CN220553479U - 一种电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种电池，包括电极组件和壳体，电极组件位于壳体内，电极组件包括层叠设置或卷绕设置的第一极片和第二极片，第一极片和第二极片的极性相反；第一极片上设置有第一涂层和绝缘层，绝缘层设置在第一涂层的至少一侧边缘，第二极片上设置有第二涂层；第二涂层在电池的厚度方向上的投影覆盖第一涂层在电池的厚度方向上的投影，且第二涂层的至少一侧边缘在电池的厚度方向上的投影位于绝缘层内。本实用新型增大了第一极片的尺寸，在绝缘层的尺寸不变的情况下，能够提高第一涂层的涂敷量，有利于提高电池的能量密度。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池。
背景技术
锂离子电池具有较高的能量密度、较长的循环寿命以及对环境友好等有点，被大量应用在手机、笔记本电脑等便携式电子产品和新能源汽车上。随着对电子产品和新能源汽车的要求越来越高，对锂离子电池的安全性的要求也越来越高。
现有技术在制作正负极片的过程中，在集流体表面涂敷活性物质浆料时，由于浆料是具有一定流动性的固液混合物，因此，涂覆的浆料向集流体边缘流动延伸并会在集流体的边缘出现边缘流延区域，进而导致集流体边缘处的浆料涂敷厚度小于设计涂敷厚度，使负极片边缘存在较大的析锂风险，此外，由于极片边缘一般具有更大的电流密度，其也会加快锂在负极片边缘的沉积速度从而加速析锂现象的发生。为了解决这一问题，在制作极片时，通常会设计负极片的尺寸大于正极片的尺寸。但是负极片的尺寸超出正极片的尺寸过多，会影响电池的能量密度。
实用新型内容
本实用新型旨在解决现有的电池的负极片的尺寸超出正极片的尺寸过多，影响电池能量密度的问题。
为解决上述问题，本实用新型提供一种电池，包括电极组件和壳体，所述电极组件位于所述壳体内，所述电极组件包括层叠设置或卷绕设置的第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片的极性相反；
所述第一极片上设置有第一涂层和绝缘层，所述绝缘层设置在所述第一涂层的至少一侧边缘，所述第二极片上设置有第二涂层；
所述第二涂层在所述电池的厚度方向上的投影覆盖所述第一涂层在所述电池的厚度方向上的投影，且所述第二涂层的至少一侧边缘在所述电池的厚度方向上的投影位于所述绝缘层内。
进一步地，所述第二涂层的边缘在所述电池的厚度方向上的投影超出所述第一涂层的边缘在所述电池的厚度方向上的投影，且所述第二涂层的边缘在所述电池的厚度方向上的投影超出所述第一涂层的边缘在所述电池的厚度方向上的投影的距离大于或者等于0.2mm。
进一步地，所述第一极片包括第一集流体和至少一个第一极耳连接区，所述第一极耳连接区伸出于所述第一集流体，所述第一集流体包括第一涂敷区和绝缘区，所述绝缘区位于所述第一涂敷区的一侧边缘，且所述绝缘区的至少部分延伸至所述第一极耳连接区，所述绝缘层设置于所述绝缘区。
进一步地，所述壳体包括第一面，所述第一极耳连接区向所述第一面延伸，所述第二涂层的第一边缘至所述第一面之间的间距为L1，所述绝缘层的第一边缘至所述第一面之间的间距为L2，L1和L2满足关系式：1≤L1/L2≤1.5，其中，所述第二涂层的第一边缘为所述第二涂层靠近所述第一面的一侧边缘，所述绝缘层的第一边缘为所述绝缘层靠近所述第一面的一侧边缘。
进一步地，所述第二涂层的第一边缘至所述第一面之间的间距范围为1mm至3mm。
进一步地，所述绝缘层的第一边缘至所述第一面之间的间距范围为1mm至2mm。
进一步地，所述第二极片包括第二集流体和至少一个第二极耳连接区，所述第二极耳连接区伸出于所述第二集流体，所述第二涂层设置于所述第二集流体，且所述第二涂层的至少部分延伸至所述第二极耳连接区。
进一步地，所述第一极耳连接区上设置有第一加强筋，和/或，所述第二极耳连接区上设置有第二加强筋。
进一步地，所述第一集流体还包括圆弧倒角，所述圆弧倒角连接所述绝缘区和所述第一极耳连接区，和/或，所述第二集流体还包括圆弧倒角，所述圆弧倒角连接所述第二集流体和所述第二极耳连接区。
进一步地，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片，所述第二极片的所述第二涂层在边缘部和中间部分具有相同的厚度。
本实用新型所述的电池，增大了第一极片的尺寸，在绝缘层的尺寸不变的情况下，能够提高第一涂层的涂敷量，并且增大第一极片的尺寸，有利于减小第一极片和第二极片之间的尺寸差异，避免第二极片的尺寸超出第一极片的尺寸过多，从而有利于提高电池的能量密度；此外，第二涂层在电池的厚度方向上的投影覆盖第一涂层在电池的厚度方向上的投影，能够避免析锂现象，有利于提高电池的安全性，而第二涂层的边缘在电池的厚度方向上的投影位于绝缘层内，能够降低电池的边缘区域和中间区域的厚度差异，提升电池表面的平整度，避免电池的边缘区域出现凹陷现象，影响电池外观和质量。
附图说明
图1为本实用新型实施例中提供的电池的一种结构示意图；
图2为本实用新型实施例中提供的电池的另一种结构示意图；
图3为本实用新型实施例中提供的正极片的俯视结构示意图；
图4为本实用新型实施例中提供的负极片的俯视结构示意图；
图5为本实用新型实施例中提供的负极片的侧视结构示意图。
附图标记说明：
10-壳体；11-顶面；20-正极片；21-第一涂层；22-绝缘层；23-正极耳连接区；30-负极片；31-第二涂层；32-负极耳连接区；33-负极集流体；40-隔膜；231-第一加强筋；321-第二加强筋。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、详尽地描述。在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“垂直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、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一个或者更多个所述特征。此外，在本实用新型的描述中，“至少一个”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
在本说明书的描述中，术语“在上述实施例的基础上”的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本实用新型的至少一个优选实施例或优选示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
结合图1至图2所示，本实施例提供了一种电池，该电池包括电极组件和壳体10，电极组件位于壳体10的内部，电极组件包括正极片20(即第一极片)、负极片30(即第二极片)和隔膜40，隔膜40位于正极片20和负极片30之间，用于将正极片20和负极片30电性绝缘，正极片20、隔膜40和负极片30交替层叠设置或卷绕设置形成电极组件。
结合图3所示，正极片20包括正极集流体(即第一集流体)和正极耳连接区23(即第一极耳连接区)，正极耳连接区23和正极集流体一体连接，正极集流体不限于通过模切的方式形成正极耳连接区23，正极耳连接区23用于与正极耳连接，沿电池的宽度方向，正极耳连接区23设置在正极集流体的一侧边缘，且正极耳连接区23伸出于正极集流体；正极片20上的正极耳连接区23的数量为至少一个，本领域的技术人员可以根据实际情况进行设置。作为一种可选实施方式，正极集流体包括第一涂敷区和绝缘区，沿电池的宽度方向，绝缘区位于第一涂敷区的一侧边缘，且绝缘区的至少部分延伸至正极耳连接区23，且第一涂敷区上设置有第一涂层21，绝缘区上设置有绝缘层22，即绝缘层22设置在第一涂层21的一侧边缘，且绝缘层22的至少部分延伸至正极耳连接区23。当然，本领域的技术人员还可以根据实际情况在第一涂层21的其他侧边缘设置绝缘层22。本实施例中通过在第一涂层21和正极耳连接区23之间设置绝缘层22，能够避免正极集流体与负极活性物质材料接触造成短路现象。
本实施例中，绝缘区设置在正极集流体的一侧边缘，为了提高正极片20的安全性，绝缘区和正极耳连接区23通过圆弧倒角过渡连接。
本实施例中，绝缘层22的厚度可以和第一涂层21的厚度相同，以保证电池的厚度一致性较好。本实施例中，对绝缘层22的宽度不做进一步地限定，本领域的技术人员可以根据实际情况进行设置，例如：绝缘层22的宽度为2mm。
本实施例中，第一涂层21中含有正极活性材料，正极活性材料包括但不限于锂过渡金属复合氧化物等，例如：钴酸锂、磷酸铁锂和锰酸锂等。绝缘层22的材质可以选用陶瓷材料。正极集流体的材质包括但不限于金属箔材、合金箔材、金属与高分子的复合箔材等。例如：正极集流体可以为铝、镍、钛等。
需要说明的是，本实施例中的宽度方向指的是图1中的x轴方向，本实施例中的厚度方向指的是图1中的z轴方向。
在上述实施例的基础上，正极耳连接区23上设置有第一加强筋231，由此，通过在正极耳连接区23上设置第一加强筋231能够避免正极耳连接区23翻折，并提高正极耳连接区23整体的力学性能和抗拉抗压强度，减小正极耳连接区23断裂的可能性。
本实施例中对第一加强筋231的形状不做进一步地限定，本领域的技术人员可以根据实际情况进行选择，例如第一加强筋231的形状可以为波浪形、圆形、半圆形、矩形或三角形中的一种或几种的组合。
结合图4所示，负极片30包括负极集流体(即第二集流体)和负极耳连接区32(即第二极耳连接区)，负极耳连接区32和负极集流体一体连接，负极集流体不限于通过模切的方式形成负极耳连接区32，负极耳连接区32用于与负极耳连接，沿电池的宽度方向，负极耳连接区32设置在负极集流体的一侧边缘，且负极耳连接区32伸出于负极集流体；负极片30上的负极耳连接区32的数量为至少一个，本领域的技术人员可以根据实际情况进行设置。作为一种可选实施方式，负极集流体上设置有第二涂层31，负极耳连接区32位于第二涂层31的一侧边缘，且第二涂层31的至少部分延伸至负极耳连接区32。本实施例中第二涂层31直接与负极耳连接区32连接(即没有绝缘层之类的中间区域)，有利于提高第二涂层31的涂敷量，降低析锂风险，提高电池安全性的同时，也有利于提高电池的能量密度。
本实施例中，为了提高负极片20的安全性，负极集流体和负极耳连接区32通过圆弧倒角过渡连接。
本实施例中，第二涂层31中含有负极活性材料，负极活性材料包括但不限于石墨、硬碳、软碳、钛酸锂和硅基材料中的一种或多种。负极集流体的材质包括但不限于金属箔材、合金箔材、金属与高分子的复合箔材等。例如：负极集流体可以为铜、镍、不锈钢等。
在上述实施例的基础上，负极耳连接区32上设置有第二加强筋321，由此，通过在负极耳连接区32上设置第二加强筋321能够避免负极耳连接区32翻折，并提高负极耳连接区32整体的力学性能和抗拉抗压强度，减小负极耳连接区32断裂的可能性。
本实施例中对第二加强筋321的形状不做进一步地限定，本领域的技术人员可以根据实际情况进行选择，例如负极耳连接区32的形状可以为波浪形、圆形、半圆形、矩形或三角形中的一种或几种的组合。
本实施例中，正极片20的至少一侧边缘在电池的厚度方向上的投影覆盖负极片30的至少一侧边缘在电池的厚度方向上的投影，第二涂层31在电池的厚度方向上的投影覆盖第一涂层21在电池的厚度方向上的投影，且第二涂层31的至少一侧边缘在电池的厚度方向上的投影位于绝缘层22内。
具体地，结合图1和图2所示，壳体10包括顶面11(即第一面)，正极耳连接区23和负极耳连接区32可以均向顶面11延伸，且正极耳与正极耳连接区23焊接后，从顶面11延伸至壳体10的外部，负极耳与负极耳连接区32焊接后，从顶面11延伸至壳体10的外部。若定义正极片20靠近顶面11的一侧边缘为正极片20的第一边缘，负极片30靠近顶面11的一侧边缘为负极片30第一边缘，第二涂层31靠近顶面11的一侧边缘为第二涂层31的第一边缘，绝缘层22靠近顶面11的一侧边缘为绝缘层22的第一边缘。则正极片20的第一侧边缘在电池的厚度方向上的投影覆盖负极片30的第一边缘在电池的厚度方向上的投影，第二涂层31在电池的厚度方向上的投影覆盖第一涂层21在电池的厚度方向上的投影，且第二涂层31的第一边缘在电池的厚度方向上的投影位于绝缘层22内。即，结合图1所示，沿电池的宽度方向，正极片20的第一边缘和负极片30的第一边缘平齐，第二涂层31的边缘超出第一涂层21的边缘，沿电池的宽度方向，第二涂层31的第一边缘和绝缘层22的第一边缘平齐。或者结合图2所示，沿电池的宽度方向，正极片20的第一边缘超出负极片30的第一边缘，第二涂层31的边缘超出第一涂层21的边缘；并且，沿电池的宽度方向，第二涂层31的第一边缘未超出绝缘层22的第一边缘。当然，本领域的技术人员还可以根据实际情况在正极片20和负极片30的其他侧边缘也采用相同的设计，此处不做进一步地限定。
本实施例中能够增大正极片20的尺寸，减小了负极片30超正极片20边缘的覆盖余量，在绝缘层22的尺寸不变的情况下，能够提高第一涂层21的尺寸，从而有利于提高正极活性材料的涂敷量，有利于提高电池的能量密度；此外，第二涂层31在电池的厚度方向上的投影覆盖第一涂层21在电池的厚度方向上的投影，能够避免析锂现象，有利于提高电池的安全性，而第二涂层31的边缘在电池的厚度方向上的投影位于绝缘层22内，能够降低电池的边缘区域和中间区域的厚度差异，提升电池表面的平整度，避免电池的边缘区域出现凹陷现象，影响电池外观和质量。
本实施例中，第二涂层31的边缘在电池的厚度方向上的投影超出第一涂层21在电池的厚度方向上的投影，第二涂层31的边缘在电池的厚度方向上的投影超出第一涂层21的边缘在电池的厚度方向上的投影的距离大于或者等于0.2mm。具体地，第二涂层31的边缘在电池的厚度方向上的投影超出第一涂层21的边缘在电池的厚度方向上的投影的距离包括不限于：0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm。由此，能够避免析锂现象，此外，与现有技术中的第二涂层31的边缘在电池的厚度方向上的投影超出第一涂层21的边缘在电池的厚度方向上的投影的距离需大于2mm以上，本实施例中第二涂层31的边缘在电池的厚度方向上的投影超出第一涂层21的边缘在电池的厚度方向上的投影的距离大于或者等于0.2mm，能够避免第二涂层31超出第一涂层21太多，影响电池表面的平整性。
在上述实施例的基础上，第二涂层31的第一边缘至顶面11之间的间距为L1，绝缘层22的第一边缘至顶面11之间的间距为L2，则L1和L2满足关系式：1≤L1/L2≤1.5，具体地，L1和L2满足的关系式包括但不限于：1≤L1/L2＜1.1、1.1≤L1/L2＜1.2、1.2≤L1/L2＜1.3、1.3≤L1/L2＜1.4、1.4≤L1/L2≤1.5。由此，有利于进一步降低电池的边缘区域和中间区域的厚度差异，提高了电池的厚度一致性，有利于提升电池表面的平整度。
较佳地，L1/L2＝1，使第二涂层31的第一边缘至顶面11之间的间距等于绝缘层22的第一边缘至顶面11之间的间距，从而使第二涂层31的第一边缘和绝缘层22的第一边缘平齐，使电池的表面具有较好地平整度。
作为一种可选实施方式，第二涂层31的第一边缘至顶面11之间的间距范围为1mm至3mm，即1mm≤L1≤3mm。具体地，第二涂层31的第一边缘至顶面11之间的间距包括不限于：1mm、1.3mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm或3mm。
作为一种可选实施方式，绝缘层22的第一边缘至顶面11之间的间距范围为1mm至2mm，即1mm≤L2≤2mm。具体地，绝缘层22的第一边缘至顶面11之间的间距包括不限于：1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm。
本实施例中，将第二涂层31的第一边缘至顶面11之间的间距范围限定在上述范围内，以及将绝缘层22的第一边缘至顶面11之间的间距范围限定在上述范围内，由此，能够给电池的顶部留出空间，便于正极耳和负极耳弯折，还能够进一步提升电池表面的平整度。
由于负极活性材料在涂敷至负极集流体上时具有流延性，现有技术中，第二涂层31在负极活性材料定型后通常具有流延形成的减薄区，减薄区位于第二涂层31的边缘部，且厚度相比第二涂层31的中间部分较小，并且朝向边缘方向，第二涂层31在边缘部的厚度逐渐减薄，这种结构不仅会使负极片30边缘存在较大的析锂风险，导致循环过程中出现界面异常及膨胀失效，且影响电池表面的平整度。结合图5所示，为了避免这种情况，本实施例中，负极片30的第二涂层31在边缘部和中间部分具有相同的厚度，即负极集流体33的边缘部的第二涂层31的厚度和中间部分的第二涂层31的厚度相同。
作为一种可选实施方式，本实施例中，负极片30可以采用如下方法制备得到：将包含负极活性材料的负极活性浆料均匀涂敷在负极集流体33上，经过烘干和辊压后，将辊压后的负极片30进行大条分切，然后采用激光清洗出极片槽位，再通过激光模切得到负极耳连接区32，最后通过小条分切得到负极片30，该负极片30的第二涂层31在边缘部和中间部分具有相同的厚度。
本实施例中，正极片20的第一涂层21也可以设置成边缘部和中间部分具有相同的厚度。
本实施例中的壳体10可以采用本领域常用的壳体，包括但不限于铝塑膜壳体、铝壳或钢壳。
本实施例的隔膜40可以采用本领域常用的隔膜40，包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、无纺布和聚纤维材质等中的一种或多种的组合。
虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种电池，其特征在于，包括电极组件和壳体，所述电极组件位于所述壳体内，所述电极组件包括层叠设置或卷绕设置的第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片的极性相反；
所述第一极片上设置有第一涂层和绝缘层，所述绝缘层设置在所述第一涂层的至少一侧边缘，所述第二极片上设置有第二涂层；
所述第二涂层在所述电池的厚度方向上的投影覆盖所述第一涂层在所述电池的厚度方向上的投影，且所述第二涂层的至少一侧边缘在所述电池的厚度方向上的投影位于所述绝缘层内。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第二涂层的边缘在所述电池的厚度方向上的投影超出所述第一涂层的边缘在所述电池的厚度方向上的投影，且所述第二涂层的边缘在所述电池的厚度方向上的投影超出所述第一涂层的边缘在所述电池的厚度方向上的投影的距离大于或者等于0.2mm。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一极片包括第一集流体和至少一个第一极耳连接区，所述第一极耳连接区伸出于所述第一集流体，所述第一集流体包括第一涂敷区和绝缘区，所述绝缘区位于所述第一涂敷区的一侧边缘，且所述绝缘区的至少部分延伸至所述第一极耳连接区，所述第一涂层设置于所述第一涂敷区，所述绝缘层设置于所述绝缘区。
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述壳体包括第一面，所述第一极耳连接区向所述第一面延伸，所述第二涂层的第一边缘至所述第一面之间的间距为L1，所述绝缘层的第一边缘至所述第一面之间的间距为L2，L1和L2满足关系式：1≤L1/L2≤1.5，其中，所述第二涂层的第一边缘为所述第二涂层靠近所述第一面的一侧边缘，所述绝缘层的第一边缘为所述绝缘层靠近所述第一面的一侧边缘。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述第二涂层的第一边缘至所述第一面之间的间距范围为1mm至3mm。
6.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述绝缘层的第一边缘至所述第一面之间的间距范围为1mm至2mm。
7.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第二极片包括第二集流体和至少一个第二极耳连接区，所述第二极耳连接区伸出于所述第二集流体，所述第二涂层设置于所述第二集流体，且所述第二涂层的至少部分延伸至所述第二极耳连接区。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第一极耳连接区上设置有第一加强筋，和/或，所述第二极耳连接区上设置有第二加强筋。
9.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第一集流体还包括圆弧倒角，所述圆弧倒角连接所述绝缘区和所述第一极耳连接区，和/或，所述第二集流体还包括圆弧倒角，所述圆弧倒角连接所述第二集流体和所述第二极耳连接区。
10.根据权利要求1至9任意一项所述的电池，其特征在于，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片，所述第二极片的所述第二涂层在边缘部和中间部分具有相同的厚度。
Priority Applications (1)
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| CN202322097940.4U CN220553479U (zh) | 2023-08-07 | 2023-08-07 | 一种电池 |
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|---|---|---|---|
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|---|---|
| CN220553479U true CN220553479U (zh) | 2024-03-01 |
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Family Applications (1)
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2023
- 2023-08-07 CN CN202322097940.4U patent/CN220553479U/zh active Active
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