CN112133877B - 一种极片、卷绕式电池及极片的涂布方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种极片、卷绕式电池及极片的涂布方法，其中，所述极片包括集流体以及设置在所述集流体上的涂层，所述涂层上设置有贯穿极片宽度方向的通槽，极耳设置于所述通槽内。通槽中有电解液流动，极耳周围产生的热量可通过通槽里的电解液进行热传导，提高了极耳的散热效率。

Description

一种极片、卷绕式电池及极片的涂布方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种极片、卷绕式电池及极片的涂布方法。
背景技术
锂离子电池生产过程中，正负极极片的制备通常需要采用涂布、辊压、分切、焊接极耳的流程进行。其中，为了方便焊接极耳，在涂布后通常需要对极片进行部分清洗以露出焊接位置。然而，极耳在后续工作过程中周围会产生热量，由于涂层的限制，散热效率较差。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种极片、卷绕式电池及极片的涂布方法，解决了现有技术中极耳散热效率较差的问题。
为了达到上述目的，第一方面，本发明实施例提供一种极片，所述极片包括集流体以及设置在集流体上的涂层，涂层上设置有贯穿所述极片宽度方向的通槽，极耳设置于所述通槽内。
可选的，所述通槽包括相互贯通的第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽内设置有所述极耳；
所述第一凹槽沿第一方向的宽度大于所述第二凹槽沿所述第一方向的宽度，所述第一方向为所述极片的长度方向；所述第一凹槽沿第二方向的宽度小于或者等于所述第二凹槽沿所述第二方向的宽度，所述第二方向为所述极片的宽度方向。
可选的，所述第一凹槽沿第一方向的宽度是所述第二凹槽沿所述第一方向的宽度的1.5倍至4倍。
可选的，所述第一凹槽沿第二方向的宽度是所述第二凹槽沿所述第二方向的宽度的0.1倍至1倍。
第二方面，本发明实施例提供一种卷绕式电池，所述卷绕式电池包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片均为本发明实施例第一方面提供的极片。
第三方面，本发明实施例提供一种极片的涂布方法，包括以下步骤：
在所述涂布设备上放置有极片基材的情况下，将第一胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上，以使所述第一胶纸覆盖所述预设区域内的极耳设置区域；
在粘贴有所述第一胶纸的所述极片基材上涂覆涂层；
在所述极片基材上涂覆有涂层的情况下，将所述第一胶纸撕除；
其中，所述预设区域贯穿所述极片基材的宽度方向。
可选的，所述极片基材可分切为平行排列的N条子极片基材，每一所述子极片基材的长度沿第一方向延伸，每一所述子极片基材的宽度沿第二方向延伸，每一所述子极片基材上设有一个所述预设区域，N个所述预设区域在所述第二方向上呈一条直线，每一所述预设区域包括极耳设置区域和非极耳设置区域；所述第一胶纸包括M个第二胶纸，所述第二胶纸包括覆盖极耳的部分和连接部分；
在所述将第一胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上之前，所述方法还包括：
根据每一所述预设区域的尺寸，确定每一所述第二胶纸的尺寸，其中，所述极耳设置区域的尺寸与所述覆盖极耳的部分的尺寸对应，所述非极耳设置区域的尺寸和所述连接部分的尺寸对应；
根据每一所述第二胶纸的尺寸，形成所述第一胶纸；
其中，N、M均为大于或者等于1的整数，M小于或者等于N。
可选的，所述将第一胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上，包括：
根据所述N个预设区域的位置，对所述M个第二胶纸的位置进行校准，以使一个所述第二胶纸至少对准一个所述预设区域；
根据所述M个第二胶纸的位置，将所述第一胶纸粘贴至所述极片基材的所述N个预设区域上。
可选的，所述覆盖极耳的部分沿所述第一方向的宽度是所述连接部分沿所述第一方向的宽度的1.5倍至4倍；所述覆盖极耳的部分沿所述第二方向的宽度是所述连接部分沿所述第二方向的宽度的0.1倍至1倍。
可选的，所述第一胶纸包括覆盖所述涂层基材的第一侧面和背向所述涂层基材的第二侧面，所述第一侧面具有粘性，所述第二侧面不具有粘性。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明实施例提供的一种极片、卷绕式电池及极片的涂布方法，其中，所述极片包括集流体以及设置在所述集流体上的涂层，所述涂层上设置有贯穿极片宽度方向的通槽，极耳设置于所述通槽内。通槽中有电解液流动，极耳周围产生的热量可通过通槽里的电解液进行热传导，提高了极耳的散热效率。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的极片的结构示意图；
图2为本发明一实施例提供的极片的涂布方法的流程示意图；
图3为本发明一实施例提供的极片的涂布方法的示意图之一；
图4为本发明一实施例提供的极片的涂布方法的示意图之二；
图5为本发明一实施例提供的极片的涂布方法的示意图之三；
图6为本发明一实施例提供的极片基材的结构示意图之一；
图7为本发明一实施例提供的第一胶纸的结构示意图；
图8为本发明一实施例提供的极片基材的结构示意图之二。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图1，图1是本发明实施例提供的一种极片100。
如图1所示，极片100包括集流体(图中未示出)以及设置在所述集流体上的涂层110。涂层110上设置有贯穿极片100宽度方向的通槽120，极耳(图中未示出)设置于通槽120内。
本发明实施例中，极片100的涂层110上开设有设置有贯穿极片100宽度方向的通槽120。在应用极片100的电池中，电解液可在通槽120中流动，极耳在工作时产生的热量可通过电解液进行热传导，从极片100的宽度方向的一侧传导至另一侧实现散热。由于电解液的热导率大于涂层110的热导率，相比现有技术中通过涂层110进行热传导，本发明实施例中的极片结构，通过通槽120内的电解液进行热传导，使得极耳的散热效率提高。
可选的，如图1所示，通槽120包括相互贯通的第一凹槽121和第二凹槽122，第一凹槽121内设置有所述极耳；
第一凹槽121沿第一方向的宽度大于第二凹槽122沿所述第一方向的宽度，所述第一方向为极片100的长度方向；第一凹槽121沿第二方向的宽度小于或者等于第二凹槽122沿所述第二方向的宽度，所述第二方向为极片100的宽度方向。
本实施例中，通槽120由靠近极片100第一侧的第一凹槽121和靠近极片100第二侧的第二凹槽122贯通形成，第一凹槽121用于设置所述极耳，第二凹槽用于贯通形成通槽120。其中，极片100的第一侧可以理解为图1所示的上侧，极片100的第二侧可以理解为图1所示的下侧。
由于第一凹槽121和第二凹槽122的面积不能过大，否则会使得涂层110的面积过小而造成极片100较大的能量损失。本实施例中，为了便于焊接极耳，设置沿第一方向宽度较大的第一凹槽121；为了形成贯穿的通槽120且通槽120的面积尽量小，设置沿第一方向宽度较小的第二凹槽122。其中，第一方向为极片100的长度方向，可以理解为如图1所示的水平方向，第二方向为极片100的宽度方向，可以理解为如图1所示的垂直方向。
进一步的，第一凹槽121沿第一方向的宽度是第二凹槽122沿所述第一方向的宽度的1.5倍至4倍。
进一步的，第一凹槽121沿第二方向的宽度是第二凹槽122沿所述第二方向的宽度的0.1倍至1倍。
综上所述，本发明实施例提供的极片100，包括集流体以及设置在所述集流体上的涂层110。涂层110上设置有贯穿极片100宽度方向的通槽120，极耳设置于通槽120内。通槽120中有电解液流动，极耳周围产生的热量可通过通槽120里的电解液进行热传导，提高了极耳的散热效率。
本发明实施例还提供的一种卷绕式电池，包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片均为如图1所示实施例提供的极片100，所述卷绕式电池的电芯由所述正极极片、隔膜片、所述负极极片以及隔膜片依次层叠卷绕而成。
需要说明的是，本发明实施例中，所述卷绕式电池包括如图1所示实施例提供的极片100的全部技术特征，且可实现如图1所示实施例提供的极片100的全部技术效果，为避免重复，在此不再赘述。
请参见图2，图2是本发明实施例提供的一种极片的涂布方法的流程图。
如图2所示，所述极片的涂布方法包括：
步骤201、在所述涂布设备上放置有极片基材的情况下，将第一胶纸粘贴至所述极片基材的预设区域上，以使所述第一胶纸覆盖所述预设区域内的极耳设置区域；
步骤202、在粘贴有所述第一胶纸的所述极片基材上涂覆涂层；
步骤203、在所述极片基材上涂覆有涂层的情况下，将所述第一胶纸撕除；
其中，所述预设区域贯穿所述极片基材的宽度方向。
锂离子电池生产过程中，正负极极片的制备通常需要采用涂布、辊压、分切、焊接极耳的流程进行。而STP结构电池，因其极耳位置特殊，现有技术中，为了方便焊接极耳，通常采用在对极片进行涂布后，通过机械刮除极耳焊接位上的涂膏的方式，或者通过激光清洗极耳焊接位的涂膏的方式，以露出焊接位置进行焊接。然而上述方式刮除和清洗的强度难以控制，容易对极片造成损伤，极片的成品率较低。
本发明实施例中，在极片涂布之前，可将第一胶纸粘贴至极片基材上的预设区域。其中，所述极片基材为集流体，所述预设区域内包括用于设置极耳的区域。当第一胶纸粘贴至所述预设区域时，第一胶纸可覆盖上述极耳设置区域。这样，在涂布过程中，由于所述第一胶纸的覆盖，预设区域上不会附着有涂膏涂料。在极片整体涂布完成后，由于涂膏涂料具有一定的厚度，撕除第一胶纸后，极片基材的预设区域处可形成一凹槽，极耳即可设置于上述凹槽中。上述过程可以为极片预留出焊接极耳的区域，且不会对极片基材的集流体造成损伤。
此外，所述预设区域贯穿极片基材的宽度方向，即，在涂布完成之后，极片基材上对应所述预设区域的位置可形成有一通槽，极耳可设置于所述通槽内。之后将极片应用于电池中时，电解液可在所述通槽中流动，极耳在工作时产生的热量可通过电解液进行热传导。由于电解液的热导率大于涂层的热导率，通过所述通槽内的电解液进行热传导，可以提高极耳的散热效率。
具体实施中，可先根据预设区域的形状和尺寸，对应设计第一胶纸的形状和尺寸。第一胶纸可选用低粘度，且厚度较薄的胶纸，这样，在撕除第一胶纸时，不会由于粘度较大而使所述第一胶纸部分残留于极片基材上。
如图3所示，在涂布设备上放置有极片基材130的情况下，将第一胶纸200粘贴至极片基材130的预设区域上，之后将贴好第一胶纸200的极片基材130通过涂布机头300进行涂布。如图4所示，涂布完成后，第一胶纸200和极片基材130上均附着有涂膏涂料形成的涂层110。此时，将第一胶纸200撕下，如图5所示，第一胶纸覆盖的预设区域即可形成通槽120，后续可将极耳设置于通槽120中。
本发明实施例中，在所述涂布设备上放置有极片基材的情况下，将第一胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上，以使所述第一胶纸覆盖所述预设区域内的极耳设置区域；在粘贴有所述第一胶纸的所述极片基材上涂覆涂层；在所述极片基材上涂覆有涂层的情况下，将所述第一胶纸撕除。通过第一胶纸覆盖极耳基材，涂布后撕除即可形成设置极耳的通槽，无需对涂布后的极片进行清洗，避免对极片造成损伤，提高了极片的成品率；此外，所述通槽内的电解液可对极耳产生的热量进行热传导，提高了极耳的散热效率。
在一种实施方式中，在涂布完成后，撕除第一胶纸之前，还可对所述极片进行辊压处理，具体辊压处理的工艺可参照现有技术的方法，在此不再赘述。
可选的，所述极片基材可分切为平行排列的N条子极片基材，每一所述子极片基材的长度沿第一方向延伸，每一所述子极片基材的宽度沿第二方向延伸，每一所述子极片基材上设有一个所述预设区域，N个所述预设区域在所述第二方向上呈一条直线，每一所述预设区域包括极耳设置区域和非极耳设置区域；所述第一胶纸包括M个第二胶纸，所述第二胶纸包括覆盖极耳的部分和连接部分；
在所述将第一胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上之前，所述方法还包括：
根据每一所述预设区域的尺寸，确定每一所述第二胶纸的尺寸，其中，所述极耳设置区域的尺寸与所述覆盖极耳的部分的尺寸对应，所述非极耳设置区域的尺寸和所述连接部分的尺寸对应；
根据每一所述第二胶纸的尺寸，形成所述第一胶纸；
其中，N、M均为大于或者等于1的整数，M小于或者等于N。
本实施例中，为了提高极片的生产效率，可同时进行多条极片的涂布。具体的，可对宽度较大的极片基材进行涂布形成整块的极片后，再将其分切为均匀的多条子极片，并进行后续的卷绕生产。
示例性的，如图6所示，极片基材130包括平行排列的4条子极片131，每一子极片131的长度沿第一方向延伸，第一方向可以理解为如图6所示的水平方向，每一子极片131的宽度沿第二方向延伸，第二方向可以理解为如图6所示的垂直方向。每一子极片上均可设置有一个预设区域，4个预设区域的位置在第二方向上呈一条直线。
本实施例中，每一所述预设区域包括极耳设置区域和非极耳设置区域，对应的，所述第一胶纸包括M个第二胶纸，所述第二胶纸包括覆盖极耳的部分和连接部分。其中，覆盖极耳的部分可根据极耳的型号、形状和尺寸进行对应设计，而连接部分可以是简单的条形，在此不作具体限定。
在一种实施方式中，所述预设区域的面积不能过大，对应的第一胶纸的使用面积也尽量较小，基于此，所述非极耳设置区域在第二方向上的宽度小于所述极耳设置区域在第二方向上的宽度，对应的，所述连接部分在第二方向上的宽度小于所述覆盖极耳的部分在第二方向上的宽度。这样，以形成第一胶纸的形状和尺寸。
示例性的，如图5所示，所述预设区域包括宽度较宽的极耳设置区域，和宽度较窄的非极耳设置区域，如图7所示，第一胶纸200包括3个覆盖极耳的部分210和连接部分220。
进一步的，所述将第一胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上，包括：
根据所述N个预设区域的位置，对所述M个第二胶纸的位置进行校准，以使一个所述第二胶纸至少对准一个所述预设区域；
根据所述M个第二胶纸的位置，将所述第一胶纸粘贴至所述极片基材的所述N个预设区域上。
本实施例中，第一胶纸的第二胶纸的数量M可以小于或者等于子极片(预设区域)的数量N，在对第一胶纸进行校准时，可将一个第二胶纸的部分或者全部对准一个预设区域。
在一种实施方式中，第一胶纸200可设计为如图7所示的形状，并将其应用于如图6所示的极片基材130上。示例性的，可根据第一胶纸的中心轴线对准4个预设区域的连线，两头的第二胶纸可对应覆盖两侧的两条子极片，而中部的第二胶纸可同时覆盖中部的两条子极片的预设区域，在涂布完成并且撕除第一胶纸后，即可形成如图8所示的极片，将其均匀分切，即可形成如图1所示的极片100。若极片基材可被分切为5条子极片，对应的形成第一胶纸时，可仅设计4个第二胶纸；以此类推，若极片基材可被分切为N条子极片，对应的形成第一胶纸时，可仅设计N-1个第二胶纸。
可选的，所述覆盖极耳的部分沿所述第一方向的宽度是所述连接部分沿所述第一方向的宽度的1.5倍至4倍；所述覆盖极耳的部分沿所述第二方向的宽度是所述连接部分沿所述第二方向的宽度的0.1倍至1倍。
可选的，所述第一胶纸包括覆盖所述涂层基材的第一侧面和背向所述涂层基材的第二侧面，所述第一侧面具有粘性，所述第二侧面不具有粘性。
本实施例中，所述第一胶纸的第一侧面具有粘性，可以粘贴至极片基材上以覆盖设置极耳的区域，并在涂布过程中不会翻起或者掉落；而所述第一胶纸的第二侧面不具有粘性，在涂布完成后，覆盖至第一胶纸上的涂膏涂料还可以刮下二次利用，提高了涂膏涂料的利用效率。
综上所述，本发明实施例提供一种极片的涂布方法，包括：在所述涂布设备上放置有极片基材的情况下，将第一胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上，以使所述第一胶纸覆盖所述预设区域内的极耳设置区域；在粘贴有所述第一胶纸的所述极片基材上涂覆涂层；在所述极片基材上涂覆有涂层的情况下，将所述第一胶纸撕除。通过第一胶纸覆盖极耳基材，涂布后撕除即可形成设置极耳的通槽，无需对涂布后的极片进行清洗，避免对极片造成损伤，提高了极片的成品率；此外，所述通槽内的电解液可对极耳产生的热量进行热传导，提高了极耳的散热效率。
需要说明的是，本发明实施例中介绍的多种可选的实施方式，彼此可以相互结合实现，也可以单独实现，对此本发明实施例不作限定。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以及特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本发明的限制。此外，“第一”、“第二”仅由于描述目的，且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上述实施例是参考附图来描述的，其他不同的形式和实施例也是可行而不偏离本发明的原理，因此，本发明不应被建构成为在此所提出实施例的限制。更确切地说，这些实施例被提供以使得本发明会是完善又完整，且会将本发明范围传达给本领域技术人员。在附图中，组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定实施例目的，并无意成为限制用。术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时，表示所述特征、整数、构件及/或组件的存在，但不排除一或更多其它特征、整数、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示，陈述时，一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。
以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于极片涂布工艺的胶纸，能够同时加工N条集流体，胶纸在涂布完成后，被撕下；其特征在于，
所述胶纸包括M个第二胶纸，所述第二胶纸包括覆盖极耳的部分和连接部分，覆盖极耳的部分通过连接部分连接；
胶纸被撕下后，集流体上被覆盖极耳的部分粘贴的区域，设置极耳，
集流体上被连接部分粘贴的区域，不设置极耳，
其中，N、M均为大于或者等于1的整数，M小于或者等于N。
2.一种极片，其特征在于，由权利要求1所述的胶纸经过涂布而成，所述极片包括集流体以及设置在集流体上的涂层，涂层上胶纸粘贴过的部分形成有贯穿所述极片宽度方向的通槽，极耳设置于所述通槽内。
3.根据权利要求2所述的极片，其特征在于，所述通槽包括相互贯通的第一凹槽和第二凹槽，被覆盖极耳的部分粘贴过的区域形成第一凹槽，被连接部分粘贴过的区域形成第二凹槽，所述第一凹槽内设置有所述极耳；
所述第一凹槽沿第一方向的宽度大于所述第二凹槽沿所述第一方向的宽度，所述第一方向为所述极片的长度方向；所述第一凹槽沿第二方向的宽度小于或者等于所述第二凹槽沿所述第二方向的宽度，所述第二方向为所述极片的宽度方向。
4.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述第一凹槽沿第一方向的宽度是所述第二凹槽沿所述第一方向的宽度的1.5倍至4倍。
5.根据权利要求3所述的极片，其特征在于，所述第一凹槽沿第二方向的宽度是所述第二凹槽沿所述第二方向的宽度的0.1倍至1倍。
6.一种卷绕式电池，其特征在于，所述卷绕式电池包括正极极片和负极极片，所述正极极片和所述负极极片均为权利要求2至5任一项所述的极片。
7.一种极片的涂布方法，采用权利要求1所述的胶纸，其特征在于，包括以下步骤：
在涂布设备上放置有极片基材的情况下，将胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上，以使所述胶纸覆盖所述预设区域内的极耳设置区域；
在粘贴有所述胶纸的所述极片基材上涂覆涂层；
在所述极片基材上涂覆有涂层的情况下，将所述胶纸撕除；
其中，所述预设区域贯穿所述极片基材的宽度方向。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述极片基材可分切为平行排列的N条子极片基材，每一所述子极片基材的长度沿第一方向延伸，每一所述子极片基材的宽度沿第二方向延伸，每一所述子极片基材上设有一个所述预设区域，N个所述预设区域在所述第二方向上呈一条直线，每一所述预设区域包括极耳设置区域和非极耳设置区域；
在所述将胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上之前，所述方法还包括：
根据每一所述预设区域的尺寸，确定每一所述第二胶纸的尺寸，其中，所述极耳设置区域的尺寸与所述覆盖极耳的部分的尺寸对应，所述非极耳设置区域的尺寸与所述连接部分的尺寸对应；
根据每一所述第二胶纸的尺寸，形成所述胶纸。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述将胶纸粘贴至所述极片基材上的预设区域上，包括：
根据N个所述预设区域的位置，对所述M个第二胶纸的位置进行校准，以使一个所述第二胶纸至少对准一个所述预设区域；
根据所述M个第二胶纸的位置，将所述胶纸粘贴至所述极片基材的N个所述预设区域上。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述覆盖极耳的部分沿所述第一方向的宽度是所述连接部分沿所述第一方向的宽度的1.5倍至4倍；所述覆盖极耳的部分沿所述第二方向的宽度是所述连接部分沿所述第二方向的宽度的0.1倍至1倍。
11.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述胶纸包括覆盖所述极片基材的第一侧面和背向所述极片基材的第二侧面，所述第一侧面具有粘性，所述第二侧面不具有粘性。
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