CN220106577U - 一种极片及电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种极片及电池；该极片包括非金属基材层和涂覆于非金属基材层的表面的导电涂层；导电涂层的背离非金属基材层的表面涂覆有活性涂层；在极片的边缘面，非金属基材层包括超出导电涂层的部分，非金属基材层靠近其边缘边面的部分形成有扩张部；扩张部延伸出导电涂层的边缘。本申请提供的极片，在极片的边缘面，非金属基材层具有超出导电涂层的部分，且非金属基材层的靠近其边缘面的部分形成有扩张部，扩张部能够延伸出导电涂层的边缘面，以达到对导电涂层的模切毛刺的覆盖效果，使极片的边缘面上几乎无横纵向金属毛刺，有效降低了电芯因金属毛刺导致的自放电、短路风险。

Description

一种极片及电池

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，更具体的涉及一种极片，还涉及一种包括上述极片的电池。

背景技术

锂离子电池由于具有比能量高、低放电、循环性能好等优点而广泛应用于消费电子、新能源汽车和储能电站等领域。随着“双碳”深入推进，锂离子电池发展势头强劲，逐步向快充、长寿命、高能量密度、高安全性方面前进。

堆叠方式作为电芯的一种成形方式，其结构决定了每个极片四周边缘都需要切割，由此导致的横纵向金属毛刺较大，且相对于卷绕结构毛刺产生的机会更多，因此叠片结构虽有快充、内阻小等优势，但其毛刺导致的自放电大、短路安全风险高，其应用和发展仍然受限。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种极片，还提供了一种具有上述极片的电池，其解决了叠片极片四周金属毛刺较大、较多的问题。

为了达到上述目的，本申请提供如下技术方案：

一种极片，包括非金属基材层和涂覆于所述非金属基材层的表面的导电涂层；

所述导电涂层的背离所述非金属基材层的表面涂覆有活性涂层；

在所述极片的边缘面，所述非金属基材层包括超出所述导电涂层的部分，所述非金属基材层靠近其边缘边面的部分形成有扩张部；所述扩张部延伸出所述导电涂层的边缘。

可选的，上述极片中，在所述极片的边缘面，所述活性涂层包括超出所述导电涂层的部分；所述活性涂层超出所述导电涂层的部分延伸出所述导电涂层的边缘。

可选的，上述极片中，所述活性涂层与所述扩张部封闭包裹所述导电涂层的边缘面。

可选的，上述极片中，沿所述极片的中心至所述极片的边缘，所述扩张部的形状包括依次连接的外扩部和延伸部。

可选的，上述极片中，

所述外扩部的截面形状呈喇叭型；

和/或，

所述延伸部的截面形状呈水滴型。

可选的，上述极片中，所述扩张部的中心轴线与所述扩张部的边缘具有外扩角度；所述外扩角度为5°至30°。

可选的，上述极片中，

所述导电涂层包括平直段和折弯段；所述折弯段靠近所述扩张部；所述折弯段与所述扩张部与其相对的部分贴合；所述扩张部延伸出所述折弯段的边缘；

和/或，

沿所述极片的厚度方向，所述非金属基材层除去所述扩张部的部分具有第一厚度；沿所述极片的厚度方向，所述扩张部具有第二厚度；所述第二厚度为所述第一厚度的2倍至5倍。

可选的，上述极片中，由所述极片的边缘面向所述极片的中心方向延伸的区域形成有热影响区，且所述热影响区的宽度≤30um。

可选的，上述极片中，所述活性涂层的边缘面为倾斜收缩面。

可选的，上述极片中，所述倾斜收缩面与所述极片的中心向所述极片的边缘面的方向的夹角为收缩角；所述收缩角为20°至60°。

一种电池，包括电芯；所述电芯包括上文所述的极片。

本申请提供的极片和电池中，在极片的边缘面，非金属基材层具有超出导电涂层的部分，且非金属基材层的靠近其边缘面的部分形成有扩张部，扩张部能够延伸出导电涂层的边缘面，以达到对导电涂层的模切毛刺的覆盖效果，使极片的边缘面上几乎无横纵向金属毛刺，有效降低了电芯因金属毛刺导致的自放电、短路风险。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例1的极片的模切之前的结构示意图；

图2为本申请实施例2的极片的模切之前的结构示意图；

图3为本申请实施例3的极片的模切之前的结构示意图；

图4为本申请实施例4的极片的模切之前的结构示意图；

图5为本申请具有活性涂层的极片的模切后的结构示意图；

图6为图5的显微镜图；

图7为图5的极片的边缘面的显微镜图；

图8为常规结构的极片的热影响区的显微镜图；

图9为图5的极片的热影响区的显微镜图；

图10为常规结构的极片的模切后的显微镜图；

图11为图5的极片的模切后的显微镜图；

图12为本申请的不具有活性涂层的极片的模切后的热影响区的显微镜图。

图1-图12中：

1-非金属基材层，2-导电涂层，3-活性涂层，4-涂胶层，5-扩张部。

具体实施方式

本申请提供了一种极片，还提供了一种包括上极片的电池。

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，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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。

如图1-7、9、11-12所示，一种极片，包括非金属基材层1和导电涂层2。导电涂层2的背离非金属基材层1的表面涂覆有活性涂层3。在极片的边缘面，非金属基材层1包括超出导电涂层2的部分，非金属基材层1靠近其边缘边面的部分形成有扩张部5；扩张部5延伸出导电涂层2的边缘。

其中需要说明的是，非金属基材层1的材质为高分子聚合物；高分子聚合物可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺、聚丙烯、聚乙烯等中的任一种。

当极片为正极片时，则导电涂层2为Al金属镀层；当极片为负极片时，则导电涂层2为Cu金属镀层。

实施例1

请参阅附图1，极片包括非金属基材层1、分别设置在非金属基材层1的上下两表面的两层导电涂层2、分别设置在两层导电涂层2的表面的两层活性涂层3。

实施例2

请参阅附图2，极片包括非金属基材层1、分别设置在非金属基材层1的上下两表面的两层导电涂层2、设置在其中一个导电涂层2的表面的单层活性涂层3。

实施例3

请参阅附图3，极片包括非金属基材层1、设置在非金属基材层1的其中一表面的单层导电涂层2、设置在导电涂层2的表面的活性涂层3、设置在非金属基材层1的远离导电涂层2的表面的涂胶层4。

实施例4

请参阅附图4，极片包括非金属基材层1、设置在非金属基材层1的其中一表面的单层导电涂层2、设置在导电涂层2的表面的活性涂层3。

实施例5

极片包括极耳，极耳仅包括非金属基材层1和设置在非金属基材层1的上下两表面的两层导电涂层2。

叠片电芯的中间层极片，一般采用两面设置活性涂层3的极片结构，即实施例1所示的极片结构：采用非金属基材层1和导电涂层2分别进行支撑和导电，然后再在导电涂层2远离非金属基材层1的表面进行活性涂层3的涂覆。

叠片电芯的顶部极片和底部极片，均有一表面没有另一极片与其相对，因此顶部极片和底部极片没有另一极片与其相对的表面可以不涂覆活性涂层3，因此可以选取单面设置活性涂层3的极片结构，即实施例2-4所示的极片结构；当然也可以选用两面设置活性涂层3的极片结构，即实施例1所示的极片结构。

叠片电芯的极片的极耳区，不再设置活性涂层3，，即选用实施例5所示的极片结构。

一般的，非金属基材层1的厚度为2mm-10um，导电涂层2的厚度为0.2-5um，活性涂层3的厚度根据电芯需要的能量密度和压实比进行选取。

进一步的，极片的边缘面为激光模切断面。通过激光裁切的方式裁切实施例1-5所示的极片，并在极片的边缘面得到本申请的切割形貌的激光模切断面。

由于在极片的边缘面，非金属基材层1具有超出导电涂层2的部分，且非金属基材层1的靠近其自身边缘面的部分形成有扩张部5，且扩张部5能够延伸出导电涂层2的边缘，因此扩张部5的非金属基材层1能够对导电涂层2在裁切过程中产生的模切毛刺起到覆盖效果，进而保证模切断面上几乎无横纵向金属毛刺，有效降低了电芯因金属毛刺导致的自放电、短路风险，提升了电池的安全性。

实施例1-4中，在极片的边缘面，活性涂层3包括超出导电涂层2的部分；活性涂层3超出导电涂层2的部分延伸出导电涂层2的边缘。

其中需要说明的是，当活性涂层3为正极活性涂层时，活性涂层3选用LCO电极涂层；当活性涂层3为负极活性涂层时，活性涂层3选用石墨涂层。

如上设置，活性涂层3超出导电涂层2的部分能够对导电涂层2在裁切过程中产生的模切毛刺起到覆盖效果，进而保证模切断面上几乎无横纵向金属毛刺，有效降低了电芯因金属毛刺导致的自放电、短路风险，提升了电池的安全性。

在本申请的某些实施例中，活性涂层3与扩张部5封闭包裹导电涂层2的边缘面。

当激光裁切极片时，红外激光会将活性涂层3及导电涂层2熔蚀，但非金属基材层1(如PET等高分子聚合物)几乎不吸收所选的红外激光，但激光切割带来的热量会使非金属基材层1熔融，熔融的非金属基材层1冷却团聚后形成堆积，并形成扩张部5，其在与活性涂层3的共用作用下，实现了对导电涂层2的封闭包裹，进而达到了对导电涂层2的模切金属毛刺的完全覆盖效果。

请参阅附图5-7，进一步的，沿极片的中心至极片的边缘，扩张部5的形状包括依次连接的外扩部和延伸部。

其中需要说明的是，附图6-12均为在500倍显微镜下观察得到的显微镜图。

外扩部的截面形状呈喇叭型。

进一步的，延伸部的截面形状呈水滴型。

请参阅附图6，通过500倍显微镜观察得到，非金属基材层1的扩张部5的堆积形貌为连接在一起的喇叭型和水滴型。

请参阅附图5-7，在本申请的某些实施例中，扩张部5的中心轴线与扩张部5的边缘具有外扩角度；外扩角度为5°至30°。

如上设置，可以实现非金属基材层1的扩张部5的扩张效果，进而实现对导电涂层2的金属毛刺的有效覆盖效果。

请参阅附图5-7，导电涂层2包括平直段和折弯段；折弯段靠近扩张部5；折弯段与扩张部5与其相对的部分贴合；扩张部5延伸出折弯段的边缘。

进一步的，沿极片的厚度方向，非金属基材层1除去扩张部5的部分具有第一厚度。沿极片的厚度方向，扩张部5具有第二厚度。第二厚度为第一厚度的2倍至5倍。

如上设置，保证了非金属基材层1相对于导电涂层2的超出状态，以及扩张效果，进一步实现了对导电涂层2的金属毛刺的有效覆盖效果。

请参阅附图9，实施例1-4中，由极片的边缘面向极片的中心方向延伸的区域形成有热影响区，且热影响区的宽度≤30um。

优选的，热影响区的宽度降低至20um以下。

本申请的极片，激光裁切时只需要较小的激光参数，进而能够保证模切后形成的热影响区的宽度低至20um以下，有效提高了电芯的极片上的活性涂层3的活性物质的利用率。

进一步的，请参阅附图5，活性涂层3的边缘面为倾斜收缩面。

切割后的极片的活性涂层3的边缘面仅沿着光路形成倾斜收缩面；活性涂层3的边缘面为倾斜收缩面，保证了激光裁切边缘的平滑性，减少毛刺边缘。同时倾斜收缩面与扩张部5共同封闭包裹住导电涂层2的边缘面，进而达到对导电涂层2的模切金属毛刺的完全覆盖效果。

进一步的，倾斜收缩面与极片的中心向极片的边缘面的方向的夹角为收缩角；收缩角为20°至60°。

如上设置，保证了倾斜收缩面与扩张部5对导电涂层2的边缘面的完全封闭包裹效果。

请参阅附图12，实施例5中的极片的极耳区未涂覆活性涂层3。激光裁切时，因为极耳区无活性涂层3，因此比热容变小，热量扩散区域大，由极片的边缘面向极片的中心方向延伸的区域会形成一定的热收缩区(即热影响区)；该热收缩区一般为非金属基材层1热传导后温度超过其玻璃化温度的区域，宽度一般为0.1cm-3cm。非金属基材层1的热收缩区超出导电涂层2，并且形成扩张部5，

以对导电涂层2的边缘面的模切毛刺进行覆盖。

综上，本申请还提供了一种电池；电池包括电芯；电芯包括上文所述的极片。

由于本申请的电池具有上文所述的极片，因此电池由极片带来的有益效果请参见上文，在此不再赘述。

本申请中涉及的部件、装置仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照附图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些部件、装置。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本申请的保护范围之内_。

Claims (11)

1.一种极片，其特征在于，包括非金属基材层(1)和涂覆于所述非金属基材层(1)的表面的导电涂层(2)；

所述导电涂层(2)的背离所述非金属基材层(1)的表面涂覆有活性涂层(3)；

在所述极片的边缘面，所述非金属基材层(1)包括超出所述导电涂层(2)的部分，所述非金属基材层(1)靠近其边缘边面的部分形成有扩张部(5)；所述扩张部(5)延伸出所述导电涂层(2)的边缘。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，在所述极片的边缘面，所述活性涂层(3)包括超出所述导电涂层(2)的部分；所述活性涂层(3)超出所述导电涂层(2)的部分延伸出所述导电涂层(2)的边缘。

3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述活性涂层(3)与所述扩张部(5)封闭包裹所述导电涂层(2)的边缘面。

4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，沿所述极片的中心至所述极片的边缘，所述扩张部(5)的形状包括依次连接的外扩部和延伸部。

5.根据权利要求4所述的极片，其特征在于，

所述外扩部的截面形状呈喇叭型；

和/或，

所述延伸部的截面形状呈水滴型。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述扩张部(5)的中心轴线与所述扩张部(5)的边缘具有外扩角度；所述外扩角度为5°至30°。

7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，

所述导电涂层(2)包括平直段和折弯段；所述折弯段靠近所述扩张部(5)；所述折弯段与所述扩张部(5)与其相对的部分贴合；所述扩张部(5)延伸出所述折弯段的边缘；

和/或，

沿所述极片的厚度方向，所述非金属基材层(1)除去所述扩张部(5)的部分具有第一厚度；沿所述极片的厚度方向，所述扩张部(5)具有第二厚度；所述第二厚度为所述第一厚度的2倍至5倍。

8.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，由所述极片的边缘面向所述极片的中心方向延伸的区域形成有热影响区，且所述热影响区的宽度≤30um。

9.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述活性涂层(3)的边缘面为倾斜收缩面。

10.根据权利要求9所述的极片，其特征在于，所述倾斜收缩面与所述极片的中心向所述极片的边缘面的方向的夹角为收缩角；所述收缩角为20°至60°。

11.一种电池，包括电芯；其特征在于，所述电芯包括权利要求1-10中任一项所述的极片。