电池单体的负极极片、电池单体、电池和用电装置的制作方法

allin2025-05-31  94


本申请涉及电池,尤其是涉及一种电池单体的负极极片、电池单体、电池和用电装置。


背景技术:

1、近些年,新能源汽车有了飞跃式的发展,在电动汽车领域,电池作为电动汽车的动力源,起着不可替代的重要作用。其中,电池作为新能源汽车核心零部件不论在可靠性方面,还是循环使用寿命方面均有着较高的要求。然而,相关技术中的一些电池,存在负极极片边缘析锂现象,影响电池的使用寿命和使用可靠性。


技术实现思路

1、本申请实施例提供一种电池单体的负极极片、电池单体、电池和用电装置,能够延长电池单体的使用寿命和使用可靠性。

2、第一方面,本申请实施例提供一种电池单体的负极极片,包括:负极集流体和设于负极集流体上的负极活性物质层,负极活性物质层的两侧表面分别为远离负极集流体的第一表面和靠近负极集流体的第二表面,负极活性物质层包括第一部分和第二部分,在负极极片的第一方向上第二部分位于第一部分的靠近负极极片的边缘的一侧,第一表面在第二部分处相对于其在第一部分处朝向负极集流体偏移;其中,负极极片构造成:第二表面在第二部分处的至少部分相对其在第一部分处朝向负极集流体凸出,和/或,负极活性物质层中的负极活性材料在第二部分的分散浓度大于在第一部分的分散浓度。

3、在上述技术方案中,通过对负极削薄区进行改进,使得负极活性物质层在负极削薄区朝向负极集流体的方向增厚,和/或将负极活性物质层中的负极活性材料的分散浓度在负极削薄区提高,从而可以增多负极削薄区的负极活性材料,改善负极极片的负极削薄区处的cb值不足的问题,改善在长循环后负极极片的负极削薄区析锂的现象,进而可以改善由于析锂现象引起的电池的电容量跳水问题以及极片裂伤等问题,由此可以延长电池单体的使用寿命和使用可靠性。而且,由于仅对负极极片的局部进行改进,基本不会造成负极极片的成本升高。

4、在一些实施例中,负极集流体包括与第一部分对应的第三部分和与第二部分对应的第四部分,第四部分的厚度d1小于第三部分的厚度d2,以用于容纳负极活性物质层在第二部分处朝向负极集流体凸出的至少部分。

5、在上述技术方案中,可以利用负极集流体的第四部分相对第三部分减薄的厚度,实现负极活性物质层在负极削薄区朝向负极集流体的方向增厚,降低了负极极片的加工难度。

6、在一些实施例中,负极集流体与负极活性物质层之间设有不含负极活性材料的功能层,功能层包括与第一部分对应的第五部分和与第二部分对应的第六部分,第六部分的厚度d3小于第五部分的厚度d4,以用于容纳负极活性物质层在第二部分处朝向负极集流体凸出的至少部分。

7、在上述技术方案中,可以利用功能层的第六部分相对第五部分减薄的厚度,实现负极活性物质层在负极削薄区朝向负极集流体的方向增厚,降低了负极极片的加工难度。而且,可以利用不含负极活性材料的功能层提升负极极片的其他性能。

8、在一些实施例中,负极集流体与负极活性物质层之间设有不含负极活性材料的功能层,功能层包括与第一部分对应的第五部分且不包括与第二部分对应的部分。

9、在上述技术方案中,可以利用功能层缺少与第二部分对应的部分,实现负极活性物质层在负极削薄区朝向负极集流体的方向增厚,降低了负极极片的加工难度。而且,可以利用不含负极活性材料的功能层提升负极极片的其他性能。

10、在一些实施例中,所述功能层包括导电剂和胶黏剂,所述导电剂包括sp和cnt中的至少一个,所述胶黏剂包括pvdf和sbr中的至少一个。

11、在上述技术方案中,通过在负极集流体与负极活性物质层之间设置包括导电剂和胶黏剂的功能层,从而有利于改善极片的粘结力和脱碳掉粉问题。

12、在一些实施例中,第二表面在第二部分处凸出的部分为凸出部,凸出部为一个且凸出部的长度方向沿负极极片的第二方向延伸。

13、在上述技术方案中,凸出部沿负极极片的第二方向连续延伸,从而可以使得负极极片的加工方便,可以较为有效地改善负极极片的负极削薄区的析锂现象。

14、在一些实施例中,第二表面在第二部分处凸出的部分为凸出部,凸出部为多个且沿负极极片的第二方向间隔设置。

15、在上述技术方案中,凸出部沿负极极片的第二方向断续延伸,从而可以在一定程度上改善负极极片的负极削薄区的析锂现象的前提下,节省负极活性物质层的材料,降低负极极片的成本。

16、在一些实施例中,负极活性物质层包括第一活性物质层和第二活性物质层,第一活性物质层中负极活性材料的分散浓度大于第二活性物质层中负极活性材料的分散浓度,第一活性物质层设于第二活性物质层的远离负极集流体的一侧,第二部分处取消第二活性物质层以仅保留第一活性物质层。

17、在上述技术方案中,负极活性物质层便于加工,可以很容易地实现负极活性物质层中的负极活性材料在第二部分的分散浓度大于在第一部分的分散浓度,以增多负极削薄区的负极活性材料,改善负极极片的负极削薄区处的cb值不足的问题,改善在长循环后负极极片的负极削薄区析锂的现象,进而可以改善由于析锂现象引起的电池的电容量跳水问题以及极片裂伤等问题,由此可以延长电池单体的使用寿命和使用可靠性。

18、在一些实施例中,第二表面在第二部分处的表面形成为平行于负极集流体的厚度中心平面的平面。

19、在上述技术方案中,负极极片整体便于加工,而且可以使得负极活性物质层在负极削薄区朝向负极集流体的方向全面充分增厚,从而可以增多负极削薄区的负极活性材料,改善负极极片的负极削薄区处的cb值不足的问题,改善在长循环后负极极片的负极削薄区析锂的现象,进而可以改善由于析锂现象引起的电池的电容量跳水问题以及极片裂伤等问题,由此可以延长电池单体的使用寿命和使用可靠性。

20、在一些实施例中,第二表面和第一表面在第一部分处均形成为平行于负极集流体的厚度中心平面的平面。

21、在上述技术方案中,由于第二表面和第一表面在第一部分处均形成为平行于负极集流体的厚度中心平面的平面,第一部分可以为等厚的,从而便于负极活性物质层的加工,且可以较好地改善负极极片的性能。

22、第二方面,本申请实施例还提供一种电池单体,包括正极极片、隔离膜上述的电池单体的负极极片,隔离膜设于正极极片与负极极片之间,负极极片的对应第一部分的区域为负极非削薄区,负极极片的对应第二部分的区域为负极削薄区,正极极片包括正极集流体和设于正极集流体上的正极活性物质层,正极极片包括沿第一方向排列的正极非削薄区和正极削薄区,正极削薄区对应负极非削薄区设置,负极削薄区对应正极非削薄区设置。

23、第三方面,本申请实施例还提供一种电池,包括多个上述的电池单体。

24、第四方面,本申请实施例还提供一种用电装置,包括上述的电池单体。



技术特征:

1.一种电池单体的负极极片,其特征在于,包括:负极集流体和设于所述负极集流体上的负极活性物质层,所述负极活性物质层的两侧表面分别为远离所述负极集流体的第一表面和靠近所述负极集流体的第二表面,所述负极活性物质层包括第一部分和第二部分,在所述负极极片的第一方向上所述第二部分位于所述第一部分的靠近所述负极极片的边缘的一侧,所述第一表面在所述第二部分处相对于其在所述第一部分处朝向所述负极集流体偏移;

2.根据权利要求1所述的电池单体的负极极片,其特征在于,所述负极集流体包括与所述第一部分对应的第三部分和与所述第二部分对应的第四部分,所述第四部分的厚度d1小于所述第三部分的厚度d2,以用于容纳所述负极活性物质层在所述第二部分处朝向所述负极集流体凸出的至少部分。

3.根据权利要求1或2所述的电池单体的负极极片,其特征在于,所述负极集流体与所述负极活性物质层之间设有不含负极活性材料的功能层,所述功能层包括与所述第一部分对应的第五部分和与所述第二部分对应的第六部分,所述第六部分的厚度d3小于所述第五部分的厚度d4,以用于容纳所述负极活性物质层在所述第二部分处朝向所述负极集流体凸出的至少部分。

4.根据权利要求1所述的电池单体的负极极片,其特征在于,所述负极集流体与所述负极活性物质层之间设有不含负极活性材料的功能层,所述功能层包括与所述第一部分对应的第五部分且不包括与所述第二部分对应的部分。

5.根据权利要求3或4所述的电池单体的负极极片,其特征在于,所述功能层包括导电剂和胶黏剂,所述导电剂包括sp和cnt中的至少一个,所述胶黏剂包括pvdf和sbr中的至少一个。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池单体的负极极片,其特征在于,所述第二表面在所述第二部分处凸出的部分为凸出部,所述凸出部为一个且所述凸出部的长度方向沿所述负极极片的第二方向延伸。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的电池单体的负极极片,其特征在于,所述第二表面在所述第二部分处凸出的部分为凸出部,所述凸出部为多个且沿所述负极极片的第二方向间隔设置。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池单体的负极极片,其特征在于,所述负极活性物质层包括第一活性物质层和第二活性物质层,所述第一活性物质层中负极活性材料的分散浓度大于所述第二活性物质层中负极活性材料的分散浓度,所述第一活性物质层设于所述第二活性物质层的远离所述负极集流体的一侧,所述第二部分处取消所述第二活性物质层以仅保留所述第一活性物质层。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的电池单体的负极极片,其特征在于,所述第二表面在所述第二部分处的表面形成为平行于所述负极集流体的厚度中心平面的平面。

10.根据权利要求1-9中任一项所述的电池单体的负极极片,其特征在于,所述第二表面和所述第一表面在所述第一部分处均形成为平行于所述负极集流体的厚度中心平面的平面。

11.一种电池单体,其特征在于,包括正极极片、隔离膜和根据权利要求1-10中任一项所述的电池单体的负极极片,所述隔离膜设于所述正极极片与所述负极极片之间,所述负极极片的对应所述第一部分的区域为负极非削薄区,所述负极极片的对应所述第二部分的区域为负极削薄区,所述正极极片包括正极集流体和设于所述正极集流体上的正极活性物质层,所述正极极片包括沿所述第一方向排列的正极非削薄区,所述正极削薄区对应所述负极非削薄区设置,所述负极削薄区对应所述正极非削薄区设置。

12.一种电池,其特征在于,包括根据权利要求11所述的电池单体。

13.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求11所述的电池单体。


技术总结
本申请公开了一种电池单体的负极极片、电池单体、电池和用电装置。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层的两侧表面分别为远离负极集流体的第一表面和靠近负极集流体的第二表面,负极活性物质层包括第一部分和第二部分,在负极极片的第一方向上第二部分位于第一部分的靠近负极极片的边缘的一侧,第一表面在第二部分处相对于其在第一部分处朝向负极集流体偏移。其中,负极极片构造成:第二表面在第二部分处的至少部分相对其在第一部分处朝向负极集流体凸出,和/或,负极活性物质层中的负极活性材料在第二部分的分散浓度大于在第一部分的分散浓度。在上述技术方案中,可以有效改善负极极片的负极削薄区析锂的现象。

技术研发人员:杜香龙
受保护的技术使用者:宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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