CN106450157A - 极片组件、电芯及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种极片组件、电芯及电池，极片组件包括极片、连接在所述极片上的极耳以及导电胶层；所述导电胶层贴覆在所述极耳和极片上，并导电连接所述极耳和极片。本发明通过在极片上设置导电胶层，连接极片和极耳，增大极耳与极片之间的连接面积，可提高电芯的导电性，提高电芯的倍率性能。

Description

极片组件、电芯及电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种极片组件、电芯及电池。
背景技术
锂离子电池已广泛应用于电动工具、电动汽车、电网储能等各种领域，市场对电池的快速充电及大倍率放电要求越来越高。
目前锂离子电池制作过程中，极耳与极片之间以焊点或成条焊印连接，两者之间连接不牢靠，容易断开，影响电芯的导电性能，不利于电池倍率性能的提高。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种提高导电性能和倍率性能的极片组件、使用该极片组件的电芯及电池。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种极片组件，包括极片、连接在所述极片上的极耳以及导电胶层；所述导电胶层贴覆在所述极耳和极片上，并导电连接所述极耳和极片。
优选地，所述极片包括箔材、涂覆在所述箔材相对两侧上的浆料涂层；所述极片上设有裸露出所述箔材的定位槽，所述极耳设置在所述定位槽内并连接在所述箔材上；所述导电胶层覆盖所述定位槽。
优选地，所述导电胶层的边缘延伸至所述浆料涂层上。
优选地，所述导电胶层延伸在所述浆料涂层上的边缘宽度≤2mm。
优选地，所述导电胶层由导电聚合物制成；或者，所述导电胶层由非导电的基体混合导电粒子或导电聚合物制成。
优选地，所述导电聚合物为聚吡咯、聚苯胺或聚乙炔；
所述非导电的基体为环氧树脂或硅酮；所述导电粒子包括金属粉末和石墨中的一种或多种。
本发明还提供一种电芯，包括卷绕成柱状体的叠层结构；所述叠层结构包括正极片、负极片、叠置在所述正极片和负极片之间的隔膜；所述正极片和/或负极片为上述任一项所述的极片组件。
优选地，所述正极片和负极片上的极耳分别伸出所述电芯的两个端部。
优选地，所述电芯最外圈裸露出所述负极片的箔材；裸露的所述箔材包覆有导电胶。
本发明还提供一种电池，包括以上任一项所述的电芯、外壳；所述电芯设置在所述外壳内并与所述外壳导电连接。
本发明的有益效果：通过在极片上设置导电胶层，连接极片和极耳，增大极耳与极片之间的连接面积，可提高电芯的导电性，提高电芯的倍率性能。
另外，通过电芯(卷芯)最外圈以极片的箔材收尾并包覆导电胶，可作为极片的另一极耳与壳体完全接触，提高电芯与外壳的导电连接性，降低电池内阻，提高电芯的倍率性能。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的极片组件的结构示意图；
图2是图1的俯视图；
图3是本发明一实施例的电芯的结构示意图；
图4是本发明中极片组件制成的电芯与传统电芯测得的内阻比较图；
图5是本发明中极片组件制成的电芯与传统电芯在设定温度下大电流放电容量保持率比较图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1、2所示，本发明一实施例的极片组件，用于电芯，其包括极片10、连接在极片10上的极耳20以及导电胶层30。导电胶层30贴覆在极耳20和极片10上，并导电连接极耳20和极片10。
其中，极片10包括箔材11、涂覆在箔材11相对两侧上的浆料涂层12。箔材11可选用铜箔。浆料涂层12可由正极浆料形成，从而极片10为正极片；或者，浆料涂层12由负极浆料形成，从而极片10为负极片。
极片10上设有裸露出箔材11的定位槽13；定位槽13从浆料涂层12上贯穿至箔材11上方，作为空箔区域，方便极耳20设置在其中并焊接在箔材11上。极耳20设置在定位槽13内并通过焊接方式连接在箔材11上。
导电胶层30贴覆在极耳30表面上并延伸至定位槽13底面(箔材11表面)，使得箔材11通过导电胶层30与极耳30电连接，降低电芯内，阻提高电芯的导电性，以提高倍率。
优选地，导电胶层30延伸至整个定位槽13，从而将定位槽13覆盖。
作为选择，导电胶层30在定位槽13内延伸至其侧壁以与浆料涂层12相接；或者，导电胶层30边缘延伸至浆料涂层12上，增强导电胶层30在箔材11上的连接强度。
本实施例中，如图2所示，导电胶层30的边缘延伸至浆料涂层12上。并且，为了不影响电芯的电容量，导电胶层30延伸在浆料涂层12上的边缘宽度≤2mm。
此外，导电胶层30的边缘还可延伸出定位槽13而贴覆在箔材11的侧面。同理，导电胶层30延伸出定位槽13的边缘宽度≤2mm。
具体地，又如图1、2所示，为方便极耳20的焊接，极片10的相对两侧分别裸露出箔材11的部分，因此，定位槽13可包括分别位于极片10两侧上的第一定位槽131和第二定位槽132。第一定位槽131和第二定位槽132相对，且分别从箔材11两侧的浆料涂层12上贯通至箔材11表面。极耳30设置在第一定位槽131内，焊接设备从箔材11两侧操作将极耳20定位并焊接在箔材11上。
为将极片10上所有空箔区域覆盖，导电胶层20可包括覆盖第一定位槽131的第一导电胶层31和覆盖第二定位槽132的第二导电胶层32。
进一步地，导电胶层30可为结构型导电胶，是指本身具有导电性或经掺杂后具有导电性的导电聚合物制成；导电聚合物也称作本征型导电高分子材料，是由具有共轭∏键或部分共轭的高分子经化学或电化学“掺杂”，使其由绝缘体转变为导体的一类高分子材料。作为选择，导电聚合物可为聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PAn)或聚乙炔(PA)等。
导电胶层30可为填充型导电胶，由非导电的基体混合导电粒子或导电聚合物制成。非导电的基体主要有以下几类：环氧类，例如环氧树脂；硅酮或非导电聚合物。混合的导电粒子可以是Au、Ag、Cu、Al、Zn、Fe、Ni等金属粉末和石墨等中的一种或多种。
如图3所示，本发明一实施例的电芯，包括卷绕成柱状体40的叠层结构。叠层结构包括正极片、负极片、叠置在正极片和负极片之间的隔膜。正极片和负极片上的极耳分别伸出电芯的两个端部。
其中，正极片和/或负极片为上述的极片组件。
通常，电芯上最外圈部分为负极片。进一步地，为提高负极片与电池外壳的电连接，可在电芯最外圈上设置导电胶50，可作为负极的另一个极耳与外壳连接。
本实施例中，电芯最外圈裸露出负极片的箔材；导电胶50包覆在裸露的箔材上，与箔材电连接。
导电胶50在电芯最外圈上可将负极片边缘侧包覆住，起到固定作用，保证电芯(卷芯)不松散。此外，导电胶50还具有导电性功能，可使裸露的箔材完全与外壳接触。
导电胶50可与上述的导电胶层30相同材料制成。
本发明一实施例的电池，包括外壳以及上述的电芯；电芯设置在外壳内并与外壳导电连接。其中，通过电芯外圈上导电胶的设置，其在外壳内可与外壳壁面接触电连接，结合正极片和/或负极片上导电胶层的设置，提高电芯的导电性，降低电芯内阻，提高电芯的倍率性能。
将本发明的极片组件制成的电芯与传统电芯(极片上不设置导电胶层)测得的内阻、在设定温度下大电流放电容量保持率进行比较，分别如图4、5所示。
图4中，上方的数据点为传统电芯的内阻，下方的数据点为本发明电芯的内阻。从图中可知，本发明电芯的内阻低于传统电芯的内阻，两者内阻差10mΩ-15mΩ。
图5中，每一组柱体中左边为传统电芯的放电容量保持率，右边为本发明电芯的放电容量保持率。从图中可知，本发明电芯在设定温度下大电流放电容量保持率高于传统电芯的大电流放电容量保持率，大电流放电容量保持率相差35％；温度相差34℃。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种极片组件，其特征在于，包括极片、连接在所述极片上的极耳以及导电胶层；所述导电胶层贴覆在所述极耳和极片上，并导电连接所述极耳和极片。
2.根据权利要求1所述的极片组件，其特征在于，所述极片包括箔材、涂覆在所述箔材相对两侧上的浆料涂层；所述极片上设有裸露出所述箔材的定位槽，所述极耳设置在所述定位槽内并连接在所述箔材上；所述导电胶层覆盖所述定位槽。
3.根据权利要求2所述的极片组件，其特征在于，所述导电胶层的边缘延伸至所述浆料涂层上。
4.根据权利要求3所述的极片组件，其特征在于，所述导电胶层延伸在所述浆料涂层上的边缘宽度≤2mm。
5.根据权利要求1所述的极片组件，其特征在于，所述导电胶层由导电聚合物制成；或者，所述导电胶层由非导电的基体混合导电粒子或导电聚合物制成。
6.根据权利要求5所述的极片组件，其特征在于，所述导电聚合物为聚吡咯、聚苯胺或聚乙炔；
所述非导电的基体为环氧树脂或硅酮；所述导电粒子包括金属粉末和石墨中的一种或多种。
7.一种电芯，其特征在于，包括卷绕成柱状体的叠层结构；所述叠层结构包括正极片、负极片、叠置在所述正极片和负极片之间的隔膜；所述正极片和/或负极片为权利要求1-6任一项所述的极片组件。
8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述正极片和负极片上的极耳分别伸出所述电芯的两个端部。
9.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述电芯最外圈裸露出所述负极片的箔材；裸露的所述箔材包覆有导电胶。
10.一种电池，其特征在于，包括权利要求7-9任一项所述的电芯、外壳；所述电芯设置在所述外壳内并与所述外壳导电连接。
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