CN116706070A - 电芯极片及其制造方法、电芯结构 - Google Patents

电芯极片及其制造方法、电芯结构 Download PDF

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CN116706070A CN202310795636.9A CN202310795636A CN116706070A CN 116706070 A CN116706070 A CN 116706070A CN 202310795636 A CN202310795636 A CN 202310795636A CN 116706070 A CN116706070 A CN 116706070A
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毛文峰
卢继典
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Guangzhou Juwan Technology Research Co ltd
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Abstract

本发明公开了一种电芯极片及其制造方法、电芯结构，其属于电池技术领域，电芯极片包括集流体、电极浆料层及填充结构，电极浆料层设置于所述集流体上，且所述电极浆料层具有多条胀缝；填充结构填充于所述胀缝中，所述填充结构具有孔隙且能发生弹性变形。本发明能够降低卷芯发生变形的几率，内阻小，循环寿命长，还能够降低电解液的浸润时间、提高电芯结构的制造效率，进而能够提高应用电芯极片的锂离子电池的整体性能。

Description

电芯极片及其制造方法、电芯结构
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯极片及其制造方法、电芯结构。
背景技术
目前，锂离子电池是由正极、负极、隔膜、电解液等组分组成，通过匀浆、涂布、碾压、分切、卷绕、注液、装配、化成等工艺流程，完成电芯制作。电芯能量密度的提升可通过各组分材料克容量、厚度等角度解决。正极方面，能量密度可通过引入高克容量正极材料、提升正极面密度、提升正极压实来达到能量密度需求。需要说明的是，锂离子电池分为硬壳电池和软包电池。
在方形硬壳电池的制造过程中，卷绕工艺凭借其快速的效率被锂电池厂家所广泛使用，正极极片、负极极片、隔膜通过卷绕的方式做成卷芯，然后再通过入壳、注液、化成等操作制作出成品电芯。但是，单卷绕电芯存在一定的弊端。具体地，成品电芯在工作过程中会不断充放电循环，在充放电过程中，正极及负极的电极涂膏会不断地进行脱锂、嵌锂，导致负极极片和正极极片涂膏都会发生一定的膨胀现象。
现有技术中，为了卷芯的成型，卷绕过程中会向极片(正极极片及负极极片)及隔膜内施加一定的预应力或预张力，但是，当极片膨胀时，这种内部应力增加，超过卷芯内部的屈服极限，会导致卷芯发生变形。卷芯变形后，部分正极、负极与隔膜间隔会变大，这种变大的间距会极大的减弱锂离子在正负极之间的传导速率，增加电池内阻。间距大到一定程度还会导致负极极片上析出锂，造成短路、起火等事故，而且会影响电池容量，造成循环跳水等问题。并且，现有技术中的卷芯完全浸润所需的时长较长，存在提升的空间。
因此，亟需一种能解决上述问题的电芯极片及其制造方法、电芯结构。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电芯极片，能够降低卷芯发生变形的几率，能够具有较低的内阻和较长的循环寿命，还能够降低电解液的浸润时间、提高电芯结构的制造效率，进而能够提高应用电芯极片的电芯结构及锂离子电池的整体性能。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
电芯极片，包括：
集流体；
电极浆料层，设置于所述集流体上，且所述电极浆料层具有多条胀缝；
填充结构，填充于所述胀缝中，所述填充结构具有孔隙且能发生弹性变形。
可选地，所述胀缝在所述电极浆料层的厚度方向上的尺寸小于等于电极浆料层的厚度；
优选地，所述胀缝在所述电极浆料层的厚度方向上的尺寸与所述电极浆料层的厚度的比值为0.08:1～1:1；
优选地，所述胀缝沿所述电极浆料层的厚度方向贯穿所述电极浆料层设置，或者，所述胀缝设于所述电极浆料层远离集流体的上部；
优选地，所述填充结构与所述电极浆料层和/或所述集流体连接；
进一步优选地，所述胀缝将所述电极浆料层分隔形成多个浆料块，相邻两个所述浆料块通过位于其间的所述填充结构连接。
可选地，多条胀缝纵横交错设置，沿所述电极浆料层的长度方向延伸的多条胀缝在所述电极浆料层的宽度方向均匀间隔分布；和/或
沿所述电极浆料层的宽度方向延伸的多条胀缝在所述电极浆料层的长度方向均匀间隔分布。
可选地，所述胀缝呈直线状或曲线状，和/或，所述胀缝的宽度为0.1～3mm，和/或，相邻所述胀缝之间的间距为20～250mm。
可选地，至少一个所述电极浆料层上具有所述胀缝；
优选地，所述集流体的上表面和下表面分别设有所述电极浆料层，所述集流体的至少一个表面的电极浆料层具有多条所述胀缝；
进一步优选地，所述集流体的上表面和下表面的所述电极浆料层均具有多条所述胀缝，所述集流体上表面的所述电极浆料层的多条所述胀缝与所述集流体下表面的所述电极浆料层的多条所述胀缝对称设置和/或错开设置。
可选地，所述填充结构呈三维网状或纤维状；
优选地，所述填充结构包括弹性材料；优选为所述填充结构包括高分子弹性材料；
优选地，所述高分子弹性材料为橡胶或高分子粘结剂中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选为聚四氟乙烯、特氟龙、聚偏二氟乙烯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述填充结构的孔隙率为10～80％；
优选地，所述填充结构还包括非弹性材料，所述填充结构中非弹性材料的质量分数低于或等于60％；优选为所述填充结构还包括无机填料；
优选地，所述胀缝中所述填充结构的体积填充率不低于30％，优选为33％～100％。
本发明的另一目的在于提供一种电芯极片的制造方法，能够降低卷芯发生变形的几率，进而能够提高应用电芯极片的锂离子电池的整体性能。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
电芯极片的制造方法，用于制造如上所述的电芯极片，包括如下步骤：
在所述集流体上形成第一浆料层；
对所述第一浆料层开缝处理，以在所述第一浆料层上形成多条胀缝，得到所述电极浆料层；
在所述胀缝中形成填充结构。
可选地，在所述胀缝中形成所述填充结构，包括如下步骤：
在所述胀缝中填入填充物，所述填充物包括溶剂及混合在所述溶剂中的支撑剂；
在形成卷芯后，加热所述卷芯，以使所述溶剂汽化和/或升华，并使所述支撑剂滞留在所述胀缝中，以形成所述填充结构；
优选地，所述溶剂为碳酸乙烯酯、N甲基吡咯烷酮中的任意一种或两者的组合；
优选地，所述填充物中所述溶剂与所述支撑剂的体积比为1:9～8:2。
可选地，对所述第一浆料层开缝处理，以在所述第一浆料层上形成多条胀缝，包括如下步骤：
在形成所述第一浆料层的过程中，采用遮挡物对涂布时的涂料区进行遮挡，涂布完成后，将遮挡物刮刻去除以形成所述胀缝；或者
在所述第一浆料层上雕刻形成所述胀缝；或者
通过冲压成型的方式在所述第一浆料层上冲压形成所述胀缝；或者
对需要形成胀缝的区域高温加热处理，然后将高温加热处理的位置处的第一浆料层去除，以得到所述胀缝。
本发明的又一目的在于提供一种电芯结构，具有较低的变形几率和较高的可靠性。
如上构思，本发明所采用的技术方案是：
电芯结构，包括隔膜、预设极片及一个如上所述的电芯极片，所述预设极片和所述电芯极片通过所述隔膜隔开，且所述预设极片、所述隔膜及所述电芯极片层叠卷绕形成所述电芯结构；或者
所述电芯结构包括隔膜两个如上所述的电芯极片，两个所述电芯极片的极性相反，两个所述电芯极片通过所述隔膜隔开，且所述隔膜及两个所述电芯极片层叠卷绕形成所述电芯结构；
优选地，所述电芯极片为电芯结构的正极极片；
优选地，所述电芯极片为电芯结构的负极极片，且所述电芯结构的正极极片具有与所述胀缝在所述正极极片厚度方向上相对设置的避让缝；
优选地，所述电芯结构包含极性相反的两个电芯极片，两个所述电芯极片上的所述胀缝对称设置和/或错开设置。
本发明的有益效果：
本发明提供的电芯极片及其制造方法、电芯结构，首先，电极浆料层设有多条胀缝，每个胀缝中均填充有具有孔隙的填充结构，由于每个胀缝中均填充有特定的具有孔隙的填充结构，当电极浆料层在电芯结构不断充放电循环过程中膨胀时，会挤压填充结构，使填充结构发生弹性变形，进而通过填充结构吸收电芯极片上的应力，实现了电芯极片上应力的释放，使得电芯极片卷绕成卷芯后，卷芯的内部应力不会超过卷芯的屈服极限，进而防止出现卷芯发生变形的情况，保证了包括电芯极片的电芯结构的质量；其次，胀缝的设计，及胀缝中具有孔隙的填充结构的填充使得电芯极片具有较大的比表面积，可大大提升电解液的浸润速率，进而大大降低电解液的浸润时间，提高电芯结构的制造效率；并且，填充结构的填充有利于加快锂离子的嵌入和迁出速率，使得内阻变化小，进而具有较长的循环寿命，保证了包括电芯极片的电芯结构的质量及整体性能。
附图说明
图1是本发明实施例提供的电芯极片的截面示意图；
图2是本发明实施例提供的电芯极片的俯视图；
图3是本发明实施例提供的显示一种胀缝的电芯极片的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的显示另一种胀缝的电芯极片的结构示意图；
图5是本发明实施例提供的电芯极片的制造方法的流程图；
图6是本发明实施例提供的在集流体上形成电极浆料层后的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的形成胀缝后的结构示意图；
图8是本发明实施例提供的未加热的卷芯的结构示意图；
图9是本发明实施例提供的卷芯的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的在胀缝中形成填充结构的流程图。
图中：
1、集流体；2、电极浆料层；21、胀缝；22、浆料块；3、填充结构；10、电芯极片；20、隔膜；30、负极极片；100、第一浆料层；200、填充物。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
实施例一
本实施例提供了一种电芯极片10，能够降低卷芯发生变形的几率，能够具有较低的内阻和较长的循环寿命，还能够降低电解液的浸润时间、提高电芯结构的制造效率，进而能够提高应用电芯极片10的电芯结构及锂离子电池的整体性能。
如图1和图2所示，电芯极片10包括集流体1、电极浆料层2及填充结构3。
其中，集流体1呈片状，并用于承载电极浆料层2，在一些实施方式中，集流体1的材质可以为铝等金属。
集流体1上设置有电极浆料层2，在一些实施方式中，电极浆料层2可以通过涂布等方式粘结在集流体1上。并且，电极浆料层2具有胀缝21。本实施例中，电极浆料层2可以设有多条胀缝21。
上述填充结构3填充于胀缝21中，即，每条胀缝21中均填充有填充结构3。
并且，填充结构3具有孔隙且能发生弹性变形，具体而言，由于孔隙的存在，使得填充结构3能够在外力的作用下而发生弹性变形，以用于吸收电芯极片10上的应力。当外力消失时，填充结构3能够恢复原状。
可选地，填充结构3的表面可以与电极浆料层2的表面平齐，以使得电芯极片具有较高的平整性。可以理解的是，填充结构3的表面还可以与电极浆料层2的表面不平齐，如低于电极浆料层2的表面，本实施例对此不做限定。
本实施例提供的电芯极片10，电极浆料层2设有多条胀缝21，每个胀缝21中均填充有具有孔隙的填充结构3，由于每个胀缝21中均填充有特定的具有孔隙的填充结构3，当电极浆料层2在电芯结构不断充放电循环过程中膨胀时，会挤压填充结构3，使填充结构3发生弹性变形，进而通过填充结构3吸收电芯极片10上的应力，实现了电芯极片10上应力的释放，使得电芯极片10卷绕成卷芯后，卷芯的内部应力不会超过卷芯的屈服极限，进而防止出现卷芯发生变形的情况，保证了包括电芯极片10的电芯结构的质量；其次，胀缝21的设计，及胀缝21中具有孔隙的填充结构3的填充使得电芯极片具有较大的比表面积，可大大提升电解液的浸润速率，进而大大降低电解液的浸润时间，提高电芯结构的制造效率；并且，填充结构3的填充有利于加快锂离子的嵌入和迁出速率，使得内阻变化小，进而具有较长的循环寿命，保证了包括电芯极片的电芯结构的质量及整体性能。
另外，卷芯不会发生变形，使得电芯结构的电芯极片与隔膜20之间的间隔不会变大，进而不会减弱锂离子在正负极之间的传导速率，保证锂离子电池的内阻不会增加，在一些情况下，内阻还能减小，降低了负极极片上析锂的几率，防止出现锂离子电池短路、起火等事故，保证了锂离子电池的容量。
在一些可选的实施方式中，多条胀缝21相互平行，且沿电极浆料层2的长度方向或宽度方向延伸。在另外一些可选的实施方式中，多条胀缝21纵横交错设置，即，电极浆料层2的长度方向及宽度方向分别设有多条胀缝21，集流体1的长度方向平行于电芯极片10的走带方向。
需要说明的是，胀缝21可以由电极浆料层2的一端延伸至另一端，和/或，胀缝21可以由电极浆料层2的一侧延伸至另一侧。
可选地，电极浆料层2沿长度方向或宽度方向从距离最近端10～30mm开始设计第一条胀缝21。如电极浆料层2沿长度方向或宽度方向从距离最近端10mm开始设计第一条胀缝21，电极浆料层2沿长度方向或宽度方向从距离最近端20mm开始设计第一条胀缝21，电极浆料层2沿长度方向或宽度方向从距离最近端30mm开始设计第一条胀缝21。
需要说明的是，本实施例中的电极浆料层可以为正极浆料层或负极浆料层。
可选地，胀缝21在电极浆料层2的厚度方向上的尺寸小于等于电极浆料层2的厚度。优选地，胀缝21在电极浆料层2的厚度方向上的尺寸与电极浆料层2的厚度的比值为0.08:1～1:1，例如为0.08:1，0.1:1，0.3:1，10:114，0.4:1，0.5:1，0.6:1，0.8:1，1:1等。
于本实施例中，胀缝21由电极浆料层2背离集流体1的表面延伸至电极浆料层2与集流体1接触的表面，也即是，胀缝21沿电极浆料层2的厚度方向贯穿电极浆料层2设置，还即是，胀缝21在电极浆料层2的厚度方向上的尺寸等于电极浆料层2的厚度，使得胀缝21的体积可以较大，便于填充结构3的形成，还便于将填充结构3的体积设置的较大，以具有较好的吸收应力的效果。
在一种可选的实施方式中，填充结构3与电极浆料层2连接，以防止填充结构3掉出胀缝。在另外一种可选的实施方式中，填充结构3与集流体1连接，且填充结构3与电极浆料层2未连接，使得电极浆料层2不会受到填充结构3的拉拽，降低电极浆料层2掉渣的情况，在该种情况中，填充结构3与其两侧的电极浆料层2均存在间隙。在还一种可选的实施方式中，填充结构3与电极浆料层2及集流体1均连接，以进一步降低填充结构3从胀缝中掉落的几率，提高了填充结构3固定的可靠性。
在一些可选的实施方式中，如图2所示，纵横交错的多条胀缝21中，沿电极浆料层2的长度方向延伸的多条胀缝21在电极浆料层2的宽度方向均匀间隔分布，以能够均匀地吸收电芯极片10上的应力及电极浆料层2膨胀时的膨胀力，具有较好的应力吸收效果。类似的，沿电极浆料层2的宽度方向延伸的多条胀缝21在电极浆料层2的长度方向均匀间隔分布。本实施例中，相邻的两条的胀缝21之间的距离可以根据实际情况进行确定。
可选地，如图3所示，胀缝21呈直线状，填充在胀缝21中的填充结构3呈直线条形。胀缝21的宽度根据涂料区域的厚度(即电极浆料层2的厚度)以及后续卷绕过程中裸卷芯的宽度决定，在一些实施方式中，胀缝21的宽度为0.1-3mm(毫米)，例如为0.1mm，0.3mm，0.5mm，0.8mm，1mm，1.5mm，2mm，2.5mm，3mm等。
在一些优选的实施方式中，相邻两个胀缝21之间的间距为20～250mm，例如为50mm，700mm，90mm，100mm，120mm，150mm，160mm，200mm，250mm等。其中，相邻两个胀缝21之间的间距以相邻两个胀缝21的边缘最近距离计算。
可选地，集流体1的至少一个表面具有电极浆料层2。在一些实施方式中，集流体1的一个表面设有电极浆料层2；优选地，如图1和图2所示，集流体1的上表面和下表面分别设有电极浆料层2，每个电极浆料层2上均设有胀缝21，每个胀缝21中均填充有填充结构3。
可选地，集流体1的至少一个表面的电极浆料层2具有多条胀缝21，也即是，可以存在未设置胀缝21的电极浆料层2。
进一步优选地，集流体1的上表面和下表面均设有多条胀缝21，如图7所示，集流体1上表面的电极浆料层2的多条胀缝21与集流体1下表面的电极浆料层2的多条所述胀缝21对称设置，且集流体1为对称面。
在一些可选的实施方式中，集流体1上表面的电极浆料层2的一部分条胀缝21与集流体1下表面的电极浆料层2的一部分条所述胀缝21对称设置，且集流体1为对称面，而集流体1上表面的电极浆料层2的另一部分条胀缝21与集流体1下表面的电极浆料层2的另一部分条所述胀缝21错开设置，具体可以根据实际需要进行调整。
于本实施例中，如图3所示，本实施例中的胀缝21将电极浆料层2分隔形成多个浆料块22，相邻两个所述浆料块22通过位于其间的填充结构3连接，以能够防止电极浆料层2出现掉粉的情况。
可选地，填充结构3呈纤维状，以能够具有较好的支撑效果和吸收应力的效果。并且，呈纤维状的填充结构3，使得电芯结构在进行注液时，可以凭借填充结构3较大的表面以及对电解液的亲和性在一定程度上能加速电解液浸润速率，也即是，借由填充结构3的亲水性提高电解液的浸润速率，进而减少注液后的一次注液静置时间，提高电芯结构的制造效率。
优选地，填充结构3包括弹性材料。并且，优选为填充结构3包括高分子弹性材料。当填充结构3为弹性高分子弹性材料时，弹性高分子弹性材料具有较好的电解液亲和性，可进一步提升电解液的浸润速率，进一步降低电解液的浸润时间，大大提高电芯结构的制造效率。
优选地，高分子弹性材料为橡胶或高分子粘结剂中的任意一种或至少两种的组合。
进一步优选地，高分子弹性材料为聚四氟乙烯、特氟龙、聚偏二氟乙烯中的任意一种或至少两种的组合。在一些实施方式中，高分子弹性材料的材质为聚四氟乙烯；在另外一些实施方式中，高分子弹性材料的材质为特氟龙；在一些实施方式中，高分子弹性材料的材质为聚偏二氟乙烯；在其他一些实施方式中，高分子弹性材料的材质为聚四氟乙烯与特氟龙的混合物，混合比例可以参见现有，如50:50等。由于聚四氟乙烯、特氟龙、聚偏二氟乙烯等高分子弹性材料成本较低，使得电芯极片10不会因增加填充结构3而导致成本增加过多。可进一步提升电解液的浸润速率，进一步降低电解液的浸润时间及提高电芯结构的制造效率。
优选地，填充结构3的孔隙率为10～80％，例如10％，20％，50％，60％，70％，80％等。需要说明的是，填充结构3的孔隙率为孔隙的体积在填充结构3的体积中的占比，填充结构3中的非孔隙部分的体积在填充结构3的体积中的占比为20～90％。高分子弹性材料过多会降低填充结构3的弹性，高分子弹性材料过少会降低吸收应力的效果。
可选地，填充结构3还可以包括非弹性材料，在一些实施例中，填充结构3中非弹性材料的质量分数低于或等于60％，例如2％、5％、10％、20％、40％、60％等，以能够保证填充结构3具有足够的弹性恢复原状。优选为填充结构3还包括无机填料。无机填料为无机物的材料。
进一步可选地，非弹性材料为氧化铝。
可选地，于本实施例中，胀缝21中填充结构3的体积填充率不低于30％，优选为33％～100％，例如为33％，40％，50％，60％，70％，80％，90％，100％。也即是，填充结构3可以不填满胀缝21，即，填充结构3与其一侧或两侧的电极浆料层2之间存在间隙，该间隙能够为电芯极片10的弯折提供空间，以降低电芯极片10的内部应力。填充结构3还可以填满胀缝21，以能够具有更好的支撑效果、吸收应力效果及提高浸润速率的效果。
本实施例提供的电芯极片10，在充放电过程中，凭借胀缝21内的填充结构3能够提供更大的比表面积以使得锂离子更快的从正极活性物质嵌入或嵌出，进而能够减小极化、降低电芯结构的内阻。更为重要的是，在充放电循环多次(循环次数大于500次)，因卷芯中负极极片30嵌锂产生的膨胀内应力、正极极片吸收电解液所发生的膨胀应力均能够被填充结构3吸收，即，填充结构3可以吸收内应力，进而能够阻止电芯结构形成内部弯曲变形，以保障多次循环后的电芯正负极的相对位置不偏移，进而增加电池循环能力。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于胀缝21未贯穿电极浆料层2设置。
具体地，胀缝21在电极浆料层2的厚度方向上的尺寸小于电极浆料层2的厚度，以达到通过填充结构3吸收电芯极片应力的目的的同时，填充结构3的用料可以较少，成本能够较低。
优选地，胀缝21设于电极浆料层2远离集流体1的上部(或表面)。
在本实施例中，填充结构3与电极浆料层2连接，以防止填充结构3掉出胀缝。可选地，填充结构3可以与电极浆料层2的三个面(两个侧面和一个底面)中的至少一个连接。
本实施例中的其他结构均与实施例一相同，且具有相同或相近的有益效果，不再赘述。
实施例三
本实施例与实施例一的区别在于胀缝21的形状有所不同。
具体地，如图4所示，胀缝21呈曲线状，填充在胀缝21中的填充结构3呈曲线条形。当胀缝21为曲线状时，胀缝21可以呈波浪线状，以具有较均匀的吸收应力效果，且具有便于加工的特点。
需要说明的是，多条胀缝21中，可以是部分条胀缝21呈直线状，部分条胀缝21呈曲线状，本实施例对此不作限定。
本实施例中的其他结构均与实施例一相同，且具有相同或相近的有益效果，不再赘述。
实施例四
本实施例与实施例一的区别在于集流体1表面和下表面的胀缝21设置方式不同。
集流体1上表面的电极浆料层2的多条胀缝21与集流体1下表面的电极浆料层2的多条胀缝21错开设置，使得在加工胀缝21时无需上下对齐，降低了胀缝21形成的操作难度，提高了加工胀缝21形成的效率。
本实施例中的其他结构均与实施例一相同，且具有相同或相近的有益效果，不再赘述。
实施例五
本实施例与实施例一的区别在于填充结构3的具体结构有所不同。
于本实施例中，填充结构3呈三维网状，也能够具有较好的支撑效果和吸收应力的效果。并且，呈三维网状的填充结构3，使得电芯结构在进行注液时，可以凭借填充结构3较大的表面以及对电解液的亲和性在一定程度上能加速电解液浸润速率，也即是，借由填充结构3的亲水性提高电解液的浸润速率，进而减少注液后的一次注液静置时间，提高电芯结构的制造效率。
本实施例中的其他结构均与实施例一相同，且具有相同或相近的有益效果，不再赘述。
实施例六
本实施例提供了一种电芯极片的制造方法，用于制造实施例一至实施例五中的电芯极片10，如图5所示，电芯极片的制造方法包括如下步骤：
S1、在集流体1上形成第一浆料层100。
在步骤S1中，可以通过涂布的方式在集流体1上形成第一浆料层100。在形成第一浆料层100之前，可以对集流体1进行处理，如对集流体1进行清洗、去油等操作。在形成第一浆料层100后，可以对第一浆料层100进行辊压处理，使得第一浆料层100能够更平整。步骤S1完成后能够得到如图6所示的结构。
S2、对第一浆料层100开缝处理，以在第一浆料层100上形成多条胀缝21，得到电极浆料层2。
在得到第一浆料层100后，在第一浆料层100上形成多条胀缝21，进而得到具有胀缝21的电极浆料层2。其中，胀缝21由电极浆料层2远离集流体1的表面延伸至电极浆料层2与集流体1接触的表面。执行完步骤S2能够得到如图7所示的结构。
S3、在胀缝21中形成填充结构3。
在第一浆料层100上形成胀缝21后，在胀缝21中形成填充结构3，使得填充结构3填充在胀缝21中。可选地，填充结构3的顶面与电极浆料层2的顶面平齐，填充结构3附着在电极浆料层2形成胀缝21的表面，以不会脱离电极浆料层2。
本实施例提供的电芯极片的制造方法，电极浆料层2设有多条胀缝21，每个胀缝21中均填充有具有孔隙的填充结构3，由于每个胀缝21中均填充有特定的具有孔隙的填充结构3，当电极浆料层2在电芯结构不断充放电循环过程中膨胀时，会挤压填充结构3，使填充结构3发生弹性变形，进而通过填充结构3吸收电芯极片10上的应力，实现了电芯极片10上应力的释放，使得电芯极片10卷绕成卷芯后，卷芯的内部应力不会超过卷芯的屈服极限，进而防止出现卷芯发生变形的情况，保证了包括电芯极片10的电芯结构的质量；其次，胀缝21的设计，及胀缝21中具有孔隙的填充结构3的填充使得电芯极片具有较大的比表面积，可大大提升电解液的浸润速率，进而大大降低电解液的浸润时间，提高电芯结构的制造效率；并且，填充结构3的填充有利于加快锂离子的嵌入和迁出速率，使得内阻变化小，进而具有较长的循环寿命，保证了包括电芯极片的电芯结构的质量及整体性能。
示例地，当本实施例提供的电芯极片的制造方法用于制造实施例一所述的电芯极片时，如图10所示，步骤S3包括如下步骤：
S31、在胀缝21中填入填充物200，且填充物200包括溶剂及混合在溶剂中的支撑剂；
需要说明的是，本实施例中的溶剂可起到混合支撑剂的作用，支撑剂具体可以呈固态和/或液态，当支撑剂为固态时，直接将支撑剂放入胀缝21内的操作难度较大，且均匀性较差，因此，将支撑剂直接混合在溶剂中，或先对其进行熔融处理，然后混合在溶剂中，能够便于将填充物200填充在胀缝，且具有较高的均匀性。另外，溶剂在后序的处理中会汽化和/或升华，进而对填充结构3进行造孔，得到具有孔隙的填充结构3。
需要说明的是，当支撑剂为无机填料时，由于无机填料的熔点很高，因此，可以将无机填料直接混合在溶剂中，而无需加热熔融。当支撑剂为高分子弹性材料时，可对支撑剂进行加热，使其熔融，然后将熔融后的支撑剂与溶剂混合，得到混合均匀的填充物。
在步骤S31中，在胀缝21中填充填充物200的方式可以具有多种，在一种填充方式中，可以将填充物200涂敷在胀缝21中，如通过刷子刷涂，使得填充物200较平整。在另外一种填充方式中，可以将填充物200注入到胀缝21中，注入完成后，可以采用刮板或其他结构将填充物200刮平。上述两种方式均能够将填充物200添加到胀缝21中，当然还可以采用现有技术中较为成熟的方式进行添加，本实施例对此不作限定。填充完填充物200后得到的结构如图8所示。
为了防止电极浆料层2因胀缝21而造成脱落掉粉或是后序给电芯膨胀后提供吸收应力释放空间，需要在胀缝21中加入填充物200。填充物200可以起到固定电极浆料层2缝隙边缘防止其掉粉的作用，否则后续工序高速卷绕时有电极浆料层2掉粉的风险。通过设置溶剂，使得填充物200位于胀缝21中时，能够更好地附着在胀缝21中，便于后序的卷芯工序。
可选地，在步骤S31之前，需要制造填充物200时，还可以将溶剂高温处理，使得溶剂加热熔融，之后将支撑剂和溶剂均匀混合，以形成填充物200。
填充物200根据组分不同能够呈现不同的物理状态，如呈现粘度适中的流体状态，粘度较高且几乎无流动的状态等。在一些可选的实施例中，溶剂为碳酸乙烯酯、N甲基吡咯烷酮中的任意一种或两者的组合。
优选地，溶剂为碳酸乙烯酯与N甲基吡咯烷酮的组合，当溶剂为碳酸乙烯酯与N甲基吡咯烷酮的组合时，碳酸乙烯酯与N甲基吡咯烷酮的占比示例为60:40。由于碳酸乙烯酯是电解液的常用组成成分，因此，采用碳酸乙烯酯不会引入新物质。N甲基吡咯烷酮为电极浆料层2的常用组成成分，因此，采用N甲基吡咯烷酮不会引入新物质。
优选地，当填充结构3的材质为聚四氟乙烯、特氟龙、聚偏二氟乙烯等高分子弹性材料时，溶剂的材质优选为碳酸乙烯酯。高分子弹性材料经熔融处理后与溶剂混合，此处填充物200中高分子弹性材料呈特定形状(例如纤维状、三维网状等)，溶剂填充高分子弹性材料的间隙；两者混合形成流体状态。
在一些可选的实施方式中，填充物200中溶剂与支撑剂的体积比为1:9～8:2，例如为1:9：5:9，7:3，8:2等。具有上述质量比的填充物200，一方面能够便于填充在胀缝21中，另一方面，得到的填充结构3能够具有较好的支撑效果及吸收应力效果
示例地，溶剂采用碳酸乙烯酯，支撑剂选用聚四氟乙烯。优选地，填充物200中碳酸乙烯酯与聚四氟乙烯的体积比为7:3。
S32、在形成卷芯后，加热卷芯，以使溶剂汽化和/或升华，并使支撑剂滞留在胀缝21中，以形成填充结构3。
在电芯结构的组装过程中，需要将电芯极片10、电芯结构的隔膜20以及正极极片或负极极片30卷绕成卷芯；在胀缝21内填充完填充物200后，将电芯极片10进行卷绕，具体与隔膜20、负极极片30或正极极片叠层放置后进行卷绕，得到如图9所示的结构。卷绕的过程中，由于填充物200的存在，不会出现掉粉的情况。卷绕过程与现有技术中的卷绕过程相同，即，可以通过卷绕机进行卷绕，且在卷绕的过程中对卷芯正常施加张力。
在得到卷芯后，可以去除填充物200中的溶剂，剩余的部分形成具有孔隙结构(例如三维网状或纤维状)的填充结构3。具体地，可以先将卷芯放入封装包内，然后通过大于85摄氏度且小于130摄氏度的负压烘烤加热卷芯，以使溶剂汽化和/或升华，只保留具有孔隙结构的支撑剂在胀缝21中。其中，溶剂发生相变的温度为大于85摄氏度，但是若加热卷芯的温度大于130摄氏度，较容易导致电极浆料层2发生变性，因此，需要控制烘烤加热卷芯的温度低于130摄氏度，使得电极浆料层2不受烘烤加热的影响，以保证电芯极片的正常性能。
需要说明的是，胀缝21中可以存有少量的溶剂，即，溶剂可以不是完全汽化或升华，而是存在很少的部分在胀缝21中，本实施例对此不作限定。
需要说明的是，本实施例中的填充结构3与电极浆料层2之间存在范德华力，进而使得填充结构3能够滞留在胀缝21中。
优选为，填充结构3呈纤维状，填充结构3的纤维丝能插入电极浆料层2中，以连接电极浆料层2及填充结构3。
在形成填充结构3后，可以装配正极耳、负极耳等结构，之后进行注液，然后进行化成等步骤，进而得到电芯结构。
可选地，步骤S2中的对第一浆料层100开缝处理，以在第一浆料层100上形成多条胀缝21，包括如下步骤：
在形成第一浆料层100的过程中，采用遮挡物对涂布时的涂料区进行遮挡，涂布完成后，将遮挡物刮刻去除以形成胀缝21；或者，通过刮刀或激光在呈干膜或湿膜状态下的第一浆料层100上雕刻形成胀缝21；或者，通过冲压成型的方式在第一浆料层100上冲压形成胀缝21；或者，通过NMP蒸汽或其他加热装置对需要形成胀缝21的区域高温加热处理，然后将高温加热处理的位置处的第一浆料层100去除，以得到胀缝21。通过上述任一种方式均能够形成所需的胀缝21，具体可以根据与实际情况进行选择。
实施例七
本实施例提供了一种电芯结构，包括隔膜20、预设极片及一个如实施例一至五任一所述的电芯极片。
其中，预设极片和电芯极片10通过隔膜20隔开，且预设极片、隔膜及电芯极片层叠卷绕形成电芯结构。于本实施例中，当电芯极片为正极极片时，预设极片为负极极片30，当电芯极片为负极极片30时，预设极片为正极极片。
电芯结构为锂离子电池的一部分，锂离子电池还包括正极耳、负极耳和封装包，正极耳和负极耳对应焊接在电芯极片10及预设极片上，电芯结构封装在封装包内，且封装包内还填充有电解液。
优选地，电芯极片10为电芯结构的正极极片，电芯结构的负极极片为现有技术中未开缝且未设置填充结构3的极片。通过在正极极片上开设胀缝21，并在胀缝21中设置填充结构3，使得填充结构3能够吸收正极极片上的应力，进而通过正极极片吸收整个电芯结构的应力。并且，仅在正极极片上开设胀缝21还能够防止出现析锂的问题，提高电芯结构的可靠性。
实施例八
本实施例与实施例七的区别在电芯极片10为负极极片。
具体地，电芯极片10为电芯结构的负极极片，也即是，负极极片开有胀缝21，胀缝21内设有填充结构3。并且，电芯结构的正极极片具有与胀缝21在正极极片的厚度方向上相对设置的避让缝，具体地，避让缝在正极极片的厚度方向上与胀缝21正对，且避让缝的形状与相对的胀缝21的形状相同，避让缝的宽度于相对的胀缝21的宽度相同。避让缝的设置能够避免出现因负极极片开缝而导致的析锂问题。
本实施例中的其他结构均与实施例七相同，且具有相同或相近的有益效果，不再赘述。
实施例九
本实施例提供了一种电芯结构，包括隔膜20及两个如实施例一至实施例五任一所述的电芯极片10。
其中，两个电芯极片10的极性相反，即一个电芯极片为正极，另一个电芯极片为负极，为了便于描述，将两个电芯极片10中极性为正的称为正极极片，另一个称为负极极片。两个电芯极片通过隔膜20隔开，且隔膜20及两个电芯极片层叠卷绕形成电芯结构。
电芯结构为锂离子电池的一部分，锂离子电池还包括正极耳、负极耳和封装包，正极耳和负极耳对应焊接在两个电芯极片10上，电芯结构封装在封装包内，且封装包内还填充有电解液。
在本实施例中，正极极片及负极极片上均开有胀缝21，且胀缝21内均具有填充结构3，使得正极极片上的填充结构3能够吸收正极极片上的应力，负极极片上的填充结构3能吸收负极极片上的应力，以具有更佳的吸收应力效果和提高浸润速率的效果。并且，正极极片上的胀缝21与负极极片上的胀缝21对称设置或正极极片的厚度方向上相对设置，以避免出现析锂的问题。
实施例十
本实施例与实施例九的区别在于两个电芯极片上的胀缝的设置位置有所不同。
在本实施例中，正极极片及负极极片上均开有胀缝21，且胀缝21内均具有填充结构3，使得正极极片上的填充结构3能够吸收正极极片上的应力，负极极片上的填充结构3能吸收负极极片上的应力，以具有更佳的吸收应力效果和提高浸润速率的效果。并且，正极极片上的胀缝21与负极极片上的胀缝21错开设置，且正极极片上设有与负极极片的胀缝21相对设置的避让缝，以避免出现析锂的问题，提高电芯结构的可靠性。
需要说明的是，还可以是正极极片上的一部分个胀缝21与负极极片上的一部分个胀缝21对称设置，正极极片上的另一部分个胀缝21与负极极片上的另一部分个胀缝21错开设置，即，两个电芯极片上的所述胀缝21对称设置和错开设置，本实施例对此不作限定。
本实施例中的其他结构均与实施例九相同，且具有相同或相近的有益效果，不再赘述。
实施例十一
本实施例以正极极片为例，提供一系列的正极极片及电芯结构，具体如下：
正极极片1#
正极极片1#中以铝作为集流体1，集流体1的两面涂覆有正极浆料层。正极极片1#的单面有效长度(涂覆有正极浆料层)为10383.3μm，宽度为87μm，厚度为114μm。正极极片1#的两侧的正极浆料层均沿长度方向从距离最近端30mm开始均匀间隔设计多条直线型胀缝21(垂直于长度方向)，胀缝21的宽度为1mm，长度为87mm，深度为114μm(微米)，相邻胀缝21之间的间距(以相邻胀缝21的边缘最近距离计算)为100mm。胀缝21中均填充有填充结构3，该填充结构3为PTFE(聚四氟乙烯)，填充结构3为具有孔隙的纤维状，填充结构3的孔隙率为70％(孔隙的体积在填充结构中的占比)，填充结构3与胀缝21四周的正极浆料层连接，且与胀缝21底部的集流体1连接。集流体1两侧的正极浆料层表面的胀缝21对称设置。
制备方法如下：
(1)将质量比为30:68.5:0.7:1.05的NMP(N-甲基吡咯烷酮)：LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2：SP(导电炭黑)：PVDF配制为正极浆料后涂覆于集流体的两面，烘干，得到正极浆料层；在涂覆有正极浆料层的正极极片表面喷涂NMP溶剂润湿部分极片，润湿(湿膜状态)的位置与胀缝预设的位置一致；
(2)使用刮刀对湿膜状态下的正极极片雕刻至预设尺寸，形成胀缝21；
(3)再向胀缝21中注入配制好的填充物200，填充物200由熔融状态的EC(碳酸乙烯酯)与PTFE组成，两者体积比为7:3；
(4)注入填充物200后，在将卷绕后的极片通过85℃的烘箱烘烤，填充物200中的EC挥发，PTFE形成纤维状填满胀缝21，得到正极极片1#。
正极极片2#
正极极片2#的胀缝21设计与正极极片1#不一致，其余设计均一致。具体地，正极极片2#沿长度方向从距离最近端30mm开始间隔设计多条直线型胀缝21(垂直于长度方向)，胀缝21的宽度为1mm，长度为87mm，厚度为114μm，相邻胀缝21之间的间距(以相邻胀缝21的边缘最近距离计算)为100mm；并且正极极片2#沿宽度方向从距离最近端30mm开始均匀间隔设计2条胀缝21，胀缝21的长度为10383.3mm，宽度为1mm，深度为114μm，2条胀缝21的间距为30mm。
制备方法中，与制备正极极片1#的制备方法基本一致，正极极片2#按照预设的胀缝21润湿正极极片，并按照正极极片1#的相同操作及条件对正极极片进行雕刻、注入填充物200及烘干等操作。
正极极片3#
正极极片3#中的填充结构3为PVDF(聚偏二氟乙烯)，其余均与正极极片1#一致。
制备方法中，除填充物200由EC与PVDF组成外，其余均与正极极片1#的制备方法一致。
正极极片4#
正极极片4#除填充结构3的孔隙率不一样外，其余均与正极极片1#一致。具体地，正极极片4#的填充结构3中，填充结构3的孔隙率为80％。
制备方法中除填充物200由EC与PTFE(体积比为8:2)组成外，其余均与正极极片1#的制备方法一致。
正极极片5#
正极极片5#除填充结构3的孔隙率不一样外，其余均与正极极片1#一致。具体地，正极极片5#的填充结构3中，填充结构3的孔隙率为10％。
制备方法中除填充物200由体积比为1:9的EC与PTFE组成外，其余均与正极极片1#的制备方法一致。
正极极片6#
正极极片6#的胀缝21的深度与正极极片1#不一致，其余设计均相同。具体地，正极极片6#的胀缝21设计在正极浆料层的上部，深度为10μm，并与旁侧的正极浆料层齐平，具有孔隙的填充结构3填满胀缝21。
制备方法中，各制备步骤与正极极片1#的制备方法基本相同。差异在于，步骤(2)使用刮刀对湿膜状态下的正极极片进行雕刻处理时，根据胀缝21预设深度仅对上部的正极浆料层进行雕刻，深度为10μm。
正极极片7#
正极极片7#的胀缝21宽度设计及填充结构3与正极极片1#不一致，其余设计均一致。具体地，正极极片7#的胀缝21宽度为3mm，填充结构3填充的宽度为1mm，填充结构3与胀缝21的两侧面距离分别约为1mm，填充结构3仅与集流体1连接。
制备方法中，各制备步骤与正极极片1#的制备方法基本相同。差异在于，步骤(3)中向胀缝21中注入填充物200时，控制填充物200从填充结构3的预设位置注入，由于填充物200非常粘稠，几乎无流动性，故未注入填充物200的位置无法形成填充结构3，填充结构3仅与集流体1连接。
正极极片8#
正极极片8#的胀缝21设计与正极极片1#不一致，其余设计均一致。具体地，正极极片8#沿长度方向从距离最近端30mm开始均匀间隔设计多条直线型胀缝21(垂直于长度方向)，胀缝21宽度为0.1mm，长度为87mm，深度为114μm，胀缝21之间的间距为200mm。
制备方法中，正极极片8#按照预设的胀缝润湿正极极片，并按照正极极片1#的相同操作及条件对正极极片进行雕刻、注入填充物200及烘干等操作。
正极极片9#
正极极片9#的胀缝21设计与正极极片1#不一致，其余设计均一致。具体地，正极极片8#沿长度方向从距离最近端30mm开始均匀间隔设计多条直线型胀缝21(垂直于长度方向)，胀缝21宽度为3mm，长度为87mm，深度为114μm，胀缝21之间的间距为50mm。
制备方法中，正极极片2#按照预设的胀缝21润湿正极极片，并按照正极极片1#的相同操作及条件对正极极片进行雕刻、注入填充物200及烘干等操作。
正极极片10#
正极极片10#的胀缝21设计的位置与正极极片1#不一致，其余设计均一致。具体地，正极极片10#上某一侧的正极浆料层上的胀缝21设计与正极极片1#一致，另一侧的正极浆料层上胀缝21的位置进行如下调整：另一侧的正极浆料层表面沿宽度方向从距离最近端10mm开始均匀间隔设计多条直线型胀缝21，使得集流体1两侧的正极浆料层上的胀缝21错位设置。
制备方法中，正极极片10#按照预设的胀缝21润湿正极极片，并按照正极极片1#的相同操作及条件对正极极片进行雕刻、注入填充物200及烘干等操作。
正极极片11#
正极极片11#的胀缝21设计的位置与正极极片1#不一致，其余设计均一致。具体地，正极极片11#的上某一侧的正极浆料层上的胀缝21设计与正极极片1#一致，另一侧的正极浆料层上不设计胀缝21结构。
制备方法中，正极极片11#按照预设的胀缝21润湿正极极片，并按照正极极片1#的相同操作及条件对正极极片进行雕刻、注入填充物200及烘干等操作。
正极极片12#
正极极片12#中的填充结构3为PTFE和氧化铝的混合物，填充结构3中氧化铝的质量分数为60％。
制备方法中，除填充物由PTFE、氧化铝和EC组成，PTFE和氧化铝的质量比为40:60，PTFE和氧化铝的总体积与EC的体积比为30:70，其余均与正极极片1#的制备方法一致。
根据正极极片1#～12#，对应地制备电芯结构1#～12#(如表1)，具体过程如下：分别将正极极片1～12#、隔膜(商购)和负极极片依次叠设卷绕得到电芯结构1#～12#，其中负极极片为常规的负极极片，以铜箔作为集流体1，将质量比为50:48.25:0.75：1的去离子水：石墨：SBR(丁苯橡胶)：SP混合成负极浆料，涂覆在集流体的两面，烘干，得到负极浆料层。负极极片的单面有效长度为10738.36mm，宽度为87mm，厚度为114μm。
对比例一
本对比了提供一系列的正极极片及电芯结构，具体如下：
正极极片1*
正极极片1*未设计胀缝21及填充填充结构3，其余均与正极极片1#一致。
制备方法如下：按要求配制正极浆料后涂覆于集流体1的两面，烘干，即得。
正极极片2*
正极极片2*的胀缝21中未填充填充结构3，其余均与正极极片1#一致。
制备方法如下：
(1)按要求配制正极浆料后涂覆于集流体1的两面，烘干，得到正极浆料层；在涂覆有正极浆料层的正极极片表面喷涂NMP(N-甲基吡咯烷酮)溶剂润湿部分极片，润湿(湿膜状态)的位置与胀缝21预设的位置一致。
(2)使用刮刀对湿膜状态下的正极极片雕刻至预设深度，形成胀缝21；
正极极片3*
正极极片3*除胀缝21中填充弹性实心结构外，其余均与正极极片1#一致。
制备方法中，除步骤(3)不一致外，其余均与正极极片1#相同，具体如下：(3)再向胀缝21中注入配制好的填充物200，填充物200由熔融状态的PTFE组成。
正极极片4*
正极极片4*除胀缝21中填充非弹性具有孔隙的结构外，其余均与正极极片1#一致。
制备方法中，除步骤(3)不一致外，其余均与正极极片1#相同，具体如下：(3)再向胀缝中注入配制好的填充物，填充物由聚氯乙烯和EC组成，两者的体积比为3:7。
根据正极极片1*～4*，对应地制备电芯结构1*～4*(如表1)，具体过程如下：分别将正极极片1*～4*、隔膜(商购)和负极极片依次设卷绕32圈得到电芯结构1*～4*，其中负极极片为常规的负极极片，以铜箔作为集流体，将质量比为50:48.25:0.75：1的去离子水：石墨：SBR：SP混合成负极浆料，涂覆在集流体的两面，烘干，得到负极浆料层。负极极片的有效长度为10738.36mm，宽度为87mm，厚度为114μm。
表1各电芯结构的结构设计及性能测试结果
性能测试：
对各电芯结构进行如下性能测试。
(1)电解液浸润时长测试
将各电芯结构采用方壳进行装配(预留有电解液注液孔)，极限注液量为300g(多于极限注液量电解液会溢出注液孔)，所有电芯结构一次注液量统一确定为250g，分别静置一段时间后，再次注液至注满未溢出，然后重复静置及注液过程至总注液量为极限注液量，统计各电芯结构的静置总时长，作为电解液浸润时长。
(2)循环寿命测试
将测试(1)中注液完成后的电芯结构封装成电池，进行循环寿命测试，测试条件为：
循环测试中充电截至电压为4.2V，放电截至电压为2.8V，充放电电流均为1C，80A。循环测试结果以初始容量的80％作为截止容量，把到达80％容量的总循环次数记为循环寿命，达到循环寿命的电池进行直流电阻(DCIR)测试记录内阻。同时对测试完成后的电池进行拆解，确认电芯结构中的正极极片中从最内圈开始出现褶皱的总圈数，例如第1-4圈出现褶皱，第5圈到最后1圈都未出现褶皱，记为4圈。
测试结果如表1。从表1可知，本发明提供的电芯极片10及电芯结构中，电极浆料层设有多条胀缝21，每个胀缝21中均填充特定的有具有孔隙的填充结构3，该填充结构3可大大降低电解液的浸润时间(降低至6.5h及以下)、提高电芯结构的制造效率。其原因可能是，胀缝21的设计，及胀缝21中具有孔隙的填充结构3的填充使得电芯极片10具有较大的比表面积，可大大提升电解液的浸润速率，进而大大降低电解液的浸润时间，提高电芯结构的制造效率。另外，具有特定电芯极片10的电芯结构在不断充放电循环过程中，电极浆料层会挤压具有孔隙的填充结构3，使填充结构3发生弹性变形，进而通过填充结构3吸收电芯极片上的应力，实现了电芯极片上应力的释放，使得电芯极片卷绕成卷芯后，卷芯的内部应力不会超过卷芯的屈服极限，进而防止出现卷芯发生变形的情况；另外，填充结构3(具有孔隙结构)的填充有利于加快锂离子的嵌入和迁出速率，内阻变化小，循环寿命长(大于等于1050次)，保证了包括电芯极片的电芯结构的质量。
从电芯结构1#、3#和12#可知，包含各类弹性材料的填充结构3均可有效缩短电解液浸润时长，提升电芯结构的抗变形能力和循环性能，特别是高分子弹性材料(特别是PTFE)，具有更好的电解液亲和性，可赋予电芯结构更为优异的性能。而在填充结构3中引入非弹性材料，可在保证各性能的同时，大幅降低原料成本。
各正极极片1*～4*及电芯结构1*～4*由于胀缝21、填充结构3等未设计或设计不合理，性能不佳。具体地，正极极片1*未设计胀缝21，电解液的浸润时间长，抗变形能力差，循环性能不佳。正极极片2*的胀缝21中未填充填充结构3，同样无法有效减少电解液的浸润时长，抗变形能力略有提升，循环性能也不佳。正极极片3*的胀缝21中填充的是弹性实心结构，劣化了电解液的浸润效果，且由于填充结构3为实心，无法有效吸收正极极片的应力，抗变形能力的提升有限；且不利于锂离子的嵌入和迁出，内阻大，循环性能差。正极极片4*的胀缝21中填充的是非弹性填充结构，劣化了抗变形能力；且不利于锂离子的嵌入和迁出，内阻大，循环性能不佳；另外，填充的非弹性高分子材料聚氯乙烯对电解液的浸润亲和力不佳，无法缩短电解液浸润时长。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.电芯极片，其特征在于，包括：
集流体(1)；
电极浆料层(2)，设置于所述集流体(1)上，且所述电极浆料层(2)具有多条胀缝(21)；
填充结构(3)，填充于所述胀缝(21)中，所述填充结构(3)具有孔隙且能发生弹性变形。
2.根据权利要求1所述的电芯极片，其特征在于，所述胀缝(21)在所述电极浆料层(2)的厚度方向上的尺寸小于等于电极浆料层(2)的厚度；
优选地，所述胀缝(21)在所述电极浆料层(2)的厚度方向上的尺寸与所述电极浆料层(2)的厚度的比值为0.08:1～1:1；
优选地，所述胀缝(21)沿所述电极浆料层(2)的厚度方向贯穿所述电极浆料层(2)设置，或者，所述胀缝(21)设于所述电极浆料层(2)远离集流体(1)的上部；
优选地，所述填充结构(3)与所述电极浆料层(2)和/或所述集流体(1)连接；
进一步优选地，所述胀缝(21)将所述电极浆料层(2)分隔形成多个浆料块(22)，相邻两个所述浆料块(22)通过位于其间的所述填充结构(3)连接。
3.根据权利要求1或2所述的电芯极片，其特征在于，多条胀缝(21)纵横交错设置，沿所述电极浆料层(2)的长度方向延伸的多条胀缝(21)在所述电极浆料层(2)的宽度方向均匀间隔分布；和/或
沿所述电极浆料层(2)的宽度方向延伸的多条胀缝(21)在所述电极浆料层(2)的长度方向均匀间隔分布。
4.根据权利要求1或2所述的电芯极片，其特征在于，所述胀缝(21)呈直线状或曲线状，和/或，所述胀缝(21)的宽度为0.1～3mm，和/或，相邻所述胀缝(21)之间的间距为20～250mm。
5.根据权利要求1或2所述的电芯极片，其特征在于，至少一个所述电极浆料层(2)上具有所述胀缝(21)；
优选地，所述集流体(1)的上表面和下表面分别设有所述电极浆料层(2)，所述集流体(1)的至少一个表面的电极浆料层(2)具有多条所述胀缝(21)；
进一步优选地，所述集流体(1)的上表面和下表面的所述电极浆料层(2)均具有多条所述胀缝(21)，所述集流体(1)上表面的所述电极浆料层(2)的多条所述胀缝(21)与所述集流体(1)下表面的所述电极浆料层(2)的多条所述胀缝(21)对称设置和/或错开设置。
6.根据权利要求1或2所述的电芯极片，其特征在于，所述填充结构(3)呈三维网状或纤维状；
优选地，所述填充结构(3)包括弹性材料；优选为所述填充结构(3)包括高分子弹性材料；
优选地，所述高分子弹性材料为橡胶或高分子粘结剂中的任意一种或至少两种的组合；进一步优选为聚四氟乙烯、特氟龙、聚偏二氟乙烯中的任意一种或至少两种的组合；
优选地，所述填充结构(3)的孔隙率为10～80％；
优选地，所述填充结构(3)还包括非弹性材料，所述填充结构(3)中非弹性材料的质量分数低于或等于60％；优选为所述填充结构(3)还包括无机填料；
优选地，所述胀缝(21)中所述填充结构(3)的体积填充率不低于30％，优选为33％～100％。
7.电芯极片的制造方法，用于制造如权利要求1-6任一项所述的电芯极片，其特征在于，包括如下步骤：
在所述集流体(1)上形成第一浆料层(100)；
对所述第一浆料层(100)开缝处理，以在所述第一浆料层(100)上形成多条胀缝(21)，得到所述电极浆料层(2)；
在所述胀缝(21)中形成填充结构(3)。
8.根据权利要求7所述的电芯极片的制造方法，其特征在于，在所述胀缝(21)中形成所述填充结构(3)，包括如下步骤：
在所述胀缝(21)中填入填充物(200)，所述填充物(200)包括溶剂及混合在所述溶剂中的支撑剂；
在形成卷芯后，加热所述卷芯，以使所述溶剂汽化和/或升华，并使所述支撑剂滞留在所述胀缝(21)中，以形成所述填充结构(3)；
优选地，所述溶剂为碳酸乙烯酯、N甲基吡咯烷酮中的任意一种或两者的组合；
优选地，所述填充物(200)中所述溶剂与所述支撑剂的体积比为1:9～8:2。
9.根据权利要求7所述的电芯极片的制造方法，其特征在于，对所述第一浆料层(100)开缝处理，以在所述第一浆料层(100)上形成多条胀缝(21)，包括如下步骤：
在形成所述第一浆料层(100)的过程中，采用遮挡物对涂布时的涂料区进行遮挡，涂布完成后，将遮挡物刮刻去除以形成所述胀缝(21)；或者
在所述第一浆料层(100)上雕刻形成所述胀缝(21)；或者
通过冲压成型的方式在所述第一浆料层(100)上冲压形成所述胀缝(21)；或者
对需要形成胀缝(21)的区域高温加热处理，然后将高温加热处理的位置处的第一浆料层(100)去除，以得到所述胀缝(21)。
10.电芯结构，其特征在于，包括隔膜(20)、预设极片及一个如权利要求1-6任一项所述的电芯极片，所述预设极片和所述电芯极片通过所述隔膜(20)隔开，且所述预设极片、所述隔膜及所述电芯极片层叠卷绕形成所述电芯结构；或者
所述电芯结构包括隔膜(20)两个如权利要求1-6任一项所述的电芯极片，两个所述电芯极片的极性相反，两个所述电芯极片通过所述隔膜(20)隔开，且所述隔膜(20)及两个所述电芯极片层叠卷绕形成所述电芯结构；
优选地，所述电芯极片为电芯结构的正极极片；
优选地，所述电芯极片为电芯结构的负极极片，且所述电芯结构的正极极片具有与所述胀缝(21)在所述正极极片厚度方向上相对设置的避让缝；
优选地，所述电芯结构包含极性相反的两个电芯极片，两个所述电芯极片上的所述胀缝(21)对称设置和/或错开设置。
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