CN113725475B - 一种改善锂离子电池负极片第一折痕处掉粉现象的方法 - Google Patents

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Abstract

针对卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片位于单面敷料层的第一折折痕及其附近区域的敷料容易出现掉粉的现象，本发明提供了一种改善锂离子电池负极片第一折痕处掉粉现象的方法，包括增加敷料层的长度使第一折痕同时落在两层敷料层之内，或用薄型胶粘带将第一折折痕覆盖。本发明可明显改善卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片位于单面敷料层的第一折折痕及其附近区域的敷料的掉粉现象。

Description

一种改善锂离子电池负极片第一折痕处掉粉现象的方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及到一种改善锂离子电池负极片第一折痕处掉粉现象的方法。
背景技术
锂离子电池工作电压高，能量密度大，使用寿命长，自放电小，无记忆效应，安全性能好，无污染，现已广泛应用于汽车船舶、笔记本电脑、手机、摄像机、电动车、移动电源、蓝牙耳机、医疗设备、军工和航天等领域。
卷绕式软包装锂离子电池制造过程一般要依次经过配料、涂布、极片辊压、极片烘烤、卷绕、卷芯压芯短路测试、封装、电芯烘烤、注液、注液后搁置、高温夹具化成、化成后搁置、抽气、老化等工序。
当卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片的第一折折痕位于单面敷料层时，存在以下情况：在负极片辊压工序，第一折折痕所在的单面敷料层的压实密度往往较双面敷料层小，因此第一折痕处的附着力较双面敷料层小；在卷绕后的压芯短路测试时，受到压力作用的卷芯的第一折折痕处因为过渡弧长较后续折痕小、弯折严重而容易出现粉料掉落的现象；在高温夹具化成时受到压力作用的卷芯的第一折折痕处也因为过渡弧长过小、弯折严重而容易出现粉料掉落的现象；在充放电使用过程中，由于受到电解液的嵌入溶胀和侵蚀等作用，卷芯的第一折折痕处也更容易出现粉料掉落现象。
当卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片的第一折折痕处出现掉粉现象后，掉落的粉料可能刺破正、负极片之间的隔离膜而使电芯内部出现局部短路，出现掉粉现象的第一折折痕处也容易发生较为严重的锂枝晶析出现象，进而使电芯自放电加快，安全性能、倍率性能下降，严重时引发热失控造成安全事故。
发明内容
针对卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片的第一折折痕位于单面敷料层时容易出现掉粉而降低电池性能的情况，本发明提供了一种改善锂离子电池负极片第一折痕处掉粉现象的方法，可明显改善卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片第一折痕处容易出现的掉粉现象。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种改善锂离子电池负极片第一折痕处掉粉现象的方法，所述锂离子电池为卷绕式软包装结构，所述锂离子电池负极片含一层集流体和两层敷料层，敷料层1和敷料层2分别在集流体3的两个敷料面上，所述负极片为错位结构，所述错位结构负极片头部上下各有一未进行敷料的空箔区A和空箔区B，空箔区A的长度大于空箔区B的长度，所述负极片第一折痕位于空箔区A内并位于敷料层1内，所述第一折痕的长度等于负极片的宽度，所述方法包括：
方法一：在保持涂布极片总长不变下，将敷料层2的长度增加，使卷绕时负极片第一折痕同时落在敷料层1和敷料层2之内；
方法二：在空箔区A内用薄型胶粘带将第一折痕覆盖，薄型胶粘带的长度方向与第一折痕平行。
进一步地，所述负极集流体为铜箔，所述负极敷料层含负极活性物质、增稠剂、粘结剂和导电剂，所述负极活性物质为人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳、硅碳中的一种或几种，所述负极增稠剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂中的一种或两种，所述负极粘结剂为丁苯橡胶、丙烯腈多元共聚物、丙烯酸多元共聚物中的一种或几种，所述负极导电剂为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。
进一步地，方法一中所述的第一折痕与敷料层1和敷料层2的料端边缘的距离均大于3mm。
进一步地，方法二中所述在空箔区A内用薄型胶粘带将第一折痕覆盖后，在与第一折痕垂直方向上，薄型胶粘带的两边缘与第一折痕的距离均大于2mm，第一折痕被薄型胶粘带覆盖部分的长度大于第一折痕长度的80%。
进一步地，方法二中所述薄型胶粘带由基膜层和胶粘剂层组成，基膜层材料为PET（聚对苯二甲酸乙二酯）或PBT（聚对苯二甲酸丁二酯）中的一种，其厚度为15~80μm；胶粘剂层材料为硅胶，其厚度为1~10μm。
本发明的有益效果在于：在保持涂布极片总长不变下，将敷料层2的长度增加，使卷绕时负极片第一折痕同时落在敷料层1和敷料层2之内，如此在负极片辊压时第一折痕所在的敷料的相对较小的压实密度便可得到提高进而增强负极片第一折痕处的附着力，同时也可增加第一折折痕处的过渡弧长，使第一折折痕处弯折的程度降低。在空箔区A内用薄型胶粘带将第一折痕覆盖，可增加第一折折痕处的过渡弧长，使第一折折痕处弯折的程度降低。本发明可明显改善卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片位于单面敷料层的第一折折痕及其附近区域的敷料的掉粉现象。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明比较例1所述卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片极耳一侧沿长度方向的横截面。
图2是本发明实施例1和实施例2所述卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片极耳一侧沿长度方向的横截面。
图3是本发明实施例3所述卷绕式软包装锂离子电池对位结构负极片极耳一侧沿长度方向的横截面。
图4是本发明实施例4和实施例5所述卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片对空箔区A所在的一面的俯视图。
图中：1-敷料层1；2-敷料层2；3-铜箔集流体；4-负极极耳；5-薄型胶粘带；31-第一折痕；32-第二折痕；33-第三折痕；34-第四折痕；A-与敷料层2相接的空箔区；B-与敷料层1相接的空箔区；d-第一折痕31与负极片头部边缘的距离;w-负极片的宽度；L-第一折痕被薄型胶粘带覆盖部分的长度。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步的描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本发明的保护范围有任何的限制作用。
实施例1：
卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片含敷料层1、敷料层2、铜箔集流体3和负极极耳4，负极片的宽度为80mm，敷料层1的长度为1056mm，敷料层2的长度为1030mm，铜箔集流体3的长度为1066mm，负极极耳4的宽度为6mm，A和B为负极片头部没有敷料的空箔区，空箔区A的长度大于空箔区B的长度，空箔区A的长度为36mm，空箔区B的长度为10mm，第一折痕31同时落在敷料层1和敷料层2之内且与负极片头部边缘的距离d为46mm，第一折痕31与敷料层2的料端边缘的距离为10mm，第一折痕31与敷料层1的料端边缘的距离为36mm。
实施例2：
卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片含敷料层1、敷料层2、铜箔集流体3和负极极耳4，负极片的宽度为80mm，敷料层1的长度为1056mm，敷料层2的长度为1040mm，铜箔集流体3的长度为1066mm，负极极耳4的宽度为6mm，A和B为负极片头部没有敷料的空箔区，空箔区A的长度大于空箔区B的长度，空箔区A的长度为26mm，空箔区B的长度为10mm，第一折痕31同时落在敷料层1和敷料层2之内且与负极片头部边缘的距离d为46mm，第一折痕31与敷料层2的料端边缘的距离为20mm，第一折痕31与敷料层1的料端边缘的距离为36mm。
实施例3：
卷绕式软包装锂离子电池对位结构负极片含敷料层1、敷料层2、铜箔集流体3和负极极耳4，负极片的宽度为80mm，敷料层1和敷料层2的长度均为1056mm，铜箔集流体3的长度为1066mm，负极极耳4的宽度为6mm，A和B为负极片头部没有敷料的空箔区，空箔区A和空箔区B的长度均为10mm，第一折痕31同时落在敷料层1和敷料层2之内且与负极片头部边缘的距离d为46mm，第一折痕31与敷料层2、敷料层1的料端边缘的距离均为36mm。
实施例4：
卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片含敷料层1、敷料层2、铜箔集流体3和负极极耳4，负极片的宽度为80mm，敷料层1的长度为1056mm，敷料层2的长度为1010mm，铜箔集流体3的长度为1066mm，负极极耳4的宽度为6mm，A和B为负极片头部没有敷料的空箔区，空箔区A的长度大于空箔区B的长度，空箔区A的长度为56mm，空箔区B的长度为10mm，第一折痕31位于空箔区A内并位于敷料层1内且与负极片头部边缘的距离d为46mm。在空箔区A内用宽度为10mm的薄型胶粘带将第一折痕覆盖，薄型胶粘带的长度方向与第一折痕平行；在与第一折痕垂直方向上，薄型胶粘带的两边缘与第一折痕的距离均为5mm，第一折痕被薄型胶粘带覆盖部分的长度为72mm，薄型胶粘带由基膜层和胶粘剂层组成，基膜层材料为PET（聚对苯二甲酸乙二酯），其厚度为25μm；胶粘剂层材料为硅胶，其厚度为5μm。
实施例5：
卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片含敷料层1、敷料层2、铜箔集流体3和负极极耳4，负极片的宽度为80mm，敷料层1的长度为1056mm，敷料层2的长度为1010mm，铜箔集流体3的长度为1066mm，负极极耳4的宽度为6mm，A和B为负极片头部没有敷料的空箔区，空箔区A的长度大于空箔区B的长度，空箔区A的长度为56mm，空箔区B的长度为10mm，第一折痕31位于空箔区A内并位于敷料层1内且与负极片头部边缘的距离d为46mm。在空箔区A内用宽度为16mm的薄型胶粘带将第一折痕覆盖，薄型胶粘带的长度方向与第一折痕平行；在与第一折痕垂直方向上，薄型胶粘带的两边缘与第一折痕的距离分别为10mm和6mm，第一折痕被薄型胶粘带覆盖部分的长度为80mm亦即第一折痕被薄型胶粘带完全覆盖，薄型胶粘带由基膜层和胶粘剂层组成，基膜层材料为PBT（聚对苯二甲酸丁二酯），其厚度为40μm；胶粘剂层材料为硅胶，其厚度为6μm。
比较例1：
卷绕式软包装锂离子电池错位结构负极片含敷料层1、敷料层2、铜箔集流体3和负极极耳4，负极片的宽度为80mm，敷料层1的长度为1056mm，敷料层2的长度为1010mm，铜箔集流体3的长度为1066mm，负极极耳4的宽度为6mm，A和B为负极片头部没有敷料的空箔区，空箔区A的长度大于空箔区B的长度，空箔区A的长度为56mm，空箔区B的长度为10mm，第一折痕31位于空箔区A内并位于敷料层1内且与负极片头部边缘的距离d为46mm，在空箔区A内的第一折痕处是裸露的铜箔。在卷绕后的压芯短路测试时，受到压力作用的卷芯的第一折折痕处因为过渡弧长较后续折痕小、弯折严重而容易出现粉料掉落的现象；在高温夹具化成时受到压力作用的卷芯的第一折折痕处也因为过渡弧长过小、弯折严重而容易出现粉料掉落的现象；在充放电使用过程中，由于受到电解液的嵌入溶胀和侵蚀等作用，卷芯的第一折折痕处也更容易出现粉料掉落现象。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案范围内。

Claims (3)

1.一种改善锂离子电池负极片第一折痕处掉粉现象的方法，其特征在于，所述锂离子电池为卷绕式软包装结构，所述锂离子电池负极片含一层集流体和两层敷料层，敷料层1和敷料层2分别在集流体3的两个敷料面上，所述负极片为错位结构，所述错位结构负极片头部上下各有一未进行敷料的空箔区A和空箔区B，空箔区A的长度大于空箔区B的长度，所述负极片第一折痕位于空箔区A内并位于敷料层1内，所述第一折痕的长度等于负极片的宽度，所述方法为：
方法一：在保持涂布极片总长不变下，将敷料层2的长度增加，使卷绕时负极片第一折痕同时落在敷料层1和敷料层2之内；
或，
方法二：在空箔区A内用薄型胶粘带将第一折痕覆盖，薄型胶粘带的长度方向与第一折痕平行；所述薄型胶粘带由基膜层和胶粘剂层组成，基膜层材料为PET或PBT中的一种，其厚度为15～80μm；胶粘剂层材料为硅胶，其厚度为1～10μm；
负极片中所述集流体为铜箔，负极片中所述敷料层含负极活性物质、增稠剂、粘结剂和导电剂；
所述负极活性物质为人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳、硅碳中的一种或几种，所述增稠剂为羧甲基纤维素钠、羧甲基纤维素锂中的一种或两种；
所述粘结剂为丁苯橡胶、丙烯腈多元共聚物、丙烯酸多元共聚物中的一种或几种；
所述导电剂为导电炭黑、碳纳米管、石墨烯中的一种或几种。
2.根据权利要求1所述的一种改善锂离子电池负极片第一折痕处掉粉现象的方法，其特征在于，方法一中所述的第一折痕与敷料层1和敷料层2的料端边缘的距离均大于3mm。
3.根据权利要求1所述的一种改善锂离子电池负极片第一折痕处掉粉现象的方法，其特征在于，方法二中所述在空箔区A内用薄型胶粘带将第一折痕覆盖后，在与第一折痕垂直方向上，薄型胶粘带的两边缘与第一折痕的距离均大于2mm，第一折痕被薄型胶粘带覆盖部分的长度大于第一折痕长度的80％。
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