CN220652040U - 阴极片、卷芯、电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种阴极片、卷芯、电芯及电池。阴极片的活性物质层设置有第一凹槽，阴极片的活性物质层的端部通过第一胶层的粘接进行保护，第一凹槽能够为第一胶层的粘接提供空间，以补偿第一胶层的厚度尺寸，减小阴极片后续卷绕形成卷芯后卷芯的整体厚度。电芯的卷芯的外表面设置有第二胶层，以实现与外壳的连接并提高安全性能，阴极片的活性物质层设置有第二凹槽，第二凹槽的设置能够提供空间补偿第二胶层的厚度尺寸，以减小卷芯的整体厚度。本申请能够在设置有胶层以提高电池的安全性能的基础上，提高电芯表面平整度并确保能量密度。

Description

阴极片、卷芯、电芯及电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其是涉及一种阴极片、卷芯、电芯及电池。

背景技术

在电芯的制备中，由于电芯的安全性能的需求，相关技术通常在电芯设置有多种胶纸以降低短路、跌落等意外所带来的风险，但胶纸的使用会使得电芯的外表面具有凸起，降低电芯外表面的平整度，并增加电芯的体积，导致电芯能量密度的降低。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种阴极片，能够在阴极片设置有第一胶层的基础上，保证电池的能量密度。

本申请还提出一种具有上述阴极片的卷芯。

本申请还提出一种具有上述卷芯的电芯。

本申请还提出一种电芯，能够在设置有第二胶层的基础上，确保电池的能量密度。

本申请还提出一种具有上述电芯的电池。

根据本申请实施例的阴极片，包括：

集流体，具有设定的长度和厚度，所述集流体设置有空箔区和涂覆区，所述空箔区和所述涂覆区沿所述集流体的长度方向依次连接，所述涂覆区设置有活性物质层，所述集流体的厚度方向上的至少一侧设置有所述活性物质层，所述活性物质层设置有第一凹槽，所述第一凹槽设置于所述活性物质层背离所述集流体的一侧，且所述第一凹槽位于所述活性物质层在所述集流体的长度方向的端部；

第一胶层，包括互相连接的第一粘接部和第二粘接部，所述第一粘接部粘接于所述集流体的所述空箔区，所述第二粘接部粘接于所述活性物质层，所述第二粘接部位于所述第一凹槽内。

根据本申请实施例的阴极片，至少具有如下有益效果：第一胶层能够作为阴极保护胶对阴极片进行保护，防止收尾毛刺所导致内部短路，并覆盖活性物质成的边缘，以提供足够的阳极overhang。第一凹槽的设置能够为第一胶层的粘接提供空间，以补偿第一胶层的厚度尺寸，减小阴极片后续卷绕形成卷芯后卷芯的整体厚度，提高电芯表面平整度并确保能量密度。

根据本申请的一些实施例，所述第一凹槽在所述集流体的长度方向具有宽度W1，所述第二粘接部在所述集流体的长度方向具有宽度W2，满足：W1＞W2。

根据本申请的一些实施例，所述第一凹槽在所述集流体的厚度方向具有深度H1，所述第二粘接部在所述集流体的厚底方向具有厚度H2，满足：H1＞H2。

根据本申请实施例的卷芯，所述卷芯包括阳极片、隔膜以及上述实施例所述的阴极片，所述隔膜设置于所述阳极片与所述阴极片之间，所述阴极片、所述隔膜和所述阳极片沿第一方向卷绕形成所述卷芯。

根据本申请实施例的卷芯，至少具有如下有益效果：通过应用本申请实施例的阴极片，能够在通过第一胶层提供保护性能保护的基础上，提高卷芯表面的平整度，确保电芯的能量密度。

根据本申请的第一方面实施例的电芯，包括上述实施例的卷芯，还包括第二胶层，所述第二胶层用于与外壳粘接，所述第二胶层粘接于所述卷芯的外表面；所述阴极片的所述活性物质层还设置有第二凹槽，所述第二凹槽位于所述活性物质层背离所述集流体的一侧，所述第二凹槽在第二方向上与所述第二胶层对应设置，所述第二方向垂直于所述第一方向。

根据本申请第一方面实施例的电芯，至少具有如下有益效果：通过应用本申请实施例的卷芯，能够在通过第一胶层提供保护性能保护的基础上，提高电芯表面的平整度，确保电芯的能量密度。并通过第二胶层将卷芯与壳体粘接，提高连接强度，并提高抗跌落性能，减小卷芯在受到冲击时出现损坏几率。且第二凹槽的设置能够在第二方向上提供空间补偿第二胶层的厚度尺寸，以减小卷芯的整体厚度，提高电芯表面平整度并确保能量密度。

根据本申请的第二方面实施例的电芯，包括第二胶层和卷芯，所述第二胶层用于与外壳粘接。所述卷芯包括阴极片、阳极片和隔膜，所述隔膜设置于所述阳极片与所述阴极片之间，所述阴极片、所述隔膜和所述阳极片沿第一方向卷绕形成所述卷芯，所述第二胶层粘接于所述卷芯的外表面；所述阴极片设置有第二凹槽，所述第二凹槽在第二方向上与所述第二胶层对应设置，所述第二方向垂直于所述第一方向。

根据本申请的第二方面实施例的电芯，至少具有如下有益效果：通过第二胶层能够将卷芯与壳体粘接，提高连接强度，并提高抗跌落性能，减小卷芯在受到冲击时出现损坏几率。第二凹槽的设置能够在第二方向上提供空间补偿第二胶层的厚度尺寸，以减小卷芯的整体厚度，提高电芯表面平整度并确保能量密度。

根据本申请的一些实施例，所述卷芯在所述第二方向上具有内侧和外侧，所述第二凹槽位于所述阴极片朝向所述卷芯的外侧的一侧。

根据本申请的一些实施例，所述阴极片卷绕形成多个圈层，所述阴极片的各所述圈层在所述第二方向上依次排列，所述第二凹槽设置于所述阴极片与所述第二胶层相邻的所述圈层。

根据本申请的一些实施例，所述阴极片卷绕形成多个圈层，所述阴极片的各所述圈层在所述第二方向上依次排列，至少两个所述圈层上设置有所述第二凹槽，各所述第二凹槽在所述第二方向上对应。

根据本申请的一些实施例，所述第二凹槽具有设定的宽度W4和深度H4，所述第二胶层具有设定的宽度W3和厚度H3，所述第二凹槽的宽度与所述第二胶层的宽度同向，所述第二凹槽的深度与所述第二胶层的厚度同向，满足：W4＞W3，H4＞H3。

根据本申请的一些实施例，所述阴极片包括多个延伸段和多个弯曲段，所述延伸段和所述弯曲段沿第一方向交替设置，所述弯曲段的首尾两端分别连接在所述第一方向上相邻的两所述延伸段，所述第二凹槽设置于所述延伸段，所述第二胶层在所述第二方向上的投影位于所述延伸段上。

根据本申请实施例的电池，包括上述任一实施例所述的电芯。

根据本申请实施例的电池，至少具有如下有益效果：通过应用本申请实施例的电芯，能够在利用胶层以提高电池安全性能的基础上，确保电芯表面的平整度，并确保电池的能量密度。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请实施例的电芯的示意图；

图2为图1中a处的细节示意图；

图3为图1中b处的细节示意图；

图4为图1中c处的细节示意图。

附图标记：

卷芯10、阴极片100、延伸段120、弯曲段130、第一圈层140、第二圈层150、第三圈层160、集流体200、空箔区300、涂覆区400、活性物质层500、第一凹槽510、第二凹槽520、第一胶层600、第一粘接部610、第二粘接部620、第二胶层700、阳极片800、隔膜900。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。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例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者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。

针对相关技术中的电芯由于胶纸的设置使得电芯能量密度降低的问题，本申请通过在阴极极片上设置有凹槽，通过凹槽补偿胶纸所带来的尺寸增加，以提高电芯表面的平整度，保证电芯的能量密度。

下面参照说明书附图描述本申请实施例的阴极片、电芯及电池。需要说明的是，图1及图2中为了方便展示，各层结构间均做了间隔处理，实际中各层结构之间互相挤压抵持在一起。

参照图1、图3和图4，根据本申请实施例的阴极片100，包括集流体200和第一胶层600，集流体200具有设定的长度和厚度，集流体200设置有空箔区300和涂覆区400，空箔区300和涂覆区400沿集流体200的长度方向依次连接，空箔区300露出集流体200，涂覆区400设置有活性物质层500，集流体200的厚度方向上的至少一侧设置有活性物质层500，活性物质层500设置有第一凹槽510，第一凹槽510设置于活性物质层500背离集流体200的一侧，且第一凹槽510位于活性物质层500在集流体200的长度方向的端部。第一胶层600包括互相连接的第一粘接部610和第二粘接部620，第一粘接部610粘接于集流体200的空箔区300，第二粘接部620粘接于活性物质层500，第二粘接部620位于第一凹槽510内。第一胶层600能够作为阴极保护胶对阴极片100进行保护，防止收尾毛刺所导致内部短路，并覆盖活性物质层500的边缘，以提供足够的阳极overhang(阳极片800长度和宽度方向多出负极片之外的部分)。第一凹槽510的设置能够为第一胶层600的粘接提供空间，以补偿第一胶层600的厚度尺寸，减小阴极片100后续卷绕形成卷芯10后卷芯10的整体厚度，提高电芯表面平整度并确保能量密度。

能够理解的是，集流体200在厚度方向上的两侧的空箔区300以及涂覆区400的设置可以是不同的，例如，参照图3和图4，集流体200双面涂覆的部分集流体200的两侧均设置有活性物质层500，集流体200单面涂覆的部分仅有其中一侧设置有活性物质层500，则集流体200的其中一侧的涂覆区400的区域占比较大，另一侧的涂覆区400的占比较小。因此，多个第一胶层600在集流体200厚度方向上的两侧的设置位置可能是不同的，但各第一胶层600的第一粘接部610均粘接于集流体200，第二粘接部620均粘接于活性物质层500，以确保对阴极片100的各活性物质层500的端部的覆盖，确保保护作用。活性物质层500在集流体200的长度方向的两端均设置有第一凹槽510，以分别容纳补偿位于两端的第一胶层600。

需要说明的是，图1所展示的为阴极片100卷绕为卷芯10之后的状态，在该状态下，集流体200的长度方向与卷绕方向相同。图2至图4的左右方向为长度方向，图2至图4的上下方向为厚度方向。

参照图3和图4，在一些实施例中，第一凹槽510在集流体200的长度方向具有宽度W1，第二粘接部620在集流体200的长度方向具有宽度W2，满足：W1＞W2。通过使得W1大于W2，能够确保第一凹槽510具有足够的宽度容纳第二粘接部620，确保补偿效果，减少由于定位误差等制程误差使得第一胶层600贴附后，第二粘接部620背离集流体200的一侧在厚度方向上凸出于活性物质层500背离集流体200的一侧的几率。

参照图3和图4，在一些实施例中，第一凹槽510在集流体200的厚度方向具有深度H1，第二粘接部620在集流体200的厚底方向具有厚度H2，满足：H1＞H2。通过使得H1大于H2，能够确保第一凹槽510具有足够的厚度容纳第二粘接部620，确保补偿效果，进一步减小阴极片100卷绕成卷芯10后，卷芯10出现局部凸出的几率。

参照图1、参照图3和图4，根据本申请实施例的卷芯10，卷芯10包括阳极片800、隔膜900和上述任一实施例的阴极片100，隔膜900设置于阳极片800与阴极片100之间，阴极片100、隔膜900和阳极片800沿第一方向卷绕形成卷芯10。通过应用本申请实施例的阴极片100，能够在通过第一胶层600提供保护性能保护的基础上，提高卷芯表面的平整度，确保电芯的能量密度。

参照图1至图4，根据本申请的第一方面实施例的电芯，包括上述实施例的卷芯10，还包括第二胶层700，第二胶层700用于与外壳粘接，第二胶层700粘接于卷芯10的外表面；阴极片100的活性物质层500还设置有第二凹槽520，第二凹槽520位于活性物质层500背离集流体200的一侧，第二凹槽520在第二方向上与第二胶层700对应设置，第二方向垂直于第一方向。通过应用本申请实施例的卷芯10，能够在通过第一胶层600提供保护性能保护的基础上，提高电芯表面的平整度，确保电芯的能量密度。并通过第二胶层700将卷芯10与壳体粘接，提高连接强度，并提高抗跌落性能，减小卷芯10在受到冲击时出现损坏几率。且第二凹槽520的设置能够在第二方向上提供空间补偿第二胶层700的厚度尺寸，以减小卷芯10的整体厚度，提高电芯表面平整度并确保能量密度。

参照图1和图2，根据本申请的第二方面实施例的电芯，包括第二胶层700和卷芯10，第二胶层700用于与外壳(图中未示出)粘接。卷芯10包括阴极片100、阳极片800和隔膜900，隔膜900设置于阳极片800与阴极片100之间，阴极片100、隔膜900和阳极片800沿第一方向卷绕形成卷芯10，第二胶层700粘接于卷芯10的外表面；阴极片100设置有第二凹槽520，第二凹槽520在第二方向上与第二胶层700对应设置，第二方向垂直于第一方向。通过第二胶层700能够将卷芯10与壳体粘接，提高连接强度，并提高抗跌落性能，减小卷芯10在受到冲击时出现损坏几率。第二凹槽520的设置能够在第二方向上提供空间补偿第二胶层700的厚度尺寸，以减小卷芯10的整体厚度，提高电芯表面平整度并确保能量密度。

具体地，第二胶层700可以选择为热熔胶等本领域常规的粘接胶。由于卷芯10卷绕时，处于外表面的通常是阴极片100，因此，第二胶层700可以直接粘接在阴极片100上。其中，阴极片100具体包括集流体200和活性物质层500，第二凹槽520是设置在阴极片100的活性物质层500上的。第二胶层700所粘接的外壳可以是铝塑膜，也可以是铝制壳体等本领域中电池常规的壳体。

需要说明的是，第一方向可以为环绕呈圆形的方向，以使得卷芯成型后为圆柱状。第一方向也可以为环绕呈腰型孔的形状的方向，以使得卷芯成型后横截面呈腰型，且具有延伸段120和弯曲段130。第二方向为垂直于第一方向的方向，即在第一方向的轨迹线上任取一点，该点的切线的垂线方向即为第二方向，具体可以参照图1。

参照图1和图2，在一些实施例中，卷芯10在第二方向上具有内侧和外侧，第二凹槽520位于阴极片100朝向卷芯10的外侧的一侧，以提高对第二凹槽520的空间利用率，提高对第二胶层700的厚度的补偿效果。具体地，阴极片100的集流体200在第二方向上的两侧均设置有活性物质层500，第二凹槽520设置于集流体200朝向卷芯10外的一侧的活性物质层500上，位于外侧的一侧与第二胶层700距离更近，且与第二胶层700之间所间隔的隔膜900、阳极片800等其他结构更少，因此能够有效提高第二凹槽520的空间利用率。

参照图1和图2，在一些实施例中，阴极片100卷绕形成多个圈层，阴极片100的各圈层在第二方向上依次排列，第二凹槽520设置于阴极片100与第二胶层700相邻的圈层，以尽可能减小第二凹槽520与第二胶层700的间距，以提高对第二凹槽520的空间利用率，提高对第二胶层700的厚度的补偿效果。可以理解的是，阴极片100的圈层，指的并不是围绕成为一个封闭的圆圈，而是指的阴极片100卷绕后所形成的各相对的层结构之间的层级关系，以阴极片100最内侧的起始部分为第一圈层140，则在第二方向上由卷芯10的内侧至外侧，位于第一圈层140外侧的阴极片100的部分即为第二圈层150，位于第二圈层150外的阴极片100的部分即为第三圈层160。

其中，将第二凹槽520设置于阴极片100与第二胶层700相邻的圈层，且将第二胶层700设置于阴极片100朝向卷芯10的外侧的一侧，能够进一步提高对第二凹槽520的空间利用率，提高对第二胶层700的厚度的补偿效果。

参照图1和图2，在一些实施例中，阴极片100卷绕形成多个圈层，阴极片100的各圈层在第二方向上依次排列，至少两个圈层上设置有第二凹槽520，各第二凹槽520在第二方向上对应。通过设置多个第二凹槽520，能够增加补偿空间，以确保具有足够的空间来补偿第二胶层700的厚度凸出，或者，可以将单个第二凹槽520所需设置的深度均分在多个第二凹槽520上，以适配不同厚度的活性物质层500。

参照图1和图2，在一些实施例中，第二凹槽520具有设定的宽度W4和深度H4，第二胶层700具有设定的宽度W3和厚度H3，第二凹槽520的宽度与第二胶层700的宽度同向，第二凹槽520的深度与第二胶层700的厚度同向，满足：W4＞W3，H4＞H3。通过使得第二凹槽520的宽度大于第二胶层700的宽度、使得第二凹槽520的深度大于第二胶层700的厚度，能够确保第二凹槽520具有足够的空间对第二胶层700的尺寸进行补偿，确保补偿效果。

参照图1，在一些实施例中，阴极片100包括多个延伸段120和多个弯曲段130，延伸段120和弯曲段130沿第一方向交替设置，弯曲段130的首尾两端分别连接在第一方向上相邻的两延伸段120，第二凹槽520设置于延伸段120，第二胶层700在第二方向上的投影位于延伸段120上，以使得第二胶层700粘接于卷芯10较为平整的大面上，而不是粘接在弯曲部分，以方便电芯的制程，降低第二凹槽520的设置难度，并且，降低第二凹槽520与第二胶层700的定位难度，确保第二凹槽520对第二胶层700的补偿效果。

可以理解的是，在卷绕电池中，具有横截面为圆形的电芯以及横截面为腰型孔状的电芯，腰型孔状的横截面沿直线延伸的部分即为电芯的大面，圆弧状即为电芯的弯曲部分。

根据本申请实施例的电池，包括上述任一实施例的电芯。通过应用本申请实施例的电芯，能够在利用胶层以提高电池安全性能的基础上，确保电芯表面的平整度，并确保电池的能量密度。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (12)

1.阴极片，其特征在于，包括：

集流体，具有设定的长度和厚度，所述集流体设置有空箔区和涂覆区，所述空箔区和所述涂覆区沿所述集流体的长度方向依次连接，所述涂覆区设置有活性物质层，所述集流体的厚度方向上的至少一侧设置有所述活性物质层，所述活性物质层设置有第一凹槽，所述第一凹槽设置于所述活性物质层背离所述集流体的一侧，且所述第一凹槽位于所述活性物质层在所述集流体的长度方向的端部；

第一胶层，包括互相连接的第一粘接部和第二粘接部，所述第一粘接部粘接于所述集流体的所述空箔区，所述第二粘接部粘接于所述活性物质层，所述第二粘接部位于所述第一凹槽内。

2.根据权利要求1所述的阴极片，其特征在于，所述第一凹槽在所述集流体的长度方向具有宽度W1，所述第二粘接部在所述集流体的长度方向具有宽度W2，满足：W1＞W2。

3.根据权利要求1所述的阴极片，其特征在于，所述第一凹槽在所述集流体的厚度方向具有深度H1，所述第二粘接部在所述集流体的厚底方向具有厚度H2，满足：H1＞H2。

4.卷芯，其特征在于，包括阳极片、隔膜以及权利要求1至3任一项所述的阴极片，所述隔膜设置于所述阳极片与所述阴极片之间，所述阴极片、所述隔膜和所述阳极片沿第一方向卷绕形成所述卷芯。

5.电芯，其特征在于，包括第二胶层和权利要求4所述的卷芯，所述第二胶层用于与外壳粘接，所述第二胶层粘接于所述卷芯的外表面；所述阴极片的所述活性物质层还设置有第二凹槽，所述第二凹槽位于所述活性物质层背离所述集流体的一侧，所述第二凹槽在第二方向上与所述第二胶层对应设置，所述第二方向垂直于所述第一方向。

6.电芯，其特征在于，包括：

第二胶层，用于与外壳粘接；

卷芯，包括阴极片、阳极片和隔膜，所述隔膜设置于所述阳极片与所述阴极片之间，所述阴极片、所述隔膜和所述阳极片沿第一方向卷绕形成所述卷芯，所述第二胶层粘接于所述卷芯的外表面；所述阴极片设置有第二凹槽，所述第二凹槽在第二方向上与所述第二胶层对应设置，所述第二方向垂直于所述第一方向。

7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述卷芯在所述第二方向上具有内侧和外侧，所述第二凹槽位于所述阴极片朝向所述卷芯的外侧的一侧。

8.根据权利要求6或7所述的电芯，其特征在于，所述阴极片卷绕形成多个圈层，所述阴极片的各所述圈层在所述第二方向上依次排列，所述第二凹槽设置于所述阴极片与所述第二胶层相邻的所述圈层。

9.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述阴极片卷绕形成多个圈层，所述阴极片的各所述圈层在所述第二方向上依次排列，至少两个所述圈层上设置有所述第二凹槽，各所述第二凹槽在所述第二方向上对应。

10.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述第二凹槽具有设定的宽度W4和深度H4，所述第二胶层具有设定的宽度W3和厚度H3，所述第二凹槽的宽度与所述第二胶层的宽度同向，所述第二凹槽的深度与所述第二胶层的厚度同向，满足：W4＞W3，H4＞H3。

11.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述阴极片包括多个延伸段和多个弯曲段，所述延伸段和所述弯曲段沿第一方向交替设置，所述弯曲段的首尾两端分别连接在所述第一方向上相邻的两所述延伸段，所述第二凹槽设置于所述延伸段，所述第二胶层在所述第二方向上的投影位于所述延伸段上。

12.电池，其特征在于，包括权利要求5至11任一项所述的电芯。