本发明专利技术公开了一种带极耳的正极极片、其制备方法及包含该正极极片的锂离子电池。所述正极极片包括集流体、带有孔位的应力缓冲导电层、极耳以及胶带，所述集流体的表面设有正极浆料层以及留白区域；所述留白区域内由下到上依次设有所述应力缓冲导电层、极耳以及胶带，所述极耳完全覆盖所述孔位，而且，除孔位处之外，极耳边缘和留白区域不直接接触；所述集流体的不含极耳一侧表面也贴有胶带。一方面，本发明专利技术的正极极片结构能够释放正极极耳对正极集流体铝箔的剪切应力，避免在循环充放电过程中因应力集中而导致的铝箔开裂问题，提高锂离子电池的循环性能和倍率性能；另一方面，这种极片结构可以增强极耳与集流体铝箔的导电性和极耳焊接强度。
【技术实现步骤摘要】
一种带极耳的正极极片、其制备方法及包含该正极极片的锂离子电池
本专利技术属于锂离子电池领域，涉及一种带极耳的正极极片、其制备方法及包含该正极极片的锂离子电池。
技术介绍
随着能源与环境问题的发展，电动汽车逐渐成为一种发展主流。而锂离子电池作为目前电动汽车的主要动力来源，越来越受到社会各界关注。锂离子电池也是朝着高能量密度、高循环寿命、高安全性发展。目前的圆柱锂离子动力电池，在各种类型电池中，具有较高的能量密度和较低的成本优势，被广泛应用于物流车和乘用车中。圆柱形动力电池正极极片多采用中间极耳设计，以降低内阻，提升电池性能。采用中间极耳设计虽然降低了内阻，有利于提升倍率性能，但这种电池在循环后，会导致正极集流体铝箔出现裂纹或者直接断成两截，电池表现为内阻上升、倍率性能下降或者容量“跳水”现象。电池模块对单体电池一致性要求极高，而由此导致的电池模块会在后续的运行中，存在严重的安全隐患。究其原因，主要是在电池制造过程中，极耳在切断时锋利的边缘会对集流体铝箔形成破坏；加上正负极片的反弹效应，和电池循环过程中，由于负极充放电脱嵌锂造成的负极极片膨胀收缩，在固定的孔空间内，使铝箔不断受到极耳的挤压作用。而铝箔平面被卷成一个弧形，极耳边缘处与铝箔会产生一个不断变化的剪切应力。随着循环的进行，铝箔会处于应力疲劳状态，在剪切应力的不断作用下，铝箔逐渐发生开裂或者全部断裂，使集流体铝箔导通电子能力下降，电阻升高，电池性能下降。因此，有必要提供一种正极极片结构，以解决铝箔在循环充放电过程中因应力集中而导致的铝箔开裂问题以及极耳和集流体之间导电性差和连接强度低的问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题，本专利技术的目的在于提供一种带极耳的正极极片、其制备方法及包含该正极极片的圆柱锂离子电池。本专利技术的正极极片结构新颖，一方面，这种极片结构能够释放正极极耳对正极集流体铝箔的剪切应力，避免在循环充放电过程中因应力集中而导致的铝箔开裂问题，提高锂离子电池的循环性能；另一方面，这种极片结构可以增强极耳与集流体铝箔的导电性，提高极耳焊接强度，降低内阻，提高倍率性能。除上述优点外，这种极片结构还可以在集流体铝箔强度允许范围内，降低集流体的厚度，减少卷芯体积，有助于卷芯入壳；提高正极材料含量，有利于提高电池容量。为达上述目的，本专利技术采用以下技术方案：第一方面，本专利技术提供一种带极耳的正极极片，上述正极极片包括集流体、带有孔位的应力缓冲导电层、极耳以及胶带，所述集流体的表面设有正极浆料层以及留白区域；所述留白区域内由下到上依次设有应力缓冲导电层、极耳以及胶带，所述极耳完全覆盖所述孔位，而且，除孔位处之外，极耳边缘和留白区域不直接接触；所述集流体的不含极耳一侧表面也贴有胶带。本专利技术的正极极片中，留白区域即没有涂正极浆料层的集流体，例如铝箔，因此，此留白区域也可以称为露箔区域。此留白区域作为连接极耳的区域。本专利技术的正极极片中，集流体和极耳之间设置有应力缓冲导电层，其是具有弹性和良好的导电性的材料，可以同时起到固定集流体和极耳位置，电子导通集流体和极耳，吸收释放极耳对集流体的剪切、挤压应力，以及增加留白区域(也称为露箔区域)强度的多重作用于功能。本专利技术的正极极片中，应力缓冲导电层上带有孔位，是一种中空结构，此孔位可以作为焊接孔位，通过此焊接孔位使孔下方的露箔区域可进行极耳与集流体的焊接，起到进一步提高极耳与集流体整体强度的作用。本专利技术中，集流体的不含极耳一侧表面也贴有胶带，一方面可以提升正极极片的强度和导电性，另一方面也是更为重要的作用是可以避免因铝箔等集流体暴露导致温度过高灼伤隔膜。为了达到更好地实现上述两方面的效果，该侧的胶带设置在与极耳上的胶带相对应的位置(即上下两面的胶带相对于集流体的位置一致)。以下作为本专利技术优选的技术方案，但不作为对本专利技术提供的技术方案的限制，通过以下优选的技术方案，可以更好的达到和实现本专利技术的技术目的和有益效果。优选地，所述集流体为铝箔。优选地，所述集流体的厚度为12μm～16μm，例如12μm、13μm、13.5μm、14μm、14.5μm、15μm或16μm等。本专利技术中，对正极浆料的种类不作限定，例如可以是三元正极材料或磷酸铁锂材料的浆料等。优选地，所述极耳为铝带。优选地，所述极耳的长度为40mm～70mm，例如40mm、45mm、50mm、60mm、65mm或70mm等；宽度优选为0.1mm～0.15mm，例如0.1mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm或0.15mm等；厚度优选为0.07mm～0.15mm，例如0.07mm、0.08mm、0.10mm、0.12mm、0.14mm或0.15mm等。本专利技术中，定义与集流体卷绕方向垂直的方向为极耳的长度方向，此方向也是留白区域、应力缓冲导电层和孔位的长度方向，相应地，与长度方向垂直的方向为宽度方向。本专利技术中，为了使除孔位处之外，极耳和留白区域不直接接触，本领域技术人员可对应力缓冲导电层、极耳的尺寸以及二者位置关系进行设计。为了达到此目的，可采用如下技术方案：所述留白区域的长度和宽度均对应地大于应力缓冲导电层的长度和宽度。所述“对应地”指：留白区域的长度大于应力缓冲导电层的长度，留白区域的宽度大于应力缓冲导电层的宽度。优选地，所述应力缓冲导电层的长度和宽度均对应地大于极耳与留白区域重叠区域的长度和宽度。所述“对应地”指：应力缓冲导电层的长度大于极耳与留白区域重叠区域的长度，应力缓冲导电层的宽度大于极耳与留白区域重叠区域的宽度。优选地，所述极耳的长度方向，一侧边缘位于应力缓冲导电层内部，另一侧位于集流体外侧。优选地，所述极耳上与留白区域和胶带交叉的位置处，也具有应力缓冲导电层。作为本专利技术所述正极极片的优选技术方案，所述孔位位于所述应力缓冲导电层的中部，形成中空结构。优选地，所述极耳的宽度大于孔位的宽度，极耳的边缘位于孔位之外，从而使极耳完全覆盖孔位。优选地，所述孔位为方形孔位，长度为10mm-40mm，例如10mm、15mm、20mm、25mm、30mm或40mm等；宽度为3mm-8mm，例如3mm、4mm、5mm、6mm、7mm或8mm等。作为本专利技术所述正极极片的优选技术方案，所述留白区域位于所述集流体的中间位置。优选地，所述集流体的留白区域和极耳通过应力缓冲导电层上的孔位固定。优选地，所述固定的方式为焊接，所述焊接优选为超声焊或电阻焊中的任意一种。优选地，所述应力缓冲导电层的长度和宽度距离极耳固定边缘(比如焊接边缘)处的距离均在1mm以上。作为本专利技术所述正极极片的优选技术方案，所述应力缓冲导电层为应力缓冲与导电胶层。优选地，所述应力缓冲与导电胶层为弹性的双面导电胶带。应力缓冲与导电胶层具有导电和缓冲应力集中的作用，能够释放正极极耳对正极集流体铝箔的剪切应力，避免在循环充放电过程中因应力集中而导致的铝箔开裂问题。本专利技术优选弹性的双面导电胶带作为应力缓冲与导电胶层，采用这种双面导电胶的形式，一面与集流体中的留白区域(也称露箔区域)进行贴合固定，可以起到提高集流体露箔区域的抗拉强度的作用；另一面与极耳贴合固定，这样集流体铝箔与极耳之间具有较好的电导和稳定连接效果。优选地，所述应力缓冲导电层的厚度为30μm-50μm，例如30μm、32μm、35μm、40μ本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种带极耳的正极极片，其特征在于，所述正极极片包括集流体(1)、带有孔位(31)的应力缓冲导电层(3)、极耳(2)以及胶带(4)，所述集流体(1)的表面设有正极浆料层(5)以及留白区域(11)；所述留白区域(11)内由下到上依次设有所述应力缓冲导电层(3)、极耳(2)以及胶带(4)，所述极耳(2)完全覆盖所述孔位(31)，而且，除孔位(31)处之外，极耳(2)边缘和留白区域(11)不直接接触；所述集流体(1)的不含极耳(2)一侧表面也贴有胶带(4)。
【技术特征摘要】
1.一种带极耳的正极极片，其特征在于，所述正极极片包括集流体(1)、带有孔位(31)的应力缓冲导电层(3)、极耳(2)以及胶带(4)，所述集流体(1)的表面设有正极浆料层(5)以及留白区域(11)；所述留白区域(11)内由下到上依次设有所述应力缓冲导电层(3)、极耳(2)以及胶带(4)，所述极耳(2)完全覆盖所述孔位(31)，而且，除孔位(31)处之外，极耳(2)边缘和留白区域(11)不直接接触；所述集流体(1)的不含极耳(2)一侧表面也贴有胶带(4)。2.根据权利要求1所述的正极极片，其特征在于，所述集流体(1)的不含极耳一侧表面贴有的胶带的具体位置为：与所述极耳(2)上的胶带(4)相对应的位置；优选地，所述集流体(1)为铝箔；优选地，所述集流体(1)的厚度为12μm～16μm；优选地，所述正极浆料为三元正极材料或磷酸铁锂材料的浆料；优选地，所述极耳(2)为铝带；优选地，所述极耳(2)的长度为40mm～70mm，宽度优选为0.1mm～0.15mm，厚度优选为0.07mm～0.15mm。3.根据权利要求1或2所述的正极极片，其特征在于，所述留白区域(11)的长度和宽度均对应地大于应力缓冲导电层(3)的长度和宽度；优选地，所述应力缓冲导电层(3)的长度和宽度均对应地大于极耳(2)与留白区域(11)重叠区域的长度和宽度；优选地，所述极耳(2)的长度方向，一侧边缘位于应力缓冲导电层(3)内部，另一侧位于集流体(1)外侧；优选地，所述极耳(2)上与留白区域(11)和胶带(4)交叉的位置处，也具有应力缓冲导电层。4.根据权利要求1-3任一项所述的正极极片，其特征在于，所述孔位(31)位于所述应力缓冲导电层(3)的中部，形成中空结构；优选地，所述极耳的宽度大于孔位的宽度，极耳(2)的边缘位于孔位之外；优选地，所述孔位为方形孔位，长度为10mm-40mm，宽度为3mm-8mm。5.根据权利要求1-4任一项所述的正极极片，其特征在于，所述留白区域(11)位于所述集流体(1)的中间位置；优选地，所述集流体(1)的留白区域(11)和极耳(2)通过应力缓冲导电层(3)上的孔位(31)固定；优选地，所述固定的方式为焊接，所述焊接优选为超声焊或电阻焊中的任意一种；优选地，所述应力缓冲导电层(3)的长度和宽度距离极耳(2)固定边缘处的距离均在1mm以上。6.根据权利要求1-5任一项所述的正极极片，其特征在于，所述应力缓冲导电层(3)为应力缓冲与导电胶层；优选地，所述应力缓冲与导电胶层为弹性的双面导电胶带；优选地，所述应力缓冲导电层(3)的厚度为30μm-50μm；优选地，所述应力缓冲导电层(3)...
【专利技术属性】
技术研发人员：张章明，龚金保，
申请(专利权)人：横店集团东磁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33
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