CN218731044U - 一种极片和电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种极片和包含该极片的电池。所述极片包括：集流体；沿所述集流体的一边排布的多极耳；以及在所述集流体的一侧或两侧表面设置的沿第一方向延伸且沿第二方向排布的绝缘材料区和活性材料区，所述第一方向为多极耳的排布方向，所述第二方向与所述第一方向垂直且所述绝缘材料区位于靠近所述多极耳的一侧；所述绝缘材料区上贴附有绝缘胶纸，所述活性材料区上涂覆有活性材料。本实用新型的极片能够解决极片边缘的减薄问题，改善电芯平整度，提升电芯电化学性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种极片和包含该极片的电池。
背景技术
随着科技发展的不断进步，人们希望电子产品能够在更短时间内完成手机等电子产品的充电，增加使用的频率，实现对移动通信设备更好的使用体验，因此对电池的充电最大倍率提出了更高的要求。多极耳结构通过增加极耳数量，降低了电芯阻抗，可以将充电倍率显著提升，实现客户端要求。
提升倍率的同时，多级耳电芯的安全性能也要重点考虑，由于头部有多个软极耳，非常容易搭接短路，所以在极片头部加涂一定宽度的陶瓷作为缓冲，但是陶瓷和浆料是一起挤压涂布至集流体上的，为了防止交叠区域超厚，涂布时会采取边缘减薄的方案，会造成整个电芯厚度一致性较差，循环后期头部更容易发生析锂等隐患。
因此，发现一种厚度一致性较好的极片是非常重要的。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术存在的上述问题，提供一种极片和包含该极片的电池。本实用新型的极片能够解决极片边缘的减薄问题，改善电芯平整度，提升电芯电化学性能。
现在多极耳电芯极片采用的提升安全性能的方式，一般都是在正极头部涂一定宽度的陶瓷，但是此方案涂布时工序复杂，且陶瓷容易与活性材料进行互相重叠，影响活性材料的厚度，厚度不一致会增加循环后期的析锂风险，导致整机失效；除此之外，现在多极耳电芯极片涂布工艺采用的斑马涂布，在辊压时涂层区受到辊压发生延展，而空箔区过薄没有受到辊压未发生延展，导致涂层区与空箔区压延不一致，因此导致极片鼓起、褶皱，在极片辊压及卷绕时极易断带。
本实用新型第一方面提供了一种极片，包括：集流体；沿所述集流体的一边排布的多极耳；以及在所述集流体的一侧或两侧表面设置的沿第一方向延伸且沿第二方向排布的绝缘材料区和活性材料区，所述第一方向为多极耳的排布方向，所述第二方向与所述第一方向垂直且所述绝缘材料区位于靠近所述多极耳的一侧；所述绝缘材料区上贴附有绝缘胶纸，所述活性材料区上涂覆有活性材料。
在一实例中，所述绝缘材料区和所述活性材料区在所述第二方向上的长度比为1：(10-100)。
在一实例中，所述绝缘胶纸的厚度为2-60μm，所述绝缘胶纸的宽度为 1-100mm。
在一实例中，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈矩形、平行四边形、梯形或三角形。
在一实例中，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈矩形，所述绝缘胶纸与所述活性材料的接触边与集流体表面的夹角为90°。
在一实例中，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈梯形或三角形，所述活性材料与所述绝缘胶纸的接触边与集流体表面形成第一夹角，所述第一夹角为锐角或直角。
在一实例中，所述第一夹角的角度为10°-90°。
在一实例中，所述第一夹角的角度为50°-80°。
本实用新型第二方面提供了一种极片，所述极片包括在一侧或两侧表面上以斑马型依次排布的若干贴附区和涂布区，所述贴附区分为沿斑马线方向延伸的且并列排布的保留区和移除区，其中所述保留区位于靠近所述涂布区的一侧；所述保留区上贴附有绝缘胶纸，所述涂布区上涂覆有活性材料；所述移除区上贴附有可移除胶纸，用于涂布完成后移除胶纸暴露出空箔区，所述空箔区用于模切出多极耳以得到本实用新型第一方面所述的极片。
本实用新型第三方面提供了一种电池，所述电池的正极片和/或负极片为本实用新型第一方面所述的极片。
通过上述技术方案，本实用新型与现有技术相比至少具有以下优势：
(1)本实用新型的极片在辊压时缩小了空箔区与涂膏区之间的厚度差异，解决了因为压延不一致导致断带的问题；
(2)本实用新型的极片在涂布时取消涂陶瓷，直接采用绝缘胶带，保证绝缘性的同时提升了效率；
(3)本实用新型的极片中的胶纸成本低，可操作性高；
(4)本实用新型的极片在涂布时无需定位及跳涂，直接满涂，提升效率。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
附图说明
图1所示为本实用新型的多极耳极片示意图。
图2所示为本实用新型实例的极片沿第二方向的剖面图，其中图2a-图 2f为列举的几种涂布方式示意图。
图3所示为极片示意图，其中图3a、3b、3c和3d为不同涂布状态的极片示意图。
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
根据本实用新型中具体实施例的极片，以下结合附图对所述极片进行示例性说明。
本实用新型第一方面提供了一种极片如图1所示，包括：集流体；沿所述集流体的一边排布的多极耳3；以及在所述集流体的一侧或两侧表面设置的沿第一方向延伸且沿第二方向排布的绝缘材料区21和活性材料区22，所述第一方向为多极耳3的排布方向，所述第二方向与所述第一方向垂直且所述绝缘材料区21位于靠近所述多极耳3的一侧；所述绝缘材料区21上贴附有绝缘胶纸，所述活性材料区22上涂覆有活性材料。
在一实例中，所述极片为多极耳极片。
所述胶纸的尺寸和形状可以根据所制备电芯型号尺寸和形状进行模切。
在一实例中，所述绝缘材料区21和所述活性材料区22的宽度比为1： (10-100)，例如为：1：10、1：20、1：50、1：100。
所述宽度为所述绝缘材料区21和所述活性材料区22在第二方向上的长度。
在一实例中，所述胶纸厚度为2-60μm，胶纸宽度为1-100mm。
在一实例中，所述胶纸厚度为10-50μm，胶纸宽度为1-20mm。
在一实例中，所述胶纸包括胶层以及任选地基材。
在一实例中，所述胶纸包括胶层。
在一实例中，所述胶纸包括胶层和基材。
在一实例中，所述胶层为丙烯酸酯、橡胶类、不饱和烯类、不饱和醛类和不饱和氨类高聚物中的至少一种。
在一实例中，所述基材为聚酰亚胺(PI)和聚对苯二甲酸乙二醇酯 (PET)中的至少一种。
在一实例中，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈矩形(如图2a所示)、平行四边形(如图2c所示)、梯形(如图2d、2e所示)或三角形(如图2b、2f所示)，也可以为其它任意图形。
在一实例中，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈矩形(如图2a所示)。在这种情况下，所述绝缘胶纸与所述活性材料的接触边(以下简称为“接触边”)与集流体表面的夹角为90°。
在一实例中，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈梯形(如图2d、e所示)或三角形(如图2b、f所示)，从而所述活性材料的所述接触边与所述集流体的表面形成第一夹角。
在一实例中，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈直角梯形(如图2d所示)。
在一实例中，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈直角三角形(如图2b所示)。
在一实例中，所述第一夹角为锐角或直角。
在一实例中，所述第一夹角的角度为10°-90°，例如10°、20°、30 °、40°、50°、60°、70°、80°、90°。
在一实例中，所述第一夹角的角度为50°-80°。
所述绝缘胶纸的所述接触边与所述集流体的表面形成第二夹角，所述第二夹角与所述第一夹角互补，相加等于180°。
本实用新型的发明人发现所述极片在涂布时取消涂陶瓷，直接采用绝缘胶带，并且所述胶纸与所述集流体的表面形成第二夹角，这样可以避免活性材料的流延造成边缘减薄；并且本实用新型通过选择不同形状(剖面)的胶纸能够使活性材料边缘和极片边缘形状可控，并且能够避免由于胶纸厚度导致的边缘厚度增大，解决了边缘突起，涂膏浮料等问题。
所述活性材料可以选用本领域常规的正极活性材料或负极活性材料。
所述正极活性材料，例如可以包括钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂、镍钴铝三元材料和镍钴锰三元材料中的至少一种。
所述负极活性材料，例如可以包括石墨类、硅材料类和合金材料类中的至少一种。
所述集流体可以选用本领域常规的集流体。
所述集流体和所述极耳为铝箔；和/或所述集流体和所述极耳为铜箔。
可选地，所述集流体的厚度为3-16μm，例如3、4、5、6、7、8、9、 10、11、12、13、14、15和16μm。
以下以多极耳极片为例，结合附图说明本实用新型的多极耳极片与现有技术的多极耳极片的区别。
图1所示为本实用新型一实例的多极耳极片示意图，其中，多极耳极片极耳包括集流体、绝缘材料区21、活性材料区22和极耳3，所述绝缘材料区21位于所述集流体上设置多极耳侧的边缘，所述活性材料区22设置于未被所述绝缘材料区21覆盖的所述集流体得到外表面，极耳3由集流体边缘空箔区模切得到。
本实用新型第二方面提供了一种极片，该极片为极片制备过程中的一种中间状态，具体为涂布后、还未模切前的极片状态，例如为图3b所示的状态，另外图3a、3c和3d表示该状态前后的极片状态示意图。如图3b所示，所述极片包括在一侧或两侧表面上以斑马型依次排布的贴附区和涂布区，所述贴附区分为沿斑马线方向延伸的且并列排布的保留区21(图3中点画线的下方区域，即图1中绝缘材料区21)和移除区23(图3中点画线的上方区域)，其中所述保留区21位于靠近所述涂布区的一侧；所述保留区21上贴附有绝缘胶纸，所述涂布区上涂覆有活性材料；所述移除区23上贴附有可移除胶纸，用于涂布完成后移除胶纸暴露出空箔区，所述空箔区用于模切出多极耳以得到本实用新型第一方面所述的极片。
本实用新型的发明人发现在辊压前保留保留区的绝缘胶纸可以在辊压时缩小了空箔区与涂膏区之间的厚度差异，解决了因为压延不一致导致断带的问题。
所述保留区21和移除区23的胶纸可以为一个整体通过后期的切割将所述移除区的胶纸去掉；所述保留区21和移除区23的胶纸也可以为分开粘贴以便于后期移除区胶纸的去除；所述保留区21和移除区23的胶纸可以用虚线隔开，以便后期移除区胶纸的去除。
所述保留区21和移除区23可以没有明显的分界，可根据极耳的长度进行调节。
在一实例中，集流体表面贴胶纸，其位置与常规涂布或斑马涂布的空箔区域一致，得到胶层区与空箔区交替的斑马极片，如图3a所示，所述胶纸的尺寸和形状根据所制备电芯型号尺寸和形状进行模切，达到批量制作极片的目的；按正常斑马涂布方式在集流体的空箔位置涂布活性物质浆料，如图3b 所示极片；将涂布后的极片进入烘箱，在温度80-150℃下进行干燥；将极片按照预设辊压厚度进行辊压，辊压后将移除区的胶纸撕掉，留下2-5mm的保留区的胶纸与其他空箔区域，如图3c所示极片；在空箔区域模切出预设极耳，将极片进行分切、裁切及极耳后，得到图3d所示极片(即图1所示的极片)，将所得正极片、负极与隔膜一起卷绕得到多极耳卷芯，经封装、注液、化成分容后，完成锂离子电池的制造。
本实用新型第三方面提供了一种电池，所述电池的正极片和/或负极片为本实用新型第一方面所述的极片。
所述电池中，所述正极片可以为所述极片和/或所述负极片可以为所述极片。
所述电池除极片以外的组件(例如隔膜、电解液等)均可以为本领域常规的选择。
可选地，所述隔膜包括聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺和表面涂覆有纳米陶瓷材料的无纺布中的至少一种。
所述电池的组装方式均可以按照本领域常规的方式进行。
可选地，将正极片、隔膜和负极片组装制得电芯，组装方式为叠片或卷绕，极耳与所述正极片或所述负极片为一个整体，将电芯封装进电池外壳中注入电解液并封装得到电池。
本实用新型的极片在辊压时缩小了空箔区与涂膏区之间的厚度差异，解决了因为压延不一致导致断带的问题；本实用新型的极片在涂布时取消涂陶瓷，直接采用绝缘胶带，保证绝缘性的同时提升了效率；本实用新型的极片中的胶纸成本低，可操作性高；本实用新型的极片在涂布时无需定位及跳涂，直接满涂，提升效率。
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
以下实施例用于说明本实用新型的多极耳正极片。
(1)在挤压涂布机的放卷与涂布头之间安装单面自动贴胶机构，按照设计的涂布尺寸，如图3a结构在集流体的固定位置贴上胶纸，所述胶纸的尺寸和形状根据所制备电芯型号尺寸和形状进行模切，达到批量制作极片的目的；
(2)按正常斑马涂布方式在正极集流体的空箔位置涂布正极活性物质浆料，如图3b所示极片；
(3)将涂布后的极片进入烘箱，在温度80-150℃下进行干燥；
(4)将极片按照预设辊压厚度进行辊压，辊压后将部分胶纸撕掉，留下2-5mm的胶纸区域与其他空箔区域，如图3c所示极片；
(5)在空箔区域模切出预设极耳，将极片进行分切、裁切及极耳后，得到图3d所示极片，将所得正极片、负极与隔膜一起卷绕得到多极耳卷芯，经封装、注液、化成分容后，完成锂离子电池的制造。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种极片，其特征在于，包括：
集流体；
沿所述集流体的一边排布的多极耳；以及
在所述集流体的一侧或两侧表面设置的沿第一方向延伸且沿第二方向排布的绝缘材料区和活性材料区，所述第一方向为多极耳的排布方向，所述第二方向与所述第一方向垂直且所述绝缘材料区位于靠近所述多极耳的一侧；
所述绝缘材料区上贴附有绝缘胶纸，所述活性材料区上涂覆有活性材料。
2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述绝缘材料区和所述活性材料区在所述第二方向上的长度比为1：(10-100)。
3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，所述绝缘胶纸的厚度为2-60μm，所述绝缘胶纸的宽度为1-100mm。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的极片，其特征在于，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈矩形、平行四边形、梯形或三角形。
5.根据权利要求4所述的极片，其特征在于，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈矩形，所述绝缘胶纸与所述活性材料的接触边与集流体表面的夹角为90°。
6.根据权利要求4所述的极片，其特征在于，在所述极片沿所述第二方向的剖面上，所述绝缘胶纸呈梯形或三角形，所述活性材料与所述绝缘胶纸的接触边与集流体表面形成第一夹角，所述第一夹角为锐角或直角。
7.根据权利要求6所述的极片，其特征在于，所述第一夹角的角度为10°-90°。
8.根据权利要求7所述的极片，其特征在于，所述第一夹角的角度为50°-80°。
9.一种极片，其特征在于，所述极片包括在一侧或两侧表面上以斑马型依次排布的若干贴附区和涂布区，所述贴附区分为沿斑马线方向延伸的且并列排布的保留区和移除区，其中所述保留区位于靠近所述涂布区的一侧；所述保留区上贴附有绝缘胶纸，所述涂布区上涂覆有活性材料；
所述移除区上贴附有可移除胶纸，用于涂布完成后移除胶纸暴露出空箔区，所述空箔区用于模切出多极耳以得到权利要求1-8中任意一项所述的极片。
10.一种电池，其特征在于，所述电池的正极片和/或负极片为权利要求1-8中任意一项所述的极片。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202222388405.XU CN218731044U (zh) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | 一种极片和电池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN218731044U true CN218731044U (zh) | 2023-03-24 |
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Family Applications (1)
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| CN202222388405.XU Active CN218731044U (zh) | 2022-09-08 | 2022-09-08 | 一种极片和电池 |
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| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |