CN218996758U - 一种电池极片、电池、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池极片、电池、电池包及用电设备。该电池极片包括集流体，所述集流体包括极耳段和非极耳段，所述极耳段连接于所述非极耳段的一端；还包括敷料层，所述敷料层附着设置于所述非极耳段的至少一个侧面；所述极耳段的厚度大于所述非极耳段的厚度。在本申请实施例提供的电池极片中，由于将极耳段的厚度设置得较大，这样可以增大极耳段与该电池极片所应用的电池的金属外壳之间焊接时的焊接面积，从而提高电池极片与金属外壳连接的牢固性；并且还能够进一步有效减小电池的内阻。

Description

一种电池极片、电池、电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及储能设备技术领域，更具体地，涉及一种电池极片、电池、电池包及用电设备。

背景技术

随着我国对节能环保事业的愈发重视，具备绿色环保特性的用电设备的使用越来越广泛。此类用电设备的动力源为锂离子电池，锂离子电池具有能量密度高、循环性长、能量转换效率高等优点，锂离子电池的各项性能的改进一直是业界关注的重点。电池的高能量密度和快充性能一直是业内追逐的热点。因此提供一款具备高能量密度、快充性能和高安全性的电池变得尤其重要。

实用新型内容

本申请的一个目的是提供一种电池极片、电池、电池包及用电设备的新技术方案。

根据本申请的第一方面，提供了一种电池包，该电池包包括：

集流体，所述集流体包括极耳段和非极耳段，所述极耳段连接于所述非极耳段的一端；

敷料层，所述敷料层附着设置于所述非极耳段的至少一个侧面；

所述极耳段的厚度大于所述非极耳段的厚度。

可选地，所述非极耳段的厚度与所述敷料层的厚度之和为第一厚度，所述极耳段的厚度为第二厚度，所述第一厚度与所述第二厚度存在高度差H，且-10μm≤H≤10μm。

可选地，所述极耳段的厚度范围为0.006～0.3mm。

可选地，所述极耳段的厚度范围为0.01～0.3mm。

可选地，所述极耳段的长度范围为2～12mm。

可选地，所述极耳段的长度范围为5～12mm。

根据本申请的第二方面，提供了一种电池，所述电池包括至少一个如第一方面所述的电池极片；所述电池还包括壳体及盖帽，所述壳体具有壳底及与所述壳底相对设置的开口部，所述盖帽盖设于所述开口部；所述壳体与所述盖帽围合形成容纳空间，所述电池极片在卷绕状态下置于所述容纳空间；卷绕状态下的所述电池极片的极耳段与壳底或盖帽连接。

可选地，所述电池极片的极耳段与所述盖帽或所述壳底焊接连接。

可选地，所述电池极片为负极电池极片，所述电池还包括隔膜及正极片，所述正极片包括至少一极耳；所述隔膜设置于所述负极电池极片和所述正极片之间，所述正极片、所述隔膜和所述负极电池极片一起卷绕并置于所述容纳空间，所述负极电池极片的极耳段远离非极耳段的一端与所述壳底连接；所述正极片通过极耳与盖帽连接。

可选地，所述电池极片分别为正极电池极片和负极电池极片，所述电池还包括隔膜，所述隔膜设置于所述正极电池极片和所述负极电池极片之间，所述正极电池极片、所述隔膜和负极电池极片一起卷绕并置于所述容纳空间；且所述负极电池极片的极耳段远离非极耳段的一端与所述壳底连接；所述正极电池极片的极耳段远离非极耳段的一端与所述盖帽连接。

根据本申请的第三方面，提供了一种电池包，所述电池包括如第二方面所述的电池。

根据本申请的第四方面，提供了一种用电设备，所述用电设备包括如第三方面所述的电池包。

本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：

对于本申请实施例提供的电池极片，包括设有极耳段和非极耳段的集流体，极耳段连接于非极耳段的一端，且极耳段的厚度大于非极耳段的厚度。将极耳段作为全极耳，可降低电池的内阻，进而增加电池的功率密度，提升快充性能；极耳段的厚度大于非极耳段的厚度，使极耳段远离非极耳段的一端的截面积更大，极片卷绕入壳后极耳段与电池壳体底部或者盖帽的有效接触面积更大，可实现直接焊接；避免极片切叠、揉平等工艺，降低封装的复杂性，同时也避免切叠、揉平过程中产生的毛刺、掉料等问题对极片的破坏，提升电池安全性能；进一步地，通过将极耳段与壳体底部或盖帽直接焊接，不需要使用焊盘，降低了电池的质量，进而提高电池的能量密度。在本申请实施例提供的电池极片中，将极耳段的厚度设置得较大，不仅提高电池极片与电池壳体连接的牢固性；而且还增加极耳段的支撑强度，对卷芯起到承托作用，从而提高卷芯的稳定性，增加电池使用中的安全性能。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1是根据本申请的一个实施例的电池极片的结构示意图；

图2是根据本申请的一个实施例的电池的部分结构示意图；

图3是根据本申请的一个实施例的电池的结构示意图。

附图标记说明：

1、电池极片；101、极耳段；102、非极耳段；103、敷料层；11、正极电池极片；12、负极电池极片；13、隔膜；2、壳体；201、壳底；3、盖帽。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

参照图1所示，根据本申请的一个实施例，提供了一种电池极片1。该电池极片1包括集流体，所述集流体包括极耳段101和非极耳段102，所述极耳段101连接于所述非极耳段102的一端；该电池极片1还包括敷料层103，所述敷料层103附着设置于所述非极耳段102的至少一个侧面；所述极耳段101的厚度大于所述非极耳段102的厚度。

在本申请实施例提供的电池极片1中，首先，在该电池极片1的集流体中设置有未涂布敷料层103的留白部分形成了极耳段101；这样在将该电池极片1进行封装时，在对集流体进行焊接时不需要采用单独的导电片作为极耳与该电池极片1所应用的电池的金属外壳进行焊接，从而可以降低封装工艺的复杂性，并且可以降低电池的内阻、减小电池的质量、提高电池的能量密度。亦即，由于将极耳段作为全极耳，可降低电池的内阻，进而增加电池的功率密度，提升快充性能；同时极耳段可与电池壳体或者盖帽直接焊接，不需要焊盘，可以避免切叠、揉平等工艺从而降低封装工艺的复杂性，并且可以减小电池质量、提高电池的能量密度。

并且，在本申请实施例提供的电池极片1中，由于将极耳段101的厚度设置得较大，这样可以增大极耳段101与该电池极片1所应用的电池的金属外壳之间焊接时的焊接面积，从而提高电池极片1与金属外壳连接的牢固性；还可以增加极耳段的支撑强度，对卷芯起到承托作用，从而提高卷芯的稳定性，增加电池使用中的安全性能。并且还能够进一步有效减小电池的内阻。

在一个实施例中，所述非极耳段102的厚度与所述敷料层103的厚度之和为第一厚度，所述极耳段101的厚度为第二厚度，所述第一厚度与所述第二厚度存在高度差H，且-10μm≤H≤10μm。在一个具体的例子中，所述非极耳段102的厚度与所述敷料层103的厚度之和等于所述极耳段101的厚度。当仅在集流体的一侧面设置敷料层103时，非极耳段102的厚度与单侧敷料层103的厚度之和等于所述极耳段101的厚度。当在集流体的两侧面均设置敷料层103时，非极耳段102的厚度与两侧敷料层103的厚度之和等于所述极耳段101的厚度。

参照图1所示，在该具体的例子中，非极耳段102及敷料层103的厚度之和与极耳段101的厚度相等，这样整个电池极片1的表面平整，有利于后续的电池封装。

在一个实施例中，所述极耳段101的厚度范围为0.006～0.3mm。

如果极耳段101的厚度太厚则会增加电池极片1的整体厚度，不利于电池实现小型化及轻量化；而如果极耳段101的厚度太薄则难以起到增大极耳段101与电池的金属外壳之间焊接时的焊接面积的目的。因此，在该具体的例子中，将极耳段101的厚度范围设置为0.006～0.3mm；进一步地，极耳段101的厚度范围为0.01～0.3mm；这样在控制电池极片1的整体厚度的同时保证了极耳段101与电池的金属外壳之间在焊接时具有足够的焊接面积。

在一个实施例中，所述极耳段101的长度范围为2～12mm。

可以理解的是，电池极片1分为正极电池极片11和负极电池极片12；其中，对于正极电池极片11，非极耳段102所附着的敷料层103为正极活性物质层；对于负极电池极片12，非极耳段102所附着的敷料层103为负极活性物质层。如果极耳段101的长度太短而敷料层103的长度较长，这样可能导致极耳段101与相反极性的材料(正极电池极片11的极耳段101与负极活性物质层、负极电池极片12的极耳段101与正极活性物质层)接触而导致短路。如果极耳段101的长度太长，则会减少敷料层103的敷料量，从而降低电池的容量。因此在该具体的例子中，将极耳段101的长度范围设置为2～12mm；进一步地，极耳段101的长度范围为5～12mm；更进一步地，所述极耳段101的长度范围为5～8mm。

参照图2、图3所示，根据本申请的另一个实施例，提供了一种电池，所述电池包括至少一个如上所述的电池极片1；所述电池还包括壳体2及盖帽3，所述壳体2具有壳底201及与所述壳底201相对设置的开口部，所述盖帽3盖设于所述开口部；所述壳体2与所述盖帽3围合形成容纳空间，所述电池极片1在卷绕状态下置于所述容纳空间；卷绕状态下的所述电池极片1的极耳段101与壳底201或盖帽3连接。

例如，所述电池极片1为正极电池极片11，所述正极电池极片11的极耳段101与所述盖帽3连接。进一步地，所述电池还包括隔膜及负极片，所述负极片包括至少一极耳；所述隔膜设置于所述正极电池极片11和所述负极片之间，正极电池极片11、隔膜及负极片一起卷绕并置于所述容纳空间，所述正极电池极片11的极耳段101远离非极耳段的一端与所述盖帽3连接；所述负极片通过极耳与壳底201连接。

例如，所述电池极片1为负极电池极片12，所述负极电池极片12的极耳段101与所述壳底201连接；进一步地，所述电池还包括隔膜及正极片，所述正极片包括至少一极耳；所述隔膜设置于所述负极电池极片12和所述正极片之间，正极片、隔膜及负极电池极片12一起卷绕并置于所述容纳空间，所述负极电池极片12的极耳段101远离非极耳段的一端与所述壳底201连接；所述正极片通过极耳与盖帽3连接。

例如，所述电池极片1分别为正极电池极片11和负极电池极片12，所述正极电池极片11的极耳段101与所述盖帽3连接，所述负极电池极片12的极耳段101与所述壳底201连接。进一步地，所述电池还包括隔膜13，所述隔膜13设置于所述正极电池极片11和所述负极电池极片12之间，正极电池极片11、隔膜13及负极电池极片12一起卷绕并置于所述容纳空间；且所述负极电池极片12的极耳段101远离非极耳段的一端与所述壳底201连接；所述正极电池极片11的极耳段101远离非极耳段的一端与所述盖帽3连接。

在本申请实施例提供的电池中，上述电池极片1有如下两种应用形式：第一种：电池极片1可以应用为负极电池极片12，而正极则采用普通电池极片；第二种：电池极片1既应用为正极电池极片11，还应用为负极电池极片12。对于正极电池极片11，其集流体采用铝箔制成；对于负极电池极片12，其集流体采用铜箔制成。

在上述第二种应用中，电池的制作步骤大致为：对铝箔及铜箔进行涂布以形成非极耳段102，并且预留一定长度的铝箔及铜箔不进行涂布从而形成极耳段101。在非极耳段102，对于正极电池极片11，非极耳段102所附着的敷料层103为正极活性物质层；对于负极电池极片12，非极耳段102所附着的敷料层103为负极活性物质层。涂布完成后，进行辊压、分切、卷绕等工序；然后将正极电池极片11、负极电池极片12及隔膜13组成的极芯装入到壳体2中，之后对负极电池极片12与壳体2进行焊接；更加具体的是将负极电池极片12的极耳段101与壳体2的壳底201进行焊接；再向壳体2内进行注液，最后盖上盖帽3并对盖帽3和正极电池极片11进行焊接；更加具体的是将盖帽3和正极电池极片11的极耳段101进行焊接。

在本申请实施例提供的电池中，由于包含上述电池极片1，该电池的内阻较小、质量较轻，具备较高的能量密度，并且该电池的封装工艺较为简单。此外，由于极耳段101的厚度设置得较大，这样可以增大负极电池极片12的极耳段101与壳体2的壳底201之间焊接时的焊接面积，以及增大正极电池极片11的极耳段101与盖帽3之间焊接时的焊接面积，从而提高负极电池极片12与壳体2之间连接的牢固性，以及提高正极电池极片11与盖帽3之间连接的牢固性；还可以增加极耳段的支撑强度，对卷芯起到承托作用，从而提高卷芯的稳定性，增加电池使用中的安全性能。

并且，在本申请实施例提供的电池中，由于负极电池极片12的极耳段101(铜箔)与壳体2的壳底201直接接触，正极电池极片11的极耳段101(铝箔)与盖帽3直接接触，因此该电池可以进行快速散热和导电，而且有利于该电池的快速充电及快速放电。

在一个实施例中，所述正极电池极片11的极耳段101与所述盖帽3之间的连接为穿透焊接，所述负极电池极片12的极耳段101与所述壳底201之间的连接为穿透焊接。

在该具体的例子中，采用穿透焊接的方式将正极电池极片11的极耳段101与盖帽3进行连接，以及采用穿透焊接的方式将负极电池极片12的极耳段101与壳体2的壳底201进行连接；这样的连接更为稳固可靠。穿透焊接是使用一种功率较大的激光焊接设备，将两种金属材料焊接到一起的焊接方式。以正极电池极片11的极耳段101与盖帽3为例，在穿透焊接中，高强度的激光束照射到盖帽3的金属表面，该金属通过激光的光能转换成热能，通过热传导方式传导到下层金属(正极电池极片11的极耳段101)，使盖帽3和极耳段101的接触面熔化后焊接到一起。穿透焊接不仅速度快、效率高，并且焊接效果非常牢靠。在进行穿透焊接时，需要对整个壳体2的壳底201及盖帽3进行焊接，确保有足够多的铝箔焊接至盖帽3，以及有足够多的铜箔焊接至壳体2的壳底201，以确保焊接的牢固性。

根据本申请的又一个实施例，提供了一种电池包，所述电池包包括如上所述的电池。

根据本申请的再一个实施例，提供了一种用电设备，所述用电设备包括如上所述的电池包。用电设备例如可以是电动车辆。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (12)

1.一种电池极片，其特征在于，包括：

集流体，所述集流体包括极耳段(101)和非极耳段(102)，所述极耳段(101)连接于所述非极耳段(102)的一端；

敷料层(103)，所述敷料层(103)附着设置于所述非极耳段(102)的至少一个侧面；

所述极耳段(101)的厚度大于所述非极耳段(102)的厚度。

2.根据权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述非极耳段(102)的厚度与所述敷料层(103)的厚度之和为第一厚度，所述极耳段(101)的厚度为第二厚度，所述第一厚度与所述第二厚度存在高度差H，且-10μm≤H≤10μm。

3.根据权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述极耳段(101)的厚度范围为0.006～0.3mm。

4.根据权利要求3所述的电池极片，其特征在于，所述极耳段(101)的厚度范围为0.01～0.3mm。

5.根据权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述极耳段(101)的长度范围为2～12mm。

6.根据权利要求5所述的电池极片，其特征在于，所述极耳段(101)的长度范围为5～12mm。

7.一种电池，其特征在于，所述电池包括至少一个如权利要求1-6中任一项所述的电池极片(1)；所述电池还包括壳体(2)及盖帽(3)，所述壳体(2)具有壳底(201)及与所述壳底(201)相对设置的开口部，所述盖帽(3)盖设于所述开口部；所述壳体(2)与所述盖帽(3)围合形成容纳空间，所述电池极片(1)在卷绕状态下置于所述容纳空间；卷绕状态下的所述电池极片(1)的极耳段(101)与壳底(201)或盖帽(3)连接。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述电池极片(1)的极耳段(101)与所述盖帽(3)或所述壳底(201)焊接连接。

9.根据权利要求7或8所述的电池，其特征在于，所述电池极片(1)为负极电池极片(12)，所述电池还包括隔膜及正极片，所述正极片包括至少一个极耳；所述隔膜设置于所述负极电池极片(12)和所述正极片之间，所述正极片、所述隔膜和所述负极电池极片(12)一起卷绕并置于所述容纳空间，所述负极电池极片(12)的极耳段(101)远离非极耳段(102)的一端与所述壳底(201)连接；所述正极片通过极耳与盖帽(3)连接。

10.根据权利要求7或8所述的电池，其特征在于，所述电池极片(1)分别为正极电池极片(11)和负极电池极片(12)，所述电池还包括隔膜，所述隔膜设置于所述正极电池极片(11)和所述负极电池极片(12)之间，所述正极电池极片(11)、所述隔膜和负极电池极片(12)一起卷绕并置于所述容纳空间；且所述负极电池极片(12)的极耳段(101)远离非极耳段(102)的一端与所述壳底(201)连接；所述正极电池极片(11)的极耳段(101)远离非极耳段(102)的一端与所述盖帽(3)连接。

11.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括如权利要求7-10中任一项所述的电池。

12.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求11所述的电池包。

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