CN214254468U - 电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电芯及电池，其中，电芯包括正极片、负极片和隔膜，正极片和负极片层叠设置，正极片和负极片之间具有至少一片隔膜，负极片设有至少两个间隔设置的第一极耳。通过在负极片上间隔设置多个第一极耳，可以使电流较均匀的分布在负极片上。负极片上各处电流密度相差较小，可以降低负极耳附近析锂风险，从而降低了电池的安全隐患。

Description

电芯及电池

技术领域

本申请涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种电芯及电池。

背景技术

随着电池技术的发展，电池在人们生活中的应用日益广泛，人们对电池性能的要求也越来越高。为提高电池的充电速度，通常采用负极极耳中置结构。但是，由于负极片的电流均通过中置的极耳，导致负极极耳处的电流密度高于负极片上其他位置的电流密度，充电过程中负极耳附近区域容易发生析锂，安全隐患高。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电芯及电池，解决了电池充电过程中，负极耳附近区域容易发生析锂，安全隐患高的问题。

为达到上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种电芯，所述电芯包括正极片、负极片和隔膜；

所述负极片设有至少两个间隔设置的第一极耳；

所述正极片包括正极集流体和第二极耳，所述正极集流体的第一面和第二面均设有第一活性材料层，所述第一活性材料层中设有露出集流体的凹槽，所述第二极耳设于所述凹槽内；

所述正极片和所述负极片层叠设置，所述正极片和所述负极片之间具有至少一片隔膜。

可选的，多个所述第一极耳均匀间隔设置于所述负极片。

可选的，所述正极片和所述负极片层叠后按照预设折数进行卷绕，所述第一极耳的数量小于或等于所述预设折数。

可选的，所述预设折数的数量为所述第一极耳的数量的2倍至3倍。

可选的，所述负极片包括负极集流体，所述负极集流体设有多个凸起区域。

可选的，所述凹槽为四边形区域，所述凹槽有三边与第一活性材料层邻接，所述第二极耳设于所述凹槽内。

可选的，所述凹槽距离所述第一活性材料层第一边的距离，与所述凹槽距离所述第一活性材料层第二边的距离之差，不超过所述第一活性材料层最长长度的十分之一；

其中，所述第一活性材料层的第一边和所述第一活性材料层的第二边为相对边，且所述第一活性材料层的第一边和所述第一活性材料层的第二边均为所述第一活性材料层的最***边。

可选的，所述凹槽距离所述第一活性材料层第一边的距离，与所述凹槽距离所述第一活性材料层第二边的距离相等。

可选的，所述正极片包括至少两个所述第二极耳。

可选的，所述正极片和所述负极片层叠设置并卷绕形成所述电芯，所述电芯的最外层为未覆盖第一活性材料层的正极集流体。

第二方面，本申请实施例提供一种电池，所述电池包括如第一方面所述的电芯。

本申请实施例中，电芯包括正极片、负极片和隔膜，正极片和负极片层叠设置，正极片和负极片之间具有至少一片隔膜，负极片设有至少两个间隔设置的第一极耳。通过在负极片上间隔设置多个第一极耳，可以使电流较均匀的分布在负极片上。负极片上各处电流密度相差较小，可以降低负极耳附近析锂风险，从而降低了电池的安全隐患。

附图说明

为了更清楚的说明本申请实施例中的技术方案，现对说明书附图作如下说明，显而易见地，下述附图仅是本申请的实施例，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，还可以根据所列附图获得其他附图。

图1是本申请实施例提供的负极片的结构示意图之一；

图2是本申请实施例提供的负极片的结构示意图之二；

图3是本申请实施例提供的正极片的结构示意图之一；

图4是本申请实施例提供的正极片的结构示意图之二；

图5是本申请实施例提供的电芯的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在本申请中的实施例的基础上，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参见图1、图2、图3、图4和图5，本申请实施例提供一种电芯，所述电芯包括正极片、负极片和隔膜30；

所述负极片设有至少两个间隔设置的第一极耳12；

所述正极片包括正极集流体21和第二极耳23，所述正极集流体21的第一面和第二面均设有第一活性材料层22，所述第一活性材料层中设有露出集流体的凹槽24，所述第二极耳23设于所述凹槽24内；

所述正极片和所述负极片层叠设置，所述正极片和所述负极片之间具有至少一片隔膜30。

具体的，参见图1和图2，负极片包括负极集流体11，负极集流体11的材质可以为铜箔，负极集流体11上涂覆有第二活性材料层13，第二活性材料层13的材质可以为石墨、硬碳、硅、氧化亚硅等。可以通过模切的方式在负极片的第一面1a间隔设置多个第一极耳12。多个相邻的第一极耳12之间的间距可以相等，也可以不相等。正极集流体21的材质可以为铝箔，凹槽24 为未覆盖第一活性材料层22的区域。正极集流体21的第一面即正极片的第一面2a设有凹槽24，正极片的第二面2b与凹槽24对应的位置也可以设有凹槽 24。参见图5，正极片、隔膜30和负极片层叠设置并卷绕形成电芯。

本申请提供的隔膜30可以为常规的锂电池隔膜，其包含基材和涂层，其中基材可为聚乙烯(PE)单层膜、聚丙烯(PP)单层膜或PP/PE/PP三层复合膜，涂层可为多孔二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛、二氧化锆中的至少一种。隔膜30是正负极片的绝缘体，通过在正负极片间设置隔膜30可以增加短路时阻值，降低短路电流，预防局部热平衡失效。

现有技术中，负极片通常采用极耳中置结构。负极片的电流均通过中置的极耳，导致极耳处的电流密度高于负极片上其他位置的电流密度，充电过程中极耳附近区域容易发生析锂，析锂反应是引起电池内阻增大、容量衰减、库伦效率下降的致命元凶，严重时甚至可能引发火灾、***等安全隐患。

本申请实施例中，电芯包括正极片、负极片和隔膜30，正极片和负极片层叠设置，正极片和负极片之间具有至少一片隔膜30，负极片设有至少两个间隔设置的第一极耳12。通过在负极片上间隔设置多个第一极耳12，可以使电流较均匀的分布在负极片上。负极片上各处电流密度相差较小，可以降低负极耳附近析锂风险，从而降低了电池的安全隐患。

需要说明的是，多个所述第一极耳12可以较为均匀的间隔设置于所述负极片。通过将多个第一极耳12较为均匀的间隔设置于负极片，可以使电流在负极片上分布更均匀，进一步减小负极片上各处电流密度的差距，降低负极耳附近析锂风险，从而降低电池的安全隐患。

可选的，所述正极片和所述负极片层叠后按照预设折数进行卷绕，所述第一极耳12的数量小于或等于所述预设折数。

参见图5，应理解，正极片和负极片按预设折数进行卷绕后，设于负极片上的多个第一极耳12应对齐，以便于将多个第一极耳12焊接在一起成为最终的负极耳。第一极耳12的数量若大于预设折数，会有部分第一极耳12无法与其他第一极耳12对齐，需增加最终的负极耳数量，从而提高了成本。为降低成本，使第一极耳12的数量小于或等于预设折数，以便于将多个第一极耳12 焊接在一起成为一个最终的负极耳。

可选的，所述预设折数的数量为所述第一极耳12的数量的2倍至3倍。

应理解，第一极耳12的数量小于或等于所述预设折数时，为使第一极耳 12对齐，卷绕后的电芯的每一折上至多设置一个第一极耳12。在电池充放电过程中，电池体积膨胀，多个焊接在一起的第一极耳12会随着电池的膨胀受到使多个第一极耳12彼此分开的力。参见图5，使第一极耳12的数量为预设折数的数量的一半或者为预设折数的三分之一，可以将第一极耳12均设置于电芯中心位置的第一侧，以减小因电池的膨胀而产生的使多个第一极耳12彼此分开的力，从而增强多个第一极耳12连接的可靠性，提高电芯的安全性。

可选的，参见图2，所述负极片包括负极集流体11，所述负极集流体11 设有多个凸起区域14。

具体的，凸起区域14为未涂覆第二活性材料层13的区域，可以通过对负极集流体11进行切割，以形成该凸起区域14。该凸起区域14即为第一极耳 12。

可选的，参见图3和图4，所述凹槽24为四边形区域，所述凹槽24有三边与第一活性材料层22邻接。

具体的，凹槽24为未覆盖第一活性材料层22的区域。正极集流体21的第一面即正极片的第一面2a设有凹槽24，正极片的第二面2b与凹槽24对应的位置也可以设有凹槽24。

凹槽24的形状可以为长方形，凹槽24有三边与第一活性材料层22邻接，通俗来讲，即是说凹槽24设于第一活性材料层22中间。通过将凹槽24设于第一活性材料层22中间，可以提高辊压良率。

可选的，所述凹槽24距离所述第一活性材料层22第一边的距离，与所述凹槽24距离所述第一活性材料层22第二边的距离之差，不超过所述第一活性材料层22最长长度的十分之一；

其中，所述第一活性材料层22的第一边和所述第一活性材料层22的第二边为相对边，且所述第一活性材料层22的第一边和所述第一活性材料层22 的第二边均为所述第一活性材料层22的最***边。

具体的，凹槽24的中心位置点距离所述第一活性材料层22第一边的距离，与所述凹槽24的中心位置点距离所述第一活性材料层22第二边的距离之差，不超过所述第一活性材料层22最长长度的十分之一。即是说，凹槽24应尽量设于第一活性材料层22的中间位置，通过该设置可以降低正极片阻抗，从而提高电池充电速度。

作为优选，所述凹槽24的中心位置点距离所述第一活性材料层22第一边的距离，与所述凹槽24的中心位置点距离所述第一活性材料层22第二边的距离相等。凹槽24位于第一活性材料层22的正中间，正极片阻抗最低，可以进一步提高电池充电速度。

可选的，所述正极片包括至少两个所述第二极耳23。

具体的，凹槽24可以不止一个，可以在正极片上设有多个凹槽24，在每个凹槽24上设第二极耳23，设置的方式可以为通过在凹槽24上涂覆极耳胶，以粘附第二极耳23。

可选的，所述正极片和所述负极片层叠设置并卷绕形成所述电芯，所述电芯的最外层为未覆盖第一活性材料层22的正极集流体21。

应理解，在电芯的最外层为未覆盖第一活性材料层22的正极集流体21 的情况下，通过将第二极耳23中置，即将第二极耳23设于第一活性材料层中露出集流体的凹槽24内，可以提高正极片的辊压良率。

第二方面，本申请实施例提供一种电池，所述电池包括上述实施例提供的电芯。所述电芯的结构和工作原理可以参照上述实施例，在此不再赘述。由于本申请实施例提供的电池包括上述实施例的电芯，因此本申请实施例提供的电池具有上述实施例中电芯的全部有益效果。

下面对本申请实施例提供的电池的制作工艺作简单说明。

第一步，对正极片和负极片涂覆活性材料层；

第二步，对正极片进行清洗，辊压，并贴附正极耳，得到如图3所示的正极片；

第三步，对负极片进行辊压模切，得到如图2所示的负极片；

第四步，将正极片、隔膜和负极片层叠设置并卷绕形成如图5所示的电芯；

第五步，对卷芯进行封装-注液-化成得到电池。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括正极片、负极片和隔膜；

所述负极片设有至少两个间隔设置的第一极耳；

所述正极片包括正极集流体和第二极耳，所述正极集流体的第一面和第二面均设有第一活性材料层，所述第一活性材料层中设有露出正极集流体的凹槽，所述第二极耳设于所述凹槽内，所述第二极耳与所述正极集流体电连接；

所述正极片和所述负极片层叠设置，所述正极片和所述负极片之间具有至少一片隔膜。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述正极片和所述负极片层叠后按照预设折数进行卷绕，所述第一极耳的数量小于或等于所述预设折数。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述预设折数的数量为所述第一极耳的数量的2倍至3倍。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述负极片包括负极集流体，所述负极集流体设有多个凸起区域。

5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述凹槽为四边形区域，所述凹槽有三边与第一活性材料层邻接。

6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述凹槽距离所述第一活性材料层第一边的距离，与所述凹槽距离所述第一活性材料层第二边的距离之差，不超过所述第一活性材料层最长长度的十分之一；

其中，所述第一活性材料层的第一边和所述第一活性材料层的第二边为相对边，且所述第一活性材料层的第一边和所述第一活性材料层的第二边均为所述第一活性材料层的最***边。

7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述凹槽距离所述第一活性材料层第一边的距离，与所述凹槽距离所述第一活性材料层第二边的距离相等。

8.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述正极片包括至少两个所述第二极耳。

9.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述正极片和所述负极片层叠设置并卷绕形成所述电芯，所述电芯的最外层为未覆盖第一活性材料层的正极集流体。

10.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求1至9任一项所述的电芯。

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