CN220856610U - 一种电池极片及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池极片及电池，电池极片包括：基材；浆料层，设在基材的至少一表面；绝缘层，与浆料层设在基材的同一表面，绝缘层设在浆料层的相对两侧，且绝缘层与浆料层之间设有间隙；色层，设在浆料层和绝缘层之间的间隙内，且色层与浆料层和绝缘层均相邻设置。该电池极片具有边界清晰、不易断裂的特点。电池包括：正极片、负极片和隔膜，隔膜设在正极片和负极片之间，正极片和/或负极片为上述电池极片。电池具有良品率高、初始容量高的特点。

Description

一种电池极片及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池极片及电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度大、平均输出电压高、自放电小、无记忆效应以及循环寿命长等优点，被广泛用于电子设备、储能装置以及新能源汽车等领域。随着社会及科技的进步，消费者对锂离子电池的性能要求越来越高，这就意味着对锂离子电池的制造技术要求也越来越高。

常见的锂离子电池极片采用连续涂布的方式制作，使得浆料层和陶瓷层相邻设置，这就存在如下缺陷：其一，浆料具有一定的流动性和扩散性，尤其是低粘度或低固含量的浆料，在涂布过程中极易流动扩散至陶瓷层，使得浆料层的活性物质损失，从而降低电池的初始容量。其二，为了达到高能量密度，电池极片涂布后需要进行冷压处理，但是浆料层的延展性远大于陶瓷层，在冷压过程中，浆料层的活性物质容易被挤压延展至浆料层和陶瓷层的交界处并堆积，从而使得浆料层和陶瓷层的交界处应力集中而发生断裂，影响极片的良品率。其三，由于浆料层的活性物质在涂布和冷压过程中的流动性，使得浆料层和陶瓷层的边界模糊，电池极片在叠片过程中难以准确定位，导致叠片电池的良品率较低。

实用新型内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本实用新型的目的之一在于提供一种电池极片，具有边界清晰、不易断裂的特点。

为解决现有技术中的上述缺陷，本实用新型的目的之二在于提供一种电池，具有良品率高、初始容量高的特点。

根据本实用新型的目的之一所提供的技术方案如下：

一种电池极片，包括：

基材；

浆料层，设在基材的至少一表面；

绝缘层，与浆料层设在基材的同一表面，绝缘层设在浆料层的相对两侧，且绝缘层与浆料层之间设有间隙；

色层，设在浆料层和绝缘层之间的间隙内，且色层与浆料层和绝缘层均相邻设置。

进一步地，色层的宽度D满足0mm＜D≤5mm。

进一步地，色层与浆料层和绝缘层之间的色差ΔE≥0.2。

进一步地，绝缘层为陶瓷材料层。

进一步地，色层的厚度小于浆料层的厚度和绝缘层的厚度。

进一步地，浆料层的厚度与绝缘层的厚度相等。

进一步地，绝缘层的宽度为3-7mm。

进一步地，色层的粘结力不小于0.1N。

进一步地，色层的延展率不小于1％。

根据本实用新型的目的之二所提供的技术方案如下：

一种电池，包括：正极片、负极片和隔膜，隔膜设在正极片和负极片之间，正极片和/或负极片为上述电池极片。

有益效果：

(1)本实用新型的电池极片通过在绝缘层和浆料层之间设置间隙，一方面，避免了浆料层的活性物质流动扩散至绝缘层，从而避免浆料层的活性物质损失。另一方面，间隙的设置能够避免浆料层的活性物质在冷压过程中延展至浆料层和绝缘层的交界处并堆积，从而避免了交界处的应力集中，使得电池极片在交界处不易断裂，保证了电池极片的良品率。

此外，本实用新型的电池极片在绝缘层和浆料层之间的间隙设置色层，能够提高电池极片边缘的识别率，在通过CCD相机等对电池极片进行叠片时，能够精准对位，提高叠片的良品率和效率。

(2)本实用新型的电池通过避免正极片和/或负极片中浆料层活性物质的损失、避免正极片和/或负极片因浆料层和绝缘层交界处应力集中而易断裂、避免正极片和/或负极片的浆料层和绝缘层边界模糊，提高了电池的初始容量、良品率、生产效率。

附图说明

图1为实施例中电池极片的结构示意图。

附图标记：

1、基材；2、浆料层；3、绝缘层；4、色层。

具体实施方式

为了更好地理解和实施，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。

参阅图1，本实施例提供一种电池极片，其包括基材1，基材1的同一表面上设置有浆料层2和绝缘层3。具体地，绝缘层3设在浆料层2的相对两侧，且绝缘层3与浆料层2之间设有间隙。一方面，避免了浆料层2的活性物质流动扩散至绝缘层3，从而避免浆料层2的活性物质损失。另一方面，间隙的设置能够避免浆料层2的活性物质在冷压过程中延展至浆料层2和绝缘层3的交界处并堆积，从而避免了交界处的应力集中，使得电池极片在交界处不易断裂，保证了电池极片的良品率。

在此基础上，浆料层2和绝缘层3之间的间隙内设有色层4，且色层4与浆料层2和绝缘层3均相邻设置。色层4的设置能够提高电池极片边缘的识别率，在通过CCD相机等对电池极片进行叠片时，能够精准对位，提高叠片的良品率和效率。

在本实施例中，浆料层2、绝缘层3和色层4均通过涂布的方式涂覆在基材1上，可以涂覆在基材1的其中一表面上，也可以涂覆在基材1的相对两表面上，根据电池对电池极片的需求设置。

由于电池极片可以为正极片，也可以为负极片，因此，基材1为正极集流体或负极集流体，当基材1为正极集流体时，基材1采用铝箔，当基材1为负极集流体时，基材1采用铜箔。铝箔和铜箔具有导电性好、质地软、价格便宜，在空气中相对稳定的特点。

浆料层2又称活性物质层，在电化学反应中，用于锂离子的嵌入和脱出，以及与锂离子发生化学反应。对于正极片而言，正极活性物质层由正极活性材料、导电剂、粘结剂等混合成正极浆料，然后均匀涂布在铝箔上形成。常见的正极活性材料包括三元材料、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂等。对于负极片而言，负极活性物质层由负极活性材料、导电剂、增稠剂、粘结剂等混合成负极浆料，然后均匀涂布在铜箔上形成。常见的负极活性材料包括石墨、硅基材料等。

绝缘层3为陶瓷材料层，其设置在浆料层2的相对两侧，在电池极片组装成电池时起到绝缘的作用，提高电池的安全性。陶瓷材料层使用的陶瓷材料可以为氧化铝、氧化镁、氧化锆、勃姆石中的至少一种，根据电池极片性能需求选择即可。

理论上来说，不论电池极片是正极片还是负极片，均可以设置绝缘层3，但一般情况下，绝缘层3设在正极片上，其宽度为3-7mm。这是因为电池极片制作过程中，负极片上负极活性物质层的宽度大于正极片上正极活性物质层的宽度，本实施例设置绝缘层3的宽度为3-7mm，可以保证绝缘层3的宽度与正极活性物质层的宽度之和不大于负极活性物质层的宽度，由此在电池中的隔膜宽度收缩时，边缘的负极活性物质层与绝缘层3接触，而不会直接与正极活性物质层接触，避免短路。

此外，由于电池极片的极耳需要弯折，且在组装为电池时，多层电池极片卷绕而成，相应地，层与层之间的电池极片的极耳弯折的弧度不同，这就会导致部分极耳因弯折弧度过大而易折断。本实施例限定绝缘层3的宽度为3-7mm,该宽度范围为极耳的弯折区域范围，绝缘层3的设置具有一定的加强作用，可避免电池极片的极耳弯折时折断。

浆料层2和绝缘层3之间的间隙的宽度，即色层4的宽度D满足0mm＜D≤5mm。在考虑不同正极活性材料、负极活性材料延展率不同，以及高压实密度使得浆料层2厚度变化的基础上，本实施例设置浆料层2和绝缘层3之间间隙的宽度0mm＜D≤5mm，可以保证涂布和高压实过程中，浆料层2中的活性物质不会流动扩散至与绝缘层3，从而保证浆料层2中活性物质的总量不会减少，以及活性物质不会堆积在浆料层2和绝缘层3的交界处而使得应力集中，导致电池极片极易发生断裂。

在此基础上，浆料层2和绝缘层3之间的间隙内设置色层4，色层4的设置可以提高人工或CCD相机等对电池极片边缘的识别率，从而提高电池极片叠片时的精准对位。为此，本实施例设置色层4与浆料层2和绝缘层3之间的色差ΔE≥0.2，在该色差范围内，色层4与浆料层2和绝缘层3之间的边界能够清楚界定，方便人工或CCD相机等的识别。

本实施例中，色层4是由着色剂、粘结剂等混合后涂布在基材1上得到。为了使色层4的颜色更加明显，本实施例中的着色剂选择黑色系的石墨、苯胺黑等中的至少一种。实际生产应用中，可以根据需要选择其他色系的着色剂，只要满足色层4与浆料层2和绝缘层3之间的色差ΔE≥0.2以方便识别即可。

而对于粘结剂，本实施例选择为聚偏二氟乙烯、聚酰亚胺等中的至少一种。实际生产应用中，可以根据需要选择其他种类的粘结剂，例如含氟聚烯烃、丙烯腈等。粘结剂的选择并没有特殊限定，只需要保证色层4设置在基材1上时，色层4与基材1之间的粘结力不小于0.1N，使得色层4能够牢固粘结在基材1上，不易脱落即可。

另外，色层4的浆料还需要具有一定的延展性，例如延展率不小于1％，从而能够使得色层4均匀涂覆在浆料层2和绝缘层3之间的间隙内，进一步提高人工或CCD相机等对电池极片边缘识别的精准率。

此外，本实施例的色层4的厚度小于浆料层2的厚度和绝缘层3的厚度。一方面，避免色层4的浆料流动扩散影响色层4与浆料层2之间边界的清晰性，以及色层4与绝缘层3之间边界的清晰性。另一方面，色层4的厚度较小，在电池极片组装电池时，浆料层2能够紧贴隔膜，从而提高锂离子的传导。在此基础上，本实施例的浆料层2的厚度与绝缘层3的厚度相等，从而保证浆料层2紧贴隔膜同时，绝缘层3也紧贴隔膜，很好的起到绝缘作用。

本实施例除了提供上述电池极片外，还提供一种电池，包括正极片、负极片和隔膜，隔膜设在正极片和负极片之间，正极片和/或负极片为上述电池极片。

具体地，本实施例按照正极片-隔膜-负极片-隔膜-正极片-隔膜-负极片…的顺序叠片组装成电芯，将电芯装入外壳内，并注入电解液，以得到电池。而对于正极片、负极片的数量，在此不做限定，根据电池性能需求进行设置即可。由于正极片和负极片中的至少一个采用上述电池极片，电池极片的绝缘层3与浆料层2之间设有间隙，一方面，避免了浆料层2的活性物质流动扩散至绝缘层3，从而避免浆料层2的活性物质损失，从而保证了电池具有较高的初始容量。另一方面，间隙的设置能够避免浆料层2的活性物质在冷压过程中延展至浆料层2和绝缘层3的交界处并堆积，从而避免了交界处的应力集中，使得电池极片在交界处不易断裂，保证了电池极片的良品率，进一步提高了电池制作的良品率和生产效率。此外，浆料层2和绝缘层3之间的间隙内设有色层4，色层4的设置能够提高电池极片边缘的识别率，在通过CCD相机等对电池极片进行叠片时，能够精准对位，提高叠片的良品率和效率，从而提高了电池生产的良品率和生产效率。由此，本实施例的电池具有初始容量高、良品率高、生产效率高的优点。

本实用新型方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池极片，其特征在于，包括：

基材(1)；

浆料层(2)，设在所述基材(1)的至少一表面；

绝缘层(3)，与所述浆料层(2)设在所述基材(1)的同一表面，所述绝缘层(3)设在所述浆料层(2)的相对两侧，且所述绝缘层(3)与所述浆料层(2)之间设有间隙；

色层(4)，设在所述浆料层(2)和所述绝缘层(3)之间的间隙内，且所述色层(4)与所述浆料层(2)和所述绝缘层(3)均相邻设置。

2.根据权利要求1所述的一种电池极片，其特征在于：所述色层(4)的宽度D满足0mm＜D≤5mm。

3.根据权利要求1所述的一种电池极片，其特征在于：所述色层(4)与所述浆料层(2)和所述绝缘层(3)之间的色差ΔE≥0.2。

4.根据权利要求1所述的一种电池极片，其特征在于：所述绝缘层(3)为陶瓷材料层。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种电池极片，其特征在于：所述色层(4)的厚度小于所述浆料层(2)的厚度和所述绝缘层(3)的厚度。

6.根据权利要求5所述的一种电池极片，其特征在于：所述浆料层(2)的厚度与所述绝缘层(3)的厚度相等。

7.根据权利要求1或4所述的一种电池极片，其特征在于：所述绝缘层(3)的宽度为3-7mm。

8.根据权利要求1-3任意一项所述的一种电池极片，其特征在于：所述色层(4)的粘结力不小于0.1N。

9.根据权利要求1-3任意一项所述的一种电池极片，其特征在于：所述色层(4)的延展率不小于1％。

10.一种电池，其特征在于，包括：正极片、负极片和隔膜，所述隔膜设在所述正极片和所述负极片之间，所述正极片和/或所述负极片为权利要求1-9任意一项所述的电池极片。