一种电芯及锂电池的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种电芯及锂电池。

背景技术：

目前，市场上对锂电池安全性能的重视程度不断升高，对跌落测试的要求也愈加严格。在实际生活应用中，手机等数码设备不可避免地会遭受一些跌落损害，跌落性能成为一种至关重要的锂电池安全性能。但随着锂电池能量密度和循环寿命的不断提升，需要的保液量水平较高，跌落测试通过的难度越来越大。跌落失效包含多种失效模式，如包装袋破损漏液、极片撕裂、极耳脱落、隔膜收缩等。其中隔膜收缩露出阴阳极导致短路，是当前许多电芯的主要失效模式。隔膜收缩具有易发生、短路危害大等特点，成为制约锂电池抗跌落性能的重要因素。为此，需要进行针对性的改善。

技术实现要素：

本实用新型提供了一种电芯及锂电池，以增强电芯头部极耳区域的隔膜束缚，降低电芯头部的隔膜跌落失效概率，从而提高电芯的抗跌落性能。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种电芯，包括第一端部、第一极耳组件和第一胶层，所述第一极耳组件和所述第一胶层均设置于所述电芯的第一端部，其中，所述第一胶层包含第一开孔，所述第一极耳组件穿过所述第一开孔。

可选的，所述极耳组件还包含第二极耳组件，所述第二极耳组件穿过所述第一开孔。

可选的，所述电芯还包含第二极耳组件，所述第一胶层还包含第二开孔，，所述第二极耳组件穿过所述第二开孔。

可选的，所述电芯还包含第二胶层和第二极耳组件，所述第二胶层被设置于所述电芯的第一端部，所述第二胶层包含第三开孔，所述第二极耳组件穿过所述第三开孔。

优选的，所述电芯还包含第二端部、第二胶层和第二极耳组件，所述第二胶层被设置于所述电芯的第二端部，所述第二胶层包含第三开孔，所述第二极耳组件穿过所述第三开孔。

可选的，所述第一极耳组件包含极耳与保护层，所述保护层设置于所述极耳表面，沿所述极耳厚度方向，所述保护层厚度为0.01～1毫米，沿极耳宽度方向，所述保护层宽度为0.5～4毫米。

可选的，所述第一极耳组件包含极耳与保护层，所述保护层设置于所述极耳表面，沿所述极耳厚度方向，所述保护层厚度为0.04～0.15毫米，沿极耳宽度方向，所述保护层宽度为1.5～3毫米。

优选的，所述第一极耳组件在所述第一开孔所在第一端部的表面的正投影与所述第一开孔边缘之间具有间隙。

优选的，所述间隙宽度为0.1～10毫米。

优选的，所述第一开孔为矩形、弧形或多边形。

可选的，所述第一开孔为矩形，沿极耳厚度方向，所述间隙宽度为0.1～5毫米；沿极耳宽度方向，所述间隙宽度为0.1～10毫米。

可选的，所述第一开孔为矩形，沿极耳厚度方向，所述间隙宽度为0.5～3毫米；沿极耳宽度方向，所述间隙宽度为1～6毫米。

优选的，所述极耳组件在所述第一开孔所在表面的正投影与所述开孔边缘相接触。

本实用新型实施例的电芯通过在极耳端部处粘接缠绕胶层，提高了电芯端部区域的隔膜束缚性和电芯整体紧密度。缠绕的胶层大大增强了电芯端部隔膜的束缚效果，能够有效防止端部极耳区域的外层隔膜发生收缩。从而降低跌落测试时电芯发生隔膜收缩、阴阳极片滑动造成短路等故障的概率，提高电芯的抗跌落性能。

一种锂电池，包括如上所述的电芯。

本实用新型提供的锂电池具有上述的电芯，也能够提高电芯端部区域的隔膜束缚性和电芯整体紧密度，从而降低跌落测试时电芯发生隔膜收缩、阴阳极片滑动造成短路等故障的概率，提高电芯的抗跌落性能。

附图说明

图1为本实用新型一实施例提供的电芯的A-A截面示意图；

图2为本实用新型一实施例提供的电芯的俯视图；

图3为本实用新型另一实施例提供的电芯的俯视图；

图4为本实用新型又一具体实施例提供的电芯的俯视图；

图5为本实用新型又一具体实施例提供的电芯的主视图；

图6为本实用新型实施例提供的锂电池电芯中阴阳极片和隔膜处的局部结构示意图；

图7为本实用新型再一实施例提供的电芯的俯视图；

图8为本实用新型再一实施例提供的电芯的B-B截面示意图；

图9为本实用新型再一具体实施例提供的电芯的俯视(仰视)图；

图10本实用新型实施例提供的电芯极耳组件的结构示意图；

图11为本实用新型实施例提供的电芯极耳组件和开孔处的局部示意图。

附图标记：

11-第一端部

12-第二端部

2-极耳组件

21-第一极耳组件

22-第二极耳组件

201-极耳

202-保护层

3-胶层

31-第一胶层

32-第二胶层

4-开孔

41-第一开孔

42-第二开孔

43-第三开孔

5-间隙

61-阳极片

62-阴极片

63-隔膜

具体实施方式

为提高电芯端部区域的隔膜束缚性和电芯整体紧密度，从而降低跌落测试时电芯发生隔膜收缩、阴阳极片滑动造成短路等故障的概率，提高电芯的抗跌落性能，本实用新型实施例提供了一种电芯及锂电池。为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，以下举实施例对本实用新型作进一步详细说明。

参考图1和图2，本实用新型一实施例提供的电芯，包括第一端部11、第一极耳组件21和第一胶层31，其中，第一极耳组件21和第一胶层31均设置于电芯的第一端部11，第一胶层31具有第一开孔41，第一极耳组件31穿过第一开孔41。

进一步的，该电芯还包含第二极耳组件22，第二极耳组件22穿过第一开孔41。

具体的，如图3所示，在本实用新型另一具体实施例的电芯中，电芯还包含第二极耳组件22，该第一胶层31还包含第二开孔42，第一极耳组件21穿过第一开孔41，第二极耳组件22穿过第二开孔42。本实用新型实施例的电芯通过在电芯端部的极耳组件处粘接缠绕胶层，提高了电芯端部区域的隔膜束缚性和电芯整体紧密度。缠绕的胶层增强了电芯端部隔膜的束缚效果，能够有效防止端部极耳组件区域的外层隔膜发生收缩。从而降低跌落测试时电芯发生隔膜收缩、阴阳极片滑动造成短路等故障的概率，提高电芯的抗跌落性能。

另外，本实用新型实施例不对电芯的具体类型进行限定，如图2、图3、图4、图6和图7所示，可选的，电芯为卷绕电芯时，卷绕电芯内具有卷绕设置的阳极片61、阴极片62和隔膜63，且隔膜63设置于阳极片61和阴极片62之间，极耳组件2设置于阳极片61和阴极片62；或者，电芯为叠片电芯(说明书附图中未示出)，叠片电芯内具有交叠设置的阳极片和阴极片，且阳极片和阴极片之间设置有隔膜，所述极耳组件设置于所述阳极片和所述阴极片。卷绕制作电芯的优势在于工艺简单、成本低，而叠片制作电芯的优势在于电芯质量好。本实施例的阳极片包括带状基层，带状基层表面涂布有阳极材料；阴极片包括带状基层，带状基层表面涂布有阴极材料。

在本实用新型的又一具体实施例中，参考图4和图5，在本实用新型实施例的电芯中，还包含第二胶层32和第二极耳组件22，第二胶层32保护第三开孔43，所述第二极耳组件22穿过第三开孔43。第一胶层31和第二胶层32均设置于第一端部11。本实施例的电芯在第一端部的两个极耳组件外圈均粘接缠绕胶层，且在两个极耳组件之间的区域也粘接缠绕有胶层，进一步增强了电芯端部隔膜的束缚效果和电芯整体紧密度，从而进一步提高电芯的抗跌落性能。

在本实用新型的再一具体实施例中，参考图7、图8和图9，在本实用新型实施例的电芯中，电芯还包含第二端部12，第一胶层31设置于第一端部11，第二胶层32设置于第二端部12。本实施例的电芯在第一端部和第二端部的极耳组件外圈均粘接缠绕胶层，进一步增强了电芯端部隔膜的束缚效果和电芯整体紧密度，从而进一步提高电芯的抗跌落性能；同时还能够节省胶层，防止浪费。

参考图10和图11，本实用新型实施例中的极耳组件2在开孔4所在表面的正投影与开孔4边缘之间具有间隙5。开孔设置于胶层上，本实用新型实施例不对胶层的缠绕方式进行限定，可根据实际情况选择将胶层通过手动操作或自动化设备穿过极耳而缠绕于电芯端部。胶带的粘性面分别与极耳周侧紧密粘接，束缚端部的隔膜且同时捆紧电芯。胶层的开孔面积大于极耳横截面积且开孔边缘不接触极耳，即开孔与极耳存有间距；在保证电芯端部隔膜的束缚效果和电芯整体紧密度的同时，电芯端部各结构不会形成任何干涉。

进一步的，在本发明实施例中，间隙5宽度优选为0.1～10毫米。本发明不对开孔的形状进行具体的限定，可为矩形、弧形或多边形，附图时的矩形开孔仅为本实用新型实施例的示例，不应理解为对本实用新型的限定。在实际应用中，间隙宽度与开孔和极耳的横截面形状有关，可根据具体适用情形进行宽度适配，经过发明人的大量实验验证，当开孔为矩形时，沿极耳厚度(C-C方向)方向，间隙宽度为0.1～5毫米；沿极耳宽度方向(D-D方向)，间隙宽度为0.1～10毫米。或者，当开孔为矩形，沿极耳厚度方向(C-C方向)，间隙宽度为0.5～3毫米；沿极耳宽度方向(D-D方向)，间隙宽度为1～6毫米。极耳组件在开孔所在表面的正投影与开孔边缘相接触。对于图2所示的极耳组件和开孔间隙指的是保护层与相邻的矩形开孔边缘间隙。

在本实用新型实施例中，参考图10，极耳组件2包含极耳201与保护层202，保护层202设置于极耳201表面，沿极耳201厚度方向(C-C方向)，保护层202厚度为0.01～1毫米，沿极耳201宽度方向(D-D方向)，保护层202厚度为0.5～4毫米。或者，极耳组件2包含极耳201与保护层202，保护层202设置于极耳201表面，沿极耳201厚度方向，保护层202厚度为0.04～0.15毫米，沿极耳201宽度方向，保护层202厚度为1.5～3毫米。本实用新型实施例中所述的极耳厚度均指的是单个极耳的单侧厚度。极耳就是从电芯中将阴阳极片引出来的金属导电体，即电池电芯在进行充放电时正负两极的接触点。极耳的材质包括三种，与电池电芯阳极片相连的极耳为铝材质，与电池电芯阴极片相连的极耳为镍材质或铜镀镍材质。极耳保护层是极耳上绝缘的部分，它的作用是电池电芯封装时防止极耳金属片与电池的铝塑膜之间发生短路，并且封装时通过加热与铝塑膜热熔密封粘合在一起防止漏液。极耳保护层的材质包括黑胶、白胶和单层胶三种。

进一步的，本实用新型实施例的电芯在具体使用过程中还需注入电解液。电解液是电池中离子传输的载体，电解液在电池电芯的正、负极之间起到传导离子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等优点的保证。电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、必要的添加剂等原料，在一定条件下、按一定比例配制而成的。优选的，本实用新型实施例的阳极片包括带状基层，带状基层表面涂布有阳极材料；阴极片包括带状基层，带状基层表面涂布有阴极材料。锂电池中电池正极材料(电芯阴极)占有较大比例，因此正极材料的性能直接影响着锂离子电池的性能，其成本也直接决定电池成本高低。锂电池正极材料(电芯阴极)包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和镍钴锰三元材料等。电池的负极材料(电芯阳极)包括以下几种：石墨化碳材料、无定形碳材料、氮化物、硅基材料、锡基材料、新型合金和其它材料。本实用新型对此不进行具体的限定，可根据具体情况进行选用。

本实用新型实施例还提供了一种锂电池，包括如上所述的电芯。本实用新型提供的锂电池具有上述的电芯，也能够提高电芯端部区域的隔膜束缚性和电芯整体紧密度，从而降低跌落测试时电芯发生隔膜收缩、阴阳极片滑动造成短路等故障的概率，提高电芯的抗跌落性能。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型实施例进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。