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一种电池及其极片结构有效专利 实用

技术领域

[0001] 本实用新型属于电池的技术领域,具体涉及一种电池及其极片结构。

相关背景技术

[0002] 锂离子电池、钠离子电池由于其能量密度大、放电稳定、循环寿命长、自放电率低、平台电压高以及安全性能良好等优点,已被广泛应用于储能、3C、新能源车等领域。但是,在电芯制备的过程中,极片在卷绕时容易由于折弯处理时极片内部产生较大的应力而导致极片出现断裂的情况,特别是卷绕二折处的弯折角度小,容易导致极片出现掉粉甚至断裂的情况,可见,如何使极片结构具有充足的安全性已成为电池结构设计的其中一个难关。为此,亟需提出一种新型的技术方案以解决上述问题。实用新型内容
[0003] 本实用新型的目的之一在于:针对现有技术的不足,提供了一种电池的极片结构,其结构安全性好,能够有效避免箔材断裂,防止了产生极片不良的情况。
[0004] 为了实现上述目的,本实用新型采用如下技术方案:
[0005] 一种电池的极片结构,包括金属箔,所述金属箔具有弯折区;
[0006] 所述金属箔的一面具有依次连接的第一活性层、第一粘性层和第二活性层,所述第一粘性层设置于所述弯折区;
[0007] 所述金属箔的另一面具有第三活性层,所述第三活性层避开所述弯折区。
[0008] 作为本实用新型的所述电池的极片结构的一种改进,所述弯折区背向所述第一粘性层的一侧为空箔区或具有第二粘性层。
[0009] 作为本实用新型的所述电池的极片结构的一种改进,所述第二粘性层与所述第三活性层相连接或与所述第三活性层之间具有间隙。
[0010] 作为本实用新型的所述电池的极片结构的一种改进,所述第一粘性层沿极片长度方向的长度,不大于所述第二粘性层沿极片长度方向的长度。
[0011] 作为本实用新型的所述电池的极片结构的一种改进,所述第一粘性层沿极片长度方向的长度为0.1mm~100mm。
[0012] 作为本实用新型的所述电池的极片结构的一种改进,所述金属箔的表面具有相间隔的第一弯折区和第二弯折区,所述第一粘性层设置于所述第一弯折区和/或所述第二弯折区。
[0013] 作为本实用新型的所述电池的极片结构的一种改进,所述第一活性层沿极片长度方向的长度,不大于所述第三活性层沿极片长度方向的长度;所述第三活性层沿极片长度方向的长度,不大于所述第二活性层沿极片长度方向的长度。
[0014] 作为本实用新型的所述电池的极片结构的一种改进,所述第一活性层、所述第一粘性层和所述第二活性层位于极片且远离极片向内卷绕的一侧。
[0015] 作为本实用新型的所述电池的极片结构的一种改进,所述第一粘性层的厚度,分别小于或等于所述第一活性层的厚度、所述第二活性层的厚度。
[0016] 本实用新型的目的之二在于:提供一种电池,包括如上的所述极片结构。
[0017] 本实用新型的有益效果在于:本实用新型的电池的极片结构包括金属箔,金属箔具有弯折区,金属箔的一面具有依次连接的第一活性层、第一粘性层和第二活性层,第一粘性层设置于弯折区,金属箔的另一面具有第三活性层,第三活性层避开弯折区,第一粘性层具有良好的粘结力,能够抑制金属箔的弯折区受到应力造成拉扯,各个活性层按需求避开弯折区,从而保护了极片不会出现掉粉或断裂的情况,当按这样的方式在极片的长膜面和短膜面的卷绕二折处涂覆粘结物质时,卷绕二折处能够承受更大应力,避免了电芯的循环断片,有效保障了极片结构具有良好的安全性,防止了产生极片不良的情况。

具体实施方式

[0023] 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,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”。在本申请中,术语“第一”、“第二”等仅用于区分不同的组件,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0024] 在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“侧”、“前”、“后”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。
[0025] 在实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”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。
[0026] 以下结合附图1~4和具体实施例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。
[0027] 实施例1
[0028] 一种电池的极片结构,参见图1~2,包括金属箔1,金属箔1具有弯折区,其中,金属箔1的一面具有依次连接的第一活性层2、第一粘性层3和第二活性层4,第一活性层2、第一粘性层3和第二活性层4位于金属箔1的上表面,第一粘性层3设置于弯折区的上表面,金属箔1的另一面具有第三活性层5,第三活性层5位于金属箔1的下表面,第三活性层5避开弯折区。
[0029] 具体的,金属箔1可以为铜箔或铝箔,当金属箔1为铜箔时,第一活性层2、第二活性层4和第三活性层5可以为负极活性材料,第一活性层2、第二活性层4和第三活性层5可以为导电石墨层。
[0030] 并且,弯折区背向第一粘性层3的一侧为空箔区,金属箔1的空箔区可以用于焊接极耳,第一粘性层3沿极片长度方向T1的长度为0.1mm~100mm,其具体长度可以为0.1mm~10mm、10mm~35mm、35mm~70mm或70mm~100mm。
[0031] 优选的,金属箔1的表面具有相间隔的第一弯折区和第二弯折区,第一弯折区位于金属箔1的前端与第二弯折区之间,其中,第一粘性层3设置于第二弯折区。金属箔1的上表面为长膜面,金属箔1的下表面为短膜面,在极片的长膜面和短膜面的卷绕二折处即在第二弯折区涂覆粘结物质时,卷绕二折处能够承受更大应力,这样避免了电芯的循环断片,有效保障了极片结构具有良好的安全性,防止了产生极片不良的情况。
[0032] 具体的,可以在金属箔1的上表面先涂覆活性材料覆盖第二弯折区,然后,采用激光清洗的方式在活性材料的对应于第二弯折区的部分清洗出凹槽,凹槽的底壁位于金属箔1的上表面,之后,再向凹槽填充第一粘性层3,使覆盖第二弯折区的上表面。
[0033] 在一些实施方式中,第一粘性层3可以设置于第一弯折区和第二弯折区。
[0034] 优选的,凹槽的侧壁可以为平面或曲面,其中,曲面可以为弧形面、波浪面、二次曲面。第一粘性层3的侧面与凹槽的侧壁相贴合。
[0035] 优选的,凹槽的槽底与凹槽的侧壁夹角为直角、钝角或锐角,凹槽的截面可以呈倒梯形,并且,该锐角的大小可以为45°~55°、55°~65°或65°~75°,该钝角的大小可以为95°~105°、105°~115°、115°~125°或125°~135°。
[0036] 在一些实施方式中,凹槽从槽底至槽口的方向口径逐渐缩窄,槽口位于侧壁的远离槽底的一端,这样能够保障了第一活性层2和第二活性层4之间的凹槽能够更好地包紧第一粘性层3。
[0037] 另外,在一些实施方式中,也可以使凹槽从槽底至槽口的方向口径逐渐增大。
[0038] 优选的,参见图3,第一活性层2、第一粘性层3和第二活性层4位于极片且远离极片向内卷绕的一侧。第一粘性层3的厚度小于或等于第一活性层2的厚度,第一粘性层3的厚度小于或等于第二活性层4的厚度。
[0039] 优选的,第一活性层2沿极片长度方向T1的长度,不大于第三活性层5沿极片长度方向T1的长度;第三活性层5沿极片长度方向T1的长度,不大于第二活性层4沿极片长度方向T1的长度。
[0040] 实施例2
[0041] 与实施例1不同的是,参见图4,弯折区背向第一粘性层3的一侧具有第二粘性层6。
[0042] 其中,第二粘性层6与第三活性层5之间具有间隙,第一粘性层3沿极片长度方向T1的长度,不大于第二粘性层6沿极片长度方向T1的长度。
[0043] 优选的,第二粘性层6沿极片长度方向T1的长度为第一粘性层3沿极片长度方向T1的长度的1.1~1.8倍。
[0044] 此外,在一些实施方式中,也可以使第二粘性层6与第三活性层5相连接。
[0045] 本实施例的其他结构均与实施例1相同,这里不再赘述。
[0046] 实施例3
[0047] 一种电池,包括实施例1~2的任一种的电池的极片结构。
[0048] 其中,该电池可以为任意大小的卷绕电池,并且,该卷绕电池可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、镁离子电池等。
[0049] 具体的,该卷绕电池的极耳可以位于极片的头部空箔区。
[0050] 优选的,该电池的负极片为实施例1~2的任一种的极片结构。
[0051] 由于M6S电芯循环后高强铜箔易在第二折处断裂,此处所受电芯循环造成的内部应力大,使得此处容易断片,这样会造成电芯有断路风险,当在卷绕二折处涂覆粘结物质时,卷绕二折处能够承受更大应力,避免了电芯的循环断片,有效保障了极片结构具有良好的安全性,防止了产生极片不良的情况。
[0052] 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,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。

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