一种电芯及电池模组制造技术

本实用新型专利技术涉及电池技术领域，公开一种电芯，包括可通过卷绕形成卷芯的隔膜、正极片和负极片，正极片和/或负极片上设置有包括多个凸起的凸起结构，正极片、负极片和隔膜通过凸起结构贴合。正极片上的凸起的高度为Aa，负极片上的凸起的高度为Bb，卷芯热压后，正极片上的凸起的高度为Aa

【技术实现步骤摘要】
一种电芯及电池模组


[0001]本技术涉及电池
，尤其涉及一种电芯及电池模组。

技术介绍

[0002]现有的电池模组包括外壳和设置于外壳内的多个电芯，多个电芯沿自身厚度方向依次排列，并抵接沿电芯的厚度方向相对设置的外壳的侧板，该侧板可采用钢材质制成。而通过卷绕工艺形成的电芯在进行充电循环中，极片随反弹率增大厚度会逐渐增大，而电芯大面在模组中受到刚性约束，导致内部极片虽有膨胀和收缩，但正负极片和隔膜之间的间距会由于该刚性外力的约束仍紧密接触。但是电芯的两个侧面因缺少模组结构的刚性约束，在充放电循环中，正负极片的膨胀收缩使得电芯侧面处的正负极片和隔膜之间的间距无法保持紧密接触，导致锂离子迁移路径增大。而当迁移路径足够大时，锂离子无法快速嵌入两侧负极片，将会在负极表面沉积为金属锂和黑斑等副产物，在电芯两侧的极片上形成析锂、黑斑等问题。锂离子沉积导致的析锂会使电池循环性能快速下降，而形成的锂枝晶会提高隔膜被刺穿造成内短路的风险，降低电池循环寿命。
[0003]因此，亟需一种电芯及电池模组，以解决上述问题。

技术实现思路

[0004]本技术的一个目的在于提供一种电芯，可有效减少电池充放电循环过程中，电芯未受刚性外力约束的两侧极片表面出现的析锂和黑斑问题，提高电池循环寿命。
[0005]如上构思，本技术所采用的技术方案是：
[0006]一种电芯，包括：
[0007]隔膜；
[0008]极片，所述极片包括正极片和负极片，所述正极片、所述隔膜和所述负极片卷绕热压后形成卷芯，所述正极片和/或所述负极片上设置有凸起结构，所述正极片、所述负极片分别和所述隔膜通过所述凸起结构贴合；
[0009]所述凸起结构包括多个凸起，所述正极片上设置的所述凸起的高度为Aa，所述负极片上设置的所述凸起的高度为Bb，所述卷芯经过热压后，所述正极片上设置的所述凸起的高度为Aa
’
，所述负极片上设置的所述凸起的高度Bb
’
，0.13≤(Aa
’
+Bb
’
)/(Aa+Bb)≤0.80。
[0010]可选地，多个所述凸起在所述正极片和/或所述负极片的表面间隔设置。
[0011]可选地，所述凸起的横截面结构为圆形结构。
[0012]可选地，所述正极片上的所述凸起的高度Aa满足：22μm≤Aa≤42μm；
[0013]所述负极片上的所述凸起的高度Bb满足：22μm≤Bb≤42μm。
[0014]可选地，相邻两个所述凸起的最大间距为b，b的范围为3mm
‑
5mm。
[0015]可选地，所述凸起的切线与所述极片的表面夹角为c，c的范围为2
°‑
10
°
。
[0016]可选地，所述凸起距离所述极片延伸方向任意一端的最小间距为d，d的范围为
10mm
‑
20mm。
[0017]可选地，所述正极片和所述负极片均涂覆有活性物质层，涂覆有活性物质层的所述正极片和/或涂覆有活性物质层的所述负极片经冷压工艺形成所述凸起结构。
[0018]可选地，所述正极片和所述负极片均涂覆有活性物质层，涂覆有活性物质层的所述正极片和/或涂覆有活性物质层的所述负极片经热压工艺形成所述凸起结构。
[0019]可选地，所述正极片、所述隔膜和所述负极片通过卷绕组件卷绕形成所述卷芯，且在所述正极片和/或所述负极片上形成所述凸起结构，所述卷绕组件包括卷针和设置于所述卷针上游的压花辊。
[0020]本技术的另一个目的在于提供一种电池模组，可有效减少电池充放电循环过程中，电芯未受刚性外力约束的两侧极片表面出现的析锂和黑斑等问，提高电池循环寿命。
[0021]一种电池模组，包括模组外壳和上述的电芯，所述电芯包括外壳和设置在所述外壳内的所述卷芯，所述电芯设置于所述模组外壳内。
[0022]可选地，所述电芯设置有多个，沿所述电芯的厚度方向，多个所述电芯依次排列并抵接所述模组外壳的两侧壁，沿垂直所述电芯的所述外壳的厚度的方向，所述电芯不抵接所述模组外壳。
[0023]本技术的有益效果为：
[0024]本技术提出的电芯，包括隔膜和极片，其中极片包括正极片和负极片，正极片、隔膜和负极片通过卷绕形成卷芯，正极片和/或负极片上设置有凸起结构，正极片、负极片和隔膜通过凸起结构贴合。凸起结构包括多个凸起，正极片上设置的凸起的高度为Aa，负极片上设置的凸起的高度为Bb，而卷芯经过热压后，正极片上设置的凸起的高度为Aa
’
，负极片上设置的凸起的高度Bb
’
，0.13≤(Aa
’
+Bb
’
)/(Aa+Bb)≤0.80。凸起结构的设置使得卷芯在热压时，会使正极片、负极片和隔膜之间的接触更加紧密，同时凸起结构有利于正极片、负极片与隔膜之间形成较强的静摩擦力，使得即使电芯的两侧不受刚性外力约束，仍然可以在循环膨胀收缩过程中，始终保持正极片、负极片和隔膜之间的紧密接触，从而有效降低活性锂在电芯未受刚性外力约束的两侧负极片表面的析出，提升电池的循环寿命。
[0025]本技术提出的电池模组包括模组外壳和上述电芯，该电芯在电池充放电循环过程中，未受刚性外力约束的两侧极片表面出现的析锂和黑斑问题较少，可有效提高电池循环寿命。
附图说明
[0026]图1是本技术实施例提供的正极片第一视角的结构示意图；
[0027]图2是本技术实施例提供的正极片第二视角的结构示意图；
[0028]图3是图2中A
‑
A处的剖视图。
[0029]图4是本技术实施例提供的电池模组部分结构的第一视角的结构示意图；
[0030]图5是本技术实施例提供的电池模组部分结构的第二视角的结构示意图。
[0031]图中：
[0032]1、卷芯；11、正极片；12、隔膜；13、负极片；14、凸起；2、外壳；
[0033]100、电池模组；101、电芯；102、模组外壳。
具体实施方式
[0034]为使本技术解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本技术的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本技术，而非对本技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本技术相关的部分而非全部。
[0035]在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯，其特征在于，包括：隔膜(12)；极片，所述极片包括正极片(11)和负极片(13)，所述正极片(11)、所述隔膜(12)和所述负极片(13)卷绕形成卷芯(1)，所述正极片(11)和/或所述负极片(13)上设置有凸起结构，所述正极片(11)、所述负极片(13)分别和所述隔膜(12)通过所述凸起结构贴合；所述凸起结构包括多个凸起(14)，所述正极片(11)上设置的所述凸起(14)的高度为Aa，所述负极片(13)上设置的所述凸起(14)的高度为Bb，所述卷芯(1)经过热压后，所述正极片(11)上设置的所述凸起(14)的高度为Aa
’
，所述负极片(13)上设置的所述凸起(14)的高度Bb
’
，0.13≤(Aa
’
+Bb
’
)/(Aa+Bb)≤0.80。2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，多个所述凸起(14)在所述正极片(11)和/或所述负极片(13)的表面间隔设置。3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述凸起(14)的横截面结构为圆形结构。4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述正极片(11)上的所述凸起(14)的高度Aa满足：22μm≤Aa≤42μm；所述负极片(13)上的所述凸起(14)的高度Bb满足：22μm≤Bb≤42μm。5.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，相邻两个所述凸起(14)的最大间距为b，b的范围为3mm
‑
5mm。6.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述凸起(14)的切线与所述极片的表面夹角为c，c的范围为2
°‑
10
°
。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑丁丁，朱家新，王华，
申请(专利权)人：湖北亿纬动力有限公司，
类型：新型
国别省市：