电芯、电芯极组、动力电池及其车辆的制作方法

1.本实用新型涉及一种锂电池技术领域，具体涉及一种电芯、电芯极组、动力电池及其车辆。


背景技术：

2.锂离子电池具有能量密度高，电压平台高，循环寿命高，绿色环保的优点。随着碳达峰以及碳中和战略的提出，新能源行业发展迅猛，其中锂离子电池发展尤为快速，但是成本以及安全性仍然是锂电池发展制约因素。
3.目前叠片锂电池极片角部设计以v角、圆角为主，然而模切角部使用v角以及圆角容易产生毛刺，且角部良率低。同时现有正负极片之间的隔膜使用涂胶隔膜，即隔膜两侧均设置粘结层，将隔膜设置在正负极片之间，通过热压使得粘结层熔化从而实现正负极片和隔膜的固定，防止正负极片在组装过程中发生错位。然而涂胶隔膜成本远远高于无胶隔膜，且涂胶隔膜的胶层由于导离子性能差，从而严重影响电池性能。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电芯、电芯极组、动力电池及其车辆。由此，该电芯中正极片和负极片角部毛刺少且良率高，同时正负极片与隔膜之间导离子性好，从而可以在降低成本的同时提高电池的电学性能。
5.在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种电芯。根据本实用新型的实施例，所述电芯包括：
6.正极片，所述正极片的角部为直角，并且至少一个所述角部上设有第一粘结层；
7.负极片，所述负极片的角部为直角，并且至少一个所述角部上设有第二粘结层；
8.无胶隔膜，所述无胶隔膜设在所述正极片和所述负极片之间，并且所述无胶隔膜与所述正极片通过所述第一粘结层相连，所述无胶隔膜与所述负极片通过所述第二粘结层连接。
9.根据本实用新型实施例的电芯，通过将正极片和负极片的角部均设为直角，即在正负极片模切过程中采用直角模切，可以在减少正负极片角部毛刺的同时提高其良率。同时在正极片的至少一个角部上设置第一粘结层，在负极片的至少一个角部上设置第二粘结层，然后将两侧均无粘结层的无胶隔膜布置在正极片和负极片之间，通过热压使得设置在负极片的至少一个角部上的第二粘结层熔化实现负极片与无胶隔膜的粘结，同时设置在正极片至少一个角部上的第一粘结层熔化实现正极片与无胶隔膜的粘结，由于仅在正极片和负极片角部设置粘结层，因此正极片和负极片除设置粘结层的角部区域外，其他区域与隔膜之间具有较高的导离子性，相较于现有技术中采用有胶隔膜，本技术的电芯不仅降低了隔膜成本，而且提高了极片与隔膜之间的导离子性，从而提高电池的电学性能。
10.另外，根据本实用新型上述实施例的电芯还可以具有如下附加的技术特征：
11.在本实用新型的一些实施例中，所述正极片的长度为140～160mm；和/或所述负极片的长度为140～160mm。
12.在本实用新型的一些实施例中，基于所述正极片的总面积，单个所述第一粘结层的面积占比为0.0129％～0.025％；和/或基于所述负极片的总面积，单个所述第二粘结层的面积占比为0.0126％～0.025％。由此，可以在保证正负极片与隔膜之间粘结性的同时提高正负极片与隔膜的导离子性。
13.在本实用新型的一些实施例中，所述第一粘结层和所述第二粘结层的厚度为2～5μm。由此，可以在保证正负极片与隔膜之间粘结性的同时提高正负极片与隔膜的导离子性。
14.在本实用新型的一些实施例中，所述第一粘结层形状为直角三角形，所述直角三角形覆盖与所述正极片的角部的直角；和/或所述第二粘结层形状为直角三角形，所述直角三角形覆盖与所述负极片的角部的直角。由此，可以在保证正负极片与隔膜之间粘结性的同时提高正负极片与隔膜的导离子性。
15.在本实用新型的一些实施例中，所述三角形的直角边长为2～3mm。由此，可以在保证正负极片与隔膜之间粘结性的同时提高正负极片与隔膜的导离子性。
16.在本实用新型的一些实施例中，所述正极片上下表面的八个角部均为直角，并且每个角部均设有所述第一粘结层；和/或所述负极片上下表面的八个角部均为直角，并且每个角部均设有所述第二粘结层。由此，可以在保证正负极片与隔膜之间粘结性的同时提高正负极片与隔膜的导离子性。
17.在本实用新型的第二个方面，本实用新型提出了一种电芯极组。根据本实用新型的实施例，所述电芯极组包括多个上述的电芯，并且多个所述电芯层叠设置，相邻两个电芯之间设置有无胶隔膜。由此，该电芯极组具有较低的成本和优异的电学性能。
18.在本实用新型的第三个方面，本实用新型提出了一种动力电池。根据本实用新型的实施例，该动力电池包括上述的电芯极组。由此，该动力电池具有较低的成本和优异的电学性能。
19.在本实用新型的第四个方面，本实用新型提出了一种车辆。根据本实用新型的实施例，该车辆包括上述的动力电池。由此，该车辆具有优异的使用寿命和安全性能。
20.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
21.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：
22.图1是本实用新型一个实施例的电芯的示意图；
23.图2是本实用新型一个实施例的正极片角部形成第一粘结层后的示意图；
24.图3是本实用新型一个实施例的负极片角部形成第二粘结层后的示意图；
25.图4是本实用新型一个实施例的电芯极组的示意图。
26.附图标记：
27.100、电芯；
28.10、正极片；101、正极片的角部；102、第一粘结层；
29.20、负极片；201、负极片的角部；202、第二粘结层；
30.30、无胶隔膜；
31.1000、电芯极组。
具体实施方式
32.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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
33.在本实用新型的一个方面，本实用新型提出了一种电芯100。根据本实用新型的实施例，参考图1-图3，该电芯100包括：正极片10、负极片20和无胶隔膜30。
34.根据本发明的实施例，正极片10的角部101为直角，并且至少一个角部101上设有第一粘结层102；负极片的角部201为直角，并且至少一个角部201上设有第二粘结层202，即正极片10和负极片20模切过程中采用直角模切，从而相较于现有技术中采用v角和圆角模切方式，本技术的直角模切可以显著降低正极片10和负极片20角部毛刺且提高正极片10和负极片20角部良率。
35.根据本发明的具体实施例，正极片10的长度为140～160mm，负极片20的长度也分别独立地为140～160mm。需要说明的是，正极片10和负极片20的长度可以是140～160mm内的任意值，比如，可以是140mm、150mm或160mm。
36.需要说明的是，本领域技术人员可以根据实际需要对第一粘结层102和第二粘结层202的大小进行选择，只要能实现正极片10和负极片20与无胶隔膜30的良好粘结且正极片10和负极片20与无胶隔膜30之间导离子性能优异即可，例如基于正极片10的总面积，单个第一粘结层102的面积占比为0.0129％～0.025％；基于负极片20的总面积，单个第二粘结层202的面积占比为0.0126％～0.025％。
[0037]“单个第一粘结层”可以理解为正极片10上任一个角部101上的粘结层，同理“单个第二粘结层”可以理解为负极片20上任一个角部201上的粘结层。
[0038]
同时，本领域技术人员可以根据实际需要对上述第一粘结层102和第二粘结层202的厚度进行选择，只要能实现上述粘结和导离子性能即可，例如第一粘结层102和第二粘结层202的厚度为2～5μm。
[0039]
根据本发明的具体实施例，为了在提高正极片10和负极片20与无胶隔膜30之间的粘结性和导离子性，优选参考图2，第一粘结层102形状为直角三角形，直角三角形覆盖正极片10的角部101的直角；参考图3，同时第二粘结层202形状为直角三角形，直角三角形覆盖负极片20的角部201的直角。根据本发明的一个具体实施例，上述三角形粘结层的直角边长为2～3mm。
[0040]
根据本发明的实施例，无胶隔膜30设在正极片10和负极片20之间，并且无胶隔膜30与正极片10通过第一粘结层102相连，无胶隔膜30与负极片20通过第二粘结层202连接。具体的，将两侧均无粘结层的无胶隔膜30布置在正极片10和负极片20之间，通过热压使得设置在负极片20的至少一个角部201上的第二粘结层202熔化实现负极片20与无胶隔膜30的粘结，同时设置在正极片10至少一个角部101上的第一粘结层102熔化实现正极片10与无
胶隔膜30的粘结，由于仅在正极片10和负极片20角部设置粘结层，因此正极片10和负极片20除设置粘结层的角部区域外，其他区域与隔膜之间具有较高的导离子性，相较于现有技术中采用有胶隔膜，本技术的电芯不仅降低了隔膜成本，而且提高了极片与隔膜之间的导离子性，从而提高电池的电学性能。
[0041]
根据本发明的实施例，正极片10上下表面的八个角部101均为直角，并且每个角部101均设有第一粘结层102；负极片20上下表面的八个角部201均为直角，并且每个角部201均设有第二粘结层202，即正极片10的四个角部101通过第一粘结层102与无胶隔膜30粘结，负极片20的四个角部201通过第二粘结层202与无胶隔膜30粘结，从而提高正极片10和负极片20与无胶隔膜30之间的粘结性，避免电芯在组装过程中发生错位。
[0042]
在本实用新型的第二个方面，本实用新型提出了一种电芯极组1000，参考图4，包括上述的电芯100，并且电芯100之间层叠设置，相邻电芯100之间设置无胶隔膜30。具体的，多个电芯100层叠设置后，通过热压使得位于正极片10和负极片20角部粘结层熔化，从而实现相邻两个电芯100的层叠粘结。由此，该电芯极组具有较低的成本和优异的电学性能。需要说明的是，上述针对电芯100所描述的特征和优点同样适用于该电芯极组1000，此处不再赘述。
[0043]
在本实用新型的第三个方面，本实用新型提出了一种动力电池。根据本发明的实施例，该动力电池包括上述的电芯极组1000。由此，该动力电池具有较低的成本和优异的电学性能。需要说明的是，上述针电芯极组1000所描述的特征和优点同样适用于该动力电池，此处不再赘述。
[0044]
在本实用新型的第四个方面，本实用新型提出了一种车辆。根据本发明的实施例，该车辆包括上述的动力电池。由此，该车辆具有优异的使用寿命和安全性能。需要说明的是，上述针对动力电池所描述的特征和优点同样适用于该车辆，此处不再赘述。
[0045]
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”、“顺时针”、“逆时针”、“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。
[0046]
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0047]
在本实用新型中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。
[0048]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特
征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0049]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0050]
尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。