一种极片及含该极片的电极组件的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池领域，具体涉及一种极片及含该极片的电极组件。


背景技术：

2.锂离子电池因其自身放电平台电压高，自放电小，能量密度高，无记忆效应，绿色环保等特性，成为当今重要的供电装置，广泛应用于各类电子设备和交通工具当中。
3.随着便携式设备的逐步增多，锂离子电池的尺寸要求越来越小，纽扣型锂离子电池便是专门为这类设备应用而生。纽扣电池指的是外形为圆型或类圆形，形似纽扣的一类小尺寸锂离子电池，主要可分为钢壳纽扣电池和软包纽扣电池。软包纽扣电池相比于钢壳纽扣电池，具有防爆炸、安全性高、尺寸灵活多变的特点，广泛应用于tws耳机、智能穿戴产品等领域。
4.传统软包纽扣电芯中的正负极片较窄，极片箔材抗拉强度很低，而电池在充电过程中会发生膨胀，膨胀过程中电芯最外圈箔材在膨胀应力的拉扯下极易发生断裂，从而造成电芯断路，无法继续充放电。而其中绝大部分的断路位置发生在极耳焊接边缘，因为此处由于焊接对箔材造成了一定的破坏，极耳边缘又起到了切割的作用，造成极耳焊接位断路比例较高。
5.有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的之一在于：提供一种极片，解决极耳边缘焊接位置容易出现断片而导致电池断路的问题。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
8.一种极片，包括：
9.极耳；
10.集流体，包括焊接有所述极耳的焊接区和分别设置在所述焊接区两边的第一空箔区和第二空箔区；
11.其中，所述第一空箔区围绕所述极耳的四周后与所述第二空箔区电连接，且所述极耳与所述第一空箔区之间至少存在一处为电连接。
12.优选的，所述第一空箔区围绕所述极耳的四周后与所述第二空箔区焊接和/或电粘接。
13.优选的，所述极耳与所述第一空箔区之间的电连接为焊接和/或电粘接。
14.优选的，所述极耳与所述第一空箔区之间的电连接处同所述极耳与所述焊接区的焊接处相对设置。
15.优选的，所述第一空箔区围绕所述极耳的四周后与所述第二空箔区焊接，且所述极耳与所述第一空箔区之间的电连接为焊接。
16.优选的，所述第一空箔区与所述第二空箔区之间的焊接，以及所述极耳与所述第
一空箔区之间的焊接采用“l”型焊头、“t”型焊头、“u”型焊头、双焊头中的至少一种焊头进行焊接。
17.优选的，所述第一空箔区设置在所述集流体的末端，所述第二空箔区上涂覆有活性物质层。
18.优选的，所述第一空箔区与所述第二空箔区的电连接处靠近所述极耳且远离所述活性物质层设置。
19.本实用新型的目的之二在于，提供一种电极组件，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述正极片和/或所述负极片为上述任一项所述的极片。
20.优选的，所述电极组件为纽扣电池。
21.本实用新型的有益效果在于：本实用新型提供了一种极片，包括极耳和集流体；集流体包括焊接有所述极耳的焊接区和分别设置在所述焊接区两边的第一空箔区和第二空箔区；其中，所述第一空箔区围绕所述极耳的四周后与所述第二空箔区电连接，且所述极耳与所述第一空箔区之间至少存在一处为电连接。相比于现有技术，本实用新型提供的极片，在集流体上焊接极耳时，采用一部分集流体(第一空箔区)反包住极耳，使得极耳与集流体至少存在两处电连接处，同时将反包完极耳的两个空箔区(第一空箔区和第二空箔区)电连接在一起，此种焊接方式相对于传统的极耳焊接，至少多出了两处焊接处，从焊接结构上将2个焊接边缘位点变为了8个焊接边缘位点，如此即使任意一处的焊接边缘发生断裂均不会影响电芯内阻和充放电性能，大大降低了因极耳焊接处断路而出现的不良率问题。
附图说明
22.图1为对比例1极片的侧视图。
23.图2为本实用新型实施例1极片的侧视图。
24.图3为本实用新型实施例1极片焊接方式的侧视图之一。
25.图4为本实用新型实施例1极片焊接方式的侧视图之二。
26.图5为本实用新型实施例1极片焊接方式的侧视图之三。
27.图中：1
‑
极耳；2
‑
集流体；21
‑
第一空箔区；22
‑
焊接区；23
‑
第二空箔区；24
‑
活性物质层。
具体实施方式
28.为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型及其有益效果作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
29.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.本实用新型使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图
的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。
31.实施例1
32.如图2～5所示，一种极片，包括极耳1和集流体2；集流体2包括焊接有极耳1的焊接区22和分别设置在焊接区22两边的第一空箔区21和第二空箔区23；其中，第一空箔区21围绕极耳1的四周后与第二空箔区23电连接，且极耳1与第一空箔区21之间至少存在一处为电连接。
33.进一步地，第一空箔区21围绕极耳1的四周后与第二空箔区23焊接和/或电粘接。
34.进一步地，极耳1与第一空箔区21之间的电连接为焊接和/或电粘接。
35.进一步地，极耳1与所述第一空箔区21之间的电连接处同所述极耳1与所述焊接区22的焊接处相对设置。
36.进一步地，第一空箔区21围绕极耳1的四周后与第二空箔区23焊接，且极耳1与第一空箔区21之间的电连接处为焊接。
37.在一些具体实施方式中，可如图3所示，第一空箔区21与第二空箔区23之间的焊接，以及极耳1与第一空箔区21之间的焊接采用“l”型焊头进行焊接。“l”型焊头可同时将两个空箔区以及极耳1与第一空箔区21固定住，该“l”型为倒l形状，其中一端压紧极耳1与第一空箔区21之间的焊接，另一端压紧第一空箔区21与第二空箔区23之间的焊接，为保证两处的同时焊接，应将竖端焊头的高度设置与极耳1的厚度相近，确保两处同时焊接时不会出现其中一处虚焊的情形。
38.在一些具体实施方式中，可如图4所示，第一空箔区21与第二空箔区23之间的焊接，以及极耳1与第一空箔区21之间的焊接采用“t”型焊头进行焊接。该“t”型焊头与“l”型焊头的设置类似，其中一横端压紧极耳1与第一空箔区21之间的焊接，另一竖端压紧第一空箔区21与第二空箔区23之间的焊接。此外，也应将竖端焊头的高度设置与极耳1的厚度相近，确保两处同时焊接时不会出现其中一处虚焊的情形。
39.在一些具体实施方式中，可如图5所示，第一空箔区21与第二空箔区23之间的焊接，以及极耳1与第一空箔区21之间的焊接采用双焊头进行焊接。该双焊头根据两处焊接面积的差异分别设置两个焊头的大小，两个焊头可以同时焊接，也可分两次进行焊接，在同时焊接时最好应保证两个焊头同步下压，避免其中一端焊接时间过长，而另一端焊接时间过短。
40.在一些具体实施方式中，第一空箔区21与第二空箔区23之间的焊接，以及极耳1与第一空箔区21之间的焊接采用“u”型焊头进行焊接。此种“u”型焊头为斜u形状，u型的两个端角分别对准两个焊接处，其中一端压紧极耳1与第一空箔区21之间的焊接，另一端压紧第一空箔区21与第二空箔区23之间的焊接。
41.此外，在其他一些具体实施方式中，还可以采用激光焊接、热压焊接、或其他形状的焊头焊接等方式进行，可一次同步焊接两个连接处，也可分两次进行，只要能确保两处的焊接均稳固即可。另外，还可以一处采用焊接，另一处采用电粘接的方式，或者两处均采用电粘接的方式。该电粘接采用的粘结剂应是可以导电的，可以是在其中加入一些导电剂，也可以直接采用具有导电作用的粘结剂。
42.通过上述的焊接/电粘接后，本实用新型的极片上就至少存在8处电连接处，可如图2所示，以焊接为例，分别有a～h个焊接点，双层箔材，如此，只有当c&f或d&e或b&g处箔材同时断裂，才会出现电池断路的情况，其中任意一处焊接边缘发生断裂均不会影响电芯内阻和充放电性能；相比于常规的单层箔材2个焊接点a’和b’(如图1所示)，可大大减少了因极耳1焊接处断路而出现的不良率。
43.进一步地，第一空箔区21设置在集流体2的末端，第二空箔区23上涂覆有活性物质层24。本实用新型提供的极片，更加适用于极耳1设置在极片尾端的情形，如此，第一空箔区21更易反包住极耳1以形成双层箔材8个焊接点的稳固。
44.进一步地，第一空箔区21与第二空箔区23的电连接处靠近极耳1且远离活性物质层24设置。即是在涂覆活性物质层24时，在靠近极耳1处因预留至少一部分第二空箔区23，以确保第一空箔区21与第二空箔区23的焊接。
45.本实用新型极片的制备方法为：计算好第一空箔区21、极耳1焊接区22、第二空箔区23以及第二空箔区23上活性物质层24的涂覆大小后，涂覆活性物质，然后将极耳1焊接于极耳1焊接区22，接着将第一空箔区21反包住极耳1，且第一空箔区21的端部与第二空箔区23的至少一部分对应设置，采用焊头焊接极耳1与第一空箔区21的连接处以及第一空箔区21与第二空箔区23的连接处，完成极片的制备。
46.实施例2
47.一种电极组件，包括正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔膜，正极片和/或负极片为实施例1所述的极片。
48.其中，正极片上涂覆的活性物质层24，可以是包括但不限于化学式如li
a
ni
x
co
y
m
z
o2‑
b
n
b
(其中0.95≤a≤1.2，x>0，y≥0，z≥0，且x+y+z＝1,0≤b≤1，m选自mn，al中的一种或多种的组合，n选自f,p,s中的一种或多种的组合)所示的化合物中的一种或多种的组合，所述正极活性物质还可以是包括但不限于lic
o
o2、linio2、livo2、licro2、limn2o4、licomno4、li2nimn3o8、lini
0.5
mn
1.5
o4、licopo4、limnpo4、lifepo4、linipo4、licofso4、cus2、fes2、mos2、nis、tis2等中的一种或多种的组合。所述正极活性物质还可以经过改性处理，对正极活性物质进行改性处理的方法对于本领域技术人员来说应该是己知的，例如，可以采用包覆、掺杂等方法对正极活性物质进行改性，改性处理所使用的材料可以是包括但不限于al，b，p、zr、si、ti、ge、sn、mg、ce、w等中的一种或多种的组合。
49.负极片上涂覆的活性物质层24可以是包括但不限于石墨、软碳、硬碳、碳纤维、中间相碳微球、硅基材料、锡基材料、钛酸锂或其他能与锂形成合金的金属等中的一种或几种。其中，所述石墨可选自人造石墨、天然石墨以及改性石墨中的一种或几种；所述硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅合金中的一种或几种；所述锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物、锡合金中的一种或几种。所述负极集流体2通常是汇集电流的结构或零件，所述负极集流体2可以是本领域各种适用于作为锂离子电池负极集流体2的材料，例如，所述负极集流体2可以是包括但不限于金属箔等，更具体可以是包括但不限于铜箔等。
50.而所述隔膜可以是本领域各种适用于锂离子电池隔膜的材料，例如，可以是包括但不限于聚乙烯、聚丙烯、聚偏氟乙烯、芳纶、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺，聚酰胺、聚酯和天然纤维等中的一种或多种的组合。
51.进一步地，电极组件为纽扣电池。对于纽扣电池而言，因其正负极片较窄，极片箔
材抗拉强度很低，最外圈箔材特别是极耳1边缘焊接位置容易在膨胀应力的拉扯下发生断裂，从而造成电芯断路。而采用本实用新型提供的极片后，因极耳1边缘焊接位点增多，即使其中任意一处的焊接边缘发生断裂，也均不回造成纽扣电池的电芯断路，从而影响电芯的内阻和充放电性能。
52.对比例1
53.如图1所示，一种极片，包括极耳和集流体，极耳焊接在集流体的末端。本对比例的极片为常规的电极片。
54.对比例2
55.一种电极组件，包括正极片、负极片和间隔于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述正极片和/或所述负极片为对比例1所述的极片。
56.将上述实施例2和对比例2中的电极组件设置多组并进行性能测试，测试结果见表1。
57.表1
[0058] 对比例2实施例2电芯生产数5120pcs5120pcs断路不良数83pcs0pcs断路不良率1.62％0％
[0059]
由上述的测试结果可以看出，采用本实用新型极片得到的纽扣电池，因极耳边缘焊接位置产生的断路不良数和断路不良率均大大减少，基本上杜绝了由该原因引起的断路问题。这主要是得益于本实用新型极片将极耳边缘的焊接位点由2个增加到了8个，只有6个边缘焊接位点同时发生断裂时才会引起电芯的断路，发生概率大大降低。
[0060]
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。