[发明专利]一种复合极片和锂离子电池组

说明书

本发明属于锂电池技术领域，涉及一种复合极片，其包括正集流体和负集流体，正集流体和负集流体具有x方向的宽度边和y方向的长度边，以及z方向的厚度面；正集流体和负集流体相邻的宽度边直接连接，且在连接处涂覆非极性物质；还包括涂布在厚度面的正极活性物质和负极活性物质，且同一朝向的厚度面上的正极活性物质和负极活性物质之间在集流体的连接处形成预留间隙。基于上述复合极片，不再需要电芯的正负极引出部件等对电芯进行串联和并联，且具有更强的电流的承载能力。还涉及一种锂离子电池组，该锂离子电池组由上述复合极片组成，不需要正负极引出部件等对复合极片进行串联或并联，使电池组的体积能量密度和质量能量密度均有大幅度提高。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体包括一种复合极片和锂离子电池组。

背景技术

传统锂离子电池电芯内部包含一组正极片和负极片，此组正、负极片通过多层叠加或正负极卷绕实现不同容量的电池电芯。极片叠加或卷绕形式的电芯均处在电流汇流的极耳、极耳再和电芯外部正负极连接，电芯外部正负极之间需要导线连接实现电芯单体之间的串联或并联实现容量和电压之间的任意组合。

1.此种连接方式的电池组体积包括有效发挥能量的活性物质部分的体积和极耳、正负极、连接条的连接部分的体积，非发挥能量的体积，有效能量体积比低，需要增加连接部件和工艺，效率低。

2.另外，叠片结构的极耳宽度远远小于极片宽度，正片极片的电流集中于极耳处，过大的电流导致此处温度上升、甚至发生极耳熔断。由于极耳宽度处在设计上限，为保证有足够的极耳截面积来满足承载电流的设计，因此无法使用更薄的正负极集流体。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种复合极片，该复合极片通过将电池极片内部串联，不再需要电芯的正负极引出部件等对电芯进行串联和并联，且具有更强的电流的承载能力。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种复合极片，包括集流体和涂布在集流体上的活性物质，所述集流体包括正集流体和负集流体，所述正集流体和负集流体具有x方向的宽度边和y方向的长度边，以及z方向的厚度面；正集流体和负集流体相邻的宽度边直接连接，且在连接处涂覆非极性物质；所述活性物质包括涂布在厚度面的正面和背面的正极活性物质和负极活性物质，且同一朝向的厚度面上的正极活性物质和负极活性物质之间在集流体的连接处形成预留间隙，使连接处无活性物质覆盖。

在上述技术方案中，正集流体和负集流体上分别涂布正活性物质和负活性物质，然后将正集流体和负集流体直接串联并构成复合极片，由于不再使用单独的正极片和负极片，且不需要预留正极极耳和负极极耳，通过正负极交错叠加即可完成复合极片的连接，且可根据需要确定复合极片的数量，为实现锂电池模块化生产电池组奠定基础。另外，在该复合极片中，电流直接从正集流体流向负集流体，极片对电流的承载能力强，避免温度急剧上升并汇聚于一处，从而防止出现高温熔断现象。

作为集流体的一种设计方案，所述正集流体和负集流体为不同的材质，两者焊接连接，通过选用两种合适的材质，降低复合极片的成本。

作为集流体的另一种设计方案，所述正集流体和负集流体材质材质相同，两者一体成型，可以制作一整块集流体，对其划分区域后形成正集流体和负集流体，这可以省去将两部分集流体连接在一起的过程，精简加工工艺，提高生产效率。

优选地，所述隔离物质为热熔胶，其在z方向的凸起高度高于同侧的活性物质，以隔离电解液和活性物质，防止短路。

优选地，在正集流体和负集流体的连接处设置预制导线，该预制导线作为复合极片的一个输出支路，预制导线绝缘处理后作为单体电压的信号采集线。

本发明的另一个目的在于提供一种内部串联、有效能量体积比高且具有更高的安全性的锂离子电池组。