CN220065739U - 极片单元、电芯、电池、电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种极片单元、电芯、电池、电池装置，极片单元包括：两片隔膜、极片，两片隔膜相对设置；极片位于两片隔膜之间，极片包括极片主体和连接于极片主体的单片极耳，单片极耳的至少部分结构超出隔膜设置，两片隔膜的边沿超出极片主体的边沿，且两片隔膜相对的边沿热熔连接；其中，单片极耳与极片主体相交的侧边之间形成过渡圆角，过渡圆角的半径为2mm‑4mm。本公开提供的极片单元中，过渡圆角对隔膜具有一定的支撑作用，从而可以改善极片和隔膜容易分离的技术问题。

Description

极片单元、电芯、电池、电池装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种极片单元、电芯、电池、电池装置。

背景技术

相关技术中，可以通过极片热复合工艺将极片制作形成极片单元，极片热复合工艺是将极片放置于两个隔膜之间，通过将隔膜边沿热熔连接以将极片的极片主体隔离于两隔膜之间，然而，相关技术中极片和隔膜之间容易发生相对位移从而导致极片和隔膜分离。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型提供一种极片单元，该极片单元能够改善隔膜和极片容易分离的技术问题。

所述极片单元包括：

两片隔膜，两片所述隔膜相对设置；

极片，位于两片所述隔膜之间，所述极片包括极片主体和连接于所述极片主体的单片极耳，所述单片极耳的至少部分结构超出所述隔膜设置，两片所述隔膜的边沿超出所述极片主体的边沿，且两片所述隔膜相对的边沿热熔连接；

其中，所述单片极耳与所述极片主体相交的侧边之间形成过渡圆角，所述过渡圆角的半径为2mm-4mm。

一方面，本实用新型在单片极耳与极片主体相交的侧边之间形成过渡圆角，该过渡圆角可以对隔膜的热熔连接位置起到支撑作用，从而可以改善由于极片和隔膜相对位移导致的极片和隔膜剥离。另一方面，本实用新型将过渡圆角的半径设置为合适的数值大小，过渡圆角的半径不会因为过大而导致单片极耳与极片主体连接的根部过宽，单片极耳根部过宽会降低极片上单片极耳的可设置数量，从而导致极片的内阻较大；过渡圆角的半径不会因为过小而导致其对隔膜的支撑作用不明显。

本实用新型还提供一种电芯，该电芯包括上述的极片单元，由于上述极片单元中的极片和隔膜不易分离，该电芯具有较好的结构稳定性。

本实用新型还提供一种电池，该电池包括上述的电芯，该电池同样具有较好的结构稳定性。

本实用新型还提供一种电池装置，该电池装置包括上述的电池，电池装置同样具有较好的结构稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。

其中：

图1为相关技术中一种极片单元的结构示意图；

图2为本公开极片单元一种示例性实施例的结构示意图；

图3为图1所示极片单元沿虚线AA的剖视图。

附图标记说明：

1、隔膜；2、极片；3、过渡圆角；5、热熔连接部；21、极片主体、22、单片极耳；41、第一侧边；42、第二侧边。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件一个或多个“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

如图1所示，为相关技术中一种极片单元的结构示意图。该极片单元包括两相对设置的隔膜1，位于两隔膜1之间的极片2，极片2包括极片主体21和单片极耳22。如图1所示，两隔膜1超出极片主体21设置，两隔膜1的边沿部位6热熔连接。如图1所示，两隔膜1在单片极耳22位置无法热熔连接，同时由于单片极耳22的侧边221与极片主体21垂直相交，两隔膜1容易相对极片2向下移位，从而导致极片2和隔膜1分离。

基于此，本示例性实施例提供一种极片单元，如图2、3所示，图2为本公开极片单元一种示例性实施例的结构示意图，图3为图1所示极片单元沿虚线AA的剖视图。

所述极片单元包括：两片隔膜1、极片2，两片所述隔膜1相对设置；极片2位于两片所述隔膜1之间，所述极片2包括极片主体21和连接于所述极片主体21的单片极耳22，所述单片极耳22的至少部分结构超出所述隔膜1设置，两片所述隔膜1的边沿超出所述极片主体21的边沿，且两片所述隔膜1相对的边沿热熔连接；其中，所述单片极耳22与所述极片主体21相交的侧边之间形成过渡圆角3，所述过渡圆角3的半径为2mm-4mm。

一方面，本示例性实施例在单片极耳22与极片主体21相交的侧边之间形成过渡圆角3，该过渡圆角3可以对隔膜1的热熔连接位置起到支撑作用，从而可以改善由于极片2和隔膜1相对位移导致的极片2和隔膜1剥离。另一方面，本示例性实施例将过渡圆角3的半径设置为合适的数值大小，过渡圆角3的半径不会因为过大而导致单片极耳22与极片主体21连接的根部过宽，单片极耳22根部过宽会降低极片上单片极耳22的可设置数量，从而导致极片2的内阻较大；过渡圆角3的半径不会因为过小而导致其对隔膜1的支撑作用不明显。

需要说明的是，两片隔膜1相对的边沿指两片隔膜1之间没有其他结构而相贴合的边沿。

本示例性实施例中，极片2可以包括集流体和位于集流体至少一侧的活性材料。极片2可以为正极片或负极片，正极片可以包括正极集流体和位于正极集流体至少一侧的正极活性材料层，负极片可以包括负极集流体和位于负极集流体至少一侧的负极活性材料层。例如，锂离子电池的正极活性材料可以为锂钴酸、锂铁磷酸等。负极活性材料可以为石墨等。在充电时，锂离子从正极活性材料中脱离，通过电解质移动到负极活性材料中，锂离子被嵌入到碳材料的层间空隙中，完成电池的充电过程。在放电时，锂离子从负极活性材料中脱离，通过电解质移动到正极活性材料中，完成电池的放电过程。

本示例性实施例中，隔膜1具有绝缘作用，可以用于隔离正极片和负极片以避免正极片和负极片短路，同时隔膜可以允许锂离子等导电离子通过。隔膜可以包括聚丙烯、聚乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等材料。

本示例性实施例中，如图2、3所示，两所述隔膜1热熔连接的部位为热熔连接部5，热熔连接部5超出所述极片主体21边沿1mm-3mm。例如，热熔连接部5超出极片主体21边沿的尺寸可以为1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm等。本示例性实施例将热熔连接部5超出极片主体21边沿的尺寸设置为合适的数值，一方面，热熔连接部5超出极片主体21边沿的尺寸不会因为过小而导致利用热熔刀热熔隔膜1时损坏极片2；另一方面，热熔连接部5超出极片主体21边沿的尺寸不会因为过大而导致极片单元的尺寸过大，从而影响电池的能量密度。

需要说明的是，热熔连接部5超出所述极片主体21边沿的尺寸可以理解为，热熔连接部5与极片主体21边沿在超出方向上的距离，当极片主体21边沿为直线边沿时，超出方向为垂直于该直线边沿的方向，当极片主体21边沿为曲线边沿时，超出方向为该曲线边沿的法线方向。

本示例性实施例中，如图2、3所示，位于所述单片极耳22两侧的所述隔膜1与所述单片极耳22自由贴附，即单片极耳22和隔膜1不连接。该设置可以降低极片单元制作的工艺难度。应该理解的是，在其他示例性实施例中，位于所述单片极耳22两侧的所述隔膜1也可以与所述极耳连接，例如，位于所述单片极耳22两侧的所述隔膜1也可以与所述单片极耳22通过粘结剂粘接。

本示例性实施例中，如图2、3所示，所述单片极耳22可以包括与所述过渡圆角3连接的第一侧边41，所述极片主体21可以包括与所述过渡圆角3连接的第二侧边42，所述第一侧边41与所述过渡圆角3的弧形边沿相切，所述第二侧边42与所述过渡圆角3的弧形边沿相切。该设置可以使得极片主体21和单片极耳22之间的相交侧边更为平滑的过渡，从而可以避免极片2上形成尖锐棱角，进而损坏隔膜。

本示例性实施例中，如图2、3所示，所述过渡圆角3可以为60°-120°，例如，过渡圆角3可以为60°、65°、70°、75°、80°、85°、90°、95°、100°、105°、110°、115°、120°等。本示例性实施例将过渡圆角3设置为合适的大小，过渡圆角3可以与第一侧边41、第二侧边42形成较为平滑的过渡。

本示例性实施例中，如图2、3所示，所述第一侧边41可以位于两所述隔膜1以外。即两隔膜1的热熔连接部5和过渡圆角3的弧形边沿相交。该设置可以使得过渡圆角3支撑于热熔连接部5上，从而避免极片2和隔膜1相对位移。

本示例性实施例还提供一种电芯，所述电芯可以包括多个上述的极片单元，多个极片单元可以层叠设置。其中，部分所述极片单元中的极片2为正极片，部分所述极片单元中的极片2为负极片。包括正极片的极片单元和包括负极片的极片单元可以直接层叠设置，相邻极片单元之间不需要再设置隔膜，该电芯的制作工艺较为简单，同时极片单元中的隔膜对相邻正负极片具有更好的隔离效果。

本示例性实施例还提供一种电池，该电池包括上述的电芯。

需要说明的是，电池为包括电芯和电解液，能够进行诸如充电/放电的电化学反应的最小单元。电芯是指将堆叠部卷绕或层压形成的单元，该堆叠部包括第一极片、分隔物以及第二极片。当第一极片为正极片时，第二极片为负极片。其中，第一极片和第二极片的极性可以互换。第一极片和第二极片涂布活性物质。

本示例性实施例中，电池可以为方形电池，即电池可以为四棱柱型电池，四棱柱型电池主要是指外形为棱柱形状，但不严格限定棱柱每条边是否一定为严格意义的直线，边与边之间的拐角不一定为直角，可以为圆弧过渡。

电池可以为叠片式电池，叠片式电池不仅成组方便，且可以加工得到长度较长的电池。具体的，电芯为叠片式电芯，电芯具有相互层叠的第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片，从而使得多对第一极片和第二极片堆叠形成叠片式电芯。

或者，电池可以为卷绕式电池，即将第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片进行卷绕，得到卷绕式电芯。其中，在卷绕式电池中，层叠的多片单片极耳可以由同一极片卷绕形成。

本示例性实施例还提供一种电池装置，该电池装置包括上述的电池和箱体，所述电池设置于所述箱体内，且所述电池设置有所述盖板组件的一侧面向所述箱体底部设置。

电池装置可以为电池模组或电池包。

电池模组包括多个电池，电池可以是方形电池，电池模组还可以包括端板和侧板，端板和侧板用于固定多个电池。

电池包包括多个电池和箱体，箱体用于固定多个电池。

需要说明的是，电池包包括电池，电池可以为多个，多个电池设置于箱体内。其中，多个电池可以形成电池模组后安装于箱体内。或者，多个电池可以直接设置在箱体内，即无需对多个电池进行成组，利用箱体对多个电池进行固定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

本公开中的附图只涉及本公开涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本公开技术方案的精神和范围，均应涵盖在本公开的权利要求的范围当中。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种极片单元，其特征在于，所述极片单元包括：

两片隔膜(1)，两片所述隔膜(1)相对设置；

极片(2)，位于两片所述隔膜(1)之间，所述极片(2)包括极片主体(21)和连接于所述极片主体(21)的单片极耳(22)，所述单片极耳(22)的至少部分结构超出所述隔膜(1)设置，两片所述隔膜(1)的边沿超出所述极片主体(21)的边沿，且两片所述隔膜(1)相对的边沿热熔连接；

其中，所述单片极耳(22)与所述极片主体(21)相交的侧边之间形成过渡圆角(3)，所述过渡圆角(3)的半径为2mm-4mm。

2.根据权利要求1所述的极片单元，其特征在于，两片所述隔膜(1)热熔连接的部位超出所述极片主体(21)边沿1mm-3mm。

3.根据权利要求1所述的极片单元，其特征在于，位于所述单片极耳(22)两侧的所述隔膜(1)与所述单片极耳(22)自由贴附；

或，位于所述单片极耳(22)两侧的所述隔膜(1)与所述单片极耳(22)连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的极片单元，其特征在于，所述单片极耳(22)包括与所述过渡圆角(3)连接的第一侧边(41)，所述极片主体(21)包括与所述过渡圆角(3)连接的第二侧边(42)，所述第一侧边(41)与所述过渡圆角(3)的弧形边沿相切，所述第二侧边(42)与所述过渡圆角(3)的弧形边沿相切。

5.根据权利要求1-3任一项所述的极片单元，其特征在于，所述过渡圆角(3)的角度为60°-120°。

6.根据权利要求1-3任一项所述的极片单元，其特征在于，所述单片极耳(22)包括与所述过渡圆角(3)连接的第一侧边(41)，所述第一侧边(41)位于两所述隔膜(1)以外。

7.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括多个权利要求1-6任一项所述的极片单元，多少所述极片单元层叠设置；

其中，部分所述极片单元中的极片(2)为正极片，部分所述极片单元中的极片(2)为负极片。

8.根据权利要求7所述电芯，其特征在于，所述电芯为卷绕式电芯或叠片式电芯。

9.一种电池，其特征在于，所述电池包括权利要求7或8所述的电芯。

10.一种电池装置，其特征在于，所述电池装置包括权利要求9所述的电池。