CN217387216U - 负极集流体、负极片和电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种负极集流体、负极片和电池，所述负极集流体包括：铝导电层；导电功能层，所述导电功能层覆盖于所述铝导电层的表面且分隔所述铝导电层和电解液，所述导电功能层用于阻隔所述电解液内的离子与所述铝导电层接触。本实用新型的负极集流体具有密度小和成本低等优点，有利于提高电池的能量密度。

Description

负极集流体、负极片和电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其是涉及一种负极集流体、负极片和电池。

背景技术

相关技术中的电池，包括正极片和负极片，通常正极片的集流体为铝箔，负极片的集流体为铜箔，由于铜箔在高电位(>3V)下被容易氧化，铝箔在低电位(<0.3V)下嵌锂以及其他离子(例如钠离子)的特性，导致正极片和负极片的集流体不能混用。但是铜箔的价格和密度都比铝箔高，负极片的集流体为铜箔，不仅使电池的造价变高，还使得电池的质量变大，降低了电池的能量密度。

实用新型内容

本实用新型旨在解决电池的能力密度低和质量大的问题。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种负极集流体，该负极集流体具有密度小和成本低等优点，有利于提高电池的能量密度。

本实用新型还提出了一种具有上述负极集流体的负极片。

本实用新型还提出了一种具有上述负极片的电池。

为了实现上述目的，本实用新型提出了一种负极集流体，包括：铝导电层；导电功能层，所述导电功能层覆盖于所述铝导电层的表面且分隔所述铝导电层和所述电解液，所述导电功能层用于阻隔所述电解液内的离子与所述铝导电层接触。

本实用新型的负极集流体具有密度小和成本低等优点，有利于提高电池的能量密度。

在本实用新型中，所述导电功能层为高分子涂层，所述高分子涂层包括聚吡咯、聚苯硫醚、聚苯胺、聚噻吩中的至少一种；或所述导电功能层为金属镀层，所述金属镀层包括金属铜和金属铁中的至少一种。

在本实用新型中，所述铝导电层的部分伸出所述导电功能层。

本实用新型还提出了一种负极片，包括：本实用新型所述的负极集流体，所述负极集流体沿预设方向具有相连的敷料部和负极极耳，所述预设方向与所述负极集流体的厚度方向垂直，所述负极极耳的铝导电层的远离所述敷料部的一侧伸出所述负极极耳的导电功能层；负极活性材料，所述负极活性材料涂覆于所述敷料部的导电功能层的外表面。

在本实用新型中，所述负极片还包括：碳层，所述碳层设于所述敷料部的导电功能层和所述负极活性材料之间。

本实用新型所述的负极片，通过利用本实用新型所述的负极集流体，具有密度小和成本低等优点，有利于提高电池的能量密度。

本实用新型还提出了一种电池，包括：壳体，所述壳体内设有电解液；正极片，所述正极片位于所述电解液内；本实用新型所述的负极片。

本实用新型所述的电池，通过利用本实用新型所述的负极片，具有成本低和能量密度高等优点。

在本实用新型中，所述电池还包括：负极引出片，所述壳体设置有第一封装层和第二封装层，所述第一封装层位于所述第二封装层的外侧，所述负极极耳伸出所述第二封装层，所述负极极耳的导电功能层和所述第二封装层之间设有极耳胶，所述负极引出片与所述负极极耳的伸出所述第二封装层的部分连接，所述负极引出片伸出所述第一封装层且与所述第一封装层之间设有极耳胶。

在本实用新型中，所述电池还包括：正极引出片，所述正极引出片与所述正极片的正极极耳连接，所述第一封装层和所述第二封装层平行，所述正极引出片伸出所述第一封装层且与所述第一封装层和所述第二封装层之间均设有极耳胶。

在本实用新型中，所述电池还包括：正极引出片，所述正极引出片与所述正极片的正极极耳连接，所述第二封装层包括直段和折弯段，所述直段和所述第一封装层平行，所述负极极耳和所述直段连接，所述折弯段连接于所述直段的靠近所述正极片的边缘，所述折弯段朝向所述正极片和所述第一封装层的方向倾斜延伸并与所述第一封装层连接，所述正极引出片伸出所述第一封装层且与所述第一封装层之间设有极耳胶。

在本实用新型中，所述电池还包括：正极引出片，所述正极引出片与所述正极片的正极极耳连接，所述壳体包括封装层，所述正极引出片伸出所述封装层且与所述封装层之间设有极耳胶，所述负极极耳伸出所述封装层，所述负极极耳的导电功能层和所述封装层之间设有极耳胶。

本实用新型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，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的电池的结构示意图。

图2是根据本实用新型另一实施例的电池的结构示意图。

图3是根据本实用新型又一实施例的电池的结构示意图。

图4是根据本实用新型实施例的负极片的结构示意图。

图5是根据本实用新型实施例的负极片的剖视图。

图6是根据本实用新型实施例的负极集流体的剖视图。

附图标记：

负极集流体1、负极片2、电池3、

铝导电层100、敷料区110、负极极耳120、负极引出片140、负极活性材料150、导电功能层200、壳体300、第一封装层310、第二封装层320、直段321、折弯段 322、封装层330、

极芯400、正极片500、正极极耳510、正极引出片520、极耳胶600。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，“若干”的含义是一个或多个。

下面参考附图描述本实用新型实施例的负极集流体1。

如图1-图6所示，本实用新型实施例的负极集流体1包括铝导电层100和导电功能层200。

导电功能层200覆盖于铝导电层100的表面且分隔铝导电层100和电解液，导电功能层200用于阻隔电解液内的离子与铝导电层100接触。

下文以电解液内的离子为锂离子举例描述，例如负极集流体1应用在锂电池内，此时电解液可以为锂盐和有机溶液组成。当然，本实用新型实施例的负极集流体1还可以应用于其他电解液内，例如具有钠盐的电解液内。

根据本实用新型实施例的负极集流体1，通过将导电功能层200覆盖于铝导电层100 的表面且分隔铝导电层100和电解液，导电功能层200用于阻隔电解液内的离子与铝导电层100接触。这样，导电功能层200能够通过电子导电，铝导电层100可以通过导电功能层200实现和负极活性材料150的电连接，且铝导电层100不会与电解液直接接触，例如导电功能层200需要具有致密无孔的特性，能够避免铝导电层100在低电位(<0.3V) 下嵌锂，从而一方面可以降低负极集流体1的制作成本和重量，提升采用的负极集流体 1的电池3的能量密度，另一方面，可以减小电解液的损耗速率，延长电池3的使用寿命，且维持电池3的长久有效。

如此，根据本实用新型实施例的负极集流体1具有密度小和成本低等优点，有利于提高电池3的能量密度。

在本实用新型的一些具体实施例中，导电功能层200为高分子涂层，高分子涂层包括聚吡咯、聚苯硫醚、聚苯胺、聚噻吩中的至少一种。

具体地，可以将聚吡咯、聚苯硫醚、聚苯胺、聚噻吩中的至少一种先热熔形成聚合物，并将热熔的聚合物喷涂在铝导电层100的外表面，使其形成一层致密的薄膜，涂覆形成高分子涂层的加工方式简单，且高分子涂层的隔绝性较高，能够有效地将铝导电层 100和电解液隔断，从而有效地避免铝导电层100的表面嵌锂的风险。另外，该高分子涂层能够在无离子传导特性的同时，还具有良好的导电能力，进而可以保证负极集流体 1的导电能力。

在本实用新型的另一些具体实施例中，导电功能层200为金属镀层，金属镀层包括金属铜和金属铁中的至少一种。

举例而言，可以通过电镀的方式将铜、铁或者它们的混合物镀在铝导电层100的外表面，通过电镀工艺可以使导电功能层200的镀层致密，进而可以保证导电功能层200 有效地将铝导电层100和电解液隔断，且金属镀层能够在无离子传导特性的同时，具有较好的导电性能。

通过上述两种设置方式，可以使负极集流体1适用于不同的场景，以提高负极集流体1的适用性。

根据本实用新型的一些实施例，如图6所示，铝导电层100的部分伸出导电功能层200。这样铝导电层100的部分未被导电功能层200覆盖，便于负极集流体1与导线等电连接件进行焊接，从而能够降低直接将负极集流体1用于电池内的难度。

下面参考附图描述本实用新型实施例的负极片2，如图4和图5所示，负极片2包括负极集流体1和负极活性材料150，负极集流体1沿预设方向具有负极极耳120和敷料区110，上述预设方向与负极集流体1的厚度方向垂直，负极极耳120的铝导电层100 的远离敷料部110的一侧伸出负极极耳2的导电功能层200，负极活性材料150涂覆于敷料部110的导电功能层200的外表面。

根据本实用新型实施例的负极片2，通过利用本实用新型上述实施例的负极集流体 1，具有能量密度高和成本低等优点，有利于提高电池3的能量密度。

进一步地，负极片2还包括碳层(图中未示意)，碳层设于敷料区110的导电功能层200和负极活性材料150之间。

这样，碳层的作用在于提高负极活性材料150与负极集流体1之间的附着力，并降低负极活性材料150与负极集流体1之间的接触电阻，进一步提高负极片2的导电性能。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的电池3。

如图1-图3所示，电池3包括壳体300、正极片500和负极片2。

电解液位于壳体300内，正极片500位于电解液内，负极集流体1的涂覆负极活性材料150的部分可以位于电解液内，负极极耳120未被导电功能层200覆盖的部分位于电解液外，正极片500和负极片2之间设有隔膜，隔膜的具体形态在专利中不做描述。其中，正极片500、负极片2和隔膜共同组成极芯400。

根据本实用新型实施例的电池3，通过利用本实用新型上述实施例的负极片2，具有能量密度高和成本低等优点。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图1和图2所示，电池3还包括负极引出片140，壳体300设置有第一封装层310和第二封装层320，第一封装层310位于第二封装层320的外侧。

具体地，电池3含有电解液的部分被第二封装层320封盖，即第二封装层320和第一封装层310之间没有电解液，负极极耳120伸出第二封装层320，负极引出片140与负极极耳120的伸出第二封装层320的部分连接，其中，负极引出片140可以与负极极耳120的铝导电层100焊接，负极引出片140伸出第一封装层310且与第一封装层310 之间设有极耳胶600。

换言之，位于第二封装层320和极芯400之间的负极极耳120均包含导电功能层200，从而能够更有效地避免电解液与负极极耳120的铝导电层100接触，从而能够更好地避免出现嵌锂的情况。

这样，导电功能层200和第二封装层320之间通过极耳胶600热熔连接，能够保证电解液不会溢出第二封装层320而与负极极耳120内的铝导电层100接触，以避免出现嵌锂的情况。

并且，负极引出片140分别与负极极耳120和第一封装层310连接，负极引出片140和第一封装层310之间通过极耳胶600热熔连接，负极引出片140和负极极耳120之间连接更为稳定，从而能够避免由于电池3的震动和负极极耳120处的受力作用而导致负极极耳120与壳体300的连接处的封装破裂，能够保证负极引出片140的电连接可靠性，又进一步地提高了电池3的密封性能。

在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，电池3还包括正极引出片520，正极引出片520与正极片500的正极极耳510连接，第一封装层310和第二封装层320平行，正极极耳510伸出第一封装层310且与第一封装层310和第二封装层320之间均设有极耳胶600。

这样，第一封装层310和第二封装层320均与正极引出片520连接，正极引出片520与壳体300之间的密封性好且连接强度高，从而优化了电池3的密封性能，也能够保证电池3的正极引出片520的电连接的可靠性。

在本实用新型的另一些实施例中，如图2所示，电池3还包括正极引出片520，正极引出片520与正极片500的正极极耳510连接，第二封装层320包括直段321和折弯段322，直段321和第一封装层310平行，负极极耳120和直段321连接，折弯段322 连接于直段321的靠近正极片500的边缘，折弯段322朝向正极片500和第一封装层310 的方向倾斜延伸并与第一封装层310连接，正极引出片520伸出第一封装层310且与第一封装层310之间设有极耳胶600。

例如，负极极耳120和第二封装层320之间通过极耳胶600热熔连接，能够保证电解液不会溢出第二封装层320而与负极极耳120内的铝导电层100接触，以避免出现嵌锂的情况。并且，负极引出片140分别与负极极耳120和第一封装层310连接，且负极引出片140和第一封装层310之间通过极耳胶600热熔连接，负极引出片140和负极极耳120之间连接更为稳定，能够保证负极引出片140的电连接可靠性，又进一步地提高了电池3的密封性能。

另外，由于折弯段322朝向正极极耳500和第一封装层310的方向倾斜延伸并与第一封装层310连接，因此正极引出片520不穿过第二封装层320，从而省略了正极引出片520与第二封装层320之间的极耳胶600，不仅简化了正极引出片520的安装过程，而且能够降低了成本，提高生产效率。

在本实用新型的一些具体实施例中，如图3所示，电池3还包括正极引出片520，正极引出片520与正极片500的正极极耳510连接，壳体300包括封装层330，正极引出片520伸出封装层330且与封装层330之间设有极耳胶600，负极极耳120伸出封装层330，负极极耳120的导电功能层200和封装层330之间设有极耳胶600。

换言之，负极极耳120通过导电功能层200与封装层330之间实现连接，由于负极极耳120与封装层330连接的部分靠近电解液，通过采用导电功能层200将负极极耳120 的铝导电层100的与封装层330连接的部分覆盖，能够更有效地避免电解液与负极极耳 120接触，从而能够更好地避免出现嵌锂的情况。

举例而言，正极极耳510可以完全位于电解液内，正极引出片520的一部分伸入壳体300与正极极耳510焊接且另一部分伸出壳体300，正极引出片520在高温下与电池 3的铝塑膜热熔在一起，实现电池3的正极处的密封。负极极耳120伸出壳体300作为电池3的负极的引出端，负极极耳120在高温下与电池3的铝塑膜热熔在一起，实现电池3的负极处的密封。

如此，负极集流体1能够直接作为电池3的负极的引出端与其他电气件的连接，无需另设负极引出片140，减少了零件数量，降低了生产成本和简化了加工步骤。并且，通过极耳胶600和封装层330能够对电池3进行密封，以避免电解液漏出以及防止电解液与负极极耳120发生接触，在保证电池3的可靠性的同时降低嵌锂几率。

根据本实用新型实施例的负极集流体1、负极片2和电池3的其他构成以及操作对于本域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“具体实施例”、“具体示例”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实用新型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。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种负极集流体，其特征在于，包括：

铝导电层；

导电功能层，所述导电功能层覆盖于所述铝导电层的表面且分隔所述铝导电层和电解液，所述导电功能层用于阻隔所述电解液内的离子与所述铝导电层接触。

2.根据权利要求1所述的负极集流体，其特征在于，所述导电功能层为高分子涂层，所述高分子涂层包括聚吡咯、聚苯硫醚、聚苯胺、聚噻吩中的至少一种；或

所述导电功能层为金属镀层，所述金属镀层包括金属铜和金属铁中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的负极集流体，其特征在于，所述铝导电层的部分伸出所述导电功能层。

4.一种负极片，其特征在于，包括：

根据权利要求1-3中任一项所述的负极集流体，所述负极集流体沿预设方向具有相连的敷料部和负极极耳，所述预设方向与所述负极集流体的厚度方向垂直，所述负极极耳的铝导电层的远离所述敷料部的一侧伸出所述负极极耳的导电功能层；

负极活性材料，所述负极活性材料涂覆于所述敷料部的导电功能层的外表面。

5.根据权利要求4所述的负极片，其特征在于，还包括：

碳层，所述碳层设于所述敷料部的导电功能层和所述负极活性材料之间。

6.一种电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设有电解液；

正极片，所述正极片位于所述电解液内；

根据权利要求4-5中任一项所述的负极片。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，还包括：

负极引出片，所述壳体设置有第一封装层和第二封装层，所述第一封装层位于所述第二封装层的外侧，所述负极极耳伸出所述第二封装层，所述负极极耳的导电功能层和所述第二封装层之间设有极耳胶，所述负极引出片与所述负极极耳的伸出所述第二封装层的部分连接，所述负极引出片伸出所述第一封装层且与所述第一封装层之间设有极耳胶。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，还包括：

正极引出片，所述正极引出片与所述正极片的正极极耳连接，所述第一封装层和所述第二封装层平行，所述正极引出片伸出所述第一封装层且与所述第一封装层和所述第二封装层之间均设有极耳胶。

9.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，还包括：

正极引出片，所述正极引出片与所述正极片的正极极耳连接，所述第二封装层包括直段和折弯段，所述直段和所述第一封装层平行，所述负极极耳和所述直段连接，所述折弯段连接于所述直段的靠近所述正极片的边缘，所述折弯段朝向所述正极片和所述第一封装层的方向倾斜延伸并与所述第一封装层连接，所述正极引出片伸出所述第一封装层且与所述第一封装层之间设有极耳胶。

10.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，还包括：

正极引出片，所述正极引出片与所述正极片的正极极耳连接，所述壳体包括封装层，所述正极引出片伸出所述封装层且与所述封装层之间设有极耳胶，所述负极极耳伸出所述封装层，所述负极极耳的导电功能层和所述封装层之间设有极耳胶。

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