CN219066904U - 防止负极极耳位析锂的电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种防止负极极耳位析锂的电芯及电池，所述电芯包括正极片、隔膜及负极片，所述正极片、隔膜及负极片依次叠放并卷绕形成所述电芯；正极片涂布有正极活性材料，正极片的一侧设置有若干个正极极耳，正极极耳的一端焊接在所述正极片上，正极极耳的另一端超出所述正极片的第一边缘；负极片划分为涂布区及预留区，涂布区涂布有负极活性材料，涂布区与所述正极片位置相对，所述预留区超出所述正极片的远离所述正极极耳的第二边缘，预留区形成负极全极耳。本实用新型能够解决负极极耳位于中间位置对应正极敷料区导致的负极极耳位析锂问题，能够降低电池内阻，以保障倍率性能，保证电池容量，提高了循环性能。

Description

防止负极极耳位析锂的电芯及电池

【技术领域】

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种防止负极极耳位析锂的电芯及电池。

【背景技术】

随着行业的发展，锂离子电池运用场景越来越广泛，运用领域越来越复杂，对锂离子电池的要求逐步由单一的容量指标升级为容量、寿命、安全、环境适应性能、高倍率充放等综合指标。市场常规采用单极耳、双极耳、多极耳的电池结构，极耳的增加有利于降低电池内阻、温升，提高倍率性能。然而，当极耳数量≥3个时，会存在极耳位于负极中间位置的情况，中间位置的极耳在电池充放电过程中，极耳位因过流会温度升高，产热多，损伤隔膜，且极耳位附近电流密度过大会产生析锂；再次，中间极耳位置对位正极敷料区，在充放电过程中因无法接收锂离子，循环过程也会出现析锂情况。两种因素叠加会导致电池局部短路，增大自放电大，且负极极耳位因焊接极耳造成掉粉，降低了循环性能。

鉴于此，实有必要提供一种新型的防止负极极耳位析锂的电芯及电池以克服上述缺陷。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是提供一种防止负极极耳位析锂的电芯及电池，能够解决负极极耳位于中间位置对应正极敷料区导致的负极极耳位析锂问题，能够降低电池内阻，以保障倍率性能，保证电池容量，提高了循环性能。

为了实现上述目的，第一方面，本实用新型提供一种防止负极极耳位析锂的电芯，包括正极片、隔膜及负极片，所述正极片、隔膜及负极片依次叠放并卷绕形成所述电芯；所述正极片涂布有正极活性材料，所述正极片的一侧设置有若干个正极极耳，所述正极极耳的一端焊接在所述正极片上，所述正极极耳的另一端超出所述正极片的第一边缘；所述负极片划分为涂布区及预留区，所述涂布区涂布有负极活性材料，所述涂布区与所述正极片位置相对，所述预留区超出所述正极片的远离所述正极极耳的第二边缘，所述预留区形成负极全极耳。

在一个优选实施方式中，所述正极极耳的数量大于或等于三个。

在一个优选实施方式中，所述预留区的宽度为5-10mm。

在一个优选实施方式中，所述负极片卷绕后，所述负极全极耳靠近所述预留区的位置开设有缺口。

在一个优选实施方式中，所述隔膜为双层膜，所述双层膜之间还设置有散热膜。

在一个优选实施方式中，所述双层膜的两侧涂布有保护层。

在一个优选实施方式中，所述保护层上还涂布有亲液层。

第二方面，本实用新型提供一种电池，包括上述任意一项实施方式所述的防止负极极耳位析锂的电芯。

相比于现有技术，本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯及电池，正极片、隔膜及负极片依次叠放并卷绕形成所述电芯，正极片涂布有正极活性材料，正极片的一侧焊接有若干个正极极耳，负极片划分为涂布区及预留区，涂布区涂布有负极活性材料，涂布区与正极片位置相对，预留区超出正极片的第二边缘，实现了负极片与正极对应的位置均涂布有负极活性材料，能够解决负极极耳位于中间位置对应正极敷料区导致的负极极耳位析锂问题，预留区形成负极全极耳结构，能够降低电池内阻，以保障倍率性能，并且，正极片采用多极耳焊接引出结构，使得电池敷料面积得以保证，保证电池容量，提高了循环性能。

【附图说明】

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯卷绕前的结构示意图；

图2为本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯卷绕后的结构示意图；

图3为本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯中隔膜的层面图。

【具体实施方式】

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1，其为本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯100卷绕前的结构示意图。本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯100包括正极片10、隔膜20及负极片30。

所述正极片10、隔膜20及负极片30依次叠放并卷绕形成所述电芯100。所述正极片10涂布有正极活性材料，所述正极片10的一侧设置有若干个正极极耳11，所述正极极耳11的一端焊接在所述正极片10上，所述正极极耳11的另一端超出所述正极片10的第一边缘101。所述负极片30划分为涂布区301及预留区302，所述涂布区301涂布有负极活性材料，所述涂布区301与所述正极片10位置相对，所述预留区302超出所述正极片10的远离所述正极极耳11的第二边缘102，所述预留区302形成负极全极耳。

具体的，正极片10、隔膜20及负极片30层叠放置，隔膜20用于实现正极片10与负极片30之间的绝缘，正极片10的第一边缘101的一侧焊接有若干个正极极耳11，且若干个正极极耳11延伸超过第一边缘101，正极片10上除正极极耳11的区域均涂布有正极活性材料，负极片30划分为涂布区301及与涂布区301相邻的预留区302，涂布区301上可以连续涂布负极活性材料，涂布区301与正极片10位置相对即重叠设置，实现了负极片30与正极片10对应的位置(即涂布区301)均涂布有负极活性材料，预留区302超出正极片10的第二边缘102，预留区302形成负极全极耳。可以理解地，正极极耳11用于引出电芯100的正极，负极全极耳用于引出电芯100的负极，正极极耳11及负极全极耳分别位于电芯100的两端，能够避免组装过程中正负极短路。

因此，本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯100，正极片10、隔膜20及负极片30依次叠放并卷绕形成所述电芯100，正极片10涂布有正极活性材料，正极片10的一侧焊接有若干个正极极耳11，负极片30划分为涂布区301及预留区302，涂布区301涂布有负极活性材料，涂布区301与正极片10位置相对，预留区302超出正极片10的第二边缘102，实现了负极片30与正极10对应的位置均涂布有负极活性材料，能够解决负极极耳位于中间位置对应正极敷料区导致的负极极耳位析锂问题，预留区302形成负极全极耳结构，能够降低电池内阻，以保障倍率性能，并且，正极片10采用多极耳焊接引出结构，使得电池敷料面积得以保证，保证电池容量，提高了循环性能。

正极片10为铝箔，正极极耳11为铝极耳，即正极采用铝极耳焊接引出的方式，能够保证正极片敷料面积，本实施方式中，正极极耳11的数量大于或等于三个，能够降低电池内阻，提高倍率性能，利于大容量型电池设计。

负极片30为铜箔，负极片30的边缘铜箔(即预留区302)形成全极耳结构，正极敷料区对应的负极片全部有敷料，消除了负极极耳位析锂问题，同时能够保证电池容量，降低电池内阻，提高倍率性能。本实施方式中，预留区302的宽度为5-10mm，采用合适宽度预留空白铜箔，利于后续对负极全极耳进行揉平操作。

请一并参阅图2，正极片10、隔膜20、负极片30卷绕后形成电芯100，本实施方式中，负极全极耳靠近所述预留区的位置开设有缺口303，两个缺口303位于卷绕后负极全极耳的两侧，当电芯100装入壳体进行注液时，缺口303与壳体形成的收容空间能够储存少量电解液，利于电解液浸润。可以理解地，缺口303可以为，但不限于弧形、矩形等，缺口303尽量靠近涂布区301且远离预留区302的边缘开设，以保证负极全极耳与集流体的接触面积，利于引出电芯的负极。

本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯100，正极极耳11采用铝极耳引出的焊接方式，保证正极片10的敷料面积，保证电池容量，负极采用全极耳结构，能够实现负极片30的涂布区301连续涂布，并且，负极片30边缘留出铜箔形成预留区302，设计成全极耳结构，极耳区域未对应正极敷料区，可以消除析锂问题，提升电池循环、安全、降低自放电和内阻，保证电池倍率等性能。

请参阅图3，本实施方式中，隔膜20为双层膜，即包括第一隔膜21及第二隔膜22，所述双层膜之间还设置有散热膜23，即散热膜23设置于第一隔膜21与第二隔膜22之间。具体的，第一隔膜21及第二隔膜22可以为聚乙烯高分子隔膜，散热膜23可以为聚全氟乙丙烯膜，第一隔膜21、第二隔膜22、散热膜23可以通过热压成型，第一隔膜21及第二隔膜22能够保证正极片10与负极片30之间的绝缘性，散热膜23能够传导第一隔膜21及第二隔膜22的热量，保证第一隔膜21及第二隔膜22的工作安全性能。

进一步地，双层膜的两侧涂布有保护层24，保护层24可以为陶瓷材料，具有耐腐蚀功能，保护层24能够防止了第一隔膜21及第二隔膜22被腐蚀。本实施方式中，保护层24上还涂布有亲液层25，亲液层25具体为具有功能化端基的聚烯烃中的一种，功能化端基例如为磺酸基或其盐、羟酸基或其盐、磷酸基、烷氧基、酰胺基、醛基、氨基或其盐、醚基中的一种，功能化端基为亲水基团，能够提高电解液的浸润性。

可以理解地，隔膜20的数量可以为多个，例如电芯100可以按照隔膜20、正极片10、隔膜20、负极片30、隔膜20的顺序进行卷绕形成，以进一步保证正极片10与负极片30、正极片10及负极片20与壳体之间的绝缘性

本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯100的方案可以用于圆柱电池极片设计，正极片使用多极耳焊接结构(极耳数量≥3个)，负极片采用边缘留出铜箔形成全极耳结构，正极片极耳焊接引出，电池敷料面积得以保证，保证电池容量，负极片边缘留出铜箔形成全极耳结构，解决负极片析锂问题，同时由于负极片结构设计，电池内阻得以降低，倍率性能得以保障，两种极片搭配使用，既能保证电池容量，具有成本优势，又能消除负极片析锂问题，保障电池的欧姆内阻，倍率性能。

本实用新型还提供一种电池，包括上述任意一项实施方式所述的防止负极极耳位析锂的电芯100，电池包括壳体，防止负极极耳位析锂的电芯100收容于壳体内。电池例如为圆柱形电池，圆柱形电池的生产成本较低，生产效率较高，安全性好，能够广泛应用于各类储能项目及电动车用动力电池组，如二轮电动车、三轮电动车、商务车等。可以理解地，本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯100的所有实施例均适用于本实用新型提供的电池，且能够达到相同或相似的技术效果。

综上，本实用新型提供的防止负极极耳位析锂的电芯100及电池，正极片10、隔膜20及负极片30依次叠放并卷绕形成所述电芯100，正极片10涂布有正极活性材料，正极片10的一侧焊接有若干个正极极耳11，负极片30划分为涂布区301及预留区302，涂布区301涂布有负极活性材料，涂布区301与正极片10位置相对，预留区302超出正极片10的第二边缘102，实现了负极片30与正极10对应的位置均涂布有负极活性材料，能够解决负极极耳位于中间位置对应正极敷料区导致的负极极耳位析锂问题，预留区302形成负极全极耳结构，能够降低电池内阻，以保障倍率性能，并且，正极片10采用多极耳焊接引出结构，使得电池敷料面积得以保证，保证电池容量，提高了循环性能。

以上所述仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种防止负极极耳位析锂的电芯，其特征在于，包括正极片、隔膜及负极片，所述正极片、隔膜及负极片依次叠放并卷绕形成所述电芯；所述正极片涂布有正极活性材料，所述正极片的一侧设置有若干个正极极耳，所述正极极耳的一端焊接在所述正极片上，所述正极极耳的另一端超出所述正极片的第一边缘；所述负极片划分为涂布区及预留区，所述涂布区涂布有负极活性材料，所述涂布区与所述正极片位置相对，所述预留区超出所述正极片的远离所述正极极耳的第二边缘，所述预留区形成负极全极耳。

2.如权利要求1所述的防止负极极耳位析锂的电芯，其特征在于，所述正极极耳的数量大于或等于三个。

3.如权利要求1所述的防止负极极耳位析锂的电芯，其特征在于，所述预留区的宽度为5-10mm。

4.如权利要求1所述的防止负极极耳位析锂的电芯，其特征在于，所述负极片卷绕后，所述负极全极耳靠近所述预留区的位置开设有缺口。

5.如权利要求1所述的防止负极极耳位析锂的电芯，其特征在于，所述隔膜为双层膜，所述双层膜之间还设置有散热膜。

6.如权利要求5所述的防止负极极耳位析锂的电芯，其特征在于，所述双层膜的两侧涂布有保护层。

7.如权利要求6所述的防止负极极耳位析锂的电芯，其特征在于，所述保护层上还涂布有亲液层。

8.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的防止负极极耳位析锂的电芯。

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