电极组件、二次电池及用电装置制造方法及图纸

本申请涉及一种电极组件、二次电池及用电装置，在设计过程中，将负极片的宽度设计为大于正极片的宽度；同时，将负极片与正极片之间的宽度差值与负极片的延展率进行关联，使得负极片与正极片之间宽度差值的上限值不超过(4.5

【技术实现步骤摘要】
电极组件、二次电池及用电装置


[0001]本申请涉及电池
，特别是涉及电极组件、二次电池及用电装置。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。
[0003]电极组件是二次电池中发生电化学反应的部件，其主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，且通常在负极片与正极片之间设有隔膜。在设计电池组件时，通常会将负极片设计过量，以超出正极片，其中超出的部分称为overhang区域。然而受限于传统设计方式的缺陷，导致设计出的电极组件在循环充放电时易在overhang区域内出现析锂现象，影响二次电池的可靠性。

技术实现思路

[0004]基于此，有必要提供一种电极组件、二次电池及用电装置，为电极组件的设计提供合理指导，有效缓解overhang区域内析锂现象的发生，提升二次电池的可靠性。
[0005]第一方面，本申请提供了一种电极组件，电极组件包括：负极片与正极片；负极片与正极片之间宽度差值M2
‑
M1与a之间满足的条件为：0＜M2
‑
M1≤4.5
‑
M1
×
a，且0.2%≤a≤1.7%，10mm≤M1≤260mm；其中，M1为正极片在电极组件未进行循环充放电时所对应的宽度，M2为负极片在电极组件未进行循环充放电时所对应的宽度，a为负极片的延展率，负极片在电极组件进行第m次循环充放电后前后宽度的变化率不超过3%时，其宽度最大值记为M3，a=(M3
‑
M2)/M2/>×
100%。
[0006]上述的电极组件，在设计过程中，将负极片的宽度设计为大于正极片的宽度；同时，将负极片与正极片之间的宽度差值与负极片的延展率进行关联，使得负极片与正极片之间宽度差值的上限值不超过4.5
‑
M1
×
a。由此可知，以延展率a与正极片宽度之间乘积作为减项，缩小宽度差值的上限值，这样设计出的电极组件在循环充放电时，不会因负极片的延展而导致负极片超出正极片的部分过宽，从而能有效缓解负极片与正极片之间overhang区域内析锂现象的发生，提升二次电池的可靠性。
[0007]在一些实施例中，M2
‑
M1满足的条件为：1.5 mm≤M2
‑
M1≤4.5
‑
M1
×
a，如此，将M2
‑
M1的取值控制在1.5 mm~4.5
‑
M1
×
a之间，其最小值不应低于1.5mm，降低因制程波动而造成Overhang不良的几率，其最大值不应超过4.5
‑
M1
×
a)，在有效缓解overhang区域中析锂问题的前提下，使得二次电池能量密度得以最大化。
[0008]在一些实施例中，M2
‑
M1还满足的条件为：2.8 mm≤M2
‑
M1≤3.3 mm。如此，将M2
‑
M1的取值进一步限缩在2.8 mm~3.3 mm之间，不仅能尽可能降低对制程能力的要求，而且有效缓解因负极片设计过量而overhang区域出现析锂的几率；同时，还能在满足制程合理要求、overhang区域析锂现象有效缓解的前提下，也可使二次电池的能量密度得以相对最大化。
[0009]在一些实施例中，M1还满足的条件为：80mm≤M1≤120mm。如此设计，将M1进一步限缩在80mm~120mm之间，使得M2
‑
M1的上限值的取值范围也得以缩小，方便对M2
‑
M1的取值，从
而使得overhang区域的设计既能降低制程能力要求，又能有效缓解析锂现象的产生。
[0010]在一些实施例中，延展率a还满足的条件为：0.6%≤a≤1.0%。如此设计，将a进一步限缩在0.6%~1.0%之间，使得M2
‑
M1的上限值的取值范围也得以缩小，使得overhang区域的设计既能降低制程能力要求，又能有效缓解析锂现象的产生。
[0011]在一些实施例中，负极片包括负极活性材料，负极活性材料包括硅材料与碳材料中的至少一种。如此，将硅材料作为负极片上的活性材料的一部分，不仅有利于提升二次电池的能量密度，而且还有可根据硅材料的含量与延展率a之间的关系，设计M2
‑
M1的取值范围，大大方便对电极组件的设计。
[0012]在一些实施例中，当负极活性材料包括硅材料时，负极活性材料中的硅材料含量的重量百分比为3%~40%。如此，将延展率a与硅材料的含量进行关联，使得M2
‑
M1的取值可根据硅材料的含量进行设定，这样方便电极组件的制备，从而使得设计出的电极组件能有效缓解因设计值过大导致的Overhang析锂问题。
[0013]在一些实施例中，硅材料的含量与延展率a之间满足的条件包括：硅材料含量的重量百分比为3%~10%时，0.2%≤a＜0.6%；硅材料含量的重量百分比为10%~20%时，0.6%≤a＜1.1%；硅材料含量的重量百分比为20%~30%时，1.1%≤a＜1.4%；硅材料含量的重量百分比为30%~40%时，1.4%≤a≤1.7%。如此，将硅材料的含量和延展率a分阶段相互对应，使得硅材料含量和延展率a之间的关系更为紧密，有利于进一步提升延展率a与硅材料的含量之间的关联度，使得电机组件的制备更为便利。
[0014]在一些实施例中，负极片叠设于正极片上，且在电极组件的宽度方向上，负极片的相对两边缘均超出正极片外。如此，将负极片的相对两边缘分别超出正极片外，使得正极片两侧均具有Overhang区域，有利于减少因正极片一侧无负极片对应而导致析锂问题的发生。
[0015]在一些实施例中，在电极组件的宽度方向上，负极片的相对两边缘分别超出正极片外的宽度对应记为M4与M5，M4与M5之间的比值满足的条件为：1/6≤M4/M5≤6。如此，将M4与M5之间比值控制在1/6~6之间，在满足M2
‑
M1的基础上，可降低电极组件20的制程要求。
[0016]在一些实施例中，M4与M5之间的比值还满足的条件为：0.8≤M4/M5≤1.2。如此，将M4与M5之间比值控制在0.8~1.2之间，使得负极片的相对两边缘超出正极片外的部分相当，使得正极片两侧外的Overhang区域均保持一致，性能也能保持一致。
[0017]在一些实施例中，负极片叠设于正极片上，且在电极组件的长度方向上，负极片的至少一端边超出正极片外。如此，将负极片在电极组件的长度方向上，超出正极片外设置，使得电极组件的制备对制程能力的要求更低，极大方便电极组件的制备。
[0018]在一些实施例中，正极片包括正极活性材料，正极活性材料为能脱嵌锂离子的活性物质。如此，合理设计正极活性材料的成分，以便获取满足要求的含硅电极组件。
[0019]第二方面，本申请提供了一种二次电池，二次电池包括以上任一项的电极组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极组件，其特征在于，所述电极组件包括：负极片(21)与正极片(22)；所述负极片(21)与所述正极片(22)之间宽度差值M2
‑
M1与a之间满足的条件为：0＜M2
‑
M1≤4.5
‑
M1
×
a，且0.2%≤a≤1.7%，10mm≤M1≤260mm；其中，M1为所述正极片(22)在所述电极组件未进行循环充放电时所对应的宽度，M2为所述负极片(21)在所述电极组件未进行循环充放电时所对应的宽度，a为所述负极片(21)的延展率，所述负极片(21)在所述电极组件进行第m次循环充放电后前后宽度的变化率不超过3%时，其宽度最大值记为M3，a=(M3
‑
M2)/M2
×
100%。2.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，M2
‑
M1满足的条件为：1.5 mm≤M2
‑
M1≤4.5
‑
M1
×
a。3.根据权利要求2所述的电极组件，其特征在于，M2
‑
M1还满足的条件为：2.8 mm≤M2
‑
M1≤3.3mm。4.根据权利要求1所述的电极组件，其特征在于，M1还满足的条件为：80mm≤M1≤120mm。5.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电极组件，其特征在于，所述延展率a还满足的条件为：0.6%≤a≤1.0%。6.根据权利要求1
‑
4任一项所述的电极组件，其特征在于，所述负极片(21)包括负极活性材料，所述负极活性材料包括硅材料与碳材料中的至少一种。7.根据权利要求6所述的电极组件，其特征在于，当所述负极活性材料包括所述硅材料时，所述负极活性材料中的硅材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，程志鹏，史东洋，王羽臻，刘智，吕瑞景，金海族，李白清，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：