CN114242937B - 一种电芯及电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电芯，包括：第一极片、第二极片和隔膜，其中，隔膜位于第一极片和第二极片之间，第一极片、第二极片和隔膜卷绕形成卷芯结构；第一极片包括第一胶纸、集流体和涂覆在集流体的表面的活性涂层，第一胶纸的第一区域贴附在活性涂层的表面，第一胶纸的第二区域贴附在集流体的表面，第一胶纸的第一区域和第二区域相邻；在电芯的卷绕方向上，第一极片包括至少一个弯折段，第一胶纸靠近弯折段的一端不超过弯折段的弯折中心。本发明实施例通过将第一胶纸设于于卷芯结构的弯折段的一侧，使第一胶纸在电池膨胀的过程中拉伸力减小，从而降低第一胶纸破坏活性涂层的风险。

Description

一种电芯及电池

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种电芯及电池。

背景技术

锂离子电池是一种能量密度高、充电速率快的储能电池，被广泛应用于移动电子设备和车辆领域。随着市场的发展，对于能量密度和充电速率的锂电池有了更高的要求。目前提高能量密度和充电速率的改进技术主要集中在改进正负极活性物质材料和锂离子电池结构等方面。但在相关技术中，在锂离子电池的卷芯结构中胶纸粘贴在锂离子电池的拐角处，在充电过程中锂离子电池膨胀，导致出现胶纸拉扯锂离子电池正极片表面的活性物质，造成破坏的情况，从而使锂离子电池的使用寿命较低。

可见，相关技术中存在着锂离子电池正极片表面被胶纸破坏的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种电芯及电池，以解决现有技术中存在着锂离子电池正极片表面被胶纸破坏的问题。

为达到上述目的，本发明实施例提供一种电芯，包括：第一极片、第二极片和隔膜，其中，

所述隔膜位于所述第一极片和所述第二极片之间，所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜卷绕形成卷芯结构；

所述第一极片包括第一胶纸、集流体和涂覆在所述集流体的表面的活性涂层，所述第一胶纸的第一区域贴附在所述活性涂层的表面，所述第一胶纸的第二区域贴附在所述集流体的表面，所述第一胶纸的第一区域和第二区域相邻；

在所述电芯的卷绕方向上，所述第一极片包括至少一个弯折段，所述第一胶纸靠近所述弯折段的一端不超过所述弯折段的弯折中心。

作为一种可选的实施方式，所述第一极片还包括第二胶纸，所述活性涂层包括第一涂层和第二涂层，其中，

所述第一涂层涂覆在所述集流体的第一表面，所述第二涂层涂覆在所述集流体的第二表面，所述集流体的第一表面和第二表面相背；

所述第一胶纸的第一区域贴附在所述第一涂层的表面，所述第一胶纸的第二区域贴附在所述集流体的第一表面；

所述第二胶纸的第一区域贴附于所述第二涂层的表面，所述第二胶纸的第二区域贴附于所述集流体的第二表面；

所述第二胶纸靠近所述弯折段的一端不超过所述弯折段的弯折中心。

作为一种可选的实施方式，所述第一胶纸与所述第一涂层的贴附位置位于所述第一涂层的收尾端，所述第二胶纸与所述第二涂层的贴附位置位于所述第二涂层的收尾端。

作为一种可选的实施方式，所述第一胶纸和所述第二胶纸包括基材层和粘结层，所述第一胶纸的所述粘结层与所述第一涂层粘结，所述第二胶纸的所述粘接层与所述第二涂层粘结。

作为一种可选的实施方式，所述第一胶纸的第一区域沿着所述卷芯结构的卷绕方向的长度不超过2.5mm，所述第二胶纸的第一区域沿着所述卷芯结构的卷绕方向的长度不超过2.5mm。

作为一种可选的实施方式，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片，或所述第一极片为负极片，所述第二极片为正极片。

作为一种可选的实施方式，所述电芯还包括极耳，其中，

所述集流体的沿着所述卷芯结构的卷绕方向的起始端设有头部空箔区；

所述极耳固定在所述头部空箔区；

所述第一胶纸的第二区域贴附于所述头部空箔区。

作为一种可选的实施方式，所述第一胶纸在所述电芯的厚度方向上的投影与所述弯折段在所述电芯的厚度方向上的投影不重合，或

所述第一胶纸在所述电芯的厚度方向上的投影与所述弯折段在所述电芯的厚度方向上的投影部分重合。

作为一种可选的实施方式，所述第二极片包括第三胶纸、集流体和涂敷在所述集流体的表面上的活性涂层；

所述第三胶纸的第一区域贴附在所述第二极片的活性涂层表面；

所述第三胶纸的第二区域贴覆在所述第二极片的集流体表面；

所述第三胶纸的第一区域和第二区域相邻；

在所述电芯的卷绕方向上，所述第二极片包括至少一个弯折段；

所述第三胶纸靠近所述弯折段的一端不超过所述第二极片的弯折段的弯折中心。

本发明实施例还提供一种电池，包括上述电芯。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本发明实施例通过将第一胶纸靠近弯折段的一端设于不超过弯折中心的位置，使第一胶纸在电池膨胀的过程中拉伸力减小；同时降低第一胶纸与活性涂层的接触棉结，从而降低第一胶纸破坏活性涂层的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种电芯的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种电芯的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第一胶纸的贴附在活性涂层表面的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的电芯固定极耳的位置的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1，如图1所示，本发明实施例提供一种电芯，包括：第一极片10、第二极片20和隔膜30，其中，

隔膜30位于第一极片10和第二极片20之间，第一极片10、第二极片20和隔膜30卷绕形成卷芯结构；

第一极片10包括第一胶纸13、集流体12和涂覆在集流体12的表面的活性涂层，第一胶纸13的第一区域贴附在活性涂层的表面，第一胶纸13的第二区域贴附在集流体12的表面，第一胶纸13的第一区域和第二区域相邻；

在电芯的卷绕方向上，第一极片10包括至少一个弯折段，第一胶纸13靠近弯折段的一端不超过弯折段的弯折中心。

该实施方式中，将第一胶纸13靠近弯折段的一端设于不超过弯折段的弯折中心的位置，使电池在使用并发生膨胀的过程中能够减小第一胶纸13和活性涂层之间的拉伸应力，从而减小正极涂层因为拉伸应力过大而被破坏的可能性，延长电池的使用寿命。

具体的，在电池膨胀过程中，若第一胶纸13位于卷芯结构的弯折段的两侧，则弯折段膨胀时在集流体12厚度方向上发生形变，使第一胶纸13的产生拉伸应力。由于第一胶纸13和活性涂层紧密贴附，在产生的拉伸应力过大时第一胶纸13将破坏活性涂层造成电池失效。本发明实施例通过将第一胶纸13设于卷芯结构的弯折段的一侧，使电池在集流体12厚度方向上发生形变时，由于第一胶纸13卷芯结构的弯折段的一侧，能够有效的减小第一胶纸13在弯折段受到的拉伸应力，进而延长电池的使用寿命。

作为一种可选的实施方式，如图2所示，第一极片10还包括第二胶纸15，活性涂层包括第一涂层11和第二涂层14，其中，

第一涂层11涂覆在集流体12的第一表面，第二涂层14涂覆在集流体12的第二表面，集流体12的第一表面和第二表面相背；

第一胶纸13的第一区域贴附在第一涂层11的表面，第一胶纸13的第二区域贴附在集流体12的第一表面；

第二胶纸15的第一区域贴附于第二涂层14的表面，第二胶纸15的第二区域贴附于集流体12的第二表面；

第二胶纸15靠近弯折段的一端不超过弯折段的弯折中心。

该实施方式中，类似于第一胶纸13，第二胶纸15同样的贴附于集流体12和第二涂层14的表面，能够有效的减小第二胶纸15受到的拉伸应力，避免电池出现因拉伸应力过大而造成的电池失效的情况出现。

其中，为使电池能够保持较高的电池能量密度，需要将第一涂层11的起始端在集流体12厚度方向上设为与第二涂层14的起始端对应，将第一涂层11的收尾端在集流体12厚度方向上设为与第二涂层14的收尾端对应；同时，还需要将第一涂层11的形状设为与第二涂层14的形状设为相适配，第一涂层11的大小设为与第二涂层14的大小设为相适配。通过本发明实施例能够使电池维持在较高的能量密度，同时降低材料的损耗。

作为一种可选的实施方式，第一胶纸13与第一涂层11的贴附位置位于第一涂层11的收尾端，第二胶纸15与第二涂层14的贴附位置位于第二涂层14的收尾端。

该实施方式中，由于收尾端的弯折段为电芯结构中大小最大的弯折段，在该位置的形变量最大。将第一胶纸13与第一涂层11的贴附位置设于第一涂层11的收尾端，第二胶纸15与第二涂层14的贴附位置设于第二涂层14的收尾端，能够有效的改善电池的胶纸破坏活性涂层的问题。

另外，第一涂层11和第二涂层14在涂覆过程中在收尾端存在着大量毛刺，将第一胶纸13与第一涂层11的贴附位置设于第一涂层11的收尾端，第二胶纸15与第二涂层14的贴附位置设于第二涂层14的收尾端能够有效的阻隔毛刺与另一极片表面接触，防止出现电池短路的问题。

作为一种可选的实施方式，如图3所示，第一胶纸13和第二胶纸15包括基材层131和粘结层132，第一胶纸13的粘结层132与第一涂层11粘结，第二胶纸15的粘接层与第二涂层14粘结。

该实施方式中，粘结层132使基材层131能够固定在第一涂层11或第二涂层14的表面，基材层131有效的阻隔毛刺与另一极片表面接触，防止出现电池短路的问题。

其中，在本发明实施例中，在电池膨胀的过程中，若基材层131和粘结层132之间的粘性较差时，在受到的拉伸应力过大的情况下会出现基材层131和粘结层132分离的问题，基材层131脱落后毛刺刺穿隔膜30后可能与极片的表面直接接触造成电池短路。故在本发明实施例中，基材层131和粘结层132之间的粘性大小需要满足在电池膨胀后不出现脱落的情况发生。

作为一种可选的实施方式，第一胶纸13的第一区域沿着卷芯结构的卷绕方向的长度不超过2.5mm，第二胶纸15的第一区域沿着卷芯结构的卷绕方向的长度不超过2.5mm。

该实施方式中，将第一胶纸13的第一区域沿着卷芯结构的卷绕方向的长度设为不超过2.5mm，第二胶纸15的第一区域沿着卷芯结构的卷绕方向的长度设为不超过2.5mm，能够减小胶纸和涂层的接触面积，从而减小涂层表面和胶纸受到的拉伸应力，改善胶纸破坏涂层表面的问题。

另外，将将第一胶纸13的第一区域沿着卷芯结构的卷绕方向的长度设为不超过2.5mm，第二胶纸15的第一区域沿着卷芯结构的卷绕方向的长度设为不超过2.5mm以减小胶纸和涂层的接触面积，使电解液与极片的接触面积较大，从而减少电池的能量密度损失。

作为一种可选的实施方式，第一极片10为正极片，第二极片20为负极片，或第一极片10为负极片，第二极片20为正极片。

该实施方式中，第一极片10的极性和第二极片20的极性相反，将第一胶纸13和第二胶纸15设于正极片或负极片均可以实现减小第一胶纸13和第二胶纸15的拉伸应力，避免电池因应力过大造成电池破坏。

另外，将第一胶纸13和第二胶纸15设于正极片或负极片均可以实现有效阻隔毛刺刺穿隔膜30导致电池短路的问题出现。

作为一种可选的实施方式，如图4所示，电芯还包括极耳40，其中，

集流体12的沿着卷芯结构的卷绕方向的起始端设有空箔区；

极耳40固定在空箔区；

第一胶纸13的第二区域贴附于空箔区。

该实施方式中，电芯通过设置极耳40，极耳40外接工作电路以实现电池的循环过程。其中，第一极片10和第二极片20的表面均设有极耳40，通常将极耳40设于空箔区，避免电池循环过程较快而造成的在充电过程中的电池析锂问题发生。

另外，由于在活性涂层涂覆过程中在起始端和收尾端均存在毛刺，毛刺存在刺破隔膜30造成电池短路的问题出现，故在本发明实施例中，将第一胶纸13的第二区域贴附于空箔区，可以通过第一胶纸13阻隔毛刺，避免出现电池短路的问题。

另外，在电池膨胀过程中第一胶纸13同样会出现拉伸应力，将第一胶纸13设于弯折段的一侧能够有效的避免极片表面被拉伸破坏，提高电池的使用寿命。

作为一种可选的实施方式，第一胶纸13在电芯的厚度方向上的投影与弯折段在电芯的厚度方向上的投影不重合，或

第一胶纸13在电芯的厚度方向上的投影与弯折段在电芯的厚度方向上的投影部分重合。

该实施方式中，将第一胶纸13在电芯的厚度方向上的投影与弯折段在电芯的厚度方向上的投影不重合或部分重合，使电芯在膨胀过程中在电芯的厚度方向上的形变对第一胶纸13产生的拉伸应力较小，从而有效的改善电池极片寿命。

作为一种可选的实施方式，第二极片20包括第三胶纸、集流体和涂敷在集流体的表面上的活性涂层；

第三胶纸的第一区域贴附在第二极片20的活性涂层表面；

第三胶纸的第二区域贴覆在第二极片20的集流体表面；

第三胶纸的第一区域和第二区域相邻；

在电芯的卷绕方向上，第二极片20包括至少一个弯折段；

第三胶纸靠近弯折段的一端不超过第二极片20的弯折段的弯折中心。

该实施方式中，与第一胶纸13相似，第三胶纸靠近弯折段的一端设于不超过第二极片20的弯折段的弯折中心的位置能够减小第三胶纸在电池膨胀过程中受到的拉伸应力，从而减小第二极片20表面被破坏的可能性，提高电池的使用寿命，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种电池，包括上述电芯。

需要说明的是，上述电芯实施例的实现方式同样适应于该电池的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。

本申请实施例还提供一种电子设备，包括上述电池。

需要说明的是，上述电池实施例的实现方式同样适应于该电子设备的实施例中，并能达到相同的技术效果，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本发明的保护之内。

Claims (9)

1.一种电芯，其特征在于，包括：第一极片、第二极片和隔膜，其中，

所述隔膜位于所述第一极片和所述第二极片之间，所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜卷绕形成卷芯结构；

所述第一极片包括第一胶纸、集流体和涂覆在所述集流体的表面的活性涂层，所述第一胶纸的第一区域贴附在所述活性涂层的表面，所述第一胶纸的第二区域贴附在所述集流体的表面，所述第一胶纸的第一区域和所述第一胶纸的第二区域相邻，所述第一胶纸的第二区域相对所述第一胶纸的第一区域弯折；

在所述电芯的卷绕方向上，所述第一极片包括至少一个弯折段，所述第一胶纸靠近所述弯折段的一端不超过所述弯折段的弯折中心；

所述第一胶纸在所述电芯的厚度方向上的投影与所述弯折段在所述电芯的厚度方向上的投影部分重合。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第一极片还包括第二胶纸，所述活性涂层包括第一涂层和第二涂层，其中，

所述第一涂层涂覆在所述集流体的第一表面，所述第二涂层涂覆在所述集流体的第二表面，所述集流体的第一表面和第二表面相背；

所述第一胶纸的第一区域贴附在所述第一涂层的表面，所述第一胶纸的第二区域贴附在所述集流体的第一表面；

所述第二胶纸的第一区域贴附于所述第二涂层的表面，所述第二胶纸的第二区域贴附于所述集流体的第二表面；

所述第二胶纸靠近所述弯折段的一端不超过所述弯折段的弯折中心。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述第一胶纸与所述第一涂层的贴附位置位于所述第一涂层的收尾端，所述第二胶纸与所述第二涂层的贴附位置位于所述第二涂层的收尾端。

4.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述第一胶纸和所述第二胶纸包括基材层和粘结层，所述第一胶纸的粘结层与所述第一涂层粘结，所述第二胶纸的粘结层与所述第二涂层粘结。

5.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述第一胶纸的第一区域沿着所述卷芯结构的卷绕方向的长度不超过2.5mm，所述第二胶纸的第一区域沿着所述卷芯结构的卷绕方向的长度不超过2.5mm。

6.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片，或所述第一极片为负极片，所述第二极片为正极片。

7.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，还包括极耳，其中，

所述集流体的沿着所述卷芯结构的卷绕方向的起始端设有头部空箔区；

所述极耳固定在所述头部空箔区；

所述第一胶纸的第二区域贴附于所述头部空箔区。

8.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第二极片包括第三胶纸、集流体和涂敷在所述集流体的表面上的活性涂层；

所述第三胶纸的第一区域贴附在所述第二极片的活性涂层表面；

所述第三胶纸的第二区域贴覆在所述第二极片的集流体表面；

所述第三胶纸的第一区域和所述第三胶纸的第二区域相邻；

在所述电芯的卷绕方向上，所述第二极片包括至少一个弯折段；

所述第三胶纸靠近所述弯折段的一端不超过所述第二极片的弯折段的弯折中心。

9.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求1-8中任一项所述的电芯。