CN117878234A - 一种叠片电池极片制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠片电池极片制备方法，属于叠片电池技术领域，包括：对基材进行间隙涂布；沿所述基材的长度方向进行辊压；沿所述基材的长度方向对所述基材进行分切以获得基材条，在所述基材条分切极片，并在相邻的所述空箔区分切连接所述极片的假极耳，本方法中，沿基材的长度方向交替设置涂覆区和空箔区，在此基础上，利用空箔区来形成极片的假极耳切出区域，假极耳可以很好地避开发亮区域，并且能够通过分切将边缘位置切掉，从而解决极片边缘发亮导致的析锂情况，提高电芯的质量和性能。

Description

一种叠片电池极片制备方法

技术领域

本发明涉及叠片电池生产工艺技术领域，特别涉及一种叠片电池极片制备方法。

背景技术

锂离子电池由于比能量高、循环寿命长等优点被广泛应用于3C、储能以及新能源汽车等领域，而其中叠片结构电池在能量密度及快充方面更是有着极大的优势，是锂电行业未来的主要发展趋势之一。在相关现有技术中，叠片电池的极片制备工艺不完善，存在边缘发亮区，导致后续成品电芯中此发亮区出现析锂的情况，严重影响电芯性能。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种叠片电池极片制备方法，通过优化涂布分切，能够解决极片边缘发亮导致的析锂情况，提高电芯的质量和性能。

根据本发明实施例的叠片电池极片制备方法，包括：

对基材进行间隙涂布：沿所述基材的长度方向交替设置涂覆区和空箔区，在所述涂覆区涂覆活性材料；

沿所述基材的长度方向进行辊压；

沿所述基材的长度方向对所述基材进行分切以获得基材条，在所述基材条的所述涂覆区分切极片，并利用与该所述涂覆区相邻的所述空箔区分切连接所述极片的假极耳。

根据本发明实施例的叠片电池极片制备方法，至少具有如下有益效果：本方法中，沿基材的长度方向交替设置涂覆区和空箔区，在此基础上，利用空箔区来形成极片的假极耳切出区域，由于辊压作用，浆料会向两边流动，导致涂覆区沿基材宽度方向的边缘面密度偏高，同时由于涂覆区与空箔区存在厚度差，在辊压时涂覆区的边缘所受作用力更大，综合压实更大，因此边缘会出现发亮现象，本方法中的空箔区与涂覆区为沿辊压方向排布，假极耳可以很好地避开发亮区域，并且能够通过分切将边缘位置切掉，从而解决极片边缘发亮导致的析锂情况，提高电芯的质量和性能。

根据本发明的一些实施例，对所述基材进行分切以获得所述基材条的步骤包括：沿平行于所述基材长度方向的多个分切路径对所述基材进行裁切分条。

根据本发明的一些实施例，对所述基材进行分切以获得所述基材条的步骤包括：切掉所述涂覆区相对于所述基材宽度方向的两个端部。

根据本发明的一些实施例，所述涂覆区的端部切除宽度大于或等于2mm。

根据本发明的一些实施例，对所述基材进行间隙涂布的步骤包括：沿所述基材的宽度方向设置至少两个涂布单元，在每个所述涂布单元设置所述涂覆区和所述空箔区，在相邻的两个所述涂布单元之间，所述涂覆区沿所述基材的长度方向错位排布，并且沿所述基材的宽度方向，保持相邻的两个所述涂覆区边缘相接。

根据本发明的一些实施例，两个所述涂覆区的相接区域的切除宽度大于或等于4mm。

根据本发明的一些实施例，沿所述基材条的长度方向，所述涂覆区的长度为L₁、所述空箔区的长度为D₁、所述极片的模切长度为L₂、所述极片的模切长度公差为ΔL、所述假极耳的模切长度为D₂、所述假极耳的模切长度公差为ΔD，其中，

所述涂覆区的长度L₁满足：

L₁≥2*(L₂+ΔL)，

所述空箔区的长度D₁满足：

D₁≥2*(D₂+ΔD)。

根据本发明的一些实施例，对所述基材条进行分切的步骤包括：沿所述基材条的长度方向，在每个所述涂覆区切出两组所述极片，并从所述涂覆区相邻的两个所述空箔区切出连接所述极片的所述假极耳。

根据本发明的一些实施例，沿所述基材条的长度方向，所述涂覆区的长度为L₁、所述空箔区的长度为D₁、所述极片的模切长度为L₂、所述极片的模切长度公差为ΔL、所述假极耳的模切长度为D₂、所述假极耳的模切长度公差为ΔD，其中，

所述涂覆区的长度L₁满足：

L₁≥L₂+ΔL，

所述空箔区的长度D₁满足：

D₁≥D₂+ΔD。

根据本发明的一些实施例，对所述基材条进行分切的步骤包括：沿所述基材条的长度方向，在每个所述涂覆区切出一组所述极片，并在所述涂覆区相邻的所述空箔区切出连接所述极片的所述假极耳。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明的一种加工流程简图；

图2为基材上涂覆区与空箔区的一种设置示意图；

图3为基材条的一种结构示意图；

图4为分切路径的一种设置示意图；

图5为极片和假极耳的第一种模切示意图；

图6为极片和假极耳的第二种模切示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下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。

在本发明的描述中，多个指的是两个以上。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

锂离子电池由于比能量高、循环寿命长等优点被广泛应用于3C、储能以及新能源汽车等领域，而其中叠片结构电池在能量密度及快充方面更是有着极大的优势，是锂电行业未来的主要发展趋势之一。在相关现有技术中，叠片电池的极片制备工艺不完善，存在边缘发亮区，导致后续成品电芯中此发亮区出现析锂的情况，严重影响电芯性能。

为此，本发明提出一种叠片电池极片制备方法，通过优化涂布分切，能够解决极片边缘发亮导致的析锂情况，提高电芯的质量和性能。

参照图1至图6所示，本发明一种实施例的叠片电池极片制备方法，包括：

S100、对基材100进行间隙涂布：沿基材100的长度方向交替设置涂覆区200和空箔区300，在涂覆区200涂覆活性材料；

S200、沿基材100的长度方向进行辊压；

S300、沿基材100的长度方向对基材100进行分切以获得基材条400，在基材条400的涂覆区200分切极片500，并利用与该涂覆区200相邻的空箔区300分切连接极片500的假极耳501。

在本方法中，通过沿基材100的长度方向交替设置涂覆区200和空箔区300，使得纵向相邻的两个涂覆区200之间具有充足的空间来裁切假极耳501。在辊压的时候，由于辊压作用，浆料会向涂覆区200的两边流动，导致涂覆区200沿基材100宽度方向的边缘面密度偏高，并且基材100的两侧会留有空白余量，其与涂覆区200存在厚度差，在辊压时涂覆区200的边缘所受作用力更大，综合压实更大，因此边缘会出现发亮现象，本方法中的空箔区300与涂覆区200为沿辊压方向排布，假极耳501可以很好地避开发亮区域，并且能够通过分切将边缘位置切掉，从而解决极片500边缘发亮导致的析锂情况，提高电芯的质量和性能。

在本发明的一些实施例中，对基材100进行分切以获得基材条400的步骤包括：沿平行于基材100长度方向的多个分切路径D对基材100进行裁切分条。基材100的宽度尺寸通常满足并排裁切出多个极片500，即大于多个极片500的宽度之和，而极片500与连接该极片500的假极耳501则采用模切设备模切出来，本方法中，通过先沿基材100的宽度方向将辊压后的基材100分切成条，方便后续送入模切设备进行极片500和连接该极片500的假极耳501的模切加工。每个基材条400的宽度可以根据模切设备的加工参数进行调整设定，以使得每个基材条400沿宽度方向能够模切出一排或多排极片500。

在本发明的一些实施例中，对基材100进行分切以获得基材条400的步骤包括：切掉涂覆区200相对于基材100宽度方向的两个端部。在辊压的时候，由于辊压作用，浆料会向涂覆区200的两边流动，导致涂覆区200沿基材100宽度方向的边缘面密度偏高，并且基材100的两侧会留有空白余量，其与涂覆区200存在厚度差，在辊压时涂覆区200的边缘所受作用力更大，综合压实更大，因此边缘会出现发亮现象。本方法中通过纵向间隙涂布来形成纵向交替的涂覆区200、空箔区300，在沿基材100的长度方向分切基材条400的过程中切掉涂覆区200的端部，基材条400留有足够的空箔区300来模切连接极片500的假极耳501，不会影响极片500的模切。因此，本方法可以利用基材100分切的过程，沿基材100的长度方向一次去除该分切路径上全部涂覆区200的端部位置，避免极片500出现边缘发亮的情况。

在本发明的一些实施例中，涂覆区200的端部切除宽度大于或等于2mm。

在本发明的一些实施例中，对基材100进行间隙涂布的步骤包括：沿基材100的宽度方向设置至少两个涂布单元，在每个涂布单元设置涂覆区200和空箔区300，在相邻的两个涂布单元之间，涂覆区200沿基材100的长度方向错位排布，并且沿基材100的宽度方向，保持相邻的两个涂覆区200边缘相接。由于基材100具有一定宽度，且通常大于多个极片500的宽度之和，因此在对基材100进行涂布的步骤中，本实施例中通过设置多个涂布单元的形式，有利于确保涂布效率和涂布质量。并且结合前述分析的发亮情况，两个涂覆区200的边缘相接，相应的切掉宽度能够控制在最小范围，提高材料的利用率。在此基础上，相邻的两个涂布单元之间，涂覆区200沿基材100的长度方向错位排布，有利于辊压时浆料由一个涂覆区200流动到横向相接的另一个涂覆区200，进而提高涂覆区200的厚度均匀性和一致性，提高最终模切出来的极片500的质量及成品电芯的质量。

可以理解的是，两个涂覆区200的相接区域的切除宽度大于或等于4mm。

在本发明的一些实施例中，沿基材条400的长度方向，涂覆区200的长度为L₁、空箔区300的长度为D₁、极片500的模切长度为L₂、极片500的模切长度公差为ΔL、假极耳501的模切长度为D₂、假极耳501的模切长度公差为ΔD，其中，

涂覆区200的长度L₁满足：

L₁≥2*(L₂+ΔL)，

空箔区300的长度D₁满足：

D₁≥2*(D₂+ΔD)。

基于上述尺寸的把控，在本方法中，每个基材条400上的涂覆区200与空箔区300在沿基材条400的长度方向的尺寸都满足模切两组极片500与对应的假极耳501。参照图5，在采用该尺寸进行涂布的情况下，对基材条400进行分切的步骤包括：沿基材条400的长度方向，在每个涂覆区200切出两组极片500，并从涂覆区200相邻的两个空箔区300切出连接极片500的假极耳501。可以理解的是，每组极片500的数量根据基材条400的宽度尺寸设定，比如基材条400的宽度尺寸只满足一个极片500模切的时候，每组极片500的数量则为一个，比如基材条400的宽度尺寸满足两个极片500模切的时候，每组极片500的数量则可以在一个和两个之间选择，以此类推。本方法中，涂覆区200的极片500模切线参照图5所示，模切线设于涂覆区200沿基材条400的长度方向对应的两侧位置，假极耳501的模切线设于该极片500的模切线相接的空箔区300。

在本发明的一些实施例中，沿基材条400的长度方向，涂覆区200的长度为L₁、空箔区300的长度为D₁、极片500的模切长度为L₂、极片500的模切长度公差为ΔL、假极耳501的模切长度为D₂、假极耳501的模切长度公差为ΔD，其中，

涂覆区200的长度L₁满足：

L₁≥L₂+ΔL，

空箔区300的长度D₁满足：

D₁≥D₂+ΔD。

基于上述尺寸的控制，在本方法中，每个基材条400上的涂覆区200与空箔区300沿基材条400的长度方向的尺寸都满足模切一组极片500和与之连接的假极耳501。参照图6，在采用该尺寸进行涂布的情况下，对基材条400进行分切的步骤包括：沿基材条400的长度方向，在每个涂覆区200切出一组极片500，并在涂覆区200相邻的空箔区300切出连接极片500的假极耳501。其中每组极片500的具体数量根据基材条400的宽度尺寸设定，比如基材条400的宽度尺寸只满足一个极片500模切的时候，每组极片500的数量则为一个，比如基材条400的宽度尺寸满足两个极片500模切的时候，每组极片500的数量则可以在一个和两个之间选择，以此类推。参照图6所示，在同一基材条400上，涂覆区200的极片500模切线均位于所在涂覆区200的同一侧，假极耳501模切线设于该极片500模切线同一侧的空箔区300。

实施例1

本实施例中的叠片电池极片制备方法，包括：

对基材100进行间隙涂布：参照图2，沿基材100的宽度方向设置两个边缘相接的涂布单元，在每个涂布单元沿基材100的长度方向交替设置涂覆区200和空箔区300，并保持两个涂布单元的涂覆区200沿基材100的长度方向错位，形成图示的边缘相接的涂覆区200，涂覆区200沿基材100的长度方向的长度为L₁、空箔区300的长度为D₁、极片500的模切长度为L₂、极片500的模切长度公差为ΔL、假极耳501的模切长度为D₂、假极耳501的模切长度公差为ΔD，其中，

控制涂覆区200的长度L₁满足：L₁≥2*(L₂+ΔL)，

控制空箔区300的长度D₁满足：D₁≥2*(D₂+ΔD)，

对涂覆区200涂布活性材料；

沿基材100的长度方向进行辊压；

参照图3、图4，沿基材100的宽度方向设定多条平行于基材100长度方向的分切路径，沿分切路径对基材100进行分切，分切过程中去掉两个涂布单元的涂覆区200外端的部分，去除宽度为2mm，并且去除两个涂覆区200边缘相接的部分，保持每个涂覆区200端部的去除宽度为2mm，从而获得基材条400，结合图5示，每个基材条400的宽度满足两个极片500的模切尺寸需要，结合图5示，沿基材条400的长度方向在每个涂覆区200的上下两侧设置一组极片500模切线，每组2个，同时在该涂覆区200相邻的上下两个空箔区300设置与极片500模切线连接的假极耳501模切线，模切出具有假极耳501的极片500。

实施例2

本实施例中的叠片电池极片制备方法，包括：

对基材100进行间隙涂布：参照图2，沿基材100的宽度方向设置两个边缘相接的涂布单元，在每个涂布单元沿基材100的长度方向交替设置涂覆区200和空箔区300，并保持两个涂布单元的涂覆区200沿基材100的长度方向错位，形成图示的边缘相接的涂覆区200，涂覆区200沿基材100的长度方向的长度为L₁、空箔区300的长度为D₁、极片500的模切长度为L₂、极片500的模切长度公差为ΔL、假极耳501的模切长度为D₂、假极耳501的模切长度公差为ΔD，其中，

控制涂覆区200的长度L₁满足：L₁≥L₂+ΔL，

控制空箔区300的长度D₁满足：D₁≥D₂+ΔD，

对涂覆区200涂布活性材料；

沿基材100的长度方向进行辊压；

参照图3、图4，沿基材100的宽度方向设定多条平行于基材100长度方向的分切路径D，沿分切路径D对基材100进行分切，分切过程中去掉两个涂布单元的涂覆区200外端的部分，去除宽度为2mm，并且去除两个涂覆区200边缘相接的部分，保持每个涂覆区200端部的去除宽度为2mm，从而获得基材条400，结合图6示，每个基材条400的宽度满足两个极片500的模切尺寸需要，结合图6示，沿基材条400的长度方向在每个涂覆区200的上侧设置一组极片500模切线，每组2个，同时在该涂覆区200相邻的上方空箔区300设置与极片500模切线连接的假极耳501模切线，模切出具有假极耳501的极片500。

可以理解的是，本发明的叠片电池极片制备方法即使涂覆区200的侧边出现辊压发亮现象，也可以直接分切掉，不影响模切后的极片500。并且在相关现有技术中，为防止边缘发亮现象，边缘区厚度需削薄至中间区厚度的95％～97％，而由于挤压涂布张力作用，浆料会流向两边，调试较困难，而本方法由于侧边存在分切宽度，所以无需调试侧边削薄，生产效率和生产质量均得到提高。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (10)

1.一种叠片电池极片制备方法，其特征在于，包括：

对基材进行间隙涂布：沿所述基材的长度方向交替设置涂覆区和空箔区，在所述涂覆区涂覆活性材料；

沿所述基材的长度方向进行辊压；

沿所述基材的长度方向对所述基材进行分切以获得基材条，在所述基材条的所述涂覆区分切极片，并利用与该所述涂覆区相邻的所述空箔区分切连接所述极片的假极耳。

2.根据权利要求1所述的叠片电池极片制备方法，其特征在于，对所述基材进行分切以获得所述基材条的步骤包括：沿平行于所述基材长度方向的多个分切路径对所述基材进行裁切分条。

3.根据权利要求1所述的叠片电池极片制备方法，其特征在于，对所述基材进行分切以获得所述基材条的步骤包括：切掉所述涂覆区相对于所述基材宽度方向的两个端部。

4.根据权利要求3所述的叠片电池极片制备方法，其特征在于，所述涂覆区的端部切除宽度大于或等于2mm。

5.根据权利要求3所述的叠片电池极片制备方法，其特征在于，对所述基材进行间隙涂布的步骤包括：沿所述基材的宽度方向设置至少两个涂布单元，在每个所述涂布单元设置所述涂覆区和所述空箔区，在相邻的两个所述涂布单元之间，所述涂覆区沿所述基材的长度方向错位排布，并且沿所述基材的宽度方向，保持相邻的两个所述涂覆区边缘相接。

6.根据权利要求5所述的叠片电池极片制备方法，其特征在于，两个所述涂覆区的相接区域的切除宽度大于或等于4mm。

7.根据权利要求1所述的叠片电池极片制备方法，其特征在于，沿所述基材条的长度方向，所述涂覆区的长度为L₁、所述空箔区的长度为D₁、所述极片的模切长度为L₂、所述极片的模切长度公差为ΔL、所述假极耳的模切长度为D₂、所述假极耳的模切长度公差为ΔD，其中，

所述涂覆区的长度L₁满足：

L₁≥2*(L₂+ΔL)，

所述空箔区的长度D₁满足：

D₁≥2*(D₂+ΔD)。

8.根据权利要求7所述的叠片电池极片制备方法，其特征在于，对所述基材条进行分切的步骤包括：沿所述基材条的长度方向，在每个所述涂覆区切出两组所述极片，并从所述涂覆区相邻的两个所述空箔区切出连接所述极片的所述假极耳。

9.根据权利要求1所述的叠片电池极片制备方法，其特征在于，沿所述基材条的长度方向，所述涂覆区的长度为L₁、所述空箔区的长度为D₁、所述极片的模切长度为L₂、所述极片的模切长度公差为ΔL、所述假极耳的模切长度为D₂、所述假极耳的模切长度公差为ΔD，其中，

所述涂覆区的长度L₁满足：

L₁≥L₂+ΔL，

所述空箔区的长度D₁满足：

D₁≥D₂+ΔD。

10.根据权利要求9所述的叠片电池极片制备方法，其特征在于，对所述基材条进行分切的步骤包括：沿所述基材条的长度方向，在每个所述涂覆区切出一组所述极片，并在所述涂覆区相邻的所述空箔区切出连接所述极片的所述假极耳。