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电极组件及二次电池的制作方法

  • 国知局
  • 2024-10-15 10:01:14

本技术涉及电池,特别是涉及一种电极组件及二次电池。

背景技术:

1、极耳作为二次电池与外部电路电连接的桥梁,其通常采用金属材料制成,极耳与二次电池内部的集流体焊接,可使得极耳与二次电池内部的电极组件导通,从而达到传输电流的目的。

2、为便于极耳的焊接,集流体上通常需要设置双面空箔区,焊头和焊座分别在两侧空箔区与集流体接触焊接。然而,极耳与集流体空箔区的焊接,通常会出现部分焊接毛刺,该毛刺易刺穿隔离膜,易导致二次电池内部的正负极片短接失效。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种电极组件及二次电池,旨在改善集流体易出现焊接毛刺、易刺穿隔离膜的技术问题。

2、根据本技术的第一方面,提供一种电极组件,包括第一极片、隔离膜以及第二极片,隔离膜设置于第一极片与第二极片之间。第一极片包括第一集流体和第一活性物质层,第一集流体具有面向第二极片的第一表面,第一活性物质层设置于第一表面。第二极片包括第二集流体和第二活性物质层,第二集流体具有面向第一活性物质层的第二表面,第二活性物质层设置于第二表面。电极组件还包括第一极耳和第一胶层。第一表面具有第一空箔区,第一空箔区、第一活性物质层以及隔离膜共同围合形成第一空间,第一极耳部分设置于第一空间,并且第一胶层设置于第一极耳的面向第一集流体的表面,以粘接第一空箔区与第一极耳,第一空箔区与第一极耳电连接,第一极耳背离第一集流体的与隔离膜接触。

3、上述技术方案中,第一极耳通过第一胶层与第一空箔区粘接,不需要焊头以及焊座,也不存在焊接毛刺,可降低隔离膜被刺穿的风险,无需设置绝缘胶覆盖焊接毛刺,省去了一道绝缘胶,使第一极耳能够直接与隔离膜接触,不仅可降低隔离膜被刺穿的风险,还可充分利用空间,便于提高二次电池的能量密度。

4、在一些优选的实施方式中,电极组件还包括第二极耳和第二胶层,第二表面具有第二空箔区,第二空箔区、第二活性物质层与隔离膜共同围合形成第二空间,第二极耳部分设置于第二空间,第二极耳部分设置于第二空间,并且第二胶层设置于第二极耳面向第二集流体的表面,以粘接第二空箔区与第二极耳,第二极耳的背离第二集流体的表面与隔离膜接触。第二极耳通过第二胶层与第二空箔区粘接,不需要通过焊头及焊座进行焊接,也不存在焊接毛刺,因此第四表面也可无需设置空箔区,并且能够使得第二极耳与隔离膜直接接触,无需设置绝缘胶层,可充分利用空间,提高二次电池的能量密度。

5、在一些优选的实施方式中,沿第一极片的厚度方向观察,第一空箔区在第二极片上的投影位于第二活性物质层。因第一极耳是通过第一胶层与第一空箔区粘接,不存在焊接毛刺,第二极片的第二活性物质层上也无需设置极片胶,可进一步提高空间利用率,进而提高二次电池的能量密度。

6、在一些优选的实施方式中,第一活性物质层面向第二活性物质层的表面设置有极片胶。沿第二极片的厚度方向观察,第二空箔区在第一极片上的投影位于极片胶的投影内。可缓解第一极片在极片胶处的锂离子脱嵌,使得第二极片具有足够的余量嵌入第一极片脱嵌的锂离子,可缓解二次电池的析锂,其中第一极片为正极极片,第二极片为负极极片。

7、在一些优选的实施方式中,第一活性物质层面向第二活性物质层的表面设置有第三空间,极片胶至少部分容纳于第三空间。极片胶不占用第一极片额外的厚度空间,可在减少二次电池析锂的同时,提高二次电池的能量密度。

8、在一些优选的实施方式中,第一集流体还具有第三表面,沿第一集流体的厚度方向,第一表面与第三表面相对设置。第一极片还具有第三活性物质层,第三活性物质层设置于第三表面,沿第一极片的厚度方向观察,第一空箔区的投影落入第三活性物质的投影上。也即,在第一空箔区所对应的第三表面的位置不需要除去活性物质,可在第三表面涂覆更多的第三活性物质层,充分利用空间,提高二次电池的能量密度。

9、在一些优选的实施方式中,沿集流体的宽度方向,第一空箔区的长度为l1,第一胶层的长度为l2,0mm≤l1-l2≤5mm。方便极耳在集流体宽度方向上设置于第一空箔区,同时在集流体的宽度方向上预留0mm至5mm的间隙空间,可减少第一胶层与第一活性物质层直接粘接,进而减少第一胶层对电池能量密度的影响,其中当l1-l2=0mm时,则使得第一胶层能够在长度方向上将第一空箔区全部粘接,提高粘接强度。而当l1-l2≤5mm,可减少第一胶层占用的空间,提高二次电池的能量密度。当l1-l2<0mm时,第一胶层可能会覆盖活性材料导致能量密度的损失。

10、可选的,沿集流体的长度方向,第一空箔区的宽度为w1,第一胶层的宽度为w2,0mm≤w1-w2≤5mm。方便极耳在集流体长度方向上设置于第一空箔区,同时在集流体长度方向上预留0mm至5mm的间隙空间,可减少第一胶层与第一活性物质层直接粘接,进而减少第一胶层对二次电池能量密度的影响,不仅便于极耳设置于第一空箔区,也便于极耳通过第一胶层与集流体粘接固定。其中,当w1-w2=0mm时,则使得第一胶层能够其宽度方向上将第一空箔区全部粘接,提高粘接强度。而当w1-w2≤5mm,可减少第一胶层占用的空间,提高二次电池的能量密度。

11、在一些优选的实施方式中,沿集流体的宽度方向,第一胶层与第一空箔区的粘接长度为l3,4mm≤l3≤24mm。沿集流体的长度方向,第一胶层与第一空箔区的粘接宽度为w3,4mm≤w3≤14mm。足够的粘接长度以及粘接宽度,提高第一胶层与第一空箔区的粘接面积,提高连接强度,同时减少第一胶层对二次电池能量密度的影响。

12、可选的,沿集流体的厚度方向,第一胶层的厚度为t1,2μm≤t1≤50μm。可在提高连接强度的同时,减少第一胶层对二次电池能量密度的影响。

13、在一些优选的实施方式中,沿第一极片的宽度方向,第一胶层与第一空箔区的粘接长度为l3,沿第一极片的厚度方向观察,沿第一极片的宽度方向,第一极耳与第一集流体重叠的长度为l4,50%l4≤l3≤150%l4;和/或,沿第一极片的长度方向,第一胶层与第一空箔区的粘接宽度为w3,沿第一极片的厚度方向观察,沿第一极片的长度方向,第一极耳与第一集流体重叠的宽度为w4,50%w4≤w3≤150%w4。在提高极耳与集流体连接强度的同时,减少第一胶层对二次电池能量密度的影响。

14、在一些优选的实施方式中,第一胶层与第一活性物质层之间具有间隙空间,防止第一胶层与第一活性物质层直接粘接,减少第一胶层对二次电池容量及能量密度的影响。

15、在一些优选的实施方式中,第一胶层包括环氧树脂、聚烯烃、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、酚醛树脂或丁苯橡胶中的至少一种,上述各类材料具有优异的粘接性能以及耐化学腐蚀性,可适应二次电池内部的各类电化学反应。

16、在一些优选的实施方式中,第一胶层包括热固胶、热熔胶或压敏胶。第一极耳的部分穿过第一胶层与第一空箔区接触,实现第一极耳与第一空箔区的电连接。

17、在一些优选的实施方式中,第一胶层为导电胶层,第一极耳无需穿过第一胶层即可实现第一极耳与第一空箔区的电连接。

18、第二方面,本技术还提出了一种二次电池,包括如上述第一方面任一实施例的电极组件。

19、本技术实施例的额外层面及优点将部分地在后续说明中描述、显示、或是经由本技术实施例的实施而阐释。

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