CN220753526U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池单体、电池及用电装置,属于电池技术领域。电池单体,包括电极组件,电极组件包括极片和胶带。极片沿预设的卷绕方向卷绕,极片包括靠近卷绕起点的第一端和靠近卷绕终点的第二端,以及胶带,至少部分与极片的第一端和/或第二端的表面粘接,其中,胶带包括沿厚度方向贯穿胶带的贯穿孔。本申请实施例提供的电池单体,通过在极片靠近卷绕起点的第一端表面粘接胶带,可以改善电极组件的中心孔的支撑作用;在极片靠近卷绕终点的第二端的表面粘贴胶带,可以实现极片收尾固定效果,可以防止卷绕后的电极组件松散;胶带包括沿厚度方向贯穿胶带的贯穿孔,可以改善电池单体在注入电解液时的浸润效果,从而提高电池单体的循环性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
电池在充放电的使用过程中,电池单体会发生鼓胀而影响电池安全性能。此外随着电池的充放电循环,电解液被不断消耗,影响电池的寿命。
实用新型内容
本申请旨在至少解决背景技术中存在的技术问题之一。为此,本申请的一个目的在于提供一种电池单体、电池及用电装置,以提高电池单体的循环性能。
本申请第一方面的实施例提供一种电池单体,电池单体包括电极组件,电极组件包括极片和胶带,极片沿预设的卷绕方向卷绕,极片包括靠近卷绕起点的第一端和靠近卷绕终点的第二端,以及胶带,至少部分与极片的第一端和/或第二端的表面粘接,其中,胶带包括沿厚度方向贯穿胶带的贯穿孔。
本申请实施例的技术方案中,通过在极片靠近卷绕起点的第一端表面粘接胶带,可以改善电极组件的中心孔的支撑作用;在极片靠近卷绕终点的第二端的表面粘贴胶带,可以实现极片收尾固定效果,可以防止卷绕后的电极组件松散;胶带包括沿厚度方向贯穿胶带的贯穿孔,可以改善电池单体在注入电解液时的浸润效果,从而提高电池单体的循环性能。
在一些实施例中,沿极片的长度方向,胶带包括相连的第一区域和第二区域,第一区域粘贴在极片的表面,第二区域与极片错开,其中,贯穿孔位于第二区域。通过将贯穿孔布置在与极片错开的第二区域,无贯穿孔的第一区域与极片的表面的粘贴区域的面积更大,可以使胶带与极片之间的粘接更加固定可靠,同时能够有效减小胶带对离子扩散通道的阻挡,还可以提高电池单体在注入电解液时的浸润效果。
在一些实施例中,胶带包括第一粘贴层和第二粘贴层,第一粘贴层的第一区域与第二粘贴层的第一区域分别粘贴于极片的相对的两个表面,第一粘贴层的第二区域与第二粘贴层的第二区域对贴。通过设置第一粘贴层和第二粘贴层便于将胶带粘贴至极片的一端的两侧表面,而且两个粘贴层对贴可以阻止胶层露出,粘结极片过辊,有利于电极组件的顺利卷绕。
在一些实施例中,胶带包括沿厚度方向依次设置的基材层和胶层,基材层设有多个第一通孔,胶层设有与多个第一通孔一一对应的第二通孔,第一通孔与第二通孔连通以形成贯穿孔;其中,第一通孔在胶层的表面的投影完全落入第二通孔的范围内。将位于表面的基材层的第一通孔设为小于胶层的第二通孔,可允许胶带在对贴过程中贯穿孔之间的错位,从而可以简化胶带的粘贴工艺。
在一些实施例中,沿极片的宽度方向,极片包括极耳区和极片本体区,极片本体区至少部分表面与胶带粘贴。沿极片的宽度方向,极片包括极耳区和极片本体区,极片本体区至少部分表面与胶带粘贴,极片的部分表面与胶带粘贴,可以减小胶带错位、胶带有褶皱或有气泡的概率,从而简化胶带的粘贴工艺。
在一些实施例中,极耳区至少部分表面与胶带粘贴。通过极耳区至少部分表面与胶带粘贴,可以减小极耳区翻折的概率。
在一些实施例中,贯穿孔的形状包括椭圆形,圆形和多边形中的一种或多种。贯穿孔的形状包括椭圆形,圆形和多边形中的一种或多种,贯穿孔可以兼容多种不同的形状,从而在贯穿孔的加工过程中可以适用于多种冲孔模具,进而降低胶带的生产难度。
在一些实施例中,相邻的两个贯穿孔的中心之间的间距与贯穿孔的中心至贯穿孔的边缘的最大距离的比值S满足2<S≤3。通过使相邻的两个贯穿孔的中心之间的间距与贯穿孔的中心至贯穿孔的边缘的最大距离的比值S满足2≤S≤3,在提升对电极组件的支撑效果的同时还可以提升电解液的浸润效果。
在一些实施例中,贯穿孔为圆形孔,贯穿孔的直径L1满足0.1mm≤L1≤10mm,相邻的两个贯穿孔的中心之间的间距L2满足0.2mm≤L2≤30mm。通过使贯穿孔的直径L1满足0.1mm≤L1≤10mm,相邻的两个贯穿孔的中心之间的间距L2满足0.2mm≤L2≤30mm,可以使胶带与极片之间的粘接固定可靠,同时能够减小胶带对锂离子扩散通道的阻挡,减小胶带对电解液的浸润效果的影响。
在一些实施例中,贯穿孔的直径L1满足0.5mm≤L1≤5mm,相邻的两个贯穿孔的中心之间的间距L2满足1mm≤L2≤15mm。通过使贯穿孔的直径L1满足0.5mm≤L1≤5mm,相邻的两个贯穿孔的中心之间的间距L2满足1mm≤L2≤15mm,可以使胶带与极片之间的粘接更加固定可靠,也能够有效减小胶带对锂离子扩散通道的阻挡,进一步减小胶带对电解液的浸润效果的影响。
本申请第二方面的实施例提供一种电池,其包括上述实施例中的电池单体。
本申请第三方面的实施例提供一种用电装置,其包括上述实施例中的电池,电池用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
在附图中,除非另外规定,否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解,这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式,而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图;
图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的一种电极组件的结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的极片展开后的结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的极片贴胶示意图一;
图7为本申请一些实施例提供的极片贴胶示意图二;
图8为本申请一些实施例提供的极片贴胶示意图三;
图9为本申请一些实施例提供的极片贴胶示意图四;
图10为本申请一些实施例提供的胶带局部放大图;
图11为图10的剖视图。
附图标记说明:
1000、车辆;
100、电池;200,控制器;300,马达;
10、箱体;11,第一部分;12,第二部分;
20、电池单体;21、端盖;22、壳体;23、电极组件;
201、极片;210、正极极片;211、正极极片第一端;212、正极极片第二端;220、负极极片;221、负极极片第一端;222、负极极片第二端;230、极耳区;240、极片本体区;310、隔膜;
400、胶带;410、第一区域;420、第二区域;430、贯穿孔;401、第一粘贴层;402、第二粘贴层;440、第一通孔;450、第二通孔;403、基材层;404、胶层。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“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申请实施例和简化描述,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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“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;也可以是机械连接,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。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申请实施例中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。
对于卷绕式电极组件而言,正极极片、隔离膜、负极极片卷绕后,在电极组件的中心位置将形成中心孔。电极组件在充放电过程中,随着极片的膨胀和收缩,电极组件的中心位置极易坍塌,该位置极片坍塌后容易打皱,该处极片不平整,使得极片与极片之间产生沟壑状间隙,导致离子传输受阻。
在一种实施方式中,可以通过在极片的起始位置粘贴胶带的方式对极片进行了加强,使得在中心孔位置处的极片形成自支撑结构,增强极片的抗变形能力,降低电极组件的中心位置变形塌陷的风险。然而,由于在极片的起始位置粘贴胶带而导致注液时电解液浸润时间长,贴胶部分电解液的流动性差,电池单体循环性能不佳。
基于以上考虑,为了解决电池循环性能不佳的问题。本申请提出了一种电池单体,通过在极片靠近卷绕起点的第一端表面粘接胶带,改善电极组件的中心孔的支撑作用;在极片靠近卷绕终点的第二端的表面粘贴胶带,实现极片收尾固定效果,确保卷绕后的电极组件不会松散;胶带包括沿厚度方向贯穿胶带的贯穿孔,改善电池单体在注入电解液时的浸润效果,从而提高电池单体的循环性能。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统,这样,有利于提高电池单体中电解液的流动性,提升电池单体的循环性能。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置,用电装置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、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池的分解结构示意图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中,每个电池单体20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。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3,电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以及其他的功能性部件。
端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。在一些实施例中,端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件23电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中,端盖21上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖21的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。在一些实施例中,在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件,可以于壳体22上设置开口,通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖21和壳体22一体化,具体地,端盖21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体22的内部时,再使端盖21盖合壳体22。壳体22可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。
电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电芯组件的主体部,正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
根据本申请的一些实施例,参照图4至图9,图4为本申请一些实施例提供的一种电极组件的结构示意图,图5为本申请一些实施例提供的极片展开后的结构示意图,图6为本申请一些实施例提供的极片贴胶示意图一,图7为本申请一些实施例提供的极片贴胶示意图二,图8为本申请一些实施例提供的极片贴胶示意图三,图9为本申请一些实施例提供的极片贴胶示意图四,图10为本申请一些实施例提供的胶带局部放大图,图11为图10的剖视图。
本申请提供了一种电池单体20,电池单体20包括电极组件23,电极组件23包括极片201和胶带400,极片201沿预设的卷绕方向R卷绕,极片201包括靠近卷绕起点的第一端和靠近卷绕终点的第二端,以及胶带400,至少部分与极片201的第一端和/或第二端的表面粘接,其中,胶带400包括沿厚度方向贯穿胶带400的贯穿孔430。
本申请实施例的电极组件23可适用于各类电池单体20。电池单体20可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本公开实施例对此并不限定。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体20一般按封装的方式分柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
在本申请实施例中,极片201可以是正极极片210,也可以是负极极片220,电极组件23中还可以包括隔膜310,设置在正极极片210和负极极片220之间。电极组件23的运行是通过电解液中的金属离子在正极极片210和负极极片220之间移动实现的。
示例性的,电极组件23的卷绕结构可以为圆柱形卷绕结构,预设的卷绕方向可以是从内部向外部卷绕的方向,将极片201的一端作为卷绕起点,由内向外卷绕成型。靠近卷绕起点的第一端位于电极组件23的内部,靠近卷绕终点的第二端位于电极组件23的外部。
参照图4,负极极片220在卷绕方向R上具有靠近卷绕起点的负极极片第一端221和靠近卷绕终点的负极极片第二端222,正极极片210在卷绕方向R上具有靠近卷绕起点的正极极片第一端211和靠近卷绕终点的正极极片第二端212。在电极组件中,一片隔膜310、负极极片220、另一片隔膜310和正极极片210依次叠置后延预设的卷绕方向R卷绕,两片隔膜310在预设卷绕方向R上均可以比负极极片220和正极极片210更长,相应地,电极组件23的最内侧可先从两片隔膜310卷起,并将两片隔膜310的末端卷绕在电极组件23的最外侧。
在一个示例中,负极极片220的负极极片第一端221和正极极片210的正极极片第一端211中的至少一个在表面至少部分粘贴有胶带400。在一些实施例中,胶带400沿极片201的宽度方向Y粘贴在极片201一端的表面。通过在极片201靠近卷绕起点粘贴胶带400可以使得在中心孔位置处的极片201形成自支撑结构,增强极片201的抗变形能力,降低电极组件23的中心位置变形塌陷的风险。
在另一个示例中,负极极片220的负极极片第二端222和正极极片210的正极极片第二端212中的至少一个在表面至少部分粘贴有胶带400。通过在极片201靠近卷绕终点的第二端使用胶带400实现粘接固定,可实现极片201收尾固定效果,确保卷绕后的电极组件23不会松散。
在又一个示例中,参照图5,负极极片220的负极极片第一端221和负极极片第二端222,以及正极极片210的正极极片第一端211和正极极片第二端212的表面的至少部分均粘贴有胶带400。通过在极片201靠近卷绕起点粘贴胶带400可以使得在中心孔位置处的极片201形成自支撑结构,增强极片201的抗变形能力,降低电极组件23的中心位置变形塌陷的风险,同时,在极片201靠近卷绕终点的第二端使用胶带400实现粘接固定,可实现极片201收尾固定效果,确保卷绕后的电极组件23不会松散。
在本申请实施例中,胶带400可以包括基材层403和胶层404,胶层404设置在基材层403的一侧表面,胶层404可作为粘接面,而基材层403的另一侧表面作为非粘接面。胶带400包括沿厚度方向贯穿胶带400的贯穿孔430,在电池充放电的过程中,电极组件23内部的金属离子可以通过胶带400上包括的贯穿孔430在正极极片210和负极极片220之间移动。参照图5贯穿孔430可以位于胶带400的整个区域,参照图6至图9,贯穿孔430也可以只位于胶带400的部分区域。贯穿孔430的数量可以为多个;贯穿孔430的形状可以为椭圆形、圆形和多边形中的一种或多种。
本申请实施例中,通过在极片201靠近卷绕起点的第一端表面粘接胶带400,改善电极组件23的中心孔的支撑作用;在极片201靠近卷绕终点的第二端的表面粘贴胶带400,实现极片201收尾固定效果,可以防止卷绕后的电极组件23松散;胶带400包括沿厚度方向贯穿胶带400的贯穿孔430,可以改善电池单体20在注入电解液时的浸润效果,从而提高电池单体20的循环性能。
根据本申请的一些实施例,沿极片201的长度方向X,胶带400可以包括相连的第一区域410和第二区域420,第一区域410粘贴在极片201的表面,第二区域420与极片201错开,其中,贯穿孔430位于第二区域420。
示例性的,参照图5,极片201可以是负极极片220的负极极片第一端221和负极极片第二端222,以及正极极片210的正极极片第一端211和正极极片第二端212中的任意一个。极片201的表面的至少部分粘贴有胶带400。
在负极极片第一端221、负极极片第二端222、正极极片第一端211和正极极片第二端212,沿极片201的长度方向X,胶带400可以包括相连的第一区域410和第二区域420,胶带400包括的沿厚度方向贯穿胶带400的贯穿孔430位于第二区域420,也就是说胶带400的第一区域410不包括贯穿孔430,胶带400的第一区域410粘贴在极片201的表面,增加胶带400和极片201的粘接面积,以减小胶带400在极片201卷绕形成电极组件的过程中脱落的概率,还可以防止胶带400打孔区域会形成富锂区域而产生析锂风险。
本申请实施例中,沿极片201的长度方向X,胶带400包括相连的第一区域410和第二区域420,通过将贯穿孔430布置在与极片201错开的第二区域420,无贯穿孔430的第一区域410与极片201的表面的粘贴区域的面积更大,可以使胶带400与极片201之间的粘接更加固定可靠,同时能够有效减小胶带400对离子扩散通道的阻挡,还可以提高电池单体20在注入电解液时的浸润效果。
根据本申请的一些实施例,参照图5,胶带400包括第一粘贴层401和第二粘贴层402,第一粘贴层401的第一区域410与第二粘贴层402的第一区域410分别粘贴于极片201的相对的两个表面,第一粘贴层401的第二区域420与第二粘贴层402的第二区域420对贴。
示例性的,负极极片220的负极极片第一端221和负极极片第二端222,以及正极极片210的正极极片第一端211和正极极片第二端212的表面的至少部分均粘贴有胶带400。
在负极极片第一端221、负极极片第二端222、正极极片第一端211和正极极片第二端212,胶带400包括第一粘贴层401和第二粘贴层402,第一粘贴层401的第一区域410与第二粘贴层402的第一区域410分别粘贴于极片的相对的两个表面,第一粘贴层401的第二区域420与第二粘贴层402的第二区域420对贴。
在第一粘贴层401的第二区域420与第二粘贴层402的第二区域420均可以设置有贯穿孔430,第一粘贴层401的第二区域420与第二粘贴层402的第二区域420对贴时,贯穿孔430对齐,以使得在胶带400包括第一粘贴层401和第二粘贴层402的情况下胶带400包括沿厚度方向贯穿胶带400的贯穿孔430。
本申请实施例中,通过设置第一粘贴层401和第二粘贴层402便于将胶带400粘贴至极片201的一端的两侧表面,而且两个粘贴层对贴可以阻止胶层露出,粘结极片过辊,有利于电极组件23的顺利卷绕。
根据本申请的一些实施例,参照图10和图11,胶带400包括沿厚度方向Z依次设置的基材层403和胶层404,基材层403设有多个第一通孔440,胶层404设有与多个第一通孔440一一对应的第二通孔450,第一通孔440与第二通孔450连通以形成贯穿孔430;其中,第一通孔440在胶层404的表面的投影完全落入第二通孔450的范围内。
在本申请实施例中,胶带400可以包括基材层403和胶层404,胶层404设置在基材层的一侧表面,胶层404可作为粘接面,而基材层403的另一侧表面作为非粘接面。基材层403的材料可包括聚丙烯(Polypropylene,即PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,即PET)或聚酰亚胺(polyimide,即PI)等。胶层404的材料可包括亚克力胶(即PMMA胶)等。
在本申请实施例中,参照图11,基材层403设有的第一通孔440沿胶带400的厚度方向Z贯穿基材层,胶层404设有的第二通孔450沿胶带400的厚度方向Z贯穿胶层404,第一通孔440与第二通孔450的形状可以相同,也可以不同。第二通孔450与第一通孔440一一对应,且第一通孔440在胶层404的表面的投影完全落入第二通孔450的范围内,指的是基材层403能够完全覆盖胶层的表面并且具有超出胶层的一部分,这样在第一粘贴层401和第二粘贴层402对贴时,即使出现一定的错位,基材层403超出胶层404的这一部分也能够遮住因错位而露出的胶层404,这样可以阻止胶层404黏附其他表面,例如在卷绕或传送时黏贴极片或者传送辊。
本申请实施例中,将位于表面的基材层403的第一通孔440设为小于胶层404的第二通孔450,可允许胶带400在对贴过程中贯穿孔430之间的错位,从而可以简化胶带400的粘贴工艺。
根据本申请的一些实施例,沿极片201的宽度方向Y,极片201包括极耳区230和极片本体区240,极片本体区240至少部分表面与胶带400粘贴。
在一些实施例中,极片201的极片本体区240为集流体上涂敷有活性物质的区域,极片201的极耳区230为集流体上未涂敷活性物质的区域。极耳区230和极片本体区240沿极片201的宽度方向Y相邻设置。极片201可以是正极极片210,也可以是负极极片220。正极极片210包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体以作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片220包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。
在一些实施例中,沿极片201的宽度方向Y,胶带400的宽度可以与极片本体区240的宽度相同,胶带400的宽度也可以小于极片本体区240的宽度。
示例性的,参照图8,沿极片201的宽度方向Y,胶带400的宽度小于极片本体区240的宽度,极片本体区240的部分表面与胶带400粘贴。
本申请实施例中,沿极片201的宽度方向Y,极片201包括极耳区230和极片本体区240,极片本体区240至少部分表面与胶带400粘贴,极片201的部分表面与胶带400粘贴,可以减小胶带400错位、胶带400有褶皱或有气泡的概率,从而简化胶带400的粘贴工艺。
根据本申请的一些实施例,极耳区230至少部分表面与胶带400粘贴。
本申请实施例中,沿极片201的宽度方向Y,可以是极耳区230的全部表面与胶带400粘贴,也可以是极耳区230的部分表面与胶带400粘贴。
示例性的,参照图6,沿极片201的宽度方向Y,极片本体区240的部分表面和极耳区230的部分表面与胶带400粘贴。
本申请实施例中,通过极耳区230至少部分表面与胶带400粘贴,可以减小极耳区230翻折的概率。
在一些实施例中,沿极片201的宽度方向Y,胶带400的尺寸可以大于或等于极片201的尺寸。
本申请实施例中,沿极片201的宽度方向Y,胶带400的尺寸大于或等于极片201的尺寸,指的是极耳区230的表面和极片本体区240的表面均与胶带400粘贴。
示例性的,参照图7和图9,沿极片201的宽度方向Y,极耳区230的全部表面和极片本体区240的全部表面均与胶带400粘贴。
本申请实施例中,沿极片201的宽度方向Y,胶带400的尺寸大于或等于极片201的尺寸,可以进一步减小极耳翻折的概率,同时还可以进一步降低对胶带400粘贴的工艺需求。
根据本申请的一些实施例,贯穿孔430的形状可以包括椭圆形,圆形和多边形中的一种或多种。
示例性的,参照图8,贯穿孔430的形状为三角形。参照图6、图7和图9,贯穿孔430的形状为圆形。
在一个示例中,贯穿孔430的形状可以同时包括椭圆形,圆形和多边形。
本申请实施例中,贯穿孔430的形状包括椭圆形,圆形和多边形中的一种或多种,贯穿孔430可以兼容多种不同的形状,从而在贯穿孔430的加工过程中可以适用于多种冲孔模具,进而降低胶带400的生产难度。
根据本申请的一些实施例,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L与贯穿孔430的中心至贯穿孔430的边缘的最大距离的比值S满足2<S≤3。
本申请实施例中,参照图7,相邻的两个贯穿孔的中心之间的间距为L。相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L与贯穿孔430的中心至贯穿孔430的边缘的最大距离的比值S过小,即相邻的两个贯穿孔430之间的距离过近,则胶带400的整体结构强度会变弱,在极片201卷绕的过程中会容易断裂,不利于对电极组件的结构进行支撑。
本申请实施例中,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距与贯穿孔430的中心至贯穿孔430的边缘的最大距离的比值S过大,即相邻的两个贯穿孔430之间的距离过远,则贯穿孔430的数量会偏少,不利于提升电解液的浸润效果。
可选的,S可以为2、2.2、2.4、2.6、2.8或3等。
本申请实施例中,通过使相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距与贯穿孔430的中心至贯穿孔430的边缘的最大距离的比值S满足2<S≤3,在提升对电极组件23的支撑效果的同时还可以提升电解液的浸润效果。
根据本申请的一些实施例,参考图10,贯穿孔430为圆形孔,贯穿孔430的直径L1满足0.1毫米(mm)≤L1≤10mm,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L2满足0.2mm≤L2≤30mm。
在本申请实施例中,贯穿孔430的直径L1越小则越容易堵塞,而贯穿孔430的直径L1越大则胶带400的支撑强度会减弱,胶带400与极片201的表面粘接的粘接强度也会减小。同样的,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L2越大,贯穿孔430的数量就越少,电池单体的浸润效果就越差;相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L2越大,贯穿孔430的数量就越多,胶带400的支撑强度会减弱,胶带400与极片201的表面粘接的粘接强度也会减小。
可选的,贯穿孔430的直径L1可以为0.1mm、1mm、3mm、5mm或10mm等,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L2可以为0.2mm、5mm、10mm、20mm或30mm等。
本申请实施例中,通过使贯穿孔430的直径L1满足0.1mm≤L1≤10mm,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L2满足0.2mm≤L2≤30mm,可以使胶带400与极片201之间的粘接固定可靠,同时能够减小胶带400对锂离子扩散通道的阻挡,减小胶带400对电解液的浸润效果的影响。
根据本申请的一些实施例,贯穿孔430的直径L1满足0.5mm≤L1≤5mm,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L2满足1mm≤L2≤15mm。
可选的,贯穿孔430的直径L1可以为0.5mm、1mm、3mm、4mm或5mm等,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L2可以为1mm、5mm、10mm、10mm或15mm等。
本申请实施例中,通过使贯穿孔430的直径L1满足0.5mm≤L1≤5mm,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L2满足1mm≤L2≤15mm,可以使胶带400与极片201之间的粘接更加固定可靠,也能够有效减小胶带400对锂离子扩散通道的阻挡,进一步减小胶带400对电解液的浸润效果的影响。
本申请实施例提供了一种电池100,电池100包括上述实施例中的电池单体20。
通过采用本申请实施例中的电池单体20,可以改善电池单体在注入电解液时的浸润效果,提高电池单体20循环性能。
本申请实施例提供了一种用电装置,用电装置包括上述实施例中的电池100,电池100用于提供电能。
下面通过一个具体实施例对本申请的技术方案做进一步说明,如图1至图11所示,
电池单体20包括电极组件23,电极组件23包括极片201和胶带400,极片201沿预设的卷绕方向R卷绕,极片201包括靠近卷绕起点的第一端和靠近卷绕终点的第二端,以及胶带400,至少部分与极片201的第一端和/或第二端的表面粘接,其中,胶带400包括沿厚度方向贯穿胶带400的贯穿孔430。贯穿孔430的形状包括椭圆形,圆形和多边形中的一种或多种。相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L与贯穿孔430的中心至贯穿孔430的边缘的最大距离的比值S满足2≤S≤3。
胶带400包括第一粘贴层401和第二粘贴层402,第一粘贴层401的第一区域410与第二粘贴层402的第一区域410分别粘贴于极片201的相对的两个表面,第一粘贴层401的第二区域420与第二粘贴层402的第二区域420对贴。
胶带400包括沿厚度方向依次设置的基材层403和胶层404,基材层403设有多个第一通孔440,胶层404设有与多个第一通孔440一一对应的第二通孔450,第一通孔440与第二通孔450连通以形成贯穿孔430;其中,第一通孔440在胶层404的表面的投影完全落入第二通孔450的范围内。
沿极片201的长度方向X,胶带400可以包括相连的第一区域410和第二区域420,第一区域410粘贴在极片201的表面,第二区域420与极片201错开,其中,贯穿孔430位于第二区域420。沿极片201的宽度方向Y,极片201包括极耳区230和极片本体区240,在一些实施例中,极片本体区240至少部分表面与胶带400粘贴。在另一些实施例中,极耳区230至少部分表面与胶带400粘贴。在又一些实施例中,沿极片201的宽度方向Y,胶带400的尺寸大于或等于极片201的尺寸。
在一些实施例中,贯穿孔430为圆形孔,贯穿孔430的直径L1满足0.5mm≤L1≤5mm,相邻的两个贯穿孔430的中心之间的间距L2满足1mm≤L2≤15mm。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (12)
1.一种电池单体,其特征在于,包括电极组件,所述电极组件包括:
极片,所述极片沿预设的卷绕方向卷绕,所述极片包括靠近卷绕起点的第一端和靠近卷绕终点的第二端,以及
胶带,至少部分与所述极片的第一端和/或第二端的表面粘接,其中,所述胶带包括沿厚度方向贯穿所述胶带的贯穿孔。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述极片的长度方向,所述胶带包括相连的第一区域和第二区域,所述第一区域粘贴在所述极片的表面,所述第二区域与所述极片错开,其中,所述贯穿孔位于所述第二区域。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述胶带包括第一粘贴层和第二粘贴层,所述第一粘贴层的第一区域与所述第二粘贴层的第一区域分别粘贴于所述极片的相对的两个表面,所述第一粘贴层的第二区域与所述第二粘贴层的第二区域对贴。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述胶带包括沿厚度方向依次设置的基材层和胶层,所述基材层设有多个第一通孔,所述胶层设有与所述多个第一通孔一一对应的第二通孔,所述第一通孔与所述第二通孔连通以形成所述贯穿孔;
其中,所述第一通孔在所述胶层的表面的投影完全落入所述第二通孔的范围内。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述极片的宽度方向,所述极片包括极耳区和极片本体区,所述极片本体区至少部分表面与所述胶带粘贴。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述极耳区至少部分表面与所述胶带粘贴。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述贯穿孔的形状包括椭圆形、圆形和多边形中的一种或多种。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,相邻的两个所述贯穿孔的中心之间的间距与所述贯穿孔的中心至所述贯穿孔的边缘的最大距离的比值S满足2<S≤3。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述贯穿孔为圆形孔,所述贯穿孔的直径L1满足0.1mm≤L1≤10mm,相邻的两个所述贯穿孔的中心之间的间距L2满足0.2mm≤L2≤30mm。
10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,所述贯穿孔的直径L1满足0.5mm≤L1≤5mm,所述相邻的两个所述贯穿孔的中心之间的间距L2满足1mm≤L2≤15mm。
11.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1至10中任一项所述的电池单体。
12.一种用电装置,其特征在于,所述用电装置包括如权利要求11所述的电池,所述电池用于提供电能。
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