電芯的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種儲(chǔ)能裝置，尤其涉及一種電芯。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子二次電池的電芯可分為卷繞型和疊片型。鋰離子電池的電芯的極耳可分為焊接型和沖切型。
[0003]極耳為沖切型的鋰離子二次電池的電芯的制作方法如下:通過(guò)涂布工藝把活性物質(zhì)漿料涂覆在集流體上，經(jīng)過(guò)沖切工序在集流體的未涂覆活性物質(zhì)漿料的部分上沖切形成極耳，然后通過(guò)卷繞工藝將得到的正負(fù)極極片與隔離膜卷繞形成電芯，或者把得到的極片做成一定大小的正負(fù)極極片，然后把所得的正負(fù)極極片通過(guò)疊片工藝與隔離膜組裝成電芯，后續(xù)經(jīng)過(guò)注液、化成工序做成成品二次電池。
[0004]然而在沖切工藝過(guò)程中，由于沖切設(shè)備存在制造公差，不可避免地有一部分活性物質(zhì)層殘留在極耳的根部(約O?Imm)。尤其是在正極極耳的根部存在殘留活性物質(zhì)層時(shí)，在形成電芯并制備成鋰離子二次電池后，在鋰離子二次電池充電過(guò)程中，正極極耳的根部的殘留活性物質(zhì)層中的鋰離子會(huì)沉積在負(fù)極極耳的根部，從而易產(chǎn)生鋰枝晶，該鋰枝晶為不可逆，會(huì)導(dǎo)致鋰離子二次電池容量降低，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部短路，甚至導(dǎo)致鋰離子二次電池電池發(fā)熱或者燃燒。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種電芯，即使由于沖切設(shè)備的制造公差原因?qū)е略谡龢O極耳的根部處殘留正極活性物質(zhì)層，在二次電池充電過(guò)程中，正極極耳的根部處的正極活性物質(zhì)層中的能夠進(jìn)行離子脫嵌的離子不會(huì)沉積在負(fù)極極耳的根部，從而避免了產(chǎn)生枝晶，進(jìn)而避免了枝晶的產(chǎn)生所導(dǎo)致的二次電池的容量降低、內(nèi)部短路、發(fā)熱或燃燒。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電芯，其包括正極極片、正極極耳、負(fù)極極片、負(fù)極極耳以及隔離膜。正極極片包括:正極集流體；以及正極活性物質(zhì)層，具有正極活性物質(zhì)且設(shè)置于正極集流體的相應(yīng)表面上。正極極耳由正極集流體沖切形成。負(fù)極極片包括:負(fù)極集流體；以及負(fù)極活性物質(zhì)層，具有負(fù)極活性物質(zhì)且設(shè)置于負(fù)極集流體的相應(yīng)表面上。負(fù)極極耳由負(fù)極集流體沖切形成。隔離膜設(shè)置在相鄰的正極極片和負(fù)極極片之間，以將相鄰的正極極片的正極活性物質(zhì)層和負(fù)極極片的負(fù)極活性物質(zhì)層隔離開。負(fù)極極片形成有:臺(tái)階部，沖切形成，且包括對(duì)應(yīng)部分的負(fù)極集流體和負(fù)極活性物質(zhì)層，并設(shè)置成沿電芯的厚度方向與相鄰的正極極耳對(duì)齊。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0008]在根據(jù)本實(shí)用新型的電芯中，即使由于沖切設(shè)備的制造公差原因?qū)е略谡龢O極耳的根部處存在正極活性物質(zhì)層，但是由于負(fù)極極片形成有臺(tái)階部、臺(tái)階部包括對(duì)應(yīng)部分的負(fù)極集流體和負(fù)極活性物質(zhì)層以及臺(tái)階部設(shè)置成沿電芯的厚度方向與相鄰的正極極耳對(duì)齊，所以當(dāng)在形成電芯后，在二次電池充電過(guò)程中正極極耳的根部處的正極活性物質(zhì)層中的能夠進(jìn)行離子脫嵌的離子會(huì)嵌入到對(duì)應(yīng)的負(fù)極極片的臺(tái)階部的負(fù)極活性物質(zhì)中而不會(huì)沉積在負(fù)極極耳的根部，從而避免了產(chǎn)生枝晶，進(jìn)而避免了枝晶的產(chǎn)生所導(dǎo)致的二次電池的容量降低、內(nèi)部短路、發(fā)熱或燃燒。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的電芯的簡(jiǎn)化示意圖；
[0010]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的電芯的負(fù)極極片單面設(shè)置負(fù)極活性物質(zhì)層時(shí)的一立體圖；
[0011]圖3是根據(jù)本實(shí)用新型的電芯的負(fù)極極片雙面設(shè)置負(fù)極活性物質(zhì)層時(shí)的一立體圖；
[0012]圖4是根據(jù)本實(shí)用新型的電芯的正極極片單面設(shè)置正極活性物質(zhì)層時(shí)的一立體圖；
[0013]圖5是根據(jù)本實(shí)用新型的電芯的正極極片雙面設(shè)置正極活性物質(zhì)層時(shí)的一立體圖。
[0014]其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下:
[0015]I正極極片32負(fù)極活性物質(zhì)層
[0016]11正極集流體S臺(tái)階部
[0017]12正極活性物質(zhì)層4負(fù)極極耳
[0018]2正極極耳5隔離膜
[0019]3負(fù)極極片T厚度方向
[0020]31負(fù)極集流體
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明根據(jù)本實(shí)用新型的電芯。
[0022]參照?qǐng)D1至圖5，本實(shí)用新型的電芯，包括正極極片1、正極極耳2、負(fù)極極片3、負(fù)極極耳4以及隔離膜5。正極極片I包括:正極集流體11 ;以及正極活性物質(zhì)層12，具有正極活性物質(zhì)且設(shè)置于正極集流體11的相應(yīng)表面上。正極極耳2由正極集流體11沖切形成。負(fù)極極片3包括:負(fù)極集流體31 ;以及負(fù)極活性物質(zhì)層32，具有負(fù)極活性物質(zhì)且設(shè)置于負(fù)極集流體31的相應(yīng)表面上。負(fù)極極耳4由負(fù)極集流體31沖切形成。隔離膜5設(shè)置在相鄰的正極極片I和負(fù)極極片3之間，以將相鄰的正極極片I的正極活性物質(zhì)層12和負(fù)極極片3的負(fù)極活性物質(zhì)層32隔離開。負(fù)極極片3形成有:臺(tái)階部S，沖切形成，且包括對(duì)應(yīng)部分的負(fù)極集流體31和負(fù)極活性物質(zhì)層32，并設(shè)置成沿電芯的厚度方向T與相鄰的正極極耳2對(duì)齊。
[0023]在此需要補(bǔ)充說(shuō)明的是，盡管圖1的電芯以疊片型電芯示出，但是根據(jù)本實(shí)用新型的電芯也可以為卷繞型電芯，其由卷繞工藝形成，只要負(fù)極極片的臺(tái)階部S沖切形成并設(shè)置成沿電芯的厚度方向T與相鄰的正極極耳2對(duì)齊即可。
[0024]在此補(bǔ)充說(shuō)明的是，在圖1至圖5中，正極極耳2的根部處的正極活性物質(zhì)層
12(即由于沖切設(shè)備的制造公差原因?qū)е略谡龢O極耳2的根部處殘留的正極活性物質(zhì)層)用填充物表示，負(fù)極極耳4的根部處的負(fù)極活性物質(zhì)層32 (即由于沖切設(shè)備的制造公差原因?qū)е略谪?fù)極極耳4的根部處殘留的負(fù)極活性物質(zhì)層)用填充物表示，負(fù)極極片3的臺(tái)階部S處的負(fù)極活性物質(zhì)層32用填充物表示。
[0025]此外圖2和圖4分別給出單面設(shè)置相應(yīng)活性物質(zhì)層的負(fù)極極片3和正極極片I。
[0026]此外，盡管圖1示出沿厚度方向T處于最外側(cè)的極片為正極極片1，但不限于此，特殊情況下，沿厚度方向T處于最外側(cè)的極片可為負(fù)極極片3。
[0027]在根據(jù)本實(shí)用新型的電芯中，即使由于沖切設(shè)備的制造公差原因?qū)е略谡龢O極耳2的根部處存在正極活性物質(zhì)層12，但是由于負(fù)極極片3形成有臺(tái)階部S (這由沖切設(shè)備沖切而成，但不是由于沖切設(shè)備的制造公差原因所導(dǎo)致的，這與正極極耳2的根部處存在的正極活性物質(zhì)層12的形成不同)、臺(tái)階部S包括對(duì)應(yīng)部分的負(fù)極集流體31和負(fù)極活性物質(zhì)層32以及臺(tái)階部S設(shè)置成沿電芯的厚度方向T與相鄰的正極極耳2對(duì)齊，所以當(dāng)在形成電芯并制備成二次電池(例如，二次電池可為鋰離子二次電池、鈉離子二次電池等)后，在二次電池充電過(guò)程中，正極極耳2的根部處的正極活性物質(zhì)層12中的能夠進(jìn)行離子脫嵌的離子(例如對(duì)于鋰離子二次電池為鋰離子，對(duì)于鈉離子二次電池為鈉離子)會(huì)嵌入到對(duì)應(yīng)的負(fù)極極片3的臺(tái)階部S的負(fù)極活性物質(zhì)中而不會(huì)沉積在負(fù)極極耳4的根部，從而避免了產(chǎn)生枝晶，進(jìn)而避免了枝晶的產(chǎn)生所導(dǎo)致的二次電池的容量降低、內(nèi)部短路、發(fā)熱或燃燒。
[0028]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2和圖3，臺(tái)階部S的高度定義為h，且0mm〈h ( 1mm，這樣既可確保避免上述電芯安全問(wèn)題(即內(nèi)部短路、發(fā)熱或燃燒)，又可以盡量提高二次電池的能量密度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電芯，包括: 正極極片(1)，包括: 正極集流體(11);以及 正極活性物質(zhì)層(12)，具有正極活性物質(zhì)且設(shè)置于正極集流體(11)的相應(yīng)表面上； 正極極耳(2)，由正極集流體(11)沖切形成； 負(fù)極極片(3)，包括: 負(fù)極集流體(31);以及 負(fù)極活性物質(zhì)層(32)，具有負(fù)極活性物質(zhì)且設(shè)置于負(fù)極集流體(31)的相應(yīng)表面上； 負(fù)極極耳(4)，由負(fù)極集流體(31)沖切形成；以及 隔離膜(5)，設(shè)置在相鄰的正極極片(I)和負(fù)極極片(3)之間，以將相鄰的正極極片(I)的正極活性物質(zhì)層(12)和負(fù)極極片(3)的負(fù)極活性物質(zhì)層(32)隔離開； 其特征在于， 負(fù)極極片(3)形成有: 臺(tái)階部(S)，沖切形成，且包括對(duì)應(yīng)部分的負(fù)極集流體(31)和負(fù)極活性物質(zhì)層(32)，并設(shè)置成沿電芯的厚度方向(T)與相鄰的正極極耳(2)對(duì)齊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電芯，其特征在于，臺(tái)階部(S)的高度定義為h，且Omm<h 1mm η
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電芯，其特征在于，所述電芯為疊片型電芯。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電芯，其特征在于，所述電芯為卷繞型電芯。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種電芯，其包括正極極片、正極極耳、負(fù)極極片、負(fù)極極耳以及隔離膜。正極極片包括：正極集流體；以及正極活性物質(zhì)層，具有正極活性物質(zhì)且設(shè)置于正極集流體的相應(yīng)表面上。正極極耳由正極集流體沖切形成。負(fù)極極片包括：負(fù)極集流體；以及負(fù)極活性物質(zhì)層，具有負(fù)極活性物質(zhì)且設(shè)置于負(fù)極集流體的相應(yīng)表面上。負(fù)極極耳由負(fù)極集流體沖切形成。負(fù)極極片形成有：臺(tái)階部，沖切形成，且包括對(duì)應(yīng)部分的負(fù)極集流體和負(fù)極活性物質(zhì)層，并設(shè)置成沿電芯的厚度方向與相鄰的正極極耳對(duì)齊。由于臺(tái)階部，當(dāng)在形成電芯并制備成二次電池后，在二次電池充電過(guò)程中正極極耳的根部處的正極活性物質(zhì)層中的能夠進(jìn)行離子脫嵌的離子不會(huì)沉積在負(fù)極極耳的根部。
【IPC分類】H01M10-0525, H01M4-13
【公開號(hào)】CN204464391
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520202075
【發(fā)明人】周鐵剛
【申請(qǐng)人】東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年4月3日