CN106848325A - 一种二次电池极片，其制备方法，及卷绕式电芯 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种二次电池极片，包括集流体、活性物质层和多个极耳，多个极耳沿集流体的宽度方向从集流体突出，集流体包括双面涂覆区、第一单面涂覆区和第二单面涂覆区，第一单面涂覆区和第二单面涂覆区位于集流体相对的两个表面上，且第一单面涂覆区和第二单面涂覆区均与双面涂覆区邻接，在保证群裕度不变的前提条件下，可节省电池内部空间提升容量；在保证设计容量不变的前提条件下，可以降低群裕度。活性物质层设置于双面涂覆区的相对的两个表面，以及第一单面涂覆区和第二单面涂覆区，多个极耳仅位于双面涂覆区，解决了极片卷绕时第一单面涂覆区和第二单面涂覆区的极耳翻折严重的问题。

Description

一种二次电池极片，其制备方法，及卷绕式电芯

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，具体讲，涉及一种二次电池极片，其制备方法，及使用该极片的卷绕式电芯。

背景枝术

众所周知，锂离子电池在动力汽车领域有着广阔的应用前景，三元材料(Vs.LFP和LMO等)也因其具有较高的能量密度而备受青睐。但是，随着消费群体对新能源汽车更高更优的追求，目前普通能量密度的电芯已经不能满足市场需求，需要开发具有更高能量密度和更长续航里程的锂离子电芯。传统的方法是从材料体系出发，如：发展高镍正极材料、硅负极材料、采用包覆的方法、研发高压密等等。但是，这些方法开发周期较长，短期内不能输出可靠稳定的数据与方案。所以，基于客户需求和时间的局限性及化学体系、机械、制造等方面的平衡，通过改进极片涂布方式，可以在容量不变的前提下降低群裕度，或者在群裕度不变的条件下节省电池内部空间，进一步提高容量和能量密度，推动高能量密度电芯的应用和电动汽车的发展。

鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本申请的首要发明目的在于提出一种二次电池极片。

本申请的第二发明目的在于提出该二次电池极片的制备方法。

本申请的第三发明目的在于提出使用该二次电池极片的卷绕式电芯。

为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：

本申请涉及一种二次电池极片，包括集流体、活性物质层和多个极耳，多个所述极耳沿所述集流体的宽度方向从所述集流体突出；所述集流体包括双面涂覆区、第一单面涂覆区和第二单面涂覆区，所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区位于所述集流体相对的两个表面上，且所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区均与所述双面涂覆区邻接，所述活性物质层设置于所述双面涂覆区的相对的两个表面，以及所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区，多个所述极耳仅位于所述双面涂覆区。

优选地，沿所述集流体的长度方向，在所述集流体的至少一端设有空箔区。

优选地，沿所述集流体的宽度方向，在所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区设有多个延伸部。

优选地，多个所述延伸部的高度为0.5～1mm。

本申请还涉及一种二次电池极片的制备方法，至少包括以下步骤：

(1)在集流体的一面上间歇涂布含有活性物质的浆料，并将沿所述集流体的宽度方向上的至少一侧作为用于加工极耳的预留区；活性物质涂覆区的起点分别为a₁～_n，终点分别为b₁～_n，涂覆区之间的距离为N₁～_n，n≥1且n为整数；

(2)在所述集流体的另一面上间歇涂布含有活性物质的浆料，活性物质涂覆区的起点为c₁～_n，终点分别为d₁～_n；沿所述集流体的长度方向，在用于形成一个二次电池极片的长度范围内，a_n与d_n之间的距离为L1并形成第一单面涂覆区，c_n与b_n之间的距离为L2并形成第二单面涂覆区；L1、L2均小于a_n与b_n之间的距离且均小于N_n，b_n和d_n之间的距离为L3并形成双面涂覆区；所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区分别位于所述双面涂覆区的两侧；

(3)在用于加工极耳的预留区内进行多极耳加工，并切除所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区的极耳；

(4)沿集流体宽度方向上，在间歇涂布形成的空箔区进行切割，形成二次电池极片。

优选地，在切除所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区的极耳之前，从所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区极耳的根部位置起始设定切割轨迹，然后沿所述切割轨迹切除所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区的极耳。

优选地，所述切割轨迹的高度为0.5～1mm。

本申请还涉及一种卷绕式电芯，所述卷绕式电芯为由隔膜、第一极片和第二极片卷绕而成的扁平状电芯，所述第一极片和/或第二极片为前述的二次电池极片。

优选地，所述二次电池极片以所述第一单面涂覆区为起卷位置进行卷绕，卷绕结束时以所述第二单面涂覆区收尾；在所述扁平状电芯的厚度方向上，所述第二单面涂覆区的末端与所述第二单面涂覆区的起始端重合。

优选地，所述卷绕式电芯用于动力汽车电池。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：

本申请提供了一种二次电池极片，其包括互相不重叠的第一单面涂覆区和第二单面涂覆区。在保证群裕度不变的前提条件下，可节省电池内部空间，通过在节省的空间增加裸电芯的层数，可以提升容量。在保证设计容量不变的前提条件下，可以降低裸电芯的厚度，从而降低群裕度。同时仅在双面涂覆区设置极耳，解决了极片卷绕时第一单面涂覆区和第二单面涂覆区的极耳翻折严重的问题。

本申请还提供了该二次电池极片的制备方法，其通过对集流体的两个表面分别进行间歇涂布实现，故称之为双间歇涂布。该方法可以提高涂布的效率。

本申请还提供了使用所述二次电池极片的电芯，该电芯适用于大功率的动力汽车电池。在优选的方案中，该电芯以第一单面涂覆区和第二单面涂覆区起卷和收尾，且未涂布区节省的空间可以降低群裕度或者增加极片层数以增加容量。当选用电芯壳体材质为铝壳时，有利于在穿钉测试中避免爆炸起火，提高电芯整体的安全性。

附图说明

图1为本申请的二次电池极片剖面的结构示意图；

图2为本申请的集流体在加工前的结构示意图；

图3为本申请的集流体涂覆过程示意图；

图4为本申请的二次电池极片极耳切割后的示意图；

图5为本申请的卷绕式电芯的示意图；

图6为图5的A-A线剖视图；

图7为图6虚线框内部分的放大图。

其中：

1-极片；

10-集流体；

101-A面；1011-第一单面涂覆区；

102-B面；1021-第二单面涂覆区；

1031-双面涂覆区；

1041-第二单面涂覆区的起始端；

103-空箔区；

104-预留区；

11-活性物质层；

12-极耳；121-延伸部；

2-电芯；

21-铜箔；211-负极极耳；

22-铝箔；

23-隔膜；

24-负极活性物质层；

25-正极活性物质层。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。

本申请涉及一种二次电池极片1，如图1和图3所示，包括集流体10、活性物质层11和多个极耳12，多个极耳12沿集流体10的宽度方向从集流体10突出。该二次电池极片1的剖面图如图1所示，集流体10包括双面涂覆区1031、第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021。

其中，第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021位于集流体10相对的两个表面上，且第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021均与双面涂覆区1031邻接。可以将集流体10相对的两个表面定义为A面101和B面102，第一单面涂覆区1011位于A面101，第二单面涂覆区1021位于B面102。此时第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021分别位于双面涂覆区1031的两侧，第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021相互错开无重叠，因此将这种涂布方式称为双错位间歇涂布。这种涂布方式能够在群裕度不变的条件下可节省电池内部空间，利用节省的空间增加裸电芯的层数，以此提升容量；或者在电池设计容量不变的前提下，降低裸电芯的厚度，降低整个电芯的群裕度。活性物质层11设置于双面涂覆区1031的相对的两个表面，以及第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021。

将该极片1与隔膜和其它极片叠加后，在卷绕成电芯的过程中，如果在第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021设有极耳12，由于在第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021仅有一面涂布活性物质层11，集流体10两面的重量分布不均匀，极耳12容易朝向未涂布活性物质层11的一面发生翻折，且卷绕后容易夹在极片1内，造成安全隐患。虽然可以采用人工将极耳12挑出的传统方式克服这一缺陷，但这种方式效率低下，且极耳12容易撕裂，坏品率极高。本申请研究发现，如果将第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021的极耳12切除，可以快速且高效地解决该问题。在本申请的二次电池极片1中，多个极耳12仅位于双面涂覆区1031。

在后续过程中需要从整条集流体10上切下单独的极片1，为了不影响第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021上涂覆的活性物质层11。可以沿集流体10的长度方向，在集流体10的至少一端设有未涂布活性物质层11的空箔区103，这样在切割时不会影响前后极片1的完整性。具体地，可以在集流体10的两端设置空箔区103，也可以在集流体10的一端设置空箔区103，也可以不设置空箔区103。

虽然本申请限定了在第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021上没有极耳12，也可以沿集流体10的宽度方向，在第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021设置高度为0.5-1mm的多个延伸部121。这些延伸部121可以通过切除第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021的极耳12得到。

本申请还涉及一种二次电池极片1的制备方法，至少包括以下步骤：

(1)在集流体10的一面上间歇涂布含有活性物质的浆料，并将沿集流体10的宽度方向上的至少一侧作为用于加工极耳12的预留区104，如图2所示。活性物质涂覆区的起点分别为a₁～_n，终点分别为b₁～_n，涂覆区之间的距离为N₁～_n，n≥1且n为整数，如图3所示；

(2)在集流体10的另一面上间歇涂布含有活性物质的浆料，活性物质涂覆区的起点为c₁～_n，终点分别为d₁～_n；沿集流体10的长度方向，在用于形成一个二次电池极片1的长度范围内，a_n与d_n之间的距离为L1并形成第一单面涂覆区1011，c_n与b_n之间的距离为L2并形成第二单面涂覆区1021；L1、L2均小于a_n与b_n之间的距离且均小于N_n，b_n和d_n之间的距离为L3并形成双面涂覆区1031；第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021分别位于双面涂覆区1031的两侧；

(3)在用于加工极耳12的预留区104内进行多极耳12加工，并切除第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021的极耳12；

(4)沿集流体10宽度方向上，在间歇涂布形成的空箔区103进行切割，形成二次电池极片1。

具体地，在步骤(1)中使集流体10的A面101向上，驱动集流体10匀速运动，在集流体10的A面101进行浆料的间隙涂布。将第一次涂布的起点记为a₁，当浆料长度达到预定值时停止涂布，将第一次涂布的终点记为b₁。集流体10继续运动形成空白带，该空白带的长度即为A面101第一涂覆区和第二涂覆区之间的距离N₁，然后进行第二次涂布，将第二次涂布的起点和终点分别记为a₂、b₂。循环此过程，完成A面101的间隙涂布。图3中的箭头表示集流体10的运动方向。

将完成A面101的间隙涂布的集流体10翻面，确保空白的B面102向上，已涂布的A面101向下，反向驱动集流体10匀速运动，然后进行步骤(2)，在集流体10的B面102进行浆料的间隙涂布。将第一次涂布的起点记为c₁，当浆料长度达到预定值时停止涂布，将第一次涂布的终点记为d₁。集流体10继续运动形成空白带，该空白带的长度即为B面102第一涂覆区和第二涂覆区之间的距离M₁，然后进行第二次涂布，将第二次涂布的起点和终点分别记为c₂、d₂。循环此过程，完成B面102的间隙涂布。优选在A面101和B面102上分别进行多次涂布，即n≥2。

在步骤(3)中，可通过普通模切或激光模切方式在预留区104进行多极耳加工，成型得到的极耳12间距不一定相等，但应该满足在卷绕成型的裸电芯中，每一层的正极极耳或负极极耳均重合。可以在模切设备上加入单面涂覆区极耳切除刀模，模切后即可除去第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021(还可以包括间歇涂布形成的空箔区103)的极耳12，解决单面涂覆区由于极耳12内翻且夹在极片1内导致的安全问题。

步骤(3)结束后，如果集流体10是对称设置的，沿集流体10的两条长边方向均设有极耳12和延伸部。可以先沿对称线(图4中的虚线)将集流体10切割，然后进行步骤(4)，将整条集流体10分成多个二次电池极片1。

如果采用上述方式将单面涂覆区的极耳12完全切除，进行切割的位置容易发生拉丝、缺口、掉粉等现象。作为改进，在切除第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021的极耳12之前，从第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021极耳12的根部位置起始设定切割轨迹，切割轨迹的高度可以为0.5-1mm。然后沿切割轨迹切除第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021的极耳12，在切割位置仅留下高度为0.5～1mm的延伸部121，如图4所示。将上述第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021具有延伸部121的极片1卷绕后，位于内圈和和外圈的单面涂覆区均没有极耳12翻折，提高了生产效率，降低坏品率。

本申请还涉及一种卷绕式电芯，其为由隔膜、第一极片和第二极片卷绕而成的扁平状电芯，其中第一极片和/或第二极片为前述的二次电池极片1。

进一步地，如图5所示，二次电池极片1以第一单面涂覆区1011为起卷位置进行卷绕，卷绕结束时以第二单面涂覆区1021收尾。电芯的最内侧和最外层均为集流体10未涂覆的光亮表面。第二单面涂覆区1021的末端与第二单面涂覆区1021的起始端1041重合，这样能够降低群裕度或增加容量。实际卷绕时，隔膜23的长度要长于二次电池极片1，在电芯外部形成单层或多层隔膜23包裹的结构，在图5中未示出。

图6为图5沿A-A线的剖面图，图6下方带有剖面线的矩形框表示电芯主体，上方多条平行的竖线表示极耳12。图7为图6虚线框内部分的放大图。本实施例中，铜箔21作为负极集流体采用双间歇涂布，沿其长度方向位于两端的第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021上仅涂布单层负极活性物质层24。铜箔21中间部分为双面涂覆区1031，两面均涂布有负极活性物质层24。铝箔22作为正极集流体采用连续涂覆，即两面均涂布有正极活性物质层25。

从图7中可见将铜箔21、隔膜23和铝箔22叠加后形成的卷绕结构。其中最左侧的隔膜23位于卷绕式电芯2最外侧，最右侧的隔膜23位于卷绕式电芯2最内侧。与最左侧的隔膜23相邻的铜箔21所在区域为第二单面涂覆区1021，仅在该铜箔21的内侧设有负极活性物质层24。与最右侧的隔膜23相邻的铜箔21所在区域为第一单面涂覆区1011，仅在该铜箔21的外侧设有负极活性物质层24。在第一单面涂覆区1011和第二单面涂覆区1021上不设置极耳211。图7省略了部分卷绕式电芯2的卷绕结构，省略的部分以虚线表示。铜箔上设有负极极耳211的区域即为双面涂覆区1031。

因为动力电芯(EV)体积较大，其极片宽度和长度均为消费类电芯(CE)的几倍或者几十倍，一般外壳采用难以变形的铝壳或钢壳，内部空间利用较显著。其容量和能量密度较大，所以采用双错位间歇涂布对容量或群裕度的贡献更为明显。而消费类电芯体积小，一般采用软包电芯，外壳为容易变形的材质，内部空间利用率本身较高，整体容量较低，虽然与动力电池相比采用双错位间歇涂布比较容易实现，但对容量的贡献并不明显。因此该电芯尤其适用于动力汽车电池。

实施例1

本实施例在电芯负极侧采用双间歇单面涂布工艺，正极侧为传统连续涂布工艺。如果选用正极侧为双间歇涂布工艺，其方法类似。

正极片的制备(采用连续涂布工艺)：

1、活性材料层的制备

将粘接剂聚偏氟乙烯(PVDF)溶解在溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，充分搅拌，然后加入正极活性物质(如钴酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂等)和导电剂Super P，其中重量比为正极活性物质：PVDF：Super P＝95:2:3，最后抽真空脱除气泡。用150目不锈钢筛网过滤即得到所需的正极浆料。将得到的正极浆料均匀地涂覆在过渡层上，85℃下干燥，干燥完成后进行冷压裁片，得到正极极片。

负极片的制备(采用双错位间歇涂布工艺)：

将粘结剂丁苯橡胶(SBR)溶解在水中，得到SBR水溶液，然后将人造石墨、Super P和增稠剂羧甲基纤维素钠(CMC)加入SBR水溶液中，其重量比为人造石墨:Super P:CMC2200:SBR＝96:1:1:2，搅拌均匀后，在厚度为8μm的铜箔上依次进行A面和B面的间歇涂布，然后在110℃下干燥，冷压并经过模切工序进行极耳成型，切除第一单面涂覆区和第二单面涂覆区的极耳，完成后沿集流体长度方向的中心线进行裁片，在间歇涂布形成的空箔区进行切割，得到图1所示的负极极片。各负极极片的样品编号、涂布层厚度和长度见表1，其中JR为电芯的缩写，例如P1(4JR)的含义为在一个电池壳体内装有4个电芯，每个电芯均采用P1作为负极极片。

隔膜使用厚度为12μm的聚丙烯(PP)/聚乙烯(PE)/聚丙烯(PP)三层复合多孔膜；

电解液的制备：

将等体积的碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)和碳酸二乙酯(DEC)混合均匀，得到混合溶剂，然后加入六氟磷酸锂(LiPF₆)，其中LiPF₆的浓度为1mol/L。

将上述正极片、负极片、隔膜通过卷绕工艺形成电芯，然后将电芯放入包装袋内，注入电解液后，经化成、封装、容量等工艺组装成电池。以P1为负极极片，得到的电池记为C1，以P2为负极极片，得到的电池记为C2。以此类推，得到电池样品C1～C11。

表1

对比例1

正极极片和隔膜同实施例1，负极极片采用连续涂布方式进行涂布，样品编号、涂布层厚度和长度见表2。

表2

测试例1

对实施例1和对比例1的电池样品进行容量和群裕度测试，结果见表3。

其中，容量的测试方式如下：以1C的放电电流放电至下限截止电压，休息5min，以1C的电流恒流充电至上限电压，最后以1C的放电电流放电至下限截止电压，得到电池的实际容量。本实施例中下限截止电压为2.8V，上限电压为4.2V。

群裕度测试方法为：利用厚度测试仪测试卷绕后的电芯厚度，然后用电芯厚度除以电池壳体内部厚度，得到群裕度。

表3

对表3的测试结果进行说明。以电池C1和C1’为例，两者的区别在于C1’的负极极片采用连续涂布，涂布层长度等于C1负极极片的第一单面涂覆区长度、第二单面涂覆区长度和双面涂覆区长度之和。选用相同的电池壳体，在群裕度相同的条件下，进行双错位间歇涂布可节省部分电池内部空间，增加裸电芯的层数，进而提高电池容量，因此电池C1与C1’相比容量增加了3.1Ah。

以电池C2和C2’为例，两者的区别在于C2’的负极极片采用连续涂布，涂布层长度等于C2负极极片的第一单面涂覆区长度、第二单面涂覆区长度和双面涂覆区长度之和。选用相同的电池壳体，在容量相同的条件下，负极极片长度不变，进行双错位间歇涂布可减少负极极片厚度，进一步减少裸电芯的厚度，进而降低群裕度，因此电池C2与C2’相比群裕度降低了3.1％。

群裕度是指电池实际内部截面积与最大内部截面积的比例，也就是填充率。即，将电芯横向切开，其中卷绕式电芯中各种物质的截面积与电池壳体内径包含的面积的比值，可以表征卷绕式电芯的入壳的困难程度、电芯充电膨胀后对壳体的压力等。群裕度的计算方式有两种，分别是：

或一般采用第二种计算方式。

表4

使用双错位间歇涂布的负极极片对容量或群裕度贡献的理论值计算方法见表4。将单层负极极片冷压后，双面区和单面区的厚度差值定义为负极片节省厚度。即与双面区的厚度相比，使用单面涂布后每层负极极片的节省厚度为x。若冷压后负极极片的回弹率为y％，则回弹后每层负极极片节省的厚度为x*(1+y％)，则卷绕后整个裸电芯内圈单面区和外圈单面区共节省厚度为4*x*(1+y％)。若一个电池壳体的壳体总厚度为M，壳体壁厚为m，壳体内裸电芯的个数为N，则所有裸电芯在电池壳体内节约的厚度为N*4x*(1+y％)。

当电池容量保持不变时，则可以节省空间，降低群裕度，群裕度理论降低值为N*4x*(1+y％)/(M-2m)。

当电芯的群裕度不变时，则可以提升电芯的容量，容量理论提升值为：

其中，未使用双错位间歇涂布的负极极片时电芯的容量为R Ah，隔膜厚度为T1mm，正极极片冷压后厚度为T2mm，负极极片冷压后的厚度为T3mm，单位面积正极极片的涂布重量为C.W.g/mm²，单层正极极片的面积为S mm²，正极材料的理论克容量为G mAh/g。

若x＝0.0585，y％＝8％，x*(1+y％)＝0.06，4x*(1+y％)＝0.25272，当N＝2时，按上述公式计算，当电池容量不变时，群裕度理论降低值为2％，当电池群裕度不变，容量理论提升值为4％。当N＝4时，按上述公式计算，当电池容量不变，群裕度理论降低值为4％，当电池群裕度不变，容量理论提升值为8％。

表5

表5为实际测定的容量或群裕度数据。以群裕度一定，N＝2为例，此时群裕度为94.05％；使用连续涂布的负极极片时，电芯的容量值为50.03Ah；使用双错位间歇涂布的负极极片时，电芯的容量值为51.42Ah；对两者做差，得到使用双错位间歇涂布的负极极片对容量的直接贡献值为1.39Ah；用两者的差除以连续涂布的容量值，得到使用双错位间歇涂布的负极极片对容量贡献的百分数为3％。

根据能量计算公式Wh＝Ah(容量)*V(电压)，对于能量密度有两种计算方式：一种是质量能量密度(Wh/kg)，指的是单位质量的电池中所储存的能量。另一种是体积能量密度(Wh/L)，指的是单位体积电池中所储存的能量。如果单位体积里的容量提升了，则能量提升，能量密度也有所提升。由此可知，采用本申请双间歇单面涂布的技术方案，在群裕度不变的情况下，能够提升能量密度。即固定化学参数和机械件设计，可节省部分电池内部空间，在该空间下可以增加裸电芯的层数，电芯容量可提高2％～8％。

反过来，在电芯容量不变的情况下，能够降低群裕度。即固定化学参数和机械件设计，使用单面涂布后裸电芯厚度降低，群裕度可降低2％～4％。

此外，采用本申请提供的极片可提高电芯的安全性。以负极极片采用双错位间歇涂布为例，将该负极极片与隔膜和正极极片层叠制备卷绕式电芯，收尾部分的第二单面涂覆区位于电芯内部，整个电芯的最外层为光亮的铜箔，为穿钉提供保护外壳。当选用的电池壳体材质为铝时，铝质壳体带正电，电芯最外层的铜箔带负电。穿钉过程中，钉子依次通过铝壳和外围裸电芯绝缘保护层，再接触到单面涂覆铜箔的光亮单面时，会有短暂的放电过程。该放电过程会释放部分能量，降低电压，同时减少能量在整个裸电芯上的累积，故对穿钉实验有利，能够提高电芯整体的安全性。

实施例2

实施例1中是将负极极片P1～P11的第一单面涂覆区和第二单面涂覆区的极耳完全切除。虽然能够避免上述区域的极耳在电芯卷绕过程中翻折或夹入极片内，但会导致切除区域附近极片的拉丝、缺口或活性材料脱落。为解决上述问题，本实施例研究了极耳切割轨迹对切割效果的影响。负极极片P12-P20的涂布层厚度、第一单面涂覆区、第二单面涂覆区和双面涂覆区长度与P1相同，极耳高度为20mm，区别在于从第一单面涂覆区和第二单面涂覆区极耳的根部位置起始设定不同高度的切割轨迹，然后沿切割轨迹切除第一单面涂覆区和第二单面涂覆区的极耳，再与正极极片和隔膜层叠制备卷绕式电芯。切割轨迹高度、切割效果和电芯卷绕效果见表6。

表6

由表6可知，只要切除部分极耳，就可以明显改善掉粉情况。切割轨迹设定越高，拉丝性能改善越好。但过长的延伸部又会加剧卷绕后的翻折情况。因此如果将极耳切割轨迹的高度在0.5～1mm的范围内，既能够避免第一单面涂覆区和第二单面涂覆区的极耳在电芯卷绕过程中翻折夹入极片内，又能避免在切割过程中导致的掉粉、拉丝等现象。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种二次电池极片，包括集流体、活性物质层和多个极耳，多个所述极耳沿所述集流体的宽度方向从所述集流体突出，其特征在于，

所述集流体包括双面涂覆区、第一单面涂覆区和第二单面涂覆区，

所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区位于所述集流体相对的两个表面上，且所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区均与所述双面涂覆区邻接，

所述活性物质层设置于所述双面涂覆区的相对的两个表面，以及所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区，

多个所述极耳仅位于所述双面涂覆区。

2.根据权利要求1所述的二次电池极片，其特征在于，沿所述集流体的长度方向，在所述集流体的至少一端设有空箔区。

3.根据权利要求1所述的二次电池极片，其特征在于，沿所述集流体的宽度方向，在所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区设有多个延伸部。

4.根据权利要求3所述的二次电池极片，其特征在于，多个所述延伸部的高度为0.5～1mm。

5.一种二次电池极片的制备方法，其特征在于，至少包括以下步骤：

(1)在集流体的一面上间歇涂布含有活性物质的浆料，并将沿所述集流体的宽度方向上的至少一侧作为用于加工极耳的预留区；活性物质涂覆区的起点分别为a₁～_n，终点分别为b₁～_n，涂覆区之间的距离为N₁～_n，n≥1且n为整数；

(2)在所述集流体的另一面上间歇涂布含有活性物质的浆料，活性物质涂覆区的起点为c₁～_n，终点分别为d₁～_n；沿所述集流体的长度方向，在用于形成一个二次电池极片的长度范围内，a_n与d_n之间的距离为L1并形成第一单面涂覆区，c_n与b_n之间的距离为L2并形成第二单面涂覆区；L1、L2均小于a_n与b_n之间的距离且均小于N_n，b_n和d_n之间的距离为L3并形成双面涂覆区；所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区分别位于所述双面涂覆区的两侧；

(3)在用于加工极耳的预留区内进行多极耳加工，并切除所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区的极耳；

(4)沿集流体宽度方向上，在间歇涂布形成的空箔区进行切割，形成二次电池极片。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，在切除所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区的极耳之前，从所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区极耳的根部位置起始设定切割轨迹，然后沿所述切割轨迹切除所述第一单面涂覆区和所述第二单面涂覆区的极耳。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述切割轨迹的高度为0.5～1mm。

8.一种卷绕式电芯，所述电芯为由隔膜、第一极片和第二极片卷绕而成的扁平状电芯，其特征在于，所述第一极片和/或第二极片为权利要求1至4任一项所述的或权利要求5或6制备得到的二次电池极片。

9.根据权利要求8所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述二次电池极片以所述第一单面涂覆区为起卷位置进行卷绕，卷绕结束时以所述第二单面涂覆区收尾；

在所述扁平状电芯的厚度方向上，所述第二单面涂覆区的末端与所述第二单面涂覆区的起始端重合。

10.如权利要求8或9所述卷绕式电芯的应用，其特征在于，所述电芯用于动力汽车电池。