一种极片、电芯的制作方法及卷绕式电池用电芯、极片技术

本发明专利技术公开了一种极片、电芯的制作方法及卷绕式电池用电芯、极片。极片的涂覆区自起点端至终点端依次分为多个节段，各节段的长度满足公式：LN=L0+（N‑1）*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K）或LN=L0+N*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），式中N：节段的自涂覆区起点开始计数的序列号，起始值为1，L0：卷针内周长，d1：正极片的厚度，d2：负极片的厚度，d3：隔膜的厚度，K：修正系数；任意相邻节段中的一个的一边设有与所处节段等长的极耳而形成极耳区，另一个的一边处形成与所处节段等长的空缺区，所述极耳区与空缺区位于涂覆区同一边。这样在自起点端将正、负极片卷绕成电芯后，各极片的极耳会集中于电芯端面的一直径方向的一侧，以便于电芯从端面的一侧进行出线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种极片、电芯的制作方法及卷绕式电池用电芯、极片。
技术介绍
近年来，锂离子电池不仅在数码产品上应用广泛，在动力电池领域也有了很大的进展。动力电池领域锂离子电池结构目前主要分为叠片式和卷绕式。卷绕式结构的锂离子电池因为生产效率相对较高，在大部分动力电池企业得到广泛应用。根据卷绕结构的不同，主要有全极耳卷绕和多极耳卷绕两种结构，其中全极耳结构一般采用两侧出极耳的形式，多极耳卷绕可以把正负极耳位置设计在同一侧，以提高电池的能量密度。早期的多极耳卷绕型电池的极片的制作方式，因为制作技术的限制，主要是采用刮片技术将涂覆区刮掉一部分，然后焊接箔材充当极耳，然后进行卷绕形成电芯。该方法的缺点在于：工艺复杂，容易产生粉尘，负极容易产生析锂隐患，损失刮片区域的部分容量等。随着制片技术的进步，目前多采用连续涂布方式，极片中间预留一定宽度的箔材（箔材宽度一般等于极耳高度），然后通过模具或者激光裁切技术切除部分箔材形成极耳，这种制片方法中一张极片对应一条箔材留白，所以从留白区域上切除下来的箔材将被废弃，造成箔材浪费的问题。中国专利文献CN102315425A公开了一种锂电池负极片制作方法，该方法的关键在于：将相邻两列极片的极耳设计为相互错开的，这样在从相邻两列极片之间的共用留白区域切出极耳时，两列极片的极耳可从共用留白中交替裁切得到，这样就利用了单列极片裁切后留白的空余部分。但因现有技术中卷绕式电池用极片上的各极耳宽度（留白长度方向的尺寸）是相等的，所以用上述制作方法制备卷绕式电池的极片时。如需要保证两个共用留白区域的极片上的极耳均满足设定的宽度和间距的话，受两极片的极耳的宽度总和小于留白区域的总长影响，留白区域仍然存在部分需要切下的问题。如两极片中任一个的极耳宽度与另一个的极耳间距互补的话，要么两极片的极耳的宽度均会较大，导致极耳在电芯端部分布散乱，不易集中在一起；要么一个极片与常规极片一致、另一极片上的极耳过大，极耳过大的极片在卷绕后，既会出现极耳分布散乱的问题，又会出现极耳在电芯的圆周进行约束、而在电芯膨胀变形时被咯破引发电池短路的风险。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种极片，旨在解决现有技术中极片在卷绕后极耳不便出线的问题。另外，本专利技术的另一目的是提供一种使用该极片的电芯、适用于该极片的极片制作方法和与该极片适配的电芯制作方法。为了实现以上目的，本专利技术中卷绕式电池用极片的技术方案如下：卷绕式电池用极片，包括带状的涂覆区，定义涂覆区的一端为起点端、另一端为终点端，涂覆区自起点端至终点端依次分为多个节段，各节段的长度满足公式：LN=L0+（N-1）*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K）或LN=L0+N*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），式中N：节段的自涂覆区起点开始计数的序列号，起始值为1，L0：卷针内周长，d1：所述极片的厚度，d2：与所述极片配套的极性相反的极片的厚度，d3：与所述极片配套的隔膜的厚度，K：修正系数；任意相邻节段中的一个的一边设有与所处节段等长的极耳而形成极耳区，另一个的一边处形成与所处节段等长的空缺区，所述极耳区与空缺区位于涂覆区同一边。所述极片以及与之配套的极性相反的极片各自的厚度：50-500μm，修正系数：-0.1~0.1，极耳数量：1-100个，卷针内周长：10mm-800mm，极耳的长度：20-500mm，极耳的高度为1mm-100mm。涂覆区的起点端和/或终点端设有端点标记结构。各极耳的根部位置处设有绝缘胶层。本专利技术中卷绕式电池用电芯的技术方案如下：卷绕式电池用电芯，包括相互配套的正、负极片，正、负极片均包括带状的涂覆区，定义涂覆区的一端为起点端、另一端为终点端，正、负极片的涂覆区均自起点端至终点端依次分为多个节段，正、负极片中一个的涂覆区的各节段满足公式：LN=L0+N*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），另一个的涂覆区的各节段满足公式：LN=L0+（N-1）*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），式中N：节段的自涂覆区起点开始计数的序列号，起始值为1，L0：卷针内周长，d1：正极片的厚度，d2：负极片的厚度，d3：所述电芯的隔膜的厚度，K：修正系数；同一涂覆区的任意相邻节段中的一个的一边设有与所处节段等长的极耳而形成极耳区，另一个的一边处形成与所处节段等长的空缺区，所述极耳区与空缺区位于涂覆区同一边；正、负极片的涂覆区叠设对齐，正极片的极耳和负极片的极耳位于正极片的涂覆区两边。各极耳的根部位置处设有绝缘胶层。本专利技术中极片的制作方法的技术方案如下：极片的制作方法，包括如下步骤：步骤一，涂覆：在基材上进行涂覆，以在基材上形成相互平行的带状的涂覆区和带状的留白区；步骤二，裁切：将所述涂覆区自起点至终点依次分为多个节段，涂覆区的各节段长度满足公式：LN=L0+（N-1）*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K）或LN=L0+N*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），式中N：节段的自涂覆区起点开始计数的序列号，起始值为1，L0：卷针内周长，d1：所述极片的厚度，d2：与所述极片配套的极性相反的极片的厚度，d3：与所述极片配套的隔膜的厚度，K：修正系数，将留白区划分为位于任意相邻两节段中一个的侧边上的极耳部分、位于另一个的侧边上的裁除部分，裁下裁除部分即可。在步骤一中，基材上的涂覆区有两条，留白区位于两涂覆区之间，留白区的宽度等于所述极片的极耳高度；在步骤二中，在裁切后，从留白区切出两组极耳，两组极耳中的一组与两涂覆区中的一个对应形成一个极片，另一组与另一个对应形成第二个极片。本专利技术中电芯的制作方法的技术方案如下：电芯的制作方法，包括如下步骤：步骤一，涂覆：在两块基材单元上分别进行涂覆，以在每块基材单元上各自形成相互平行的带状的涂覆区和带状的留白区；步骤二，裁切：将每块基材单元上的所述涂覆区自起点至终点依次分为多个节段，两块基材单元中一块上的所述涂覆区的各节段满足公式：LN=L0+（N-1）*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），另一块上的所述涂覆区的各节段满足公式：LN=L0+N*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），式中N：节段的自涂覆区起点开始计数的序列号，起始值为1，L0：卷针内周长，d1：所述电芯的正极片厚度，d2：所述电芯的负极片厚度，d3：所述电芯的隔膜的厚度，K：修正系数，将留白区划分为位于任意相邻两节段中一个的侧边上的极耳部分、位于另一个的侧边上的裁除部分，裁下裁除部分即可，以从两块基材单元中一个上切出由正极耳和对应涂覆区构成的正极片，从另一个上切出由负极耳和对应涂覆区构成负极片；步骤三，卷绕：以正、负极片的涂覆区叠设对齐，正极片的极耳和负极片的极耳位于正极片的涂覆区两边的方式，将正、负极片搭配卷绕。在步骤一中，每块基材上的涂覆区均有两条，留白区处于两涂覆区之间，留白区的宽度等于所处基材上待加工的极片的极耳高度；在步骤二中，在裁切后，从同一基材的留白区切出两组极耳，以由两基材单元中一块上的两组极耳中的一组与两涂覆区中的一个对应形成一个A正极片、另一组极耳与另一个涂覆区对应形成B正极片，另一块基材单元上的两组极耳中的一组与两涂覆区中的一个对应形成一个A负极片、另一组极耳与另一个涂覆区对应形成B负极片；在步骤三中，在卷本文档来自技高网...

【技术保护点】
卷绕式电池用极片，其特征在于，包括带状的涂覆区，定义涂覆区的一端为起点端、另一端为终点端，涂覆区自起点端至终点端依次分为多个节段，各节段的长度满足公式：LN=L0+（N‑1）*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K）或LN=L0+N*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），式中N：节段的自涂覆区起点开始计数的序列号，起始值为1，L0：卷针内周长，d1：所述极片的厚度，d2：与所述极片配套的极性相反的极片的厚度，d3：与所述极片配套的隔膜的厚度，K：修正系数；任意相邻节段中的一个的一边设有与所处节段等长的极耳而形成极耳区，另一个的一边处形成与所处节段等长的空缺区，所述极耳区与空缺区位于涂覆区同一边。

【技术特征摘要】
1.卷绕式电池用极片，其特征在于，包括带状的涂覆区，定义涂覆区的一端为起点端、另一端为终点端，涂覆区自起点端至终点端依次分为多个节段，各节段的长度满足公式：LN=L0+（N-1）*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K）或LN=L0+N*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），式中N：节段的自涂覆区起点开始计数的序列号，起始值为1，L0：卷针内周长，d1：所述极片的厚度，d2：与所述极片配套的极性相反的极片的厚度，d3：与所述极片配套的隔膜的厚度，K：修正系数；任意相邻节段中的一个的一边设有与所处节段等长的极耳而形成极耳区，另一个的一边处形成与所处节段等长的空缺区，所述极耳区与空缺区位于涂覆区同一边。2.根据权利要求1所述的卷绕式电池用极片，其特征在于，所述极片以及与之配套的极性相反的极片各自的厚度：50-500μm，修正系数：-0.1~0.1，极耳数量：1-100个，卷针内周长：10mm-800mm，极耳的长度：20-500mm，极耳的高度为1mm-100mm。3.根据权利要求1或2所述的卷绕式电池用极片，其特征在于，涂覆区的起点端和/或终点端设有端点标记结构。4.根据权利要求1或2所述的卷绕式电池用极片，其特征在于，各极耳的根部位置处设有绝缘胶层。5.卷绕式电池用电芯，其特征在于，包括相互配套的正、负极片，正、负极片均包括带状的涂覆区，定义涂覆区的一端为起点端、另一端为终点端，正、负极片的涂覆区均自起点端至终点端依次分为多个节段，正、负极片中一个的涂覆区的各节段满足公式：LN=L0+N*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），另一个的涂覆区的各节段满足公式：LN=L0+（N-1）*π*（d1+d2+2*d3）*（1+K），式中N：节段的自涂覆区起点开始计数的序列号，起始值为1，L0：卷针内周长，d1：正极片的厚度，d2：负极片的厚度，d3：所述电芯的隔膜的厚度，K：修正系数；同一涂覆区的任意相邻节段中的一个的一边设有与所处节段等长的极耳而形成极耳区，另一个的一边处形成与所处节段等长的空缺区，所述极耳区与空缺区位于涂覆区同一边；正、负极片的涂覆区叠设对齐，正极片的极耳和负极片的极耳位于正极片的涂覆区两边。6.根据权利要求5所述的卷绕式电池用电芯，其特征在于，各极耳的根部位置处设有绝缘胶层。7.如权利要求1所述的极片的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一，涂覆：在基材上进行涂覆，以在基材上形成相互平行的带状的涂覆区和带状的留白区；步骤二，裁切：将所述涂覆区自起点至终点依次分为多个节段，涂覆区的各节段长度满足公式：LN=L0+...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘芳芳，肖亚洲，辛晓冬，王栋梁，
申请(专利权)人：中航锂电洛阳有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41