CN219677281U - 一种极片及电池 - Google Patents
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Abstract
一种极片及电池，所述极片包括：一种极片，包括：集流体以及与所述集流体电连接的极耳，所述极耳延伸突出于所述极片之外，所述集流体的表面具有涂覆活性物质的涂膏区；所述涂膏区和所述极耳在极耳延伸方向上的交界线不超出所述极片的极耳探出侧的边缘。本实用新型通过使极耳和涂膏区在极耳延伸方向上的交界线不超过极片极耳探出侧的边缘，保证极耳的表面不存在涂膏，从而减小极耳根部的厚度，提高极耳的折弯半径，能够使极耳折弯时尽可能地贴近电芯的端面，减少折弯后的极耳在电池的长度方向上的空间占用，提高有效电池容量部分在电池中的占比，从而提升电池的体积能量密度。
Description
技术领域
本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种极片及电池。
背景技术
锂离子电池具有比能量高、低放电、循环性能好等优点，在消费电子、新能源汽车和储能电站等领域得到了广泛的应用。锂离子电池的极片通常包括集流体以及和集流体电连接的极耳，极耳和集流体相连并延伸突出于集流体之外，集流体的表面涂覆有涂膏。现有极片结构中，由于制备工艺的原因，在极耳的和涂膏相邻的区域的表面也会涂覆有涂膏，由于极耳根部的表面也有涂膏，涂膏的存在会导致极耳的折弯半径比较小，折弯半径越小，极耳越难以和电芯的端面贴近，从而会占据较多软包电池的空间，影响了电池的能量密度。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种可以提高电池能量密度的极片以及能量密度高的电池。
为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：
一种极片，包括：集流体以及与所述集流体电连接的极耳，所述极耳延伸突出于所述集流体之外，所述集流体的表面具有涂覆活性物质的涂膏区；所述涂膏区和所述极耳在极耳延伸方向上的交界线不超出所述极片的第一边缘。
如上所述的极片，可选的，所述涂膏区和所述极耳在极耳延伸方向上的交界线和所述极片的第一边缘平齐，或者所述涂膏区和所述极耳在极耳延伸方向上的交界线位于所述极片的第一边缘的内侧。
如上所述的极片，可选的，所述极耳为和所述集流体连为一体的空箔。
如上所述的极片，可选的，所述涂膏区和所述极耳在极耳延伸方向上的交界线位于所述极片的第一边缘的内侧，所述极耳包括探出于所述集流体外的第一空箔区和位于所述集流体内的第二空箔区。
如上所述的极片，可选的，所述第二空箔区的深度Ht为：0＜Ht≤8±0.05mm。
如上所述的极片，可选的，所述第二空箔区的宽度大于所述第一空箔区的宽度。
本实用新型还提供了一种电池，包括电芯及封装所述电芯的封装膜壳，所述电芯包括正极片、负极片以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜；所述正极片和/或所述负极片为前述极片。
如上所述的电池，可选的，在所述极耳的延伸方向上，所述负极片的涂膏区边缘超过所述正极片的涂膏区的边缘。
如上所述的电池，可选的，所述负极片的涂膏区和极耳在极耳延伸方向上的交界线位于负极片的第一边缘的内侧，所述负极片的极耳包括探出于集流体外的第一空箔区和位于集流体内的第二空箔区，所述第二空箔区的靠近所述负极片的涂膏区的边界在垂直于电池厚度方向的平面上的投影位于所述正极片的涂膏区的边缘在同一平面上的投影和所述负极片的涂膏区的边缘在同一平面上的投影之间。
如上所述的电池，可选的，所述正极片包括有位于所述涂膏区一侧的绝缘层，所述涂膏区和所述绝缘层沿所述极耳的延伸方向分布，所述第二空箔区靠近所述涂膏区的边界在垂直于电池厚度方向的平面上的投影与所述绝缘层在同一平面上的投影至少部分重合，或所述第二空箔区靠近所述涂膏区的边界在垂直于电池厚度方向的平面上的投影与所述绝缘层在同一平面上的投影留有间隔距离。
由以上技术方案可知，本实用新型通过使涂膏区和极耳在极耳延伸方向上的交界线不超出极片的极耳探出侧的边缘，使极耳的表面不存在涂膏，从而减小极耳根部的厚度，以提高极耳的折弯半径，能够使极耳折弯时尽可能地贴近电芯的端面，减少折弯后的极耳在电池的长度方向上的空间占用，提高有效电池容量部分在电池中的占比，从而提升电池的体积能量密度。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。
图1为现有的一种极片的结构示意图；
图2为极片在极片料带上的裁切示意图；
图3为本实用新型实施例1极片的结构示意图；
图4为本实用新型实施例1极片在极片料带上的裁切示意图；
图5为本实用新型实施例2极片的结构示意图；
图6为本实用新型实施例2极片在极片料带上的裁切示意图；
图7为本实用新型的电池封装后的局部剖视图；
图8为本实用新型的电池封装后负极片的涂膏外边缘和正极片的涂膏外边缘间的距离示意图；
图9为采用现有的极片、实施例1及实施例2的极片制成的电池在折弯极耳时的折弯半径对比图；
图10为采用现有的极片、实施例1及实施例2的极片制成的电池封装后折弯的极耳对电池顶部空间占用空间的对比图。
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，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；术语“正”、“反”、“底”、“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
图1和图2为现有一种极片及极片料带的结构示意图，如图1和图2所示，极片10包括集流体以及和集流体电连接的极耳12，在集流体的至少一侧表面上设置有涂膏11，即在集流体的至少一侧表面上涂覆了活性物质，集流体的设置有涂膏(涂覆了活性物质)的区域为涂膏区。极耳12延伸突出于集流体1之外。电池极片的形状一般呈方形，具有四条边缘，为了便于描述，将极片的位于极耳探出侧的边缘定义为第一边缘，极片的和第一边缘相对的边缘为第二边缘，第一边缘、第二边缘和极耳的延伸方向相垂直，极片的剩下两条边缘则分别为第三边缘和第四边缘，第三边缘和第四边缘和极耳的延伸方向相平行。
现有极片结构的制备流程为：采用铜箔作为负极片的集流体，采用铝箔作为正极片的集流体，在集流体13上涂覆活性物质浆料形成涂膏11，在涂覆浆料时预留出不涂覆活性物质浆料的空箔区，经干燥和压实等工序后得到极片料带14，用模切刀对极片料带14进行裁切，即得到极片10，预留的空箔区裁切后成为极片的极耳12。这种工艺制成的极耳12和集流体13是连为一体的一体式结构。
如图1所示，目前的极片由于裁切位置的问题，在极耳12的根部(将极耳的和集流体相连侧的端部定义为极耳的根部，极耳的远离集流体的端部定义为极耳的顶部，极耳的根部靠近涂膏，极耳的顶部和极耳的根部相对)存在部分被涂膏覆盖的区域。软包电池封装工艺需要将极耳折弯后，再用铝塑膜进行封装。折弯极耳时要使极耳尽可能地贴近电芯的极耳探出端的端面，以减小极耳折弯后所占用的空间，从而提高电芯的体积占比，提高电池的能量密度。而由于涂膏具有一定的厚度，极耳根部具有涂膏时，折弯极耳时极耳的折弯半径(极耳折弯时极耳根部所形成的弧面的半径)较小，这样折弯后极耳所占用的电池空间就会相对较大，在相同的电池设计体积下，折弯后极耳占用的空间越大，封装膜壳和电芯(极片)之间的距离就越大，有效电池容量部分(电芯)的占比就越小，由于极耳上不设置涂膏，对电池的能量密度没有贡献，极耳所占用的空间越大，电池的能量密度就会降低。
为了提高电池的能量密度，本实用新型对极片的结构进行改进，下面通过具体实施例对本实用新型作进一步的说明。下述说明中所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明，均为常规试剂、常规材料以及常规仪器，均可商购获得，所涉及的试剂也可通过常规合成方法合成获得。
实施例1
如图3和图4所示，本实施例的极片包括集流体1以及和集流体1电连接的极耳2，极耳2延伸突出(探出)于集流体1之外(图3中箭头所示方向为极耳的延伸方向)。集流体1的表面涂覆有活性物质，集流体1的涂覆有活性物质的区域为涂膏区，涂膏区内设置有涂膏3，极耳2从其与集流体1的连接处向外延伸探出集流体之外。极片在极耳的延伸方向上具有两条边缘，一条边缘(第二边缘)和极片的极耳探出侧相对，一条边缘(第一边缘)和极片的极耳探出侧同侧。涂膏区和极耳2在极耳延伸方向上的交界线不超出极片的极耳探出侧的边缘，即涂膏区和极耳2在极耳延伸方向上的交界线不超出极片的第一边缘。极耳2的表面不设置有涂膏。由于涂膏区和极耳2在极耳延伸方向上的交界线不超出极片的第一边缘，即极耳2上没有涂膏，折弯极耳时折弯半径增大，从而可以使极耳2更贴近电芯的极耳探出端的端面，减少折弯的极耳所占用的空间体积，提高电池的能量密度。
本实施例的涂膏区和极耳2在极耳延伸方向上的交界线和极片的第一边缘平齐。如图4所示，本实施例的极片的制备流程为：在集流体1的涂膏区内涂覆活性物质浆料形成涂膏3，在涂覆浆料时预留出不涂覆活性物质浆料的空箔区A，空箔区A的长度和宽度均大于极耳2的长度和宽度，经干燥和压实等工序后得到极片料带5，用模切刀对极片料带5进行裁切，以在空箔区A内裁出极耳2，裁切时调整裁切位置使涂膏区和极耳2在极耳延伸方向上的交界线和极片的第一边缘平齐(图3)，即得到极片。本实施例的极耳2和集流体1是一体式结构，极耳2是和集流体1连为一体的空箔。
实施例2
如图5所示，本实施例和实施例1不同的地方在于，本实施例的涂膏区和极耳2在极耳延伸方向上的交界线不和极片的第一边缘平齐，而是位于极片的第一边缘的内侧，即极耳2部分延伸至集流体内，极耳2的和涂膏区在极耳延伸方向上的交界线比极片的第一边缘更远离极耳2的顶部(图1中极耳和涂膏区在极耳延伸方向上的交界线位于极片的第一边缘的外侧，即极耳和涂膏区在极耳延伸方向上的交界线比极片的第一边缘更靠近极耳的顶部，从而导致极耳根部存在涂膏)。将极耳2的探出于集流体外的部分定义为极耳的第一空箔区a1，极耳2的位于集流体内的部分定义为极耳的第二空箔区a2，将空箔区的在极耳探出方向上的尺寸定义为空箔区的深度，将空箔区的和极耳探出方向相垂直的方向上的尺寸定义为空箔区的宽度。实施例1中第二空箔区a1的深度Ht＝0，本实施例中，第二空箔区a2的深度Ht为：0＜Ht≤8±0.05mm。可选的，第二空箔区a2的宽度大于极耳2的宽度(亦即第一空箔区的宽度)。进一步可选的，极耳的宽度Wd为7±0.08mm。
如图6所示，本实施例的极片的制备流程为：在集流体箔材1上涂覆活性物质浆料形成涂膏3，在涂覆浆料时预留出不涂覆活性物质浆料的空箔区A，空箔区A的长度和宽度均大于极耳2的长度和宽度，经干燥和压实等工序后得到极片料带5，用模切刀对极片料带5进行裁切，以在空箔区A内裁出极耳2，裁切时调整裁切位置使涂膏区和极耳2在极耳延伸方向上的交界线位于极片的第一边缘的内侧，使极耳2延伸至集流体内(图5)，即得到极片。
本实用新型还提供了一种电池，如图7和图8所示，本实施例的电池包括由正极片101、负极片102及隔膜103组成的电芯，以及封装电芯的封装膜壳104，封装膜壳104可采用铝塑膜。正极片101和负极片102交替叠放，隔膜103设置于正极片101和负极片102之间。正极片和/或负极片采用前述实施例的极片。正、负极片和隔膜在电池的厚度方向上层叠放置，即电池的厚度方向和极片(极耳)所在平面相垂直。可选的，在极耳的延伸方向上，负极片的涂膏区边缘超过正极片的涂膏区的边缘。图7中的x为正极片101涂膏区的位于负极耳探出侧的边缘和负极片102涂膏区的位于负极耳探出侧的边缘之间的距离。y为负极片102涂膏区的位于负极耳探出侧的边缘和封装膜壳104的极耳探出侧的端面之间的距离，y亦为负极片的负极耳折弯后所占用的电池顶部空间的尺寸。z为正极片101涂膏区的位于负极耳探出侧的边缘和封装膜壳104的极耳探出侧的端面之间的距离，z＝x+y。在负极片尺寸相同的情况下，若增加正极片101的长度尺寸，即x变小，就可以提高正极片101的涂膏区的面积，增强电池的能量密度。现有极片的x在0.8到1.7之间，即0.8＜x≤1.7，实施例1的x为0.8，实施例2的x在0.5到0.8之间，即0.5≤x＜0.8，相比于现有极片，实施例1、2的x均有减小，因此，电池的能量密度可以得到提升。
进一步可选的，负极片102的极耳的第二空箔区a2的深度Ht＜正极片101涂膏区的位于负极耳探出侧的边缘和负极片102涂膏区的位于负极耳探出侧的边缘之间的距离x，即，第二空箔区的靠近涂膏区的边界在垂直于电池厚度方向的平面上的投影位于正极片的涂膏区的同侧边缘在同一平面上的投用和负极片的涂膏区的同侧边缘在同一平面上的投影之间(同侧边缘是指和第二空箔区位于同侧的边缘，即负极耳探出侧的边缘)，由此可以保证负极片102的极耳105和涂膏区在极耳延伸方向上的交界线位于正极片101的涂膏区之外，起到防止析锂的作用。
再进一步的，正极片还包括位于涂膏区一侧的绝缘层，涂膏区和绝缘层沿极耳的延伸方向分布，第二空箔区靠近涂膏区的边界在垂直于电池厚度方向的平面上的投影与绝缘层在同一平面上的投影至少部分重合，或第二空箔区靠近涂膏区的边界在垂直于电池厚度方向的平面上的投影与绝缘层在同一平面上的投影留有间隔距离。
图9为采用现有的极片制成的电池以及采用实施例1、2的极片制成的电池的极耳折弯后的折弯半径对比图，图9和图10中的电池a为采用实施1的极片制成的电池，电池b为采用实施例2的极片制成的电池，电池c为采用现有极片制成的电池。如图9所示，封装后，将极片的极耳和硬极耳焊接在一起并折弯，现有极片的极耳折弯半径为1.72，实施例1和实施例2的极耳折弯半径均为2.34，极耳折弯半径大有利于极耳折弯时更贴近电芯的端面，而且最外层极耳受到的应力更小，不容易折段。
如图10所示，实施例1、2的极耳折弯半径更大，折弯后的极耳可以更贴近电芯的端面，因此，封装后，相比于采用现有极片制成的电池(2.6)，采用实施例1、2的极片制成的电池的封装膜壳的极耳探出侧的端面到电芯的极耳探出侧的端面间的距离(2.3、2.38)变小，提高了封装膜壳内部空间利用率，提高了电芯的体积占比，从而提高了电池体积能量密度。
本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其它部分的不同之处，各个部分之间相同或相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本说明书中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本说明书所示的实施例，而是要符合与本说明书所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
Claims (10)
1.一种极片，包括：集流体以及与所述集流体电连接的极耳，所述极耳延伸突出于所述集流体之外，所述集流体的表面具有涂覆活性物质的涂膏区；其特征在于：
所述涂膏区和所述极耳在极耳延伸方向上的交界线不超出所述极片的第一边缘。
2.如权利要求1所述的极片，其特征在于：所述涂膏区和所述极耳在极耳延伸方向上的交界线和所述极片的第一边缘平齐，或者所述涂膏区和所述极耳在极耳延伸方向上的交界线位于所述极片的第一边缘的内侧。
3.如权利要求1所述的极片，其特征在于：所述极耳为和所述集流体连为一体的空箔。
4.如权利要求1所述的极片，其特征在于：所述涂膏区和所述极耳在极耳延伸方向上的交界线位于所述极片的第一边缘的内侧，所述极耳包括探出于所述集流体外的第一空箔区和位于所述集流体内的第二空箔区。
5.如权利要求4所述的极片，其特征在于：所述第二空箔区的深度Ht为：0＜Ht≤8±0.05mm。
6.如权利要求4或5所述的极片，其特征在于：所述第二空箔区的宽度大于所述第一空箔区的宽度。
7.一种电池，包括电芯及封装所述电芯的封装膜壳，所述电芯包括正极片、负极片以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜；其特征在于：所述正极片和/或所述负极片为权利要求1至6任一项所述的极片。
8.如权利要求7所述的电池，其特征在于：在所述极耳的延伸方向上，所述负极片的涂膏区边缘超过所述正极片的涂膏区的边缘。
9.如权利要求7或8所述的电池，其特征在于：所述负极片的涂膏区和极耳在极耳延伸方向上的交界线位于负极片的第一边缘的内侧，所述负极片的极耳包括探出于集流体外的第一空箔区和位于集流体内的第二空箔区，所述第二空箔区的靠近所述负极片的涂膏区的边界在垂直于电池厚度方向的平面上的投影位于所述正极片的涂膏区的边缘在同一平面的投影和所述负极片的涂膏区的边缘在同一平面上的投影之间。
10.如权利要求9所述的电池，其特征在于：所述正极片包括有位于所述涂膏区一侧的绝缘层，所述涂膏区和所述绝缘层沿所述极耳的延伸方向分布，所述第二空箔区靠近所述涂膏区的边界在垂直于电池厚度方向的平面上的投影与所述绝缘层在同一平面上的投影至少部分重合，或所述第二空箔区靠近所述涂膏区的边界在垂直于电池厚度方向的平面上的投影与所述绝缘层在同一平面上的投影留有间隔距离。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |