CN112635774A - 一种纽扣电池用极片、纽扣电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种纽扣电池用极片，包括：集流体，包括邻接设置的涂覆区和空箔区，所述空箔区设置有可展开的褶皱；活性物质层，设置于所述涂覆区的至少一表面；极耳，与所述空箔区连接。本发明在集流体空箔区设置有可展开的褶皱，如此设置，在纽扣电池的卷芯充电膨胀的过程中，卷芯最外层极片集流体空箔区的褶皱有一定的延展空间，能够避免卷芯最外层极片由于拉扯应力发生断裂，也降低了大内阻不良率和0电压不良率。

Description

一种纽扣电池用极片、纽扣电池及其制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种纽扣电池用极片、纽扣电池及其制备方法。
背景技术
锂离子电池因其自身放电平台电压高，自放电小，能量密度高，无记忆效应，绿色环保等特性，成为当今重要的供电装置，广泛应用于各类电子设备和交通工具当中。
随着便携式设备的逐步增多，锂离子电池的尺寸要求越来越小，纽扣型锂离子电池便是专门应用于这类应用而生。纽扣电池指的是外形为圆型或类圆形，形似纽扣的一类小尺寸锂离子电池，主要可分为钢壳纽扣电池和软包纽扣电池。软包纽扣电池相比于钢壳纽扣电池，具有防爆炸，安全性高，尺寸灵活多变，广泛应用于TWS(True Wireless Stereo)真正无线立体声耳机和智能穿戴产品等领域。
传统纽扣电池受其尺寸限制，正负极片一般很窄，极片抗拉强度普遍很低，而电池在充电过程中，极片的厚度会增大，卷芯会发生膨胀，由于极耳位置被软包铝塑膜束缚住，极耳不能发生位移，膨胀过程中电芯外圈极片在膨胀应力的拉扯下极易发生断裂，从而造成电芯大内阻或0电压不良。
鉴于此，确有必要提供一种技术方案以解决上述技术问题。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种纽扣电池用极片，能够避免卷芯最外层极片由于拉扯应力发生断裂，也降低了大内阻不良率和0电压不良率。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种纽扣电池用极片，包括：
集流体，包括邻接设置的涂覆区和空箔区，所述空箔区设置有可展开的褶皱；
活性物质层，设置于所述涂覆区的至少一表面；
极耳，与所述空箔区连接。
作为本发明所述的纽扣电池用极片的一种改进，所述可展开的褶皱由空箔区集流体折弯和/或挤压而成。其中，可展开的褶皱的形成方式包括但不限于折弯和/或挤压，只要能将集流体空箔区形成一定褶皱，为极片提供一定的延展空间即可。
作为本发明所述的纽扣电池用极片的一种改进，所述褶皱的数量为至少一个。褶皱的数量不作限制，只要在卷芯膨胀时能够提供足够的延展空间即可。
作为本发明所述的纽扣电池用极片的一种改进，所述集流体为铝箔，所述活性物质层为正极活性物质层；或所述集流体为铜箔，所述活性物质层为负极活性物质层。正极活性物质层由正极活性物质浆料烘干后形成，正极活性物质浆料包括镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂或钴酸锂正极活性物质，还包括导电剂和粘结剂。负极活性物质层由负极活性物质浆料烘干后形成，负极活性物质浆料包括石墨、硬碳、软碳或掺硅材料负极活性物质，还包括导电剂和粘结剂。
作为本发明所述的纽扣电池用极片的一种改进，所述铝箔的至少一表面还设置有导电涂层；所述铜箔的至少一表面还设置有所述导电涂层。涂覆有导电涂层的铝箔也叫做涂层铝箔，涂覆有导电涂层的铜箔也叫做涂层铜箔，导电涂层能够提高极片的附着力，减少粘结剂的使用量，相当于增加了活性物质的量，即增加了电池的能量密度，提高了电池的电性能。
本发明的目的之二在于，提供一种纽扣电池，包括第一包装膜、第二包装膜以及封装于所述第一包装膜和所述第二包装膜之间的卷绕式裸电芯，所述卷绕式裸电芯包括说明书前文任一项所述的纽扣电池用极片。
作为本发明所述的纽扣电池的一种改进，所述卷绕式裸电芯由正极片、负极片以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜以同一圆心螺旋卷绕而成，所述正极片和/或所述负极片为说明书前文任一项所述的纽扣电池用极片，所述空箔区设置于所述纽扣电池用极片的卷绕末端。
作为本发明所述的纽扣电池的一种改进，所述极耳沿所述第一包装膜和所述第二包装膜贴合的缝隙引出，所述第一包装膜和所述第二包装膜贴合的边缘通过热熔封装。
本发明的目的之三在于，提供一种纽扣电池的制备方法，包括以下操作：
在集流体涂覆区的表面涂覆活性物质浆料，辊压后将极耳固定连接于集流体空箔区，得到极片；
挤压和/或折弯所述集流体空箔区以形成可展开的褶皱；
卷绕所述极片和隔膜，形成以所述集流体空箔区为卷绕末端的卷绕式裸电芯；
将所述卷绕式裸电芯设置于第一包装膜和第二包装膜之间，将所述极耳从所述第一包装膜和所述第二包装膜贴合的缝隙引出，热熔封装所述第一包装膜和所述第二包装膜，得到纽扣电池。
作为本发明所述的纽扣电池的制备方法的一种改进，所述褶皱通过人工和/或机器挤压和/或折弯所述集流体空箔区形成。
相比于现有技术，本发明至少具有以下有益效果：本发明提供了一种纽扣电池用极片，包括：集流体，包括邻接设置的涂覆区和空箔区，所述空箔区设置有可展开的褶皱；活性物质层，设置于所述涂覆区的至少一表面；极耳，与所述空箔区连接。
本发明在集流体空箔区设置有可展开的褶皱，如此设置，在纽扣电池的卷芯充电膨胀的过程中，卷芯最外层极片集流体空箔区的褶皱有一定的延展空间，能够避免卷芯最外层极片由于拉扯应力发生断裂，也降低了大内阻不良率和0电压不良率。
附图说明
图1是实施例1中纽扣电池用极片的结构示意图。
图2是实施例1中纽扣电池用极片的截面图。
图3是实施例2中纽扣电池用极片的截面图。
图4是实施例3中纽扣电池的结构示意图。
图5是对比例1中纽扣电池的结构示意图。
其中：1-集流体、11-涂覆区、12-空箔区、2-活性物质层、3-极耳、4-褶皱。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的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、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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相连，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1～2所示，本实施例提供一种纽扣电池用极片，包括：
集流体1，包括邻接设置的涂覆区11和空箔区12，空箔区12设置有可展开的褶皱4；
活性物质层2，设置于涂覆区11的至少一表面；
极耳3，与空箔区12连接。
进一步的，可展开的褶皱4由空箔区12集流体1通过设备折弯而成。其中，可展开的褶皱4的形成方式包括但不限于折弯和/或挤压，只要能将集流体1空箔区12形成一定褶皱4，为极片提供一定的延展空间即可。
进一步的，褶皱4的数量为至少一个。褶皱4的数量不作限制，只要在卷芯膨胀时能够提供足够的延展空间即可。
进一步的，集流体1为铝箔，活性物质层2为正极活性物质层2，极耳3为铝极耳。正极活性物质层2由正极活性物质浆料烘干后形成，正极活性物质浆料包括磷酸铁锂正极活性物质，还包括导电剂和粘结剂。
进一步的，铝箔的两表面还设置有导电涂层，导电涂层包括导电碳。
实施例2
如图3所示，本实施例提供一种纽扣电池用极片，与实施例1不同的是，
可展开的褶皱4由空箔区12集流体1通过人工挤压而成。
集流体1为铜箔，活性物质层2为负极活性物质层2，极耳3为镍极耳。负极活性物质层2由负极活性物质浆料烘干后形成，负极活性物质浆料包括石墨、负极活性物质，还包括导电剂和粘结剂。
进一步的，铜箔的两表面还设置有导电涂层，导电涂层包括导电碳。
实施例3
如图4所示，本实施例提供一种纽扣电池，包括第一包装膜、第二包装膜以及封装于第一包装膜和第二包装膜之间的卷绕式裸电芯；
进一步的，卷绕式裸电芯由正极片、负极片以及设置于正极片和负极片之间的隔膜以同一圆心螺旋卷绕而成，正极片为实施例1中的纽扣电池用极片，负极片为实施例2中的纽扣电池用极片，空箔区12设置于纽扣电池用极片的卷绕末端。
进一步的，极耳3沿第一包装膜和第二包装膜贴合的缝隙引出，第一包装膜和第二包装膜贴合的边缘通过热熔封装。
该纽扣电池的制备方法，包括以下操作：
分别制备正极活性物质浆料和负极活性物质浆料，在集流体1涂覆区11的表面涂覆活性物质浆料，辊压后分条，将极耳3固定连接于集流体1空箔区12，分别得到正极片和负极片；其中，极耳3通过激光焊接在空箔区12的表面。
挤压和/或折弯集流体1空箔区12以形成可展开的褶皱4；
将正极片、隔膜和负极片依次排列后以同一圆心螺旋卷绕，形成以集流体1空箔区12为卷绕末端的卷绕式裸电芯；
将卷绕式裸电芯设置于第一包装膜和第二包装膜之间，将极耳3从第一包装膜和第二包装膜贴合的缝隙引出，热熔封装第一包装膜和第二包装膜，将极耳3沿第一包装膜和第二包装膜的外边缘折弯，得到纽扣电池。
其中，褶皱4通过人工和/或机器挤压和/或折弯集流体1空箔区12形成。
对比例1
如图5所示，本对比例提供一种纽扣电池，与实施例3不同的是，极片上不设置有可展开的褶皱4。
其余与实施例3相同，这里不再赘述。
将实施例3和对比例1的纽扣电池分别制备10000个，统计0电压不良率和大内阻不良率，测试结果如表1。
表1
Figure BDA0002857600120000061
Figure BDA0002857600120000071
从表1可以看出，本发明在集流体1空箔区12设置有可展开的褶皱4，如此设置，在纽扣电池的卷芯充电膨胀的过程中，即使极耳3被封装的第一包装膜和第二包装膜固定住，卷芯最外层极片集流体1空箔区12的褶皱4有一定的延展空间，能够避免卷芯最外层极片由于拉扯应力发生断裂，也降低了大内阻不良率和0电压不良率。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种纽扣电池用极片，其特征在于，包括：
集流体，包括邻接设置的涂覆区和空箔区，所述空箔区设置有可展开的褶皱；
活性物质层，设置于所述涂覆区的至少一表面；
极耳，与所述空箔区连接。
2.根据权利要求1所述的纽扣电池用极片，其特征在于，所述可展开的褶皱由空箔区集流体折弯和/或挤压而成。
3.根据权利要求1所述的纽扣电池用极片，其特征在于，所述褶皱的数量为至少一个。
4.根据权利要求1所述的纽扣电池用极片，其特征在于，所述集流体为铝箔，所述活性物质层为正极活性物质层；或所述集流体为铜箔，所述活性物质层为负极活性物质层。
5.根据权利要求4所述的纽扣电池用极片，其特征在于，所述铝箔的至少一表面还设置有导电涂层；所述铜箔的至少一表面还设置有所述导电涂层。
6.一种纽扣电池，其特征在于，包括第一包装膜、第二包装膜以及封装于所述第一包装膜和所述第二包装膜之间的卷绕式裸电芯，所述卷绕式裸电芯包括如权利要求1～5任一项所述纽扣电池用极片。
7.根据权利要求6所述的纽扣电池，其特征在于，所述卷绕式裸电芯由正极片、负极片以及设置于所述正极片和所述负极片之间的隔膜以同一圆心螺旋卷绕而成，所述正极片和/或所述负极片为权利要求1～5任一项所述的纽扣电池用极片，所述空箔区设置于所述纽扣电池用极片的卷绕末端。
8.根据权利要求6所述的纽扣电池，其特征在于，所述极耳沿所述第一包装膜和所述第二包装膜贴合的缝隙引出，所述第一包装膜和所述第二包装膜贴合的边缘通过热熔封装。
9.一种纽扣电池的制备方法，其特征在于，包括以下操作：
在集流体涂覆区的表面涂覆活性物质浆料，辊压后将极耳固定连接于集流体空箔区，得到极片；
挤压和/或折弯所述集流体空箔区以形成可展开的褶皱；
卷绕所述极片和隔膜，形成以所述集流体空箔区为卷绕末端的卷绕式裸电芯；
将所述卷绕式裸电芯设置于第一包装膜和第二包装膜之间，将所述极耳从所述第一包装膜和所述第二包装膜贴合的缝隙引出，热熔封装所述第一包装膜和所述第二包装膜，得到纽扣电池。
10.根据权利要求9所述的纽扣电池的制备方法，其特征在于，所述褶皱通过人工和/或机器挤压和/或折弯所述集流体空箔区形成。
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