一种电芯、对称电池及其应用制造技术

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯、对称电池及其应用。电芯具有相对第一端和第二端；电芯包括隔膜、两片极耳以及两片极性相同的极片；极片包括集流体和电极涂层；沿集流体长度方向，集流体一表面包括涂覆区和空箔区；电极涂层设置于涂覆区；隔膜设置于两片极片之间且隔膜两个表面分别与两片极片的电极涂层抵触，两片极片的空箔区分别位于电芯的第一端和第二端；两片极耳分别与两片极片的空箔区焊接，每片极片上焊接区的面积均至少为空箔区面积的80％。采用本申请的电芯制备对称电池具有高度制备一致性，可准确地测试出电极极片的欧姆阻抗和电极涂层中的离子传输阻抗，有利于对锂离子电池的电极极片性能进行的评价。进行的评价。进行的评价。

【技术实现步骤摘要】
一种电芯、对称电池及其应用


[0001]本申请涉及锂离子电池
，具体而言，涉及一种电芯、对称电池及其应用。

技术介绍

[0002]锂离子电池的组成部分包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液以及电池外壳，其中正极极片和负极极片均包括电极活性材料、粘结剂和导电剂。在锂离子电池的开发过程中，为满足不同的应用需求，需要对锂离子电池中的正负极活性材料、导电剂、粘结剂、电解液或者隔膜进行改进，并在锂离子电池制作完成后经过大量的测试分析以验证改进后制得的锂离子电池的性能，最终进行生产应用。由于对锂离子电池性能的影响因素较多，导致锂离子电池的开发以及测试过程耗费巨大。
[0003]目前，通常采用极性相同的两片极片作为锂离子电池的正极和负极，并且在两片极片上焊接极耳，以组装成对称电池，进而用于评价改进后的锂离子电池的性能。但是，现有的对称电池的制备一致性差且存在较大的极耳焊接内阻，无法准确获知电极极片的真实内阻情况以及电极涂层内部锂离子的传输状况，无法为电极设计尤其是电极涂层结构的优化以及极片的制备工艺提供准确的反馈和有效的参考依据。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种电芯、对称电池及其应用，其旨在改善现有的对称电池制备一致性差而无法准确测试评价锂离子电池的电极极片性能的技术问题。
[0005]第一方面，本申请提供一种电芯，电芯具有相对的第一端和第二端；电芯包括隔膜、两片极耳以及两片极性相同的极片。
[0006]极片包括集流体和电极涂层；沿集流体的长度方向，集流体的一表面包括涂覆区和空箔区；电极涂层设置于涂覆区。
[0007]隔膜设置于两片极片之间且隔膜的两个表面分别与两片极片的电极涂层抵触，两片极片的空箔区分别位于电芯的第一端和第二端。
[0008]两片极耳分别与两片极片的空箔区焊接，定义极耳上与极片焊接的区域为焊接区，焊接于每片极片上的焊接区的面积均至少为空箔区面积的80％。
[0009]采用极性相同的极片作为电芯的正极和负极，并将两片极片的空箔区分别设置于电芯的第一端和第二端，形成对称电池的电芯基体，有利于测试出电极极片自身的阻抗信息。极耳与极片的空箔区焊接，且焊接于极片上的焊接区的面积至少为空箔区面积的80％，可以有效降级由于焊接极耳于极片上而导致的焊点内阻以及提高焊接一致性，使得后续制成的对称电池可以更加准确地测量锂离子电池电极极片的欧姆阻抗和电极涂层中的离子传输阻抗，有利于准确评价锂离子电池的电极极片性能，为电极设计尤其是电极涂层结构的优化以及极片的制备工艺提供反馈和参考依据。
[0010]在一种可能的实施方式中，焊接于每片极片上的焊接区的面积均至少为空箔区面积的90％。
[0011]上述设置方式，可以进一步降低由于焊接极耳于极片上而导致的焊点内阻。
[0012]在一种可能的实施方式中，两片极片的空箔区的面积相等。
[0013]上述设置方式，可以在有效降低焊点内阻的情况下，进一步提高两片极耳的焊接一致性，使得后续制成的对称电池可以更加准确地测量锂离子电池电极极片的欧姆阻抗和电极涂层中的离子传输阻抗。
[0014]在一种可能的实施方式中，电芯还包括两块绝缘夹持板，两片极片设置于两块绝缘夹持板之间，且绝缘夹持板与集流体的背离电极涂层的表面抵触。
[0015]绝缘夹持板的设置，不仅使得极片与隔膜之间能够紧密贴合，以有效避免极片与隔膜之间的滑动错位而影响测试准确性；还可以提高电芯的结构强度，有效避免由于电芯较薄而导致的极易弯折、损坏的情况，有利于提高电芯的可操作性和实用性，提高对称电池制备的一致性。
[0016]可选地，绝缘夹持板的材质选自聚乙烯以及聚丙烯中的至少一种。
[0017]在一种可能的实施方式中，隔膜的延伸端伸出两片极片之间，且延伸并依次卷绕包覆两块绝缘夹持板的背离极片的表面。
[0018]上述设置方式，使得隔膜和绝缘夹持板可以相互配合以有效固定两片极片，使得极片与隔膜之间不易滑动错位。
[0019]在一种可能的实施方式中，沿集流体的宽度方向，空箔区的长度与涂覆区的长度不同。
[0020]上述设置方式，可以使得极片的空箔区与涂覆区之间形成倒角结构，在制备电芯过程中，方便两片极片的涂覆区更精准地对齐，有利于避免两片极片的电极涂层相互错位而影响测试准确性。
[0021]在一种可能的实施方式中，沿集流体的宽度方向，空箔区的长度小于涂覆区的长度。
[0022]可选地，空箔区的长度方向的相对两端分别与涂覆区之间形成倒角结构。
[0023]可选地，倒角结构为直角形倒角结构。
[0024]在一种可能的实施方式中，两片极耳对称设置于电芯的第一端和第二端。
[0025]上述设置方式，可以在有效降低焊点内阻的情况下，进一步提高两片极耳的焊接一致性。
[0026]第二方面，本申请提供一种对称电池，包括壳体、电解液以及上述第一方面提供的电芯；电解液和电芯均位于壳体内，且两片极耳的自由端位于壳体外。
[0027]本申请提供的对称电池由于具有较低的焊点内阻以及能够有效提高对称电池的制备一致性，可以用于更加准确地测量锂离子电池电极极片的欧姆阻抗和电极涂层中的离子传输阻抗，有利于准确评价锂离子电池的电极极片性能，为电极设计尤其是电极涂层结构的优化以及极片的制备工艺提供反馈和参考依据。
[0028]第三方面，本申请提供一种如上述第二方面提供对称电池在用于评价锂离子电池的电极极片性能中的应用。
[0029]可选地，锂离子电池的电极极片性能包括欧姆阻抗以及离子传输阻抗中的至少一种。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0031]图1示出了本申请提供的电芯的结构示意图。
[0032]图2示出了图1中沿A
‑
A方向的剖视图。
[0033]图3示出了本申请提供的电芯中的提供的极片的结构示意图。
[0034]图4示出了本申请提供的电芯中的极片、隔膜以及固定元件的结构示意图。
[0035]图5示出了本申请实施例提供的对称电池的Nyquist曲线图。
[0036]图6示出了本申请对比例提供的对称电池的Nyquist曲线图。
[0037]图7示出了本申请实施例提供的对称电池在不同电极涂层厚度情况下的Nyquist曲线图。
[0038]图8示出了本申请实施例提供的对称电池在不同电极涂层压实密度情况下的Nyquist曲线图。
[0039]图9示出了本申请实施例提供的对称电池在不同粒径的电极活性材料情况下的Nyquist曲线图。
[0040]图10示出了本申请实施例提供的对称电池在不同粒径的电极活性材料在不同倍率下的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电芯，其特征在于，所述电芯具有相对的第一端和第二端；所述电芯包括隔膜、两片极耳以及两片极性相同的极片；所述极片包括集流体和电极涂层；沿所述集流体的长度方向，所述集流体的一表面包括涂覆区和空箔区；所述电极涂层设置于所述涂覆区；所述隔膜设置于两片所述极片之间且所述隔膜的两个表面分别与两片所述极片的所述电极涂层抵触，两片所述极片的所述空箔区分别位于所述电芯的所述第一端和所述第二端；两片所述极耳分别与两片所述极片的所述空箔区焊接，定义所述极耳上与所述极片焊接的区域为焊接区，焊接于每片所述极片上的所述焊接区的面积均至少为所述空箔区面积的80％。2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，焊接于每片所述极片上的所述焊接区的面积均至少为所述空箔区面积的90％。3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，两片所述极片的所述空箔区的面积相等。4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯还包括两块绝缘夹持板，两片所述极片设置于两块所述绝缘夹持板之间，且所述绝缘夹持板与所述集流体的背离所述电极涂层的表面抵触；可选地，所述绝缘夹持板的材质选自聚乙烯以及聚丙烯中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚珊，唐道平，高振宇，曾勇，王清泉，
申请(专利权)人：广汽埃安新能源汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：