JP2023531306A - 電極シート、電極シートの製造方法及びリチウムイオン電池 - Google Patents

電極シート、電極シートの製造方法及びリチウムイオン電池 Download PDF

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Abstract

本発明は電極シート及びリチウムイオン電池を提供する。本発明の第1態様は電極シートを提供し、前記電極シートは、集電体と、第1活性層と、第2活性層と、を備え、前記第1活性層は集電体の表面に設けられ、前記第1活性層には第1溝部が設けられ、前記第2活性層は、前記第1溝部内に設けられた第1部分と、第1活性層の、集電体から離れた表面に設けられた第2部分と、に分けられる。前記第1部分上には第2溝部が設けられ、電極タブは前記第2溝部に設けられ且つ前記集電体に電気的に接続され、第2活性層の第1部分の厚さは第1活性層と第2活性層の第2部分との合計厚さより小さい。本発明により提供される電極シートでは、電極タブ近傍の活性層の厚さを薄くすることにより、電極タブの接続位置における充電リスクをある程度改善して、リチウムイオン電池のサイクル性能を向上させることができる。

Description

本出願は、2020年12月30日に中国特許庁に出願された、出願番号が202011628654.0であって出願名称が「電極シート及びリチウムイオン電池」である中国特許出願の優先権を主張し、そのすべての内容を参照により本出願に組み込む。
本発明は、電極シート及びリチウムイオン電池に関し、リチウムイオン電池の技術分野に関する。
5G時代の到来に伴い、リチウムイオン電池の存在がますます重要になってきた。現在のリチウムイオン電池は高いエネルギー密度、大きい急速充電倍率に向かって絶えずに発展している。リチウムイオン電池のインピーダンスを下げるために、現在、電極タブの接続位置を電極シートのエッジから電極シートの側面の中間位置に調整する方式が採用されている。
しかしながら、電極タブの位置が変わると、電極タブの周囲の電流密度が増加し、さらにリチウムイオン電池のサイクルに伴ってリチウムイオンが析出してしまう。それにより、リチウムイオン電池のサイクル性能が悪化する。そのため、このような電極タブの接続方式により引き起こされるリチウムイオン電池のサイクル性能悪化問題を解決することがますます注目されている。
本発明は、リチウムイオン電池のサイクル性能が前述した電極タブの接続方式により悪化する問題を解決するための、電極シートを提供する。
本発明の第1態様は電極シートを提供し、前記電極シートは、集電体と、第1活性層と、第2活性層と、を備え、前記第1活性層は集電体の表面に設けられ、前記第1活性層には第1溝部が設けられ、前記第2活性層は前記第1溝部内に設けられた第1部分と、第1活性層の、集電体から離れた表面に設けられた第2部分と、に分けられる。
そのうち、前記第1部分上には第2溝部が設けられ、電極タブは前記第2溝部のところに設けられ且つ前記集電体に電気的に接続され、第2活性層の第1部分の厚さは、第1活性層と第2活性層の第2部分との合計厚さより小さい。
現在、関連技術で使用される電極シートは一般に、集電体と集電体の表面に設けられた活性層とを備え、活性層の側面の中間位置に溝部が設けられ、当該溝部の、集電体に対応する領域に電極タブが接続される。このような電極タブの接続方式により引き起こされるリチウムイオン電池のサイクル性能が悪化する問題を解決するために、本発明においては、電極タブの位置周辺にある活性層の厚さを低減する。具体的に、図1aは本発明の一実施例により提供される電極シートの正面図であり、図1bは本発明の一実施例により提供される電極シートの平面図であり、図1cは本発明の一実施例により提供される電極シートの左側面図である。図1a~1cに示すように、電極シートは、集電体1、第1活性層2、第2活性層3及び電極タブ4を備えており、そのうち、第1活性層2は集電体1の表面に設けられ、第1活性層2には第1溝部が設けられ、第2活性層の第1部分は当該第1溝部内に設けられて集電体1の表面に接触し、第2活性層の第2部分は第1活性層1の、集電体1から離れた上面に設けられ、第2活性層の第1部分の側面の中間には電極タブ4を接続するために用いられる第2溝部が設けられる。第2活性層の第1部分の厚さは、第1活性層と第2活性層の第2部分との合計厚さより薄く、それにより、電極タブの周囲に近接する活性層の厚さは電極タブ領域から遠く離れる活性層の厚さより薄い。ここで、本発明において電極シートの厚さに対する定義は従来技術と同じであり、すなわち、電極シートにおける最も長い辺が電極シートの長さであり、最も短い辺が電極シートの高さであり、最も長い辺と最も短い辺の間の長さを有する辺が電極シートの幅である。すなわち、図1aにおける比較的長い辺が電極シートの長さであり、比較的短い辺が電極シートの高さであり、図1bにおける比較的短い辺が電極シートの幅である。長さの値は電極シートの長さであり、高さの値は電極シートの厚さであり、幅の値は電極シートの幅である。また、第1溝部及び第2溝部の長さ、幅及び高さは、電極シートの長さ、幅、及び厚さと方向が同一であるように定義される。本発明により提供される電極シートは、電極タブ周囲にある活性層の全体厚さを低減することによって、電極タブの接続位置における充電リスクをある程度改善し、リチウムイオン電池のサイクル性能を向上させた。
具体的な1つの実施形態において、リチウムイオン電池のサイクル性能を更に向上させるために、第1活性層の厚さを適当に低減する。すなわち、前記第2活性層の厚さを前記第1活性層の厚さより大きくする。また、第2活性層の第1部分は、第1溝部内に設けられるので、電極シートの圧延工程中に受ける力が小さい。それにより、第2活性層の第1部分と第2部分は厚さに差異が生じる。具体的には、前記第2活性層の第1部分の厚さが前記第2部分の厚さより大きい。
図1a~1cに示す電極シートの構造によれば、第1溝部の位置及び面積を確保するためには従来の塗布設備を改良する必要があって、製造コストが増加するだけでなく、他の電極シート構造の製造にも不利である。それに鑑みて、第1溝部の幅を集電体の幅と同じように拡大することができる。つまり、第1溝部により第1活性層が互いに独立した2つの部分に分割され、その間にある空白の部分がすなわち第1溝部である。以下の例を挙げる。
図2aは本発明の別の一実施例により提供される電極シートの正面図であり、図2bは本発明の別の一実施例により提供される電極シートの平面図である。図2a~2bに示すように、電極シートは、集電体1、第1活性層2、第2活性層3及び電極タブ4を備えており、第1活性層1には第1溝部が設けられ、第1溝部の幅は集電体1の幅と同一であり、すなわち、第1溝部は第1活性層2を左と右の2つの部分に分割し、第2活性層3の第1部分は当該第1溝部内に設けられ、第2活性層3の第2部分は第1活性層2の、集電体1から離れた上面に設けられる。第1溝部の幅が集電体の幅と同一であるため、第2活性層3の第2部分も左と右の2つの独立した部分に分割される。
なお、集電体における第2溝部の鉛直投影領域の対角線の交点を中心として、前記集電体における前記第2溝部の鉛直投影の中心は、前記第1溝部内に位置する。
続いて図1b又は図2bを参考すれば分かるように、前記集電体における前記第2溝部の鉛直投影の中心が前記第1溝部内に位置しており、リチウムイオン電池のサイクル性能を更に向上させるためには、できるだけ第2溝部を第1溝部の中心に設けて電極タブの両側にある活性層の厚さが同一になるようにすることができる。
発明者は研究を経て、第1溝部と第2溝部の、長さ方向における断面積の比はリチウムイオン電池の性能に大きな影響を与えることを発見した。具体的に、前記集電体における前記第2溝部の鉛直投影面積は前記集電体における前記第1溝部の鉛直投影面積の1%~50%である。実際の製造過程において、当業者は、第1溝部及び第2溝部の幅を決定したうえ、両者の長さ範囲を調節することによってそれらの面積比を調節することができる。
リチウムイオン電池の急速充電性能を向上させるために、電極シートが負極シートである場合、第2活性層中の活物質の平均粒径は5~20μmであり、黒鉛化度は90%~98%である。
本発明により提供される電極シートは正極シートにも同様に適用できる。電極シートが正極シートである場合、リチウムイオン電池の安全性能を向上させるために、第1活性層の材料は一般に高粘度物質が用いられる。しかし、当該物質の粘度が大きいため、第1活性層において第1溝部が位置する領域を除去するとき、高粘度物質は完全に除去されにくい。その結果、第1溝部に対応する領域においては高粘度物質が残留して電極タブと集電体の接続に影響を与えてしまい、電極タブは集電体の側面の中間位置に接続できなくなる。それに鑑みて、本発明により提供される電極シートの構造を使用すると、当該問題を効果的に回避することができる。すなわち、第1活性層に高粘度物質を使用し、その後の除去工程では第1活性層を除去する必要がなく、第2活性層のみにおいて除去を行えばよい。具体的に、高粘度物質とは、分子量が800000~2000000であるバインダが含まれた活性層材料であって、且つ前記バインダの質量が前記第1活性層の総質量の3%~40%となるものである。
さらに、電極シートの第1活性層及び第2活性層の厚さはリチウムイオン電池の性能に大きな影響を与える。本発明の発明者らは研究を経て、第1活性層の厚さの割合が増加すると、リチウムイオン電池のサイクル性能が適度に低下することを発見した。したがって、前記第1活性層の厚さは前記第1活性層と前記第2活性層の第2部分との合計厚さの5%~80%である。
電極シートが正極シートである場合には、第1活性層の厚さを適当に低減する必要がある。例えば、図3は本発明の一実施例により提供される正極シートの正面図であり、図3に示すように、電極シートが正極シートである場合、第2活性層の第1部分の厚さは第1活性層の厚さより大きくなければならない。
当業者は、本発明による電極シートの構造に基づいて、一般の電極シートの製造方法を参考して電極シートを製作することができる。具体的には、まず第1活性層のスラリー及び第2活性層のスラリーを製造し、次に、製造された第1活性層のスラリーを集電体の表面に塗布し、第1溝部に対応する領域には空白塗布を行って、第1溝部が設けられた第1活性層を得る。その後、一般的な電極シート塗布工程に従って第2活性層のスラリーを塗布する。ここで、一部の第2活性層のスラリーは重力の作用で第1溝部に充填されて第2活性層の第1部分になり、残りの一部の第2活性層のスラリーは第2活性層の第2部分になる。最後に、第1溝部内に位置する第1部分の一部の領域にある活性層を除去して第2溝部を形成してから、電極タブを第2溝部内において集電体に電気接続するように設置して、当該電極シートを得る。
当業者は、一般技術に基づいて正極シート及び負極シートの材料を選択することができる。例えば、電極シートが正極シートである場合、集電体はアルミニウム箔であってもよく、正極活物質はコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガン鉄リチウム、リン酸バナジウムリチウム、リン酸バナジウム酸素リチウム、リチウムリッチマンガン系材料及びニッケルコバルトアルミニウム酸リチウムのうちの少なくとも1つを含んでもよい。
電極シートが負極シートである場合、集電体は銅箔であってもよく、負極活物質は人造黒鉛、天然黒鉛及び変性黒鉛のうちの少なくとも1つを含んでもよい。
正極シートと負極シートに用いられるバインダ及び導電剤は同一であり、具体的に、バインダは、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリアミド、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸エステル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸塩、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエーテル、ポリメチルメタクリレート、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン及びスチレンブタジエンゴム(SBR)のうちの少なくとも1つを含んでもよく、導電剤は導電性カーボンブラック、カーボンナノチューブ、導電性黒鉛及びグラフェンのうちの少なくとも1つを含んでもよい。負極シートは増粘剤を更に含んでもよく、増粘剤はカルボキシメチルセルロースナトリウムであってもよい。
なお、第2溝部は電極タブを設けるために用いられるため、集電体の幅方向に沿って、前記第2溝部の幅は前記第1溝部の幅より小さい。
実際の製造過程において、電極タブと集電体の接続を容易にするために、集電体における第2溝部の鉛直投影面積を大きくして、集電体における第2溝部の鉛直投影面積が集電体における電極タブの接続領域の面積より大きくすることができる。
図4は、本発明のもう1つの実施例により提供される電極タブの平面図である。図4に示すように、第1溝部の長さ及び幅は集電体における電極タブの接続領域の面積より大きく、電極タブ4と集電体1の接続を容易にする。
さらに、前記第2溝部の幅は、前記電極タブの接続領域の幅の1~2倍であり、前記第2溝部の長さは、前記電極タブの接続領域の長さの1~2倍である。
上述のように、本発明は電極シートを提供し、電極タブ近傍の活性層の厚さを薄くすることにより、電極タブの接続位置における充電リスクをある程度改善して、リチウムイオン電池のサイクル性能を向上させた。
本発明の第2態様はリチウムイオン電池を提供し、当該リチウムイオン電池は上述した任意の電極シートを含む。
本発明は電極シートを提供し、当業者であれば本発明による電極シートに基づいて、従来技術を組み合わせてリチウムイオン電池を製造することができる。本発明により提供されるリチウムイオン電池は良いサイクル性能を有する。
本発明の実施は少なくとも以下の利点を有する。
1.本発明により提供される電極シートによると、電極タブ近傍の活性層の厚さを薄くすることにより、電極タブの接続位置における充電リスクをある程度改善して、リチウムイオン電池のサイクル性能を向上させる。
2.本発明により提供される電極シートは、正極シート又は負極シートのいずれにも適用することができる。
3.電極シートが正極シートである場合、本発明に係る電極シートの構造によれば、第1活性層に高粘度物質が含まれて電極タブが集電体の側面中心に接続できない問題を回避することができる。
4.本発明により提供されるリチウムイオン電池は良いサイクル性能を有する。
本発明の一実施例により提供される電極シートの正面図である。 本発明の一実施例により提供される電極シートの平面図である。 本発明の一実施例により提供される電極シートの左側面図である。 本発明の別の一実施例により提供される電極シートの正面図である。 本発明の別の一実施例により提供される電極シートの平面図である。 本発明のもう1つの実施例により提供される電極シートの正面図である。 本発明のもう1つの実施例により提供される電極シートの平面図である。
以下、本発明の目的、技術案及び利点をより明確にするために、本発明の実施例を参照しながら本発明の実施例に係る技術的解決策を明確かつ完全に説明する。当然ながら、説明する実施例は、本発明の一部の実施例に過ぎず、すべての実施例ではない。当業者が本発明の実施例に基づいて創造的な労働を行わずに得られた他のすべての実施例は、いずれも本発明の保護範囲に属する。
(実施例1)
本実施例により提供される電極シートは正極シートであり、その構造の正面図は図3に示す通りであり、平面図は図4に示す通りであり、左側面図は図1cに示す通りである。
ここで、
集電体は、アルミニウム箔であり、幅が79mmであり、
第1溝部は、幅が79mmであり、長さが15mmであり、
第2溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層の厚さは10μmであり、第2活性層の厚さは80μmであり、
第1活性層に用いられる材料は高粘度物質であって、コバルト酸リチウム、導電性炭素及びポリフッ化ビニリデンを含む。そのうち、ポリフッ化ビニリデンの分子量は800000であり、ポリフッ化ビニリデンの質量は第1活性層の総質量の20%である。
(実施例2)
本実施例により提供される電極シートは負極シートであり、その構造の正面図は図2aに示す通りであり、平面図は図4に示す通りであり、左側面図は図1cに示す通りである。
ここで、
集電体は、銅箔であり、幅が81mmであり、
第1溝部は、幅が81mmであり、長さが50mmであり、
第2溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層の厚さは50μmであり、第2活性層の厚さは50μmであり、
第2活性層に用いられる活物質は黒鉛であり、黒鉛の平均粒径は15μmであり、黒鉛化度は94%である。
(実施例3)
本実施例により提供される電極シートは負極シートであり、その構造の正面図は図3に示す通りであり、平面図は図4に示す通りであり、左側面図は図1cに示す通りである。
ここで、
集電体は、銅箔であり、幅が81mmであり、
第1溝部は、幅が81mmであり、長さが50mmであり、
第2溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層の厚さは30μmであり、第2活性層の厚さは70μmであり、
第2活性層に用いられる活物質は黒鉛であり、黒鉛の平均粒径は15μmであり、黒鉛化度は94%である。
(実施例4)
本実施例により提供される電極シートは負極シートであり、その構造の正面図は図3に示す通りであり、平面図は図4に示す通りであり、左側面図は図1cに示す通りである。
ここで、
集電体は、銅箔であり、幅が81mmであり、
第1溝部は、幅が81mmであり、長さが50mmであり、
第2溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層の厚さは40μm、第2活性層の厚さは60μmであり、
第2活性層に用いられる活物質は黒鉛であり、黒鉛の平均粒径は15μmであり、黒鉛化度は94%である。
(実施例5)
本実施例により提供される電極シートは負極シートであり、その構造の正面図は図2aに示す通りであり、平面図は図4に示す通りであり、左側面図は図1cに示す通りである。
ここで、
集電体は、銅箔であり、幅が81mmであり、
第1溝部は、幅が81mmであり、長さが50mmであり、
第2溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層の厚さは50μmであり、第2活性層の厚さは50μmであり、
第2活性層に用いられる活物質は黒鉛であり、黒鉛の平均粒径は10μmであり、黒鉛化度は92%である。
(実施例6)
本実施例により提供される電極シートは負極シートであり、その構造の正面図は図2aに示す通りであり、平面図は図4に示す通りであり、左側面図は図1cに示す通りである。
ここで、
集電体は、銅箔であり、幅が81mmであり、
第1溝部は、幅が81mmであり、長さが50mmであり、
第2溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層の厚さは50μmであり、第2活性層の厚さは50μmであり、
第2活性層に用いられる活物質は黒鉛であり、黒鉛の平均粒径は10μmであり、黒鉛化度は95%である。
(実施例7)
本実施例により提供される電極シートは負極シートであり、その構造の正面図は図2aに示す通りであり、平面図は図4に示す通りであり、左側面図は図1cに示す通りである。
ここで、
集電体は、銅箔であり、幅が81mmであり、
第1溝部は、幅が81mmであり、長さが50mmであり、
第2溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層の厚さは50μmであり、第2活性層の厚さは50μmであり、
第2活性層に用いられる活物質は黒鉛であり、黒鉛の平均粒径は15μmであり、黒鉛化度は92%である。
(実施例8)
本実施例により提供される電極シートは負極シートであり、その構造の正面図は図2aに示す通りであり、平面図は4に示す通りであり、左側面図は図1cに示す通りである。
ここで、
集電体は、銅箔であり、幅が81mmであり、
第1溝部は、幅が81mmであり、長さが50mmであり、
第2溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層の厚さは50μmであり、第2活性層の厚さは50μmであり、
第2活性層に用いられる活物質は黒鉛であり、黒鉛の平均粒径は15μmであり、黒鉛化度は95%である。
(比較例1)
本比較例により提供される電極シートは正極シートであり、当該正極シートは集電体と集電体の表面に設けられた活性層とを含み、電極タブは、集電体の最もエッジの側に接続される。ここで、
集電体は、アルミニウム箔であり、幅が79mmであり、
活性層の厚さは90μmである。
(比較例2)
本比較例により提供される電極シートは負極シートであり、当該負極シートは集電体と集電体の表面に設けられた第1活性層及び第2活性層とを含み、第1活性層及び第2活性層の側面の中間には溝部が設けられ、電極タブは当該溝部内に接続される。ここで、
集電体は、銅箔であり、幅が81mmであり、
溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層と第2活性層との合計厚さは100μmである。
本発明の実施例1~8及び比較例1~2により提供される電極シートのそれぞれに、構造が同一な負極シート/正極シート、セパレータ及び電解液を組み合わせて、リチウムイオン電池を製造する。例えば、実施例1及び比較例1は正極シートであるため、対応するように、負極シートの構造を正極シートの構造と同じにする。また、実施例2~8及び比較例2は負極シートであるため、対応するように、正極シートの構造を負極シートの構造と同じにする。リチウムイオン電池のサイクル性能に対して試験を行った。
そのうち、正極材料は、厦門タングステン新エネルギー材料有限公司から購入しており、負極材料は、上海杉杉科技有限公司から購入しており、セパレータは、東莞市卓高電子科技有限公司から購入しており、電解液は、深セン新宙邦科技株式有限公司から購入した。
リチウムイオン電池の性能試験の方法は、以下のとおりである。
実施例1及び比較例1に基づいて製造されたリチウムイオン電池を25℃で2C/0.7Cの充放電サイクル試験を行い、サイクル保持率(%)を算出する。また、温度センサでセル表面温度をモニタリングし、最大値と初期温度の差をリチウムイオン電池の温度上昇(℃)として記録する。試験結果は表1に示す通りである。
実施例2~8及び比較例2に基づいて製造されたリチウムイオン電池を25℃/10℃で2C/0.7Cの充放電サイクル試験を行い、それぞれのサイクル保持率(%)を算出する。試験結果は表2に示す通りである。
表1:実施例1及び比較例1により提供されるリチウムイオン電池の性能試験結果
[表0001]
表2:実施例2~8及び比較例2によって提供されたリチウムイオン電池のサイクル性能試験結果
[表0002]
表1~2から分かるように、実施例1~8により提供されるリチウムイオン電池はいずれも良いサイクル性能を有する。実施例2~4によるデータからわかるように、第1活性層が活性層の合計厚さに占める割合が増加するほど、リチウムイオン電池の性能が適度に低下する。そのため、第1活性層の厚さを制御する必要がある。実施例5~8によるデータからわかるように、負極シートにおいて、第2活性層中の負極活物質の平均粒径及び黒鉛化度が増加するほど、リチウムイオン電池のサイクル保持率が低下する。
最後に説明すべきは、以上の各実施例は、本発明の技術的解決策を説明することのみに使用され、それらを限定するものではない。以上の各実施例を参照して本発明を詳細に説明したが、当業者であれば、前述の各実施例に記載の技術的解決策を修正したり、その中の一部又は全部の技術的構成を均等に置換したりすることができる。なお、これらの修正や均等的な置換に対応する技術案の本質は本発明の各実施例による技術案の範囲から逸脱することはないことを理解すべきである。
1…集電体
2…第1活性層
3…第2活性層
4…電極タブ
本発明は、電極シート、電極シートの製造方法及びリチウムイオン電池に関し、リチウムイオン電池の技術分野に関する。
現在、関連技術で使用される電極シートは一般に、集電体と集電体の表面に設けられた活性層とを備え、活性層の側面の中間位置に溝部が設けられ、当該溝部の、集電体に対応する領域に電極タブが接続される。このような電極タブの接続方式により引き起こされるリチウムイオン電池のサイクル性能が悪化する問題を解決するために、本発明においては、電極タブの位置周辺にある活性層の厚さを低減する。具体的に、図1aは本発明の一実施例により提供される電極シートの正面図であり、図1bは本発明の一実施例により提供される電極シートの平面図であり、図1cは本発明の一実施例により提供される電極シートの左側面図である。図1a~1cに示すように、電極シートは、集電体1、第1活性層2、第2活性層3及び電極タブ4を備えており、そのうち、第1活性層2は集電体1の表面に設けられ、第1活性層2には第1溝部が設けられ、第2活性層の第1部分は当該第1溝部内に設けられて集電体1の表面に接触し、第2活性層の第2部分は第1活性層の、集電体1から離れた上面に設けられ、第2活性層の第1部分の側面の中間には2溝部が設けられ、電極タブ4は第2溝部を介して集電体1に接続される。第2活性層の第1部分の厚さは、第1活性層と第2活性層の第2部分との合計厚さより薄く、それにより、電極タブの周囲に近接する活性層の厚さは電極タブ領域から遠く離れる活性層の厚さより薄い。ここで、本発明において電極シートの厚さに対する定義は従来技術と同じであり、すなわち、電極シートにおける最も長い辺が電極シートの長さであり、最も短い辺が電極シートの高さであり、最も長い辺と最も短い辺の間の長さを有する辺が電極シートの幅である。すなわち、図1aにおける比較的長い辺が電極シートの長さであり、比較的短い辺が電極シートの高さであり、図1bにおける比較的短い辺が電極シートの幅である。長さの値は電極シートの長さであり、高さの値は電極シートの厚さであり、幅の値は電極シートの幅である。また、第1溝部及び第2溝部の長さ、幅及び高さは、電極シートの長さ、幅、及び厚さと方向が同一であるように定義される。本発明により提供される電極シートは、電極タブ周囲にある活性層の全体厚さを低減することによって、電極タブの接続位置における充電リスクをある程度改善し、リチウムイオン電池のサイクル性能を向上させた。
図2aは本発明の別の一実施例により提供される電極シートの正面図であり、図2bは本発明の別の一実施例により提供される電極シートの平面図である。図2a~2bに示すように、電極シートは、集電体1、第1活性層2、第2活性層3及び電極タブ4を備えており、第1活性層には第1溝部が設けられ、第1溝部の幅は集電体1の幅と同一であり、すなわち、第1溝部は第1活性層2を左と右の2つの部分に分割し、第2活性層3の第1部分は当該第1溝部内に設けられ、第2活性層3の第2部分は第1活性層2の、集電体1から離れた上面に設けられる。第1溝部の幅が集電体の幅と同一であるため、第2活性層3の第2部分も左と右の2つの独立した部分に分割される。
図4は、本発明のもう1つの実施例により提供される電極シートの平面図である。図4に示すように、第1溝部の長さ及び幅は集電体における電極タブの接続領域の長さ及び幅より大きく、電極タブ4と集電体1の接続を容易にする。
(比較例2)
本比較例により提供される電極シートは負極シートであり、当該負極シートは集電体と集電体の表面に設けられた第1活性層及び第2活性層とを含み、第1活性層及び第2活性層の側面の中間には溝部が設けられ、電極タブは当該溝部内において集電体に接続される。ここで、
集電体は、銅箔であり、幅が81mmであり、
溝部は、幅が25mmであり、長さが10mmであり、
第1活性層と第2活性層との合計厚さは100μmである。

Claims (10)

  1. 電極シートであって、
    前記電極シートは、集電体と、第1活性層と、第2活性層と、を備え、
    前記第1活性層は集電体の表面に設けられ、前記第1活性層には第1溝部が設けられ、
    前記第2活性層は、前記第1溝部内に設けられた第1部分と、前記第1活性層の、集電体から離れた表面に設けられた第2部分と、に分けられ、
    前記第1部分上には第2溝部が設けられ、
    電極タブは前記第2溝部に設けられ且つ前記集電体に電気的に接続され、
    前記第2活性層の第1部分の厚さは、前記第1活性層と前記第2活性層の第2部分との合計厚さより小さい
    ことを特徴とする電極シート。
  2. 前記第2活性層の厚さが前記第1活性層の厚さより大きいか、及び/又は、
    前記第2活性層の第1部分の厚さが前記第2部分の厚さより大きい
    ことを特徴とする請求項1に記載の電極シート。
  3. 前記第1溝部の幅と前記集電体の幅は同一である
    ことを特徴とする請求項1に記載の電極シート。
  4. 前記第2溝部の、前記集電体における鉛直投影面積は、前記第1溝部の、前記集電体における鉛直投影面積の1%~50%である
    ことを特徴とする請求項1に記載の電極シート。
  5. 前記電極シートは負極シートであり、
    第2活性層中の負極活物質は、平均粒径が5~20μmであり、黒鉛化度が90%~98%である
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電極シート。
  6. 前記電極シートは正極シートであり、
    前記第1活性層中のバインダの分子量は800000~2000000であり、前記バインダの質量は前記第1活性層の総質量の3%~40%である
    ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電極シート。
  7. 前記第1活性層の厚さは、前記第1活性層と前記第2活性層の第2部分との合計厚さの5%~80%である
    ことを特徴とする請求項1に記載の電極シート。
  8. 集電体の幅方向に沿って、前記第2溝部の幅は前記第1溝部の幅より小さい
    ことを特徴とする請求項1に記載の電極シート。
  9. 前記第2溝部の幅は電極タブの接続領域の幅の1~2倍であり、前記第2溝部の長さは電極タブの接続領域の長さの1~2倍である
    ことを特徴とする請求項1に記載の電極シート。
  10. リチウムイオン電池であって、
    請求項1乃至9のいずれか1項に記載の電極シートを含む
    ことを特徴とするリチウムイオン電池。
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