CN221201203U - 电池极片、卷芯以及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及电池极片、卷芯以及电池，该电池极片，包括集流体、极耳群以及设置在所述集流体至少一个表面的活性物质层，所述活性物质层上设置有凹槽群，所述凹槽群包括多个沿电池极片的长度方向间隔设置的极耳槽，所述极耳群包括多个金属极耳，多个所述金属极耳与多个所述极耳槽一一对应设置，且每个所述金属极耳的至少部分设置在与其对应的所述极耳槽内，其中，所述电池极片具有头部和尾部，多个所述极耳槽的宽度和多个所述金属极耳的宽度均自所述头部至所述尾部的方向逐渐增大；有效地提升卷芯的能量密度，同时，有效地防止因金属极耳出现错位而导致焊接不齐或漏焊的问题。

Description

电池极片、卷芯以及电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及电池极片、卷芯以及电池。

背景技术

锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。

现有技术中，集流体上涂覆了活性物质层后，在活性物质层上挖槽露出空白集流体，将极耳焊接在空白集流体上，这种极耳通常被称为内嵌式极耳。如申请号为202110470292.5、申请日为2021.04.28的卷芯及用电装置，公开了一种内嵌式极耳结构的极片，该极片包括集流体、设置在集流体表面的活性物质层、极耳，活性物质层上设置有凹槽，极耳设置于凹槽。该内嵌式极耳可以避免在极片上预留焊接极耳的空箔区，可在一定程度上提升卷芯的能量密度。

然而，内嵌式的多极耳极片通常需要在活性物质层上开设多个等规格的极耳焊接槽，导致电芯的能量密度损失较大。此外，在实际生产中，多极耳极片在卷绕后，极耳易出现不同程度的错位，导致焊接不齐或漏焊的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供电池极片，以解决现有的内嵌式的多极耳极片的能量密度较低，且极耳易焊接不齐或漏焊的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

电池极片，包括集流体、极耳群以及设置在所述集流体至少一个表面的活性物质层，所述活性物质层上设置有凹槽群，所述凹槽群包括多个沿电池极片的长度方向间隔设置的极耳槽，所述极耳群包括多个金属极耳，多个所述金属极耳与多个所述极耳槽一一对应设置，且每个所述金属极耳的至少部分设置在与其对应的所述极耳槽内，其中，所述电池极片具有头部和尾部，多个所述极耳槽的宽度和多个所述金属极耳的宽度均自所述头部至所述尾部的方向逐渐增大。

优选地，每个所述金属极耳的宽度均小于与其对应的所述极耳槽的宽度。

优选地，多个所述极耳槽的宽度与其对应的所述金属极耳的宽度的差值均相等。

优选地，多个所述极耳槽沿所述电池极片的长度方向等间距设置。

优选地，相邻的两个所述极耳槽之间的宽度之差为 2πΔt，其中，Δt为一层正极片、一层负极片和两层隔膜的厚度之和。

优选地，每个所述金属极耳均具有设置于与其对应的所述极耳槽内的内嵌部，以及外露于与其对应的所述极耳槽的外露部。

本实用新型的另一目的在于：提供卷芯，包括第一极片、第二极片以及隔膜，所述第一极片和所述第二极片的极性相反，所述第一极片、所述隔膜以及所述第二极片依次堆叠并卷绕形成所述卷芯，所述第一极片和/或所述第二极片为说明书前文所述的电池极片。

优选地，沿所述卷芯的厚度方向，多个所述极耳槽和多个所述金属极耳均呈一字型排列。

优选地，沿所述卷芯的厚度方向，多个所述极耳槽的宽度和多个所述金属极耳的宽度从中间向外侧逐渐增大。

本实用新型的又一目的在于：提供电池，包括说明书前文所述的卷芯。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型的电池极片，通过设置多个极耳槽的宽度和多个金属极耳的宽度，多个极耳槽的宽度和多个金属极耳的宽度均自电池极片的头部至尾部的方向逐渐增大，这样，位于电池极片的头部的极耳槽的宽度和金属极耳的宽度均最窄，位于电池极片的尾部的极耳槽的宽度和金属极耳的宽度均最宽，有效地将部分极耳槽的宽度减小，减少因开槽所需要去除的活性物质的量，进而提升卷芯的能量密度。同时，在电池极片卷绕形成卷芯后，位于卷芯外圈的极耳槽的宽度和金属极耳的宽度均较宽，位于卷芯内圈的极耳槽的宽度和金属极耳的宽度均较窄，使得位于卷芯外圈的金属极耳可包围位于卷芯内圈的金属极耳，在极耳转接焊过程中，有效地防止因金属极耳出现错位而导致焊接不齐或漏焊的问题。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型电池极片的结构示意图。

图2为本实用新型电池极片的另一结构示意图。

图3为本实用新型卷芯的结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、卷芯；a、卷芯的厚度方向；

10、电池极片；11、集流体；12、极耳群；121、金属极耳；122、内嵌部；123、外露部；124、圆角；13、活性物质层；14、凹槽群；141、极耳槽；15、头部；16、尾部；M、极耳槽的宽度；N、金属极耳的宽度；b、电池极片的长度方向；

20、隔膜。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在实用新型中，“多个”指的是两个以上(包括两个)。

在实用新型中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以下结合附图1~3对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

请参阅图1~3，本实用新型实施例的电池极片10，包括集流体11、极耳群12以及设置在所述集流体11至少一个表面的活性物质层13，所述活性物质层13上设置有凹槽群14，所述凹槽群14包括多个沿电池极片10的长度方向b间隔设置的极耳槽141，所述极耳群12包括多个金属极耳121，多个所述金属极耳121与多个所述极耳槽141一一对应设置，且每个所述金属极耳121的至少部分设置在与其对应的所述极耳槽141内，其中，所述电池极片10具有头部15和尾部16，多个所述极耳槽141的宽度M和多个所述金属极耳121的宽度N均自所述头部15至所述尾部16的方向逐渐增大。

与现有技术相比，本实用新型实施例的电池极片10，通过设置多个极耳槽141的宽度M和多个金属极耳121的宽度N，多个极耳槽141的宽度M和多个金属极耳121的宽度N均自电池极片10的头部15至尾部16的方向逐渐增大，这样，位于电池极片10的头部15的极耳槽141的宽度M和金属极耳121的宽度N均最窄，位于电池极片10的尾部16的极耳槽141的宽度M和金属极耳121的宽度N均最宽，有效地将部分极耳槽141的宽度减小，减少因开槽所需要去除的活性物质的量，进而提升卷芯的能量密度。同时，在电池极片10卷绕形成卷芯100后，位于卷芯100外圈的极耳槽141的宽度M和金属极耳121的宽度N均较宽，位于卷芯100内圈的极耳槽141的宽度M和金属极耳121的宽度N均较窄，使得位于卷芯100外圈的金属极耳121可包围位于卷芯100内圈的金属极耳121，在极耳转接焊过程中，可使所有金属极耳121焊接，有效地防止因金属极耳121出现错位而导致焊接不齐或漏焊的问题。

在一些实施例中，每个所述金属极耳121的宽度N均小于与其对应的所述极耳槽141的宽度M。通过设置金属极耳121的宽度N和极耳槽141的宽度M，每个金属极耳121的宽度N均小于与其对应的极耳槽141的宽度M，将金属极耳121设置在极耳槽141时，可以有效地确保金属极耳121与极耳槽141之间存在间隙，防止金属极耳121与极耳槽141边缘的活性物质层13接触导致电池短路。

在一些实施例中，多个所述极耳槽141的宽度M与其对应的所述金属极耳121的宽度N的差值均相等。通过该差值的设置，每个极耳槽141与其对应的金属极耳121之间的间隙均相等，使得电流在整个电池内部的分布更加均匀，从而提高电池的充放电性能。

在一些实施例中，多个所述极耳槽141沿所述电池极片10的长度方向b等间距设置。通过设置多个极耳槽141的间距，多个极耳槽141等间距设置，使电池内部的结构更加稳定，避免因局部受力不均而导致的电池损坏。

在一些实施例中，相邻的两个所述极耳槽141之间的宽度之差为 2πΔt，其中，Δt为一层正极片、一层负极片和两层隔膜的厚度之和。

在一些实施例中，每个所述金属极耳121均具有设置于与其对应的所述极耳槽141内的内嵌部122，以及外露于与其对应的所述极耳槽141的外露部123。通过内嵌部122和外露部123的配合使用，金属极耳121可以通过内嵌部122与极耳槽141电连接，金属极耳121可以通过外露部123与卷芯100的极耳或电池的极柱电连接，以保证电池内部的连接可靠性，保证电池的充放电性能。

进一步地，所述外露部123设置有圆角124。通过圆角124的设置，有效地防止金属极耳121刺破或损伤其他的部件，降低电池在生产过程中的废品率。

在一些实施例中，在电池极片10的头部15至尾部16的方向上，集流体11设置有涂覆区以及与涂覆区邻接的空箔区，活性物质层13设置在涂覆区上。

请参阅图3，本实用新型实施例的卷芯100，包括第一极片、第二极片以及隔膜20，所述第一极片和所述第二极片的极性相反，所述第一极片、所述隔膜20以及所述第二极片依次堆叠并卷绕形成所述卷芯100，所述第一极片和/或所述第二极片为上述实施例的电池极片10。

与现有技术相比，本实用新型实施例的卷芯100，通过采用上述实施例的电池极片10，位于电池极片10的头部15的极耳槽141的宽度M和金属极耳121的宽度N均最窄，位于电池极片10的尾部16的极耳槽141的宽度M和金属极耳121的宽度N均最宽，有效地将部分极耳槽141的宽度减小，减少因开槽所需要去除的活性物质的量，进而提升卷芯的能量密度。同时，在电池极片10卷绕形成卷芯100后，位于卷芯100外圈的极耳槽141的宽度M和金属极耳121的宽度N均较宽，位于卷芯100内圈的极耳槽141的宽度M和金属极耳121的宽度N均较窄，使得位于卷芯100外圈的金属极耳121可包围位于卷芯100内圈的金属极耳121，在极耳转接焊过程中，可使所有金属极耳121焊接，有效地防止金属极耳121出现错位，导致焊接不齐或漏焊的问题。

在一些实施例中，沿所述卷芯100的厚度方向a，多个所述极耳槽141和多个所述金属极耳121均呈一字型排列。通过设置极耳槽141和金属极耳121的排列方式，同一极性的多个极耳槽141和多个金属极耳121在卷芯100的厚度方向a上呈一字型排列，在极耳转接焊过程中，便于将多个金属极耳121进行集中焊接。

在一些实施例中，沿所述卷芯100的厚度方向a，多个所述极耳槽141的宽度M和多个所述金属极耳121的宽度N从中间向外侧逐渐增大。通过设置不同宽度的极耳槽141和金属极耳121的排列方式，在卷芯100的厚度方向a上，同一极性的多个极耳槽141的宽度M从中间向外侧逐渐增大，同一极性的多个金属极耳121的宽度N从中间向外侧逐渐增大，在电池极片10卷绕形成卷芯100后，位于电池极片10的尾部16的极耳槽141可将位于电池的头部15的极耳槽141盖合，位于电池极片10的尾部16的金属极耳121可将位于电池极片10的头部15的金属极耳121盖合，有效地减少挖槽导致卷芯100能量密度损失，同时，在极耳转接焊过程中，可使所有金属极耳121焊接，防止金属极耳121出现错位、焊接不齐和漏焊点的问题。

需要说明的是，第一极片和第二极片中的一个为正极极片，第一极片和第二极片中的另一个为负极极片。在实际使用过程中，可以根据实际需求对第一极片和第二极片的极性进行设置。

本实用新型实施例的电池，包括卷芯100。电池可以是一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。

以下将结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

沿电池极片10的头部15至尾部16的方向，在电池极片10的活性物质层13上清洗出x个极耳槽141，将第一个极耳槽141到第x个极耳槽141的宽度M依次设置为M1、M2、M3、M4、……Mx，从第一个极耳槽141到第x个极耳槽141的宽度M，由M1按照等差数列的形式依次增加到Mx，第x个极耳槽141的宽度Mx与第x-1个极耳槽141的宽度Mx-1的差值为2πΔt，其中，Δt为一层正极片、一层负极片和两层隔膜20厚度之和。

沿电池极片10的头部15至尾部16的方向，在每个极耳槽141内设置金属极耳121，金属极耳121设置有x个，将第一个金属极耳121到第x个金属极耳121的宽度N依次设置为N1、N2、N3、N4、……Nx，从第一个金属极耳121到第x个金属极耳121的宽度N，由N1按照等差数列的形式依次增加到Nx，第x个金属极耳121的宽度Nx与第x-1个金属极耳121的宽度Nx-1的差值为2πΔt，其中，Δt为一层正极片、一层负极片和两层隔膜20厚度之和。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.电池极片，其特征在于：包括集流体(11)、极耳群(12)以及设置在所述集流体(11)至少一个表面的活性物质层(13)，所述活性物质层(13)上设置有凹槽群(14)，所述凹槽群(14)包括多个沿电池极片(10)的长度方向(b)间隔设置的极耳槽(141)，所述极耳群(12)包括多个金属极耳(121)，多个所述金属极耳(121)与多个所述极耳槽(141)一一对应设置，且每个所述金属极耳(121)的至少部分设置在与其对应的所述极耳槽(141)内，其中，所述电池极片(10)具有头部(15)和尾部(16)，多个所述极耳槽(141)的宽度(M)和多个所述金属极耳(121)的宽度(N)均自所述头部(15)至所述尾部(16)的方向逐渐增大。

2.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于：每个所述金属极耳(121)的宽度(N)均小于与其对应的所述极耳槽(141)的宽度(M)。

3.如权利要求2所述的电池极片，其特征在于：多个所述极耳槽(141)的宽度(M)与其对应的所述金属极耳(121)的宽度(N)的差值均相等。

4.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于：多个所述极耳槽(141)沿所述电池极片(10)的长度方向(b)等间距设置。

5.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于：相邻的两个所述极耳槽(141)之间的宽度之差为 2πΔt，其中，Δt为一层正极片、一层负极片和两层隔膜的厚度之和。

6.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于：每个所述金属极耳(121)均具有设置于与其对应的所述极耳槽(141)内的内嵌部(122)，以及外露于与其对应的所述极耳槽(141)的外露部(123)。

7.卷芯，其特征在于：包括第一极片、第二极片以及隔膜(20)，所述第一极片和所述第二极片的极性相反，所述第一极片、所述隔膜(20)以及所述第二极片依次堆叠并卷绕形成所述卷芯(100)，所述第一极片和/或所述第二极片为权利要求1~6任意一项所述的电池极片。

8.如权利要求7所述的卷芯，其特征在于：沿所述卷芯(100)的厚度方向(a)，多个所述极耳槽(141)和多个所述金属极耳(121)均呈一字型排列。

9.如权利要求8所述的卷芯，其特征在于：沿所述卷芯(100)的厚度方向(a)，多个所述极耳槽(141)的宽度(M)和多个所述金属极耳(121)的宽度(N)从中间向外侧逐渐增大。

10.电池，其特征在于：包括权利要求7~9任意一项所述的卷芯。