CN111564637A - 一种极片及其制备方法和锂离子电池 - Google Patents

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CN111564637A CN202010424013.7A CN202010424013A CN111564637A CN 111564637 A CN111564637 A CN 111564637A CN 202010424013 A CN202010424013 A CN 202010424013A CN 111564637 A CN111564637 A CN 111564637A
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Abstract

本发明提供一种极片及其制备方法和锂离子电池。所述极片包括集流体、电极膜层和防塌边层，所述电极膜层位于集流体上，所述防塌边层位于集流体上和/或电极膜层上。所述制备方法包括：在集流体上涂覆电极膜层，进行防塌边层制备，得到所述极片。本发明提供的极片中，防塌边层可以有效对集流体边缘起到支撑作用，减少由于极片边缘塌边造成的极耳模切异常以及卷绕过程中极耳翻折问题。

Description

一种极片及其制备方法和锂离子电池
技术领域
本发明属于电池技术领域，涉及一种极片及其制备方法和锂离子电池。
背景技术
随着电动汽车的不断普及以及电动汽车对续航里程需求的不断提升，锂离子动力电池的能量密度越做越高。为了追求更高的能量密度，锂离子电池的集流体也做得越来越薄。集流体越薄，也就相应的越软，这样会带来生产过程中的难度，例如在涂覆过程中，膜片边缘未涂覆的空箔区就会存在下塌问题，并且未涂覆的空箔区越大，下塌也就越严重。
对于要采用极耳成型工艺生产的电芯来说，空箔区下塌不但影响生产，还好造成成型的极耳在卷绕或者叠片过程中被折叠到阴阳极极片中，引发内短路风险。
CN100357057A公开了改善锂离子方形电池负极耳焊接强度的方法，该方案中，锂离子方形电池的电池盖上固定有分别与电池极组的正极片和负极片相连的正极柱和负极柱，负极柱长度为10～16mm，采用超声焊方法将正极耳焊接在电池盖板上(即正极)，利用电阻焊将负极耳焊接在负极柱上，先焊接正极耳，再焊接负极耳。采用先焊接正极耳再焊接负极耳的焊接顺序，消除了超声焊法焊接正极耳的震动对负极耳焊接强度的影响，由于加长了负极柱，使负极耳的焊接位置得以保证。
CN205159413U公开了一种高强度锂电池极耳，包括锂电池本体和极耳，所述电池本体的内部上侧设有内电极，所述内电极与极耳连接，所述极耳包括连接柱，所述连接柱与锂电池本体的上部贯穿，所述连接柱的上部固定连接有导电弹簧，所述导电弹簧的上部与连接金属片固定连接。
CN208580803U公开了一种铅酸蓄电池用高强度极板，包括极板本体和极耳，极板本体包括板栅和涂覆于板栅表面的活性物质层，所述板栅包括板栅边框、设置在板栅边框上边框的极耳和固定在板栅边框内的板栅条，所述极耳底部与上框筋连接处两侧设有加强筋，加强筋延极耳向上框筋两侧递减高度形成斜面呈三角形结构，所述板栅边框为圆角矩形结构，其对应的四个圆角内分别设置有加强筋条，加强筋条包括与圆角构成扇形结构的L型筋条和与L型筋条端点处连接的斜向筋条。
虽然上述方法采用种种方法以提高极片强度，但是都无法有效解决使用薄基材时由于极片边缘下塌而造成的极耳模切不良率高以及卷绕时极耳翻折的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足，本发明的目的在于提供一种极片及其制备方法和锂离子电池。本发明提供的极片解决了由于极片边缘下塌而造成的极耳模切不良率高以及卷绕时极耳翻折问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种极片，所述极片包括集流体、电极膜层和防塌边层，所述电极膜层位于集流体上，所述防塌边层位于集流体上和/或电极膜层上。
本发明中，通过设置防塌边层，可以起到支撑极片边缘空箔区(即用于制备极耳的区域，该区域不含任何涂层)的作用，进而解决由于极片边缘下塌而造成的极耳模切不良率高以及卷绕时极耳翻折问题。
本发明中，防塌边层可以位于集流体上，也可以位于电极膜层上，还可以既位于集流体上，防塌边层的边缘还延伸到电极膜层上。
本发明中，防塌边涂层可以为涂层，其颜色不限，如可以为黑色、灰色、白色、黄色、绿色等，也可以是无色透明的。
以下作为本发明优选的技术方案，但不作为对本发明提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。
作为本发明优选的技术方案，所述电极膜层和防塌边层均位于集流体上，所述电极膜层的一边与防塌边层的一边相接。
即，电极膜层和防塌边层紧挨着。
优选地，所述防塌边层位于电极膜层上，所述防塌边层的一边与电极膜层的一边对齐。
即，防塌边层位于电极膜层的一个边上。
优选地，所述防塌边层一部分位于集流体上，其余部分位于电极膜层上。
即，一个防塌边层位于集流体和电极膜层的交界处，且一部分位于于集流体上，其余部分位于电极膜层上。
优选地，所述集流体的至少一边为空箔区，所述空箔区上不设有防塌边层和电极膜层。
本发明中，所述空箔区上没有任何附加的材料层，空箔区的用途是用来制备极耳。因此，防塌边层应该是靠近或紧邻空箔区的。
优选地，所述空箔区与防塌边层的距离不大于所述空箔区与电极膜层的距离。
即空箔区更靠近防塌边层，或者至少空箔区距离防塌边层的距离与距离电极膜层的距离相同。所述距离，是指空箔区边缘的不同位置与防塌边层或电极膜层的距离中数值最小的那个距离值。
优选地，所述电极膜层和防塌边层均位于集流体的一面或所述电极膜层和防塌边层均位于集流体的两面。
优选地，所述防塌边层为连续的或间断的。
即，防塌边层可以连续涂覆在极片边缘，也可以间歇涂覆在极片边缘。
作为本发明优选的技术方案，所述集流体包括铜箔和/或铝箔。
本发明中，集流体可以为打孔的集流体，也可以为未打孔的集流体。
优选地，所述集流体的厚度为2μm-20μm，例如2μm、4μm、6μm、8μm、10μm、12μm、14μm、16μm、18μm或20μm等。在该厚度范围内，集流体可以更加轻薄，而这也可以更加凸显本发明采用的添加防塌边层的重大意义，因为轻薄的集流体更容易出现由于极片边缘下塌而造成的极耳模切不良率高以及卷绕时极耳翻折的问题。
优选地，所述电极膜层包括电极活性物质。所述电极膜层还可以包括导电剂和/或粘结剂。
优选地，所述极片为正极片或负极片。即，13.防塌边涂层可以涂覆/在正极极片，也可以涂覆/在负极极片，也可以同时涂覆/在正极和负极极片上。
作为本发明优选的技术方案，所述防塌边层的厚度为1-300μm，例如1μm、5μm、10μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm或300μm等，优选为30-150μm。本发明中，如果防塌边涂层的厚度过厚，会导致防塌边涂层的厚度远超过膜片厚度，从而造成涂布鼓边；如果防塌边涂层的厚度过薄，会导致无法起到防塌边的效果或者效果不明显。
优选地，所述防塌边层的宽度为1mm-20mm，例如1mm、2mm、3mm、5mm、10mm、12mm、15mm、20mm、等。本发明中，所述宽度主要是针对规则多边形的，所述宽度是指涂布时的TD方向，涂布走带方向是MD方向，垂直于MD的方向就是TD方向。
优选地，所述防塌边层为无孔层或多孔层。
优选地，所述防塌边层为多孔层，所述孔为圆形、椭圆、方形、三角形、多边形或不规则形状中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述防塌边层为多孔层，所述孔为通孔和/或半通孔。
作为本发明优选的技术方案，所述防塌边层中包括导体、半导体、绝缘体或正温度系数材料中任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述防塌边层中包括聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸钠、丁苯橡胶、聚醚酰亚胺、羧甲基纤维素、丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚丙烯、聚乙烯、二氧化硅、碳化硅、钛酸钡、氧化钛或氧化钒中的任意一种或至少两种的组合。上述材料是防塌边层的基体材料，可以是熔融后的材料，也可以是微小的颗粒，例如上述偏聚氟乙烯即可是熔融后的，主要起到粘结剂作用。
优选地，所述防塌边层中还包括颗粒。这里的颗粒是指粒径比较大的材料，能直接观测到大颗粒的存在，可起到填充物的作用。
优选地，所述颗粒包括聚偏氟乙烯颗粒、氧化铝颗粒、勃姆石颗粒、氧化硅颗粒、氧化钒颗粒、氮化硅颗粒或碳化硅颗粒中的任意一种或至少两种的组合。
优选地，所述颗粒的粒径为0.1-100μm，例如0.1μm、5μm、10μm、50μm、75μm或100μm等。
第二方面，本发明提供一种如第一方面所述极片的制备方法，所述方法包括以下步骤：
在集流体上涂覆电极膜层，进行防塌边层制备，得到所述极片。
本发明提供的制备方法操作简单，可以比较容易地制备出第一方面所述的极片。
作为本发明优选的技术方案，所述进行防塌边层制备的方法包括涂覆、喷涂、溅射、镀膜或沉积中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述进行防塌边层制备的方法包括将防塌边层的原料制备成浆料后进行涂覆。
作为本发明优选的技术方案，所述进行防塌边层制备的方法还包括阳极氧化、喷砂、等离子处理、加热辊处理或激光处理中的任意一种或至少两种的组合。这些方法是用来制备氧化层的，其中阳极氧化和喷砂可以用于制备正极集流体氧化层，离子处理、加热辊处理和激光处理可用来制备负极集流体氧化层。
作为本发明所述制备方法的进一步优选技术方案，所述方法包括以下步骤：
在集流体上涂覆电极膜层，进行防塌边层制备，得到所述极片；其中，所述防塌边层制备的方法包括涂覆、喷涂、溅射、镀膜或沉积中的任意一种或至少两种的组合；所述防塌边层中包括氧化物时，所述防塌边层制备的方法还包括阳极氧化、喷砂、等离子处理、加热辊处理或激光处理中的任意一种或至少两种的组合以进行氧化。
第三方面，本发明提供一种锂离子电池，所述锂离子电池包含如第一方面所述的极片。
与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的极片中，防塌边层可以有效对集流体边缘起到支撑作用，减少由于极片边缘塌边造成的极耳模切异常以及卷绕过程中极耳翻折问题。本发明提供的极片，其极耳模切异常率在0.9％以下，卷绕极耳翻折率在2.1％以下。
(2)本发明提供的制备方法操作简单，可以比较容易地制备出本发明所述的极片。
附图说明
图1为实施例1提供的极片的俯视示意图；
图2为实施例1提供的极片的侧视示意图；
图3为实施例1提供的极片制备出极耳后的俯视示意图；
图4为实施例4提供的极片的侧视示意图；
图5为实施例5提供的极片的侧视示意图；
图6为实施例6提供的极片的俯视示意图；
其中，1-集流体，2-防塌边层，3-电极膜层，4-极耳，图中的W显示的是防塌边层的宽度。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。
实施例1
本实施例按照如下方法制备极片：
正极：
(1)以三元材料作为正极活性材料，以炭黑作为导电剂，以聚偏氟乙烯作为粘结剂，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，再将上述材料按照正极材料：炭黑：聚偏氟乙烯＝96:2.5:1.5搅拌混合均匀形成固含量为70％的正极浆料；
(2)将PVDF与NMP按照1:20的比例混合，制成PVDF溶液；
(3)将正极浆料连续涂布在厚度为9μm的正极集流体表面，形成宽度为宽165mm，厚度为155μm的膜区；PVDF溶液涂覆在集流体表面紧邻膜区的位置，形成厚度为10μm，宽度为15mm的防塌边涂层；
(4)将涂覆好的膜片经过烘干、辊压、模切、分条制备成正极极片。
负极：
(1)以石墨作为负极活性物质，以丁苯橡胶作为粘结剂，炭黑作为导电剂，羧甲基纤维素钠作为分散剂，以蒸馏水作为溶剂，将上述原料按照石墨：丁苯橡胶：炭黑：羧甲基纤维素钠＝96:1.5:1.5:1搅拌混合均匀，形成固含量为45％的负极浆料；
(2)将负极浆料涂布在厚度为4.5μm负极集流体铜箔表面，形成宽度为175mm，厚度为120μm的膜区；PVDF溶液涂覆在集流体表面紧邻膜区的位置，形成厚度为10μm，宽度为15μm的连续防塌边涂层；
(3)将涂覆号的膜片经干燥、辊压、模切、分条制备成负极极片。
图1为本实施例提供的极片的俯视示意图如图1所示，集流体1上没有被电极膜层3和防塌边层2覆盖的区域为空箔区，用于制备极耳。
图2为本实施例提供的极片的侧视示意图，可以看出，集流体1的两面均涂布有电极膜层3和防塌边层2，且集流体1的每一面上防塌边层2与电极膜层3相接，图中的W代表了防塌边层的宽度(本实施例中，对于正极，W＝15mm；对于负极，W＝15μm)。
图3为本实施例的极片在制备出极耳4之后的俯视示意图，极耳4由空箔区模切得到。
图1、图2和图3均适用于实施例1的正极和负极的结构。
本实施例制备的正极极片由集流体1、电极膜层3和防塌边层2组成，所述防塌边层2和电极膜层3均位于集流体1上，且集流体1的两面均有防塌边层2和电极膜层3，集流体1同一面上的电极膜层3与防塌边层2有一边相接，集流体1上没有被电极膜层3和防塌边层2覆盖的区域为空箔区，用于制备极耳4。防塌边层2是连续的。防塌边层2的宽度W为15mm，厚度为30μm。防塌边层2无孔。防塌边层2主要由PVDF组成。正极集流体1为铝箔，其厚度为12μm。
本实施例制备的负极极片由集流体1、电极膜层3和防塌边层2组成，所述防塌边层2和电极膜层3均位于集流体1上，且集流体1的两面均有防塌边层2和电极膜层3，集流体1同一面上的电极膜层3与防塌边层2有一边相接，集流体1上没有被电极膜层3和防塌边层2覆盖的区域为空箔区，用于制备极耳4。防塌边层2是连续的。防塌边层2的宽度W为15mm，厚度为40μm。防塌边层2无孔。防塌边层2主要由PVDF组成。负极集流体1为铜箔，其厚度为6μm。
本实施例还提供一种将上述极片制备成锂离子电池的方法，其具体方法为：
将根据前述工艺制备好的正极极片与负极极片通过模切工艺形成极耳后与隔离膜按照：负极-隔膜-正极-隔膜的方式通过卷绕卷成裸电芯；将完成卷绕的裸电芯热压后与顶盖外壳装配并焊接在一起完成电芯装配。最后，电芯经过注液、化成、排气、封口等工艺完成电芯制作，即得到锂离子电池。
本实施例提供的极片的测试结果见表1。
实施例2
本实施例按照如下方法制备极片：
负极：
(1)以石墨作为负极活性物质，以丁苯橡胶作为粘结剂，炭黑作为导电剂，羧甲基纤维素钠作为分散剂，以蒸馏水作为溶剂，将上述原料按照石墨：丁苯橡胶：炭黑：羧甲基纤维素钠＝96.5:1.5:1:1搅拌混合均匀，形成固含量为45％的负极浆料；
(2)将PVDF、SP、Al2O3按照70:1:29的比例与NMP混合，制成固含量为20％的PVDF和Al2O3混合溶液；
(3)将负极浆料涂布在负极集流体铜箔表面形成宽度为175mm，厚度为130μm的膜片，将PVDF和Al2O3混合溶液涂覆在集流体表面紧邻膜区的位置，形成厚度为10μm，宽度为15mm的防塌边涂层；
(4)将上述得到的负极膜片经干燥、辊压、模切、分条制备成负极极片。
本实施例的负极极片结构参照实施例1的负极极片，本实施例制备的负极极片由集流体1、电极膜层3和防塌边层2组成，所述防塌边层2和电极膜层3均位于集流体1上，且集流体1的两面均有防塌边层2和电极膜层3，集流体1同一面上的电极膜层3与防塌边层2有一边相接，集流体1上没有被电极膜层3和防塌边层2覆盖的区域为空箔区，用于制备极耳4。防塌边层2是连续的。防塌边层2的宽度W为15mm，厚度为10μm。防塌边层2多孔结构。防塌边层2主要由PVDF和Al2O3组成。负极集流体1为铜箔，其厚度为6μm。
本实施例还提供一种将上述极片制备成锂离子电池的方法，其具体方法为：
(1)以三元材料作为正极活性材料，以炭黑作为导电剂，以聚偏氟乙烯作为粘结剂，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，再将上述材料按照正极材料：炭黑：聚偏氟乙烯＝97:1.5:1.5搅拌混合均匀形成固含量为70％的正极浆料；
(2)将正极浆料连续涂布在厚度为12μm的正极集流体铝箔两面，形成宽度为165mm，厚度为200μm的膜区；
(3)将涂覆好的膜片经过烘干、辊压、模切、分条制备成正极极片；
(4)将根据前述工艺制备好的正极极片与负极极片通过模切工艺形成极耳后与隔离膜按照：负极-隔膜-正极-隔膜的方式通过卷绕卷成裸电芯；
(5)将完成卷绕的裸电芯热压后与顶盖外壳装配并焊接在一起完成电芯装配。最后，电芯经过注液、化成、排气、封口等工艺完成电芯制作，即得到锂离子电池。
本实施例提供的极片的测试结果见表1。
实施例3
本实施例按照如下方法制备极片：
负极：
(1)以石墨作为负极活性物质，以丁苯橡胶作为粘结剂，炭黑作为导电剂，羧甲基纤维素钠作为分散剂，以蒸馏水作为溶剂，将上述原料按照石墨：丁苯橡胶：炭黑：羧甲基纤维素钠＝96.5:1.5:1:1搅拌混合均匀，形成固含量为45％的负极浆料；
(2)将负极浆料涂布在厚度为6μm的负极集流体铜箔表面形成宽度为175mm，厚度为130μm的膜片，
(3)将PP熔融，并通过喷涂的方法，喷涂在负极膜区与空箔材取交界位置的空箔材侧，宽度为12mm，喷涂厚度为10μm；
(4)将负极浆料涂布在负极集流体铜箔的两面，经干燥、辊压、模切、分条制备成负极极片。
本实施例的负极极片结构参照实施例1的负极极片，本实施例制备的负极极片由集流体1、电极膜层3和防塌边层2组成，所述防塌边层2和电极膜层3均位于集流体1上，且集流体1的两面均有防塌边层2和电极膜层3，集流体1同一面上的电极膜层3与防塌边层2有一边相接，集流体1上没有被电极膜层3和防塌边层2覆盖的区域为空箔区，用于制备极耳4。防塌边层2是连续的。防塌边层2的宽度W为12mm，厚度为10μm。防塌边层2无孔。防塌边层2主要由PP组成。负极集流体1为铜箔，其厚度为4.5μm。
本实施例还提供一种将上述极片制备成锂离子电池的方法，其具体方法为：
(1)以三元材料作为正极活性材料，以炭黑作为导电剂，以聚偏氟乙烯作为粘结剂，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，再将上述材料按照正极材料：炭黑：聚偏氟乙烯＝97:1.5:1.5搅拌混合均匀形成固含量为70％的正极浆料；
(2)将正极浆料连续涂布在厚度为12μm的正极集流体铝箔两面，形成宽度为165mm，厚度为200μm的膜区；
(3)将涂覆好的膜片经过烘干、辊压、模切、分条制备成正极极片；
(4)将根据前述工艺制备好的正极极片与负极极片通过模切工艺形成极耳后与隔离膜按照：负极-隔膜-正极-隔膜的方式通过卷绕卷成裸电芯；
(5)将完成卷绕的裸电芯热压后与顶盖外壳装配并焊接在一起完成电芯装配。最后，电芯经过注液、化成、排气、封口等工艺完成电芯制作，即得到锂离子电池。
本实施例提供的极片的测试结果见表1。
实施例4
本实施例按照如下方法制备极片：
正极：
(1)以三元材料作为正极活性材料，以炭黑作为导电剂，以聚偏氟乙烯作为粘结剂，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，再将上述材料按照正极材料：炭黑：聚偏氟乙烯＝96:2.5:1.5搅拌混合均匀形成固含量为70％的正极浆料；
(2)将PVDF、勃姆石颗粒(粒度为1-100μm)与NMP按照1:1:20的比例混合，制成PVDF和勃姆石混合溶液；
(3)将正极浆料连续涂布在厚度为9μm的正极集流体表面，形成宽度为宽165mm，厚度为155μm的电极膜区；PVDF和勃姆石溶液涂覆在电极膜区紧邻空箔区的位置，形成厚度为100μm，宽度为10mm的防塌边涂层；
(4)将涂覆好的膜片经过烘干、辊压、模切、分条制备成正极极片。
如图4所示，本实施例制备的正极极片由集流体1、电极膜层3和防塌边层2组成，所述电极膜层3均位于集流体1上，所述防塌边层2位于电极膜层3上，且集流体1的两面均有防塌边层2和电极膜层3，集流体1同一面上的电极膜层3与防塌边层2有一边对齐，集流体1上没有被电极膜层3覆盖的区域为空箔区，用于制备极耳4。防塌边层2是连续的。防塌边层2的宽度W为10mm，厚度为100μm。防塌边层有孔，且包括通孔和半通孔，孔形状主要为圆形和椭圆形。防塌边层2主要由PVDF和勃姆石颗粒组成。正极集流体1为铝箔，其厚度为10μm。
本实施例还提供一种将上述极片制备成锂离子电池的方法，其具体方法为：
(1)以石墨作为负极活性物质，以丁苯橡胶作为粘结剂，炭黑作为导电剂，羧甲基纤维素钠作为分散剂，以蒸馏水作为溶剂，将上述原料按照石墨：丁苯橡胶：炭黑：羧甲基纤维素钠＝96.5:1.5:1:1搅拌混合均匀，形成固含量为45％的负极浆料；
(2)将负极浆料涂布在厚度为6μm的负极集流体铜箔两面形成宽度为175mm，厚度为130μm的膜片，经干燥、辊压、模切、分条制备成负极极片。
(3)将根据前述工艺制备好的正极极片与负极极片通过模切工艺形成极耳后与隔离膜按照：负极-隔膜-正极-隔膜的方式通过卷绕卷成裸电芯；
(4)将完成卷绕的裸电芯热压后与顶盖外壳装配并焊接在一起完成电芯装配。最后，电芯经过注液、化成、排气、封口等工艺完成电芯制作，即得到锂离子电池。
本实施例提供的极片的测试结果见表1。
实施例5
本实施例按照如下方法制备极片：
正极：
(1)以三元材料作为正极活性材料，以炭黑作为导电剂，以聚偏氟乙烯作为粘结剂，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，再将上述材料按照正极材料：炭黑：聚偏氟乙烯＝96:2.5:1.5搅拌混合均匀形成固含量为70％的正极浆料；
(2)将PVDF、氮化硅颗粒(粒度为0.1-50μm)与NMP按照1:2:20的比例混合，制成PVDF和氮化硅混合溶液；
(3)将正极浆料连续涂布在厚度为9μm的正极集流体的一面，形成宽度为宽165mm，厚度为155μm的膜区；PVDF和氮化硅溶液涂覆在空箔区紧邻膜区的位置，并且PVDF和氮化硅溶液的边缘延伸至膜区上，形成厚度为300μm，宽度为12mm的防塌边涂层；
(4)将涂覆好的膜片经过烘干、辊压、模切、分条制备成正极极片。
如图5所示，本实施例制备的正极极片由集流体1、电极膜层3和防塌边层2组成，所述电极膜层3均位于集流体1上，所述防塌边层2位于集流体1和电极膜层3上，且集流体1的仅由一面有防塌边层2和电极膜层3，集流体1上没有被电极膜层3和防塌边层2覆盖的区域为空箔区，用于制备极耳4。防塌边层2是连续的。防塌边层2的宽度W为12mm，厚度为300μm。防塌边层有孔，且包括通孔和半通孔，孔形状主要为圆形、椭圆形和多边形。防塌边层2主要由PVDF和氮化硅颗粒组成。正极集流体1为铝箔，其厚度为10μm。
按照实施例4的方法用本实施例制备的正极极片制备成锂离子电池。
本实施例提供的极片的测试结果见表1。
实施例6
本实施例按照如下方法制备极片：
负极：
参考实施例的负极制备方法，区别在于，步骤(2)中防塌边涂层不是连续的，而是有两个间断位置，由三部分防塌边层组成，相邻两部分防塌边层之间的间距为1mm。
如图6所示，本实施例制备的负极极片由集流体1、电极膜层3和防塌边层2组成，所述防塌边层2和电极膜层3均位于集流体1上，且集流体1的两面均有防塌边层2和电极膜层3，集流体1同一面上的电极膜层3与防塌边层2有一边相接，集流体1上没有被电极膜层3和防塌边层2覆盖的区域为空箔区，用于制备极耳4。防塌边层2是间断的，由三部分组成，相邻两部分之间的间距为1mm。防塌边层2的宽度W为15μm，厚度为10μm。防塌边层2无孔。防塌边层2主要由PVDF组成。负极集流体1为铜箔，其厚度为12μm。
按照实施例2的方法用本实施例制备的负极极片制备成锂离子电池。
本实施例提供的极片的测试结果见表1。
对比例1
本对比例提供的正极和负极除了均没有使用防塌边层之外，其他材料和结构分别与实施例1的正极和负极相同。
本对比例提供的极片的测试结果见表1。
对比例2
本对比例提供的负极除了均没有使用防塌边层之外，其他材料和结构分别与实施例2的负极相同。
本对比例提供的极片的测试结果见表1。
对比例3
本对比例提供的负极除了均没有使用防塌边层之外，其他材料和结构分别与实施例3的负极相同。
本对比例提供的极片的测试结果见表1。
测试方法：
在电芯中试线上进行各实施例和对比例的电芯生产，统计模切异常以及极耳翻折率，对每一种极片统计10000个样品。其中，极耳模切异常是指模切时初选切不断或者极耳模切过程中受损的情况。卷绕机而翻折率是指卷绕过程中极耳翻折并且卷入裸电芯内的概率。
测试结果如下表所示：
表1
Figure BDA0002497992490000161
Figure BDA0002497992490000171
综合上述实施例和对比例可知，实施例采用防塌边层，可以有效对集流体边缘起到支撑作用，减少由于极片边缘塌边造成的极耳模切异常以及卷绕过程中极耳翻折问题。
对比例1、2和3均没有使用防塌边层，使得其极耳模切异常率和卷绕极耳翻折率明显高于实施例的结果。
申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种极片，其特征在于，所述极片包括集流体、电极膜层和防塌边层，所述电极膜层位于集流体上，所述防塌边层位于集流体上和/或电极膜层上。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述电极膜层和防塌边层均位于集流体上，所述电极膜层的一边与防塌边层的一边相接；
优选地，所述防塌边层位于电极膜层上，所述防塌边层的一边与电极膜层的一边对齐；
优选地，所述防塌边层一部分位于集流体上，其余部分位于电极膜层上；
优选地，所述集流体的至少一边为空箔区，所述空箔区上不设有防塌边层和电极膜层；
优选地，所述电极膜层和防塌边层均位于集流体的一面或所述电极膜层和防塌边层均位于集流体的两面；
优选地，所述防塌边层为连续的或间断的。
3.根据权利要求1或2所述的极片，其特征在于，所述集流体包括铜箔和/或铝箔；
优选地，所述集流体的厚度为2μm-20μm；
优选地，所述电极膜层包括电极活性物质；
优选地，所述极片为正极片或负极片。
4.根据权利要求1-3任一项所述的极片，其特征在于，所述防塌边层的厚度为1-300μm，优选为10-100μm；
优选地，所述防塌边层的宽度为1mm-20mm，优选为3mm-12mm；
优选地，所述防塌边层为无孔层或多孔层；
优选地，所述防塌边层为多孔层，所述孔为圆形、椭圆、方形、三角形、多边形或不规则形状中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述防塌边层为多孔层，所述孔为通孔和/或半通孔。
5.根据权利要求1-4任一项所述的极片，其特征在于，所述防塌边层中包括导体、半导体、绝缘体或正温度系数材料中任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述防塌边层中包括聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯酸钠、丁苯橡胶、聚醚酰亚胺、羧甲基纤维素、丙烯酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚丙烯、聚乙烯、二氧化硅、碳化硅、钛酸钡、氧化钛或氧化钒中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述防塌边层中还包括颗粒；
优选地，所述颗粒包括聚偏氟乙烯颗粒、氧化铝颗粒、勃姆石颗粒、氧化硅颗粒、氧化钒颗粒、氮化硅颗粒或碳化硅颗粒中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述颗粒的粒径为0.1μm-100μm。
6.如权利要求1-5任一项所述极片的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在集流体上涂覆电极膜层，进行防塌边层制备，得到所述极片。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述进行防塌边层制备的方法包括涂覆、喷涂、溅射、镀膜或沉积中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述进行防塌边层制备的方法包括将防塌边层的原料制备成浆料后进行涂覆。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，所述进行防塌边层制备的方法还包括阳极氧化、喷砂、等离子处理、加热辊处理或激光处理中的任意一种或至少两种的组合。
9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
在集流体上涂覆电极膜层，进行防塌边层制备，得到所述极片；其中，所述防塌边层制备的方法包括涂覆、喷涂、溅射、镀膜或沉积中的任意一种或至少两种的组合；所述防塌边层中包括氧化物时，所述防塌边层制备的方法还包括阳极氧化、喷砂、等离子处理、加热辊处理或激光处理中的任意一种或至少两种的组合以进行氧化。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包含如权利要求1-5任一项所述的极片。
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