CN221057463U - 集流体组件、极片以及电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种集流体组件、极片以及电池。集流体组件还包括焊接区、伸长区以及极耳；焊接区形成在留白区上且焊接区的的宽度大于留白区的宽度；伸长区的一端与焊接区连接且另一端沿第一方向延伸；极耳分别设置于绝缘层两侧的导电层，极耳一端设置于绝缘区且另一端穿过焊接区沿第一方向延伸至伸长区，且位于绝缘层两侧的导电层上的极耳在伸长区上的长度不同。本申请保证了对第一导电层与第二导电层的导通还保证了较少的极耳层数，提高了能量密度。

Description

集流体组件、极片以及电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其是涉及一种集流体组件、极片以及电池。

背景技术

现有锂离子电池的能量密度无法满足日益发展的动力电池需求。相对于卷绕工艺，叠片工艺能够有效地提高电芯的体积能量密度。考虑到质量能量密度，其中金属基的集流体组件在电池质量中占有较大一部分。

现在行业内逐渐开始探索使用复合集流体组件用以替换金属基集流体组件的可能性。复合集流体组件即中间层为绝缘聚合物层，并在绝缘层上下两面镀有金属层的三明治结构。由于中间绝缘层的存在，复合集流体组件正反两面无法实现电子导通。因此，在复合集流体组件应用过程中需要使用转接焊来导流。

目前，对复合集流体组件采用外接金属极耳的方式，使得复合集流体组件的正反两面进行导流；然而现有的外接金属极耳其尺寸一致，这样会增加极耳的层数，影响后期电池的折弯入壳；另外，极耳层数增加还会降低电芯的能量密度。

因此，亟需一种集流体组件、极片以及电池，在一定程度上以解决现有技术中存在的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种集流体组件、极片以及电池，以在一定程度上在不增加极耳层数的前提下提高电芯的能量密度。

本申请提供了一种集流体组件，包括绝缘层以及导电层；所述绝缘层的两侧分别设置有所述导电层；所述导电层沿第一方向均能够形成有活性物质区、绝缘区以及留白区，集流体组件还包括焊接区、伸长区以及极耳；

所述焊接区形成在所述留白区上，且所述焊接区的宽度大于所述留白区的宽度，以使所述焊接区能够覆盖所述留白区；所述伸长区的一端与所述焊接区连接且另一端沿所述第一方向延伸；

所述极耳分别设置于所述绝缘层两侧的所述导电层，所述极耳一端设置于所述绝缘区且另一端穿过所述焊接区沿所述第一方向延伸至所述伸长区，且位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的所述极耳在所述伸长区上的长度不同。

在上述技术方案中，进一步地，位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的其中一个所述极耳在所述伸长区上的长度设置在0.1mm-100mm之间，位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的其中一个所述极耳在所述伸长区上的长度设置在0.1mm-2mm之间。

在上述技术方案中，进一步地，位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的所述极耳在所述绝缘区上的长度均设置在0.1mm-2mm之间。

在上述技术方案中，进一步地，所述留白区的宽度设置在1mm～10mm之间，所述焊接区的宽度设置在2mm～11mm。

在上述技术方案中，进一步地，位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的所述极耳在所述焊接区上能够形成有1mm-10mm之间的接触区。

在上述技术方案中，进一步地，所述绝缘区的宽度设置在0.5mm～10mm之间。

在上述技术方案中，进一步地，所述绝缘层厚度设置在0.5μm～10μm之间。

在上述技术方案中，进一步地，位于所述绝缘层两侧的所述导电层的厚度均设置在0.2μm～5μm之间。

本申请还提供一种极片，包括上述的集流体组件；

所述焊接区包括沿所述第一方向排布的极耳区以及非极耳区；

设所述非极耳区的宽度为L22，设所述焊接区的宽度为L2，设所述留白区的宽度为L23，设所述极耳区的宽度为L21，则L21、L23、L22以及L2满足如下关系式：

本申请还提供一种电池，包括上述的集流体组件。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供了一种集流体组件，包括绝缘层以及导电层；所述绝缘层的两侧分别设置有所述导电层；所述导电层沿第一方向均能够形成有活性物质区、绝缘区以及留白区。

具体地，集流体组件还包括焊接区、伸长区以及极耳。其中，焊接区形成在留白区上且焊接区的宽度大于留白区的宽度，即当留白区与焊接区在靠近绝缘区的一端对齐时，焊接区的另一端高于(超出)留白区，也就是说，焊接区的面积是大于留白区的面积的，焊接区能够覆盖留白区(焊接区超出留白区的部分为接触区(接触区是指第一极耳和第二极耳能够焊接接触的位置，关于接触区在下文有介绍))；其中，伸长区的一端与焊接区连接且另一端沿第一方向延伸。

具体地，极耳设置有两个，分别为第一极耳和第二极耳，第一极耳设置在第一导电层，第二极耳设置在第二导电层；进一步地，第一极耳与第二极耳的一端均设置于绝缘层，且另一端沿第一方向延伸，穿过焊接区并延伸至伸长区，且位于伸长区的第一极耳的长度与位于伸长区的第二极耳的长度不等，结合图2所示，以位于伸长区的第一极耳的长度大于位于伸长区的第二极耳的长度为例，进行详细阐述。

首先，焊接区是能够覆盖留白区的，那么也就说，焊接区的一部分与留白区完全重合，另外还有一部分焊接区是多出(超出)留白区的，结合图1所示，焊接区在靠近伸长区的一端超出留白区(超出的部分为接触区)。

然后，第一极耳和第二极耳的一端均设置在绝缘区，且另一端延伸至伸长区，那么也就是说，第一极耳与第二极耳都是穿过焊接区的(在穿过焊接区的同时，势必也会穿过留白区)，第一极耳与第二极耳中的一部分是与留白区重合的，此时相当于第一极耳与第二极耳被留白区阻挡了，那么此部分的第一极耳与第二极耳无法接触，此部分的第一极耳实现的是与第一导电层的焊接，此部分的第二极耳实现的是的与第二导电层的焊接。

再然后，因为焊接区的宽度是大于留白区的宽度的，那么也就是说，还有一部分的第一极耳和第二极耳是不与留白区重合的，是超出留白区的，也就是说，此时的第一极耳与第二极耳之间没有阻挡物，那么对此部分的第一极耳和第二极耳通过焊接是可以接触的，并且当此部分的第一极耳与第二极耳焊接之后，就会实现对第一导电层与第二导电层的导通。

最后，由于第一极耳在伸长区的高度大于第二极耳在伸长区的高度，因此在形成极片时，可以将第一极耳进行折弯，使得第一极耳形成电芯的正极或负极即可，第二极耳无需折弯。

综上，即保证了对第一导电层与第二导电层的导通还保证了较少的极耳层数(本申请对于一片集流体而言，最终形成有一层极耳；而现有技术中，对于一片集流体而言，最终形成有二层极耳)，提高了能量密度。

本申请还提供一种极片，包括上述的集流体组件；

所述焊接区包括沿所述第一方向排布的极耳区以及非极耳区；

设所述非极耳区的宽度为L22，设所述焊接区的宽度为L2，设所述留白区的宽度为L23，设所述极耳区的宽度为L21，则L21、L23、L22以及L2满足如下关系式：

具体地，因极片，包括上述的集流体组件，因此具有集流体组件的所有有益效果，在此不做过多阐述。

本申请还提供一种电池，包括上述的集流体组件。因此具有集流体组件的所有有益效果，在此不做过多阐述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例一提供的集流体组件的平面示意图；

图2为本申请实施例一提供的集流体组件的截面图；

图3为本申请实施例二提供的极片的平面图。

附图标记：

1-第一方向；2-活性物质区；3-绝缘区；4-留白区；5-焊接区；6-第一导电层；8-第二导电层；9-绝缘层；10-第一极耳；14-第二极耳；15-伸长区；16-接触区；17-极耳区；18-非极耳区。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

实施例一

结合图1和图2所示，详细描述本申请提供的一种集流体组件。

在该实施例中，集流体组件包括绝缘层9、第一导电层6以及第二导电层8。

具体地，第一导电层6与第二导电层8分别设置于绝缘层9的两侧。

进一步地，绝缘层9厚度设置在0.5μm～10μm之间。优选为0.8μm。

进一步地，第一导电层6与第二导电层8厚度均设置在0.2μm～5μm之间。优选为0.3μm。

具体地，活性物质涂覆在第一导电层6以及第二导电层8的表面，使得第一导电层6以及第二导电层8沿第一方向1形成有活性物质区2、绝缘区3以及留白区4，这里面的第一方向1如图1所示。

进一步地，绝缘区3的宽度设置在0.5mm～10mm之间。优选为0.8mm。

进一步地，留白区4的宽度设置在1mm～10mm之间，在留白区4进行转接焊，从而实现第一导电层6与第二导电层8的导通。

具体地，集流体组件还包括焊接区5、伸长区15以及极耳。其中，焊接区5形成在留白区4上且焊接区5的宽度大于留白区4的宽度，即当留白区4与焊接区5在靠近绝缘区3的一端对齐时，焊接区5的另一端高于(超出)留白区4，也就是说，焊接区5的面积是大于留白区4的面积的，焊接区5能够覆盖留白区4(焊接区5超出留白区4的部分为接触区16(接触区16是指第一极耳10和第二极耳14能够焊接接触的位置，关于接触区16在下文有介绍))；其中，伸长区15的一端与焊接区5连接且另一端沿第一方向1延伸。

具体地，极耳设置有两个，分别为第一极耳10和第二极耳14，第一极耳10设置在第一导电层6，第二极耳14设置在第二导电层8；进一步地，第一极耳10与第二极耳14的一端均设置于绝缘层9，且另一端沿第一方向1延伸，穿过焊接区5并延伸至伸长区15，且位于伸长区15的第一极耳10的长度与位于伸长区15的第二极耳14的长度不等，结合图2所示，以位于伸长区15的第一极耳10的长度大于位于伸长区15的第二极耳14的长度为例，进行详细阐述。

首先，焊接区5是能够覆盖留白区4的，那么也就说，焊接区5的一部分与留白区4完全重合，另外还有一部分焊接区5是多出(超出)留白区4的，结合图1所示，焊接区5在靠近伸长区15的一端超出留白区4(超出的部分为接触区16)。

然后，第一极耳10和第二极耳14的一端均设置在绝缘区3，且另一端延伸至伸长区15，那么也就是说，第一极耳10与第二极耳14都是穿过焊接区5的(在穿过焊接区5的同时，势必也会穿过留白区4)，第一极耳10与第二极耳14中的一部分是与留白区4重合的，此时相当于第一极耳10与第二极耳14被留白区4阻挡了，那么此部分的第一极耳10与第二极耳14无法接触，此部分的第一极耳10实现的是与第一导电层6的焊接，此部分的第二极耳14实现的是与第二导电层8的焊接。

再然后，因为焊接区5的宽度是大于留白区4的宽度的，那么也就是说，还有一部分的第一极耳10和第二极耳14是不与留白区4重合的，是超出留白区4的，也就是说，此时的第一极耳10与第二极耳14之间没有阻挡物，那么对此部分的第一极耳10和第二极耳14通过焊接是可以接触的，并且当此部分的第一极耳10与第二极耳14焊接之后，就会实现对第一导电层6与第二导电层8的导通。

最后，由于第一极耳10在伸长区15的高度大于第二极耳14在伸长区15的高度，因此在形成极片时，可以将第一极耳10进行折弯，使得第一极耳10形成电芯的正极或负极即可，第二极耳14无需折弯。

综上，即保证了对第一导电层6与第二导电层8的导通还保证了较少的极耳层数(本申请对于一片集流体而言，最终形成有一层极耳；而现有技术中，对于一片集流体而言，最终形成有二层极耳)，提高了能量密度。

除此之外，本申请在工艺步骤中，可以实现一次性焊接，无需二次焊接；结合图2所示，本申请可以直接在焊接区5实现对第一极耳10与第一导电层6、第二极耳14与第二导电层8、第一极耳10与第二极耳14的焊接，能够一次焊接，工艺简单。

在该实施例中，第一极耳10在伸长区15上的长度设置在0.2mm-100mm之间，第二极耳14在伸长区15上的长度设置在0.1mm-2mm之间。

一种可选地，第一接耳在伸长区15上的长度为100mm,第二极耳14在伸长区15上的长度为2mm。

另一种可选地，第一接耳在伸长区15上的长度为50mm,第二极耳14在伸长区15上的长度为1mm。

再一种可选地，第一接耳在伸长区15上的长度为0.2mm,第二极耳14在伸长区15上的长度为0.1mm。

综上，在实际的焊接过程中，考虑到焊接会有一定的误差或其它不确定因素导致的偏差，因此将第二极耳14在伸长区15设置有一定的长度，可以将第二极耳14与伸长区15的重叠部分称之为缓冲区。

在该实施例中，第一极耳10在绝缘区3上的长度设置在在0.1mm-2mm之间，第二极耳14在绝缘区3上的长度设置在0.1mm-2mm之间。

一种可选地，第一极耳10在绝缘区3上的长度为0.1mm，第二极耳14在绝缘区3上的长度为0.1mm。

另一种可选地，第一极耳10在绝缘区3上的长度为2mm，第二极耳14在绝缘区3上的长度为2mm。

再一种可选地，第一极耳10在绝缘区3上的长度为1mm，第二极耳14在绝缘区3上的长度为1mm。

综上，在实际的焊接过程中，考虑到焊接会有一定的误差或其它不确定因素导致的偏差，因此将第一极耳10与第二极耳14在绝缘区3设置有一定的长度，可以将第一极耳10与绝缘区3的重叠部分以及第二极耳14与绝缘区3重叠的部分称之为缓冲区。

在该实施例中，留白区4的宽度设置在1mm～10mm之间，焊接区5的宽度设置在2mm～11mm。

一种可选地，留白区4的宽度为1mm，焊接区5的宽度设置为2mm。那么焊接区5超过留白区4的宽度为1mm(2mm-1mm)。

另一种可选地，留白区4的宽度为1mm，焊接区5的宽度设置为11mm。那么焊接区5超过留白区4的宽度为10mm(11mm-1mm)。

具体地，焊接区5超过留白区4的部分称之为接触区16，在接触区16内，第一极耳10与第二极耳14未被留白区4阻挡，即可以进行焊接，焊接之后就可以实现第一极耳10与第二极耳14的导电，进而实现了第一导电层6与第二导电层8的导电。另外通过对留白区4以及焊接区5的宽度的设置可知，接触区16的宽的设置在1mm-10mm之间的接触区16。

综上，本申请的焊接区5的宽度大于留白区4的宽度，第一极耳10在伸长区15的长度大于第二极耳14在伸长区15的长度，因此可有效提高转接焊的导流能力，并且减少了极耳层数。

实施例二

结合图3所示，在该实施例中还提供一种极片，包括上述的集流体组件。

具体地，焊接区5可以换分为极耳区17和非极耳区18，极耳区17以及非极耳区18沿第一方向1排布。

具体地，设非极耳区18的宽度为L22，设焊接区5的宽度为L2，设留白区4的宽度为L23，设极耳区17的宽度为L21，则L21、L23、L22以及L2满足如下关系式：

综上，极片在模切过程中可以一次成型，极大地提高了生产效率。并且由于每一个极片都能作为电芯的一个最小单元，可以有效地提高复合集流体叠片生产的良率。

实施例三

本申请还提供一种电池，包括上述的集流体组件。因此具有集流体组件的所有有益效果，在此不做过多阐述。

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。

Claims (10)

1.一种集流体组件，包括绝缘层以及导电层；所述绝缘层的两侧分别设置有所述导电层；所述导电层沿第一方向均能够形成有活性物质区、绝缘区以及留白区，其特征在于，所述集流体组件还包括焊接区、伸长区以及极耳；

所述焊接区形成在所述留白区上，且所述焊接区的宽度大于所述留白区的宽度，以使所述焊接区能够覆盖所述留白区；所述伸长区的一端与所述焊接区连接且另一端沿所述第一方向延伸；

所述极耳分别设置于所述绝缘层两侧的所述导电层，所述极耳一端设置于所述绝缘区且另一端穿过所述焊接区沿所述第一方向延伸至所述伸长区，且位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的所述极耳在所述伸长区上的长度不同。

2.根据权利要求1所述的集流体组件，其特征在于，位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的其中一个所述极耳在所述伸长区上的长度设置在0.1mm-100mm之间，位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的其中一个所述极耳在所述伸长区上的长度设置在0.1mm-2mm之间。

3.根据权利要求1所述的集流体组件，其特征在于，位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的所述极耳在所述绝缘区上的长度均设置在0.1mm-2mm之间。

4.根据权利要求1所述的集流体组件，其特征在于，所述留白区的宽度设置在1mm～10mm之间，所述焊接区的宽度设置在2mm～11mm。

5.根据权利要求4所述的集流体组件，其特征在于，位于所述绝缘层两侧的所述导电层上的所述极耳在所述焊接区上能够形成有1mm-10mm之间的接触区。

6.根据权利要求1所述的集流体组件，其特征在于，所述绝缘区的宽度设置在0.5mm～10mm之间。

7.根据权利要求1所述的集流体组件，其特征在于，所述绝缘层厚度设置在0.5μm～10μm之间。

8.根据权利要求1所述的集流体组件，其特征在于，位于所述绝缘层两侧的所述导电层的厚度均设置在0.2μm～5μm之间。

9.一种极片，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的集流体组件；

所述焊接区包括沿所述第一方向排布的极耳区以及非极耳区；

设所述非极耳区的宽度为L22，设所述焊接区的宽度为L2，设所述留白区的宽度为L23，设所述极耳区的宽度为L21，则L21、L23、L22以及L2满足如下关系式：

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-8中任意一项所述的集流体组件。