裸电芯和电池

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种裸电芯和电池。

背景技术

传统卷绕型卷芯通常是通过正极，负极和隔膜通过卷绕的方式形成扁平状结构的卷芯。该卷芯的大面可以通过加压压实完成整形处理，但是拐角区域一般无法整形压实。例如公开号为CN 110190338 A的专利申请公布的一种电极组件，其扁平状结构的主体区域的极片层间隙小于拐角区域的间隙。

较大的拐角区域间隙会增大锂离子的传输距离，增大传输阻力，影响拐角区域的界面稳定性。在一些极端使用情况下，如大电流或者低温充放电情况下，会产生黑斑和析锂的异常现象，影响电池使用安全性和使用寿命会自然的形成拐角层间间隙大于大面整体区域的层间间隙。

而对于叠片性裸电芯，由于极片和隔膜相对松散的状态，极片和隔膜层之间容易产生滑移等问题需要重点解决。

因此，有必要开发新型的裸电芯以避免现有技术存在的上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种裸电芯和包含所述裸电芯的电池，对于卷绕型电芯，以有利于最大程度避免因电芯内部张力不一致导致的变形褶皱现象，以提升界面一致性。对于叠片型电芯，将极片和隔膜复合作为一个极片整体，可以有效的降低可能出现的滑移或者变形导致的异常界面现象，提升安全可靠性。

为实现上述目的，本发明的所述裸电芯包括顺次堆叠的正极复合极片和负极复合极片；

所述正极复合极片包括顺次堆叠的正极隔膜、正极中间粘接层和正极片，所述正极隔膜和所述正极中间粘接层组成正极隔离结构；

所述负极复合极片包括顺次堆叠的负极隔膜、负极中间粘接层和负极片，所述负极隔膜和所述负极中间粘接层组成负极隔离结构；

所述正极隔离结构或所述负极隔离结构位于相邻的所述正极片和所述负极片之间。

本发明的电池包含所述裸电芯。

本发明的所述裸电芯和所述电池的有益效果均在于：由包括顺次堆叠的正极隔膜、正极中间粘接层和正极片的正极复合极片与包括顺次堆叠的负极隔膜、负极中间粘接层和负极片的负极复合极片顺次堆叠形成所述裸电芯，所述正极片和所述正极隔膜之间的所述正极中间粘接层，以及所述负极片和所述负极隔膜之间的所述负极中间粘接层能够确保所述正极复合极片以及所述负极复合极片中各层作为一个整体，对于卷绕型电芯，能够有利于最大程度避免因电芯内部张力不一致导致的变形褶皱现象以提升界面一致性。对于叠片型电芯，能够有效的降低可能出现的滑移或者变形导致的异常界面现象，提升安全可靠性。

优选的，所述正极复合极片还包括正极隔膜粘接层，所述正极隔膜粘接层、所述正极隔膜和所述正极中间粘接层顺次堆叠。

优选的，所述正极复合极片还包括正极片粘接层，所述正极中间粘接层、所述正极片和所述正极片粘接层顺次堆叠。

优选的，所述正极隔膜包括正极基膜和正极氧化物层。

优选的，所述正极基膜、所述正极氧化物层和所述正极中间粘接层顺次堆叠。

进一步优选的，所述正极氧化物层、所述正极基膜和所述正极中间粘接层顺次堆叠。

进一步优选的，所述正极氧化物层的层数至少为2，且堆叠设置于所述正极基膜的两侧。

优选的，所述负极复合极片还包括负极隔膜粘接层，所述负极隔膜粘接层、所述负极隔膜和所述负极中间粘接层顺次堆叠。

优选的，所述负极复合极片还包括负极片粘接层，所述负极中间粘接层、所述负极片和所述负极片粘接层顺次堆叠。

优选的，所述负极隔膜包括负极基膜和负极氧化物层。

进一步优选的，所述负极基膜、所述负极氧化物层和所述负极中间粘接层顺次堆叠。

进一步优选的，所述负极氧化物层、所述负极基膜和所述负极中间粘接层顺次堆叠。

进一步优选的，所述负极氧化物层的层数至少为2，且堆叠设置于所述负极基膜的两侧。

优选的，相邻所述正极片和所述负极片之间的第一间距不超过(L+30)微米，其中，L为所述正极隔膜的厚度或所述负极隔膜的厚度。

进一步优选的，顺次堆叠的所述正极复合极片和所述负极复合极片卷绕形成卷绕型裸电芯，所述卷绕型裸电芯包括位于中部的大面区域，以及位于所述大面区域两侧的拐角区域，所述大面区域中，相邻所述正极片和所述负极片之间的第一间距不超过(L+20)微米，任意一个所述拐角区域中，相邻所述正极片和所述负极片之间的第二间距不超过(L+30)微米。

进一步优选的，所述第二间距与所述第一间距的差值为0-10微米。

进一步优选的，顺次堆叠的所述正极复合极片和所述负极复合极片卷绕形成叠片型裸电芯，相邻所述正极片和所述负极片之间的第一间距不超过(L+20)微米。

附图说明

图1为本发明实施例的第一种正极复合极片的结构示意图；

图2为本发明实施例的第一种负极复合极片的结构示意图；

图3为本发明实施例的第二种正极复合极片的结构示意图；

图4为本发明实施例的第三种正极复合极片的结构示意图；

图5为本发明实施例的第四种正极复合极片的结构示意图；

图6为本发明实施例的第五种正极复合极片的结构示意图；

图7为本发明实施例的第六种正极复合极片的结构示意图；

图8为本发明实施例的第七种正极复合极片的结构示意图；

图9为本发明实施例的一种卷绕型裸电芯的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另外定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本文中使用的“包括”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。

针对现有技术存在的问题，本发明的实施例提供了一种裸电芯和包含所述裸电芯的电池，以有利于最大程度避免因裸电芯内部张力不一致导致的变形褶皱现象，以提升界面一致性。

本发明实施例的所述裸电芯包括顺次堆叠的正极复合极片和负极复合极片。

图1为本发明实施例的第一种正极复合极片的结构示意图。图2为本发明实施例的第一种负极复合极片的结构示意图。

一些实施例中，参照图1，图1所示的正极复合极片包括顺次堆叠的正极隔膜13、正极中间粘接层12和正极片11。所述正极隔膜13和所述正极中间粘接层12组成正极隔离结构。

一些实施例中，参照图2，图2所示的负极复合极片包括顺次堆叠的负极隔膜23、负极中间粘接层22和负极片21。所述负极隔膜23和所述负极中间粘接层22组成负极隔离结构。

一些实施例中，所述正极隔膜13和所述负极隔膜23起到隔离所述正极片11和所述负极片21的作用，使电池内的电子不能自由穿过，而电解液中的离子在所述正极片11和所述负极片21之间能够自由通过。

一些实施例中，所述正极隔膜13和所述负极隔膜23具有相同的组成材料。一些具体的实施例中，所述正极隔膜13和所述负极隔膜23为聚烯烃微孔膜。

本发明实施例中，所述正极中间粘接层12能够在裸电芯卷绕过程中起到使所述正极片11、所述正极隔膜13和所述正极中间粘接层12作为一个整体从而有利于维持裸电芯结构的完整性，最大程度避免因裸电芯内部张力不一致导致的变形褶皱现象。另外，所述正极中间粘接层12还能够提供裸电芯内所需的电子传导，改善电解液润湿性，促进离子在电极和电解液截面的传输效果。

本发明实施例中，所述负极中间粘接层22能够在裸电芯卷绕过程中起到使所述负极片21、所述负极隔膜23和所述负极中间粘接层22作为一个整体从而有利于维持裸电芯结构的完整性，最大程度避免因裸电芯内部张力不一致导致的变形褶皱现象。另外，所述负极中间粘接层22还能够提供裸电芯内所需的电子传导，改善电解液润湿性，促进离子在电极和电解液截面的传输效果。

一些实施例中，所述正极中间粘接层12和所述负极中间粘接层22具有相同的组成材料。一些具体的实施例中，所述正极中间粘接层12和所述负极中间粘接层22的组成材料均为聚丙烯酸。

一些实施例中，当所述正极复合极片和所述负极复合极片相互堆叠，参照图1和图2，由所述正极隔膜13和所述正极中间粘接层12组成的正极隔离结构位于相邻的所述正极片11和所述负极片21之间。

一些实施例中，当所述正极复合极片和所述负极复合极片相互堆叠，参照图1和图2，由所述负极隔膜23和所述负极中间粘接层22组成的负极隔离结构位于相邻的所述正极片11和所述负极片21之间。

图3为本发明实施例的第二种正极复合极片的结构示意图。

一些实施例中，参照图3，图3所示的正极复合极片还包括正极片粘接层14，所述正极中间粘接层12、所述正极片11和所述正极片粘接层14顺次堆叠。

一些实施例中，所述负极复合极片还包括负极片粘接层，所述负极中间粘接层22、所述负极片21和所述负极片粘接层顺次堆叠。

一些实施例中，所述正极片粘接层14与所述正极中间粘接层12具有相同的组成材料。

一些实施例中，所述负极片粘接层与所述负极中间粘接层22具有相同的组成材料。

图4为本发明实施例的第三种正极复合极片的结构示意图。

一些实施例中，参照图4，图4所示的正极复合极片还包括正极隔膜粘接层15，所述正极隔膜粘接层15、所述正极隔膜13和所述正极中间粘接层12顺次堆叠。

一些实施例中，所述负极复合极片还包括负极隔膜粘接层，所述负极隔膜粘接层、所述负极隔膜23和所述负极中间粘接层22顺次堆叠。

一些实施例中，所述正极隔膜粘接层15与所述正极中间粘接层12具有相同的组成材料。

一些实施例中，所述负极隔膜粘接层与所述负极中间粘接层22具有相同的组成材料。

图5为本发明实施例的第四种正极复合极片的结构示意图。

一些实施例中，参照图5，图5所示的正极复合极片中，所述正极隔膜粘接层15、所述正极隔膜13、所述正极中间粘接层12、所述正极片11和所述正极片粘接层14顺次堆叠。

一些实施例中，所述负极复合极片中，所述负极隔膜粘接层、所述负极隔膜23、所述负极中间粘接层22、所述负极片21和所述负极片粘接层顺次堆叠。

图6为本发明实施例的第五种正极复合极片的结构示意图。

一些实施例中，参照图6，图6所示的正极复合极片中，所述正极隔膜13包括正极基膜131和正极氧化物层132。所述正极基膜131、所述正极氧化物层132和所述正极中间粘接层12顺次堆叠。所述正极氧化物层132能够提高所述正极隔膜13的耐热收缩能力和散热能力，从而可以提升热复合的温度，有利于最大程度避免裸电芯变形褶皱现象。进一步的，所述正极基膜131和所述正极氧化物层132位于所述正极隔膜粘接层15和所述正极中间粘接层12之间。

一些实施例中，所述正极氧化物层132为陶瓷层。

一些实施例的负极复合极片中，所述负极隔膜23包括负极基膜和负极氧化物层。所述负极基膜、所述负极氧化物层和所述负极中间粘接层22顺次堆叠。

一些实施例中，所述负极基膜与所述正极基膜131具有相同的组成材料。

一些实施例中，所述负极氧化物层与所述正极氧化物层132具有相同的组成材料。

一些实施例中，参照图6，所述正极片11包括正集流体111以及堆叠设于所述正集流体111两侧的正活性材料层112。所述正集流体111以及堆叠设于所述正集流体111两侧的所述正活性材料层112位于所述正极中间粘接层12和所述正极片粘接层14之间。

一些实施例中，所述正集流体111的组成材料为导电材料。一些具体的实施例中，所述正集流体111为铝箔。

一些实施例中，所述正活性材料层112的组成材料为锰酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂的任意一种。

一些实施例中，所述负极片21包括负集流体以及堆叠设于所述负集流体两侧的负活性材料层。所述负集流体以及堆叠设于所述负集流体两侧的所述负活性材料层位于所述负极中间粘接层22和所述负极片粘接层之间。

一些实施例中，所述负集流体的组成材料为导电材料。一些具体的实施例中，所述负集流体111为铜箔。

一些实施例中，所述负活性材料层的组成材料为碳材料和硅基材料的任意一种。

图7为本发明实施例的第六种正极复合极片的结构示意图。图8为本发明实施例的第七种正极复合极片的结构示意图。

一些实施例中，参照图7，所述正极氧化物层132、所述正极基膜131和所述正极中间粘接层12顺次堆叠。

一些实施例中，所述负极氧化物层、所述负极基膜和所述负极中间粘接层22顺次堆叠。

一些实施例中，所述正极氧化物层132的层数至少为2。参照图8，所述正极氧化物层132的层数为2，且堆叠设置于所述正极基膜131的两侧。

一些实施例中，所述负极氧化物层的层数至少为2，且堆叠设置于所述负极基膜的两侧。

一些实施例中，相邻所述正极片和所述负极片之间的第一间距不超过(L+30)微米，其中，L为所述正极隔膜的厚度或所述负极隔膜的厚度。

图9为本发明实施例的一种卷绕型裸电芯的结构示意图。

一些实施例中，顺次堆叠的所述正极复合极片和所述负极复合极片卷绕形成卷绕型裸电芯。参照图9，图9所示的卷绕型裸电芯包括位于中部的大面区域31，以及位于所述大面区域两侧的第一拐角区域32和第二拐角区域33。相邻所述正极片11和所述负极片21之间由隔离结构34隔开。所述隔离结构34的具体组成请参见前述。

一些实施例的卷绕型裸电芯中，所述大面区域31中，相邻所述正极片11和所述负极片21之间的第一间距不超过(L+20)微米。

一些实施例的卷绕型裸电芯中，所述第一拐角区域32和所述第二拐角区域33中任意一个所述拐角区域中，相邻所述正极片和所述负极片之间的第二间距不超过(L+30)微米。

一些实施例的卷绕型裸电芯中，所述第二间距与所述第一间距的差值为0-10微米。

一些实施例中，顺次堆叠的所述正极复合极片和所述负极复合极片卷绕形成叠片型裸电芯。

一些实施例的叠片型裸电芯中，相邻所述正极片和所述负极片之间的第一间距不超过(L+20)微米。

虽然在上文中详细说明了本发明的实施方式，但是对于本领域的技术人员来说显而易见的是，能够对这些实施方式进行各种修改和变化。但是，应理解，这种修改和变化都属于权利要求书中所述的本发明的范围和精神之内。而且，在此说明的本发明可有其它的实施方式，并且可通过多种方式实施或实现。