锂电池制造技术

锂电池，包括卷芯和极耳，所述卷芯由内层隔膜、第一极片、外层隔膜、第二极片叠加卷绕形成，第一极片与第二极片极性相反；所述内层隔膜位于卷芯的最内层，所述内层隔膜和所述外层隔膜均具有夹持段、与夹持段相连并位于夹持段之后的第一平直段、超出所述第一极片尾端的尾部贴合段，第一平直段位于所述第一极片之前，尾部贴合段为隔膜的末端，所述内层隔膜的夹持段、第一平直段、尾部贴合段分别和所述外层隔膜的夹持段、第一平直段、尾部贴合段贴合在一起；所述内层隔膜的第一平直段和所述外层隔膜的第一平直段的干法剥离力小于8N/m。本发明专利技术使用具有特定表面剥离力的隔膜生产卷芯，避免极片、空箔打折的问题，可以提高产品良率和质量。可以提高产品良率和质量。可以提高产品良率和质量。

【技术实现步骤摘要】
锂电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，具体涉及一种锂电池。

技术介绍

[0002]锂电池包括电芯和设置于电芯上的极耳，电芯包括隔膜、正极片和负极片，隔膜是锂电池的关键材料之一，其设置于电池的正、负极片之间，用于隔离正、负极片，防止电池短路。目前锂电池中使用的隔膜一般为具有孔洞结构的聚烯烃产品，如PE隔膜、PP隔膜、PP/PE/PP三层隔膜等。在基材隔膜的单侧表面或者两侧表面涂覆有无机粒子，如氧化铝，勃母石，氧化镁等，在此基础上再对隔膜进行双面的纯胶涂布或者胶和陶瓷粒子混合涂布，最后得到隔膜产品，其中的胶可以是单一PVDF或者多种PVDF混合，涂布的方式可以水系涂布或油系涂布。水系隔膜是将单一品种或者多种PVDF和分散剂、胶水在水中分散、研磨，形成悬浊液，过滤后进行涂布得到的成品，水系隔膜的涂布方式可以是微凹版辊转移涂布或者使用高速喷头涂布；油系隔膜是将单一品种或者多种PVDF按特定比例溶解在有机溶剂中(例如NMP、DMAC等)，形成溶液后进行涂布得到的成品，油系隔膜的涂布方式可以是微凹版辊转移涂布或者浸涂。
[0003]锂电池中，隔膜与极片粘接在一起，隔膜表面涂层的粘接力直接影响电芯的卷绕、化成等工序以及成品的质量，隔膜表面涂层的粘接力不合格，可能会导致极片出现打折等质量缺陷。图1a和图1b为两种极片打折的示意图。图1a所示是卷绕机台完成卷绕动作后，由于隔膜与头部铜箔粘合较紧，卷芯压实阶段未能舒展开而导致空箔处出现打折的示意图。对存在此类缺陷的卷芯进行拆解后，发现极片头部首折会出现类似图1a中箭头所指的重叠部分(出现的位置以及大小不局限于图1a所示的情况)，重叠部分在X
‑
ray下观察，可看到其为一条颜色较深的细线，宽度约在0～1mm之间。图1b所示是卷绕机台完成卷绕动作后，由于隔膜与头部铜箔粘合较紧，卷芯压实阶段因单面涂膏的两面张力释放不一致而导致极片未能及时舒展导致的打折的示意图。对存在此类缺陷的卷芯进行拆解后，发现极片头部单面涂膏面会出现类似图1b中箭头所指的重叠部分(出现的位置以及大小不局限于图1b所示的情况)，重叠部分在X
‑
ray下观察，可看到其为一条颜色较深的细线，其宽度约在0～1mm之间。极片打折容易导致电池存在安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种锂电池，可以减少极片打折等生产不良的现象，提高锂电池的良品率。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取如下的技术解决方案：
[0006]锂电池，包括卷芯和极耳，所述卷芯由内层隔膜、第一极片、外层隔膜、第二极片叠加卷绕形成，第一极片与第二极片极性相反；所述内层隔膜位于卷芯的最内层，所述内层隔膜和所述外层隔膜均具有夹持段、与夹持段相连并位于夹持段之后的第一平直段、超出所述第一极片尾端的尾部贴合段，第一平直段位于所述第一极片之前，尾部贴合段为隔膜的
末端，所述内层隔膜的夹持段、第一平直段、尾部贴合段分别和所述外层隔膜的夹持段、第一平直段、尾部贴合段贴合在一起；所述内层隔膜的第一平直段和所述外层隔膜的第一平直段的干法剥离力小于8N/m。
[0007]更具体的，所述干法剥离力通过以下方法确定：
[0008]S1、将被测隔膜裁剪为尺寸合适的样品，将两片被测隔膜样品对齐叠放；
[0009]S2、将叠放好的被测隔膜样品热压在一起，热压温度为100℃，压强为0.2Mpa，热压时间为10秒；
[0010]S3、热压完成后，将压合在一起的被测隔膜样品从一端分开，进行90
°
剥离，记录被测隔膜样品分开时的剥离力，该剥离力即为干法剥离力。
[0011]优选的，所述干法剥离力为隔膜的陶瓷面的干法剥离力。
[0012]更具体的，所述内层隔膜和所述外层隔膜均包括基膜、陶瓷层和胶层，所述基膜的表面设置所述陶瓷层或所述胶层，所述陶瓷层的外侧表面设置所述胶层；隔膜的同时具有陶瓷层和胶层的表面为陶瓷面，所述内层隔膜和所述外层隔膜至少一侧表面为陶瓷面。
[0013]更具体的，所述内层隔膜和外层隔膜在夹持段、第一平直段、尾部贴合段相对的表面为陶瓷面。
[0014]更具体的，所述内层隔膜和所述外层隔膜均包括基膜和胶层，所述基膜的设置所述胶层的表面为胶面，所述内层隔膜和所述外层隔膜至少一侧表面为胶面。
[0015]更具体的，所述内层隔膜和外层隔膜在夹持段、第一平直段、尾部贴合段相对的表面为胶面。
[0016]更具体的，所述内层隔膜的夹持段的长度和所述外层隔膜的夹持段的长度均为卷芯宽度的1～15％。
[0017]更具体的，所述内层隔膜的第一平直段的长度和所述外层隔膜的第一平直段的长度均为卷芯宽度的40～50％。
[0018]更具体的，所述内层隔膜的尾部贴合段的长度和所述外层隔膜的尾部贴合段的长度均≥5mm。
[0019]更具体的，所述内层隔膜尾部贴合段的长度和所述外层隔膜的尾部贴合段的长度均为卷芯宽度的0.1～10％。
[0020]优选的，所述内层隔膜的第一平直段和所述外层隔膜的第一平直段的干法剥离力小于5N/m。
[0021]更具体的，所述内层隔膜和所述外层隔膜的胶转移面积占比为20～40％，胶转移面积占比＝胶转移质量/隔膜面积，胶转移质量＝干法剥离前隔膜的质量
‑
干法剥离后隔膜的质量。
[0022]由以上技术方案可知，本专利技术的锂电池通过使用第一平直段具有特定的干法剥离力的隔膜制备卷芯，使隔膜与其它材料相匹配，从而卷绕机能够稳定输出产品，得到极片打折率符合质量要求的电池结构，有利于提高产品良率和生产效率。隔膜的干法剥离力(隔膜涂层的粘接力)可以直接使用隔膜与隔膜进行热压复合后，使用电子万能试验机进行隔膜胶层或者陶瓷层之间的剥离力测试，通过测得的剥离力可以提前判别后工序的电池硬度，提前识别出电芯各主材之间的粘附力，从而选择干法剥离力符合要求的隔膜材料，进而输出硬度较好和性能较好的电池。
[0023]更具体的，所述陶瓷层中包含陶瓷颗粒和粘结性聚合物，陶瓷颗粒的含量为85～92％。
[0024]更具体的，所述陶瓷颗粒为氧化铝、勃母石、氧化镁中的一种或几种。
[0025]更具体的，所述粘结性聚合物为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯一六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、苯乙烯一丁二烯共聚物、丁二烯
‑
丙烯腈聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸一苯乙烯聚合物中的至少一种。
[0026]更具体的，D10粒径为0.15～0.3μm，D50粒径为0.35～0.45μm，D90粒径为0.6～0.8μm，D100粒径＜4.5μm。
[0027]更具体的，所述胶层中包含粘接性聚合物，所述粘接性聚合物为聚偏氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮、偏氟乙烯一六氟丙烯聚合物、聚丙烯腈、羧甲基纤维素钠、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、苯乙烯一丁二烯共聚物、丁二烯<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.锂电池，包括卷芯和极耳，其特征在于：所述卷芯由内层隔膜、第一极片、外层隔膜、第二极片叠加卷绕形成，第一极片与第二极片极性相反；所述内层隔膜位于卷芯的最内层，所述内层隔膜和所述外层隔膜均具有夹持段、与夹持段相连并位于夹持段之后的第一平直段、超出所述第一极片尾端的尾部贴合段，第一平直段位于所述第一极片之前，尾部贴合段为隔膜的末端，所述内层隔膜的夹持段、第一平直段、尾部贴合段分别和所述外层隔膜的夹持段、第一平直段、尾部贴合段贴合在一起；所述内层隔膜的第一平直段和所述外层隔膜的第一平直段的干法剥离力小于8N/m。2.如权利要求1所述的锂电池，其特征在于：所述干法剥离力通过下述方法确定：S1、将被测隔膜裁剪为尺寸合适的样品，将两片被测隔膜样品对齐叠放；S2、将叠放好的被测隔膜样品热压在一起，热压温度为100℃，压强为0.2Mpa，热压时间为10秒；S3、热压完成后，将压合在一起的被测隔膜样品从一端分开，进行90
°
剥离，记录被测隔膜样品分开时的剥离力，该剥离力即为干法剥离力。3.如权利要求1所述的锂电池，其特征在于：所述内层隔膜和所述外层隔膜均包括基膜、陶瓷层和胶层，所述基膜的表面设置所述陶瓷层或所述胶层，所述陶瓷层的外侧表面设置所述胶层；隔膜的同时具有陶瓷层和胶层的表...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵君义，邹浒，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：