CN217387459U - 电极极耳、电极、极芯和电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电极极耳、电极、极芯和电池，所述电极极耳包括本体；涂层，所述涂层设在所述本体的至少一侧表面上，所述涂层的厚度极差为R，其中，所述R满足：R≤1.5μm。由此，所述电极极耳的表面涂层涂布均匀，激光加工时性能稳定，能够提升极耳的良品率和电池安全性能。

Description

电极极耳、电极、极芯和电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其是涉及一种电极极耳、电极、极芯和电池。

背景技术

为了提高锂电池的能量密度，集流体厚度越来越薄，这使得极片碾压后在极耳位置容易出现褶皱，对电池的安全性带来隐患。目前，通过在极耳位置涂覆由PVDF粘结剂和陶瓷绝缘材料复配的浆料，烘干后得到的绝缘涂层可以很好的解决极耳碾压后褶皱甚至断裂的问题。

但是，现有技术中，极耳上绝缘层厚度较厚(＞15μm)且厚度分布较宽(10～40μm)，导致了极耳激光加工效果不稳定的问题。具体原因如下：激光加工时，激光能量是固定的，不能因涂层厚度不同而实时调整，对于涂层较厚的位置，激光能量就偏低，毛刺增加。较薄的位置，激光能量偏高，涂层及铝箔被过度灼烧形成熔珠、熔渣等，增加了短路的风险。因此，现有电极极耳在激光模切过程中效果不稳定，激光功率大，能耗高。容易在极耳上形成的毛刺、熔珠、熔渣等，有造成电池微短路的风险。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的极耳上绝缘层厚度较厚(＞15μm)且厚度分布较宽(10～40μm)的问题。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电极极耳，所述电极极耳的表面涂层涂布均匀。

本实用新型的第二个目的在于，提出一种电极，所述电极包括所述极耳。

本实用新型的第三个目的在于，提出一种极芯。

本实用新型的第四个目的在于，提出一种电池。

根据本实用新型第一方面实施例的电极极耳，包括：本体；涂层，所述涂层设在所述本体的至少一侧表面上，所述涂层的厚度极差为R，其中，所述R满足：R≤1.5μm。

根据本实用新型实施例的电极极耳，所述电极极耳的表面涂层涂布均匀，激光加工时性能稳定，能够提升极耳的良品率和电池安全性能。

根据本实用新型的一些实施例，所述R进一步满足：R≤0.5μm。

根据本实用新型的一些实施例，所述涂层的厚度为d₁，其中，所述d₁满足：1μm≤d₁≤5μm。

根据本实用新型的一些实施例，所述d₁进一步满足：1.5μm≤d₁≤3μm。

根据本实用新型的一些实施例，所述涂层的宽度为d₂，所述极耳的宽度为d₃，其中，所述d₂、d₃满足：16.7％≤d₂/d₃≤33.3％。

根据本实用新型的一些实施例，所述涂层的宽度为d₂，其中，所述d₂满足： 5mm≤d₂≤10mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述本体的厚度方向的两侧表面上均设有所述涂层。

根据本实用新型的一些实施例，所述本体的厚度方向的两侧表面上的所述涂层分别为第一涂层和第二涂层，所述第一涂层和所述第二涂层彼此相对。

根据本实用新型第二方面实施例的电极，包括上述的电极极耳。

根据本实用新型第三方面实施例的极芯，包括上述的电极。

根据本实用新型第四方面实施例的电池，包括上述的极芯。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的极芯结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的已涂涂层铝箔结构示意图；

图3A是根据本实用新型实施例的已涂正极活性物质的正极片结构示意图；图3B是根据本实用新型实施例的已涂正极活性物质的正极片裁断分切位置的示意图；

图4是根据本实用新型实施例的已涂正极活性物质、涂层部分模切掉的正极片结构示意图；

图5是根据本实用新型实施例的已涂正极活性物质、涂层完全模切掉的正极片结构示意图。

附图标记：

100：极芯；

200：已涂涂层的铝箔：

300：已涂正极活性物质的铝箔：

400：已涂正极活性物质、涂层部分模切掉的正极片；

500：已涂正极活性物质、涂层完全模切掉的正极片；

1：电极极耳；11：本体；12：涂层；121：第一涂层；122：第二涂层；

2：正极活性物质；3：隔膜；4：负极活性物质；5：敷料留白区；6：铝箔；7：铜箔。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-5描述根据本实用新型具体实施例的电极极耳、包括上述电极极耳的电极、极芯和电池。

根据本实用新型第一方面实施例的电极极耳，其中，本实用新型第一方面实施例的电极极耳为正极极耳或负极极耳，本实用新型的具体实施例中以电极极耳1为正极极耳示例，包括本体11和涂层12。具体地，涂层12设在本体11的至少一侧表面上，如图1中所示。其中，涂层12的厚度极差为R，其中，R满足：R≤1.5μm。

根据本实用新型具体实施例的电极极耳1，当涂层12的厚度极差在该范围内时，涂层 12非常适用于当前常用的激光模切工艺，得到的模切端面光滑、平整，无任何毛刺、熔珠、熔渣等，熔边宽度与裸铝箔激光模切后的熔边宽度一致，无任何毛刺。提高了极片在激光加工过程中的良品率，降低激光加工获得的电池短路的风险，提升了极耳的良品率和电池的安全性能；也在一定程度上改善了高压实极片、极耳根部打皱的问题，进而提高电解液的浸润效率。

优选地，R进一步满足：R≤0.5μm。由此，涂层12的厚度极差更小，也就是涂层12的厚度更加均匀，改善了因涂层12厚度波动较大导致的激光能量的波动较大的问题，获得的激光模切端面更加的光滑、平整，进一步提高了激光加工效果，制得的电极极耳1质量更高，安全性能也更高。

根据本实用新型的一些实施例，涂层12的厚度为d₁，其中，d₁满足：1μm≤d₁≤5μm。例如，涂层12的厚度可以为1μm、2μm、3μm、4μm、5μm等，但不限于此。

根据本实用新型的具体实施例，当涂层12的厚度在本实用新型的范围内时，涂层材料使用量少，可节约成本；涂敷一致性高、激光模切效果较好，模切的所得切口平整，无熔珠、熔渣等，改善了因涂层12厚度较大导致的模切能量过低、毛刺增多的问题，模切效果稳定，且能够满足多数电池的需要。可选地，激光膜切可以采用连续激光器、脉冲激光器，但不限于此。

根据本实用新型的一种优选实施例，d₁进一步满足：1.5μm≤d₁≤3μm。由此，在满足生产需求的同时，涂层12的厚度更薄，更多的节约材料、降低成本，激光膜切效果也更加的稳定，降低了短路的风险，提高了电池的安全性及性能的一致性；涂层12的厚度也不宜过薄，涂层12太薄的位置，激光模切时，能量偏高，涂层12及铝箔6容易被过度灼烧形成熔珠、熔渣等，会增加短路的风险，因此，适宜的涂层厚度对于激光模切过程中效果的稳定性影响较大，对于电池的安全性也十分重要。

在本实用新型的一些可选实施例中，涂层12的宽度为d₂，其中，d₂满足：5mm≤d₂≤10mm。如此设置，涂层12边界清晰，剥离强度高，耐受电解液浸泡，提高了包括该涂层12的电极的防腐蚀性能，并且涂层12连接牢固、不易脱落。当涂层12的宽度大于10mm时，材料使用量增加，成本增大，涂层12过宽也会影响电极极耳1的性能，当涂层12的宽度小于5mm 时，不能发挥涂层12的绝缘防护作用，导致电池的安全性能降低。

根据本实用新型的另一些实施例，制备涂层12的涂料的可选用水或NMP作为溶剂，优选为水作为溶剂，经济环保。以廉价的勃姆石(D50＝0.72～1.73μm)、耐电解液腐蚀的丙烯酸树脂类物质作为粘结剂形成浆料。当浆料粘度为20～200mPa.s时，涂布效果最佳。并且，当浆料中固含量为29～31％，有利于提高涂层12致密性，容易烤干。

根据本实用新型实施例的一种涂敷方式，转移式涂布，用转移式涂布方式进行涂敷，例如可以使用凹版辊涂布，涂布速度可选为100～120m/min。烤干后，涂层12纤薄、致密不漏箔、边界清晰，剥离强度高。耐电压冲击，相比裸铝箔，耐电压值提高300V以上。

其中，涂层12所使用的主材，可以用氧化铝代替，粘结剂可以用丙烯腈类物质代替。其中，以重量比计，主材：粘结剂＝10:1～3，固含量保持不变。激光模切效果与丙烯酸树脂类粘结剂涂层12一致。

经过以上方法获得的极耳涂层12的厚度分布极为集中，极差0.5μm以内。非常适用于当前流行的激光模切工艺，获得的模切端面光滑、平整，无任何毛刺、熔珠、熔渣等，熔边宽度与裸铝箔激光模切后熔边宽度一致，无任何毛刺。

根据本实用新型的另一些实施例，涂层12的宽度为d₂，电极极耳1的宽度为d₃，其中， d₂、d₃满足：16.7％≤d₂/d₃≤33.3％。当涂层12的宽度与电极极耳1宽度的比例为16.7％～33.3％时，涂层12可以有效避免电池析锂，提高电池的安全性的同时不会影响电极极耳1的性能，涂层12使用的材料量更少，降低了成本，节约了资源。

根据本实用新型的一些优选实施例，本体11的厚度方向的两侧表面上均设有涂层12。由此，本体11厚度方向的两侧表面的活性物质涂层2与电极极耳1连接处，均涂布有涂层12，能够提升电池的安全性，防止铝箔6接触负极活性物质4导致电池短路，引起的电池热失控。

具体的，本体11的厚度方向的两侧表面上的涂层分别为第一涂层121和第二涂层122，第一涂层121和第二涂层122彼此相对。

根据本实用新型第二方面实施例的电极，包括根据本实用新型第一方面实施例的电极极耳1。

根据本实用新型实施例的电极，包括上述的电极极耳1，电极的生产过程中激光膜切更加稳定，激光膜切的效果较好，提升了电极的安全性，且可节约涂层材料，降低电极的生产成本。

根据本实用新型第三方面实施例的极芯100，包括根据本实用新型第二方面实施例的电极。

根据本实用新型的具体实施例的极芯100，包括上述电极。电极经过激光模切、激光裁断、卷绕或叠片制成极芯100。降低极芯100的生产成本，提高了极芯100的安全性能，且能够改善高压实极片、电极极耳1根部打皱的问题，制得极芯100的电解液浸润效率较高。

根据本实用新型的具体实施例的电极可以正极也可以负极。以正极为例，制备极芯100 的具体过程如下：

如图1所示，本实用新型中的极芯100由涂敷涂层12的正极片、隔膜3、负极极片构成，卷绕或者叠片即可获得极芯100。其中，负极极片、隔膜3等均为电池行业成熟工艺或者产品。可选地，负极极片材料为铜箔7，铜箔7上涂敷有负极活性物质4。其它不作详细描述。

具体地，极芯100包括的正极片，可选地，正极片材料为铝箔6，极芯100的制备过程包括如下步骤：

先在铝箔6上，电极极耳1的位置即将要涂敷正极活性物质2的区域的边缘为起点，往铝箔6边缘延伸，涂敷涂层12，烘干，收卷。其中，已涂涂层12的铝箔200如图2所示。涂层12厚度为1～5μm，宽度为5～10mm，能够满足多数电池的要求。

然后，将已涂涂层12的铝箔200放卷，在两个涂层12的中间的敷料留白区5涂敷正极活性物质2，正极活性物质2和涂层12可以重叠，重叠宽度控制为0～1mm最佳，涂层 12不影响电子导通。得到已涂正极活性物质2的正极片300如图3A所示。

将已涂正极活性物质2的正极片300烤干，经过分切、激光模切，得到已涂正极活性物质2、已模切的正极片。其中，已涂正极活性物质2的正极片300裁断分切的位置优选为沿图3B中虚线标示的位置。

将已涂正极活性物质2的正极片300经过激光裁断、卷绕或叠片，制成极芯100。其中，模切时，涂层2可以部分切掉或完全切掉，均满足极芯100设计需要，其中，已涂正极活性物质、涂层部分模切掉的正极片400如图4所示，已涂正极活性物质、涂层完全模切掉的正极片500如图5所示。

根据本实用新型第四方面实施例的电池，包括根据本实用新型第三方面实施例的极芯100。采用上述的极芯100制得的电池，电池的电极极耳1制作简便，激光模切效果较好，提升了电池的安全性，涂层材料用量少，降低了电池生产的成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.一种电极极耳，其特征在于，包括：

本体；

涂层，所述涂层设在所述本体的至少一侧表面上，所述涂层的厚度极差为R，其中，所述R满足：R≤1.5μm。

2.根据权利要求1所述的电极极耳，其特征在于，所述R进一步满足：R≤0.5μm。

3.根据权利要求1所述的电极极耳，其特征在于，所述涂层的厚度为d₁，其中，所述d₁满足：1μm≤d₁≤5μm。

4.根据权利要求3所述的电极极耳，其特征在于，所述d₁进一步满足：1.5μm≤d₁≤3μm。

5.根据权利要求1所述的电极极耳，其特征在于，所述涂层的宽度为d₂，所述极耳的宽度为d₃，其中，所述d₂、d₃满足：16.7％≤d₂/d₃≤33.3％。

6.根据权利要求1所述的电极极耳，其特征在于，所述涂层的宽度为d₂，其中，所述d₂满足：5mm≤d₂≤10mm。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的电极极耳，其特征在于，所述本体的厚度方向的两侧表面上均设有所述涂层。

8.根据权利要求7所述的电极极耳，其特征在于，所述本体的厚度方向的两侧表面上的所述涂层分别为第一涂层和第二涂层，所述第一涂层和所述第二涂层彼此相对。

9.一种电极，其特征在于，包括根据权利要求1-8中任一项所述的电极极耳。

10.一种极芯，其特征在于，包括根据权利要求9所述的电极。

11.一种电池，其特征在于，包括根据权利要求10所述的极芯。

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