第二端伸出于第二导电层322并与第一极耳片341的第二端焊接;其中,极耳组件34的伸出段34b包括第一极耳片341的第二端和第二极耳片342的第二端,极耳组件34的连接段34a包括第一极耳片341的第一端和第二极耳片342的第一端。
最后应说明的是:以上各实施方式仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参考前述各实施方式对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施方式中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施方式,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (19)
1.一种电极构件,其特征在于,包括:
电极体,包括活性物质层、绝缘基体和设置于所述绝缘基体上的导电层,所述导电层背离所述绝缘基体的表面包括沿第一方向相邻设置的第一区域和第二区域,所述活性物质层覆盖于所述第一区域;
极耳组件,其一端与所述第二区域连接;
其中,在所述第一方向上,所述极耳组件连接所述第二区域的一端与所述活性物质层的最大间距为D0,所述第二区域未连接所述极耳组件的部位的最小尺寸为D1,D0小于D1。
2.根据权利要求1所述的电极构件,其特征在于,0.5≥D0/D1。
3.根据权利要求2所述的电极构件,其特征在于,所述极耳组件连接所述第二区域的一端与所述活性物质层相接触。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电极构件,其特征在于,所述极耳组件包括:
连接段,连接于所述第二区域;
伸出段,与所述连接段相连且伸出于所述导电层;
其中,所述第二区域呈沿第二方向延伸的长条状,所述连接段在第二方向上的最大尺寸W1不小于所述伸出段在所述第二方向上的最大尺寸W2,所述第二方向垂直于所述第一方向。
5.根据权利要求4所述的电极构件,其特征在于,W1/W2≥1.5。
6.根据权利要求5所述的电极构件,其特征在于,W1=2*W2。
7.根据权利要求4所述的电极构件,其特征在于,所述连接段呈长条片状结构,所述长条片状结构具有与所述第二区域相贴合并焊接连接的焊接面。
8.根据权利要求4所述的电极构件,其特征在于,所述绝缘基体包括相背设置的第一表面和第二表面,所述导电层包括设置于所述第一表面的第一导电层以及设置于所述第二表面的第二导电层,所述第一导电层和所述第二导电层分别包括沿所述第一方向相邻设置的所述第一区域和所述第二区域,所述极耳组件包括:
第一极耳片,其一端连接于所述第一导电层的所述第二区域;
第二极耳片,层叠设置于所述第一极耳片的一侧,且所述第二极耳片的一端连接于所述第二导电层的所述第二区域,另一端与所述第一极耳片电连接;
其中,所述连接段包括所述第一极耳片连接所述第一导电层的一端以及所述第二极耳片连接所述第二导电层的一端,所述伸出段包括所述第一极耳片未连接所述第一导电层的一端及所述第二极耳片未连接所述第二导电层的一端。
9.根据权利要求4所述的电极构件,其特征在于,所述绝缘基体包括相背设置的第一表面和第二表面,所述导电层包括设置于所述第一表面的第一导电层以及设置于所述第二表面的第二导电层,所述第一导电层和所述第二导电层分别包括沿所述第一方向相邻设置的所述第一区域和所述第二区域,所述极耳组件包括:
极耳片,其一端与所述第一导电层的所述第二区域以及所述第二导电层的所述第二区域铆接连接;
其中,所述连接段包括所述极耳片连接所述第一导电层的一端,所述伸出段包括所述极耳片未连接所述第二导电层的一端。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的电极构件,其特征在于,还包括:
第一保护层,至少部分覆盖于所述第二区域未连接所述极耳组件的位置上;
和/或,
第二保护层,至少部分覆盖于所述极耳组件连接所述第二区域的一端上。
11.根据权利要求10所述的电极构件,其特征在于,所述第一保护层包括绝缘陶瓷。
12.根据权利要求10所述的电极构件,其特征在于,所述第二保护层包括水性胶、热熔胶或者绝缘陶瓷。
13.根据权利要求1-3中任一项所述的电极构件,其特征在于,所述绝缘基体包括相背设置的第一表面和第二表面,所述导电层包括设置于所述第一表面的第一导电层以及设置于所述第二表面的第二导电层,所述第一导电层和所述第二导电层分别包括沿所述第一方向相邻设置的所述第一区域和所述第二区域,所述极耳组件包括:
第一极耳片,其一端连接于所述第一导电层的所述第二区域;
第二极耳片,层叠设置于所述第一极耳片的一侧,且所述第二极耳片的一端连接于所述第二导电层的所述第二区域,另一端与所述第一极耳片电连接。
14.根据权利要求13所述的电极构件,其特征在于,所述第一极耳片沿第一方向伸出于所述第一导电层的最大尺寸为D11,所述第二极耳片沿所述第一方向伸出于所述第一导电层的最大尺寸D12;
其中,D11>D12。
15.根据权利要求14所述的电极构件,其特征在于,D11/D12≥5。
16.根据权利要求1-3任一项所述的电极构件,其特征在于,所述绝缘基体包括相背设置的第一表面和第二表面,所述导电层包括设置于所述第一表面的第一导电层以及设置于所述第二表面的第二导电层,所述第一导电层和所述第二导电层分别包括沿所述第一方向相邻设置的所述第一区域和所述第二区域,所述极耳组件包括:
极耳片,其一端与所述第一导电层的所述第二区域以及所述第二导电层的所述第二区域铆接连接。
17.一种电池单体,其特征在于,包括权利要求1-16中任一项所述的电极构件。
18.一种电池,其特征在于,包括权利要求17所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能。
19.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求18所述的电池,所述电池用于提供电能。
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