3D箔材及包含有该3D箔材的异形薄片锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种3D箔材及包含有该3D箔材的异形薄片锂离子电池，其中3D箔材，包括基材，所述基材中间设有若干第一通孔，所述基材上第一通孔四周设有凸起，所述凸起与基材一体成型；所述凸起内设有第二通孔；所述第二通孔侧壁平行于凸起的侧壁，所述第二通孔与第一通孔连通；所述第一通孔与第二通孔连接处的孔径大于所述第二通孔远离第一通孔端的孔径。本实用新型专利技术所述的本实用新型专利技术所述的一种3D箔材，采用机械冲压打孔的方式，使箔材具有第一通孔、第二通孔和凸起的三维立体结构，涂覆时在该孔径范围内浆料可以渗入箔材孔道内部，改善改善箔材两侧表面张力，在碾压极片时可以防止卷边现象的发生。

【技术实现步骤摘要】
3D箔材及包含有该3D箔材的异形薄片锂离子电池
本技术属于锂离子电池制备领域，尤其是涉及一种3D箔材及包含有该3D箔材的异形薄片锂离子电池。
技术介绍
随着锂电池技术的不断发展和客户对锂电池的要求不断提高，锂离子电池正在向着更轻、更薄、更高容量的方向发展。自从18650出现之后在锂离子电池领域已经达到了一个巅峰。为了适应生产力的发展，实现在锂离子电池各个领域的充分利用，该领域的研究者们希望从各个方面打破原有的桎梏，于是就有了薄片电池，大功率电池，异型电池等。异形电池可以做成各种规则和不规则的形状，厚度大于0.5mm，可以满足客户不同的使用要求，例如蓝牙耳机、移动电话、笔记本电脑、数码相机、小型摄像机、电动玩具、电动按摩器、电动车等便携式用电设备。传统异形电池的厚度最薄只能做到0.5mm，限制了使用的范围，且电池容量较低。异形电池最基本的要求就是形状可定制，厚度可定制，因此厚度也是影响异形锂电池发展的重要因素。锂离子电池的是通过锂离子在相对的正负两极来回移动来完成电池的充电和放电，对于薄片异形电池来说，仅仅需要一层相对的正负两极，其集流体的一侧有正负极浆料即可完成所需，而另一侧的浆料则不能发挥作用，可以去除，避免资源的极大浪费，减小电池的厚度和质量，但是如果异型电池使用传统的基材，单侧涂料将无法制作电池，只能双侧均涂料，这样就造成了浪费，且限制了电池的厚度。如果没有反面涂料，在碾压过程中会因表面张力的不均产生卷边现象，这样的极片无法使用。
技术实现思路
有鉴于此，本技术旨在提出一种3D箔材，以以克服现有技术缺陷，使箔材具有通孔且兼具三维立体结构，浆料可以渗入箔材孔道内部同时不会大量覆盖箔材的另一面，可改善改善箔材两侧表面张力，在碾压极片时可以防止卷边现象的发生。为达到上述目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种3D箔材，包括基材，所述基材中间设有若干第一通孔，所述基材上第一通孔四周设有凸起，所述凸起与基材一体成型；所述凸起内设有第二通孔；所述第二通孔侧壁平行于凸起的侧壁，所述第二通孔与第一通孔连通；所述第一通孔远离第二通孔端的孔径大于等于第一通孔与第二通孔连接处的孔径，所述第一通孔与第二通孔连接处的孔径大于所述第二通孔远离第一通孔端的孔径。进一步的，所述基材底部第一通孔四周设有凸起。进一步的，所述基材底部和顶部第一通孔四周上下间隔设有凸起。进一步的，所述第一通孔的孔径为10μm～200μm，相邻两个第一通孔之间的间隙为5μm～450μm；所述基材上分布有若干第一通孔区域的宽度为基材宽度的5％～95％。进一步的，所述基材为金属箔材；所述第一通孔、第二通孔和凸起通过机械冲压一体成型。第一通孔、第二通孔和凸起的可以是单面打孔(从一面打孔)形成，也可以是双面打孔(一排打正面，第二排打反面，依次交替进行)形成。进一步的，所述基材为铝箔、铜箔、镍箔、铁箔、锡箔中的一种；所述第一通孔的形状为圆形、矩形、正方形、三角形、梯形、菱形、平行四边形、椭圆形中的一种或两种以上；所述凸起形状为圆柱、长方体、正方体、棱锥、棱台、圆锥体、棱柱、半球体、平行四边形、椭圆形中的一种或两种以上的组合图形；所述凸起侧壁与基材的夹角为5°～90°。所述第一通孔的形状包括但不限于上述形状，只要是规则图形都可以；所述凸起形状包括但不限于上述形状，只要能保证凸起侧边为直线或弧线的任何图形都可以。进一步的，所述凸起的高度为3μm～100μm；所述第二通孔侧壁到凸起外壁的距离为5μm～100μm。本专利技术的另一个目的在于提出一种包含有如上所述的3D箔材的异形薄片锂离子电池，以应用上述3D箔材。一种包含有如上所述的3D箔材的异形薄片锂离子电池，包括正极片、负极片和隔膜，所述正极片、负极片和隔膜的形状均为弧形、梯形、环形、半环形、矩形与梯形组合图形中的一种。进一步的，所述弧形包括两条正对的长度相等且相互平行的线段和夹在两条线段中的至少一条弧线。进一步的，所述电池总厚度为0.29mm～0.5mm。相对于现有技术，本专利技术所述的一种3D箔材具有以下优势：本技术所述的一种3D箔材，采用机械冲压打孔的方式，使箔材具有第一通孔、第二通孔和凸起的三维立体结构，孔径约为10～200um，在该孔径范围内浆料可以渗入箔材孔道内部同时保证浆料不会大量通过孔道覆盖于箔材另一面,可改善改善箔材两侧表面张力，在碾压极片时可以防止卷边现象的发生。同时，该箔材的3D结构可以大大增加箔材与浆料之间的附着力，进而可以降低浆料中胶和添加剂的用量；此外，将其用于正极片和负极片的制备，进而制备锂离子电池，可以适量增加浆料涂覆的厚度，进而使得电池的容量增加约10％～50％，同时提高电池的循环性能，且由于三维结构小孔的存在使得浆料到集流体的电子传输距离缩短，增加了其导电性能，进而提高了其充放电倍率。本技术所述包含有如上所述的3D箔材的异形薄片锂离子电池，采用上述3D箔材，在传统基材上通过机械冲压方法，在基材上形成具有一定间距的三维立体的孔，该孔的间距可以是5-450um，孔径可以是10-200um。使用时，采用在该3D箔材涂覆的方法制作各种形状的异型电池(也包括常规形状的电池)。制作的异型电池最薄可以做到0.3mm，但是容量可达到传统电池0.5mm厚度电池的容量，不仅降低了电池的厚度，同时也提高了电池的比能量和倍率性能。此外，可制作各种形状的超薄异型电池，扩大异型电池的使用范围。附图说明构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术实施例1所述的3D箔材的俯视图；图2为本专利技术实施例1所述的3D箔材的纵向剖视图。图3为本专利技术实施例1所述的包含有上述3D箔材的异形薄片离子电池的正极片、负极片和隔膜的形状示意图；图4为本专利技术实施例2所述的包含有上述3D箔材的异形薄片离子电池的正极片、负极片和隔膜的形状示意图；图5为本专利技术实施例3所述的包含有上述3D箔材的异形薄片离子电池的正极片、负极片和隔膜的形状示意图；图6为本专利技术实施例4所述的包含有上述3D箔材的异形薄片离子电池的正极片、负极片和隔膜的形状示意图；图7为本专利技术实施例5所述的包含有上述3D箔材的异形薄片离子电池的正极片、负极片和隔膜的形状示意图；图8为本专利技术实施例6所述的包含有上述3D箔材的异形薄片离子电池的正极片、负极片和隔膜的形状示意图；图9为本专利技术实施例7所述的包含有上述3D箔材的异形薄片离子电池的正极片、负极片和隔膜的形状示意图；图10为本专利技术实施例8所述的包含有上述3D箔材的异形薄片离子电池的正极片、负极片和隔膜的形状示意图；图11为本专利技术实施例8所述的3D箔材的纵向剖视图。附图标记说明：1-基材；2-第一通孔；3-凸起；4-第二通孔。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种3D箔材，其特征在于：包括基材(1)，所述基材(1)中间设有若干第一通孔(2)，所述基材(1)上第一通孔(2)四周设有凸起(3)，所述凸起(3)与基材(1)一体成型；所述凸起(3)内设有第二通孔(4)；所述第二通孔(4)侧壁平行于凸起(3)的侧壁，所述第二通孔(4)与第一通孔(2)连通；所述第一通孔(2)远离第二通孔(4)端的孔径大于等于第一通孔(2)与第二通孔(4)连接处的孔径，所述第一通孔(2)与第二通孔(4)连接处的孔径大于所述第二通孔(4)远离第一通孔(2)端的孔径。

【技术特征摘要】
1.一种3D箔材，其特征在于：包括基材(1)，所述基材(1)中间设有若干第一通孔(2)，所述基材(1)上第一通孔(2)四周设有凸起(3)，所述凸起(3)与基材(1)一体成型；所述凸起(3)内设有第二通孔(4)；所述第二通孔(4)侧壁平行于凸起(3)的侧壁，所述第二通孔(4)与第一通孔(2)连通；所述第一通孔(2)远离第二通孔(4)端的孔径大于等于第一通孔(2)与第二通孔(4)连接处的孔径，所述第一通孔(2)与第二通孔(4)连接处的孔径大于所述第二通孔(4)远离第一通孔(2)端的孔径。2.根据权利要求1所述的3D箔材，其特征在于：所述基材(1)底部第一通孔(2)四周设有凸起(3)。3.根据权利要求1所述的3D箔材，其特征在于：所述基材(1)底部和顶部第一通孔(2)四周上下间隔设有凸起(3)。4.根据权利要求1至3任意一项所述的3D箔材，其特征在于：所述第一通孔(2)的孔径为10μm～200μm，相邻两个第一通孔(2)之间的间隙为5μm～450μm；所述基材(1)上分布有若干第一通孔(2)区域的宽度为基材(1)宽度的5％～95％。5.根据权利要求1至3任意一项所述的3D箔材，其特征在于：所述基材(1)为金属箔材；所述第一通孔(2)、第二通孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琳霞，刘强，韩越，
申请(专利权)人：辉能天津科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12