一種鋰離子電池極片及含有該極片的鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種鋰離子電池極片及含有該極片的鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車用鋰離子電池主要包括正極膜片、負(fù)極膜片、隔離膜、電解液，機械結(jié)構(gòu)及其它附屬結(jié)構(gòu)，其中陰陽極膜片的設(shè)計主要為多極耳設(shè)計。極片的狀態(tài)主要為實心的結(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)的極耳存在著在膜片開裂和電池使用過程中膜片變形的問題，同時變形還會導(dǎo)致電池在循環(huán)使用過程中陰陽極貼合不緊密、界面較差、性能變壞等。對卷繞加工類型的鋰電池，其正、負(fù)極電極片的特點是長而薄、材質(zhì)軟，在加工過程中容易折損，特別是在輥壓與卷繞電極片的過程中。一般在極片制備過程中，先在集流體中心部位涂覆一層活性材料，側(cè)邊留有未涂料區(qū)域，對未涂料區(qū)進行模切產(chǎn)生多極耳結(jié)構(gòu)，然后對極片進行輥壓，但由于有料區(qū)與無料區(qū)極片的延展度不同，在壓片或者卷繞過程中，敷料區(qū)與極耳區(qū)產(chǎn)生應(yīng)力集中區(qū)，極片容易褶皺甚至斷裂，導(dǎo)致極片作廢或出現(xiàn)安全問題。
[0003 ]針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，現(xiàn)提出本申請。
【實用新型內(nèi)容】
[0004]本申請?zhí)峁┝艘环N鋰離子電池極片，以改善膜片開裂以及循環(huán)過程中性能變壞等問題。
[0005]根據(jù)本申請第一方面提出的鋰離子電池極片，包括集流體和涂覆于集流體上的膜片層，所述集流體包括涂覆區(qū)I和至少一個極耳區(qū)2，所述涂覆區(qū)為所述集流體上涂覆有所述膜片層的區(qū)域;所述涂覆區(qū)I與所述極耳區(qū)2相鄰接，在所述涂覆區(qū)I與至少一個所述極耳區(qū)2的鄰接處設(shè)置有應(yīng)力釋放區(qū)。
[0006]優(yōu)選地，所述應(yīng)力釋放區(qū)為設(shè)置于鄰接處的凹槽3或通孔4。
[0007]優(yōu)選地，在單個所述鄰接處設(shè)置有多個所述應(yīng)力釋放區(qū)，設(shè)置有多個所述應(yīng)力釋放區(qū)的鄰接處為一個或一個以上。
[0008]優(yōu)選地，設(shè)置有所述應(yīng)力釋放區(qū)的鄰接處與沒有設(shè)置所述應(yīng)力釋放區(qū)的鄰接處間隔排布。
[0009]優(yōu)選地，所述應(yīng)力釋放區(qū)的形狀為圓形、橢圓形或多邊形。
[0010]優(yōu)選地，所述多邊形的至少一個角為倒角和/或圓角。
[0011]優(yōu)選地，所述應(yīng)力釋放區(qū)的總面積為所述極耳區(qū)面積的5%?50%。
[0012]優(yōu)選地，沿所述應(yīng)力釋放區(qū)邊緣上的點與所述鄰接處之間的最大垂直距離小于極耳的寬度。
[0013]優(yōu)選地，所述極片的集流體為銅箔或者鋁箔。
[0014]根據(jù)本申請第二方面提出的鋰離子電池，所述鋰離子電池包含本申請的極片。
[0015]本申請?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達到以下有益效果:
[0016]本申請針對多極耳電池在使用過程中存在的問題，設(shè)計了一款可以改善膜片開裂以及循環(huán)過程中性能變壞等問題的鋰離子電池極片。其改進點在于設(shè)置的應(yīng)力釋放區(qū)可以改善極片在輥壓及拉伸過程中受到的應(yīng)力，可以緩沖極耳和極片在加工和使用過程中受到拉伸，使得極耳和極片的變形變集中在應(yīng)力釋放區(qū)中。這種設(shè)計的極片可以大大提高極片的可加工性和電池循環(huán)壽命，同時還可以在短路時熔斷，提高電池的安全性能。
[0017]應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請。
【附圖說明】
[0018]圖1為本申請實施例所提供的電池極片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為本申請實施例所提供的電池極片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖3為本申請實施例所提供的電池極片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖4為本申請實施例所提供的電池極片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖5為本申請實施例所提供的應(yīng)力釋放區(qū)形狀示意圖；
[0023]圖6為本申請實施例所提供的電池極片結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7為本申請實施例所提供的電池極片中極耳的寬度d、應(yīng)力釋放區(qū)鄰接處的距離L所示位置的示意圖。
[0025]【附圖說明】:
[0026]1-涂覆區(qū)；
[0027]2-極耳區(qū)；
[0028]3-凹槽；
[0029]4-通孔。
[0030]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實施例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。
【具體實施方式】
[0031]下面通過具體的實施例并結(jié)合附圖對本申請做進一步的詳細(xì)描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的鋰離子電池極片及使用該極片的鋰離子電池的放置狀態(tài)為參照。
[0032]如圖1或4所示，本申請的某一【具體實施方式】提供了一種鋰離子電池極片，包括集流體和涂覆于集流體上的膜片層，集流體包括涂覆區(qū)I和至少一個極耳區(qū)2，涂覆區(qū)為集流體上涂覆有膜片層的區(qū)域;涂覆區(qū)I與所述極耳區(qū)2相鄰接，在所述涂覆區(qū)I與至少一個所述極耳區(qū)2的鄰接處設(shè)置有應(yīng)力釋放區(qū)，應(yīng)力釋放區(qū)為設(shè)置于連接處的凹槽3或通孔4。在圖1中，區(qū)域3為厚度小于周邊區(qū)域的凹槽；圖4中，區(qū)域4為通孔。相比于通孔，將應(yīng)力釋放區(qū)設(shè)置為凹槽，更有利于增加極耳的強度。
[0033]如圖2所示，在又一【具體實施方式】中，在一個所述鄰接處設(shè)置有多個應(yīng)力釋放區(qū)，設(shè)置有多個應(yīng)力釋放區(qū)的鄰接處為一個或一個以上，從而可更加均勻的吸收應(yīng)力。
[0034]如圖3所示，在又一【具體實施方式】中，當(dāng)集流體上設(shè)置有多個所述極耳區(qū)時，設(shè)置有應(yīng)力釋放區(qū)的極耳區(qū)與沒有設(shè)置應(yīng)力釋放區(qū)的極耳區(qū)間隔排布。當(dāng)極片較小，極耳之間的距離較窄時，間隔排布就能夠?qū)?yīng)力釋放，這樣可提高極耳強度以及電池能量密度。
[0035]在上述【具體實施方式】中，如圖5所示，應(yīng)力釋放區(qū)的形狀為圓形、橢圓形或多邊形。并優(yōu)選橢圓形和圓形。
[0036]如圖6所示，當(dāng)應(yīng)力釋放區(qū)為長條狀，如橢圓形或矩形時，應(yīng)力釋放區(qū)的長度方向或長軸方向可垂直于涂覆區(qū)與極耳區(qū)的鄰接處設(shè)置，也可傾斜地設(shè)置于涂覆區(qū)與極耳區(qū)的鄰接處。
[0037]進一步優(yōu)選地，多邊形的至少一個角為倒角或圓角，當(dāng)應(yīng)力釋放區(qū)的形狀為多邊形時，為了避免尖角處應(yīng)力太大，將多邊形設(shè)計為倒角和/或圓角，可以最大限度的降低應(yīng)力的產(chǎn)生。
[0038]在上述【具體實施方式】中，應(yīng)力釋放區(qū)的總面積為所述極耳區(qū)面積的5%?50%。如果面積過小應(yīng)力釋放效果不佳，過大則極耳強度降低，容易斷裂。當(dāng)應(yīng)力釋放區(qū)為凹槽時，凹槽的深度至少為集流體厚度的1/2，如果凹槽的深度過淺，則應(yīng)力吸收程度不夠。
[0039]在上述【具體實施方式】中，應(yīng)力釋放區(qū)分別與涂覆區(qū)和極耳區(qū)的鄰接處設(shè)置有預(yù)設(shè)距離，沿應(yīng)力釋放區(qū)邊緣上的點與鄰接處之間的最大垂直距離L小于極耳的寬度d。所述寬度d是指，極耳區(qū)上與鄰接處平行的邊與鄰接處之間的距離(即極耳區(qū)為矩形或梯形時)，或極耳邊緣上的點距離鄰接處的最大垂直距離(當(dāng)極耳區(qū)的邊緣為弧形時)；具體如圖7所示。
[0040]優(yōu)選的，極耳的形狀為與極片之間形成的角度為120?200度的等邊梯形，在這種情況下，極耳的寬度指等邊梯形的高。如果距離太大，不僅會降低電池容量，也會降低極耳強度，導(dǎo)致極耳容易開裂，同時不利于后續(xù)的極耳焊接。
[0041 ]在上述【具體實施方式】中，極片的集流體為銅箔或者鋁箔。
[0042]根據(jù)本申請第二方面提出的鋰離子電池，鋰離子電池包含本申請的極片，并優(yōu)選應(yīng)用于電池的陰極。鋰離子電池包含正極片、負(fù)極片、隔離膜、電解液，以及其他附屬結(jié)構(gòu)。正極片、負(fù)極片，至少有一個為本申請所述的極片。因使用了本申請所述的極片，電池在使用過程中無膜片變形，陰陽極貼合更緊密，界面較好，具有良好的循環(huán)性能。
[0043]根據(jù)上述原理，本申請還可以對上述【具體實施方式】進行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本申請并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本申請的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本申請的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本申請構(gòu)成任何限制。
【主權(quán)項】
1.一種鋰離子電池極片，包括集流體和涂覆于集流體上的膜片層，所述集流體包括涂覆區(qū)(I)和至少一個極耳區(qū)(2)，所述涂覆區(qū)為所述集流體上涂覆有所述膜片層的區(qū)域;其特征在于，所述涂覆區(qū)(I)與所述極耳區(qū)(2)相鄰接，在所述涂覆區(qū)(I)與至少一個所述極耳區(qū)(2)的鄰接處設(shè)置有應(yīng)力釋放區(qū)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片，其特征在于，所述應(yīng)力釋放區(qū)為設(shè)置于所述鄰接處的凹槽(3)或通孔(4)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片，其特征在于，在單個所述鄰接處設(shè)置有多個所述應(yīng)力釋放區(qū)，設(shè)置有多個所述應(yīng)力釋放區(qū)的鄰接處為一個或一個以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片，其特征在于，設(shè)置有所述應(yīng)力釋放區(qū)的鄰接處與沒有設(shè)置所述應(yīng)力釋放區(qū)的鄰接處間隔排布。5.根據(jù)權(quán)利要求1?4任意一項權(quán)利要求所述的鋰離子電池極片，其特征在于，所述應(yīng)力釋放區(qū)的形狀為圓形、橢圓形或多邊形。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池極片，其特征在于，所述多邊形的至少一個角為倒角或圓角。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片，其特征在于，所述應(yīng)力釋放區(qū)的總面積為所述極耳區(qū)面積的5%?50%。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池極片，其特征在于，沿所述應(yīng)力釋放區(qū)邊緣上的點與所述鄰接處之間的最大垂直距離小于極耳的寬度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池極片，其特征在于，所述極片的集流體為銅箔或者鋁箔。10.—種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包含權(quán)利要求1?9任一權(quán)利要求所述的鋰離子電池極片。
【專利摘要】本實用新型電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種鋰離子電池極片及含有該極片的鋰離子電池。鋰離子電池極片包括集流體和涂覆于集流體上的膜片層，集流體包括涂覆區(qū)和至少一個極耳區(qū)，涂覆區(qū)為集流體上涂覆有膜片層的區(qū)域；涂覆區(qū)與極耳區(qū)相鄰接，在涂覆區(qū)與至少一個極耳區(qū)的鄰接處設(shè)置有應(yīng)力釋放區(qū)。本申請設(shè)置的應(yīng)力釋放區(qū)可以改善膜片在輥壓及拉伸過程中受到的應(yīng)力，可以避免在加工過程中極耳和極片開裂，改善電池循環(huán)性能，同時還可以在短路時熔斷，提高電池的安全性能。
【IPC分類】H01M4/13, H01M4/64, H01M10/0525
【公開號】CN205303580
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】楊建東, 李偉, 金海族, 羅宇, 林永壽, 吳凱
【申請人】寧德時代新能源科技股份有限公司
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2016年1月22日