一种锂电池极片及其制备工艺制造技术

本发明专利技术提供了一种锂电池极片及其制备工艺，涉及锂电池技术领域，涂覆层，涂覆于集流体至少一个表面的中央；边涂层，涂覆于集流体至少一个表面的两侧；且所述边涂层覆盖于涂覆层两侧与集流体连接的位置0.1mm

A lithium battery pole piece and its preparation process

【技术实现步骤摘要】
一种锂电池极片及其制备工艺


[0001]本专利技术涉及锂电池
，尤其是涉及一种锂电池极片及其制备工艺。

技术介绍

[0002]现有锂离子电池极片主要由集流载体，活性材料层，边缘功能层构成。一般地，正极采用铝箔或涂炭铝箔作为集流体，负极采用铜箔作为集流体。
[0003]锂离子电池极片边缘涂覆边缘加强层不仅能增强极片抗压能力,还能降低短路风险。而传统边缘涂层所用原料主要以勃姆石为主，但传统边缘涂层的抗拉韧性较差，且边缘加工过程容易产生较多粉尘、毛刺或熔珠等，导致后续电芯生产和应用存在严重的安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术要解决的技术问题是：传统边缘涂层的抗拉韧性较差，且边缘加工过程容易产生较多粉尘、毛刺或熔珠，针对现有技术存在的问题，提供了一种锂电池极片。
[0005]为解决现有技术问题，本专利技术公开了一种锂电池极片，包括：集流体、涂覆层和具有绝缘性胶材料的边涂层；涂覆层，涂覆于集流体至少一个表面的中央；具体的，涂覆层的涂覆方式为连续式或间歇式。
[0006]作为本专利技术所述安全型电池极片的一种改进，还包括边涂层：边涂层，涂覆于集流体至少一个表面的两侧；具体的，所述边涂层材料选自：化学交联的水不溶性的聚合物、N
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甲基吡咯烷酮或去离子水、以及着色料；进一步的，所述化学交联的水不溶性的聚合物选自氟塑料、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚全氟乙丙烯（FRP）、可溶性聚四氟乙烯（PFA）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、乙烯三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）、乙烯
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四氯乙烯共聚物（ETFE）、聚酰亚胺树脂(PI)、环烯烃共聚物(COC)、聚丙烯酸类或丁苯橡胶或聚酰胺或聚对苯二甲、它们的衍生物、它们的交联物及它们的共聚物中的一种和/或多种；再进一步的，所述着色料选自炭黑、钴蓝、群青、氧化铁、镉红、铬橙、钼橙、镉黄、铬黄、镍钛黄、钛白、锌钡白、锌白、酞菁类颜料、偶氮类颜料、蒽醌类颜料、靛类颜料及金属络合颜料中的一种和/或多种；上述安全型电池极片中边涂层的制备方法，具体包括以下步骤：S1：制胶取化学交联的水不溶性的聚合物、N
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甲基吡咯烷酮或去离子水、以及着色料，其中化学交联的水不溶性的聚合物以氟塑料举例，氟塑料配比为5%
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30%、N
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甲基吡咯烷酮或去离子水配比为70%
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95%，将调配好的材料在室温，高露点的环境下放入搅拌机，进行搅拌制胶，搅拌时间为2H
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4H，得到绝缘边涂胶；
S2：绝缘边涂胶上色搅拌时间结束，再配比0.2%
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1%的着色料，将着色料加入搅拌机与S1所得绝缘边涂胶进行共混，再次搅拌2H～4h，待搅拌时间结束制得有色绝缘边涂胶；该设计，使用涂布设备将有色绝缘边涂胶涂覆于集流体两侧，形成边涂层，纯胶状边涂层相比传统的勃姆石边缘涂层更具有抗拉伸性，且在生产过程中产生的灰尘较少，利于维护生产环境，集流体的边涂位置更加光滑、不易出现毛刺、熔珠，其中着色料的主要作用是为了使绝缘边涂胶显色，便于后序锂电池加工工段辨识边涂层位置；进一步的效果，极片在后期传输以及辊压过程中，绝缘性胶材料的边涂层可大大降低极片的断带率。
[0007]且所述边涂层覆盖于涂覆层两侧与集流体连接的位置0.1mm
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10mm，边涂层与涂覆层的重合区形成覆盖层；进一步的，所述边涂层的厚度为1μm
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30μm，所述覆盖层的宽度为0.1mm
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2mm；该设计，涂覆层为活性材料层，边涂层部分压合于涂覆层与集流体涂覆位置的边缘，将涂覆层的边缘压住，避免涂覆层的活性材料出现掉粉，脱离集流体的情况，提高活性材料与集流体连接的稳定性。
[0008]进一步的效果，绝缘边涂胶可防止集流体在裁切过程中产生的毛刺刺穿隔膜，改善了传统的勃姆石边缘涂层以及陶瓷涂层烘干后较脆、陶瓷颗粒易造成辊压时断带从而造成大量浪费的问题，采用绝缘边涂胶可提高生产效率；绝缘边涂胶与涂覆着勃姆石边缘涂层以及陶瓷涂层的极片相比，涂覆绝缘边涂胶的极片会模切时毛刺的检出率明显降低，且当电芯过充或者撞击导致电池温度升高时，边涂层在高温下增大电池的接触内阻，能够起到绝缘的作用，安全稳定性更好。
[0009]所述集流体两侧通过模切装置切出若干极耳，且边涂层延伸至极耳根部位置1μm
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30μm，所述边涂层延伸至极耳的位置形成牵引部；更具体的，集流体经过模切工序后，集流体两侧留出若干极耳，且部分边涂层会留在极耳根部位置，通过绝缘性胶材料的边涂层可将极耳根部牵引住，可防止极耳的断带，且大大提高抗皱效果，在多个加工工序中，利于保护极耳根部与集流体的连接，降低不良品的产出率。
[0010]作为本专利技术所述安全型电池极片的一种改进，还包括复合型集流体：所述集流体包括两层上下排布的基材和一层设置于基材之间的复合层，且复合层为两层所述基材之间的夹层，基材与复合层之间通过粘合剂粘接；优选的，所述复合层选自导电聚合物材料，导电聚合物材料为聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚对苯二甲酸丁二酯；进一步的，所述集流体表面开有若干通孔；再进一步的，两层所述基材之间设置有焊接点，所述焊接点为其中一层基材的通孔边缘；上述安全型电池极片中集流体的制备方法，具体包括以下步骤：S1：首先使用粘合剂将两片基材与复合层进行初步贴合，且基材可选用铝箔或铜箔，选用铝箔时，作为正极集流体使用，而选用铜箔时，作为负极集流体使用；S2：然后通过外界压力将S1步骤中的贴合得到的集流体压紧，其中压力来源包括
但不限于滚压或冲压或压扎，得到复合型集流体极片；S3：在集流体极片表面打出通孔，其中打孔方式包括但不限于冲钻、冲压或是钻击等，通孔穿过基材和复合层，被打孔的基材局部破开且受到冲钻的顺应力影响发生形变进入通孔中，形成管状，基材延伸部末端延伸至另外一层基材处形成焊接点；S4：采用真空电镀或是激光点阵焊接的方式将焊接点焊于另外一层基材中通孔位置的边缘，则完成两层基材之间的焊接，其中真空电镀的方式包括但不限于磁控溅射、真空蒸镀、离子镀等电镀方式。
[0011]该设计，基材打孔所形成的管部末端外廓一圈均被焊接，焊接点为圈状，基材之间相连部位面积大，有利于过渡两层基材之间的连接，两层基材之间通过因为打孔顺应力影响而发生形变的基材位置进行连接，焊接稳定性高，且同等材料的焊接稳定性高，且在批量生产时，能够保证所制成复合型集流体的一致性。
[0012]所述集流体还包括设置于集流体和涂覆层之间的支撑层，且支撑层为导电碳材料、金属材料中的至少一种；其中，导电碳材料选自零维导电碳，包括乙炔黑、导电炭黑；一维导电碳，包括碳纳米管；二维导电碳，包括导电石墨、石墨烯；三维导电碳，包括还原后的氧化石墨烯中的至少一种；金属材料选自铝粉，铁粉以及银粉中的至少一种；具体的，支撑层涂覆于集流体上制成涂炭箔材，且支撑层优选采用导电碳材料，通过支撑层可提高电子传输效率，集流体未涂覆前的集流体箔材本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池极片，其特征在于，包括：集流体、涂覆层和具有绝缘性胶材料的边涂层；涂覆层，涂覆于集流体至少一个表面的中央；边涂层，涂覆于集流体至少一个表面的两侧；且所述边涂层覆盖于涂覆层两侧与集流体连接的位置0.1mm
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10mm，且边涂层与涂覆层的重合区形成覆盖层。2.根据权利要求1所述的一种锂电池极片，其特征在于：所述边涂层材料选自：化学交联的水不溶性的聚合物、N
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甲基吡咯烷酮或去离子水、以及着色料。3.根据权利要求2所述的一种锂电池极片，其特征在于：所述化学交联的水不溶性的聚合物选自氟塑料、聚偏氟乙烯（PVDF）、聚氯乙烯（PVF）、聚四氟乙烯（PTFE）、聚全氟乙丙烯（FRP）、可溶性聚四氟乙烯（PFA）、聚三氟氯乙烯（PCTFE）、乙烯三氟氯乙烯共聚物（ECTFE）、乙烯
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四氯乙烯共聚物（ETFE）、聚酰亚胺树脂(PI)、环烯烃共聚物(COC)、聚丙烯酸类或丁苯橡胶或聚酰胺或聚对苯二甲、它们的衍生物、它们的交联物及它们的共聚物中的一种和/或多种。4.根据权利要求2所述的一种锂电池极片，其特征在于：所述着色料选自炭黑、钴蓝、群青、氧化铁、镉红、铬橙、钼橙、镉黄、铬黄、镍钛黄、钛白、锌钡白、锌白、酞菁类颜料、偶氮类颜料、蒽醌类颜料、靛类颜料及金属络合颜料中的一种和/或多种。5.根据权利要求1所述的一种锂电池极片，其特征在于：所述边涂层的厚度为1μm
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30μm，所述覆盖层的宽度为0.1mm
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2mm。6.根据权利要求1所述的一种锂电池极片，其特征在于：所述集流体两侧通过模切装置切出若干极耳，且边涂层延伸至极耳根部位置1μm
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30μm，且所述边涂层延伸至极耳的位置形成牵引部。7.根据权利要求1所述的一种锂电池极片，其特征在于：所述集流体还包括设置于集流体和涂覆层之间的支撑层，且支撑层为导电碳材料、金属材料中的至少一种；其中，导电碳材料选自零维导电碳，包括乙炔黑、导电炭黑；一维导电碳，包括碳纳米管；二维导电碳，包括导电石墨、石墨烯；三维导电碳，包括还原后的氧化石墨烯中的至少一种；金属材料选自铝粉，铁粉以及银粉中的至少一种。8.根据权利要求1
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7中的任一项所述的一种锂电池极片，其特征在于：所述集流体包括两层上下排布的基材和一层设置于基材之间的复合层，且复合层为两层所述基材之间的夹层，...

【专利技术属性】
技术研发人员：戈志敏，邓雯，刘振军，陈金龙，陶琼城，黄明，李圆，唐姣君，唐晓伟，涂小龙，肖奇飞，高润，胡艳兰，
申请(专利权)人：江西赣锋锂电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：