CN220291024U - 一种极片结构及圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种极片结构，包括极片本体，极片本体沿其宽度方向的至少一侧边缘具有空箔区；所述空箔区包括打孔区和揉平区，所述打孔区的一侧沿所述极片本体的边缘设置，所述打孔区的另一侧连接所述揉平区；所述极片本体对应所述打孔区的位置设置有多个通孔，相邻的两个所述通孔之间设置有加强筋。本实用新型通过优化极耳结构，能够提供电解液流动的通道，有助于提高电解液的浸润性。本实用新型还涉及一种采用该极片结构的圆柱电池。

Description

一种极片结构及圆柱电池

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种极片结构及圆柱电池。

背景技术

现有圆柱电池极片采用全极耳结构，揉平后焊接的方式，可以减少电芯制作过程的复杂性，进一步简化工艺，大大降低所制备电池的内阻，实现大倍率的充放电能力，也使得电池的能量密度增大。

但在全极耳揉平焊接结构中，揉平区域直接对电芯涂覆区的端部造成封堵，从而会带来电芯内部水分烘干困难，同时也增加了电解液渗透的难度，造成生产周期的延长，成本增加。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，一方面，提供一种极片结构，通过优化极耳结构，能够提供电解液流动的通道，有助于提高电解液的浸润性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种极片结构，包括极片本体，极片本体沿其宽度方向的至少一侧边缘具有空箔区；所述空箔区包括打孔区和揉平区，所述打孔区的一侧沿所述极片本体的边缘设置，所述打孔区的另一侧连接所述揉平区；所述极片本体对应所述打孔区的位置设置有多个通孔，相邻的两个所述通孔之间设置有加强筋。

优选的，所述极片本体包括集流体及涂覆于所述集流体的活性物质，至少部分所述集流体暴露在所述极片本体的空箔区表面，所述集流体上对应所述空箔区以外区域均涂覆有活性物质。

优选的，所述加强筋的形状为长条形、井形、扇形、X形、圆形中的一种或组合。

优选的，所述极片本体、所述打孔区及所述揉平区的形状均为矩形。

优选的，部分所述加强筋从所述打孔区一侧的边缘延伸到所述打孔区另一侧的边缘。

优选的，所述打孔位于所述揉平区和所述活性物质涂覆区域之间，所述打孔区的长度等于所述揉平区的长度。

优选的，相邻的两个所述通孔之间的距离相等。

优选的，多个所述通孔沿所述极片本体的长度方向依次排列。

优选的，所述通孔的形状为圆形、椭圆形或多边形。

另一方面提供一种圆柱电池，包括第一极片、隔膜及第二极片，所述第一极片、所述隔膜及所述第二极片依次卷绕形成卷芯，所述第一极片和所述第二极片中的至少一者采用上述的极片结构。

本实用新型通过优化极片本体的结构，将揉平区作为极耳，揉平区在极片本体卷绕后被揉平处理，打孔区位于卷芯侧面，使得电解液可以从卷芯侧面的通孔进入卷芯内侧，有助于提高电解液的浸润效果，其中，通孔可以提供电解液流动的通道，同时也为电池烘干提供气体流动通道，化成产生的气体也从此排出极片，从而改善全极耳圆柱电池生产中电解液难以渗透的问题，此外，在打孔区设置加强筋，加强筋可以增强打孔区的结构强度，避免通孔结构在一定外力的作用下遭受破坏，同时，加强筋充当内部通道，对电解液起到导流的作用，有助于进一步加强电解液的浸润性。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1-极片本体；11-集流体；12-活性物质；

2-空箔区；21-打孔区；22-揉平区；

3-通孔；

4-加强筋；

X-长度方向；Y-宽度方向。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施方式一

由于在全极耳揉平焊接结构中，揉平区域直接对电芯涂覆区的端部造成封堵，从而会带来电芯内部水分烘干困难，同时也增加了电解液渗透的难度，造成生产周期的延长，成本增加。

本实用新型的极片结构包括极片本体1，极片本体1沿其宽度方向Y的至少一侧边缘具有空箔区2；空箔区2包括打孔区21和揉平区22，打孔区21的一侧沿极片本体1的边缘设置，打孔区21的另一侧连接揉平区22；极片本体1对应打孔区21的位置设置有多个通孔3，相邻的两个通孔3之间设置有加强筋4，本实用新型通过优化极片本体1的结构，揉平区22作为极耳，揉平区22在极片本体1卷绕后被揉平处理，打孔区21位于卷芯侧面，使得电解液可以从卷芯侧面的通孔3进入卷芯内侧，有助于提高电解液的浸润效果，其中，通孔3可以提供电解液流动的通道，同时也为电池烘干提供气体流动通道，化成产生的气体也从此排出极片，从而改善全极耳圆柱电池生产中电解液难以渗透的问题，此外，在打孔区21设置加强筋4，加强筋4可以增强打孔区21的结构强度，避免通孔结构在一定外力的作用下遭受破坏，同时，加强筋4充当内部通道，对电解液起到导流的作用，有助于进一步加强电解液的浸润性。

在根据本实用新型的极片结构中，极片本体1包括集流体11及涂覆于集流体11的活性物质12，至少部分集流体11暴露在极片本体1的空箔区2表面，集流体11上对应空箔区2以外区域均涂覆有活性物质12。于本实施方式中，暴露在极片本体1表面的集流体11，处于极片本体1的边缘区域，空箔区2可沿极片本体1的边缘设置，在一些实施方式中，也可以处于极片本体1的中间的任一位置，也可以为极片本体1的头部或尾部，集流体11边缘区域外均为活性物质12覆盖区域，可将节约的空间用于涂覆活性物质12来提高电池容量，这里不做限定，其中，极片本体1边缘处的两面都为空箔区2，在其厚度方向上，两个空箔区2对称设置，可以理解为极片本体1边缘处的一面为打孔区21和揉平区22，极片本体1边缘处的另一面也对应为打孔区21和揉平区22，此外，活性物质12为正极材料或负极材料。

在根据本实用新型的极片结构中，加强筋4的形状包括但不限于长条形、井形、扇形、X形、圆形中的一种或组合，在一些实施方式中，也可以是井形、圆形、X形的综合形，这里加强筋4的形状不做限制，还可以是规则或不规则的形状，加强筋4可以增强所在区域的结构强度，避免通孔结构在一定外力的作用下遭受破坏，此外，加强筋4也可以充当内部通道，起到导流的作用，进一步加强电解液的浸润性。

在根据本实用新型的极片结构中，极片本体1、打孔区21及揉平区22的形状均为矩形，相应的，活性物质12的涂覆区域业务矩形，极片本体1的长度可根据实际生产需求进行调整。

在根据本实用新型的极片结构中，多个通孔3沿极片本体1的长度方向X依次排列，能够在极片本体1卷绕后，多个通孔3刚好处于于卷芯侧面，且多个通孔3围绕卷芯的一端的侧面设置，提供电解液流动的通道，同时也为电池烘干提供气体流动通道，从而改善全极耳圆柱电池生产中电解液难以渗透的问题，有助于提高电解液的浸润效果。

本实用新型的工作原理是：

本实用新型通过优化极片本体1的结构，揉平区22作为极耳，揉平区22在极片本体1卷绕后被揉平处理，打孔区21位于卷芯侧面，使得电解液可以从卷芯侧面的通孔3进入卷芯内侧，有助于提高电解液的浸润效果，其中，通孔3可以提供电解液流动的通道，同时也为电池烘干提供气体流动通道，化成产生的气体也从此排出极片，从而改善全极耳圆柱电池生产中电解液难以渗透的问题，此外，在打孔区21设置加强筋4，加强筋4可以增强打孔区21的结构强度，避免通孔结构在一定外力的作用下遭受破坏，同时，加强筋4充当内部通道，对电解液起到导流的作用，有助于进一步加强电解液的浸润性。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的部分加强筋4从打孔区21一侧的边缘延伸到打孔区21另一侧的边缘，对电解液起到导流的作用，可以充当内部通道，进一步加强电解液的浸润性，打孔区21位于揉平区22和活性物质12涂覆区域之间，在极片本体1卷绕后，揉平区22作为极耳被揉平处理，活性物质12涂覆区域位于卷芯内部，将打孔区21设在揉平区22和活性物质12涂覆区域之间，使得打孔区21刚好位于卷芯侧面，通孔3可以提供电解液流动的通道，打孔区21的长度等于揉平区22的长度，有助于提高卷芯侧面各个区域电解液流动的均匀性，加强电解液的浸润性。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式的相邻的两个通孔3之间的距离相等，但本实用新型不以此为限，可根据实际极片本体1处在卷芯的位置，调整相邻的两个通孔3之间的距离。通孔3的形状包括但不限于圆形、椭圆形或多边形，还可以是其他规则或不规则形状，可以理解为是任意形状的开口。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

圆柱电池

本实用新型包括实施方式一～三的极片结构。

具体的，包括第一极片、隔膜及第二极片，第一极片、隔膜及第二极片依次卷绕形成卷芯，第一极片和第二极片中的至少一者采用上述的极片结构。

本实用新型的电芯结构可用于电芯，卷芯本体可以包括至少两个相互叠设且极性相反的极片，极性相反的极片分别为电池的正极极片和负极极片。为了避免正负极极片之间短路，每相邻两个极片之间设置有隔膜，极性相反的极片通过隔膜实现电性隔离。极片包括集流体及涂覆在集流体11表面的活性物质12，极片的表面具有空箔区2，空箔区2的厚度小于中间正常区域，其中，集流体11暴露于极片的空箔区2表面，揉平区22的空箔被揉平后可充当极耳，空箔区2处于极片的边缘区域，集流体11边缘区域外均为活性物质12覆盖区域。揉平区22空箔的充当的极耳分为正极耳和负极耳，即可以用于正极片的极耳，也可以用于负极片的极耳。

在正极极片的极耳和负极极片的极耳中至少一者设置有通孔结构，这样可以增强电解液浸润性和化成过程中产生的的气体可以顺利排出。由于在实际生产中对揉平区进行揉平操作时，可能会对打孔区21的结构稳定造成破坏，影响通孔的正常工作，故可以在打孔区21增加加强筋4。加强筋4可以增强所在区域的结构强度，避免孔结构在一定外力的作用下遭受破坏。此外，加强筋4也可以充当内部通道，起到导流的作用，进一步加强电解液的浸润性。

集流体11为汇集电流的结构或零件，在锂离子电池上主要是金属箔，如铜箔、铝箔、复合集流体等，主要是将电池活性物质12产生的电流汇集起来，以便形成较大的电流对外输出，集流体11与活性物质12需保证充分接触，并且保证内阻较小。

为了避免正负极片之间短路，每相邻两个极片之间设置有隔膜，极性相反的极片通过隔膜电性隔离。第一极片和第二极片的极性相反，且第一极片和第二极片相互叠设。

具体的，第一极片可以为正极片，第二极片可以是负极片；或者，第一极片可以为负极片，第二极片可以是正极片，此处不做限制。

含有本实用新型的极片结构的电池还可用于用电装置，该用电装置可以是手机、便携式设备、笔记本电脑等等。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种极片结构，其特征在于，包括：

极片本体(1)，极片本体(1)沿其宽度方向的至少一侧边缘具有空箔区(2)；

所述空箔区(2)包括打孔区(21)和揉平区(22)，所述打孔区(21)的一侧沿所述极片本体(1)的边缘设置，所述打孔区(21)的另一侧连接所述揉平区(22)；

所述极片本体(1)对应所述打孔区(21)的位置设置有多个通孔(3)，相邻的两个所述通孔(3)之间设置有加强筋(4)。

2.如权利要求1所述的一种极片结构，其特征在于：所述极片本体(1)包括集流体(11)及涂覆于所述集流体(11)的活性物质(12)，至少部分所述集流体(11)暴露在所述极片本体(1)的空箔区(2)表面，所述集流体(11)上对应所述空箔区(2)以外区域均涂覆有活性物质(12)。

3.如权利要求1所述的一种极片结构，其特征在于：所述加强筋(4)的形状为长条形、井形、扇形、X形、圆形中的一种或组合。

4.如权利要求1所述的一种极片结构，其特征在于：所述极片本体(1)、所述打孔区(21)及所述揉平区(22)的形状均为矩形。

5.如权利要求3所述的一种极片结构，其特征在于：部分所述加强筋(4)从所述打孔区(21)一侧的边缘延伸到所述打孔区(21)另一侧的边缘。

6.如权利要求2所述的一种极片结构，其特征在于：所述打孔区(21)位于所述揉平区(22)和所述活性物质(12)涂覆区域之间，所述打孔区(21)的长度等于所述揉平区(22)的长度。

7.如权利要求1所述的一种极片结构，其特征在于：相邻的两个所述通孔(3)之间的距离相等。

8.如权利要求1所述的一种极片结构，其特征在于：多个所述通孔(3)沿所述极片本体(1)的长度方向依次排列。

9.如权利要求1所述的一种极片结构，其特征在于：所述通孔(3)的形状为圆形、椭圆形或多边形。

10.一种圆柱电池，其特征在于：包括第一极片、隔膜及第二极片，所述第一极片、所述隔膜及所述第二极片依次卷绕形成卷芯，所述第一极片和所述第二极片中的至少一者采用权利要求1-9任意一项所述的极片结构。