CN219716893U - 一种电极片、电芯及电池包 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种电极片、电芯及电池包。其中，电极片包括导电基材以及活性敷料层；活性敷料层分别涂设于导电基材的两侧面，活性敷料层内分散设有多个呈颗粒状或粉末状的第一导电体以及多个呈线状的第二导电体；其中，电极片的厚度>0.15mm。本实施例的技术方案，添加在活性敷料层的多个呈线状第二导电体可以缩短各第一导电体之间的传输电子的距离，加快了电子的传输速度，大幅降低电极片的欧姆内阻，进而降低了电芯的内阻，有效解决了电芯因电极片厚度增加而导致性能下降的问题；另外，电解液可以顺着线状第二导电体周围的缝隙渗入活性敷料层内部，可改善电解液在活性敷料层中的浸润，有效改善厚电极片电芯的循环性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池制备技术领域，特别是涉及一种电极片、电芯及电池包。
背景技术
锂离子电池以其优异的性能，广泛应用于数码电子产品、电动车、储能等领域。随着行业的发展，对电芯的能量密度及成本要求越来越高，其中一个很重要的方向就是提高电极片的厚度。现有技术中，电极片中的电子传输，先通过活性敷料层的导电颗粒间接触传递，最后在汇集到导电基膜中，但是导电颗粒间的接触内阻很高，随着电极片厚度的不断增厚，电极片内部的电子导电性及离子导电性会明显变差，导致现有技术下，电极片的增厚存在极大的限制。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电极片、电芯及电池包。
第一方面，本申请实施例提供一种电极片，包括：
导电基材；以及
活性敷料层，分别涂设于所述导电基材的两侧面，所述活性敷料层内分散设有多个呈颗粒状或粉末状的第一导电体以及多个呈线状的第二导电体；
其中，所述电极片的厚度>0.15mm。
在一种实施方式中，所述第二导电体为金属导电体。
在一种实施方式中，所述第一导电体为无机物导电体。
在一种实施方式中，所述第二导电体的外径介于0.001mm～0.5mm之间。
在一种实施方式中，所述第二导电体的长度介于0.01mm～1mm之间。
在一种实施方式中，所述电极片的厚度为0.15mm～0.5mm。
第二方面，本申请实施例提供一种电芯，包括：
电极组件，其包括隔膜以及两片依次叠层设置的第一方面所述的电极片，所述隔膜设于两片所述电极片之间；
其中，一片电极片为正极片，另一片所述电极片为负极片，所述正极片的活性敷料层为正极活性敷料层，所述负极片的活性敷料层为负极活性敷料层。
在一种实施方式中，所述负极片的导电基材为铜箔，所述负极活性敷料层内的第二导电体为铜线。
在一种实施方式中，所述正极片的导电基材为铝箔，所述正极活性敷料层内的第二导电体为铝线。
第三方面，本申请实施例提供一种电池包，包括第二方面所述的电芯。
本申请实施例提供的上述技术方案与现有技术相比，其有益效果在于：
在电极片厚度大于0.15mm时，由于在电极片的活性敷料层中，除了设置呈颗粒状或粉末状的第一导电体外，还添加了呈线状的第二导电体，线状的第二导电体可以缩短各颗粒状或粉末状的第一导电体之间的传输电子的距离，相当于为电子传输修建了高速公路，加快了电子的传输速度，大幅降低了电极片的欧姆内阻，进而降低了电芯的内阻，有效解决了电芯因电极片厚度增加而导致性能下降的问题；另外，由于加入了线状的第二导电体，电解液可以顺着线状第二导电体周围的缝隙渗入活性敷料层内部，可改善电解液在活性敷料层中的浸润，有效改善厚电极片电芯的循环性能。
附图说明
图1为根据本申请的一实施例的电极片的结构示意图；
图2为根据本申请的一实施例的电芯的电极组件的结构示意图；
图3为本实施例的电芯与现有技术中的电芯的内阻分布对比图；
图4为本实施例的电芯与现有技术中的电芯的循环性能对比图。
图中标号：
10、电极片；11、导电基材；12、活性敷料层；13、第一导电体；14、第二导电体；h、电极片的厚度；
20、正极片；30、负极片；40、隔膜。
具体实施方式
为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。以下描述中，需要理解的是，“前”、“后”、“上”、“下”、“左”、“右”、“纵”、“横”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”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、以特定的方位构造和操作，仅是为了便于描述本技术方案，而不是指示所指的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。
在相关技术中，电极组件通常采用卷绕式结构或叠片式结构。在卷绕式的电极组件中，正极极片、隔膜、负极片依次层叠并卷绕两圈以上。在叠片式电极组件中，多个正极极片和多个负极极片交替层叠，且相邻两个正极片与负极片之间均设置有隔膜。
发明人注意到，无论是卷绕式结构还是叠片式结构电极组件的正极极片或负极极片，当电极片厚度增加后，会延长电子和锂离子的传输路径，增加了电池阻抗，使得电极片内部的电子导电性及离子导电性会明显变差，进而使得电芯的性能变差。
鉴于此，本申请实施例提供了一种电极片10，图1为根据本申请的一实施例的电极片10的结构示意图。
本实施例中，电极片10包括导电基材11以及活性敷料层12，活性敷料层12分别涂设于导电基材11的两侧面，活性敷料层12内分散设有多个呈颗粒状或粉末状的第一导电体13以及多个呈线状的第二导电体14；其中，电极片10的厚度>0.15mm，即上述结构主要适用于厚电极片。
本申请实施例还提出了一种电芯，其包括电极组件，且电极组件包括隔膜40以及两片依次层叠设置的如上述实施例的电极片10，隔膜40设于两片电极片10之间。图2为根据本申请的一实施例的电芯的电极组件的结构示意图。
本申请中的电极片10及电芯，在电极片厚度大于0.15mm时，由于在电极片10的活性敷料层12中，除了设置呈颗粒状或粉末状的第一导电体13外，还添加了呈线状的第二导电体14，线状的第二导电体14可以缩短各颗粒状或粉末状的第一导电体13之间的传输电子的距离，相当于为电子传输修建了高速公路，加快了电子的传输速度，大幅降低了电极片的欧姆内阻，进而降低了电芯的内阻，有效解决了电芯因电极片厚度增加而导致性能下降的问题；另外，由于加入了线状的第二导电体14，电解液可以顺着线状第二导电体14周围的缝隙渗入活性敷料层12内部，可改善电解液在活性敷料层12中的浸润，有效改善厚电极片电芯的循环性能。
在一种实施方式中，第二导电体14为金属导电体，第一导电体13为无机物导电体。示例性地，第一导电体13可以是石墨或炭黑等，而第二导电体14可以是铜线或铝线等。
作为一种可替代方案，第一导电体13也可以为金属颗粒或金属粉末；同时第二导电体14也可以为无机物导电体，如：碳纤维等。
在一种实施方式中，第二导电体14的外径介于0.001mm～0.5mm之间；第二导电体14的长度介于0.01mm～1mm之间。基于将第二导电体14设置在尺寸范围，能够进一步优化电芯的电子导电性及离子导电性。
在一种实施方式中，电极片10的厚度为0.15mm～0.5mm。如此，可以在保证电极片10厚度的同时，还能够最大地提高电芯的能量密度，降低成本。
本申请实施例电极组件中的两片电极片，其中，一片电极片10为正极片20，另一片电极片10为负极片30，正极片20的活性敷料层为正极活性敷料层，负极片30的活性敷料层为负极活性敷料层。
需要说明的是，本申请中所指的第一导电体，实际在现有技术的电极片活性敷料层中本身就存在，对于正极片来说，本申请中的第一导电体对应现有技术正极敷料层中的导电剂，通常为碳黑、石墨等，而对于负极片来说，本申请中的第一导电体则对应现有技术负极敷料层中的导电剂，通常为碳黑等；基于此可知，本申请相对于现有技术来说，正极片的主要改进是在现有正极片的敷料层中额外添加线状的第二导电体，负极片的改进则是在负极片的敷料层中额外添加线状的第二导电体。
在一种实施方式中，负极片30的导电基材11为铜箔，负极活性敷料层内的第二导电体14为铜线；正极片20的导电基材11为铝箔，正极活性敷料层内的第二导电体14为铝线。
示例性地，考虑到电芯内部的电化学稳定性及兼容性，正极的导电基材采用铝箔，负极的导电基材采用铜箔，基于同样的原因，正极活性敷料层内的第二导电体14和负极活性敷料层内的第二导电体14分别采用直径介于0.01mm～0.5mm之间的铝线和铜线。
为了验证本申请实施例的电芯性能，分别对本申请实施例中的电芯与现有技术的电芯(基准组)进行内阻测试及电芯循环性能测试，且用于对比试验装置的两组电芯中，各电极片10的厚度均保持一致，且均大于0.15mm，基准组的电芯相对于本实施例的电芯来说，其区别仅在于：活性敷料层12中仅设置第一导电体13，而不设置线状的第二导电体14；具体试验结果参照图3和图4，可以毫无疑问地得出，相对于基准组来说，在正极片20和负极片30的正极活性敷料层和负极敷料层内添加了呈线状的第二导电体14，内阻显著下降，且循环性能明显提高。
本申请还提供一种电池包，其包括本申请上述实施例方式中的电芯。
根据本公开实施例的电池包，采用上述电芯，所具有的技术效果与上述电芯一致，在这里不再赘述。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电极片，其特征在于，包括：
导电基材；以及
活性敷料层，分别涂设于所述导电基材的两侧面，所述活性敷料层内分散设有多个呈颗粒状或粉末状的第一导电体以及多个呈线状的第二导电体；
其中，所述电极片的厚度>0.15mm。
2.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于，所述第二导电体为金属导电体。
3.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于，所述第一导电体为无机物导电体。
4.根据权利要求1所述的电极片，其特征在于，所述第二导电体的外径介于0.001mm～0.5mm之间。
5.根据权利要求2所述的电极片，其特征在于，所述第二导电体的长度介于0.01mm～1mm之间。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电极片，其特征在于，所述电极片的厚度为0.15mm～0.5mm。
7.一种电芯，其特征在于，包括：
电极组件，其包括隔膜以及两片依次叠层设置的如权利要求1至6任一项所述的电极片，所述隔膜设于两片所述电极片之间；
其中，一片所述电极片为正极片，另一片所述电极片为负极片，所述正极片的活性敷料层为正极活性敷料层，所述负极片的活性敷料层为负极活性敷料层。
8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述负极片的导电基膜为铜箔，所述负极活性敷料层内的第二导电体为铜线。
9.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述正极片的导电基膜为铝箔，所述正极活性敷料层内的第二导电体为铝线。
10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求7至9任一项所述的电芯。
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