一种极片结构及锂离子电池的制作方法

1.本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种极片结构及锂离子电池。


背景技术：

2.锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。
3.锂离子电池包括正极片、负极片和隔膜。通常在正极片上焊接有正极耳，负极片上焊接有负极耳，正极耳和负极耳用于与外部电路电连接，以对锂离子电池进行充电或放电。
4.在生产过程中，通常采用清洗、或刮片或发泡胶等方式在极片上形成多个槽位，然后将大片的极片分条为目标尺寸的小条极片，但是槽位边缘会残留有部分活性物质，严重影响电芯厚度一致性、极耳焊接的可靠性及电芯性能。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种极片结构，通过优化极片的结构，解决槽位边缘残留活性物质的问题，避免极耳和极片边缘活性物质接触，有助于降低电池发生析锂的概率，还能减少电芯的厚度，有助于提高电芯厚度一致性，从而提高电池的质量。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种极片结构，包括极片本体，所述极片本体包括集流体及涂覆在所述集流体的表面的活性物质；凹部，设置在所述极片本体上，使所述集流体暴露于所述极片本体的表面，且能够与极耳电连接；缺口部，设置在所述极片本体靠近所述凹部的边缘，所述缺口部沿所述极片本体的厚度方向贯穿所述极片本体，所述缺口部从所述极片本体的边缘延伸到所述凹部，以去除所述凹部边缘和所述极片本体边缘之间的活性物质。
8.优选的，一部分的所述缺口部设在所述凹部上的投影内，另一部分的所述缺口部沿所述极片本体的宽度方向，延伸到所述极片本体的边缘，并部分覆盖所述凹部边缘和所述极片本体边缘之间的所述活性物质。
9.优选的，所述缺口部在所述凹部上的投影，位于所述凹部靠近所述极片本体边缘的一端。
10.优选的，所述缺口部的面积小于所述凹部的面积。
11.优选的，所述极片本体通过激光清洗形成所述凹部，所述极片本体通过模切形成所述缺口部。
12.优选的，还包括极耳，所述极耳嵌于所述凹部，并与所述凹部裸露的所述集流体焊接。
13.优选的，所述缺口部在所述极片本体的宽度方向的深度为1mm-15mm，所述缺口部
在所述极片本体的长度方向的宽度为1mm-26mm。
14.优选的，所述凹部在所述极片本体的宽度方向的长度为2mm-29mm，所述凹部在所述极片本体的长度方向的宽度为2mm-28mm。
15.优选的，所述缺口部的深度和所述凹部的长度之比为0.02-0.19，所述缺口部的宽度和所述凹部的宽度之比为0.5-0.89。
16.本实用新型的目的之二在于提供一种锂离子电池，包括上述的极片结构。
17.本实用新型的有益效果在于，本实用新型将缺口部沿极片本体的厚度方向贯穿极片本体，且缺口部缘延伸到凹部，能够切除凹部边缘和极片本体边缘之间的活性物质，避免极耳焊接在凹部边缘的活性物质上，造成虚焊的情况，有助于提高电池的充放电性能，同时，凹部的底部为集流体，凹部的四周为由活性物质形成的侧壁，凹部可收纳极耳，将凹部边缘和极片本体边缘之间的活性物质切除，能够有效减少电芯本体的厚度超过标准值，提高电芯厚度一致性，同时能够有效避免极耳与极片本体边缘的活性物质相接触，有助于降低电池发生析锂的概率，从而提高电池的质量。
附图说明
18.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
19.图1为本实用新型结构示意图。
20.图2为本实用新型在焊接极耳前的示意图。
21.其中，附图标记说明如下：
22.1-极片本体；11-集流体；12-活性物质；
23.2-凹部；
24.3-缺口部；
25.4-极耳；
26.x-长度方向；
27.y-宽度方向；
28.h-厚度方向。
具体实施方式
29.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，硬件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”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
30.此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在实用新型中，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。
32.以下结合附图1～2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。
33.实施方式一
34.下面结合附图1～2描述实施方式一
35.极片结构，包括极片本体1，极片本体1包括集流体11及涂覆在集流体11的表面的活性物质12；凹部2，设置在极片本体1上，使集流体11暴露于极片本体1的表面，且能够与极耳4电连接；缺口部3，设置在极片本体1靠近凹部2的边缘，缺口部3沿极片本体1的厚度方向h贯穿极片本体1，缺口部3从极片本体1的边缘延伸到凹部2，以去除凹部2边缘和极片本体1边缘之间的活性物质12。
36.由于极片上槽位边缘会残留有部分活性物质，严重影响电芯厚度一致性、极耳焊接的可靠性及电芯性能，因此，将缺口部3沿极片本体1的厚度方向贯穿极片本体1，且缺口部3缘延伸到凹部2，能够切除凹部2边缘和极片本体1边缘之间的活性物质12，避免极耳4焊接在凹部2边缘的活性物质12上，造成虚焊的情况，有助于提高电池的充放电性能，同时，凹部2的底部为集流体11，凹部2的四周为由活性物质12形成的侧壁，凹部2可收纳极耳4，将凹部2边缘和极片本体1边缘之间的活性物质12切除，能够有效减少电芯本体的厚度超过标准值，提高电芯厚度一致性，同时能够有效避免极耳4与极片本体1边缘的活性物质相接触，有助于降低电池发生析锂的概率，从而提高电池的质量。
37.于本实施方式中，一部分的缺口部3设在凹部2上的投影内，另一部分的缺口部3沿极片本体1的宽度方向y，延伸到极片本体1的边缘，并部分覆盖凹部2边缘和极片本体1边缘之间的活性物质12，其中，凹部2上的投影的形状为矩形，极片本体1的边缘和凹部2边缘之间的部分集流体11及活性物质12，在形成缺口部3后均被切除，避免极耳4焊接在凹部2边缘的活性物质12上，造成虚焊的情况，有助于提高电池的充放电性能。
38.在根据本实用新型的极片结构中，缺口部3在凹部2上的投影，位于凹部2靠近极片本体1边缘的一端，缺口部3的面积小于凹部2的面积。具体的，缺口部3远离极片本体1边缘的最远端，没有超过凹部2的中央区域，可以保留较多的集流体11，使得集流体11与极耳4之间可以接触的面积较大，以增加两者的连接强度。
39.在根据本实用新型的极片结构中，还包括极耳4，极耳4嵌于凹部2，使得极耳4收纳在凹部2内，避免极片本体1的厚度超过标准值，有助于降低电池发生析锂的概率，从而提高电池的质量，并与凹部2裸露的集流体11焊接，有助于提高极耳4和极片之间的连接强度。
40.本实用新型的工作原理是：
41.将缺口部3沿极片本体1的厚度方向贯穿极片本体1，且缺口部3缘延伸到凹部2，能够切除凹部2边缘和极片本体1边缘之间的活性物质12，避免极耳4焊接在凹部2边缘的活性物质12上，造成虚焊的情况，有助于提高电池的充放电性能，同时，凹部2的底部为集流体11，凹部2的四周为由活性物质12形成的侧壁，凹部2可收纳极耳4，将凹部2边缘和极片本体1边缘之间的活性物质12切除，能够有效减少电芯本体的厚度超过标准值，提高电芯厚度一致性，同时能够有效避免极耳4与极片本体1边缘的活性物质相接触，有助于降低电池发生析锂的概率，从而提高电池的质量。
42.实施方式二
43.与实施方式一不同的是：本实施方式的缺口部3在极片本体1的宽度方向y的深度为1mm-15mm，例如，缺口部3的深度可以为1mm、3mm、5mm、7mm、9mm、11mm、13mm或15mm等，从而防止极耳4搭接在活性物质12上，造成极耳的厚度超过规格的情况；缺口部3在极片本体1的长度方向x的宽度为1mm-26mm，例如，缺口部3的宽度为1mm、3mm、5mm、7mm、9mm、11mm、13mm、15mm、17mm、19mm、21mm、23mm或26mm等，本实施例对此不做限制。
44.凹部2在极片本体1的宽度方向y的长度为2mm-29mm，例如该长度可以为2mm、8mm、12mm、16mm、20mm、24mm、28mm或29mm等，避免该长度过小，导致极耳4与集流体11之间的可供电连接的面积较小，又能避免该长度过大，活性物质12面积清洗较多，对电池的能量密度造成较大影响；凹部2在极片本体1的长度方向x的宽度为2mm-28mm，宽度可以为2mm、8mm、12mm、16mm、20mm、24mm、或28mm等，避免该宽度过小，导致极耳4与集流体11之间的可供电连接的面积较小，又能避免该宽度过大，导致活性物质12面积清洗较多，对电池的能量密度造成较大影响。
45.其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
46.实施方式三
47.与实施方式一不同的是：本实施方式的缺口部3的深度和凹部2的长度之比为0.02-0.19，在远离极片本体1的边缘的方向上，使得缺口部3的切口位于凹部2内，防止缺口部3的切口接触凹部2的边缘，影响极耳4与集流体11之间的可供电连接的面积，缺口部3的宽度和凹部2的宽度之比为0.5-0.89，防止缺口部3的两侧接触凹部2的两侧，极片本体1通过激光清洗形成凹部2，即在极片上形成多个凹部2，然后通过分条形成多个极片本体1，使得极片本体1在宽度方向y的凹部2数量为一个，极片本体1通过模切形成缺口部3，即在焊接极耳4前，在极片本体1模切出靠近凹部2的边缘模切出缺口部3，然后极片继续走带，完成贴胶、卷绕工序等。
48.其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
49.锂离子电池
50.本实用新型包括实施方式一～三的极片结构。
51.具体的，包括电芯，该电芯可以包括至少两个相互叠设且极性相反的极片，极性相反的极片分别形成电池的正极片和电池的负极片。为了避免正负极片之间短路，每相邻两个极片之间设置有隔膜，极性相反的极片通过隔膜电性隔离。至少其中一个极片可以为上述实施例中的极片。
52.至少两个极片可以包括第一极片和第二极片，第一极片和第二极片的极性相反，且第一极片和第二极片相互叠设。
53.具体的，第一极片可以为正极片，第二极片可以是负极片；或者，第一极片可以为负极片，第二极片可以是正极片，此处不做限制。
54.在一些示例中，电芯可以为卷绕式的电芯。其中，第一极片和第二极片均为一个，依次叠设的第一极片、隔膜和第二极片绕卷绕中心卷绕，并形成卷绕结构。
55.在另一些示例中，电芯可以为叠片式的电芯。其中，第一极片为多个，第二极片为多个，多个第一极片和多个第二极片沿同一方向依次交错层叠设置，且每相邻的第一极片和第二极片之间设置有隔膜，以使第一极片和第二极片之间电性绝缘。
56.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。