CN218939958U - 极芯及电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种极芯及电池，包括正极极耳、正极极片和第一凸起；正极极片包括第一集流体和第一活性层，第一活性层涂覆在第一集流体上，正极极片的表面通过清除预定区域内的第一活性层以形成第一凹槽，第一凹槽在第一集流体的宽度方向的一侧具有第一开口，另一侧封闭；正极极耳焊在第一集流体；第一凸起设在第一开口的宽度方向的两侧，第一凸起的截面靠近正极极耳的一侧为由多段首尾连接的圆弧组成的曲线，每段圆弧均为四分之一圆弧；起始的圆弧的圆心位于第一凸起内。根据本实用新型实施例的极芯，第一凹槽内的第一凸起增加电池容量，第一凸起靠近极耳的一侧为曲线，减少毛刺。

Description

极芯及电池
技术领域
本实用新型属于电池极芯技术领域，尤其涉及一种极芯及电池。
背景技术
锂离子电池作为一种二次电池，具有高能量密度的特点，已经广泛应用于电子设备、电动汽车和储能领域。随着电子产品发展的多元化和小型化，对于锂离子电池的能量密度有了更高的要求。常规锂离子电池的电芯是将极耳焊接到空箔区，使得焊接区域的厚度过大，致使电池的容量不能进一步提升。
参照图6，有些厂家采用在极片清洗掉部分活性层200以形成凹槽400，然后将极耳300焊接到凹槽内的集流体100上，虽然起到了提高能量密度的效果；但是此种方法增加了凹槽边缘毛刺出现的概率，容易发生毛刺刺穿隔膜造成内短路的问题。
还有些厂家在极片上开设凹槽的基础上，通过引入极片模切工序来降低集流体凹槽边缘的毛刺，然而仍存在毛刺降低率低、能量密度提升不足的劣势。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：现有技术中在极片上开设凹槽，存在毛刺降低率低、能量密度提升不足的问题，提供一种极芯及电池。
为解决上述技术问题，一方面，本实用新型实施例提供一种极芯，包括正极极耳、正极极片和第一凸起；
所述正极极片包括第一集流体和第一活性层，所述第一活性层涂覆在所述第一集流体上，所述正极极片的表面通过清除预定区域内的第一活性层以形成第一凹槽，所述第一凹槽自所述第一集流体的宽度方向的一侧边沿至另一边沿延伸，所述第一凹槽在所述第一集流体的宽度方向的一侧具有第一开口，另一侧封闭；
所述正极极耳的一端焊接在所述第一凹槽内的所述第一集流体上，所述正极极耳的另一端从所述第一开口伸出所述第一凹槽；
所述第一凸起设置在所述第一开口的宽度方向的两侧，所述第一凸起的截面靠近所述正极极耳的一侧为由多段首尾连接的圆弧组成的曲线，每段所述圆弧均为四分之一圆弧；多段圆弧从所述第一开口向所述第一凹槽的底部的方向过渡，起始的所述圆弧的圆心位于所述第一凸起内，相邻的两个所述圆弧的圆心位于所述第一凸起的内外两侧；
可选地，所述圆弧的数量为2个；或者，
所述圆弧的数量为2n+1，n为正整数。
可选地，还包括负极极片和负极极耳，所述负极极片包括第二集流体和第二活性层，所述第二活性层涂覆在所述第二集流体的表面上，所述负极极片的表面激光清除预定区域内的活性层以形成第二凹槽，所述第二凹槽自所述第二集流体的宽度方向的一侧边沿至另一边沿延伸，所述第二凹槽在所述集流体宽度方向仅具有第二开口；
所述负极极耳的一端焊接于所述第二凹槽内的所述第二集流体上，所述负极极耳的另一端从所述第二开口伸出所述第二集流体。
可选地，所述负极极片包括第二集流体和第二活性层，所述第二活性层涂覆在所述第二集流体上，所述负极极片的表面通过清除部分活性层以形成第二凹槽，所述第二凹槽自所述第二集流体的宽度方向的一侧边沿至另一边沿延伸，所述第二凹槽在所述第二集流体宽度方向的一侧具有第二开口，另一侧封闭；
所述负极极耳焊接于所述第二凹槽内的所述第二集流体上，所述负极极耳的另一端从所述第二开口伸出所述第二凹槽；
所述第二开口的两侧设置有第二凸起，所述第二凸起的截面靠近所述负极极耳的一侧为由多段首尾连接的圆弧组成的曲线；多段圆弧从所述第二开口至所述第二凹槽的底部的方向过渡，多段所述圆弧均为四分之一圆弧，起始所述圆弧的圆心位于所述第二凸起内，相邻的两个圆弧的圆心位于所述第二凸起的内外两侧；
所述圆弧的数量为2个；或者，
所述圆弧的数量为2n+1，n为正整数。
可选地，所述第一凹槽的宽度为所述正极极耳的宽度的1.01-2倍，所述第一凹槽的宽度为10mm，所述第一凹槽的长度为23.5mm；所述第一模切切口的宽度为所述正极极耳的宽度的1.01-2倍。
可选地，所述第一开口处设置有第一模切切口，所述第一模切切口由切除两个所述第一凸起的相向侧内的所述第一集流体和所述第一活性层而成。
可选地，所述第一凸起的截面形状的其他三侧边均为直线，其中两侧侧边分别连接于多段圆弧的排布的首末端且该两侧边相互平行，所述第一凸起由三个直线状的边和多段圆弧状的边围设而出，所述第一凸起的相对于多段圆弧状的边与所述第一活性层重合。
可选地，所述第二开口处设置有第二模切切口，所述第二模切切口由切除两个所述第二凸起的相向侧内的所述第二集流体和所述第二活性层而成。
可选地，所述第二凹槽的宽度为所述负极极耳的宽度的1.01-2倍；所述第二模切切口的宽度为所述负极极耳的1.01-2倍。
根据本实用新型实施例的极芯，其通过在第一开口的两侧增加第一凸起，并且第一凸起的一侧呈顺滑的曲线过渡。一方面相对于现有技术，活性层的面积增加，提高了电池的能量密度和能量容量；另一方面，将第一开口处的凹槽边沿顺滑过渡，以减少凹槽的毛刺现象，从而减少毛刺刺穿隔膜现象的发生。
另一方面，本实用新型实施例还提供了一种电池，包括上述任一种极芯。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例提供的极芯的正极极片的整体结构的示意图；
图2是本实用新型第一实施例提供的极芯的正极极片的半剖示意图；
图3是本实用新型第一实施例提供的极芯的正极极片的第一模切切口的结构示意图；
图4是本实用新型第一实施例提供的极芯的负极极片的整体结构示意图；
图5是本实用新型第二实施例提供的极芯的负极极片的整体结构示意图；
图6是本实用新型背景技术的现有技术的参考示意图。
说明书中的附图标记如下：
100、集流体；200、活性层；300、极耳；400、凹槽；
1、正极极片；11、第一集流体；12、第一活性层；13、第一凹槽；14、第一凸起；15、第一模切切口；2、负极极片；21、第二集流体；22、第二活性层；23、第二凹槽；24、第二凸起；25、第二模切切口；3、正极极耳；4、负极极耳。
具体实施方式
为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
第一实施例
如图1及图2所示，本实用新型第一实施例提供的一种极芯，包括正极极片1、负极极耳4、负极极耳4、正极极耳3和隔膜。其中，正极极片1包括第一集流体11和第一活性层12，第一活性层12均匀涂覆在第一集流体11的表面上，正极极片1的表面激光清除预定区域内的第一活性层12以形成第一凹槽13，第一凹槽13内的第一集流体11裸漏而出，第一凹槽13自第一集流体11的宽度方向的一侧边沿至另一边沿延伸，即激光清洗时，从第一集流体11的一侧宽度边沿自另一侧宽度边沿冲洗，使得第一凹槽13在第一集流体11的正投影的轮廓呈单向开口，也即，第一凹槽13在第一集流体11的宽度方向的一侧具有第一开口，另一侧封闭。
第一凹槽13的延伸的底部和第一集流体11的边沿设置有第一间隔，该第一间隔为激光清除时，并未从第一集流体11的一侧的宽度边沿完全贯穿清洗至另一宽度边沿，第一间隔内为活性层；也即，第一凹槽13仅具有第一开口。正极极耳3的一端焊接在第一凹槽13内的第一集流体11上，正极极耳3的另一端从第一开口伸出第一凹槽13。
参照图1和图3，相对于现有技术，本实施例中通过增设第一凸起14，以增加存留的活性层的面积。具体地，第一凸起14分别设置在第一开口的两侧，第一凸起14的截面形状中的靠近正极极耳3的一侧为曲线，该曲线由多段首尾连接的圆弧组成，每段圆弧均为四分之一圆弧。多段圆弧从第一开口至第一凹槽13的底部的方向过渡，换言之，多段圆弧从第一集流体11的宽度方向的一侧边至另一侧边分布，其中，起始圆弧的圆心位于第一凸起14内，相邻的两个圆弧的圆心位于第一凸起14的内外两侧。多段圆弧形成的曲线两端的连成一条直线，该直线将相邻两个圆弧的圆心分隔在不同区域，终点圆弧相较于起始圆弧，朝向凹槽的中点延伸，更靠近极耳。其中，圆弧的数量为2个；或者，当圆弧的数量大于2个时，其数量可以为2n+1，n为正整数。
多段圆弧呈现顺滑连接，使得凹槽的边沿同样顺滑过渡，大大减少了凹槽边沿的毛刺现象，同时由于第一凸起14的存在，减少了凹槽的面积，变相地增加了活性层的面积，使得电池的能量密度大大增加。
在本实施例中，第一凹槽13的宽度为C，正极极耳3的宽度为A，则C为A的1.01-2倍，第一凹槽13的宽度为10mm，第一凹槽13的长度为B,则B为23.5mm。
第一开口处设置有第一模切切口15，第一模切切口15由切除两个第一凸起14的相向侧内的第一集流体11和第一活性层12而成。第一模切切口15的宽度为D，D为A的1.01-2倍。在卷绕电池极芯时，第一模切切口15可以减少极耳和活性层的接触，以减少短路现象的发生。
为方便加工，第一凸起14的截面形状的其他三侧边均为直线，其中两侧侧边分别连接于多段圆弧的排布的首末端且该两侧边相互平行，第一凸起14由三个直线状的边和多段圆弧状的边围设而出，第一凸起14的相对于多段圆弧状的边与第一活性层12重合。即，本申请只需清除预定区域即可，并不需要将第一凸起14的其他三边再做任何处理，并且直线状的边沿也方便清洗。
参照图4，在本实施例中，极芯还包括负极极片2和负极极耳4，负极极片2包括第二集流体21和第二活性层22，第二活性层22涂覆在第二集流体21的表面上，负极极片2的表面激光清除预定区域内的活性层以形成第二凹槽23，第二凹槽23自第二集流体21的宽度方向的一侧边沿至另一边沿延伸，第二凹槽23在集流体宽度方向仅具有第二开口，本实施例中的第二凹槽23的形状可以为矩形或者正方形等。负极极耳4的一端焊接于第二凹槽23内的第二集流体21上，负极极耳4的另一端从第二开口伸出第二集流体21。
在本实施例中，在第二开口处设置有第二模切切口25，第二模切切口25由切除两个第二凸起24的相向侧内的第二集流体21和第二活性层22而成。第二凹槽23的宽度为负极极耳4的宽度的1.01-2倍；第二模切切口25的宽度为负极极耳4的1.01-2倍；第二模切切口25和第一模切切口15的作用相似，不再赘述。
同理，第二凸起24的截面形状的其他三侧边均为直线，其中两侧侧边分别连接于多段圆弧的排布的首末端且该两侧边相互平行，第二凸起24由三个直线状的边和多段圆弧状的边围设而出，第二凸起24的相对于多段圆弧状的边与第二活性层22重合。
第二实施例
参见图5，为本实用新型第二实施例的极芯，其与第一实施例的不同之处在于，在本实施例中，负极极片2包括第二集流体21和第二活性层22，第二活性层22涂覆在第二集流体21上，负极极片2的表面激光清除部分活性层以形成第二凹槽23，第二凹槽23自第二集流体21的宽度方向的一侧边沿至另一边沿延伸，第二凹槽23在第二集流体21宽度方向仅具有第二开口；负极极耳4焊接于第二凹槽23内的第二集流体21上；第二开口的两侧设置有第二凸起24，第二凸起24的截面形状中的靠近负极极耳4的一侧呈曲线状；曲线为多段首尾连接的圆弧组成，多段圆弧从第二开口至第二凹槽23的底部的方向过渡，多段圆弧均为四分之一圆弧，起始圆弧的圆心位于第二凸起24内，相邻的两个圆弧的圆心位于第二凸起24的内外两侧；圆弧的数量为2个；或者，圆弧的数量为2n+1，n为正整数。
同样地，本实施例中的第二凹槽23可以和第一实施例中的第一凹槽13采用同样的设置，以取得同样的技术效果。
第三实施例
本实用新型第三实施例的电池，包括上述任一实施例所描述的极芯。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极芯，其特征在于，包括正极极耳、正极极片和第一凸起；
所述正极极片包括第一集流体和第一活性层，所述第一活性层涂覆在所述第一集流体上，所述正极极片的表面通过清除预定区域内的第一活性层以形成第一凹槽，所述第一凹槽自所述第一集流体的宽度方向的一侧边沿至另一边沿延伸，所述第一凹槽在所述第一集流体的宽度方向的一侧具有第一开口，另一侧封闭；
所述正极极耳的一端焊接在所述第一凹槽内的所述第一集流体上，所述正极极耳的另一端从所述第一开口伸出所述第一凹槽；
所述第一凸起设置在所述第一开口的宽度方向的两侧，所述第一凸起的截面靠近所述正极极耳的一侧为由多段首尾连接的圆弧组成的曲线，每段所述圆弧均为四分之一圆弧；多段圆弧从所述第一开口向所述第一凹槽的底部的方向过渡，起始的所述圆弧的圆心位于所述第一凸起内，相邻的两个所述圆弧的圆心位于所述第一凸起的内外两侧。
2.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述圆弧的数量为2个；或者，所述圆弧的数量为2n+1，n为正整数。
3.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，还包括负极极片和负极极耳，所述负极极片包括第二集流体和第二活性层，所述第二活性层涂覆在所述第二集流体的表面上，所述负极极片的表面激光清除预定区域内的活性层以形成第二凹槽，所述第二凹槽自所述第二集流体的宽度方向的一侧边沿至另一边沿延伸，所述第二凹槽在所述集流体宽度方向仅具有第二开口；
所述负极极耳的一端焊接于所述第二凹槽内的所述第二集流体上，所述负极极耳的另一端从所述第二开口伸出所述第二集流体。
4.根据权利要求3所述的极芯，其特征在于，所述负极极片包括第二集流体和第二活性层，所述第二活性层涂覆在所述第二集流体上，所述负极极片的表面通过清除部分活性层以形成第二凹槽，所述第二凹槽自所述第二集流体的宽度方向的一侧边沿至另一边沿延伸，所述第二凹槽在所述第二集流体宽度方向的一侧具有第二开口，另一侧封闭；
所述负极极耳焊接于所述第二凹槽内的所述第二集流体上，所述负极极耳的另一端从所述第二开口伸出所述第二凹槽；
所述第二开口的两侧设置有第二凸起，所述第二凸起的截面靠近所述负极极耳的一侧为由多段首尾连接的圆弧组成的曲线；多段圆弧从所述第二开口至所述第二凹槽的底部的方向过渡，多段所述圆弧均为四分之一圆弧，起始所述圆弧的圆心位于所述第二凸起内，相邻的两个圆弧的圆心位于所述第二凸起的内外两侧；
所述圆弧的数量为2个；或者，
所述圆弧的数量为2n+1，n为正整数。
5.根据权利要求4所述的极芯，其特征在于，所述第一开口处设置有第一模切切口，所述第一模切切口由切除两个所述第一凸起的相向侧内的所述第一集流体和所述第一活性层而成。
6.根据权利要求5所述的极芯，其特征在于，所述第一凹槽的宽度为所述正极极耳的宽度的1.01-2倍，所述第一凹槽的宽度为10mm，所述第一凹槽的长度为23.5mm；所述第一模切切口的宽度为所述正极极耳的宽度的1.01-2倍。
7.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述第一凸起的截面形状的其他三侧边均为直线，其中两侧侧边分别连接于多段圆弧的排布的首末端且该两侧边相互平行，所述第一凸起由三个直线状的边和多段圆弧状的边围设而出，所述第一凸起的相对于多段圆弧状的边与所述第一活性层重合。
8.根据权利要求4所述的极芯，其特征在于，所述第二开口处设置有第二模切切口，所述第二模切切口由切除两个所述第二凸起的相向侧内的所述第二集流体和所述第二活性层而成。
9.根据权利要求8所述的极芯，其特征在于，所述第二凹槽的宽度为所述负极极耳的宽度的1.01-2倍；所述第二模切切口的宽度为所述负极极耳的1.01-2倍。
10.一种电池，其特征在于，包括上述权利要求1-9任一所述的极芯。
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