CN220526952U - 一种极片、电芯、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种极片、电芯、电池及用电设备。该极片包括：集流体箔材，具有沿其长度方向纵长延伸的第一阻挡部和第二阻挡部，第一阻挡部与第二阻挡部沿集流体箔材的宽度方向间隔布设；集流体箔材包括位于第一阻挡部和第二阻挡部之间的涂布区；及活性材料涂层，由涂布在涂布区的浆料形成，第一阻挡部和第二阻挡部用于阻挡涂布区的浆料向外流动。如此，由于浆料具有一定的流动性，使得涂布在涂布区的浆料向集流体箔材的宽度方向上的两侧边缘流动。第一阻挡部和第二阻挡部能够阻挡浆料继续向集流体箔材的宽度方向上的两侧边缘流动，从而避免活性材料涂层在两侧边缘处进一步减薄，以确保活性材料涂层的厚度一致性较佳，进而满足极片的工艺要求。

Description

一种极片、电芯、电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种极片、电芯、电池及用电设备。

背景技术

在电化学储能器件中，集流体箔材表面涂布活性材料制备成极片，箔材起到承载电极材料和传输电子的作用。极片的涂布在电化学储能器件制造过程中尤为重要，涂布形成的活性材料涂层的厚度一致性的好坏直接影响到电化学储能器件的性能。然而，在涂布时由于浆料具有一定的流动性而产生边缘效应，导致活性材料涂层在边缘处的厚度变薄，进而导致活性材料涂层的厚度一致性较差。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术中活性材料涂层的厚度一致性较差的问题，提供一种改善上述缺陷的极片、电芯、电池及用电设备。

一种极片，包括：

集流体箔材，具有沿其长度方向纵长延伸的第一阻挡部和第二阻挡部，所述第一阻挡部与所述第二阻挡部沿所述集流体箔材的宽度方向间隔布设；所述集流体箔材包括位于所述第一阻挡部和所述第二阻挡部之间的涂布区；及

活性材料涂层，由涂布在所述涂布区的浆料形成，所述第一阻挡部和所述第二阻挡部用于阻挡所述涂布区的浆料向外流动。

在其中一个实施例中，所述第一阻挡部为第一凹槽；和/或，所述第二阻挡部为第二凹槽。

在其中一个实施例中，所述第一凹槽的深度为0.001mm至0.002mm，宽度尺寸为0.4mm至0.6mm。

在其中一个实施例中，所述第二凹槽的深度为0.001mm至0.002mm，宽度为0.4mm至0.6mm。

在其中一个实施例中，所述涂布区具有凸凹纹，所述凸凹纹包括多个压痕。

在其中一个实施例中，所述压痕为正多边形。

在其中一个实施例中，所述涂布区的厚度为0.27mm至0.3mm，所述压痕的深度为0.025mm至0.03mm。

一种电芯，包括如上任一实施例中所述的极片。

一种电池，包括如上任一实施例中所述的电芯。

一种用电设备，包括如上任一实施例中所述的电芯或如上任一实施例中所述的电池。

上述极片、电芯、电池及用电设备，在涂布作业过程中，将浆料涂布至集流体箔材的涂布区，由于浆料具有一定的流动性，使得浆料向集流体箔材的宽度方向上的两侧边缘流动。当浆料沿集流体箔材的宽度方向上的两侧流动至第一阻挡部处和第二阻挡部处时，第一阻挡部和第二阻挡部能够阻挡浆料继续向集流体箔材的宽度方向上的两侧边缘流动，从而避免活性材料涂层在两侧边缘处进一步减薄，以确保活性材料涂层的厚度一致性较佳，进而满足极片的工艺要求。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中极片的集流体箔材的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本实用新型一实施例提供了一种用电设备，该用电设备使用电池作为其电源。该用电设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等。

具体到实施例中，电池包括箱体和电池单体，电池单体包含一个或多个电芯。电池单体容纳于箱体内。其中，箱体用于为电池单体提供容纳空间，箱体可以采用多种结构，箱体也可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池中，电池单体可以是多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体内；当然，电池也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模组，多个电池模组再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。电池还可以包括其它结构，例如，该电池还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体之间的电连接。其中，每个电池单体可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。

具体到实施例中，电芯是电池单体中发生电化学反应的部件，电芯可以包括正极极片、负极极片和隔离膜。电芯可以是由正极极片、负极极片和隔离膜通过卷绕形成的卷绕式结构。电芯也可以是由正极极片、负极极片和隔离膜通过层叠布置形成的层叠式结构。

请参阅图1，本实用新型一实施例提供了一种极片。该极片可以是负极极片，也可以是正极极片，在此不作限定。

极片包括集流体箔材10和活性材料涂层(图未示)。集流体箔材10具有沿其长度方向X纵长延伸的第一阻挡部13和第二阻挡部14。该第一阻挡部13与第二阻挡部14沿集流体箔材10的宽度方向Y间隔布设。集流体箔材10包括位于第一阻挡部13和第二阻挡部14之间的涂布区11。活性材料涂层由涂布在涂布区11的浆料形成。第一阻挡部13和第二阻挡部14用于阻挡涂布区11的浆料向外流动(即向第一阻挡部13和第二阻挡部14之外的区域流动)。可选地，集流体箔材10可以采用铜箔、铝箔或其它导电箔材，在此不作限定。

如此，在涂布作业过程中，将浆料涂布至集流体箔材10的涂布区11，由于浆料具有一定的流动性，使得浆料向集流体箔材10的宽度方向Y上的两侧边缘流动。当浆料沿集流体箔材10的宽度方向Y上的两侧流动至第一阻挡部13处和第二阻挡部14处时，第一阻挡部13和第二阻挡部14能够阻挡浆料继续向集流体箔材10的宽度方向Y上的两侧边缘流动，从而避免活性材料涂层在两侧边缘处进一步减薄，以确保活性材料涂层的厚度一致性较佳，进而满足极片的工艺要求。

具体到实施例中，集流体箔材10还包括极耳区12。该极耳区12位于第一阻挡部13和第二阻挡部14的外侧。该极耳区12能够用于加工成电芯的极耳。

具体到实施例中，活性材料涂层包含有粘接剂，用于粘接活性材料。粘接剂是活性材料涂层的主要力学性能来源，除了提供适中的粘度、便于匀浆和维持浆料稳定的作用外，还可以为活性材料涂层粘接至集流体箔材10的涂布区11提高粘结能力。可选地，粘结剂可以采用羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯亚胺(PI)、聚四氟乙烯(PTFE)中的至少一种。在一些实施例中，粘结剂可同时包括羧甲基纤维素钠(CMC)、丁苯橡胶(SBR)和聚偏二氟乙烯(PVDF)三种。

在一些实施例中，第一阻挡部13可以是第一凹槽。浆料流动至第一阻挡部13处时填充至该第一凹槽内，该第一凹槽的设置大大提高了浆料越过该第一凹槽向外流动所需的表面张力的大小，即大大增加了浆料越过第一凹槽向外流动的难度，起到了阻挡浆料向第一阻挡部13外侧流动的作用。可以理解的是，第一阻挡部13的外侧指的是第一阻挡部13背离第二阻挡部14的一侧。

需要说明的是，第一凹槽的深度过深或宽度过宽会导致第一凹槽能够容纳过多的浆料，进而导致活性材料涂层的边缘处进一步减薄。第一凹槽的深度过浅或宽度过窄会导致对浆料的阻挡效果变差。为了克服上述缺陷，在一个实施例中，第一凹槽的深度尺寸为0.001mm至0.002mm，宽度尺寸为0.4mm至0.6mm，从而确保对浆料的阻挡效果较佳的同时，第一凹槽自身容纳的浆料较少，对浆料边缘的厚度影响较小。

在一些实施例中，第二阻挡部14可以是第二凹槽。浆料流动至第二阻挡部14处时填充至该第二凹槽内，该第二凹槽的设置大大提高了浆料越过该第二凹槽向外流动所需的表面张力的大小，即大大增加了浆料越过第二凹槽向外流动的难度，起到了阻挡浆料向第二阻挡部14外侧流动的作用。可以理解的是，第二阻挡部14的外侧指的是第二阻挡部14背离第一阻挡部13的一侧。

需要说明的是，第二凹槽的深度过深或宽度过宽会导致第二凹槽能够容纳过多的浆料，进而导致活性材料涂层的边缘处进一步减薄。第二凹槽的深度过浅或宽度过窄会导致对浆料的阻挡效果较差。为了克服上述缺陷，在一个实施例中，第二凹槽的深度尺寸为0.001mm至0.002mm，宽度为0.4mm至0.6mm，从而确保对浆料的阻挡效果较佳的同时，第二凹槽自身容纳的浆料较少，对浆料边缘的厚度影响较小。

还需要说明的是，第一阻挡部13并不仅限于采用第一凹槽，在另一些实施例中，第一阻挡部13也可以是第一凸起，该第一凸起能够阻挡浆料向第一阻挡部13的外侧流动。进一步地，该第一凸起凸出于涂布区11表面的高度尺寸小于活性材料涂层的厚度尺寸，从而避免第一凸起对后续辊压等工序造成不良影响。

还需要说明的是，第二阻挡部14并不仅限于采用第二凹槽，在另一些实施例中，第二阻挡部14也可以是第二凸起，该第二凸起能够阻挡浆料向第二阻挡部14的外侧流动。进一步地，该第二凸起凸出于涂布区11表面的高度尺寸小于活性材料涂层的厚度尺寸，从而避免第二凸起对后续辊压等工序造成不良影响。

本申请的实施例中，集流体箔材10的涂布区11具有凸凹纹，从而大大增加了活性材料涂层与集流体箔材10的接触面积，进而大大增加了活性材料涂层与集流体箔材10之间的结合强度，避免在活性材料涂层烘干后出现掉粉现象。

可以理解的是，由于活动材料涂层的厚度越厚对其与集流体箔材10之间的结合强度的要求越高。本实施例中，在涂布区11设置凸凹纹，增强了活性材料涂层与集流体箔材10之间的结合强度，因此可适当增加活性材料涂层的厚度，有利于提高极片的单片容量。

具体到实施例中，凸凹纹包括多个形状相同的压痕15，一方面增大活性材料涂层与集流体箔材10的接触面积，能够增加活动材料涂层与集流体箔材10之间的结合强度；另一方面活性材料涂层能嵌入至各个压痕15内，形成嵌套结构，进一步增加活动材料涂层与集流体箔材10之间的结合强度。

可选地，上述压痕15可以是正多边形，例如正六边形。当然，在其它实施例中，压痕15也可以采用其它规则或不规则的形状，例如圆形压痕、椭圆形压痕或异性压痕等。

具体到实施例中，各个压痕15均匀布设在集流体箔材10的涂布区11，从而使得涂布区11的各个位置与活性材料涂层之间的结合强度均得到了加强，避免出现局部结合强度较差而产生掉粉缺陷。可选地，每相邻两个压痕15之间的间距为2mm至2.5mm。

需要说明的是，压痕15的深度过深时会大大降低集流体箔材10的强度，导致集流体箔材10容易产生裂痕甚至断裂。压痕15的深度过浅则会导致对活性材料涂层与集流体箔材10之间的结合强度的加强效果较差。为了避免压痕15的深度过深或过浅，在一个实施例中，涂布区11的厚度为0.27mm至0.3mm。压痕15的深度为0.025mm至0.03mm，一方面压痕15对集流体箔材10的强度的影响较小，同时对活性材料涂层与集流体箔材10之间的结合强度的加强效果较佳，使得极片满足工艺要求。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种极片，其特征在于，包括：

集流体箔材(10)，具有沿其长度方向(X)纵长延伸的第一阻挡部(13)和第二阻挡部(14)，所述第一阻挡部(13)与所述第二阻挡部(14)沿所述集流体箔材(10)的宽度方向(Y)间隔布设；所述集流体箔材(10)包括位于所述第一阻挡部(13)和所述第二阻挡部(14)之间的涂布区(11)；及

活性材料涂层，由涂布在所述涂布区(11)的浆料形成，所述第一阻挡部(13)和所述第二阻挡部(14)用于阻挡所述涂布区(11)的浆料向外流动。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一阻挡部(13)为第一凹槽；和/或，所述第二阻挡部(14)为第二凹槽。

3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述第一凹槽的深度为0.001mm至0.002mm，宽度为0.4mm至0.6mm。

4.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述第二凹槽的深度为0.001mm至0.002mm，宽度为0.4mm至0.6mm。

5.根据权利要求1至4任一项所述的极片，其特征在于，所述涂布区(11)具有凸凹纹，所述凸凹纹包括多个压痕(15)。

6.根据权利要求5所述的极片，其特征在于，所述压痕(15)为正多边形。

7.根据权利要求5所述的极片，其特征在于，所述涂布区(11)的厚度为0.27mm至0.3mm，所述压痕(15)的深度为0.025mm至0.03mm。

8.一种电芯，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的极片。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求8所述的电芯。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求8所述的电芯或如权利要求9所述的电池。