电池极片及电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池极片及电池。


背景技术：

2.锂离子电池具有长寿命、高比能量的优势，其应用领域越来越广泛，在储能领域的应用规模也逐渐扩大。储能电池要求有大的容量和低的生产成本，因此电芯倾向于大极片卷绕方式。卷绕电芯由于极片很长，因此在注液时电解液只能从电芯上下两端进入电芯内部，在注液后需要搁置较长时间才能让电芯得到充分浸润。
3.目前常用的解决方法是在涂布前在电池极片(包括正极片和负极片)的中部区域打孔，极片涂布时中部打孔区域不涂布，涂布完的正极片和负极片与隔膜一起卷绕成电芯。采用这种方法制备的电芯在注液时电解液可以从电芯上下两端以及中部孔隙进入电芯内部，增加了电解液进入的途径，可以缩短电解液浸润的时间，提高浸润充分度，而且中部打孔区域还能储存部分电解液，因此提高了生产效率并改善了电芯的循环性能。然而，涂布完的正极片和负极片与隔膜一起卷绕成电芯时，由于中部打孔区域与涂布区域存在厚度差，在卷绕时容易使隔膜和\或极片产生褶皱，影响锂离子的传导运输，易造成锂析晶，影响电池的循环性能。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种电池极片，通过在打孔区的表面设置增厚层，从而减少或消除电池极片于涂布区位置处和打孔区位置处之间的厚度差，从而减少或避免隔膜和\或极片在卷绕时产生褶皱。
5.本实用新型的一种实施例提供一种电池极片，包括集流体，所述集流体包括多个涂布区和至少一个打孔区，多个所述涂布区和至少一个所述打孔区沿所述集流体的宽度方向排列设置，至少一个所述打孔区设置于相邻的两个所述涂布区之间；所述涂布区的表面上设有活性物质层，所述打孔区设有通孔，所述打孔区的表面上设有增厚层。
6.在一种可实现的方式中，所述增厚层具有吸液功能，所述增厚层能够吸收电解液。
7.在一种可实现的方式中，所述增厚层的厚度与所述活性物质层的厚度的比值为0.9～1.1。增厚层的厚度与所述活性物质层的厚度之比小于0.9则不足以降低涂布区位置处和打孔区位置处之间的厚度差，减少或避免隔膜和\或极片在卷绕时产生褶皱的效果不佳；增厚层的厚度与所述活性物质层的厚度之比大于1.1则容易使正负极活性物质与隔膜之间产生间隔，增大阻抗，导致电池容量无法充分发挥，影响电池性能。
8.在一种可实现的方式中，所述活性物质层的厚度为30μm-100μm；和/或，所述增厚层的厚度为27μm-110μm。
9.在一种可实现的方式中，所述增厚层为无纺布或木纤维纸。
10.在一种可实现的方式中，所述无纺布的材质为聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。
11.在一种可实现的方式中，所述活性物质层设置于所述涂布区一侧的表面上，所述增厚层设置于所述打孔区一侧的表面上，且所述活性物质层与所述增厚层位于所述集流体的同一侧；
12.或者，所述活性物质层设置于所述涂布区相对两侧的表面上，所述增厚层设置于所述打孔区相对两侧的表面上。
13.在一种可实现的方式中，所述集流体还包括极耳区，所述极耳区为空箔区；沿所述集流体的宽度方向上，所述极耳区与所述涂布区相邻设置。
14.在一种可实现的方式中，所述打孔区设有多个所述通孔，多个所述通孔沿所述集流体的长度方向间隔排列设置。
15.在一种可实现的方式中，所述增厚层粘接固定在所述打孔区的表面上。
16.在一种可实现的方式中，所述电池极片为正极片和/或负极片。
17.本实用新型的另一种实施例还提供一种电池，包括正极片和负极片，所述正极片和/或所述负极片为以上所述的电池极片。
18.本实用新型提供的电池极片，通过在打孔区的表面设置增厚层，从而减少或消除电池极片于对应涂布区位置处和打孔区位置处之间的厚度差，从而减少或避免隔膜在与电池极片一起卷绕时产生褶皱的问题，也降低了极片打孔区自身产生褶皱的可能性，有利于提高电池的安全性能和循环性能。
附图说明
19.图1为本实用新型实施例中电池极片的平面结构示意图。
20.图2为图1的截面示意图。
21.图3为本实用新型另一实施例中电池极片的平面结构示意图。
22.图4为本实用新型另一实施例中电池极片的截面示意图。
23.图5为本实用新型实施例中正极片的平面结构示意图。
24.图6为本实用新型实施例中负极片的平面结构示意图。
25.图7为本实用新型实施例中正极片与负极片叠加后的结构示意图。
26.图8为本实用新型实施例中正极片、负极片和隔膜在卷绕时的结构示意图。
具体实施方式
27.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
28.本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
29.本实用新型的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等(如果存在)方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不应限制本实用新型请求保护的范围。
30.如图1及图2所示，本实用新型实施例提供的电池极片，包括集流体1，集流体1包括多个涂布区11和至少一个打孔区12，多个涂布区11和至少一个打孔区12沿集流体1的宽度
方向w排列设置，至少一个打孔区12设置于相邻的两个涂布区11之间。涂布区11的表面上设有活性物质层2，打孔区12为空箔区(即打孔区12的表面上不设置活性物质)，打孔区12设有通孔121，打孔区12的表面上设有增厚层3。
31.具体地，本实施例提供的电池极片，通过在打孔区12的表面设置增厚层3，从而减少或消除电池极片于对应涂布区11位置处和打孔区12位置处之间的厚度差，从而减少或避免隔膜在与电池极片一起卷绕时产生褶皱的问题，也降低了极片打孔区自身产生褶皱的可能性，有利于提高电池的安全性能和循环性能。
32.作为一种实施方式，增厚层3具有吸液功能，增厚层3能够吸收电解液。由于增厚层3能够吸收电解液，故在加注电解液时，能够加快电解液的浸润速度，并且电解液可通过通孔121进行扩散，确保电芯充分浸润。
33.作为一种实施方式，增厚层3为无纺布或木纤维纸。其中，无纺布的材质可以为聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)、聚丙烯腈(pan)、聚酰胺(pa)、聚氯乙烯(pvc)或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
34.作为一种实施方式，增厚层3的厚度与活性物质层2的厚度的比值为0.9～1.1，从而使得增厚层3的厚度与活性物质层2的厚度相当，从而避免隔膜在与电池极片一起卷绕时，隔膜因电池极片各表面位置处的厚度差异太大而产生褶皱，也降低了极片打孔区自身产生褶皱的可能性。增厚层3的厚度与活性物质层2的厚度的比值为0.9～1.1，可以进一步降低涂布区位置处和打孔区位置处之间的厚度差，减少或避免隔膜和\或极片在卷绕时产生褶皱的效果更佳；同时，更不容易使正负极活性物质与隔膜之间产生间隔，进一步减小阻抗，进一步利于电池容量无法充分发挥，提高电池循坏性能。
35.作为一种实施方式，活性物质层2的厚度为30μm-100μm，或者为40μm-90μm，或者为40μm-80μm。
36.作为一种实施方式，增厚层3的厚度为27μm-110μm，或者为36μm-99μm，或者为36μm-88μm。
37.如图1及图2所示，作为一种实施方式，涂布区11的数量为两个，该两个涂布区11间隔设置；打孔区12的数量为一个，该一个打孔区12设置于该两个涂布区11之间。当然，在其它实施例中，涂布区11和打孔区12的数量可以为更多个，每个打孔区12设置于相邻的两个涂布区11之间。
38.如图2所示，作为一种实施方式，活性物质层2设置于涂布区11一侧的表面上，增厚层3设置于打孔区12一侧的表面上，且活性物质层2与增厚层3位于集流体1的同一侧。
39.如图4所示，作为另一种实施方式，活性物质层2设置于涂布区11相对两侧的表面上，增厚层3设置于打孔区12相对两侧的表面上。
40.如图1所示，作为一种实施方式，集流体1还包括极耳区13，极耳区13为空箔区(即极耳区13的表面上不设置活性物质)，极耳区13用于切割形成极耳。沿集流体1的宽度方向w上，极耳区13与涂布区11相邻设置，且极耳区13位于涂布区11的一侧。
41.如图1所示，作为一种实施方式，打孔区12设有多个通孔121，多个通孔121沿集流体1的长度方向l间隔排列设置。
42.如图3所示，作为另一种实施方式，打孔区12设有多个通孔121，多个通孔121沿集流体1的宽度方向w和长度方向l排列成多行和多列。每行中相邻的两个通孔121之间的间距
为10mm，每列中相邻的两个通孔121之间的间距为1mm，通孔121的直径为0.1mm-0.5mm。
43.作为一种实施方式，通孔121的形状可以为圆形、椭圆形、长方形、梯形等。
44.当然，在其它实施例中，打孔区12的数量、位置以及通孔121的形状、数量、直径和间距可不做特别的限定。
45.作为一种实施方式，增厚层3粘接固定在打孔区12的表面上。当然，在其它实施例中，增厚层3也可以通过其他方式固定在打孔区12的表面上。
46.如图1及图2所示，作为一种实施方式，增厚层3的面积与打孔区12的面积相等(即增厚层3完全覆盖打孔区12的表面)。当然，在其它实施例中，增厚层3的面积也可以小于打孔区12的面积(即增厚层3部分覆盖打孔区12的表面)。作为一种实施方式，增厚层3的面积大于或等于90％打孔区12的面积。
47.作为一种实施方式，该电池极片为正极片和/或负极片。
48.如图5至图8所示，本实施例还提供一种电池，包括正极片4和负极片5，该正极片4和/或负极片5为以上所述的电池极片。
49.如图5及图6所示，作为一种实施方式，该正极片4和负极片5均为以上所述的电池极片。正极片4上设有正极耳41，负极片5上设有负极耳51(正极耳41和负极耳51由电池极片的极耳区切割后形成)。
50.如图8所示，作为一种实施方式，该电池为卷绕式电池，该卷绕式电池由正极片4、负极片5和隔膜6叠加后卷绕形成。
51.具体地，如图7所示并结合图1，在本实施例中，正极片4上的打孔区的宽度为5mm-7mm，负极片5上的打孔区的宽度为3mm-5mm，即正极片4上的打孔区的宽度比负极片5上的打孔区的宽度大2mm；当正极片4和负极片5叠加后，正极片4上的打孔区与负极片5上的打孔区重合，负极片5上的涂布区包住正极片4上的涂布区。如图8所示，当正极片4、负极片5和隔膜6按照正极片4-隔膜6-负极片5-隔膜6的顺序叠加好后，再对其进行卷绕即可得到卷绕式电芯。本技术的附图7只是一种示意图，在实际结构中，正负极片叠片后，当负极片5层叠在正极片4上时，由于负极片5的尺寸大于正极片4，无法从附图7上看到位于叠片下方被负极片5完全遮挡的正极片4。附图7中负极片5覆盖在正极片4上方，通过透视方便理解正负极片叠加重合时，负极片5打孔区的宽度小于正极片4打孔区的宽度，并且负极片5涂布区的宽度大于正极片4涂布区宽度的这种位置关系。
52.作为另一种实施方式，该电池也可以为叠片式电池，该叠片式电池由正极片4、负极片5和隔膜6叠加形成。
53.本实用新型实施例提供的电池极片，通过在打孔区12的表面设置增厚层3，从而减少或消除电池极片于对应涂布区11位置处和打孔区12位置处之间的厚度差，从而减少或避免隔膜在与电池极片一起卷绕时产生褶皱的问题，也降低了极片打孔区自身产生褶皱的可能性，有利于提高电池的安全性能和循环性能。同时，由于增厚层3能够吸收电解液，故在加注电解液时，能够加快电解液的浸润速度，并且电解液可通过通孔121进行扩散，确保电芯充分浸润。
54.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的
保护范围为准。

技术特征：
1.一种电池极片，包括集流体(1)，其特征在于，所述集流体(1)包括多个涂布区(11)和至少一个打孔区(12)，多个所述涂布区(11)和至少一个所述打孔区(12)沿所述集流体(1)的宽度方向(w)排列设置，至少一个所述打孔区(12)设置于相邻的两个所述涂布区(11)之间；所述涂布区(11)的表面上设有活性物质层(2)，所述打孔区(12)设有通孔(121)，所述打孔区(12)的表面上设有增厚层(3)。2.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述增厚层(3)具有吸液功能，所述增厚层(3)能够吸收电解液。3.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述增厚层(3)的厚度与所述活性物质层(2)的厚度的比值为0.9～1.1。4.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述活性物质层(2)的厚度为30μm-100μm；和/或，所述增厚层(3)的厚度为27μm-110μm。5.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述增厚层(3)为无纺布或木纤维纸。6.如权利要求5所述的电池极片，其特征在于，所述无纺布的材质为聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚酰胺、聚氯乙烯或聚对苯二甲酸乙二醇酯。7.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述活性物质层(2)设置于所述涂布区(11)一侧的表面上，所述增厚层(3)设置于所述打孔区(12)一侧的表面上，且所述活性物质层(2)与所述增厚层(3)位于所述集流体(1)的同一侧；或者，所述活性物质层(2)设置于所述涂布区(11)相对两侧的表面上，所述增厚层(3)设置于所述打孔区(12)相对两侧的表面上。8.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述集流体(1)还包括极耳区(13)，所述极耳区(13)为空箔区；沿所述集流体(1)的宽度方向(w)上，所述极耳区(13)与所述涂布区(11)相邻设置。9.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述打孔区(12)设有多个所述通孔(121)，多个所述通孔(121)沿所述集流体(1)的长度方向(l)间隔排列设置。10.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于，所述增厚层(3)粘接固定在所述打孔区(12)的表面上。11.如权利要求1-10中任一项所述的电池极片，其特征在于，所述电池极片为正极片和/或负极片。12.一种电池，包括正极片和负极片，其特征在于，所述正极片和/或所述负极片为如权利要求1-11中任一项所述的电池极片。

技术总结
本实用新型提供一种电池极片，包括集流体，所述集流体包括多个涂布区和至少一个打孔区，多个所述涂布区和至少一个所述打孔区沿所述集流体的宽度方向排列设置，至少一个所述打孔区设置于相邻的两个所述涂布区之间；所述涂布区的表面上设有活性物质层，所述打孔区设有通孔，所述打孔区的表面上设有增厚层。本实用新型还提供一种电池。新型还提供一种电池。新型还提供一种电池。


技术研发人员：姚煜 邓国友 殷晓丰 慎晓杰 蔡祥槟
受保护的技术使用者：微宏动力系统(湖州)有限公司
技术研发日：2023.01.13
技术公布日：2023/7/14