[發明專利]電極組件和二次電池

在審

• 申請號: 201811576247.2
• 申請日: 2018-12-22
• 公開（公告）號: CN110190338A
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 許虎;吳凱;任苗苗;楊瑞;許龍;來佑磊;林永壽
• 申請（專利權）人: 江蘇時代新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0587
• 分類號: H01M10/0587
• 代理公司: 北京五洲洋和知識產權代理事務所(普通合伙) 11387
• 代理人: 王運佳;張向琨

本發明提供了一種電極組件和二次電池。二次電池包括殼體、頂蓋組件以及電極組件。殼體具有容納腔室，電極組件收容于容納腔室，頂蓋組件連接于殼體。電極組件包括第一極片、第二極片和隔膜，隔膜將第一極片和第二極片隔開。第一極片、第二極片和隔膜卷繞為扁平狀結構，且所述扁平狀結構包括主體區和拐角區，拐角區設置于主體區沿寬度方向的兩端。第一極片和第二極片均卷繞為多圈。相鄰的兩圈第一極片之間設有間隙，所述間隙包括第一間隙和第二間隙。第一間隙與拐角區位置對應，第二間隙與主體區位置對應，第一間隙的尺寸大于第二間隙的尺寸。

技術領域

本發明涉及電池領域，尤其涉及一種電極組件和二次電池。

背景技術

現有的二次電池通常采用卷繞式的電極組件，而電極組件則由正極片、負極片以及隔膜卷繞而成。在二次電池的充放電過程中，極片會因活性物質的脫鋰或嵌鋰狀態而發生體積膨脹，膨脹會導致正負極片之間產生膨脹應力，如果膨脹應力得不到有效釋放，將會造成卷繞式的電極組件扭曲變形。特別地，在電極組件卷繞形成的拐角區域，膨脹應力最為集中，電極組件的扭曲變形更易發生。此外，在循環后期，膨脹應力還會擠出正負極片之間的電解液，導致電極組件的浸潤性變差。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本發明的目的在于提供一種電極組件和二次電池，其能釋放膨脹應力，避免極片斷裂，保證動力學性能的一致性。

為了實現上述目的，本發明提供了一種電極組件和二次電池。

電極組件包括第一極片、第二極片和隔膜，隔膜將第一極片和第二極片隔開。第一極片、第二極片和隔膜卷繞為扁平狀結構，且所述扁平狀結構包括主體區和拐角區，拐角區設置于主體區沿寬度方向的兩端。第一極片和第二極片均卷繞為多圈。相鄰的兩圈第一極片之間設有間隙，所述間隙包括第一間隙和第二間隙。第一間隙與拐角區位置對應，第二間隙與主體區位置對應，第一間隙的尺寸大于第二間隙的尺寸。

第一間隙的尺寸與第二間隙的尺寸的比值小于16。

第一間隙的尺寸為20μm～80μm，第二間隙的尺寸為5μm～20μm。

第二極片設有第一凸起和第二凸起，第一凸起與拐角區位置對應，第二凸起與主體區位置對應，第一凸起和第二凸起朝第二極片的同一側凸出。第一凸起的高度大于第二凸起的高度。

隔膜包括第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜和第二隔膜分別位于第二極片的兩側。第一凸起和第二凸起朝向第一隔膜凸出。在拐角區，第二極片與第一隔膜之間留有第三間隙，且第三間隙的尺寸等于第一凸起的高度。在主體區，第二極片與第一隔膜之間留有第四間隙，且第四間隙的尺寸等于第二凸起的高度。

第二極片包括第一區域和第二區域，第一區域與拐角區位置對應，第二區域從第一區域的一端延伸且與主體區位置對應。第一區域設有第一凸起，且第一凸起的面積與第一區域的面積之比為50％-90％。第二區域設有第二凸起，且第二凸起的面積與第二區域的面積之比為50％-90％。

第一極片為負極極片，第二極片為正極極片。

主體區的寬度與厚度之比為5～20。

在主體區，第一極片的層數為偶數，第二極片的層數為偶數。

二次電池包括殼體、頂蓋組件以及所述的電極組件。殼體具有容納腔室，電極組件收容于容納腔室，頂蓋組件連接于殼體。

本發明的有益效果如下：本申請通過設置第一間隙和第二間隙，可以為第一極片和第二極片預留膨脹空間，從而釋放膨脹應力，減小電極組件變形程度。同時，電解液還能夠經由第一間隙和第二間隙進入電極組件內部，從而提高浸潤性，減少析鋰的風險。而由于拐角區所受的應力更大，本申請通過設置第一間隙的尺寸大于第二間隙的尺寸，以使膨脹前第一間隙的電解液的體積大于第二間隙的電解液的體積，從而在一定程度上改善主體區和拐角區在膨脹后浸潤性的差異，保證電極組件動力學性能的一致性。