CN218896653U - 二次电池极片、电芯及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种二次电池极片、电芯及用电装置，该二次电池极片包括相连接的涂覆区和极耳区，其中，所述涂覆区和所述极耳区的交界线附近的区域设有多个开孔。本实用新型的二次电池极片，由于开设有开孔，所以能在一定程度上改善浸润效果、解决排气难的问题；同时，由于此种极片的开孔并未遍布整个极片，而是仅仅在涂覆区和极耳区的交界线附近的区域开孔，在应用于电芯时，也就有利于避免由于打孔所致的揉平面密实度小，焊接时候易被击穿的问题。

Description

二次电池极片、电芯及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种二次电池极片、电芯及用电装置。

背景技术

二次电池的极耳电芯都需要进行揉平，但揉平区存在浸润效果差、排气难的问题，为此，目前，通过在全极耳电芯的整面极片大量开孔来提高浸润效率；但这种方式形成的电芯揉平的密实度不足，在后续的激光焊接过程中，存在激光通过开孔击穿隔离膜，导致电芯失效的可能。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种二次电池极片、电芯及用电装置，以在改善浸润效果、解决排气难的问题的同时，避免因开孔所致的揉平密实度小、焊接时容易被击穿的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供如下技术方案：

二次电池极片，沿第一方向，包括相连接的涂覆区和极耳区，其中，所述涂覆区和所述极耳区的交界线附近设有多个开孔，且所述开孔位于所述涂覆区和/或所述极耳区上。

可选的，所述二次电池极片为负极极片，所述开孔开设在所述涂覆区上，且所述开孔临近所述极耳区。

可选的，所述开孔开设在所述极耳区，且所述开孔临近所述涂覆区。

可选的，沿所述第一方向，所述开孔与所述交界线的距离范围在0.5-1.5mm范围内。

可选的，所述二次电池极片为负极极片，部分所述开孔开设在所述涂覆区上，且开设在所述涂覆区的开孔临近所述极耳区，部分所述开孔开设在所述极耳区，且开设在所述极耳区的开孔临近所述涂覆区。

可选的，所述二次电池极片为负极极片，至少有一部分开孔为跨区开孔，所述跨区开孔部分位于所述涂覆区，部分位于所述极耳区。

可选的，所述二次电池极片为负极片，所述涂覆区包括主体区和结余区，所述主体区、所述结余区和所述极耳区沿第一方向依次连接；其中，所述开孔设置于所述结余区和/或所述极耳区。

可选的，所述主体区与所述结余区交汇于虚拟交界，沿第一方向，所述开孔与所述虚拟交界的距离在0.8-1.2mm范围内。

可选的，各所述开孔沿第二方向排布，所述第二方向垂直于所述第一方向。

可选的，所述开孔为圆孔，所述开孔的直径在1-5mm范围内。

可选的，当所述极耳区沿第一方向的尺寸小于5mm时，各所述开孔的直径在0.5-2mm范围内；当所述极耳区沿第一方向的尺寸在5-10mm范围内时，各开孔的直径在2-4mm范围内；当所述极耳区沿第一方向的尺寸大于10mm时，各开孔的直径在4-5mm范围内。

可选的，沿所述第二方向，相邻开孔的间距在1-5mm范围内。

相应的，本实用新型还提供一种电芯，包括上述任一种所述的二次电池极片。

相应的，本实用消息还提供一种用电装置，包括如上述任一种所述的电芯。

本实用新型的二次电池极片，由于开设有开孔，所以能在一定程度上改善浸润效果、解决排气难的问题；同时，由于此种极片的开孔并未遍布整个极片，而是仅仅在涂覆区和极耳区的交界线附近的区域开孔，在应用于电芯时，也就有利于避免由于打孔所致的揉平面密实度小，焊接时候易被击穿的问题。

附图说明

图1为本实用新型中的二次电池极片的一示例性的结构示意图；

图2为本实用新型中的二次电池极片的另一示例性的结构示意图；

图3为本实用新型中的二次电池极片的另一示例性的结构示意图；

图4为本实用新型中的二次电池极片的另一示例性的结构示意图；

图5为具有图1的二次电池极片的电芯的结构示意图；

图6为正极极片和负极极片层叠前的示意图；

图7为正极极片和负极极片层叠后的示意图。

零件标号说明：

110-涂覆区；111-主体区；112-结余区；

120-极耳区；130-开孔；

A-交界线；

B-虚拟交界；

1-正极极片；2-负极极片。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

参见图1至图4，本实用新型的二次电池极片，沿第一方向，包括相连接的涂覆区110和极耳区120，其中，所述涂覆区110和所述极耳区120的交界线A附近设有多个开孔130，且所述开孔位于所述涂覆区110和/或所述极耳区120上。为便于理解，各实施例对应的附图中，Y向为第一方向。

这种二次电池极片，由于仍开设有开孔130，所以能在一定程度上改善浸润效果、解决排气难的问题；同时，由于此种极片的开孔130并未遍布整个极片，而是仅仅设置在涂覆区110和极耳区120的交界线A附近的区域，在应用于电芯时，也就有利于避免由于打孔所致的揉平面密实度小，焊接时候易被击穿的问题。

须知，具有上述或下述实施例的二次电池极片均可以应用于需要进行揉平工艺的电芯，譬如，图5所示的卷绕电芯。另外，电芯通常具有正极极片1和负极极片2，实际实施过程中，可以仅有正极极片1或负极极片2中的一种极片采用本实用新型的二次电池极片，也可以正极极片1和负极极片2均采用本实用新型的二次电池极片，须知，优选负极极片采用此种全极耳片，这是由于目前的圆柱电芯从负极侧注液的情形比较多，负极侧对电解液浸润的要求更加严格。而该具有上述或下属实施例的二次电池极片的电芯也可以应用于电池模组、电池包、电动汽车等用电装置。

在实际实施过程中，上述描述中“所述涂覆区110和所述极耳区120的交界线A附近设有多个开孔130，且所述开孔位于所述涂覆区110和/或所述极耳区120上”可以有多种实施方式，以下将对各实施例方向进行距离说明：

在一些实施例中，参见图2，所述二次电池极片为负极极片，所述开孔130开设在所述涂覆区110上，且所述开孔130临近所述极耳区120。须知，无论是此中实施方式还是以下其他实施例中，若有开孔130开设在涂覆区110上，则相应二次电池极片通常是负极极片。

在另一些实施例中，参见图1，所述开孔130开设在所述极耳区120，且所述开孔130临近所述涂覆区110。在实际实施过程中，沿第一方向，所述开孔130与所述交界线A的距离范围在0.5-1.5mm范围内，譬如，该开孔130与交汇线的距离范围可以取0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm或1.5mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选的，该开孔130与交界线A的距离选取1mm，当此二次电池极片为正极极片时，开孔130与交界线有一定距离能够防止正极极片上的活性物质损伤。

在又一些实施例中，参见图4，所述二次电池极片为负极极片，部分所述开孔130开设在所述涂覆区110上，且开设在所述涂覆区110的开孔130临近所述极耳区120；部分所述开孔130开设在所述极耳区120，且开设在所述极耳区的开孔130临近所述涂覆区110。

在还有一些实施例中，参见图3，所述二次电池极片为负极极片，至少有一部分开孔130为跨区开孔，所述跨区开孔部分位于所述涂覆区110，部分位于所述极耳区120。图3中，全部开孔130都属于跨区开孔，在实际实施过程中，也仅有部分开孔为跨区开孔(图未示)。

在一些实施例中，参见图1至图4，当该二次电池极片为负极极片，所述涂覆区110包括主体区111和结余区112，所述主体区111、所述结余区112和所述极耳区120沿第一方向依次设置，该所述开孔130设置于所述结余区112和/或所述极耳区120。此种方式，不仅不会影响电芯中揉平层的致密程度，并且可以进一步提高浸润速率。

需要说明的是，当此种二次电池极片应用于电芯时，此处的“结余区112”是指负极极片2沿第一方向超出正极极片1的活性物质区之外的部分；相应的，“主体区111”即为负极极片2沿第一方向与正极极片1的活性物质区重叠的部分。

参见图1至图4，若定义主体区111与结余区112交汇于一虚拟交界B，为便于理解，结合参见图6、图7，正极极片1具有正极活性物质区10，该正极活性物质区10通过黑色填充进行示意，负极极片2具有负极活性物质区20，该负极活性物质区20也就是涂覆区；图6中，正极极片1和负极极片2尚未层叠放置，图7中，正极极片1层叠放置于负极极片2的上层，正极极片1的正极活性物质区10在负极极片2的负极活性物质区域20之内，负极极片，负极活性物质区20在第一方向超出正极活性物质区域的界限为该虚拟交界B。在一些实施例中，沿第一方向，所述开孔130与所述虚拟交界B的距离最好在0.8-1.2mm范围内。须知，如果开孔超过虚拟边界，会导致正负极重叠区域的面积变小，损失能量密度，此处，开孔130与虚拟边界B保持一定距离，能够避免开孔超过虚拟边界。在实际实施过程中，该开孔130与该虚拟交界B的距离可以为0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm或1.2mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。优选的，该开孔130与该虚拟边界B的距离取值1mm。

在一些实施例中，参见图1至图4，各所述开孔130沿第二方向排布，所述第二方向垂直于所述第一方向。为便于理解，各实施例对应的附图中，X向为第二方向。

图1至图3中，设置有一排开孔130，在实际实施过程中，参见图4，该开孔130的数量也可以为两排或两排以上，但是无论开设几排开孔130，都需要这些开孔130与交界线A在第一方向上的距离较近。而只设置一排开孔130相较设置两排或两排以上开孔130的方式，更有利于揉平面具有足够的密实度。

需要说明的是，参见图1至图4的示例中，涂覆区110和极耳区120的交界线A线型通常为沿第二方向延伸的直线。

在一些实施例中，参见图1至图4，所述开孔130为圆孔，所述开孔130的直径在1-5mm范围内。譬如，该开孔130的取值可以取1mm、2mm、3mm、4mm或5mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

在实际实施过程中，该开孔130也可以为椭圆形孔、多边形孔或其他任意形状。不过，无论开孔130采用何种形状，通常，开孔130的尺寸大小与该极耳区120沿第一方向的尺寸大小是相关联，具体可以采用如下几种实施方式：

在一些实施例中，所述极耳区120沿第一方向的尺寸小于5mm，则各所述开孔130的直径在0.5-2mm范围内。并且，当极耳区120沿第一方向的尺寸小于5mm，该开孔130的直径优选1mm。

在另一些实施例中，所述极耳区120沿第一方向的尺寸在5-10mm范围内，则各开孔130的直径在2-4mm范围内。并且，当极耳区120沿第一方向的尺寸在5-10mm范围内，该开孔130的直径优选3mm。

在还有一些实施例中，所述极耳区120沿第一方向的尺寸大于10mm，则各开孔130的直径在4-5mm范围内。并且，当极耳区120沿第一方向的尺寸大于10mm，该开孔130的直径优选5mm。

在实际实施过程中，如果打孔过于密集，极耳区和涂覆区连接的截面积就会变得很小，影响过流能力，容易累积热量，反之，如果打孔过于稀疏，则会影响电解液的浸润效果。以上几种方式，根据极耳区的尺寸对开孔直径进行相应限定，有利于保证去除开孔对应的区域后，极耳区还保存有足够的面积，在极耳卷绕完成极耳揉平后仍有足够的焊接面积，避免焊接时损伤电芯的活性物质。

另外，沿第二方向，相邻开孔130的间距并非越密集越好，也并非越稀疏就越好，相邻开孔130之间合适的间距范围有利于减少对揉平致密程度产生的不利影响，也有利于减少确保浸润速率。

在一些实施例中，沿所述第二方向，相邻开孔130的间距在1-5mm范围内。譬如相邻开孔130之间的间距取值可以取1mm、2mm、3mm、4mm或5mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。相邻开孔130的间距优选3mm，能够在满足过流要求的同时，达到促进电解液浸润的作用效果。

为便于充分理解本实用新型的方案，以下将提供两个更具体的实施例，以下两个实施例的描述中，长度方向对应第二方向，也就是图示的X向，高度方向对应第一方向，也就是图示的Y向。

在一具体的实施例中，可参见图1，提供一种4680圆柱电芯，展开后，负极片长度为5100mm，极耳高度为8mm；负极极片上开设有沿第二方向排布的一排开孔130，各开孔130均开设在极耳区120，且在高度方向上高于极耳区120与结余区112交界线A1mm，开孔130直径为3mm，相邻开孔130的间距为3mm，开孔130的数量共计850个。通过此种设计不仅不会影响揉平层的致密程度，还可以使得浸润速率提高50％以上。

在另一具体的实施例中，可参见图2，提供一种4680圆柱电芯，展开后，负极极片长度为5100mm，负极极片上开设有沿第二方向排布的一排开孔130，极耳区120高度为5mm，结余区112高度为2mm，涂膜区面密度为250g/m2。各开孔130设置于结余区112上，孔径为1mm，相邻开孔130之间的间距为3mm，因此打孔的数量为1275个。通过此种设计不会影响揉平层的致密程度，通过此种设计可以是得浸润速率提高25％以上，同时也可以减轻1275×3.14×0.5×0.5×250/1000000＝0.25g的电芯重量。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种二次电池极片，其特征在于：沿第一方向，包括相连接的涂覆区和极耳区，其中，所述涂覆区和所述极耳区的交界线附近设有多个开孔，且所述开孔位于所述涂覆区和/或所述极耳区上；各所述开孔沿第二方向排布，所述第二方向垂直于所述第一方向，沿所述第二方向，相邻开孔的间距在1-5mm范围内。

2.根据权利要求1所述的二次电池极片，其特征在于：所述二次电池极片为负极极片，所述开孔开设在所述涂覆区上，且所述开孔临近所述极耳区。

3.根据权利要求1所述的二次电池极片，其特征在于：所述开孔开设在所述极耳区，且所述开孔临近所述涂覆区。

4.根据权利要求3所述的二次电池极片，其特征在于：沿所述第一方向，所述开孔与所述交界线的距离范围在0.5-1.5mm范围内。

5.根据权利要求1所述的二次电池极片，其特征在于：所述二次电池极片为负极极片，部分所述开孔开设在所述涂覆区上，且开设在所述涂覆区的开孔临近所述极耳区，部分所述开孔开设在所述极耳区，且开设在所述极耳区的开孔临近所述涂覆区。

6.根据权利要求1所述的二次电池极片，其特征在于：所述二次电池极片为负极极片，至少有一部分开孔为跨区开孔，所述跨区开孔部分位于所述涂覆区，部分位于所述极耳区。

7.根据权利要求1所述的二次电池极片，其特征在于：所述二次电池极片为负极极片，所述涂覆区包括主体区和结余区，所述主体区、所述结余区和所述极耳区沿第一方向依次连接；其中，所述开孔设置于所述结余区和/或所述极耳区。

8.根据权利要求7所述的二次电池极片，其特征在于：所述主体区与所述结余区交汇于虚拟交界，沿第一方向，所述开孔与所述虚拟交界的距离在0.8-1.2mm范围内。

9.根据权利要求1所述的二次电池极片，其特征在于：所述开孔为圆孔，所述开孔的直径在1-5mm范围内。

10.根据权利要求9所述的二次电池极片，其特征在于：

当所述极耳区沿第一方向的尺寸小于5mm时，各所述开孔的直径在0.5-2mm范围内；当所述极耳区沿第一方向的尺寸在5-10mm范围内时，各开孔的直径在2-4mm范围内；当所述极耳区沿第一方向的尺寸大于10mm时，各开孔的直径在4-5mm范围内。

11.一种电芯，其特征在于：包括权利要求1-10中任一项所述的二次电池极片。

12.一种用电装置，其特征在于：包括如权利要求11所述的电芯。

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