【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請涉及電池，尤其涉及一種卷芯和電池。
技術(shù)介紹
1、卷繞式鋰離子電池因?yàn)榧夹g(shù)簡單，制造成本低，是鋰離子電池的主流結(jié)構(gòu)。
2、卷繞式鋰離子電池的卷芯一般包括正極片、負(fù)極片和隔膜，負(fù)極片包括活性層和集流體，負(fù)極片中存在活性層的單面區(qū)和雙面區(qū)，單面區(qū)的集流體上只在厚度方向的一個(gè)表面上設(shè)置有集流體。
3、然而，上述相關(guān)技術(shù)中的負(fù)極片上單面區(qū)的活性層容易出現(xiàn)從集流體上掉粉脫落的問題，影響卷芯的性能。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請實(shí)施例提供一種卷芯和電池，用于解決上述相關(guān)技術(shù)中的負(fù)極片上單面區(qū)的活性層容易出現(xiàn)從集流體上掉粉脫落的問題，影響卷芯的性能的技術(shù)問題。
2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請實(shí)施例提供如下技術(shù)方案：
3、本申請實(shí)施例的第一方面提供一種卷芯，其包括：正極片，負(fù)極片以及位于所述正極片和所述負(fù)極片之間的隔膜；
4、所述負(fù)極片包括：
5、集流體，包括沿第一方向相對設(shè)置的第一面和第二面；
6、位于所述集流體的所述第一面的第一活性層和位于所述集流體的所述第二面的第二活性層，沿所述第二方向，所述第一活性層的首端超出所述第二活性層的首端，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述第一活性層的首端超出所述第二活性層的首端的部分為所述負(fù)極片的單面區(qū)；
7、所述單面區(qū)上具有凹陷區(qū)域，所述凹陷區(qū)域內(nèi)包括有自所述集流體的第二面朝向所述第一面的方向凹陷形成的凹陷結(jié)構(gòu)；
8、所述凹陷結(jié)構(gòu)包括位于所述第二面的凹
9、本申請實(shí)施例提供一種卷芯，通過使集流體的第一面上的第一活性層的首端超出集流體的第二面上的第二活性層的首端，以形成負(fù)極片上的單面區(qū)，在單面區(qū)對應(yīng)的集流體上設(shè)置凹陷區(qū)域，并使凹陷區(qū)域內(nèi)的凹陷結(jié)構(gòu)自集流體的第二面朝向第一面的方向形成，以在集流體的第二面上形成凹部，提高單面區(qū)的第一活性層與集流體之間的粘接強(qiáng)度和連接穩(wěn)定性，降低單面區(qū)內(nèi)的第一活性層在卷繞過程中，從集流體上掉粉脫落的幾率，從而可防止負(fù)極單面區(qū)掉落的顆粒移動(dòng)到正極片造成自放電導(dǎo)致k值過高的風(fēng)險(xiǎn)，保證電芯的k值水平得以降低；再者，在循環(huán)后期，負(fù)極片中的石墨、硅碳復(fù)合材料或者硅氧復(fù)合材料有經(jīng)歷多次的膨脹和收縮，通過在單面區(qū)的對應(yīng)集流體形成凹陷區(qū)域，可保證負(fù)極片的單面區(qū)的第一活性層不會出現(xiàn)活性材料的裂紋或者是形變，保證負(fù)極片的鋰離子的均勻嵌入和脫嵌，降低卷芯的負(fù)極片極化的增長，降低析鋰風(fēng)險(xiǎn)。
10、另外，單面區(qū)存在朝向集流體方向的內(nèi)應(yīng)力，在輥壓或者卷繞過程中，負(fù)極片的單面區(qū)有收縮成卷的趨勢，若凹陷設(shè)置于第一活性層，即第一活性層受力，則會加劇單面區(qū)收縮的問題，容易導(dǎo)致單面區(qū)收縮翻折等可能導(dǎo)致短路的風(fēng)險(xiǎn)。通過在單面區(qū)對應(yīng)的集流體上設(shè)置凹陷區(qū)域，并使凹陷區(qū)域內(nèi)的凹陷結(jié)構(gòu)自集流體的第二面朝向第一面的方向形成，可以一定程度消除單面區(qū)收縮翻折的問題。
11、再有，若從第一活性層朝向集流體設(shè)置凹陷結(jié)構(gòu)，從而在第一活性層上形成凹坑，由于單面區(qū)的受力不均，容易在形成凹坑的過程中出現(xiàn)掉粉，而且容易使得第一活性層內(nèi)的凹陷結(jié)構(gòu)的底壁和正極片上的正極活性層的鋰離子傳輸路徑變遠(yuǎn)，進(jìn)而引發(fā)新的析鋰風(fēng)險(xiǎn)。通過在單面區(qū)對應(yīng)的集流體上設(shè)置凹陷區(qū)域，既可以避免掉粉，還可以不引發(fā)新的析鋰風(fēng)險(xiǎn)。
12、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述凹部包括有位于凹部中心的內(nèi)凹部以及位于所述內(nèi)凹部的外側(cè)邊緣上的凸起。
13、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述內(nèi)凹部的底壁到所述集流體的所述第二面的距離為l1，所述l1滿足，1μm≤l1≤30μm；
14、和/或，所述凸起的頂點(diǎn)到所述第二面的距離為l2，所述l2滿足，1μm≤l2≤30μm。
15、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述凹陷結(jié)構(gòu)還包括位于所述集流體的所述第一面的凸部，所述凸部和所述凹部對應(yīng)設(shè)置。
16、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述單面區(qū)的所述第一活性層背離所述集流體的一側(cè)表面形成有平直部以及與所述凸部對應(yīng)的凸出部。
17、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，自所述卷芯的卷繞方向，所述負(fù)極片的單面區(qū)包括有第一彎折段、第一平直段，第二彎折段和第二平直段，所述第一平直段的所述凹陷區(qū)域和所述第二平直段的所述凹陷區(qū)域相對設(shè)置。
18、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述第一彎折段未設(shè)置有所述凹陷區(qū)域。
19、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述負(fù)極片的單面區(qū)還包括有位于所述第一彎折段靠近卷芯中心的外延部，所述外延部的部分和所述第一平直段部分重疊。
20、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述負(fù)極片還包括位于所述集流體和所述第一活性層之間的涂炭層，所述集流體和所述涂炭層的厚度之和小于所述集流體的凹部的深度。
21、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，至少所述單面區(qū)的所述第一活性層上具有多個(gè)點(diǎn)狀或線狀凹槽；
22、和/或，所述第二活性層上具有多個(gè)點(diǎn)狀或線狀凹槽。
23、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述點(diǎn)狀或線狀凹槽在所述第一方向上的投影與所述集流體的凹部的正投影不重疊。
24、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，凹槽的深度為l3，所述l3滿足，3μm≤l3≤30μm；
25、和/或，所述凹槽的寬度為l4，所述l4滿足，40μm≤l4≤200μm；
26、和/或，相鄰兩個(gè)所述凹槽的間距為l5，所述l5滿足，0.5mm≤l5≤10mm。
27、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述隔膜包括基膜以及位于所述基膜的一側(cè)表面的膠層、位于所述基膜的另一側(cè)表面的陶瓷層；
28、所述膠層和所述負(fù)極片相對設(shè)置，所述陶瓷層和所述正極片相對設(shè)置。
29、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述膠層包括水系聚偏氟乙烯和水系聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯、環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠、甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。
30、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，沿所述第一方向，所述凹陷區(qū)域的面積為sy，所述單面區(qū)的所述第一活性層的表面積為sd，所述sy和所述sd滿足：0.5≤sy/sd≤0.98；
31、和/或，沿所述第一方向，所述凹部到所述第二面所在平面的正投影的面積為sa，所述sa滿足，0.2mm2≤sa≤10mm2；
32、和/或，各所述凹部到所述第二面所在平面的正投影的面積之和為sta，所述sta和所述sy滿足，所述sta/sy≤20%；
33、和/或，所述凹陷區(qū)域內(nèi)的所述凹部的密度為ρ，所述ρ滿足，10個(gè)/cm2≤ρ≤100個(gè)/cm2。
34、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，沿所述第一方向，所述凸出部的頂點(diǎn)到所述第一活性層的垂直距離為hd，所述第一活性層的平直部的厚度hj，所述hd和所述hj滿足，2%≤hd/hj≤50%。
35、在一種可能的實(shí)現(xiàn)方式中，所述hj滿足，30um≤hj≤200um；
36、和/或，所述hd滿足，2um≤hd≤100um；
37、和/或，沿所述第一方向，所述凸出部的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種卷芯，其特征在于，包括：正極片，負(fù)極片以及位于所述正極片和所述負(fù)極片之間的隔膜；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述凹部包括有位于凹部中心的內(nèi)凹部以及位于所述內(nèi)凹部的外側(cè)邊緣上的凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷芯，其特征在于，所述內(nèi)凹部的底壁到所述集流體的所述第二面的距離為L1，所述L1滿足，1μm≤L1≤30μm；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述凹陷結(jié)構(gòu)還包括位于所述集流體的所述第一面的凸部，所述凸部和所述凹部對應(yīng)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷芯，其特征在于，所述單面區(qū)的所述第一活性層背離所述集流體的一側(cè)表面形成有平直部以及與所述凸部對應(yīng)的凸出部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，自所述卷芯的卷繞方向，所述負(fù)極片的單面區(qū)包括有第一彎折段、第一平直段，第二彎折段和第二平直段，所述第一平直段的所述凹陷區(qū)域和所述第二平直段的所述凹陷區(qū)域相對設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷芯，其特征在于，所述第一彎折段未設(shè)置有所述凹陷區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述負(fù)極片還包括位于所述集流體和所述第一活性層之間的涂炭層，所述集流體和所述涂炭層的厚度之和小于所述集流體的凹部的深度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，至少所述單面區(qū)的所述第一活性層上具有多個(gè)點(diǎn)狀或線狀凹槽；
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的卷芯，其特征在于，所述點(diǎn)狀或線狀凹槽在所述第一方向上的投影與所述集流體的凹部的正投影不重疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的卷芯，其特征在于，凹槽的深度為L3，所述L3滿足，3μm≤L3≤30μm；
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述隔膜包括基膜以及位于所述基膜的一側(cè)表面的膠層、位于所述基膜的另一側(cè)表面的陶瓷層；
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的卷芯，其特征在于，所述膠層包括水系聚偏氟乙烯和水系聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚四氟乙烯、環(huán)氧樹脂、氯丁橡膠、甲基丙烯酸甲酯中的至少一種。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，沿所述第一方向，所述凹陷區(qū)域的面積為Sy，所述單面區(qū)的所述第一活性層的表面積為Sd，所述Sy和所述Sd滿足：0.5≤Sy/Sd≤0.98；
16.根據(jù)權(quán)利要求5所述的卷芯，其特征在于，沿所述第一方向，所述凸出部的頂點(diǎn)到所述第一活性層的垂直距離為Hd，所述第一活性層的平直部的厚度Hj，所述Hd和所述Hj滿足，2%≤Hd/Hj≤50%。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的卷芯，其特征在于，所述Hj滿足，30um≤Hj≤200um；
18.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，
19.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，沿所述第一方向，所述凸出部落在所述第一活性層的表面上的正投影的形狀包括三角形、四邊形、五邊形、六邊形、七邊形、圓形、橢圓形、膠囊形、線形和花瓣形中的至少一種。
20.一種電池，其特征在于，包括如權(quán)利要求1至19中任一項(xiàng)所述的卷芯。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種卷芯，其特征在于，包括：正極片，負(fù)極片以及位于所述正極片和所述負(fù)極片之間的隔膜；
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述凹部包括有位于凹部中心的內(nèi)凹部以及位于所述內(nèi)凹部的外側(cè)邊緣上的凸起。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷芯，其特征在于，所述內(nèi)凹部的底壁到所述集流體的所述第二面的距離為l1，所述l1滿足，1μm≤l1≤30μm；
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述凹陷結(jié)構(gòu)還包括位于所述集流體的所述第一面的凸部，所述凸部和所述凹部對應(yīng)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷芯，其特征在于，所述單面區(qū)的所述第一活性層背離所述集流體的一側(cè)表面形成有平直部以及與所述凸部對應(yīng)的凸出部。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，自所述卷芯的卷繞方向，所述負(fù)極片的單面區(qū)包括有第一彎折段、第一平直段，第二彎折段和第二平直段，所述第一平直段的所述凹陷區(qū)域和所述第二平直段的所述凹陷區(qū)域相對設(shè)置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷芯，其特征在于，所述第一彎折段未設(shè)置有所述凹陷區(qū)域。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷芯，其特征在于，所述負(fù)極片的單面區(qū)還包括有位于所述第一彎折段靠近卷芯中心的外延部，所述外延部的部分和所述第一平直段部分重疊。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述負(fù)極片還包括位于所述集流體和所述第一活性層之間的涂炭層，所述集流體和所述涂炭層的厚度之和小于所述集流體的凹部的深度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷芯，其特征在于，至少所述單面區(qū)的所述第一活性層上具有多個(gè)點(diǎn)狀或線狀凹槽；
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【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王凡凡，楊帆，
申請(專利權(quán))人：珠海冠宇電池股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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