极片及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供一种极片及其制备方法和应用。所述极片包括集流体、集流体极耳以及箔材，所述集流体包括聚合物层，以及设置在所述聚合物层两侧的第一金属层和第二金属层；所述集流体具有敷料区域和空箔区域，所述敷料区域内涂覆有活性物质，没有涂覆活性物质的区域为空箔区域；所述集流体极耳的设置数量为多个，多个所述集流体极耳沿着所述集流体的一侧间隔排列，多个所述集流体极耳与所述第一金属层连接；所述箔材的设置数量为多个，多个所述箔材与所述第一金属层连接。本发明专利技术提供的极片生产效率高、电池内阻小、安全性能高。安全性能高。安全性能高。

【技术实现步骤摘要】
极片及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及一种极片及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]锂电池目前在消费数码、电动汽车、储能系统等领域得到了广泛应用。锂电池的主要组成有正负极活性物质、正负极集流体、极耳、隔膜、电解液、电池外壳等。
[0003]锂电池除了使用铝箔和铜箔作为集流体，也可以使用金属
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聚合物
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金属结构的复合集流体以提高电池的安全性能。但是复合集流体两侧的金属层由于聚合物层绝缘而不互相导通，并且金属层较薄，直接与极耳进行焊接无法提供足够的焊接强度。
[0004]目前金属
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聚合物
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金属结构复合集流体的焊接方案主要有使用箔材转接或者特殊极耳焊接形成单极耳结构，但是该方案焊接后形成的直接连接面积较小，最终导致电池内阻较大。或者采用将极片使用箔材进行转接后叠片的方案，该方案制成的电芯内阻较小，但是叠片前需要将极片切割成小极片，设备投入大，叠片效率低。

技术实现思路

[0005]基于此，本专利技术是为了解决现有技术中的不足而完成的，本专利技术的目的在于提出一种生产效率高、电池内阻小、安全性能高的极片及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术的一种极片，包括集流体、集流体极耳以及箔材，所述集流体包括聚合物层，以及设置在所述聚合物层两侧的第一金属层和第二金属层；所述集流体具有敷料区域和空箔区域，所述敷料区域内涂覆有活性物质，没有涂覆活性物质的区域为空箔区域；所述集流体极耳的设置数量为多个，多个所述集流体极耳沿着所述集流体的一侧间隔排列，多个所述集流体极耳与所述第一金属层连接；所述箔材的设置数量为多个，多个所述箔材与所述第一金属层连接。
[0007]进一步的，所述第一金属层和所述第二金属层包括但不限于铝、铜、银、铝合金、铜合金、银合金中的一种或者多种。
[0008]进一步的，所聚合物层包括但不限于聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚氧化乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇中的一种或多种。
[0009]进一步的，所述活性物质为正极活性物质和负极活性物质中的至少一种。
[0010]进一步的，所述活性物质包括但不限于钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、镍钴锰铝四元材料、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂、锰酸锂的一种或多种，所述负极活性物质包括石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、硅材料、硅氧材料、硅碳材料、钛酸锂的一种或者多种。
[0011]本专利技术还提供一种制备上述极片的方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：
步骤一：在集流体的部分区域的两侧涂覆活性物质，在未涂覆活性物质的区域确定多个极耳裁切位置；步骤二：在步骤一确定的极耳裁切位置裁切出多个大小相同的集流体极耳；步骤三：将大小相同的多片箔材与步骤二制得的多个集流体第一金属层进行预焊。
[0012]本专利技术还提供一种电池，所述电池采用上述中任一项所述的极片或上述所述的方法制备得到的极片制备得到。
[0013]本专利技术还提供一种制备上述电池的方法，所述制备方法包括以下步骤：将正极极片、负极极片、隔膜卷绕在一起，所述正极极片的多个极耳互相重叠，所述负极极片的多个极耳互相重叠，集流体极耳与箔材在重叠方向上重复排列；将多个极耳重叠区域、箔材重叠区域进行一次终焊，使得箔材与多极耳的集流体第一金属层、第二金属层都连接导通；将外极耳焊接于箔材重叠区域，形成电池卷芯，经过烘烤、注液、化成、成型、分容制成成品电芯。具体的，将集流体极耳重叠区域、箔材重叠区域进行一次终焊，在将外极耳焊接于箔材重叠区域，形成电池卷芯。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的极片及其制备方法和应用的有益效果如下：本专利技术的极片及其制备方法和应用用以解决金属
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聚合物
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金属结构复合集流体两侧的电子导通问题，提升电池的安全性能、提高生产效率高、降低电池内阻。
[0015]本专利技术的极片及其制备方法和应用，极片设置多个复合集流体极耳，使用箔材对多个复合集流体极耳进行预焊转接，将极片卷绕后多个极耳重叠，得到多个极耳重叠的电芯结构，同时具有电池内阻低，生产效率高、设备投入低等优点。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的极片的集流体的截面示意图；图2为一实施方式的集流体的俯视图；图3为一实施方式的电池的俯视图；以及图4为一实施方式的电池卷绕的结构示意图。
[0017]附图标记说明集流体1、第一金属层2、第二金属层3、活性物质4、集流体极耳5、箔材6、正极极片7、负极极片8、隔膜9。
具体实施方式
[0018]为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。
[0019]请参阅图1
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图4，本专利技术提供一种极片，包括集流体1、集流体极耳5以及箔材6，所述集流体包括聚合物层，以及设置在所述聚合物层两侧的第一金属层2和第二金属层3；所述集流体具有敷料区域和空箔区域，所述敷料区域内涂覆有活性物质4，没有涂覆活性物质的区域为空箔区域；
所述集流体极耳的设置数量为多个，多个所述集流体极耳沿着所述集流体的一侧间隔排列，多个所述集流体极耳与所述第一金属层连接；所述箔材的设置数量为多个，多个所述箔材与所述第一金属层连接。
[0020]在一个实施方式中，所述第一金属层和所述第二金属层包括但不限于铝、铜、银、铝合金、铜合金、银合金的一种或者多种。
[0021]在一个实施方式中，所聚合物层包括但不限于聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚氧化乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇中的一种或多种。
[0022]在一个实施方式中，所述活性物质为正极活性物质和负极活性物质中的至少一种。
[0023]所述活性物质包括但不限于钴酸锂(LCO)、镍钴锰三元材料(NCM)、镍钴铝三元材料(NCA)、镍钴锰铝四元材料(NCMA)、磷酸铁锂(LFP)、磷酸锰锂(LMP)、磷酸钒锂(LVP)、锰酸锂(LMO)的一种或多种。所述负极活性物质包括但不限于石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、硅材料、硅氧材料、硅碳材料、钛酸锂等的一种或者多种。
[0024]在一个实施方式中，所述极耳模切的位置可以是极片上任意未涂覆活性物质的位置。
[0025]在一个实施方式中，所述箔材极耳、复合集流体极耳的形状包括但不限于矩形、圆形、多边形或者椭圆形的一种或多种。
[0026]在一个实施方式中，箔材极耳、复合集流体极耳模切的方式包括但不限于机械切割、激光切割、等离子切割的一种或多种。
[0027]在一个实施方式中，所述连接方式包括但不限于超声波焊接、激光焊接、铆接的一种或多种。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极片，其特征在于：包括集流体、集流体极耳以及箔材，所述集流体包括聚合物层，以及设置在所述聚合物层两侧的第一金属层和第二金属层；所述集流体具有敷料区域和空箔区域，所述敷料区域内涂覆有活性物质，没有涂覆活性物质的区域为空箔区域；所述集流体极耳的设置数量为多个，多个所述集流体极耳沿着所述集流体的一侧间隔排列，多个所述集流体极耳与所述第一金属层连接；所述箔材的设置数量为多个，多个所述箔材与所述第一金属层连接。2.如权利要求1所述的极片，其特征在于：所述第一金属层和所述第二金属层包括铝、铜、银、铝合金、铜合金、银合金中的一种或者多种。3.如权利要求2所述的极片，其特征在于：所聚合物层包括聚酯、聚丙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚氧化乙烯、聚氯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚乙烯醇中的一种或多种。4.如权利要求3所述的极片，其特征在于：所述活性物质为正极活性物质和负极活性物质中的至少一种。5.如权利要求4所述的极片，其特征在于：所述活性物质包括但不限于钴酸锂、镍钴锰三元材料、镍钴铝三元材料、镍钴锰铝四元材料、磷酸铁锂、磷酸锰锂、磷酸钒锂、锰酸锂的一种或多种，所述负极活性物质包括石墨、中间相碳微球、软碳、硬碳、硅材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘家鹏，戈志敏，王乾，宾术，韦向红，黄龙，
申请(专利权)人：惠州赣锋锂电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：