负极极片及使用该负极极片的电池、物体制造技术

本申请公开了一种负极极片及使用该负极极片的电池、物体，涉及锂电池技术领域。所述的负极极片，包括：集流体，该集流体具有一宽度m，该集流体包括：支撑层；第一导电层，该第一导电层设置在支撑层的一侧；第二导电层，该第二导电层设置在支撑层的另一侧；活性材料，该活性材料设置在集流体两侧，且在集流体的一端留有空白区域；极耳，该极耳焊接在空白区域上，极耳的边缘与集流体的边缘之间的宽度为m，m和h之间满足以下关系式：1/4h≤m≤3/4h。本申请通过控制m和h之间的关系，留有一定的空间，则在负极膨胀过程中，即使导致集流体断裂也会留有B‑C的连接区域，不至于完全发生断裂，可以有效降低失效电池比例，从而提高电池产品的合格率及使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
负极极片及使用该负极极片的电池、物体
本申请涉及锂电池
，特别涉及一种负极极片及使用该负极极片的电池、物体。
技术介绍
如图1所示，锂离子电池的负极是由负极集流体1(一般由铜箔制成)、涂覆在集流体两侧的活性物质2和焊接在集流体上的极耳3组成。在充放电过程中，负极活性物质会发生膨胀和收缩。特别是在圆柱电池中，极片卷绕成圆柱状，处于内圈的负极极片会在活性物质膨胀作用下产生横向拉动；负极极耳会焊接在外壳上，固定不能移动。因此膨胀产生的应力会对极耳与集流体铜箔连接处产生很大的应力。极耳焊接会对集流体产生破坏，形成大量的缺陷。具体如图2所示，张应力很容易在极耳3的焊接区域31的边缘(A-B)造成集流体1(铜箔)断裂，并沿着A-B进行扩展，最终形成A-C彻底断裂，造成极耳与极片断路，从而导致锂电池没有电压输出，发生电池失效。现有解决方案主要是通过调节活性物质结构降低极片膨胀，增加铜箔强度抵抗断裂。由于现在商业化锂电池采用石墨负极，石墨在脱嵌锂过程中，会产生体积膨胀。这种膨胀来源于材料原子级别结构的变化，是不能避免的。同时为了提高电池能量密度，一些公司在负极中加入硅材料。硅材料脱嵌锂过程体积膨胀更大。因此随着锂电池技术进步，负极膨胀情况更加严重。另一方面，为了提高锂电池能量密度，就需要增加存储锂离子的活性物质占比，减少铜箔等非活性物质。这样就需要采用更薄的铜箔，导致铜箔抗断裂能力下降。进一步的，由于铜箔塑形形变能力较差，当极耳焊接区域A-B发生断裂，就很容易发生断裂口扩展到整体铜箔区域，发生A-C的断裂。r>
技术实现思路
本申请的目的是提供一种负极极片，解决现有技术中负极集流体容易断裂而导致电池失效的问题。为实现上述目的，本申请实施例采用以下技术方案：一种负极极片，包括：集流体，该集流体具有一宽度m，该集流体包括：支撑层；第一导电层，该第一导电层设置在支撑层的一侧；第二导电层，该第二导电层设置在支撑层的另一侧；活性材料，该活性材料设置在集流体两侧，且在集流体的一端留有空白区域；极耳，该极耳焊接在空白区域上，极耳的边缘与集流体的边缘之间的宽度为m，m和h之间满足以下关系式：1/4h≤m≤3/4h。在上述技术方案中，本申请实施例通过采用复合的集流体并控制m(极耳的边缘与集流体的边缘之间的宽度)和h(集流体的宽度)之间的关系，即1/4h≤m≤3/4h，留有一定的空间，则在负极膨胀过程中，即使导致集流体断裂也会留有B-C的连接区域，不至于完全发生断裂，可以有效降低失效电池比例，从而提高电池产品的合格率及使用寿命。同时，由于支撑层具有很高的断裂延伸率，因此该集流体的整体具有很高的断裂延伸率。在这种情况下，集流体发生A-B(极耳焊接边缘)断裂时，由于集流体本身断裂延伸率高，会发生很大的塑形变形，会抑制断裂继续扩展，进一步避免了发生B-C的断裂，从而使集流体仍然可以保持导通，电池不会发生失效。进一步地，根据本申请实施例，其中，支撑层采用聚合物制成。进一步地，根据本申请实施例，其中，支撑层的厚度为2微米-5微米。进一步地，根据本申请实施例，其中，第一导电层和第二导电层采用铜或者铜合金。进一步地，根据本申请实施例，其中，第一导电层和所第二导电层的厚度为0.2微米-3微米。为实现上述目的，本申请实施例还采用以下技术方案：一种负极极片，包括：集流体，该集流体包括：支撑层；第一导电层，该第一导电层设置在支撑层的一侧；第二导电层，该第二导电层设置在支撑层的另一侧；活性材料，该活性材料设置在集流体两侧，且在集流体的一端留有空白区域；极耳，该极耳焊接在空白区域上，极耳下方设置有抑制区。在上述技术方案中，本申请实施例通过采用复合集流体，并在集流体上制造缺陷，使A-B断裂扩散至断裂扩展抑制区，不能继续延伸发生扩展，从而保护集流体不发生B-C的断裂。同时，由于支撑层具有很高的断裂延伸率，因此该集流体的整体具有很高的断裂延伸率。在这种情况下，集流体发生A-B(极耳焊接边缘)断裂时，由于集流体本身断裂延伸率高，会发生很大的塑形变形，会抑制断裂继续扩展，进一步避免了发生B-C的断裂，从而使集流体仍然可以保持导通，电池不会发生失效。进一步地，根据本申请实施例，其中，抑制区通过切断的方式设置在集流体上。进一步地，根据本申请实施例，其中，抑制区通过打孔的方式设置在集流体上。进一步地，根据本申请实施例，其中，抑制区的形状为方形或者弧形。进一步地，根据本申请实施例，其中，抑制区的宽度大于极耳的宽度。进一步地，根据本申请实施例，其中，极耳与活性材料之间设置有引导区。进一步地，根据本申请实施例，其中，引导区通过打孔或者压制的方式设置在集流体上。进一步地，根据本申请实施例，其中，支撑层采用聚合物制成。进一步地，根据本申请实施例，其中，支撑层的厚度为2微米-5微米。进一步地，根据本申请实施例，其中，第一导电层和第二导电层采用铜或者铜合金。进一步地，根据本申请实施例，其中，第一导电层和所第二导电层的厚度为0.2微米-3微米。为了实现上述目的，本申请实施例还公开了一种电池，电池具有如上所述的一种负极极片。为了实现上述目的，本申请实施例还公开了一种物体，物体具有如上所述的一种电池。进一步地，根据本申请实施例，其中，物体为电子设备或交通工具。与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：(1)本申请通过控制m(极耳的边缘与集流体的边缘之间的宽度)和h(集流体的宽度)之间的关系，使1/4h≤m≤3/4h，留有一定的空间，则在负极膨胀过程中，即使导致集流体断裂也会留有B-C的连接区域，不至于完全发生断裂，可以有效避免电池失效，从而提高电池产品的合格率及使用寿命；(2)本申请通过在集流体上制造缺陷，使A-B断裂扩散至断裂扩展抑制区，不能继续延伸发生扩展，从而保护集流体不发生B-C的断裂；(3)本申请通过采用复合集流体，由于支撑层具有很高的断裂延伸率，因此该集流体的整体具有很高的断裂延伸率。在这种情况下，集流体发生A-B(极耳焊接边缘)断裂时，由于集流体本身断裂延伸率高，会发生很大的塑形变形，会抑制断裂继续扩展，进一步避免了发生B-C的断裂，从而使集流体仍然可以保持导通，电池不会发生失效。附图说明下面结合附图和实施例对本申请进一步说明。图1是一种常规负极极片的结构示意图。图2是负极集流体断裂原理示意图。图3是本申请实施例一中的负极极片的结构示意图。图4是本申请实施例一中采用的集流体结构示意图。图5是本申请实施例二中的负极极片的结构示意图。图6是本申请实施例三中的负极极片的结构示意图。图7是本申请实施例四中的负极极片的结构示意图。图8是本申请实施例五中的负极极片的结构示意图。附图中1、集流体11、第一导电层12、支撑层13、第二导电层2、活性材料3、极耳31、焊接区域32、抑制区一...

【技术保护点】
1.一种负极极片，其特征在于，包括：/n集流体，所述集流体具有一宽度m，所述集流体包括：/n支撑层；/n第一导电层，所述第一导电层设置在所述支撑层的一侧；/n第二导电层，所述第二导电层设置在所述支撑层的另一侧；/n活性材料，所述活性材料设置在所述集流体两侧，且在所述集流体的一端留有空白区域；/n极耳，所述极耳焊接在所述空白区域上，所述极耳的边缘与所述集流体的边缘之间的宽度为m，m和h之间满足以下关系式：/n1/4h≤m≤3/4h。/n

【技术特征摘要】
1.一种负极极片，其特征在于，包括：
集流体，所述集流体具有一宽度m，所述集流体包括：
支撑层；
第一导电层，所述第一导电层设置在所述支撑层的一侧；
第二导电层，所述第二导电层设置在所述支撑层的另一侧；
活性材料，所述活性材料设置在所述集流体两侧，且在所述集流体的一端留有空白区域；
极耳，所述极耳焊接在所述空白区域上，所述极耳的边缘与所述集流体的边缘之间的宽度为m，m和h之间满足以下关系式：
1/4h≤m≤3/4h。


2.根据权利要求1所述的一种负极极片，其中，所述支撑层采用聚合物制成。


3.根据权利要求1所述的一种负极极片，其中，所述支撑层的厚度为2微米-5微米。


4.根据权利要求1所述的一种负极极片，其中，所述第一导电层和所述第二导电层采用铜或者铜合金。


5.根据权利要求1所述的一种负极极片，其中，所述第一导电层和所第二导电层的厚度为0.2微米-3微米。


6.一种负极极片，其特征在于，包括：
集流体，所述集流体包括：
支撑层；
第一导电层，所述第一导电层设置在所述支撑层的一侧；
第二导电层，所述第二导电层设置在所述支撑层的另一侧；
活性材料，所述活性材料设置在所述集流体两侧，且在所述集流体的一端留有空白区域；
极耳，所述极耳焊接在所述空白区域上，所述极耳下方设置有抑制区。


7.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张磊，王晓明，杨浩田，解金库，韩冰，魏凤杰，周予坤，
申请(专利权)人：江苏卓高新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32