极片及电芯制造技术

本发明专利技术提供了一种极片及电芯，极片包括：集流体；以及活性物质层，涂覆在集流体的表面上。极片具有多个凸起，所有凸起均由集流体和集流体表面上的活性物质层一起沿极片的厚度方向的一侧向外凸出而成，且所有凸起形成于极片的厚度方向的同一侧。在根据本发明专利技术的极片中，由于极片具有由集流体和集流体表面上的活性物质层一起沿极片的厚度方向的一侧向外凸出而成的多个凸起，当极片应用于电芯时，多个凸起能够给不断膨胀的极片创造缓冲空间以释放极片的膨胀应力，从而提高了电芯的安全性能和循环性能。

【技术实现步骤摘要】
极片及电芯
本专利技术涉及电池领域，尤其涉及一种极片及电芯。
技术介绍
目前，锂离子电池作为动力电池已获得广泛应用。随着市场竞争日益激烈，各大锂离子电池公司都针对动力锂离子电池的性能和制造工艺进行了不断探索和改进。电芯作为锂离子电池的核心部件，通常采用叠片和卷绕两种方式，其中，卷绕方式因工艺简单、装配效率高、易于自动化而被广大锂离子电池制造企业采用。在锂离子电池的应用过程中，安全性能和循环寿命至关重要。众所周知，传统的卷绕式锂离子电池，通常对极片进行压实，以提高电芯正极的填充密度，此时，辊压而成的极片会变得很脆。锂离子电池的极片在充放电过程中，会因活性物质不同的脱锂或嵌锂状态而发生体积膨胀。极片的膨胀必然导致卷绕式锂离子电池电芯层间产生内应力，如果产生的膨胀应力得不到有效释放，当循环达到一定程度时，将会导致卷绕式电芯的扭曲变形，尤其在内应力最为集中的卷绕后转弯处极片，更易发生，而极片的拉伸变形可能引发锂离子电池内短等安全隐患。此外，不断挤压的极片使得循环后期极片层间间隙锁死而导致电解液浸润性变差，而电解液的浸润不足会导致后期的循环性能恶化。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种极片及电芯，当极片应用于电芯时提高了电芯的安全性能和循环性能。为了实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种极片，其包括：集流体；以及活性物质层，涂覆在集流体的表面上。极片具有多个凸起，所有凸起均由集流体和集流体表面上的活性物质层一起沿极片的厚度方向的一侧向外凸出而成，且所有凸起形成于极片的厚度方向的同一侧。在第二方面，本专利技术提供了一种电芯，其包括：正极极片、负极极片以及隔离膜。正极极片包括：正极集流体；以及正极活性物质层，涂覆在正极集流体的表面上。负极极片包括：负极集流体；以及负极活性物质层，涂覆在负极集流体的表面。隔离膜位于正极极片与负极极片之间。其中，正极极片和负极极片中的至少一个采用本专利技术第一方面所述的极片。本专利技术的有益效果如下：在根据本专利技术的极片中，由于极片具有由集流体和集流体表面上的活性物质层一起沿极片的厚度方向的一侧向外凸出而成的多个凸起，当极片应用于电芯时，多个凸起能够给不断膨胀的极片创造缓冲空间以释放极片的膨胀应力，从而提高了电芯的安全性能和循环性能。附图说明图1是根据本专利技术的极片在一实施例中的俯视图；图2是图1的主视图；图3是图2中圆圈部分的放大图；图4是根据本专利技术的极片在另一实施例中的俯视图；图5是图4的主视图；图6是图5中圆圈部分的放大图；图7是根据本专利技术的极片在又一实施例中的俯视图；图8是图7的主视图；图9是图8中方框部分的放大图；图10是根据本专利技术的极片在再一实施例中的俯视图；图11是图10的主视图；图12是图11中方框部分的放大图；图13是图1的变形图；图14是图13的主视图；图15是图14中圆圈部分的放大图；图16是根据本专利技术的电芯在一实施例中的截面图；图17是根据本专利技术的电芯在另一实施例中的截面图。其中，附图标记说明如下：P极片12正极活性物质层P1集流体A1正极平面部P2活性物质层A2正极弯折部S凸起集中区2负极极片S1凸起21负极集流体H厚度方向22负极活性物质层L长度方向B1负极平面部W宽度方向B2负极弯折部1正极极片3隔离膜11正极集流体具体实施方式下面参照附图来详细说明根据本专利技术的极片及电芯。首先说明本专利技术第一方面的极片。参照图1至图15，根据本专利技术的极片P包括：集流体P1；以及活性物质层P2，涂覆在集流体P1的表面上。极片P具有多个凸起S1，所有凸起S1均由集流体P1和集流体P1表面上的活性物质层P2一起沿极片P的厚度方向H的一侧向外凸出而成(此时凸起S1的内部为凹坑)，且所有凸起S1形成于极片P的厚度方向H的同一侧。在根据本专利技术的极片P中，由于极片P具有由集流体P1和集流体P1表面上的活性物质层P2一起沿极片P的厚度方向H的一侧向外凸出而成的多个凸起S1，当极片P应用于电芯时，多个凸起S1能够给不断膨胀的极片P创造缓冲空间以释放极片P的膨胀应力，从而提高了电芯的安全性能和循环性能。根据本专利技术的极片P，在一实施例中，参照图1、图4和图13，所有凸起S1分布于整个极片P，且所有凸起S1在极片P表面上的投影面积的总和占极片P该表面的总面积的10％-60％，这是因为所有凸起S1在极片P表面上的投影面积的总和与极片P该表面的总面积的比值若太小达不到缓解极片P的膨胀应力的作用，反之若太大，会带来较大的极片P界面浓差极化风险。在这里补充说明的是，所有凸起S1可以有规则的均匀分布于整个极片P(此为优选的凸起S1的布置方式)，也可以无规则的随机分布于整个极片P。根据本专利技术的极片P，在一实施例中，参照图7和图10，所有凸起S1形成间隔开的多个凸起集中区T，且各凸起集中区T上的所有凸起S1在该凸起集中区T表面上的投影面积的总和占该凸起集中区T所述表面的总面积的10％-60％，这是因为各凸起集中区T上的所有凸起S1在该凸起集中区T表面上的投影面积的总和与该凸起集中区T所述表面的总面积的比值若太小达不到缓解极片P的膨胀应力的作用，反之若太大，会带来较大的极片P界面浓差极化风险。。根据本专利技术的极片P，在一实施例中，凸起S1沿极片P的长度方向L和宽度方向W阵列分布。具体地，参照图1，所有凸起S1沿极片P的长度方向L和宽度方向W阵列分布于整个极片P；参照图7，各凸起集中区T中的所有凸起S1沿极片P的长度方向L和宽度方向W阵列分布于该凸起集中区T。在这里补充说明的是，这种阵列分布的方式适用于体积相对较小且可大致看成为点状结构的凸起S1。此外，由于凸起S1呈阵列分布，使得凸起S1与凸起S1之间存在方向性的传输通道，从而还有利于电解液传输。在根据本专利技术的极片P中，各凸起S1在极片P上的投影形状可为圆形、椭圆形、或多边形。进一步地，多边形可为矩形、三角形或梯形。对应地，各凸起S1的实际立体结构可为球体的一部分、椭球体的一部分、长方体、棱柱、棱台或截锥体。根据本专利技术的极片P，在一实施例中，当各凸起S1在极片P上的投影形状为圆形时，圆形的直径可为2mm～10mm。当各凸起S在极片P上的投影形状为矩形时，矩形的长度可为2mm～10mm，矩形的宽度可为2mm～10mm。根据本专利技术的极片P，在一实施例中，各凸起S1沿极片P的宽度方向W延伸而横跨极片P的整个宽度，即各凸起S1宽度等于极片P的宽，而此时各凸起S1沿极片P的长度方向L上跨度可为1mm～10mm，优选地各凸起S1沿极片P的长度方向L上跨度为3mm～6mm。具体地，参照图4，所有凸起S1沿极片P的长度方向L间隔分布于整个极片P；参照图10，各凸起集中区T中的所有凸起S1沿极片P的长度方向L间隔分布于该凸起集中区T中。在一实施例中，参照图13，各凸起S1相对极片P的宽度方向W倾斜延伸而斜跨极片P的整个宽度，此时各凸起S1沿与凸起S1的延伸方向垂直的方向上跨度可为1mm～10mm，优选地，各凸起S1沿与凸起S1的延伸方向垂直的方向上跨度为3mm～6mm。在这里补充说明的是，对于上述不同形状的单个凸起S1的尺寸大小需要合理设置，因为凸起S1的尺寸若太小，则极片P的层间间隙小，达不到缓解极片P的膨胀应力的作用，反之若太大，压制时对极片P本身容易造成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极片(P)，包括：集流体(P1)；以及活性物质层(P2)，涂覆在集流体(P1)的表面上；其特征在于，极片(P)具有多个凸起(S1)，所有凸起(S1)均由集流体(P1)和集流体(P1)表面上的活性物质层(P2)一起沿极片(P)的厚度方向(H)的一侧向外凸出而成，且所有凸起(H)形成于极片(P)的厚度方向(H)的同一侧。

【技术特征摘要】
1.一种极片(P)，包括：集流体(P1)；以及活性物质层(P2)，涂覆在集流体(P1)的表面上；其特征在于，极片(P)具有多个凸起(S1)，所有凸起(S1)均由集流体(P1)和集流体(P1)表面上的活性物质层(P2)一起沿极片(P)的厚度方向(H)的一侧向外凸出而成，且所有凸起(H)形成于极片(P)的厚度方向(H)的同一侧。2.根据权利要求1所述的极片(P)，其特征在于，所有凸起(S1)分布于整个极片(P)；或所有凸起(S1)形成间隔开的多个凸起集中区(T)。3.根据权利要求2所述的极片(P)，其特征在于，当所有凸起(S1)分布于整个极片(P)时，所有凸起(S1)在极片(P)表面上的投影面积的总和占极片(P)该表面的总面积的10％-60％；当所有凸起(S1)形成间隔开的多个凸起集中区(T)时，各凸起集中区(T)上的所有凸起(S1)在该凸起集中区(T)表面上的投影面积的总和占该凸起集中区(T)所述表面的总面积的10％-60％。4.根据权利要求2所述的极片(P)，其特征在于，凸起(S1)沿极片(P)的长度方向(L)和宽度方向(W)阵列分布。5.根据权利要求4所述的极片(P)，其特征在于，各凸起(S1)在极片(P)的厚度方向(H)上的投影形状...

【专利技术属性】
技术研发人员：许虎，史东洋，金海族，任苗苗，林玉春，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35