一种电极片结构及锂离子电芯的制作方法

1.本实用新型属于锂离子电池技术领域，涉及一种电极片结构及锂离子电芯。


背景技术：

2.随着电子产品的普及和电动汽车行业的发展，锂离子电池作为一种高性能、高效能的能量存储装置已经得到了广泛应用。然而，锂离子电池存在的一个主要问题是电池安全性能需要得到保障。隔离膜是锂离子电池重要的构成部分，它起到隔离正负极的作用，防止电池内部短路，从而降低了电池的安全风险。然而，隔离膜在高温下易受损并缩短，从而导致电池内部短路，进而引发电池起火、爆炸等安全事故。
3.申请人此前已有对该问题的解决方案，即在极片的空箔区中贴上绝缘胶纸，来避免隔离膜热收缩造成正负极直接接触导致电池短路的问题。然而，绝缘胶纸的尺寸大小对电芯性能也会产生一定的影响，如果绝缘胶纸过小，可能无法覆盖集流体中极耳边缘的毛刺，从而导致电池发生短路；如果绝缘胶纸过大，可能会影响铝塑膜的顶封，从而影响电芯性能。
4.有鉴于此，确有必要提供一种新的技术方案以解决上述技术问题。


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，而提供一种电极片结构，以防止集流体和极耳边缘毛刺导致电池短路，同时避免绝缘胶纸过大影响铝塑膜顶封的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.本技术提供一种电极片结构，包括集流体以及涂覆在所述集流体至少一个表面上的活性材料层；
8.所述集流体设置有空箔区，所述空箔区设置有极耳，所述极耳包括第一段和第二段，所述第一段位于所述空箔区内，所述第二段位于所述空箔区外；
9.所述空箔区贴覆有第一耐温绝缘胶纸和第二耐温绝缘胶纸；
10.沿y方向上，所述第一耐温绝缘胶纸超出所述集流体的边缘0-2.5mm，并完全覆盖所述极耳的第一段的表面；
11.所述第二耐温绝缘胶纸完全覆盖所述极耳的第一段的表面，并部分覆盖所述极耳的第二段的表面；
12.沿x方向上，所述第二耐温绝缘胶纸超出所述极耳的边缘0-2.5mm。
13.优选的，所述极耳的第二段设置有极耳胶；沿y方向上，所述第二耐温绝缘胶纸的上边缘与所述极耳胶的下边缘的间距为0.5～2.5mm。
14.优选的，所述第一耐温绝缘胶纸的面积大于所述第二耐温绝缘胶纸的面积。
15.优选的，所述第一耐温绝缘胶纸的面积与所述第二耐温绝缘胶纸的面积比为1:(0.8-0.1)。
16.优选的，所述第一耐温绝缘胶纸的面积占所述空箔区面积的50-120％。
17.优选的，所述第一耐温绝缘胶纸和所述第二耐温绝缘胶纸的耐热温度≥130℃。
18.优选的，所述第一耐温绝缘胶纸和所述第二耐温绝缘胶纸的耐热温度均为130℃～500℃。
19.优选的，所述第一耐温绝缘胶纸和所述第二耐温绝缘胶纸均包括基材以及设在所述基材表面的粘合层，所述基材为pp、pet、pi、pe、ptfe、pa、pu或亚克力，所述粘合层为丙烯酸粘合剂、硅胶粘合剂、乙烯基乙烯酸酯粘合剂、丁腈橡胶粘合剂或氯丁橡胶粘合剂。
20.优选的，所述空箔区设置在所述集流体的中部和/或所述集流体的两端。
21.优选的，所述集流体为正极集流体或负极集流体；所述活性材料层为正极活性材料层或负极活性材料层；所述极耳为正极极耳或负极极耳。
22.此外，本技术还提供一种锂离子电芯，包括正极片、隔膜和负极片，所述的正极片和/或负极片为上述的电极片结构。
23.相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：
24.本实用新型一种电极片结构，包括集流体以及涂覆在所述集流体至少一个表面上的活性材料层；所述集流体设置有空箔区，所述空箔区设置有极耳，所述极耳包括第一段和第二段，所述第一段位于所述空箔区内，所述第二段位于所述空箔区外；所述空箔区贴覆有第一耐温绝缘胶纸和第二耐温绝缘胶纸；沿y方向上，所述第一耐温绝缘胶纸超出所述集流体的边缘0-2.5mm，并完全覆盖所述极耳的第一段的表面；所述第二耐温绝缘胶纸完全覆盖所述极耳的第一段的表面，并部分覆盖所述极耳的第二段的表面；沿x方向上，所述第二耐温绝缘胶纸超出所述极耳的边缘0-2.5mm。相比于现有技术，一方面，本实用新型的电极片结构通过设置第一耐温绝缘胶纸和第二耐温绝缘胶纸，不仅能够避免隔离膜热收缩造成正负极直接接触，还能够有效地覆盖集流体和极耳边缘毛刺，防止电芯短路的出现，提高了电芯的使用安全性；另一方面，本实用新型的电极片结构通过同时设置第一耐温绝缘胶纸和第二耐温绝缘胶纸，并控制第一耐温绝缘胶纸和第二耐温绝缘胶纸的尺寸，避免绝缘胶纸过大，不会影响铝塑膜顶封，提高了电芯性能的稳定性和可靠性。
附图说明
25.图1为本实用新型一实施例的结构示意图。
26.图中：
27.1、集流体；2、活性材料层；3、空箔区；4、极耳；5、极耳胶；6、第一耐温绝缘胶纸；7、第二耐温绝缘胶纸。
具体实施方式
28.为使本实用新型的技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型及其有益效果作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。
29.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中
间媒介间接相连。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技术中的具体含义。
30.本技术的描述中，应当理解，本技术中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
31.如图1所示，根据本技术的第一方面，本技术提供的一种电极片结构，包括集流体1以及涂覆在集流体1至少一个表面上的活性材料层2；
32.集流体1设置有空箔区3，空箔区3设置有极耳4，极耳4包括第一段和第二段，第一段位于空箔区3内，第二段位于空箔区3外；
33.空箔区3贴覆有第一耐温绝缘胶纸6和第二耐温绝缘胶纸7；
34.沿y方向上，第一耐温绝缘胶纸6超出集流体1的边缘0-2.5mm，并完全覆盖极耳4的第一段的表面；
35.第二耐温绝缘胶纸7完全覆盖极耳4的第一段的表面，并部分覆盖极耳4的第二段的表面；
36.沿x方向上，第二耐温绝缘胶纸7超出极耳4的边缘0-2.5mm。
37.相比于现有技术，一方面，本实用新型的电极片结构通过设置第一耐温绝缘胶纸6和第二耐温绝缘胶纸7，不仅能够避免隔离膜热收缩造成正负极直接接触，还能够有效地覆盖集流体1和极耳4边缘毛刺，防止电芯短路的出现，提高了电芯的使用安全性；另一方面，本实用新型的电极片结构通过同时设置第一耐温绝缘胶纸6和第二耐温绝缘胶纸7，并控制第一耐温绝缘胶纸6和第二耐温绝缘胶纸7的尺寸，避免绝缘胶纸过大，不会影响铝塑膜顶封，提高了电芯性能的稳定性和可靠性。
38.在根据本技术的一实施例中，极耳的第二段设置有极耳胶5；沿y方向上，第二耐温绝缘胶纸7的上边缘与极耳胶5的下边缘的间距为0.5～2.5mm。
39.在根据本技术的一实施例中，第一耐温绝缘胶纸6的面积大于第二耐温绝缘胶纸7的面积。其中，第二耐温绝缘胶纸7通常是沿着极耳4的长度方向(y方向)贴覆，并且贴覆的面积要覆盖极耳4，这样既可以覆盖极耳4边缘的毛刺，又可以避免胶纸尺寸过大影响铝塑膜的顶封，还可以减少胶纸的浪费。
40.在根据本技术的一实施例中，第一耐温绝缘胶纸6的面积与第二耐温绝缘胶纸7的面积比为1:(0.8-0.1)；例如，可以是1:0.8、1:0.6、1:0.5、1:0.4、1:0.2或1:0.1。
41.在根据本技术的一实施例中，第一耐温绝缘胶纸6的面积占空箔区3面积的50-120％；例如，可以是50％、60％、70％、80％、90％、100％、120％。优选的，第一耐温绝缘胶纸6的面积占空箔区3面积的100-120％，这样具有更佳的绝缘效果及安全性能。
42.在根据本技术的一实施例中，第一耐温绝缘胶纸6和第二耐温绝缘胶纸7的耐热温度≥130℃；优选的，第一耐温绝缘胶纸6和第二耐温绝缘胶纸7的耐热温度均为130℃～500℃。通常来说，耐温绝缘胶纸的耐热温度越高越好，而且为了提高电芯安全性一般需要比隔离膜的热缩温度高。
43.在根据本技术的一实施例中，第一耐温绝缘胶纸6和第二耐温绝缘胶纸7均包括基材以及设在基材表面的粘合层；基材为pp、pet、pi、pe、ptfe、pa、pu或亚克力，粘合层为丙烯
酸粘合剂、硅胶粘合剂、乙烯基乙烯酸酯粘合剂、丁腈橡胶粘合剂或氯丁橡胶粘合剂。其中，上述材质的耐温绝缘胶纸均具有良好的耐高温性能和绝缘性能；此外，需要说明的是，还可以采用其他材质的耐温绝缘胶纸，只要能够满足相应的耐温和绝缘要求即可。
44.在根据本技术的一实施例中，空箔区3设置在集流体1的中部和/或集流体1的两端。优选的，极耳4设置在集流体1中部的空箔区3；将极耳4设置在极片的中部可以有效地降低电芯内部的电阻，从而提高电芯的输出功率和能量密度；此外，还可以有效地分散电芯内部的电流和温度，减少电芯内部的热失控和爆炸的风险，从而提高了电芯的安全性。
45.在根据本技术的一实施例中，集流体1为正极集流体1或负极集流体1；活性材料层2为正极活性材料层2或负极活性材料层2；极耳4为正极极耳4或负极极耳4。
46.此外，根据本技术的第二方面，本技术还提供一种锂离子电芯，包括正极片、隔膜和负极片，正极片和/或负极片为上述的电极片结构。
47.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。

技术特征：
1.一种电极片结构，其特征在于：包括集流体以及涂覆在所述集流体至少一个表面上的活性材料层；所述集流体设置有空箔区，所述空箔区设置有极耳，所述极耳包括第一段和第二段，所述第一段位于所述空箔区内，所述第二段位于所述空箔区外；所述空箔区贴覆有第一耐温绝缘胶纸和第二耐温绝缘胶纸；沿y方向上，所述第一耐温绝缘胶纸超出所述集流体的边缘0-2.5mm，并完全覆盖所述极耳的第一段的表面；所述第二耐温绝缘胶纸完全覆盖所述极耳的第一段的表面，并部分覆盖所述极耳的第二段的表面；沿x方向上，所述第二耐温绝缘胶纸超出所述极耳的边缘0-2.5mm。2.根据权利要求1所述的电极片结构，其特征在于：所述极耳的第二段设置有极耳胶；沿y方向上，所述第二耐温绝缘胶纸的上边缘与所述极耳胶的下边缘的间距为0.5～2.5mm。3.根据权利要求1所述的电极片结构，其特征在于：所述第一耐温绝缘胶纸的面积大于所述第二耐温绝缘胶纸的面积。4.根据权利要求1所述的电极片结构，其特征在于：所述第一耐温绝缘胶纸的面积与所述第二耐温绝缘胶纸的面积比为1:(0.8-0.1)。5.根据权利要求1所述的电极片结构，其特征在于：所述第一耐温绝缘胶纸的面积占所述空箔区面积的50-120％。6.根据权利要求1所述的电极片结构，其特征在于：所述第一耐温绝缘胶纸和所述第二耐温绝缘胶纸的耐热温度≥130℃。7.根据权利要求1所述的电极片结构，其特征在于：所述第一耐温绝缘胶纸和所述第二耐温绝缘胶纸均包括基材以及设在所述基材表面的粘合层，所述基材为pp、pet、pi、pe、ptfe、pa、pu或亚克力，所述粘合层为丙烯酸粘合剂、硅胶粘合剂、乙烯基乙烯酸酯粘合剂、丁腈橡胶粘合剂或氯丁橡胶粘合剂。8.根据权利要求1所述的电极片结构，其特征在于：所述空箔区设置在所述集流体的中部和/或所述集流体的两端。9.根据权利要求1所述的电极片结构，其特征在于：所述集流体为正极集流体或负极集流体；所述活性材料层为正极活性材料层或负极活性材料层；所述极耳为正极极耳或负极极耳。10.一种锂离子电芯，其特征在于：包括权利要求1～9任一项所述的电极片结构。

技术总结
本实用新型公开了一种电极片结构及锂离子电芯，该电极片结构包括集流体以及涂覆在集流体至少一个表面上的活性材料层；集流体设置有空箔区，空箔区设置有极耳，极耳包括第一段和第二段，第一段位于空箔区内，第二段位于空箔区外；空箔区贴覆有第一耐温绝缘胶纸和第二耐温绝缘胶纸；沿Y方向上，第一耐温绝缘胶纸超出集流体的边缘0-2.5mm，并完全覆盖极耳的第一段的表面；第二耐温绝缘胶纸完全覆盖极耳的第一段的表面，并部分覆盖极耳的第二段的表面。相比于现有技术，本实用新型提供的电极片结构能够有效地覆盖集流体和极耳边缘毛刺，防止电芯短路的出现，同时可以避免绝缘胶纸过大影响铝塑膜顶封的问题。影响铝塑膜顶封的问题。影响铝塑膜顶封的问题。


技术研发人员：桑成涛 周杰 何树辉 曾祥军 孙贵东
受保护的技术使用者：广东嘉尚新能源科技有限公司
技术研发日：2023.04.28
技术公布日：2023/9/19