电池的制作方法
本技术涉及电池,尤其涉及一种电池。
背景技术:
1、相关技术中的电池可采用卷绕式结构,正极片、隔膜和负极片层叠后进行卷绕后形成卷芯。正极片的集流体可以引出多个正极耳,多个正极耳收拢后形成为正极耳群,正极耳群可以与对应的转接件连接,以实现导电输出,并折弯设置在卷芯高度方向的一侧,以提高电池的结构紧凑性。
2、然而,在电池受到振动冲击时,正极耳群容易与负极片发生接触,进而造成电池内短路,从而降低了电池的安全性。
技术实现思路
1、本技术实施例提供一种电池,针对卷绕式电芯在跌落过程及长期循环过程中,易出现正极耳群位置稳定性不足,由此引发短路风险增加的问题,对电芯中第一正极耳、正极单面区和第一粘接件的结构关系进行协同设计,以提升电芯的整体稳定性与安全可靠性。
2、本技术实施例提供一种电池,包括:
3、电芯,电芯包括正极片、隔膜、负极片和第一粘接件,正极片、隔膜和负极片卷绕设置,正极片包括正极集流体以及设置于正极集流体至少一侧表面的正极活性层,正极片还包括由正极集流体宽度方向一侧引出、且与正极集流体一体连接的若干个正极耳,若干个正极耳收拢并连接形成正极耳群;
4、电芯包括沿第一方向相对设置的第一表面和第二表面,正极耳群包括由第一表面向第二表面折弯形成的层叠段、以及与层叠段相连接的连接段,层叠段与连接段的连接处形成弯折点,沿第二方向,连接段位于层叠段远离正极集流体的一侧;
5、正极片包括沿自身长度方向邻接的正极双面区和正极单面区,在正极双面区,正极活性层形成在正极集流体厚度方向的相对两侧,在正极单面区,正极活性层形成在正极集流体朝向电芯的卷绕中心的一侧表面,至少部分正极单面区设置在电芯的最外层;
6、正极耳包括第一正极耳和第二正极耳,第一正极耳由正极单面区的正极集流体引出,第二正极耳由正极双面区的正极集流体引出;
7、正极单面区包括第一区,第一区设有若干凸部以及与若干凸部对应设置的凹部,凹部设置于第一区朝向电芯卷绕中心的一侧表面,凸部设置于第一区背离电芯卷绕中心的一侧表面;
8、第一粘接件设置于正极单面区背离卷绕中心的一侧表面,至少部分所述第一粘接件与至少部分第一区重叠,且第一粘接件与第一区的重叠面积占第一区总面积的2%-70%。
9、在一个可能的实施例中,第一正极耳包括第一子正极耳,与第一子正极耳相连的正极单面区靠近第二表面设置;
10、第一子正极耳包括第一层叠段以及与第一层叠段连接的第一连接段,第一层叠段与第一连接段的连接处形成第一弯折点,沿第二方向,负极片靠近第一弯折点的一侧边缘与第一弯折点之间的距离t满足:0.2mm≤t≤2mm。
11、在一个可能的实施例中,第一正极耳的宽度大于第二正极耳的宽度;
12、和/或,第一正极耳还包括第二子正极耳,与第二子正极耳相连的正极单面区靠近第一表面设置。
13、在一个可能的实施例中,正极单面区包括与第一区相连接的第二区,第二区位于第一区沿第二方向的一侧、并靠近正极耳设置,还包括绝缘涂层,绝缘涂层形成在第二区的正极集流体上、并延伸至第一正极耳的至少部分表面上;
14、沿第二方向,位于第二区的绝缘涂层的宽度小于等于第二区的宽度;
15、沿第一方向,绝缘涂层的厚度小于正极活性层的厚度。
16、在一个可能的实施例中,凸部的凸起高度介于1μm至60μm;
17、和/或,第一粘接件的厚度介于10μm至30μm;
18、和/或,凸部的凸起高度与第一粘接件的厚度的比值介于0.04至5;
19、和/或,凸部的宽度介于0.1mm至3mm;
20、和/或,相邻的两个凸部的间距介于1mm至10mm。
21、在一个可能的实施例中,还包括第一转接件和第一子粘接件,第一转接件的至少部分和正极耳群重叠并连接形成转接部;
22、至少部分第一子粘接件覆盖在转接部上,
23、至少部分第一子粘接件覆盖在第一正极耳上;
24、至少部分第一子粘接件覆盖在正极单面区背离电芯卷绕中心的一侧表面上。
25、在一个可能的实施例中,在电芯的高度方向上,第一子粘接件与正极单面区的重叠尺寸介于1mm至8mm。
26、在一个可能的实施例中,第一粘接件和至少部分正极单面区设置在电芯的最外层,正极单面区背离正极双面区的一端构成正极片的卷绕终止端;
27、第一粘接件还包括第二子粘接件,第二子粘接件连接在正极单面区背离正极双面区的一端;
28、和/或,第一粘接件还包括第三子粘接件,第三子粘接件与正极耳位于正极片沿第二方向的相对两侧;
29、和/或,电芯包括平直区和圆弧区,两个圆弧区形成在平直区沿第三方向的两侧,第一粘接件还包括第四子粘接件,第四子粘接件设置在至少一个圆弧区上;
30、在一个可能的实施例中,第一粘接件还包括第五子粘接件,第五子粘接件覆盖在正极双面区和正极单面区的交界处。
31、在一个可能的实施例中,还包括第二粘接件,
32、沿第一方向,第二粘接件设置在沿第一方向相邻的两个正极耳之间,以连接相邻的两个正极耳,和/或,第二粘接件位于第一正极耳背离第二正极耳的一侧表面。
33、和/或,第二粘接件沿第一方向的投影位于弯折点和正极片靠近正极耳的一侧边缘之间。
34、在一个可能的实施例中,负极片包括沿自身厚度方向设置的负极集流体和负极活性层、以及由负极集流体宽度方向一侧引出的多个负极耳;
35、正极集流体的厚度大于负极集流体的厚度;
36、和/或,正极耳的数量大于负极耳的数量。
37、本技术提供的电池,正极片、隔膜和负极片卷绕形成电芯,正极双面区和正极单面区沿正极片的卷绕方向依次布置,使得卷绕内层的正极双面区承担主要电化学反应面积,而位于最外层的正极单面区在其背离电芯卷绕中心的一侧形成可粘接、可限形的外表面。多个正极耳分别从正极单面区和正极双面区引出,并在电芯初步成型后收拢形成正极耳群,由第一表面向第二表面折弯,以将正极耳群折叠设置在电芯高度方向的一侧。由于第一正极耳由正极单面区引出,第二正极耳由正极双面区引出,第一正极耳和第二正极耳层叠设置,第二正极耳可起到主要传输电流的作用,第一正极耳形成在正极耳群的最外层,相较于现有电芯最外侧的正极单面区未设置第一正极耳的结构,在电芯最外层的正极单面区设置第一正极耳,可以对外层的第一正极耳产生固定限位作用,减少位于最外层的第一正极耳发生偏移变形的风险,进而降低其与负极片接触的风险,从而使得第一正极耳可对正极耳群起到固定作用,进而防止电池在跌落时因振动冲击,而导致正极耳群与负极片靠近正极耳群的一侧边缘接触,进而有利于降低电池短路的风险,并提高电池的抗跌落性能。
38、由于正极单面区设有第一区,第一区设置有若干凸部以及与其对应的凹部,凹部设置于正极单面区朝向电芯卷绕中心的一侧表面,凸部设置于极单面区背离电芯卷绕中心的一侧表面,进而可增大正极单面区的正极集流体的延展性能,以改善因单面涂覆造成的正极单面区容易向电芯内部发生卷曲的问题,降低因正极单面区卷曲导致的第一正极耳偏移入电芯内部的风险,正极单面区上设置凹部和凸部后,使得正极单面产生一定的弧度以及预变形度,可以为正极单面区提供有效支撑,以降低正极耳群弯折产生的应力,进而可以防止在电池跌落以及循环的过程中正极耳群与负极片接触造成的短路问题。
39、由于第一粘接件设置在正极单面区背离电芯卷绕中心的一侧表面,第一粘接件可对正极单面区起到局部增强作用,可以改善正极单面区因设置凹部和凸部结构后局部应力集中导致的正极片局部断裂,减弱其对第一正极耳的固定作用;还可以抑制正极单面区设置凹部和凸部后在电池循环过程中局部过度向外拱起,拉扯第一正极耳,增加第一正极耳与负极片接触的风险;第一粘接件还可以束缚凹部和凸部,防止形成凸部后,导致正极单面区的未设置凹部和凸部的区域与隔膜之间的间隙过大,出现贴合不良的问题,进而降低未设置凹部和凸部的正极单面区出现的起翘、翻折问题,且控制第一粘接件与第一区的重叠面积占第一区总面积的占比在2%-70%范围内,进而有效抑制正极单面区因受力不均而产生的翘曲、翻折或打卷倾向,以维持正极耳群附近的绝缘间隙和结构配合关系,并避免第一粘接件增大电芯的厚度,或者避免第一粘接件吸附过多电解液发生溶出问题,进而提高电池的体积能量密度和循环性能。
40、如此,本实施例的电池在循环使用过程中可保持较稳定的状态,以防止电池跌落时正极耳群与负极片接触发生短路,且电池的体积能量密度和循环性能较高。
41、除了上面所描述的本技术实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外,本技术提供的电池所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果,将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
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