一种用于改善电芯边缘析锂的电池结构的制作方法

1.本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种用于改善电芯边缘析锂的电池结构。


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.为了电芯的安全性能，现在主要是在电解液中添加腈类添加剂，但是会增加成本，而且也会对于原有电芯的性能产生较大影响。
4.现有的结构中，overhang是指阳极极片长度和宽度方向多出正阳极极片之外的部分，由于电芯存在overhang，overhang区域极片不平整，导致电芯边缘容易析锂，影响电池的质量。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种用于改善电芯边缘析锂的电池结构，通过优化极片结构，能够改善电芯边缘析锂，有助于提高电池的质量。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
7.一种用于改善电芯边缘析锂的电池结构，包括第一极片和第二极片；在宽度方向上，所述第一极片的宽度和所述第二极片的宽度相等；所述第一极片包括第一集流体、底层和表层，所述底层设置在所述第一集流体的表面，所述表层设置在所述底层的表面，所述表层在宽度方向的两端分别设置有绝缘层，所述表层和所述绝缘层宽度之和等于所述底层的宽度。
8.优选的，所述绝缘层沿所述表层的边缘设置。
9.优选的，所述表层的厚度和所述绝缘层的厚度相等。
10.优选的，所述绝缘层的粒径小于10μm，所述绝缘层的厚度为20-40μm，所述绝缘层的宽度为0.1-3mm。
11.优选的，所述绝缘层的材料为陶瓷或勃姆石。
12.优选的，所述第二极片包括第二集流体及设置在所述第二集流体表面的膜片层。
13.优选的，还包括隔膜，所述隔膜位于所述第一极片的表层和所述第二极片的膜片层之间。
14.优选的，在宽度方向上，所述膜片层的宽度等于所述底层的宽度。
15.优选的，所述隔膜的宽度大于所述第一极片或所述第二极片的宽度。
16.优选的，所述第一集流体为铝箔，所述第二集流体为铜箔。
17.本实用新型的有益效果在于，本实用新型采用宽度相等的第一极片和第二极片，并在第一极片的宽度方向的两端涂覆绝缘层，通过调节绝缘层的厚度，使得极片边缘的厚
度与极片中心的厚度一致，来提高极片表面的平整度，避免极片边缘出现析锂的问题，有助于改善电芯热滥用、跌落的安全问题。本实用新型通过优化极片结构，能够改善电芯边缘析锂，有助于提高电池的质量。
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为本实用新型的第一极片的结构示意图。
20.图2为本实用新型的卷芯的结构示意图。
21.其中，附图标记说明如下：
22.1-第一极片；11-第一集流体；12-底层；13-表层；14-绝缘层；
23.2-第二极片；21-第二集流体；22-膜片层；
24.3-隔膜；
25.y-宽度方向。
具体实施方式
26.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。
27.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。
28.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。
29.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。
30.实施方式一
31.下面结合附图1～2描述实施方式一
32.用于改善电芯边缘析锂的电池结构，包括第一极片1和第二极片2；在宽度方向y上，第一极片1的宽度和第二极片2的宽度相等；第一极片1包括第一集流体11、底层12和表层13，底层12设置在第一集流体11的表面，表层13设置在底层12的表面，表层13在宽度方向y的两端分别设置有绝缘层14，表层13和绝缘层14宽度之和等于底层12的宽度。
33.由于现有的结构中，电芯存在overhang，overhang区域极片不平整，导致电芯边缘容易析锂，影响电池的质量，因此，采用宽度相等的第一极片1和第二极片2，并在第一极片1的宽度方向y的两端涂覆绝缘层14，通过调节绝缘层14的厚度，使得极片边缘的厚度与极片
中心的厚度一致，来提高极片表面的平整度，避免极片边缘出现析锂的问题，有助于改善电芯热滥用、跌落的安全问题。
34.于本实施方式中，底层12的宽度等于表层13的宽度及其两侧的绝缘层14之和，确保极片边缘的厚度与极片中心的厚度一致，避免极片边缘出现析锂的情况。
35.在根据本实用新型的用于改善电芯边缘析锂的电池结构中，绝缘层14沿表层13的边缘设置，于本实施方式中，绝缘层14也可以理解为沿表层13的边缘设置，即通过调节绝缘层14的厚度，填充表层13的边缘和底层12围成的缺口，表层13的厚度和绝缘层14的厚度相等，使得极片边缘的厚度与极片中心的厚度一致。
36.在根据本实用新型的用于改善电芯边缘析锂的电池结构中，绝缘层14的粒径小于10μm，绝缘层14的厚度为20-40μm，绝缘层14的宽度为0.1-3mm。限定绝缘层14的厚度和宽度，防止绝缘层14过厚或过宽，导致极片的生产成本上升。
37.在根据本实用新型的用于改善电芯边缘析锂的电池结构中，第二极片2包括第二集流体21及设置在第二集流体21表面的膜片层22。
38.在根据本实用新型的用于改善电芯边缘析锂的电池结构中，在宽度方向y上，膜片层22的宽度等于底层12的宽度，在一些实施方式中，第一极片1的底层12宽度和第二极片2的宽度相等。
39.在根据本实用新型的用于改善电芯边缘析锂的电池结构中，还包括隔膜3，隔膜3位于第一极片1的表层13和第二极片2的膜片层22之间，起到间隔第一极片1的表层13和第二极片2的膜片层22的作用，降低第一极片1和第二极片2发生短路的概率。于本实施方式中，膜片层22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，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；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；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。阳极集流体通常是汇集电流的结构或零件，阳极集流体可以是本领域各种适用于作为锂离子电池阳极集流体的材料。
40.具体的，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阴极片和电池的阳极片。为了避免阴、阳极片之间短路，每相邻两个极片之间设置有隔膜3，极性相反的极片通过隔膜3电性隔离。隔膜3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。
41.至少两个极片可以包括第一极片1和第二极片2，第一极片1和第二极片2的极性相反，且第一极片1和第二极片2相互叠设。
42.具体的，第一极片1可以为阴极片，第二极片2可以是阳极片；或者，第一极片1可以为阳极片，第二极片2可以是阴极片，此处不做限制。
43.在一些示例中，电芯可以为卷绕式的电芯。其中，第一极片1和第二极片2均为一个，依次叠设的第一极片1、隔膜3和第二极片2绕卷绕中心卷绕，并形成卷绕结构。
44.在另一些示例中，电芯可以为叠片式的电芯。其中，第一极片1为多个，第二极片2为多个，多个第一极片1和多个第二极片2沿同一方向依次交错层叠设置，且每相邻的第一
极片1和第二极片2之间设置有隔膜3，以使第一极片1和第二极片2之间电性绝缘。
45.本实用新型的工作原理是：
46.采用宽度相等的第一极片1和第二极片2，并在第一极片1的宽度方向y的两端涂覆绝缘层14，通过调节绝缘层14的厚度，使得极片边缘的厚度与极片中心的厚度一致，来提高极片表面的平整度，避免极片边缘出现析锂的问题，有助于改善电芯热滥用、跌落的安全问题。
47.实施方式二
48.与实施方式一不同的是：本实施方式的绝缘层14的材料为at9陶瓷，在进行涂布和辊压后，按照阳极的宽度进行分条，得到阴极浆料居中、at9陶瓷均匀等宽的涂覆在两边的阴极片，卷绕时阴阳极片两边对齐卷绕，其中，隔膜3的宽度大于第一极片1或第二极片2的宽度。
49.其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
50.实施方式三
51.与实施方式一不同的是：本实施方式的绝缘层14的材料为勃姆石，在进行涂布和辊压后，按照阳极的宽度进行分条，得到阴极浆料居中、勃姆石均匀等宽的涂覆在两边的阴极片，卷绕时阴阳极片两边对齐卷绕，其中，第一集流体11为铝箔，第二集流体21为铜箔，包括但不限于金属箔等，更具体可以是包括但不限于铝箔、铜箔等。
52.其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
53.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。