电极构件、电极组件和充电电池的制作方法

文档序号:15231729发布日期:2018-08-21 19:35阅读:119来源:国知局

本发明涉及充电电池技术领域,特别涉及一种电极构件、电极组件和充电电池。



背景技术:

作为一种充电电池,锂离子电池由于具有能量密度大、功率密度高、循环使用次数多以及存储时间长等优点,而被广泛应用于手机和笔记本等便携式电子设备上以及电动汽车和电动自行车等电动交通工具上。

锂离子电池的电极构件通常采用金属材质,例如正电极构件通常采用铝箔,负电极构件则通常采用铜箔。然而,在穿钉实验中,由于铝箔(铜箔)在钉子的穿刺中会产生毛刺,使得毛刺直接搭接在负电极构件(正电极构件)上,因此会导致正电极构件和负电极构件内部短路,造成锂离子电池的起火、爆炸。



技术实现要素:

为了解决穿钉实验问题,研发了一种不再采用铝箔或铜箔的新型电极构件。如图1-2所示,这种新型电极构件1’包括绝缘基体10’和设置在绝缘基体10’表面上的导电层11’。导电层11’具有涂覆活性物质12’的第一部分和未涂覆活性物质12’的第二部分,第二部分从第一部分延伸。为了方便描述,将第一部分和绝缘基体10’的与第一部分对应的部分称为电生成部14’,并将第二部分和绝缘基体10’的与第二部分对应的部分称为电引导部13’。使用时,电生成部14’中的活性物质12’与电解液等发生电化反应,产生充放电过程;而电引导部13’则与集流构件连接,将产生的电流引出到外部。由于导电层11’是设置在绝缘基体10’表面上的,其厚度远小于目前使用的铜箔、铝箔,因此在穿钉使用中不会产生毛刺,可以安全通过穿钉实验。

然而,这种新型电极构件通过卷绕或堆叠形成电极组件时会产生多个电引导部13’,多个电引导部13’与集流构件连接,但由于绝缘基体10’的存在,多个电引导部13’之间的导电层11’无法直接接触,导致导电性能较差(甚至是相互绝缘的),造成在电引导部13’和集流构件连接处的电阻过大,充放电过程中温升急剧增加。并且,电极构件与集流构件通常采用焊接(如超声波焊接)方式连接,而这种新型电极构件由于具有绝缘基体,焊接能量较难穿透绝缘基体,因此,其与集流构件焊接难度较大,甚至可能无法焊接完成。

基于上述情况,本发明所要解决的一个技术问题是:提高具有绝缘基体的电极构件的导电能力。

为了解决上述技术问题,本发明一方面提供了一种电极构件,其包括电极本体,电极本体包括绝缘基体和设置于绝缘基体表面上的导电层,导电层具有第一部分和从第一部分延伸的第二部分,第一部分用于涂覆活性物质,第二部分未涂覆活性物质;并且,绝缘基体的与第二部分对应的部分上设有贯通厚度方向的第一通孔。

可选地,第一通孔内填充导电介质。

可选地,第一通孔为至少两个,这至少两个第一通孔成行排列和/或成列排列。

可选地,第二部分的厚度范围为1nm~2μm,优选厚度范围为500nm~1000nm。

可选地,第一通孔的直径范围为10nm~1000μm,优选直径范围为25nm~800nm。

可选地,第二部分上设有贯通厚度方向的第二通孔,第二通孔与第一通孔对应设置并与第一通孔连通。

可选地,电极构件还包括导电结构,导电结构连接于第二部分上。

可选地,导电结构覆盖第一通孔。

可选地,导电结构与第二部分焊接。

可选地,导电层设置于绝缘基体的相对两侧表面上,导电结构包括第一导电件,第一导电件连接于位于绝缘基体一侧表面的第二部分上。

可选地,导电结构还包括第二导电件,第二导电件连接于位于绝缘基体另一侧表面的第二部分上。

可选地,导电结构的的厚度范围为5μm~20μm,优选厚度范围为6μm~10μm。

本发明另一方面还提供了一种电极组件,其包括本发明的电极构件。

本发明又一方面还提供了一种充电电池,其包括集流构件,并且,其还包括本发明的电极组件,电极组件的电极构件的第二部分与集流构件电连接。

可选地,第二部分与集流构件焊接。

在本发明中,基于沿厚度方向设置在导电层未涂覆活性物质的第二部分所对应的绝缘基体上的第一通孔,可以方便地使绝缘基体在第一通孔处形成电流通道,因此,有利于提高导电构件的导电能力。

通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。

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示出研发的一种包含绝缘基体的电极构件的结构示意图。

图2示出图1的侧视图。

图3示出本发明第一实施例电极构件的结构示意图。

图4示出图3的侧视图。

图5示出基于图3所示电极构件的电极组件的局部展开示意图。

图6示出图5所示电极组件与集流构件的焊接示意图。

图7示出基于图6的电池的立体结构示意图。

图8示出本发明第二实施例电极构件的结构示意图。

图9示出图8的侧视图。

图10示基于图8所示电极构件的电极组件与集流构件的焊接示意图。

图中:

1’、电极构件;10’、绝缘基体;11’、导电层;12’、活性物质;13’、电引导部;14’、电生成部;

1、电极本体;10、绝缘基体;11、导电层;12、活性物质;13、电引导部;14、电生成部;

2、导电结构;21a、第一导电件;21b、第二导电件;22、导电连接部;

1a、焊接部;13a、第一通孔;13c、第二通孔;g、间隙;

100、电极组件;101、负电极构件;102、隔离件;200、集流构件;300、顶盖;400、电极端子。

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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有开展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。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。

在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制;方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

在本发明的描述中,需要理解的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了便于理解,首先结合图5和图7对充电电池的基本结构进行说明。参照图7,充电电池主要包括壳体(图中未示出)、电极组件100、集流构件200、顶盖300和电极端子400。壳体具有顶端开口的空腔,用于容置电极组件100,以对电极组件100形成保护。电极组件100容置于壳体中,为充电电池实现充放电功能的核心部件。顶盖300盖合于壳体的开口上。电极端子400设置于顶盖300上并露出于顶盖300之外。集流构件200连接于电极组件100与电极端子400之间,以实现电极组件100与电极端子400之间的电连接。

其中,参照图5,电极组件100由正电极构件103、负电极构件101以及设置于正电极构件103和负电极构件101之间的隔离件102卷绕或堆叠而成。正电极构件103和负电极构件101通常都设置为片状结构,所以,二者通常又被称为正电极片和负电极片。如图4所示,正电极构件103和负电极构件101均包括电生成部14和电引导部13,电生成部14具有活性物质12,而电引导部13不具有活性物质12。卷绕或堆叠形成电极组件后,极性相同的多个电引导部13层叠在一起,形成极耳。电极组件通过极耳与集流构件200连接。其中,正电极构件103对应的为正极耳。负电极构件101对应的为负极耳。通过集流构件200与正极耳连接的电极端子400称为正极端子。通过集流构件200与负极耳连接的电极端子400称为负极端子。

当基于图1-2所示的电极构件作为正电极构件103和/或负电极构件101卷绕或堆叠形成电极组件100时,电极组件100的极耳的任意两个相邻的电引导部13之间被绝缘基体10’隔开,导致相邻的两个电引导部13之间较难、甚至无法传递电流,电流几乎只能由极耳最外侧的电引导部13的与集流构件200直接连接的导电层11’向外传递,因此,导电能力较差,充放电效率较低,且容易造成局部过热,缩短各部件的使用寿命。

为了解决上述技术问题,本发明通过对图1-2所示的具有绝缘基体的电极构件进行改进,提供一种新型的电极构件。

图3-10示出了本发明的两个实施例。参照图3-10,本发明所提供的电极构件,包括电极本体1,电极本体1包括绝缘基体10和设置于绝缘基体10厚度方向相对两侧表面上的导电层11,导电层11具有第一部分和从第一部分延伸的第二部分,第一部分用于涂覆活性物质12,第二部分未涂覆活性物质12;并且,绝缘基体10的与第二部分对应的部分上设有贯通厚度方向的第一通孔13a。

为了方便描述,本发明中仍将第一部分和绝缘基体10的与第一部分对应的部分称为电生成部14,并将第二部分和绝缘基体10的与第二部分对应的部分称为电引导部13。换句话说,在本发明中,电极本体1包括电生成部14和电引导部13,电生成部14和电引导部13均包括绝缘基体10和设置于绝缘基体10表面上的导电层11,差别在于,电生成部14的导电层11上涂覆有活性物质12,而电引导部13的导电层11上未涂覆活性物质12。电生成部14用于通过活性物质12与电解液的电化反应实现充放电过程。电引导部13则用于与充电电池的集流构件200连接,以将电生成部14所产生的电流引出至外部。

本发明通过在导电层11未涂覆活性物质的第二部分所对应的绝缘基体10上设置贯通厚度方向的第一通孔13a,使得可以通过在第一通孔13a中设置导电介质或者通过对绝缘基体10相对两侧表面上的第二部分进行焊接熔融等方式,来在绝缘基体10中形成电流通道,实现电流在厚度方向上的传递,这样可以减少绝缘基体10对电极构件导电能力的制约,便于电极构件卷绕或堆叠形成电极组件100后相邻电引导部13之间实现电导通,因此,有利于提高导电能力。

而且,由于第一通孔13a使得焊接的能量更容易穿透绝缘基体10,因此,本发明还有利于降低电极构件与集流构件200焊接的难度。并且,由于焊接时第二部分受热可以向第一通孔13a中流动,因此,本发明还可以防止电极构件的电引导部13在焊接时受热变皱。

其中,第一通孔13a的数量可以为一个、两个或多个。当第一通孔13a的数量为至少两个时,这至少两个第一通孔13a可以成行排列和/或成列排列。优选地,可以在绝缘基体10的与第二部分对应的部分上设置多个第一通孔13a,且这多个第一通孔13a间隔地分布于整个绝缘基体10的与第二部分对应的部分上,基于此,由于第一通孔13a所形成的电流通道数量更多,分布更广,因此,可以更有效地提升导电效率。

在本发明中,进一步地,还可以在第二部分上设置贯通厚度方向的第二通孔13c,第二通孔13c与第一通孔13a对应设置并与第一通孔13a连通。这样,电引导部13的整个厚度方向被第二通孔13c和第一通孔13a贯通,更易于焊接能量穿透电引导部13,更加方便高效地实现电引导部13与集流构件200等其他结构部件的焊接。

另外,在本发明中,电极构件还可以包括导电结构2,导电结构2连接于第二部分上。通过在具有绝缘基体10的电引导部13上增设导电结构2,使得电极构件卷绕或堆叠形成电极组件100后,相邻电引导部13之间不仅可以通过第一通孔13a所形成的电流通道实现电导通,还可以同时通过导电结构2实现电导通,因此,可以更有效地提高电极构件的导电能力。

在本发明中,导电层11可以设置于绝缘基体10的一侧表面上,也可以设置于绝缘基体10的相对两侧表面上。当导电层11设置于绝缘基体10的相对两侧表面上时,导电结构2可以包括第一导电件21a,该第一导电件21a连接于位于绝缘基体10一侧表面的第二部分上;或者,进一步地,导电结构2还可以同时包括第二导电件21b,该第二导电件21b连接于位于绝缘基体10另一侧表面的第二部分上。第一导电件21a和第二导电件21b的结构和材料可以相同或者不同。

当导电结构2包括第一导电件21a和第二导电件21b时,第一导电件21a和第二导电件21b可以直接连接;或者,导电结构2也可以进一步包括导电连接部22,导电连接部22连接于第一导电件21a和第二导电件21b之间,使得第一导电件21a和第二导电件21b通过导电连接部22连接。

另外,导电结构2优选设置为覆盖第一通孔13a。这样便于在焊接时,使得位于电引导部13两侧的导电件能够通过第一通孔13a彼此连接,进一步提高导电能力,并增强结构牢固性。其中,位于电引导部13两侧的导电件,既可以为连接于同一电引导部13两侧的第一导电件21a和第二导电件21b(此时电引导部13上的导电结构2包括位于电引导部13两侧的第一导电件21a和第二导电件21b),也可以为形成电极组件100后一个电引导部13一侧的第一导电件21a和相邻电引导部13同侧的第一导电件21a(此时每个电引导部13上的导电结构2只包括位于电引导部13一侧的第一导电件21a)。

下面结合图3-10所示的两个实施例来对本发明进行进一步地说明。在这两个实施例中,均以电极构件卷绕形成电极组件100为例进行说明。

首先结合图3-7对本发明的第一实施例进行说明。其中,图3和图4示出了本发明第一实施例的电极构件。图5-6和图7分别示出了基于该第一实施例电极构件的电极组件和充电电池。

如图3和图4所示,在该第一实施例中,电极构件包括电极本体1,电极本体1包括绝缘基体10和导电层11,导电层11设置于绝缘基体10的相对两侧表面上,即,绝缘基体10的相对两侧表面上均设有导电层11,绝缘基体10位于两个导电层11之间。并且,导电层11具有涂覆活性物质12的第一部分(在图3中即为下部部分)和未涂覆活性物质12的第二部分(在图3中即为上部部分),第二部分从第一部分延伸(在图3中即为向上延伸)。

其中,绝缘基体10可以采用pp、pe、pet或pi等可耐电解液腐蚀的高分子聚合物材料。导电层11可以采用铝或铜等金属基材。优选地,电极构件用作正电极构件时导电层11采用铝基材,电极构件用作负电极构件时导电层11采用铜基材。导电层11可以通过电镀、电泳、喷涂或浸涂等方式加工至绝缘基体10表面上。

为了描述方便,将图3所示的t方向称为厚度方向,该厚度方向t为绝缘基体10设置导电层11的相对两侧表面所在的方向,即,该实施例的两个导电层11设置于绝缘基体10的厚度方向的两个相对表面上;并将图3所示的h方向称为高度方向,该高度方向h为第一部分和第二部分相对设置的方向,即为第一部分和第二部分相对延伸的方向;同时将图4所示的w方向称为宽度方向,该宽度方向w为与厚度方向t和高度方向h垂直的方向。

如图3和图4所示,在该实施例中,绝缘基体10的与第二部分对应的部分上设有多个贯穿厚度方向的第一通孔13a,两侧的第二部分上则均设有多个贯穿厚度方向的第二通孔13c,且每个第二部分上的多个第二通孔13c均与多个第一通孔13a一一对应地设置并均与对应的第一通孔13a连通。由于第一通孔13a和第二通孔13c设置在第二部分及绝缘基体10对应的部分上并彼此连通,因此,第一通孔13a和两个第二通孔13c使得电引导部13的整个厚度被贯通。而由于电引导部13上设有多组第一通孔13a和第二通孔13c,因此,整个电引导部13在厚度方向上均被这多组第一通孔13a和第二通孔13c贯通。

其中,在形成第一通孔13a和第二通孔13c时,既可以在未涂覆导电层11之前即在绝缘基体10的与第二部分对应的部分上打第一通孔13a,然后再在绝缘基体10上涂覆导电层11并在两侧导电层11上分别打第二通孔13c;或者,也可以在绝缘基体10两侧涂覆导电层11后直接沿厚度方向打通孔,一次性形成第一通孔13a和第二通孔13c,这样可以通过在现有电极构件的电引导部13上直接打通孔来获得该实施例的电极构件,工艺更简单,成本更低。

基于该实施例的电极构件所形成的电极组件100,其与集流构件200通过焊接方式进行组装。如图6所示,电极组件100通过电极构件的第二部分与集流构件200焊接,第二部分与集流构件200之间形成焊接部(焊印)1a。

由于设有第一通孔13a,因此,在焊接过程中,绝缘基体10两侧的导电层11会熔融进入第一通孔13a中,使得第一通孔13a中也具有导电材料,形成电流通道,连通绝缘基体10两侧的导电层11,从而使电流能够从一侧的导电层11经由第一通孔13a流向另一侧的导电层11,减少绝缘基体10对两侧导电层11的隔绝,增强两侧导电层11的导电性,实现电引导部13沿厚度方向的电流传递,提高导电效率。可见,该实施例通过在导电层11未涂覆活性物质的第二部分所对应的绝缘基体10上设置贯通厚度方向的第一通孔13a,使得绝缘基体10厚度方向相对两侧表面上的第二部分可以在焊接时通过第一通孔13a相互熔融,形成电流通道,因此,有利于提高导电构件的导电能力。

而由于设置在第二部分对应位置的第二通孔13c,与第一通孔13a配合贯穿电引导部13的整个厚度,因此,可以实现电流在两侧导电层11之间更高效地传递,进一步提高电极构件的导电能力。

并且,对电引导部13进行焊接时,焊接产生的热量会传递到与第二部分对应的绝缘基体10上,如果未设置第一通孔13a,则绝缘基体10的与第二部分对应的部分会受热起皱。而该实施例所设置的第一通孔13a,可以起到释放绝缘基体10在焊接过程中所受应力的作用,从而能够有效防止绝缘基体10在焊接过程中受热打皱。

而且,设置第一通孔13a和与第一通孔13a连通的第二通孔13c,可以使得电极构件在与集流构件200焊接时,焊接能量更容易地穿透电引导部13,改善焊接方便性,降低焊接难度,提高焊接效率,节约能源。从另一个角度来说,这也使得基于大致相同的焊接能量,可以完成更大厚度的焊接。尤其当电极构件与集流构件200采用超声波焊接方式连接时,超声波能量可以经由第一通孔13a和与之对应的第二通孔13c高效地贯穿电引导部13,完成电极构件与集流构件200的超声波焊接。

将该实施例的电极构件用作正电极构件103,并将该电极构件与隔离件102及负电极构件101卷绕在一起,可以形成如图5所示的电极组件100。由图5可知,该电极组件100具有多个电引导部13,这多个电引导部13层叠设置。层叠在一起的的多个电引导部13形成电极组件100的极耳。由于沿厚度t方向,极耳的每两个相邻的电引导部13之间可以通过位于绝缘基体10一侧导电层11上的第二通孔13c、第一通孔13a和位于绝缘基体10另一侧导电层11上的第二通孔13c所形成的电流通道电连通,因此,使得极耳的相邻电引导部13之间不再被绝缘基体10阻断电流传递,在将电生成部14所产生电流导出时,不仅极耳的与集流构件200直接连接的最外侧电引导部13可以通过自身的导电层11向外传递电流,而且极耳的层叠于最外侧电引导部13之间的各电引导部13之间也可以通过所形成的电流通道实现电导通并向外传递电流,进而可以有效提升导电能力,实现更加高效的充放电过程。

图5所示的电极组件100,其正电极构件103采用该实施例的电极构件,而负电极构件101未采用该实施例的电极构件。但应当理解,作为替代方式,也可以负电极构件101采用该实施例的电极构件而正电极构件103不采用,或者还可以正电极构件103和负电极构件101均采用该实施例的电极构件。实际上,本发明的电极构件既可以用作正电极构件103,也可以用作负电极构件101,即,电极组件100的正电极构件103和/或负电极构件101可以采用本发明的电极构件。

将图5所示的电极组件100与充电电池的集流构件200、壳体、顶盖300及电极端子400等组装,可以形成图7所示的充电电池。在该实施例中,电极组件100与集流构件200之间焊接(例如超声波焊接或电阻焊)连接,实现电极组件100与集流构件200之间的电连接。

下面结合图8-10对第二实施例进行说明。为了简化描述,以下仅主要介绍该第二实施例与第一实施例的不同之处,未描述部分可以参照第一实施例进行理解。

如图8所示,在该第二实施例中,基于电引导部13上所设置的通孔(第一通孔13a和第二通孔13c),还进一步在第二部分上设有导电结构2。其中,导电结构2连接于第二部分上,换句话说,导电结构2连接于电引导部13的导电层11上。基于此,电极构件可以不再通过导电层11直接与集流构件200连接,而是通过导电结构2与集流构件200连接,实现电流导出。工作时,电流可以由活性物质12经过导电层11的第一部分流向导电层11的第二部分,绝缘基体10两侧的第二部分可以通过第一通孔13a所形成的电流通道传递电流,同时,电流也可以再由导电层11的第二部分流向与该第二部分连接的导电结构2,从而导电结构2可以将电流引出至与该导电结构2连接的充电电池的集流构件200,并进一步由集流构件200引出,例如引出至充电电池的电极端子400。可见,通过增设导电结构2,可以进一步改善电极构件的导电性能,提高电极构件的过电能力。

导电结构2可以采用铜或铝等金属材料制成。优选地,电极构件用作正电极构件时导电结构2采用铝材料,电极构件用作负电极构件时导电结构2采用铜材料。

在该实施例中,导电结构2设置为能够覆盖第一通孔13a。具体地,由图8可知,导电结构2覆盖第一通孔13a及绝缘基体10两侧导电层11上的第二通孔13c。这样设置的好处在,导电结构2可以与通过导电层11(具体为第二部分)与第一通孔13a所形成的电流通道接触,从而经过第一通孔13a所形成电流通道传递的电流可以较为高效地传递至导电结构2上,并由导电结构2导出,因此,导电效率更高。

另外,如图8所示,在该实施例中,导电结构2包括第一导电件21a和第二导电件21b,第一导电件21a和第二导电件21b分别设置于电引导部13的厚度方向的两侧,并分别与电引导部13的绝缘基体10的两侧表面上的导电层11连接,即,第一导电件21a与位于绝缘基体10的一侧表面上的第二部分连接,第二导电件21b与位于绝缘基体10的另一侧表面上的第二部分连接。

由于电引导部13的厚度方向的两侧分别设有第一导电件21a和第二导电件21b,因此,包括该电极构件的电极组件100,其极耳的任意两个相邻的电引导部13之间均具有电引导结构2,且任意两个相邻的电引导部13之间不仅可以通过通孔所形成的电流通道电连通,还可以通过一个电引导部13上的第一导电件21a与另一个电引导部13上的第二导电件21b实现电连通,使电流可以顺利且充分地在极耳的层叠在一起的各个电引导部13之间进行传递,并最终将电极组件100所产生的电流较为充分高效地传递至集流构件200上。由于导电结构2可以进一步避免绝缘基体10对极耳的相邻电引导部13之间的隔绝,增大过流面积,因此,能够更有效地提高充电电池的充放电效率,且能够降低充放电过程中充电电池过热的风险,有利于延长充电电池的使用寿命。

而且,由于该实施例的第一导电件21a和第二导电件21b均覆盖于贯穿电引导部13整个厚度的第二通孔13c和第一通孔13a上,因此,在焊接至电引导部13上时,第一导电件21a和第二导电件21b不仅可以分别与各自对应的导电层11(具体为第二部分)连接,同时还可以穿过第二通孔13c和第一通孔13a实现彼此连接。一方面,这使得设置于绝缘基体10相对两侧的第一导电件21a和第二导电件21b也能够通过电流通道实现厚度方向的电流传递,增加第一导电件21a和第二导电件21b的电流传递路径,从而进一步提高电极构件的导电能力;另一方面,这还使得第一导电件21a和第二导电件21b能够在电引导部13设有通孔的位置彼此直接焊接,相对于第一导电件21a和第二导电件21b只分别与较薄的第二部分焊接的情况,可以进一步提高第一导电件21a和第二导电件21b的焊接强度,增强电极构件的结构可靠性。

该实施例的第一导电件21a和第二导电件21b分别设置于电引导部13厚度方向的相对两侧,使得如图8所示,第一导电件21a和第二导电件21b之间具有间隙g。并且,由图8可知,在该实施例中,第一导电件21a和第二导电件21b的上端均高于电引导部13的上端,即,沿高度方向h,导电结构2的远离第一部分的边缘延伸至超出第二部分的远离第一部分的边缘,这使得电极本体1(具体为电引导部13)只填充第一导电件21a和第二导电件21b之间间隙g的部分。

由于电极本体1只填充第一导电件21a和第二导电件21b之间间隙g的部分,因此,第一电极构件21a和第二电极构件21b的沿高度方向h的至少部分之间未被绝缘基体10所隔离,一方面,这有利于使绝缘基体10厚度t方向的两侧表面上的导电层11通过第一电极构件21a和第二电极构件21b进一步实现电导通,进一步方便电流导出,提升导电性能;另一方面,在连接电极构件所形成的电极组件100与充电电池的集流构件200时,还可以较为方便地通过压紧第一导电件21a和第二导电件21b来减小间隙g,使第一导电件21a和第二导电件21b较为紧密地贴合,这不仅更便于极耳将层叠在一起的各电引导部13的电流传递至集流构件200,进一步提高导电能力,同时也有利于减少极耳所占用的装配空间,增大电极组件100的空间利用率,并方便电极组件100与集流构件200的装配。

而且,如图8所示,该实施例的导电结构2还包括导电连接部22,该导电连接部22连接于第一导电件21a和第二导电件21b之间。具体地,在图3中,第一导电件21a和第二导电件21b的下端分别与位于绝缘基体10厚度方向相对两侧表面上的第二部分连接,而第一导电件21a和第二导电件21b的上端则通过导电连接部22连接,使得导电结构2大致呈倒u型地连接于电引导部13上。

通过设置导电连接部22,可以将第一导电件21a和第二导电件21b连接成为一体,由于这样即使不将第一导电件21a和第二导电件21b压紧,第一导电件21a和第二导电件21b之间也可以传递电流,因此,更便于使形成电极组件100后层叠在一起的相邻电引导部13之间不受绝缘基体10的影响而彼此电导通,有利于进一步改善极耳的导电性能。

需要说明的是,除了可以设置导电连接部22来将第一导电件21a和第二导电件21b连接成为一体,还可以通过直接连接第一导电件21a和第二导电件21b来将二者连接成为一体,即,第一导电件21a的远离第一部分的一端(在图8中即为上端)和第二导电件21b的远离第一部分的一端(在图8中即为上端)还可以直接连接,例如,可以采用一张铜箔或铝箔作为导电结构2,并将铜箔或铝箔从中部弯折后连接于电引导部13的相对两侧的导电层11上,这种情况下,铜箔或铝箔相对弯折的两部分即分别为第一导电件21a和第二导电件21b,此时第一导电件21a和第二导电件21b直接连接并连接成倒v字型,使得导电结构2大致呈倒v型地连接于电引导部13上。

参照图5,基于该实施例的电极构件所形成的电极组件100,其具有多个电引导部13和多个导电结构2,多个电引导部13层叠设置,并且每两个相邻的电引导部13之间具有导电结构2。基于此,极耳的相邻电引导部13之间可以进一步通过导电结构2电导通,使得在将电生成部14所产生电流导出时,不仅极耳的与集流构件200直接连接的最外侧电引导部13可以通过自身对应的导电结构2向外传递电流,而且极耳的层叠于最外侧电引导部13之间的各电引导部13也可以通过导电结构2实现电导通并向外传递电流,进而可以有效提升导电能力,实现更加高效的充放电过程。

基于该实施例的电极构件所形成的电极组件100,也可以采用焊接方式与集流构件200进行连接,实现二者之间的电连接。其中,电极组件100可以通过电极构件的导电结构2与集流构件200焊接。在焊接时,可以先将导电结构2焊接于第二部分上,再将集流构件200焊接于导电结构2上,也即,可以采用二次焊接方式实现电极组件100与集流构件200的连接。但正如在第一实施例中所提及的,通过在电引导部13上设置通孔,可以方便焊接能量穿透电引导部13,使得可以基于大致相同的焊接能量完成更大厚度的焊接,因此,该实施例也可以不再采用二次焊接方式,而直接采用一次焊接方式,即,可以一次性完成集流构件200与导电结构2及导电结构2与第二部分的焊接。可见,设置在电引导部13上的通孔,使得一次焊接完成集流构件200与导电结构2及导电结构2与第二部分的连接成为可能。相对于二次焊接方式,一次焊接的步骤更少,过程更加简单,效率更高,且极耳可以弯折,方便极耳弯折后与集流构件200连接,并能够节省极耳弯折空间,增加能量密度。

需要说明的是,导电结构2并不局限于图8所示的结构,此处仅就其中的几种变型进行说明。

作为图8所示导电结构2的一种变型,导电结构2也可以直接省略导电连接部22,即,第一导电件21a的上端和第二导电件21b的上端不再通过导电连接部22连接,而是彼此独立,均成为自由端。这样设置的好处在于,由于省略导电连接部22,导电连接部22不再对第一导电件21a和第二导电件21b进行支撑,因此,第一导电件21a和第二导电件21b可以在外力作用下靠得更近,便于在连接电极组件100与集流构件200时,将各导电结构2的第一导电件21a和第二导电件21b更紧密地压合,从而可以更有效地消除第一导电件21a和第二导电件21b之间的间隙g,进一步提高导电效率,且节约装配空间,实现电极组件100与集流构件200更有效地装配。

作为图8所示导电结构2的另一种变型,沿高度方向h,电极本体1(具体为电引导部13)也可以不再只填充第一导电件21a和第二导电件21b之间间隙g的部分,而是填充间隙g的全部。这样,电极本体1可以在高度方向h上对第一导电件21a和第二导电件21b的全部进行支撑,更有效地防止第一导电件21a和第二导电件21b发生弯折,这一方面可以增加电极构件的强度,另一方面,由于可以防止在使用过程中第一导电件21a和第二导电件21b弯折插入电极组件100中而造成短路,因此,还可以进一步提高使用安全性。

作为图8所示导电结构2的又一种变型,导电结构2还可以不再同时包括第一导电件21a、第二导电件21b和导电连接部22,而是省略第二导电件21b和导电连接部22,只包括第一导电件21a,也即,导电结构2不再在绝缘基体10厚度方向的相对两侧表面的第二部分上分别设置导电件,而只在绝缘基体10厚度方向的一侧表面的第二部分上设置导电件。并且,基于具有该导电结构的电极构件卷绕形成电极组件100时,所采用的多个电极构件的第一导电件21a均设置于各自绝缘基体10厚度方向的同一侧表面的第二部分上。这样,参照图5,层叠在一起的各电引导部13中,每两个相邻的电引导部13之间仍然具有导电结构2(具体为第一导电件21a),且一个电引导部13的未设置第一导电件21a一侧的导电层11可以与和其相邻的另一个电引导部13的第一导电件21a接触,实现极耳的任意相邻两个电引导部13之间的电导通,有效导电;并且,这种情况下,每个电引导部13均在厚度方向的两侧分别具有第一导电件21a(其中一侧为自身所对应的第一导电件21a,其中另一侧为相邻电引导部13所对应的第一导电件21a),因此,当对极耳进行焊接时,位于每个电引导部13厚度方向两侧的第一导电件21a也可以通过电引导部13上的通孔而彼此连接,这不仅能够提高电极组件的导电能力,同时还能够增强电极组件的结构可靠性。而且,由于省略第二导电件21b和导电连接部22,因此,可以在提供足够过流的同时,有效减少导电结构2在厚度方向t上的尺寸,这不仅可以进一步减少极耳装配所占用的空间,增大电极组件100的空间利用率,还可以降低电极组件100与充电电池其他结构部件的装配难度。

另外,在上述各实施例中,除了可以通过对电引导部13与集流构件200及导电结构2等进行焊接来在通孔中形成电流通道,还可以采用其他方式在通孔中形成电流通道。例如,可以直接在第一通孔13a中设置导电介质,利用填充于第一通孔13a中的导电介质来实现电流沿厚度t方向的传递。或者,还可以通过与通孔适配的螺纹连接件等金属件来实现电引导部13与集流构件200及导电结构2等的连接,利用插入通孔中的金属件也可以将电流沿厚度方向进行传递。

此外,为了提升电极构件的综合性能,在上述各实施例中,还可以对第二部分的厚度、第一通孔13a的直径以及导电结构2的厚度进行设计。其中,第二部分的厚度范围可以为1nm~2μm。优选地,第二部分的厚度范围可以为500nm~1000nm。在该厚度范围时,第二部分更不容易在穿钉试验中产生毛刺,且电阻较小,导电能力较强。第一通孔13a的直径范围可以为10nm~1000μm。优选地,第一通孔2a的直径范围可以为25nm~800nm。在该直径范围内,不仅可以使得焊接能量良好通过,并且可以使得绝缘基体10仍具有较高的强度。导电结构2的的厚度范围可以为5μm~20μm。优选地,导电结构的2的厚度范围可以为6μm~10μm。在该厚度范围内,导电结构2具有较好的导电能力,且不会过分增加电引导部13厚度,有利于保证电极组件100的能量密度。

以上所述仅为本发明的示例性实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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