CN211789269U - 一种锂离子电池极片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池极片，包括集流体、底涂层和活性物质层，所述底涂层涂覆于所述集流体的表面，所述底涂层包括导电层和设置在所述导电层边缘的绝缘层，所述活性物质层涂覆在所述导电层的表面。本实用新型在集流体和活性物质层之间涂覆有底涂层，能够提高活性物质层与集流体之间的粘结力，避免了极片在涂布烘干后出现掉粉的现象，提高了锂离子电池的导电性能。在导电层的边缘设置一定硬度的绝缘层，有利于极片涂布后的分切，而且绝缘层的设置能够分切后产生的毛刺刺破隔膜导致的电池短路现象，提高了锂离子电池的安全性能。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池领域，尤其涉及一种锂离子电池极片。
背景技术
锂离子电池运用越来越广泛，大量应用于各种电子产品中。每年的销售额突破1000亿以上，锂离子电池按照包装材料来分，可分为钢壳锂离子电池、铝壳锂离子电池和软包装锂离子电池。无论在哪种电池中，极片都是影响锂离子电池性能最重要的影响因素之一。
现有的正极极片一般采用铝箔作为集流体，负极极片一般采用铜箔作为集流体，然后在集流体的表面涂覆浆料，得到极片。然而，浆料和集流体结合的不够紧密，在涂布干燥后会出现掉粉等现象，会降低锂离子电池的导电性能。
另外，在锂离子电池制作正、负极片的分切和成型过程中，尤其在料区和极耳的交接处，空白的铜铝箔很薄、延展性强，不易分切，更容易形成毛刺。由极片分切成型引起的毛刺，会在高电压微短路测试时，引发隔膜击穿、正负极短路，造成电池失效，严重降低电池的良品率；不易检测的单个电芯的微短路，会造成电池之间的不一致性，导致模组无法使用。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种锂离子电池极片，能够提高浆料与集流体之间的粘结力，避免降低锂离子电池的导电性能，还能够避免极片在分切成型时产生的毛刺刺破隔膜导致短路，提高了锂离子电池的安全性能。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种锂离子电池极片，包括集流体、底涂层和活性物质层，所述底涂层涂覆于所述集流体的表面，所述底涂层包括导电层和设置在所述导电层边缘的绝缘层，所述活性物质层涂覆在所述导电层的表面。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，所述集流体包括空箔区和涂覆区，所述底涂层涂覆在所述涂覆区的表面，所述绝缘层设置在所述空箔区和所述导电层之间。当极片用于叠片式锂离子电池时，在进行模切后，部分空箔区即可作为极耳，绝缘层设置在空箔区和导电层之间，使得极片既易于分切，又能够避免毛刺的产生导致电池发生短路。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，还包括极耳，所述极耳固定连接在所述集流体上。当极片用于卷绕式锂离子电池时，还需在极片上焊接极耳，再进行卷绕。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，所述绝缘层的厚度为0.1～5μm。绝缘层的厚度过小，不能使得该区域的硬度增加，不利于分切。绝缘层的厚度过大，增加制造成本。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，所述绝缘层的厚度为1～3μm。绝缘层在此范围内能够满足绝缘需求以及硬度上的需求。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，所述绝缘层的宽度为1～5mm。绝缘层的宽度不能过小，极片分切时，分切刀不便于沿着绝缘层分切，分切精度不够还会分切到空箔区，导致产生毛刺刺破隔膜发生短路。绝缘层的宽度不能过大，过大会减少导电层的面积，进一步减小活性物质层的面积，会降低电池的能量密度。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，所述导电层的厚度为1～5μm。导电层的厚度过薄，无法紧密连接集流体和活性物质层，后续还会出现掉粉等现象，影响电池的导电性能。导电层的厚度过厚，会增加极片的厚度，影响电池的能量密度。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，所述导电层包括第一溶剂、导电剂和第一粘结剂。第一溶剂包括但不限于水或N-甲基吡咯烷酮(NMP)等本领域常用溶剂；导电剂包括但不限于硬碳、软碳、石墨等本领域常用导电剂；第一粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯、丁苯橡胶等本领域常用粘结剂。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，所述绝缘层包括第二溶剂、绝缘材料和第二粘结剂。其中，第二溶剂包括但不限于水或N-甲基吡咯烷酮(NMP)等本领域常用溶剂；绝缘材料可为陶瓷颗粒，包括但不限于A2lO3、MgO、ZrO2或勃姆石；第二粘结剂可包括但不限于聚偏氟乙烯、丁苯橡胶等本领域常用粘结剂。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，所述集流体为铝箔，所述活性物质层为正极活性物质层。
作为本实用新型所述的锂离子电池极片的一种改进，所述集流体为铜箔，所述活性物质层为负极活性物质层。
本实用新型的有益效果包括但不限于：本实用新型提供一种锂离子电池极片，包括集流体、涂覆在集流体表面的底涂层和活性物质层，底涂层包括导电层和设置在导电层边缘的绝缘层，活性物质层涂覆在所述导电层的表面。本实用新型在集流体和活性物质层之间涂覆有底涂层，能够提高活性物质层与集流体之间的粘结力，避免了极片在涂布烘干后出现掉粉的现象，提高了锂离子电池的导电性能。在导电层的边缘设置一定硬度的绝缘层，有利于极片涂布后的分切，而且绝缘层的设置能够分切后产生的毛刺刺破隔膜导致的电池短路现象，提高了锂离子电池的安全性能。
附图说明
图1为实施例1锂离子电池极片的结构示意图。
图2为实施例1锂离子电池极片的侧视图。
图3为实施例2锂离子电池极片的结构示意图。
图中：1-集流体，2-底涂层，3-活性物质层，21-导电层，22-绝缘层，11-空箔区，12-涂覆区，4-极耳。
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。
在本实用新型的描述中，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
在本实用新型中，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实用新型中的具体含义。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图1～2所示，本实施例提供一种锂离子电池极片，包括集流体1、底涂层2和活性物质层3，底涂层2涂覆于集流体1的表面，底涂层2包括导电层21和设置在导电层21边缘的绝缘层22，活性物质层3涂覆在导电层21的表面。
进一步地，集流体1包括空箔区11和涂覆区12，底涂层2涂覆在涂覆区12的表面，绝缘层22设置在空箔区11和导电层21之间。当极片用于叠片式锂离子电池时，在进行模切后，部分空箔区11即可作为极耳，绝缘层22设置在空箔区11和导电层21之间，使得极片既易于分切，又能够避免毛刺的产生导致电池发生短路。
进一步地，绝缘层22的厚度为0.1～5μm。绝缘层22的厚度过小，不能使得该区域的硬度增加，不利于分切。绝缘层22的厚度过大，增加制造成本。
进一步地，绝缘层22的厚度为1～3μm。绝缘层22在此范围内能够满足绝缘需求以及硬度上的需求。
进一步地，绝缘层22的宽度为1～5mm。绝缘层22的宽度不能过小，极片分切时，分切刀不便于沿着绝缘层22分切，分切精度不够还会分切到空箔区11，导致产生毛刺刺破隔膜发生短路。绝缘层22的宽度不能过大，过大会减少导电层21的面积，进一步减小活性物质层3的面积，会降低电池的能量密度。
进一步地，导电层21的厚度为1～5μm。导电层21的厚度过薄，无法紧密连接集流体1和活性物质层3，后续还会出现掉粉等现象，影响电池的导电性能。导电层21的厚度过厚，会增加极片的厚度，影响电池的能量密度。
进一步地，导电层21包括第一溶剂、导电剂和第一粘结剂。第一溶剂包括但不限于水或N-甲基吡咯烷酮(NMP)等本领域常用溶剂；导电剂包括但不限于硬碳、软碳、石墨等本领域常用导电剂；第一粘结剂包括但不限于聚偏氟乙烯、丁苯橡胶等本领域常用粘结剂。
进一步地，绝缘层22包括第二溶剂、绝缘材料和第二粘结剂。其中，第二溶剂包括但不限于水或N-甲基吡咯烷酮(NMP)等本领域常用溶剂；绝缘材料可为陶瓷颗粒，包括但不限于A2lO3、MgO、ZrO2或勃姆石；第二粘结剂可包括但不限于聚偏氟乙烯、丁苯橡胶等本领域常用粘结剂。
进一步地，集流体1为铝箔，活性物质层3为正极活性物质层。正极活性物质层中的正极活性物质为磷酸铁锂。涂炭底涂层对于磷酸铁锂电池导电性能的提高效果格外明显。
进一步地，集流体1为铜箔，活性物质层3为负极活性物质层。
实施例2
如图3所示，本实施例提供一种锂离子电池极片，与实施例1不同的是，还包括极耳4，极耳4固定连接在集流体1上。当极片用于卷绕式锂离子电池时，还需在极片上焊接极耳4，再进行卷绕。
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述实用新型构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围，则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (9)
1.一种锂离子电池极片，其特征在于，包括集流体、底涂层和活性物质层，所述底涂层涂覆于所述集流体的表面，所述底涂层包括导电层和设置在所述导电层边缘的绝缘层，所述活性物质层涂覆在所述导电层的表面。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述集流体包括空箔区和涂覆区，所述底涂层涂覆在所述涂覆区的表面，所述绝缘层设置在所述空箔区和所述导电层之间。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，还包括极耳，所述极耳固定连接在所述集流体上。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述绝缘层的厚度为0.1～5μm。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述绝缘层的厚度为1～3μm。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述绝缘层的宽度为1～5mm。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述导电层的厚度为1～5μm。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，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。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于，所述集流体为铜箔，所述活性物质层为负极活性物质层。
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Denomination of utility model: Electrode piece of lithium ion battery Effective date of registration: 20210729 Granted publication date: 20201027 Pledgee: Bank of Changsha Co.,Ltd. Zhuzhou branch Pledgor: HUNAN LIFANG NEW ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980007086 |
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Date of cancellation: 20230208 Granted publication date: 20201027 Pledgee: Bank of Changsha Co.,Ltd. Zhuzhou branch Pledgor: HUNAN LIFANG NEW ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2021980007086 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A type of lithium-ion battery electrode Effective date of registration: 20230829 Granted publication date: 20201027 Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Zhuzhou branch Pledgor: HUNAN LIFANG NEW ENERGY SCIENCE & TECHNOLOGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980054119 |
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