CN117199380A - 一种集流体、极片以及极片的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种集流体、极片以及极片的制造方法，该极片包括集流体，所述集流体的正面设有若干第一凹陷，所述集流体的背面设有若干第二凹陷，所述若干第二凹陷和若干第一凹陷一一对应，所述集流体的正面和若干第一凹陷的内壁设有正面浆料层，所述集流体的背面和若干第二凹陷的内壁设有背面浆料层。本发明可提高极片的能量密度，并能够保证极片的强度和塑性，在后续将极片与隔膜通过层叠的方式生产电芯或将极片设置在隔膜上并通过卷绕的方式生产电芯的过程中，可避免极片出现碎裂的情况，提高了生产效率。

Description

一种集流体、极片以及极片的制造方法

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体的是涉及一种集流体、极片以及极片的制造方法。

背景技术

现有的极片通常包括集流体1，如图1所示，集流体1的正面设置有正面浆料层2，集流体1的背面设置有背面浆料层3。由于该集流体1的正面和背面均为平整的表面，其容纳的浆料量有限，使得正面浆料层2和背面浆料层3的活性物质的密度不高，因而极片的能量密度不高，而为了提高极片的能量密度，通常采用的方式是对极片进行辊轧，将正面浆料层2、背面浆料层3进一步压实以达到提高能量密度的目的。但是极片在辊轧后会发生延展，导致极片的强度降低，从而失去了原有材料的塑性，在后续将极片与隔膜通过层叠的方式生产电芯或将极片设置在隔膜上并通过卷绕的方式生产电芯的过程中，极片容易碎裂，降低了生产效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种集流体、极片以及极片的制造方法，可提高极片的能量密度，并能够保证极片的强度和塑性，可避免极片出现碎裂的情况，提高了生产效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明的第一方面提供一种极片，包括集流体，所述集流体的正面设有若干第一凹陷，所述集流体的背面设有若干第二凹陷，所述若干第二凹陷和若干第一凹陷一一对应，所述集流体的正面和若干第一凹陷的内壁设有正面浆料层，所述集流体的背面和若干第二凹陷的内壁设有背面浆料层。

作为优选的技术方案，所述正面浆料层的远离所述集流体的一面在对应每个第一凹陷的位置分别形成有第一凹位，所述背面浆料层的远离所述集流体的一面在对应每个第二凹陷的位置分别形成有第二凹位。

作为优选的技术方案，所述第一凹陷和第二凹陷的截面形状均为圆形、三角形、矩形、平行四边形或异形。

作为优选的技术方案，所述第一凹陷和第二凹陷大小相同。

作为优选的技术方案，所述第一凹陷的深度与对应的第二凹陷的深度之和小于所述集流体厚度的1/2。

作为优选的技术方案，所述极片为正极极片，所述集流体为铝箔集流体或复合集流体，所述正面浆料层和背面浆料层均为正极浆料层。

作为优选的技术方案，所述极片为负极极片，所述集流体为铜箔集流体或复合集流体，所述正面浆料层和背面浆料层均为负极浆料层。

本发明的第二方面提供一种集流体，所述集流体的正面设有若干第一凹陷，所述集流体的背面设有若干第二凹陷，所述若干第二凹陷和若干第一凹陷一一对应。

本发明的第三方面提供一种极片的制造方法，包括以下步骤：提供一种集流体；对集流体的正面和背面进行压制，以使集流体的正面、背面分别形成有若干第一凹陷、若干第二凹陷，所述若干第一凹陷和若干第二凹陷一一对应；对集流体的正面和若干第一凹陷的内壁涂布浆料以形成正面浆料层，对集流体的背面和若干第二凹陷的内壁涂布浆料以形成背面浆料层；对集流体的正面浆料层、背面浆料层进行烘干，从而得到极片。

作为优选的技术方案，通过压制机构对集流体的正面和背面进行压制。

本发明的有益效果是：本发明通过集流体正面、背面分别设置的若干第一凹陷、第二凹陷，第一凹陷和第二凹陷可容纳更多的浆料，从而增加了正面浆料层和背面浆料层的活性物质的密度，从而增加了极片的能量密度，并且由于集流体上的第一凹陷和若干第二凹陷是一一对应的，这样可使得集流体的未设置有第一凹陷和第二凹陷的部位，其厚度仍然保持原来的厚度，具有原始材料的强度和塑性，从而能够保证极片的强度和塑性，在后续将极片与隔膜通过层叠的方式生产电芯或将极片设置在隔膜上并通过卷绕的方式生产电芯的过程中，可避免极片出现碎裂的情况，提高了生产效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有技术的极片的结构示意图；

图2是本发明提供的一种极片的剖视示意图；

图3是图2所示极片的集流体的正面的结构示意图；

图4是图3所示集流体的剖视示意图；

图5是基于图2所示的极片提供的一种极片的制造方法的流程框图；

图6是图5所示步骤S2中的压制机构的结构示意图；

图7是图5所示步骤S2中的压机机构的一种替换方案的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明创造中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

请参照图2至图4，本发明提供的一种极片，包括集流体11。集流体11的正面设有若干第一凹陷111，集流体11的背面设有若干第二凹陷112，若干第二凹陷112和若干第一凹陷111一一对应，即若干第二凹陷112在集流体11的背面上所处的位置与若干第一凹陷111在集流体11的正面上所处的位置是一一对应的，也可以是若干第二凹陷112在水平面上的投影和若干第一凹陷111在水平面上的投影是一一重合的。集流体11的正面和若干第一凹陷111的内壁设有正面浆料层12，集流体11的背面和若干第二凹陷112的内壁设有背面浆料层13。第一凹陷111、第二凹陷112的数量可根据实际情况进行设置。

本实施例中，若干第一凹陷111均匀分布在集流体11的正面，若干第二凹陷112均匀分布在集流体11的背面。可以理解地，若干第一凹陷111也可以是不均匀分布，若干第二凹陷112也可以是不均匀分布。可根据实际情况进行设置。

通过上述的结构，本发明通过集流体11正面、背面分别设置的若干第一凹陷111、第二凹陷112，第一凹陷111和第二凹陷112可容纳更多的浆料，从而增加了正面浆料层12和背面浆料层13中的活性物质的密度，从而增加了极片的能量密度，并且由于集流体11上的第一凹陷111和若干第二凹陷112是一一对应的，这样可使得集流体11的未设置有第一凹陷111和第二凹陷112的部位，其厚度仍然保持原来的厚度，具有原始材料的强度和塑性，从而能够保证极片的强度和塑性，在后续将极片与隔膜通过层叠的方式生产电芯或将极片设置在隔膜上并通过卷绕的方式生产电芯的过程中，可避免极片出现碎裂的情况，提高了生产效率。

第一凹陷111和第二凹陷112的大小、形状相同。本实施例中，第一凹陷111和第二凹陷112的截面形状均为圆形，可以理解地，第一凹陷111和第二凹陷112的截面形状还可以是其他，例如三角形、矩形、平行四边形、异形等等，可以根据实际情况进行设置。可以理解地，在其他实施方式中，第一凹陷111和第二凹陷112的深度也可以是不同的。

第一凹陷111的深度与对应的第二凹陷112的深度之和小于集流体11厚度的1/2，优选为集流体11厚度的1/3-1/2。该深度可以保证集流体11的设置有第一凹陷111和第二凹陷112的部位强度。

进一步，正面浆料层12的远离集流体11的一面在对应每个第一凹陷111的位置分别形成有第一凹位121，背面浆料层13的远离集流体11的一面在对应每个第二凹陷112的位置分别形成有第二凹位131。设置的第一凹位121、第二凹位131，在后续将极片与隔膜通过层叠的方式生产电芯或将极片设置在隔膜上并通过卷绕的方式生产电芯时，该第一凹位121、第二凹位131可与隔膜之间分别形成空间，该空间可降低对电解质的吸收阻力，从而可提高电芯对电解质的吸收速度。

第一凹位121、第二凹位131的截面形状与第一凹陷111、第二凹陷112的截面形状相适配。

本实施例中，极片为正极极片，集流体11为一铜箔集流体或复合集流体，正面浆料层12、背面浆料层13均为正极浆料层。

在一种替换方案中，极片为负极极片，集流体11为一铝箔集流体或复合集流体，正面浆料层12、背面浆料层13均为负极浆料层。

请参照图5，本发明基于图2所示的极片还提供了一种极片的制造方法，具体包括以下步骤：

S1、提供一种集流体11。

S2、通过压制机构对集流体11的正面和背面进行压制，以使集流体11的正面、背面分别形成有若干第一凹陷111、若干第二凹陷112，若干第一凹陷111和若干第二凹陷112一一对应。第一凹陷111、第二凹陷112的数量可根据实际情况进行设置。

S3、通过正面涂布机构对集流体11的正面和若干第一凹陷111的内壁涂布浆料以形成正面浆料层12，通过背面涂布机构对集流体11的背面和若干第二凹陷112的内壁涂布浆料以形成背面浆料层13。

S4、通过烘箱对集流体11的正面浆料层12、背面浆料层13进行烘干，从而得到极片。

本实施例中，极片为正极极片，集流体11为铝箔集流体或复合集流体，正面浆料层12和背面浆料层13均为正极浆料层。

在一种替换方案中，极片为负极极片，集流体11为铜箔集流体或复合集流体，正面浆料层12和背面浆料层13均为负极浆料层。

步骤S3中，通过对集流体11的若干第一凹陷111的内壁涂布的浆料量进行控制，从而可使正面浆料层12的远离集流体11的一面在对应每个第一凹陷111的位置分别形成第一凹位121，通过对集流体11的若干第二凹陷112的内壁涂布的浆料量进行控制，从而可使背面浆料层13的远离集流体11的一面在对应每个第二凹陷112的位置分别形成第二凹位131。对浆料量进行控制例如：在涂布时通过正面涂布机构、背面涂布机构控制涂布的浆料的厚度，保证集流体11宽幅方向上的浆料量一致，或者在若干第一凹陷111的内壁处涂布比集流体11的正面多一点的浆料、在若干第二凹陷112的内壁处涂布比集流体11的背面多一点的浆料，由于第一凹陷111处的浆料无法抹平第一凹陷111、第二凹陷112处的浆料无法抹平第二凹陷112，第一凹陷111处的浆料、第二凹陷112处的浆料会在重力作用下自然形成第一凹位121、第二凹位131。

在一种替换方案中，通过对正面浆料层12的与第一凹陷111对应的位置处的烘干速度进行控制，从而可使正面浆料层12的远离集流体11的一面在对应每个第一凹陷111的位置分别形成第一凹位121，通过对背面浆料层13的与第二凹陷112对应的位置处的烘干速度进行控制，从而可使背面浆料层13的远离集流体11的一面在对应每个第二凹陷112的位置分别形成第二凹位131。对烘干速度进行控制例如：在涂布时通过正面涂布机构、背面涂布机构控制涂布的浆料的厚度，保证集流体11宽幅方向上的浆料量一致，并在涂布的过程中通过抹平机构对涂布的浆料进行抹平，使得第一凹陷111处的浆料、第二凹陷112处的浆料被完全抹平，在烘干时通过烘箱的点阵激光加热模块控制与第一凹陷111对应的位置处的加热速度快于与其他位置处的加速速度、与第二凹陷112对应的位置处的加热速度快于与其他位置处的加热速度，从而可形成第一凹位121、第二凹位131。

请参照图6，压制机构包括基座51、下压板52、上压板53以及压制驱动件。基座51设置在机架上。下压板52设置在基座51的顶端。上压板53和下压板52呈上下相对设置且两者之间具有空间。上压板53的靠近下压板52的一侧设有若干均匀分布的上凸起531。下压板52的靠近上压板53的一侧设有若干均匀分布的下凸起521，若干上凸起531和若干下凸起521一一对应，即若干上凸起531在上压板53上所处的位置与若干下凸起521在下压板52上所处的位置是一一对应的，也可以是若干上凸起531在水平面上的投影和若干下凸起521在水平面上的投影是重合的。上凸起531和下凸起521大小、形状相同。上凸起531和下凸起521的数量可根据实际情况进行设置。压制驱动件用于驱动上压板53上下移动。压制驱动件包括液压缸54，液压缸54设置在机架上，液压缸54的输出端与上压板53的远离下压板52的一侧连接。液压缸54用于驱动上压板53上下移动。在实际应用时，将集流体11从上压板53和下压板52之间的空间中经过，通过液压缸54驱动上压板53向下移动，从而通过上压板53的若干上凸起531、下压板52的若干下凸起521可对集流体11的正面和背面进行压制，从而可在集流体11的正面和背面分别形成若干均匀分布的第一凹陷111、第二凹陷112。

请参照图7，在压机机构的一种替换方案中，压制机构包括两个压辊和两个压辊驱动件。

两个压辊呈上下相对设置，两个压辊的辊面之间具有间隙。两个压辊的辊面分别设有若干均匀分布的凸起。两个压辊的凸起的分布间距相同。两个压辊的两端分别通过轴承座可转动地设置在机架上。为便于描述，两个两个压辊分别命名为下压辊71、上压辊72，将上压辊72的辊面的若干均匀分布的凸起命名为上凸起711，将下压辊71的辊面的若干均匀分布的凸起命名为下凸起721。上凸起711和下凸起721的数量可根据实际情况进行设置。

为便于描述，将两个压辊驱动件分别命名为下压辊驱动件、上压辊驱动件。下压辊驱动件、上压辊驱动件分别用于驱动下压辊71、上压辊72沿相反的方向同步转动。下压辊驱动件、上压辊驱动件均包括驱动电机，驱动电机设置在机架上，下压辊驱动件的驱动电机的输出端与下压辊71的一端连接。上压辊驱动件的驱动电机的输出端与上压辊72的一端连接。下压辊驱动件的驱动电机和上压辊驱动件的驱动电机分别用于驱动下压辊71和上压辊72沿相反的方向同步转动。在实际应用时，将集流体11从上压辊72和下压辊71之间的间隙中经过，通过下压辊驱动件的驱动电机和上压辊驱动件的驱动电机分别驱动下压辊71和上压辊72沿相反的方向同步转动，从而通过上压辊72的若干上凸起711和下压辊71的若干下凸起721可分别对集流体11的正面、背面进行压制，从而可在集流体11的正面、背面分别形成若干均匀分布的第一凹陷111、第二凹陷112。

以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种极片，其特征在于，包括集流体，所述集流体的正面设有若干第一凹陷，所述集流体的背面设有若干第二凹陷，所述若干第二凹陷和若干第一凹陷一一对应，所述集流体的正面和若干第一凹陷的内壁设有正面浆料层，所述集流体的背面和若干第二凹陷的内壁设有背面浆料层。

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述正面浆料层的远离所述集流体的一面在对应每个第一凹陷的位置分别形成有第一凹位，所述背面浆料层的远离所述集流体的一面在对应每个第二凹陷的位置分别形成有第二凹位。

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一凹陷和第二凹陷的截面形状均为圆形、三角形、矩形、平行四边形或异形。

4.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一凹陷和第二凹陷大小相同。

5.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述第一凹陷的深度与对应的第二凹陷的深度之和小于所述集流体厚度的1/2。

6.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片为正极极片，所述集流体为铝箔集流体或复合集流体，所述正面浆料层和背面浆料层均为正极浆料层。

7.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述极片为负极极片，所述集流体为铜箔集流体或复合集流体，所述正面浆料层和背面浆料层均为负极浆料层。

8.一种集流体，其特征在于，所述集流体的正面设有若干第一凹陷，所述集流体的背面设有若干第二凹陷，所述若干第二凹陷和若干第一凹陷一一对应。

9.一种极片的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供一种集流体；

对集流体的正面和背面进行压制，以使集流体的正面、背面分别形成有若干第一凹陷、若干第二凹陷，所述若干第一凹陷和若干第二凹陷一一对应；

对集流体的正面和若干第一凹陷的内壁涂布浆料以形成正面浆料层，对集流体的背面和若干第二凹陷的内壁涂布浆料以形成背面浆料层；

对集流体的正面浆料层、背面浆料层进行烘干，从而得到极片。

10.根据权利要求9所述的极片的制造方法，其特征在于，通过压制机构对集流体的正面和背面进行压制。