CN220272503U - 一种高安全极片、电芯和锂电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高安全极片、电芯和锂电池，属于锂离子电池的技术领域，所述极片具有涂覆区、支撑区和空箔区，所述极片包括箔材、活性涂层和陶瓷层，所述活性涂层设置在所述涂覆区的所述箔材上，所述陶瓷层设置在所述支撑区的所述箔材上，所述支撑区和/或所述空箔区上设置有印花结构；所述印花结构设置有两排，每排所述印花结构均沿所述箔材的长度方向布置，其中一排所述印花结构设置在所述支撑区，另一排所述印花结构设置在所述支撑区与所述空箔区的交界位置。本实用新型通过在极片上设置经揉平后能够相互嵌合的印花结构，解决电芯揉平时极片涂覆区的活性涂层容易受力脱落的问题，从而提高极片的安全性能。

Description

一种高安全极片、电芯和锂电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池的技术领域，具体地，主要涉及一种高安全极片、电芯和锂电池。

背景技术

圆柱电池为了追求高能量密度，电芯容量逐步做大，但随之带来了电芯内阻偏大、极化增长显著的问题，这些问题使得电池的容量、功率和循环性能相对恶化。

为了解决上述问题，现有的圆柱电池大都采用全极耳、多极耳结构，该结构会引入极耳揉平、拍平工艺。例如，授权公告号为CN114361555A的中国专利文件公开了一种全极耳圆柱电池揉平方法，该方法包括以下步骤：利用第一揉平轮从电芯揉平面的外圈向中心方向旋转至第一位置；利用第二揉平轮从电芯揉平面的中心向外圈方向旋转至第二位置，第一揉平轮经过的路径与第二揉平轮经过的路径没有重合部分。揉平工艺的主要作用是为了提高极耳与集流盘焊接时的平整度、提高电解液的浸润速率等。

但是，采用诸如上述文件中的揉平、拍平工艺制作的全极耳圆柱电池中，由于极耳端部是在力的作用下进行的整形，因此容易导致应力传递至极片内部的涂覆区、涂覆区边缘的活性涂层脱落，即容易出现掉粉现象，进而产生电芯内部极片压迫隔膜等现象，给电芯安全带来不良影响。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种高安全极片、电芯和锂电池，以解决电芯揉平时极片涂覆区的活性涂层容易受力脱落的问题，从而提高极片的安全性能。

本实用新型公开一种高安全极片，所述极片具有涂覆区、支撑区和空箔区，所述极片包括箔材、活性涂层和陶瓷层，所述活性涂层设置在所述涂覆区的所述箔材上，所述陶瓷层设置在所述支撑区的所述箔材上，所述支撑区和/或所述空箔区上设置有印花结构。

优选地，所述箔材具有长度方向和宽度方向，所述涂覆区、支撑区和空箔区沿所述箔材的宽度方向相邻布置，所述支撑区位于所述涂覆区与所述空箔区之间。

优选地，所述印花结构设置有多个，所述印花结构的形状为圆形或任意多边形中的其中一种或多种。

优选地，所述印花结构为等腰梯形。

优选地，所述印花结构设置有两排，每排所述印花结构均沿所述箔材的长度方向布置，其中一排所述印花结构设置在所述支撑区，另一排所述印花结构设置在所述支撑区与所述空箔区的交界位置。

优选地，位于所述支撑区内的所述印花结构的梯形的上底朝向所述空箔区，位于所述空箔区和所述支撑区交界位置的所述印花结构的梯形的上底朝向所述支撑区。

优选地，任一排中任意相邻的两个印花结构之间的间隔相等。

优选地，一排的所述印花结构与另一排的所述印花结构相互交错、依次间隔设置。

本实用新型公开的一种电芯，采用上述任一种极片制作。

本实用新型公开的一种锂电池，采用上述的电芯制作。

本实用新型的有益效果在于：

由于在极片的支撑区附近设置了印花结构，因此，极片卷绕或叠片形成电芯后，端部的极耳在揉平时，其受到的应力会沿极片的宽度方向向内传递，两排印花结构的设置使得箔材在支撑区和空箔区更易发生形变，从而在电芯进行揉平、拍平工艺时，端部极耳受到应力作用，两排印花结构会向靠近彼此的方向移动形成嵌合结构，上述结构具有更大的承受应力的能力，减小了传递到涂覆区的应力的大小，降低了涂覆区内的活性涂层脱落、掉粉的概率，从而提高了极片的安全性能。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型的极片的结构示意图，揉平前；

图2为本实用新型的极片的结构示意图，揉平后。

附图标记说明：1、极片；101、涂覆区；102、支撑区；103、空箔区；104、印花结构；11、箔材；111、极耳；12、活性涂层；13、陶瓷层。

具体实施方式

以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本实用新型，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

参照图1和图2，为本实用新型公开的一种高安全极片，包括箔材11、活性涂层12和陶瓷层13，其中，箔材11具有长度和宽度，沿箔材11的宽度方向，该极片1包括相邻设置的涂覆区101、支撑区102和空箔区103，支撑区102位于涂覆区101和空箔区103之间，活性涂层12设置在涂覆区101的箔材11上，陶瓷层13设置在支撑区102的箔材11上，空箔区103的箔材11作为极耳111，活性涂层12采用能够实现离子交换的活性物质涂覆制成，陶瓷层13用于将空箔区103的极耳111与涂覆区101的活性涂层12相隔离。

参照图1和图2，极片1上设置有多个印花结构104，印花结构104的形状可以为圆形或任意多边形中的其中一种或多种，印花结构104为压辊经过冷压形成，其可以为深度小于极片1厚度的凹槽，也可以为深度大于极片1厚度、从极片1表面突出的凸起结构；优选地，印花结构104采用等腰梯形凸起结构，上述印花结构104沿极片1的长度方向设置有两排，其中一排印花结构104全部位于支撑区102内，压印在陶瓷层13上，另一排印花结构104位于空箔区103和支撑区102的交界位置，且一部分位于空箔区103、另一部分位于支撑区102。

参照图1和图2，每一排上述的印花结构104中，任意相邻的两个印花结构104之间的间隔相等，且该间隔至少可容纳一个印花结构104；全部位于支撑区102内的印花结构104的梯形的上底朝向空箔区103，位于空箔区103和支撑区102交界位置的印花结构104的梯形的上底朝向支撑区102；在两排印花结构104中，一排的印花结构104与另一排的印花结构104相互交错、依次间隔设置。

参照图1和图2，在将极片1卷绕或叠片形成电芯后，端部的极耳111在揉平时，其受到的应力会沿极片1的宽度方向向内传递，两排印花结构104的设置使得箔材11在支撑区102和空箔区103更易发生形变，从而在电芯进行揉平、拍平工艺时，端部极耳111受到应力作用，两排印花结构104会向靠近彼此的方向移动形成嵌合结构，上述结构具有更大的承受应力的能力，减小了传递到涂覆区101的应力的大小，降低了涂覆区101内的活性涂层12脱落、掉粉的概率，从而提高了极片1的安全性能。

本实用新型公开一种电芯，该电芯采用上述的高安全极片，经过卷绕或叠片工艺制成。

本实用新型公开一种锂电池，采用上述的电芯制作。

本实用新型的实施原理和有益效果是，由于在极片1的支撑区102附近设置了印花结构104，因此，极片1卷绕或叠片形成电芯后，端部的极耳111在揉平时，其受到的应力会沿极片1的宽度方向向内传递，两排印花结构104的设置使得箔材11在支撑区102和空箔区103更易发生形变，从而在电芯进行揉平、拍平工艺时，端部极耳111受到应力作用，两排印花结构104会向靠近彼此的方向移动形成嵌合结构，上述结构具有更大的承受应力的能力，减小了传递到涂覆区101的应力的大小，降低了涂覆区101内的活性涂层12脱落、掉粉的概率，从而提高了极片1的安全性能。

以上仅为本实用新型的实施方式而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本实用新型的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种高安全极片，其特征在于，所述极片(1)具有涂覆区(101)、支撑区(102)和空箔区(103)，所述极片(1)包括箔材(11)、活性涂层(12)和陶瓷层(13)，所述活性涂层(12)设置在所述涂覆区(101)的所述箔材(11)上，所述陶瓷层(13)设置在所述支撑区(102)的所述箔材(11)上，所述支撑区(102)和/或所述空箔区(103)上设置有印花结构(104)。

2.根据权利要求1所述的高安全极片，其特征在于，所述箔材(11)具有长度方向和宽度方向，所述涂覆区(101)、支撑区(102)和空箔区(103)沿所述箔材(11)的宽度方向相邻布置，所述支撑区(102)位于所述涂覆区(101)与所述空箔区(103)之间。

3.根据权利要求2所述的高安全极片，其特征在于，所述印花结构(104)设置有多个，所述印花结构(104)的形状为圆形或任意多边形中的其中一种或多种。

4.根据权利要求3所述的高安全极片，其特征在于，所述印花结构(104)为等腰梯形。

5.根据权利要求2-4任一所述的高安全极片，其特征在于，所述印花结构(104)设置有两排，每排所述印花结构(104)均沿所述箔材(11)的长度方向布置，其中一排所述印花结构(104)设置在所述支撑区(102)，另一排所述印花结构(104)设置在所述支撑区(102)与所述空箔区(103)的交界位置。

6.根据权利要求2-4任一所述的高安全极片，其特征在于，所述印花结构(104)设置有两排，每排所述印花结构(104)均沿所述箔材(11)的长度方向布置，其中一排所述印花结构(104)设置在所述支撑区(102)，另一排所述印花结构(104)设置在所述支撑区(102)与所述空箔区(103)的交界位置；

位于所述支撑区(102)内的所述印花结构(104)的梯形的上底朝向所述空箔区(103)，位于所述空箔区(103)和所述支撑区(102)交界位置的所述印花结构(104)的梯形的上底朝向所述支撑区(102)。

7.根据权利要求6所述的高安全极片，其特征在于，任一排中任意相邻的两个印花结构(104)之间的间隔相等。

8.根据权利要求7所述的高安全极片，其特征在于，一排的所述印花结构(104)与另一排的所述印花结构(104)相互交错、依次间隔设置。

9.一种电芯，其特征在于，采用权利要求1-8中任一种所述的极片(1)制作。

10.一种锂电池，其特征在于，采用权利要求9中所述的电芯制作。