本發(fā)明涉及具有卷繞結(jié)構(gòu)的電極組件,并且更具體地,涉及用于通過減輕在面向正極的外端部的負(fù)極中所產(chǎn)生的應(yīng)力來改善負(fù)極中裂紋或斷裂的問題的電極組件。
背景技術(shù):
0、技術(shù)背景
1、儲(chǔ)存電能的電池通??梢苑譃橐淮坞姵睾投坞姵?。這種一次電池是一次性可消耗電池。另一方面,這種二次電池是通過使用其中電流與材料之間的氧化過程和還原過程能夠重復(fù)的材料制造的可充電電池。
2、也就是說,當(dāng)通過電流執(zhí)行對材料的還原反應(yīng)時(shí),電源被充電,并且當(dāng)通過電流執(zhí)行對材料的氧化反應(yīng)時(shí),電源被放電。在此,重復(fù)執(zhí)行這樣的充電放電。
3、在各種類型的二次電池中,鋰二次電池通常通過將其中堆疊有正極(陰極)、分隔件、和負(fù)極(陽極)的電極組件安裝在殼體中來制造。在此,隨著鋰離子從鋰金屬氧化物向負(fù)極嵌入和脫嵌的過程重復(fù)進(jìn)行,對鋰二次電池進(jìn)行充電和放電。
4、在電極組件中堆疊有多個(gè)單元電池,在每個(gè)單元電池中以預(yù)定順序堆疊負(fù)極、分隔件和正極,負(fù)極、分隔件和正極中的每一者通常被切割成預(yù)定尺寸;或者,獨(dú)立的正極/分隔件/負(fù)極重復(fù)地堆疊以形成一個(gè)電極組件。此外,電極組件容納在諸如圓柱形罐或棱柱形袋的殼體中。
5、作為用于制造電極組件的方法,已知通過以下方式制造的電極組件:卷繞型電極組件,在卷繞型電極組件中,分隔件堆疊在負(fù)極與正極之間,并且然后卷繞以制造電極組件;堆疊型電極組件,在堆疊型電極組件中,負(fù)極和正極中的每一者被切割成期望的寬度和長度,并且然后將負(fù)極、分隔件、正極重復(fù)地堆疊以形成電極組件;以及堆疊折疊型電極組件,在堆疊折疊型電極組件中,單元電池彼此平行地放置在折疊分隔件上,并且然后從一側(cè)折疊以制造電極組件。
6、在這些電極組件中,卷繞型(果凍卷型)電極組件通過將第一分隔件固定至芯部,并且在芯部旋轉(zhuǎn)期間按順序放入負(fù)極、第二分隔件和正極來制造(在一些情況下,可以改變放入分隔件、負(fù)極和正極的順序)。
7、在圓柱型電池中,由于其結(jié)構(gòu)特性,正極、負(fù)極以及正極與負(fù)極之間的分隔件彼此重疊,并且然后正極、負(fù)極以及分隔件卷繞成圓柱形形狀以制造果凍卷件,并且然后將果凍卷件放入到金屬罐中以制造具有圓柱形形狀的電池單元。在相關(guān)技術(shù)中,當(dāng)充電時(shí),負(fù)極膨脹,通常增加約10%至20%的厚度。由于圓柱形電池的結(jié)構(gòu)特性,果凍卷件的外徑可以增加,并且最外層負(fù)極的周長增加,從而導(dǎo)致銅集流器的拉伸。特別地,當(dāng)面向正極的端部的臺(tái)階部分的負(fù)極膨脹時(shí),如果應(yīng)力嚴(yán)重地集中在正極的端部的臺(tái)階部分,則存在銅箔以及負(fù)極損壞的問題。特別地,隨著近期開發(fā)高容量圓柱形電池的趨勢,電極的能量密度設(shè)計(jì)得越來越高并且銅箔的厚度逐漸變薄,并且因此,存在負(fù)極中的裂紋或斷裂的風(fēng)險(xiǎn)逐漸增加的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、技術(shù)問題
2、解決上述問題的本發(fā)明的目的是提供一種電極組件,在該電極組件中,面向正極的外端部的負(fù)極中所產(chǎn)生的應(yīng)力被減輕以改善負(fù)極出現(xiàn)裂紋或斷裂的問題。
3、技術(shù)方案
4、根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的電極組件可以具有其中正極、分隔件和負(fù)極以堆疊狀態(tài)卷繞的結(jié)構(gòu),并且該電極組件在其中心處包括中央孔,其中,負(fù)極的外端部相對于中央孔設(shè)置在正極的外端部外側(cè),正極包括正極集流器以及涂覆在正極集流器上的正極漿料,負(fù)極包括負(fù)極集流器、涂覆在負(fù)極集流器上的負(fù)極漿料、以及設(shè)置在負(fù)極集流器上的負(fù)極接片,其中,負(fù)極接片設(shè)置在通過正極的外端部和中央孔的中心點(diǎn)的虛擬線所通過的位置處。
5、負(fù)極接片可以包括:相對于中央孔設(shè)置在正極的外端部外側(cè)的外負(fù)極接片;以及相對于中央孔設(shè)置在正極的外端部內(nèi)側(cè)的內(nèi)負(fù)極接片,其中,外負(fù)極接片可以設(shè)置在虛擬線所通過的位置處。
6、負(fù)極集流器可以包括:底表面,底表面是面向中央孔的方向的表面;和頂表面,頂表面設(shè)置成與底表面相反。
7、負(fù)極漿料可以在面向正極的外端部的頂表面和底表面上從正極的外端部朝向負(fù)極的外端部涂覆一預(yù)設(shè)長度,并且從正極的外端部在預(yù)設(shè)長度之后直至負(fù)極的外端部可以不涂覆負(fù)極漿料。
8、外負(fù)極接片可以設(shè)置在頂表面和底表面兩者上均未涂覆有負(fù)極漿料的位置處。
9、外負(fù)極接片可以設(shè)置在頂表面上,并且在與其上設(shè)置有外負(fù)極接片的表面對應(yīng)的底表面上可以附接有第一保護(hù)帶。
10、在面向第一保護(hù)帶所附接的底表面的頂表面上可以附接有第二保護(hù)帶。
11、分隔件可以設(shè)置在第一保護(hù)帶與第二保護(hù)帶之間。
12、第一保護(hù)帶可以設(shè)置成比外負(fù)極接片長。
13、第一保護(hù)帶可以設(shè)置成具有與第二保護(hù)帶的長度相同的長度或者設(shè)置成比第二保護(hù)帶長。
14、外負(fù)極接片可以設(shè)置在底表面上,并且在與其上設(shè)置有外負(fù)極接片的表面對應(yīng)的頂表面上可以附接有第三保護(hù)帶。
15、第二保護(hù)帶可以附接在面向外負(fù)極接片所附接的底表面的頂表面上,并且分隔件可以設(shè)置在外負(fù)極接片與第二保護(hù)帶之間。
16、有益效果
17、通過本發(fā)明的實(shí)施方式可以減輕在面向正極的外端部的負(fù)極中所產(chǎn)生的應(yīng)力,從而改善負(fù)極出現(xiàn)裂紋和斷裂的問題。
1.一種電極組件,所述電極組件具有其中正極、分隔件和負(fù)極以堆疊狀態(tài)卷繞的結(jié)構(gòu),并且所述電極組件在其中心處包括中央孔,
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極組件,其中,所述負(fù)極接片包括:
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極組件,其中,所述負(fù)極集流器包括:
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電極組件,其中,所述負(fù)極漿料在面向所述正極的外端部的所述頂表面和所述底表面上從所述正極的外端部朝向所述負(fù)極的外端部涂覆一預(yù)設(shè)長度,以及
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電極組件,其中,所述外負(fù)極接片設(shè)置在所述頂表面和所述底表面兩者上均未涂覆所述負(fù)極漿料的位置處。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極組件,其中,所述外負(fù)極接片設(shè)置在所述頂表面上,并且
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極組件,其中,在面向所述第一保護(hù)帶所附接的所述底表面的所述頂表面上附接有第二保護(hù)帶。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電極組件,其中,所述分隔件設(shè)置在所述第一保護(hù)帶與所述第二保護(hù)帶之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電極組件,其中,所述第一保護(hù)帶設(shè)置成比所述外負(fù)極接片長。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極組件,其中,所述第一保護(hù)帶設(shè)置成具有與所述第二保護(hù)帶的長度相同的長度或者設(shè)置成比所述第二保護(hù)帶長。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電極組件,其中,所述外負(fù)極接片設(shè)置在所述底表面上,并且
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電極組件,其中,在面向所述外負(fù)極接片所附接的所述底表面的所述頂表面上附接有第二保護(hù)帶,并且