(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211478598.6 (22)申请日 2022.11.24 (71)申请人 香港中文大 学 （深圳） 地址 518000 广东省深圳市龙岗区龙城街 道龙翔大道 2001号 (72)发明人 张昭宇　沈小雷　孙平　 (74)专利代理 机构 深圳市深联知识产权代理事 务所(普通 合伙) 44357 专利代理师 张琪 (51)Int.Cl. H01M 50/531(2021.01) H01M 50/533(2021.01) H01M 50/536(2021.01) H01M 50/538(2021.01) H01M 50/54(2021.01)H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/0587(2010.01) H01M 10/0585(2010.01) (54)发明名称 低损耗、 高空间利用率锂离子电池全极耳结 构及其制备方法 (57)摘要 本发明涉及低损耗、 高空间利用率锂离子电 池全极耳结构及其制备方法， 其中的锂离子电池 包括具有敞口腔体的壳体； 封闭敞口的正极集流 盘及设在腔体内的电芯； 电芯包括至少两组层叠 设置的正极极片、 隔膜及负极极片， 正极极片和 负极极片均设有全极耳结构， 全极耳结构包括分 别与正极集流体靠近电芯正极的第一边缘和负 极集流体靠近电芯负极的第二边缘连接的多个 极耳本体； 对 连接至正极集流体和负极集流体的 极耳本体分别进行包覆的包边； 在靠近电芯正极 及负极位置， 基于层叠布置的相邻的极耳本体的 包边相互接触。 极耳本体上的包边， 使相邻极耳 本体间的缝隙被填充， 在支撑保护极耳的同时， 提高极耳的导电、 散热性能， 降低极耳的焊接难 度， 以提高焊 接效率。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115513607 A 2022.12.23 CN 115513607 A 1.一种全极耳结构， 用于锂离子电池电芯， 所述电芯包括至少两组层叠设置的正极极 片 （100） 、 隔膜 （200） 及负极极片 （300） ， 所述正极极片 （100） 包括正极集流体 （110） 与设置在 正极集流体 （110） 表面的正极涂覆层 （120） ， 所述负极极片 （300） 包括负极集流体 （310） 与设 置在负极集 流体 （310） 表面的负极涂覆层 （320） ， 其特征在于， 所述正极极片 （100） 和负极极片 （300） 上分别设有所述全极耳结构， 所述全极耳结构包 括： 多个极耳本体 （800） ， 所述多个极耳本体 （800） 分别与所述与正极集流体 （110） 的第一 边缘和所述负极集流体 （310） 的第二边缘连接， 所述第一边缘靠近电芯的正极， 所述第二边 缘靠近电芯的负极； 包边 （400） ， 所述包边 （400） 在靠近电芯的正极的位置对连接至正极集流体 （110） 的极 耳本体 （800） 进行包覆， 且在靠近电芯的负极的位置对连接至负极集流体 （310） 的极耳本体 （800） 进行包覆； 其中， 在靠近电芯的正极及负极的位置， 基于层叠布置的相邻的极耳本体 （800） 的包边 （400） 相互接触。 2.根据权利要求1所述的全极耳 结构， 其特 征在于， 所述包边 （40 0） 包括： 连接部 （410） ， 所述连接部 （410） 在靠近电芯的正极的位置与连接至正极集流体 （110） 的极耳本体 （8 00） 连接， 且在靠近电芯的负极的位置与连接至负极集流体 （310） 的极耳本体 （800） 连接， 所述连接 部 （410） 与极耳本体 （80 0） 相垂直； 包覆部 （420） ， 所述包覆部 （420） 在相邻的极耳本体 （800） 之间与连接部 （410） 连接， 所 述包覆部 （420） 与连接 部 （410） 垂直， 且所述包覆部 （420） 对极耳本体 （80 0） 两侧进行包覆； 其中， 所述相邻的极耳本体 （80 0） 的包边 （40 0） 通过包覆部 （420） 相互接触； 在靠近电芯正极的位置， 所述包边 （400） 的包覆部 （420） 与正极集流体 （110） 、 隔膜 （200） 及负极 极片 （300） 之间具有第一缝隙； 在靠近电芯负极的位置， 所述包边 （400） 的包覆部 （420） 与负极集流体 （310） 、 隔膜 （200） 及正极 极片 （100） 之间具有第二缝隙。 3.根据权利要求2所述的全极耳 结构， 其特 征在于， 所述包覆部 （420） 上设有若干镂空孔 （421） ， 所述镂空孔 （421） 沿包覆部 （420） 的长度方 向交错设置 。 4.根据权利要求3所述的全极耳 结构， 其特 征在于， 所述镂空孔 （421） 包括 三角形孔， 若干三角形孔沿包覆部 （420） 的长度方向交错 排布。 5.根据权利要求2所述的全极耳 结构， 其特 征在于， 所述第一缝隙及第二缝隙内均设有隔离层 （910） 。 6.一种锂离 子电池， 其特 征在于， 包括： 壳体 （700） ， 所述壳体 （70 0） 具有敞口 的腔体； 正极集流盘 （600） ， 所述正极集流盘 （600） 封闭所述敞口； 以及 应用如权利要求1至5中任一权利要求所述的全极耳结构的电芯， 所述电芯设置在所述 腔体内。 7.根据权利要求6所述的锂离 子电池， 其特 征在于，权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115513607 A 2所述电芯正极位置的包边 （40 0） 通过连接部 （410） 与正极集 流盘 （600） 连接； 所述电芯负极位置的包边 （40 0） 通过连接部 （410） 与壳体 （70 0） 腔体的内壁连接； 所述电芯的周侧与壳体 （70 0） 之间设置有绝 缘层 （500） ； 所述正极集流盘 （600） 与壳体 （70 0） 的敞口通过绝 缘密封圈 （9 20） 接触。 8.一种制备方法， 其特征在于， 用于制备如权利要求6至7中任一权利要求所述的锂离 子电池， 所述制备 方法包括以下步骤： 步骤S1、 通过涂覆工艺在正极集流体 （110） 上涂覆正极涂覆层 （120） 形成正极极片 （100） 及在负极集流体 （310） 上负极涂覆层 （320） 形成负极极片 （300） ， 并使部分正极集流体 （110） 外露形成正极极片 （100） 的极耳本体 （800） ， 使部分负极集流体 （310） 外露形成负极极 片 （300） 的极耳本体 （80 0） ； 步骤S2、 通过包边 （400） 设备分别在步骤S1后的正极极片 （100） 和负极极片 （300） 的极 耳本体 （800） 上设置包边 （400） ， 并使包边 （400） 的两包覆部 （420） 配合夹紧极耳本体 （800） 的两侧； 步骤S3、 将步骤S2后的正极极片 （100） 、 隔膜 （200） 、 负极极片 （300） 和绝缘层 （500） 层叠 并通过卷绕或堆叠形成电芯， 所述电芯包括圆柱形、 圆形或长方 形； 步骤S4、 通过焊接设备使正极集流盘 （600） 与步骤S3后电芯正极位置的包边 （400） 上的 连接部 （410） 焊接； 步骤S5、 将步骤S4后的电芯、 绝缘密封圈 （920） 依次放入到壳体 （700） 的腔体内， 在壳体 （700） 的腔体内填充电解液， 并使壳体 （70 0） 的敞口压实绝 缘密封圈 （9 20） 。 9.根据权利要求8所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述正极涂覆层 （120） 和 负极涂覆层 （320） 为活性物质材料组成， 所述活性物质材料包 括硅材料、 石墨材料、 含石墨烯材料、 硬碳、 软碳、 碳纳米管、 多孔碳、 导电碳、 锂镍锰钴氧化 物、 锰酸锂、 磷酸铁锂、 钴酸锂、 钛酸锂、 镍钴铝酸锂、 层状过渡金属氧化物、 尖晶石锰氧化 物、 橄榄石、 硫属化物、 方硅石、 硅、 氧化硅、 铝、 锡、 氧化锡、 氧化锰、 氧化钼、 二硫化钼、 氧化 镍、 氧化铜和硫化锂中的任一种或多种物质的组合。 10.根据权利要求8所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述涂覆工艺包括机 械沉积、 电化学沉积、 电机 械沉积中的任一种或多种工艺的组合。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115513607 A 3