一种新型全极耳电芯结构及电池的制作方法

本技术属于锂电池，尤其涉及一种新型全极耳电芯结构及电池。

背景技术：

1、锂离子动力电池具有体积小、容量大、能量密度高、充放电倍率高、使用寿命长、低温性能强以及安全性能高等优点，目前越来越多的应用于电动轿车、大巴、储能电站等设备的动力电源上。随着锂离子电池能量密度的提升，圆柱电池的尺寸也越来越往大的方向发展。在圆柱电池的尺寸逐渐增加的过程中，为了提升电池的能量密度，降低电池内阻，满足大倍率充放电需求，传统的极片间歇涂布、焊接极耳制片的方式正在被极片连续涂布，全极耳揉平焊接的方式取代。

2、授权公告号为cn 218182429 u的专利文献公开了一种电池卷芯结构，该电池卷芯结构由正极极片、负极极片以及隔膜卷绕形成，隔膜设在正极极片和负极极片之间，正极极片的极耳和负极极片的极耳中至少一者设置有孔结构，通过在极片的极耳处设置孔结构，该孔结构可作为电池卷芯结构的各层外部极片与内部极片之间电解液和气体交换的通道，注液后电解液沿着孔结构由外层逐渐向内层流动。

3、授权公告号为cn 115084430b的专利文献公开了一种全极耳电芯、电池及装配方法，所述全极耳极片包括集流体，所述集流体表面由一侧边缘至另一侧边缘依次分为揉平区、打孔区和涂布区，所述涂布区形成极片，所述打孔区和揉平区形成全极耳，所述打孔区位于所述全极耳的根部；所述涂布区内设置有浆料层，所述打孔区内开设若干通孔，所述通孔的孔径为0.2～2mm；所述打孔区的孔隙率为15～50%；所述全极耳电芯的揉平部设置有锡膏层。授权公告号为cn 217740743 u的专利文献公开了一种全极耳圆柱电池极片结构以及具有该极片结构的全极耳圆柱卷芯，所述极片结构包括矩形极片本体，所述极片本体沿宽度方向的一侧表面设置有涂覆区，涂覆区表面涂覆有正极材料或负极材料，极片本体沿宽度方向与涂覆区相对的一侧表面设置有揉平区，涂覆区与揉平区之间设置有留白区，所述留白区表面沿极片本体长度方向阵列开设有若干通孔。

4、目前，圆柱电池极片采用全极耳结构,全极耳结构揉平后焊接的方式，可以减少电芯制作过程的复杂性，进一步简化工艺，大大降低所制备电池的内阻，实现大倍率的充放电能力，也使得电池的能量密度增大。但是全极耳揉平焊接的方式，揉平区域直接对电芯涂覆区的端部造成封堵，从而会带来电芯内部水分烘干困难，导致注液后浸润时间长，均匀性较差，对电池一致性和电性能的发挥造成负面影响。现有技术中在极耳根部设置通孔，会影响极耳的强度，使得极耳出现断裂。

技术实现思路

1、本实用新型是为了克服现有技术中的不足，提供一种新型全极耳电芯结构及电池,正极极片和负极极片的极耳上设置凹陷结构，增加了电解液流动的通道，可以增强电解液的浸润性；同时在化成过程中产生的气体也可以顺利的通过凹陷结构排出，改善了圆柱电池的界面形成效果。

2、本实用新型为实现上述目的，通过以下技术方案实现，一种新型全极耳电芯结构，包括正极极片、负极极片构成的全极耳极片区及正极极片、负极极片的极耳，全极耳极片区包括集流体以及集流体表面涂覆的涂膏区，所述正极极片或负极极片的极耳外部上设有凹陷结构，构成电芯结构外部极片与内部极片之间电解液流动的通道。

3、进一步地，所述凹陷结构沿极耳长度方向或极耳宽度方向或长度和宽度两个方向设置。

4、进一步地，所述凹陷结构设置在极耳边缘。

5、进一步地，所述凹陷结构的横截面形状为半圆形、圆形、多边形、梯形、半椭圆形、或椭圆形的一种或多种组合。

6、进一步地，所述凹陷结构的凹陷区域面积占极耳总面积的1/6-1/3。

7、进一步地，所述极耳在电芯结构中由外向内梯度式变短。

8、进一步地，所述极耳在电芯结构中的凹陷区弧度由外向内梯度式变大。

9、进一步地，所述极耳的厚度为0.02mm-0.08mm。

10、进一步地，所述极耳切叠后形状呈四边形，极耳与集流体之间设有30°-90°的倾斜角。

11、一种具有新型全极耳电芯结构的电池。

12、与现有技术相比，本实用新型提供的新型全极耳电芯结构及电池在正极极片和负极极片的极耳上设置凹陷结构，可作为电池电芯结构的各层外部极片与内部极片之间电解液和气体交换的通道，注液后电解液沿着凹陷结构由外层逐渐向内层流动，解决全极耳结构设计中极耳揉平工艺造成的问题，增加了电解液流动的通道，增强了电解液的浸润性，并且，在化成过程中产生的气体也可以顺利的通过凹陷结构排出，可改善圆柱电池的界面形成效果。

技术特征：

1.一种新型全极耳电芯结构，包括正极极片、负极极片构成的全极耳极片区及正极极片、负极极片的极耳，全极耳极片区包括集流体以及集流体表面涂覆的涂膏区，其特征是：所述正极极片或负极极片的极耳外部上设有凹陷结构，构成电芯结构外部极片与内部极片之间电解液流动的通道。

2.根据权利要求1所述的新型全极耳电芯结构，其特征是：所述凹陷结构沿极耳长度方向或极耳宽度方向或长度和宽度两个方向设置。

3.根据权利要求1所述的新型全极耳电芯结构，其特征是：所述凹陷结构设置在极耳边缘。

4.根据权利要求3所述的新型全极耳电芯结构，其特征是：所述凹陷结构的横截面形状为半圆形、圆形、多边形、梯形、半椭圆形或椭圆形的一种或多种组合。

5.根据权利要求4所述的新型全极耳电芯结构，其特征是：所述凹陷结构的凹陷区域面积占极耳总面积的1/6-1/3。

6.根据权利要求1所述的新型全极耳电芯结构，其特征是：所述极耳在电芯结构中由外向内梯度式变短。

7.根据权利要求1所述的新型全极耳电芯结构，其特征是：所述极耳在电芯结构中的凹陷区弧度由外向内梯度式变大。

8.根据权利要求7所述的新型全极耳电芯结构，其特征是：所述极耳的厚度为0.02mm-0.08mm。

9.根据权利要求8所述的新型全极耳电芯结构，其特征是：所述极耳切叠后形状呈四边形，极耳与集流体之间设有30°-90°的倾斜角。

10.一种电池，其特征是：具有权利要求1-9任意一项所述的新型全极耳电芯结构。

技术总结
本技术涉及一种新型全极耳电芯结构及电池，包括正极极片、负极极片构成的全极耳极片区及正极极片、负极极片的极耳，全极耳极片区包括集流体以及集流体表面涂覆的涂膏区，所述正极极片或负极极片的极耳外部上设有凹陷结构，构成电芯结构外部极片与内部极片之间电解液流动的通道。本技术提供的一种新型全极耳电芯结构及电池设置凹陷结构，可作为电池卷芯结构的各层外部极片与内部极片之间电解液和气体交换的通道，注液后电解液沿着凹陷结构由外层逐渐向内层流动，解决全极耳极耳揉平工艺造成的问题，增加了电解液流动的通道，增强了电解液的浸润性；在化成过程中产生的气体也可以顺利的通过凹陷结构排出，可改善圆柱电池的界面形成效果。

技术研发人员：厉成北,高金辉,谢富国,韦德英,毛楠楠,尚军,王睿,陈超
受保护的技术使用者：力神（青岛）新能源有限公司
技术研发日：20230613
技术公布日：2024/1/15