一种电池极片及其制备方法和含有该极片的电池技术

本发明专利技术公开了一种电池极片及其制备方法和含有该极片的电池。所述电池极片，包括一方形集流体和负载于所述集流体上的电极材料，所述含电极材料的部分含有第一厚度区域和第二厚度区域，所述第一厚度区域中电极材料的厚度大于第二厚度区域中电极材料的厚度，并且所述第一厚度区域和第二厚度区域之间还含有一过渡区域，所述过渡区域内电极材料厚度从第一厚度区域到第二厚度区域的方向上呈递减趋势。本发明专利技术还公开了上述电池极片的制备方法及采用该电池极片的电池。本发明专利技术的电池极片中的集流体在辊压过程中不会出现褶皱或断裂现象，提高了极片良品率。有利于大规模工业生产。并且采用本发明专利技术公开的方法制备的电池的安全性能得到了一定的提高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电池极片及其制备方法和含有该极片的电池，尤其是一种适用于锂离子二次电池的极片及其制备方法和含有该极片的锂离子二次电池。
技术介绍
锂离子电池由于具有能量密度高，循环寿命长，开路电压高，安全无污染等一系列优点，己广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机、摄像机、PDA、MP3、 Bluetooth、 PMP等众多便携式通信、娱乐电子产品中，并逐步向电动自行车、电动汽车等领域拓展，其市场占有率达到90%以上。因此，锂离子电池是目前最具有竞争力的、且已经实现商业化发展的新一代二次能源。现有技术中的电池极片涂敷浆料后，在进行极片辊压的过程中含有电极材料部分区域的边缘会出现一定的延展，且敷料的延展度与集流体本身的延展度不同，使得极片压片后在敷料的边缘出现集流体褶皱的现象，极片会在巻绕过程中断裂严重影响了电池性能。
技术实现思路
为了克服现有技术中电池集流体在辊压时易褶皱导致在巻绕时极片易断裂的问题，本专利技术公开了一种电池极片，该极片的集流体在辊压过程中不会出现褶铍现象，在巻绕时极片也不会产生断裂，提高了极片良品率。本专利技术公开了一种电池极片，包括一方形集流体和负载于所述集流体上的电极材料，所述含电极材料的部分含有第一厚度区域和第二厚度区域，所述第一厚度区域中电极材料的厚度大于第二厚度区域中电极材料的厚度，并且所述第一厚度区域和第二厚度区域之间还含有一过渡区域，所述过渡区域内电极材料厚度从第一厚度区域到第二厚度区域的方向上呈递减趋势。本专利技术还公开了一种电池极片的制备方法，包括在所述集流体上涂覆电极浆料，然后经烘干、辊压得到所述电池极片，其中，在所述辊压之前包括减薄处理，形成第一厚度区域、过渡区域和第二厚度区域，第一厚度区域中电极材料的厚度大于第二厚度区域中电极材料的厚度，所述过渡区域内电极材料厚度从第一厚度区域到第二厚度区域的方向上呈递减趋势。本专利技术还公开了一种电池，包括电池壳、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在电池壳内，所述极芯包括正极极片、负极极片和位于正极极片与负极极片之间的隔膜，其特征在于至少正极极片为上述电池极片，或者至少正极极片为上述制备方法制备的电池极片。本专利技术的电池极片中的集流体在辊压过程中不会出现褶铍现象，提高了极片良品率。有利于大规模工业生产。并且采用本专利技术公开的方法制备的电池的安全性能得到了一定的提高。附图说明图1为本专利技术公开的电池极片；图2为本专利技术公开的电池极芯；图3为实施例5所述的电池极芯。其中，附图标记为1、第一厚度区域；2、过渡区域；21、正极极耳；22、负极极耳；3、第二厚度区域；4、极耳区；5、电极集流体；6、隔膜；7、正极极片终止端；8、负极极片终止端。具体实施方式本专利技术公开了一种电池极片，包括一方形集流体和负载于所述集流体上的 电极材料，所述含电极材料的部分含有第一厚度区域和第二厚度区域，所述第 一厚度区域中电极材料的厚度大于第二厚度区域中电极材料的厚度，并且所述 第一厚度区域和第二厚度区域之间还含有一过渡区域，所述过渡区域内电极材 料厚度从第一厚度区域到第二厚度区域的方向上呈递减趋势。本专利技术中，所述第一厚度区域、过渡区域、第二厚度区域和极耳区可以通 过如下方式划分以平行于该集流体一边的方向为长度方向，垂直于所述长度 方向为宽度方向，在所述宽度方向上，集流体上含有电极材料的区域从一边到 另一边依次分为第一厚度区域、过渡区域和第二厚度区域。所述集流体材料为本领域公知，如在锂离子二次电池中，正极集流体可以 为铝箔，负极集流体可以为铜箔。所述电极材料为本领域公知，如在锂离子二次电池中，正极材料包括正极 粘结剂、正极活性物质和正极导电剂。所述正极粘结剂、正极活性物质和正极 导电剂的含量为常规含量。本专利技术对正极活性物质没有特别的限制，与现有技术一样。所述正极活性物质可以采用可以商购的所有正极活性物质，如LiFeP04， Li3V2(P04)3， LiMn204， LiMn02， LiNi02， LiCo02， LiVP04F， LiFe02;或者三元系Li!+aL卜b—cMbNc02， 其中-0.1《a《0.2， 0《b《l， 0《c《l， 0《b+c《l， L、 M、 N为Co、 Mn、 Ni、Al、 Mg、 Ga和3d过渡族金属元素中一种或几种。所述正极导电剂可以采用本领域所公知的任何正极导电剂，例如可以采用 石墨、碳纤维、碳黑、金属粉末和纤维中的一种或几种。将正极材料与溶剂混 合得到正极浆料，所用的溶剂可以是现有技术中的各种溶剂，如可以选自N-甲 基吡咯垸酮(NMP)、 二甲基甲酰胺(DMF)、 二乙基甲酰胺(DEF)、 二甲基亚 砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)以及水和醇类中的一种或几种。溶剂的用量使 所述正极浆料能够涂覆到所述正极集流体上即可。本专利技术对负极材料没有特别的限制，与现有技术一样，所述负极材料层通 常包括负极活性物质、负极粘结剂以及负极导电剂。所述负极活性物质可以采 用可以商购的所有负极活性物质，如石墨和锂钛氧化合物。所述负极导电剂可 以为镍粉和/或铜粉。所述负极粘结剂可以是现有技术中用于锂离子二次电池负极的各种粘结剂，如可以是聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲 基纤维素钠(CMC)和丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。从第一厚度区域到第二厚度区域的方向上，即在所述宽度线上，所述过渡 区域的宽度为l-10mm，第二厚度区域宽度为l-10mm。优选为所述过渡区域的 宽度为3-8mm，第二厚度区域宽度为3-8mm。所述过渡区域中电极材料的厚度不大于第一厚度区域中电极材料的厚度， 所述第二厚度区域中电极材料的厚度不大于过渡区域中电极材料的厚度。所述过渡区域与第一厚度区域和第二厚度区域平滑连接；所述第一厚度区域中电极材料的厚度为20-350um，过渡区域中电极材料的厚度为15-300um，第 二厚度区域中电极材料的厚度为10-250um。优选情况下，所述过渡区域中电极 材料的最大厚度与第一厚度区域的厚度相同，过渡区域的最小厚度与第二厚度 区域的厚度相同。进一步优选情况下，所述第一厚度区域中电极材料的厚度与 第二厚度区域中电极材料的厚度比为2-10: 1。为更好的防止集流体的褶皱或断裂，充分发挥本专利技术公开的电极极片的优 点，所述过渡区域中电极材料的厚度的递减梯度为5-300um/mm，优选为 10-150um/mm。所述递减梯度的计算方法为递减梯度=(过渡区域最大厚度一最小厚度)+过渡区域宽度。所述第一厚度区域和第二厚度区域中电极材料的厚度均一，过渡区域中电 极材料的厚度递减梯度相同。在所述电池极片上还包括不含电极材料的极耳区，所述极耳区与过渡区域 分别位于第二厚度区域的两侧，所述极耳区与第二厚度区域相邻，所述极耳区 宽度为10-100mm，优选为20-70mm。9本专利技术公开的电池极片以正极极片为例，其制作方法可以为将正极活性 物质、导电剂、粘结剂、溶剂混合后，充分搅拌制备正极浆料。所述正极活性 物质、导电剂、粘结剂、溶剂同前文所述，在此不再赘述。本专利技术还公开了一种电池极片的制备方法，包括在所述集流体上涂覆电极 浆料，然后经烘干、辊压得到所述电池极片，其中，在所述辊压之前包括减薄 处理，形成第一厚度区域、过渡区域和第二厚度区域，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池极片，包括一方形集流体和负载于所述集流体上的电极材料，所述含电极材料的部分含有第一厚度区域和第二厚度区域，所述第一厚度区域中电极材料的厚度大于第二厚度区域中电极材料的厚度，并且所述第一厚度区域和第二厚度区域之间还含有一过渡区域，所述过渡区域内电极材料厚度从第一厚度区域到第二厚度区域的方向上呈递减趋势。

【技术特征摘要】
CN 2008-8-27 20081014208661、一种电池极片，包括一方形集流体和负载于所述集流体上的电极材料，所述含电极材料的部分含有第一厚度区域和第二厚度区域，所述第一厚度区域中电极材料的厚度大于第二厚度区域中电极材料的厚度，并且所述第一厚度区域和第二厚度区域之间还含有一过渡区域，所述过渡区域内电极材料厚度从第一厚度区域到第二厚度区域的方向上呈递减趋势。2、 根据权利要求l所述的电池极片，其特征在于以平行于所述集流体一 边的方向为长度方向，垂直于所述长度方向为宽度方向，在所述宽度方向上， 集流体上含有电极材料的区域从一边到另一边依次分为第一厚度区域、过渡 区域和第二厚度区域。3、 根据权利要求l所述的电池极片，其特征在于从第一厚度区域到第二厚度区域的方向上，所述过渡区域的宽度为l-10mm，第二厚度区域宽度为 l國10mm。4、 根据权利要求l所述的电池极片，其特征在于所述过渡区域中电极材 料的厚度不大于第一厚度区域中电极材料的厚度，所述第二厚度区域中电极材 料的厚度不大于过渡区域中电极材料的厚度。5、 根据权利要求4所述的电池极片，其特征在于所述过渡区域与第一厚 度区域和第二厚度区域平滑连接；所述第一厚度区域中电极材料的厚度为20-350um，第二厚度区域中电极材料的厚度为10-250um。6、 根据权利要求5所述的电池极片，其特征在于所述第一厚度区域中电极材料的厚度与第二厚度区域中电极材料的厚度比为2-10: 1。7、 根据权利要求1-6中任意一项所述的电池极片，其特征在于所述过渡 区域中电极材料的厚度的递减梯度为5-300um/mm。8、 根据权利要求7所述的电池极片，其特征在于所述第一厚度区域和第 二厚度区域中电极材料的厚度均一。9、 根据权利要求l所述的电池极片，其特征在于在所述电池极片上还包 括不含电极材料的极耳区，所述极耳区与过渡区域分别位于第二厚度区域的两 侧，所述极耳区与第二厚度区域相邻，所述极耳区宽度为10-100mm。10、 根据权利要求1所述的电池极片，其特征在于在所述电极材料上覆 盖有一绝缘层，所述绝缘层至少覆盖所述过渡区域和第二厚度区域。11、 根据权利要求10所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩磊，王昌平，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]