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CN112331927A - 一种电池叠片电芯及电池 - Google Patents

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CN112331927A
CN112331927A CN202011247030.4A CN202011247030A CN112331927A CN 112331927 A CN112331927 A CN 112331927A CN 202011247030 A CN202011247030 A CN 202011247030A CN 112331927 A CN112331927 A CN 112331927A
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宋博
李俊义
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Zhuhai Cosmx Battery Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种电池叠片电芯及电池,包括多个交替层叠设置的第一电极片和第二电极片,还包括:至少一个第三电极片,每个第三电极片至少包括:单面涂膏段,单面涂膏段的一端与其中一个第一电极片或其中一个第二电极片的外边缘相连,单面涂膏段的另一端至少绕到最外面的第一电极片和/或第二电极片的外表面上。本发明通过第三电极片上具有单面涂膏段,单面涂膏段上的第一活性材料层卷绕后正好覆盖在第一电极片和第二电极片形成的层叠结构的最上面和最下面,避免了活性材料层裸露在电池叠片电芯的最外层而无法充分利用,使得第一电极片、第二电极片和第三电极片上的活性材料层都能够得到充分的利用,提高电池的能量密度和电池容量。

Description

一种电池叠片电芯及电池
技术领域
本发明涉及电池电芯技术领域,尤其涉及一种电池叠片电芯及电池。
背景技术
在新能源技术广泛应用的今天,锂离子电池因其对环境污染小而在移动电源领域备受关注,锂离子电池主要有叠片式和卷绕式,叠片式结构具有能量密度高,形状尺寸灵活、倍率充放电性能突出、充电温升低等优点,越来越占据着重要的地位。
目前,叠片式锂离子电池主要包括:电芯,电芯由层叠交替设置的多个正电极片和负电极片叠加形成,正电极片包括:正极集流体以及在正极集流体两侧设置的正极活性材料层,负电极片包括负极集流体以及在负极集流体两侧设置的负极活性材料层,其中,集流体与活性材料通过物理接触方式将电化学产生的活性离子汇集并导出至外电路,从而实现化学能与电能的相互转化。
然而,由于正电极片和负电极片的正反两面都涂布有活性材料层,在正电极片和负电极片交替叠加后,使得电芯最上层和最下层的电极片中朝外的一面所涂布得活性材料无法被充当活性物质使用,这样一方面造成了活性材料的浪费,另一方面在一定程度上限制了锂离子电池的能量密度,影响电池容量,急需改善。
发明内容
本发明提供一种电池叠片电芯及电池,用以至少解决目前的锂离子电池结构中电芯最上层和最下层的电极片中朝外的一面所涂布得活性材料无法被充当活性物质使用,影响电池容量的技术问题。
为了实现上述目的,本发明提供一种电池叠片电芯,包括多个交替层叠设置的第一电极片和第二电极片,所述第一电极片与所述第二电极片的极性相反,还包括:至少一个第三电极片,
每个所述第三电极片一端与其中一个所述第一电极片或其中一个所述第二电极片的外边缘相连,所述第三电极片的另一端至少绕到最外面的所述第一电极片和/或所述第二电极片的外表面上。
在一种可能实施的方式中,每个所述第三电极片包括:至少一个单面涂膏段和至少一个空箔段,所述空箔段的至少一端与所述单面涂膏段相连接,
所述单面涂膏段包括:第一集流体以及第一活性材料层,所述第一活性材料层设在所述第一集流体的面向所述第一电极片或所述第二电极片的一面上,所述单面涂膏段至少设置在与所述第一电极片和/或第二电极片相对的区域上;
所述空箔段包括:第二集流体,所述第二集流体上不设有第一活性材料层;
至少一个所述空箔段的一端沿着所述电芯的最外侧卷绕设置。
本发明提供的电池叠片电芯,通过设置第三电极片,并且第三电极片上具有单面涂膏段,单面涂膏段上涂布的第一活性材料层卷绕后正好覆盖在第一电极片和第二电极片形成的层叠结构的最上面和最下面,避免了活性材料层裸露在电池叠片电芯的最外层,从而使得第一电极片、第二电极片、以及第三电极片上所涂布的活性材料层都能够得到充分的利用,提高锂离子电池的能量密度和电池容量。
在本申请中,设置的第三电极片将正反两面都涂布活性材料层的第一电极片和第二电极片包住,使得第一电极片和第二电极片上涂布的活性材料层都能够充当活性物质使用。
在一种可能实施的方式中,当所述第一电极片和所述第二电极片的数量之和为偶数时,所述第三电极片的数量为两个,两个所述第三电极片分别为第三正电极片和第三负电极片;
所述第三正电极片的一端与所述第一电极片和所述第二电极片中的正电极片相连,所述第三正电极片的另一端至少绕到最外面的所述第一电极片和所述第二电极片中的负电极片的外表面上;
所述第三负电极片与所述第一电极片和所述第二电极片中的负电极片相连,所述第三负电极片的另一端至少绕到最外面的所述第一电极片和所述第二电极片中的正电极片的外表面上。
在一种可能实施的方式中,所述第三正电极片至少包括:第一正极集流体以及第一正极活性材料层,所述第一正极活性材料层设在所述第一正极集流体的面向所述第一电极片或所述第二电极片的一面上;
所述第三负电极片至少包括:第一负极集流体以及第一负极活性材料层,所述第一负极活性材料层设在所述第一负极集流体的面向所述第一电极片或所述第二电极片的一面上。
在一种可能实施的方式中,所述第三正电极片还包括:第二正极集流体,所述第二正极集流体的一端与所述第一正极集流体的末端相连,所述第二正极集流体的另一端沿着所述电芯的最外侧卷绕设置;
所述第三负电极片还包括:第二负极集流体,所述第二负极集流体的一端与所述第一负极集流体的末端相连,所述第二负极集流体的另一端沿着所述电芯的最外侧的一端绕设到所述电芯最外侧的另一端处。
在一种可能实施的方式中,所述第三正电极片和第三负电极片的绕设方向相同,或者所述第三正电极片和第三负电极片的绕设方向相反。
在一种可能实施的方式中,当所述第一电极片和所述第二电极片的数量之和为奇数时,所述第三电极片的数量为一个;
所述第三电极片的一端与所述第一电极片和所述第二电极片中电极相同的电极片相连,所述第三电极片的另一端至少绕到最外面的两个所述第一电极片或两个所述第二电极片的外表面上。
在一种可能实施的方式中,所述第一电极片与所述第二电极片中的其中一个为正电极片,所述第一电极片与所述第二电极片中的另一个为负电极片;
所述第一电极片包括:第三集流体和设在所述第三集流体两侧的第二活性材料层;
所述第二电极片包括:第四集流体和设在所述第四集流体两侧的第三活性材料层。
在一种可能实施的方式中,所述电池叠片电芯还包括隔膜,所述第一电极片和所述第二电极片之间,以及所述第三电极片与所述第一电极片和/或所述第三电极片与所述第二电极片之间均设有所述隔膜。
在一种可能实施的方式中,所述第三电极片的一端与所述正电极片相连,所述第三电极片包括平直段和弯曲段,所述弯曲段上不设有第一活性材料层;或
所述弯曲段设有第一活性材料层,且所述弯曲段上的第一活性材料层上设有绝缘层。
本发明还提供一种电池,包括电池外壳、电解液,所述电池还包括上述的电池叠片电芯。
本发明提供的电池,通过包括上述电池叠片电芯,提升了所述第一电极片和所述第二电极片中的活性材料利用率,从而提高锂离子电池的能量密度和电池容量。
除了上面所描述的本发明实施例解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的有益效果外,本发明实施例提供的电池叠片电芯及电池所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的有益效果,将在具体实施方式中作出进一步详细的说明。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图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为本发明中的电池叠片电芯的第一电极片截面结构主视图;
图2为本发明中的电池叠片电芯的第一电极片截面结构俯视图;
图3为本发明中的电池叠片电芯的第二电极片截面结构主视图;
图4为本发明中的电池叠片电芯的第二电极片截面结构俯视图;
图5为本发明中的电池叠片电芯的第三电极片截面结构主视图;
图6为本发明中的电池叠片电芯的第三电极片截面结构又一主视图;
图7为本发明中的电池叠片电芯的第三电极片截面结构俯视图;
图8为本发明中的实施例一的结构示意图;
图9为本发明中的实施例一的又一结构示意图;
图10为本发明中的实施例一的又一结构示意图;
图11为本发明中的电池叠片电芯的平行极耳位置方向负极耳截面结构示意图;
图12为本发明中的电池叠片电芯的平行极耳位置方向正极耳截面结构示意图;
图13为本发明中的实施例三的结构示意图;
图14为本发明中的实施例五的结构示意图;
图15为本发明中的实施例三的又一结构示意图;
图16为本发明中的实施例一的又一结构示意图。
附图标记说明:
100-第一电极片;
110-第三集流体;
120-第二活性材料层;
130-正极极耳;
200-第二电极片;
210-第四集流体;
220-第三活性材料层;
230-负极极耳;
300-第三电极片;
310-单面涂膏段;
311-第一集流体;
312-第一活性材料层;
320-空箔段;
321-第二集流体;
330-第三负电极片;
331-第一负极集流体;
332-第一负极活性材料层;
333-第二负极集流体;
340-第三正电极片;
341-第一正极集流体;
342-第一正极活性材料层;
343-第二正极集流体;
400-隔膜;
500-负极外接极耳;
600-正极外接极耳;
700-绝缘层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明中的附图,对本发明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。
由于金属锂具有重量轻、氧化还原电位低,能量密度大的优点,成为了最有优势的新型绿色替代能源。在电动工具、电动车辆、航空航天、国防军工、电子信息和仪器仪表等领域都具有巨大的需求量,成为全球高科技产业领域的热点。
锂离子电池中集流体上涂布的活性材料层又叫导电涂层,在锂电池中能有效提高电极片的附着力,减少粘结剂的使用量,保护集流体,同时对于电池的电性能也有显著提升,延长电池使用寿命,集流体与活性材料通过物理接触方式将电化学产生的活性离子汇集并导出至外电路,从而实现化学能与电能的相互转化。在正电极片和负电极片交替叠加后,使得电芯最上层和最下层的电极片中朝外的一面所涂布的活性材料无法被充当活性物质使用,导致电极片利用率为小于100%,影响电池容量。如果采用在电芯最上层和最下层的电极片中单面涂布活性材料层,会导致单面涂布活性材料层的电极片卷曲打皱的现象,影响使用。
鉴于上述背景,本发明提供一种电池叠片电芯,包括多个交替层叠设置的第一电极片100和第二电极片200,第一电极片100与第二电极片200的极性相反,具体的,第一电极片100与第二电极片200中的其中一个为正电极片,第一电极片100与第二电极片200中的另一个为负电极片。
下面参考附图1-16所示描述本发明实施例提供的电池叠片电芯:
参考图1和图2所示,第一电极片100包括:第三集流体110和设在第三集流体110两侧的第二活性材料层120。
具体的,第一电极片100为正电极片时,第三集流体110为正极集流体,第二活性材料层120为正极活性材料层;第一电极片100为负电极片时,第三集流体110为负极集流体,第二活性材料层120为负极活性材料层。
参考图3和图4所示,第二电极片200包括:第四集流体210和设在第四集流体210两侧的第三活性材料层220。
具体的,第二电极片200为正电极片时,第四集流体210为正极集流体,第三活性材料层220为正极活性材料层;第二电极片200为负电极片时,第四集流体210为负极集流体,第三活性材料层220为负极活性材料层。
在本申请中,正极集流体的材料可以根据实际需要进行设置,正极集流体可以为铝箔;负极集流体的材料也可以根据实际需要进行设置,负极集流体可以为铜箔。
参考图5和图6所示,电池叠片电芯还包括:至少一个第三电极片300,每个第三电极片300的一端与其中一个第一电极片100或其中一个第二电极片200的外边缘相连,第三电极片300的另一端至少绕到最外面的第一电极片100和/或第二电极片200的外表面上。
每个第三电极片300包括:至少一个单面涂膏段310和至少一个空箔段320,空箔段320的至少一端与单面涂膏段310相连接,单面涂膏段310至少设置在与第一电极片100和/或第二电极片200接触的区域上,单面涂膏段310的一端与其中一个第一电极片100或其中一个第二电极片200的外边缘相连,单面涂膏段310的另一端至少绕到最外面的第一电极片100和/或第二电极片200的外表面上,本申请通过设置单面涂膏段310,与其中一个第一电极片100或其中一个第二电极片200的外边缘相连,具体是,单面涂膏段310与其中一个第一电极片100或其中一个第二电极片200一体成型形成连接,可以有效防止单面涂膏段310卷曲打皱。
且单面涂膏段310包括:第一集流体311以及第一活性材料层312,参考图7所示,第一活性材料层312设在第一集流体311的面向第一电极片100或第二电极片200的一面上,这样避免第一活性材料层312裸露在电池叠片电芯的最外层,从而使得电池叠片电芯各个电极片中的活性材料层的所有活性物质得到了充分利用,提升电池的能量密度。
参考图6和图7所示,至少一个空箔段320的一端沿着电芯的最外侧卷绕设置,空箔段320包括:第二集流体321,第二集流体321的一端与第一集流体311的末端相连,第二集流体321的另一端沿着电芯的最外侧卷绕设置,第二集流体321上不设有第一活性材料层312,即,第二集流体321的正反两面为空白区域,未设置活性材料。
空箔段320中的第二集流体321的两侧均未设置活性材料层,通过在单面涂膏段310的一端设置空箔段320,从而使得单面涂膏段310连接在空箔段320和第一电极片100或第二电极片200之间,在单面涂膏段310产生的张力作用下,可以有效防止单面涂膏段310卷曲打皱的现象发生。
第一集流体311的材料和第二集流体321的材料可以根据实际需要进行设置,包括但不限于采用高纯度的多孔铝或铝箔。第一集流体311的材料和第二集流体321为一体成型的结构。
为了防止正电极片上涂布的正极活性材料与负电极片上涂布的负极活性材料直接接触,提升电池的安全性能,电池叠片电芯还包括隔膜400,第一电极片100和第二电极片200之间,以及第三电极片300与第一电极片100和/或第三电极片300与第二电极片200之间均设有隔膜400,隔膜400的主要作用是将正负极活性材料分隔开,防止两极因接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。
考虑到在单面涂膏段310与第一电极片100之间设置有隔膜400,以及在单面涂膏段310与第二电极片200之间设置有隔膜400,单面涂膏段310至少设置在第三电极片300中与第一电极片100和/或第二电极片200相对的区域上,使得单面涂膏段310的第一活性材料层312与第一电极片100和/或第二电极片200的位置相对,中间隔着隔膜400。
隔膜400可以包括基材和涂覆层,其中基材可为聚乙烯(polythene,PE)单层膜、聚丙烯(polypropylene,PP)单层膜或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯三层复合膜,涂覆层可为多孔二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛和二氧化锆中的至少一种。
参考图8、图9和图10所示,当第一电极片100和第二电极片200的数量之和为偶数时,第三电极片300的数量为两个,两个第三电极片300分别为第三正电极片340和第三负电极片330;
第三正电极片340的一端与第一电极片100和第二电极片200中的正电极片相连,第三正电极片340的另一端至少绕到最外面的第一电极片100和第二电极片200中的负电极片的外表面上;且第三负电极片330与第一电极片100和第二电极片200中的负电极片相连,第三负电极片330的另一端至少绕到最外面的第一电极片100和第二电极片200中的正电极片的外表面上。
下面具体以第一电极片100和第二电极片200中的其中一个为正电极片,另一个为负电极片为例进行详细描述。
实施例一
参考图8所示,在本实施例中,第一电极片100为正电极片,且第二电极片200为负电极片,第三正电极片340的一端与第一电极片100相连,具体是,其连接采用第三正电极片340与第一电极片100一体成型的方式,第三正电极片340的另一端至少绕到最外面的第二电极片200的外表面上;且第三负电极片330与第二电极片200相连,具体是,其连接采用第三负电极片330与第二电极片200一体成型的方式,第三负电极片330的另一端至少绕到最外面的第一电极片100的外表面上。
参见图9所示,第三正电极片340至少包括:第一正极集流体341以及第一正极活性材料层342,第一正极活性材料层342设在第一正极集流体341的面向第二电极片200的一面上,从而使得第三正电极片340绕到最外面的第二电极片200的外表面后,确保第一正极活性材料层342正好与最外面的第二电极片200的外表面直接接触;
参见图9所示,第三正电极片340还包括:第二正极集流体343,第二正极集流体343的一端与第一正极集流体341的末端相连,第二正极集流体343的另一端沿着电芯的最外侧卷绕设置;
具体的,第二正极集流体343与第一正极集流体341为同一材质且一体成型,第二正极集流体343与第一正极集流体341可以一体成型。通过包括第二正极集流体343,可以有效防止第三正电极片340的单面涂膏段310卷曲打皱的现象发生。
参见图9所示,第三负电极片330至少包括:第一负极集流体331以及第一负极活性材料层332,第一负极活性材料层332设在第一负极集流体331的面向第一电极片100的一面上,从而使得第三负电极片330绕到最外面的第一电极片100的外表面后,确保第一负极活性材料层332正好与最外面的第一电极片100的外表面直接接触。
参见图9所示,第三负电极片330还包括:第二负极集流体333,第二负极集流体333的一端与第一负极集流体331的末端相连,第二负极集流体333的另一端沿着电芯的最外侧的一端绕设到电芯最外侧的另一端处。
第二负极集流体333与第一负极集流体331可以一体成型。通过包括第二负极集流体333,可以有效防止第三负电极片330的单面涂膏段310卷曲打皱的现象发生。
第三正电极片340和第三负电极片330的绕设方向根据需要设置,参考图8和图9所示,第三正电极片340和第三负电极片330的绕设方向相同,或者参考图10所示,第三正电极片340和第三负电极片330的绕设方向相反。
作为本实施例的又一实施方式,参考图16所示,所第三正电极片340的一端与正电极片相连,第三正电极片340包括平直段和弯曲段,弯曲段上不设有第一活性材料层312。不设有第一活性材料层312,即,弯曲段上的第一集流体311的正反两面为空白区域,未涂布活性材料;
作为本实施例的又一实施方式,弯曲段设有第一活性材料层312,具体是在,弯曲段上的第一集流体311上涂布第一活性材料层312,且弯曲段上的第一活性材料层312上设有绝缘层700。
具体的,绝缘层700可以是绝缘胶纸或者是绝缘涂层,绝缘涂层包括陶瓷颗粒和粘结剂。
绝缘层700将层叠设置的第一电极片100和第二电极片200与第三正电极片340的弯曲段分隔开,绝缘层700设置在弯曲段上且位于面向层叠设置的第一电极片100和第二电极片200两端的区域。绝缘层700可有效防止产生析锂的问题。
参考图11和图12所示,电池叠片电芯还包括正极外接极耳600和负极外接极耳500。
负电极片和第三负电极片330不限于通过模切的方式设置有负极极耳230,每个负极极耳230连接到一个负极外接极耳500上。
正电极片和第三正电极片340均不限于通过模切的方式设置有正极极耳130,每个正极极耳130连接到一个正极外接极耳600上。
负极极耳230和正极极耳130相当于在充放电时对于外部的导电件。
实施例二
本实施例与实施例一的区别是:第一电极片100为负电极片,且第二电极片200为正电极片,第三正电极片340的一端与第二电极片200相连,具体是,第三正电极片340通过与第二电极片200一体成型的方式连接,第三正电极片340的另一端至少绕到最外面的第一电极片100的外表面上,且第三负电极片330与第一电极片100相连,第三负电极片330的另一端至少绕到最外面的第二电极片200的外表面上。
在实施例一和实施例二中,第三正电极片340和第三负电极片330的绕设方向根据需要设置,参考图8和图9所示,第三正电极片340和第三负电极片330的绕设方向相同,或者参考图10所示,第三正电极片340和第三负电极片330的绕设方向相反。
参考图11和图12所示,电池叠片电芯还包括正极外接极耳600和负极外接极耳500。
当第一电极片100和第二电极片200的数量之和为奇数时,第三电极片300的数量为一个,第三电极片300的一端与第一电极片100和第二电极片200中电极相同的电极片相连,第三电极片300的另一端至少绕到最外面的两个第一电极片100或两个第二电极片200的外表面上。
实施例三
本实施例与上述实施例的区别为:第一电极片100和第二电极片200的数量之和为奇数,此时第三电极片300的数量为一个。
参考图13所示,在本实施例中,第一电极片100的数量为5个,第二电极片的数量为6个,第一电极片100和第二电极片200层叠形成叠层结构时,叠层结构的顶层和底端均为第二电极片200。
第一电极片100与第二电极片200中的其中一个为正电极片,第一电极片100与第二电极片200中的另一个为负电极片。
在本实施例中,第一电极片100为正电极片,第二电极片200为负电极片,由于第一电极片100和第二电极片200层叠后最外面的两个电极片分别为两个第二电极片200,而第二电极片200若为负电极片时,则第三电极片300为第三正电极片340。此时,参考图13所示,第三电极片300的一端与正电极片相连,第三电极片300包括平直段和弯曲段,弯曲段上不设有第一活性材料层312。不设有第一活性材料层312,即,弯曲段上的第一集流体311的正反两面为空白区域,未设置活性材料;在本实施例中,第三电极片300包括两个平直段和两个弯曲段,且两个平直段和两个弯曲段相间设置连接,并且在最末端的平直段上连接空箔段320。
作为本实施例的又一实施方式,参考图15所示,弯曲段设有第一活性材料层312,且弯曲段上的第一活性材料层312上设有绝缘层700。具体是在,弯曲段上的第一集流体311上涂布第一活性材料层312。
具体的,绝缘层700可以是绝缘胶纸或者是绝缘涂层,绝缘涂层包括陶瓷颗粒和粘结剂。
绝缘层700将层叠设置的第一电极片100和第二电极片200与第三电极片300的弯曲段分隔开,绝缘层700设置在弯曲段上且位于面向层叠设置的第一电极片100和第二电极片200两端的区域。绝缘层700可有效防止产生析锂的问题。
第三电极片300与第一电极片100的电极极性相同,都是正极,第三电极片300的一端与第一电极片100相连,第三电极片300的另一端至少绕到最外面的两个第二电极片200的外表面上。
参考图11和图12所示,电池叠片电芯还包括正极外接极耳600和负极外接极耳500。
负电极片不限于通过模切的方式设置有负极极耳230,每个负极极耳230连接到一个负极外接极耳500上。
正电极片和第三正电极片340均不限于通过模切的方式设置有正极极耳130,每个正极极耳130连接到一个正极外接极耳600上。
实施例四
当第一电极片100和第二电极片200的数量之和为奇数时,第三电极片300的数量为一个。
在本实施例中,第三电极片300为第三正电极片340。
第一电极片100与第二电极片200中的其中一个为正电极片,第一电极片100与第二电极片200中的另一个为负电极片。
在本实施例中,第一电极片100为负电极片,第二电极片200为正电极片时,第三电极片300与第二电极片200的电极相同都是正极,第三电极片300的一端与第二电极片200相连,第三电极片300的另一端至少绕到最外面的两个第一电极片100的外表面上。
参考图11和图12所示,电池叠片电芯还包括正极外接极耳600和负极外接极耳500。
负电极片不限于通过模切的方式设置有负极极耳230,每个负极极耳230连接到一个负极外接极耳500上。
正电极片和第三正电极片340均不限于通过模切的方式设置有正极极耳130,每个正极极耳130连接到一个正极外接极耳600上。
实施例五
当第一电极片100和第二电极片200的数量之和为奇数时,第三电极片300的数量为一个。
参考图14所示,在本实施例中,第三电极片300可以为负电极片,例如可以为第三负电极片330。
第一电极片100与第二电极片200中的其中一个为正电极片,第一电极片100与第二电极片200中的另一个为负电极片。
在本实施例中,第一电极片100为正电极片,第二电极片200为负电极片时,第三电极片300与第二电极片200的电极相同,且都是负极,第一电极片100和第二电极片200叠加后形成的层叠结构最外面的两个电极片分别为两个第一电极片100,即均为正电极片,第三电极片300的一端与第二电极片200相连,第三电极片300的另一端至少绕到最外面的两个第一电极片100的外表面上。这样,第三电极片300中的单面涂膏段310的第一负极活性材料层332面向两个第一电极片100,这样避免了第一负极活性材料层332裸露在背向第一电极片100的一侧而无法得到充分利用。
参考图11和图12所示,电池叠片电芯还包括正极外接极耳600和负极外接极耳500。
负电极片和第三负电极片330均不限于通过模切的方式设置有负极极耳230,每个负极极耳230连接到一个负极外接极耳500上。
正电极片不限于通过模切的方式设置有正极极耳130,每个正极极耳130连接到一个正极外接极耳600上。
实施例六
当第一电极片100和第二电极片200的数量之和为奇数时,第三电极片300的数量为一个。
在本实施例中,第三电极片300为第三负电极片330。
第一电极片100与第二电极片200中的其中一个为正电极片,第一电极片100与第二电极片200中的另一个为负电极片。
在本实施例中,第一电极片100为负电极片,第二电极片200为正电极片,第三电极片300与第一电极片100的电极相同,且都是负极,第三电极片300的一端与第一电极片100相连,第三电极片300的另一端至少绕到最外面的两个第二电极片200的外表面上。
参考图11和图12所示,电池叠片电芯还包括正极外接极耳600和负极外接极耳500。
负电极片和第三负电极片330均不限于通过模切的方式设置有负极极耳230,每个负极极耳230连接到一个负极外接极耳500上。
正电极片不限于通过模切的方式设置有正极极耳130,每个正极极耳130连接到一个正极外接极耳600上。
在本申请中,负极活性材料层和正极活性材料层中活性材料的种类和比例也是可以根据实际需要进行设置的。
第一负极活性材料层332中的活性材料的种类和比例也是可以根据实际需要进行设置的,可以包括石墨、硬碳、硅、氧化亚硅等材料,在此不作进一步的限定。
第一正极活性材料层342中的活性材料的种类和比例也是可以根据实际需要进行设置的,可以包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂等材料,在此不作进一步的限定。
正极活性材料层可以包括LiCoO2、LiNiCoMnO2、LiCoAlO2和LiMn2O4
可选的,负极极耳230或正极极耳130可以与空箔段320通过焊接、熔接或者紧固件等方式固定并电连接。
本发明还提供一种电池,包括电池外壳、电解液,电池还包括上述的电池叠片电芯,从而提高电池容量。
本实施例提供的电池,通过包括上述电池叠片电芯,提升了各个电极片中的活性材料利用率,从而提高锂离子电池的能量密度和电池容量。
在本发明的描述中,需要理解的是,所使用的术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“顶端”、“底端”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“轴向”、“周向”等指示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发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的位置或原件必须具有特定的方位、以特定的构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“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。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解,例如可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成为一体;可以是机械连接,也可以是电连接或者可以互相通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以使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,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池叠片电芯,包括多个交替层叠设置的第一电极片和第二电极片,所述第一电极片与所述第二电极片的极性相反,其特征在于,还包括:至少一个第三电极片,
每个所述第三电极片一端与其中一个所述第一电极片或其中一个所述第二电极片的外边缘相连,所述第三电极片的另一端至少绕到最外面的所述第一电极片和/或所述第二电极片的外表面上。
2.根据权利要求1所述的电池叠片电芯,其特征在于,每个所述第三电极片包括:至少一个单面涂膏段和至少一个空箔段,所述空箔段的至少一端与所述单面涂膏段相连接,
所述单面涂膏段包括:第一集流体以及第一活性材料层,所述第一活性材料层设在所述第一集流体的面向所述第一电极片或所述第二电极片的一面上,所述单面涂膏段至少设置在与所述第一电极片和/或第二电极片相对的区域上;
所述空箔段包括:第二集流体,所述第二集流体上不设有第一活性材料层;
至少一个所述空箔段的一端沿着所述电芯的最外侧卷绕设置。
3.根据权利要求2所述的电池叠片电芯,其特征在于,当所述第一电极片和所述第二电极片的数量之和为偶数时,所述第三电极片的数量为两个,两个所述第三电极片分别为第三正电极片和第三负电极片;
所述第三正电极片的一端与所述第一电极片和所述第二电极片中的正电极片相连,所述第三正电极片的另一端至少绕到最外面的所述第一电极片和所述第二电极片中的负电极片的外表面上;
所述第三负电极片与所述第一电极片和所述第二电极片中的负电极片相连,所述第三负电极片的另一端至少绕到最外面的所述第一电极片和所述第二电极片中的正电极片的外表面上。
4.根据权利要求3所述的电池叠片电芯,其特征在于,所述第三正电极片至少包括:第一正极集流体以及第一正极活性材料层,所述第一正极活性材料层设在所述第一正极集流体的面向所述第一电极片或所述第二电极片的一面上;
所述第三负电极片至少包括:第一负极集流体以及第一负极活性材料层,所述第一负极活性材料层设在所述第一负极集流体的面向所述第一电极片或所述第二电极片的一面上。
5.根据权利要求4所述的电池叠片电芯,其特征在于,所述第三正电极片还包括:第二正极集流体,所述第二正极集流体的一端与所述第一正极集流体的末端相连,所述第二正极集流体的另一端沿着所述电芯的最外侧卷绕设置;
所述第三负电极片还包括:第二负极集流体,所述第二负极集流体的一端与所述第一负极集流体的末端相连,所述第二负极集流体的另一端沿着所述电芯的最外侧的一端绕设到所述电芯最外侧的另一端处。
6.根据权利要求3-5任一所述的电池叠片电芯,其特征在于,所述第三正电极片和第三负电极片的绕设方向相同,或者所述第三正电极片和第三负电极片的绕设方向相反。
7.根据权利要求2所述的电池叠片电芯,其特征在于,当所述第一电极片和所述第二电极片的数量之和为奇数时,所述第三电极片的数量为一个,
所述第三电极片的一端与所述第一电极片和所述第二电极片中电极相同的电极片相连,所述第三电极片的另一端至少绕到最外面的两个所述第一电极片或两个所述第二电极片的外表面上。
8.根据权利要求1-5或7中任一所述的电池叠片电芯,其特征在于,所述第一电极片与所述第二电极片中的其中一个为正电极片,所述第一电极片与所述第二电极片中的另一个为负电极片;
所述第一电极片包括:第三集流体和设在所述第三集流体两侧的第二活性材料层;
所述第二电极片包括:第四集流体和设在所述第四集流体两侧的第三活性材料层。
9.根据权利要求8所述的电池叠片电芯,其特征在于,所述第三电极片的一端与所述正电极片相连,所述第三电极片包括平直段和弯曲段,所述弯曲段上不设有第一活性材料层;或
所述弯曲段设有第一活性材料层,且所述弯曲段上的第一活性材料层上设有绝缘层。
10.一种电池,包括电池外壳、电解液,其特征在于,所述电池还包括权利要求1-9中任一项所述的电池叠片电芯。
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