一种极片的制备方法、极片及锂离子电池技术

本发明专利技术属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种极片的制备方法，包括以下操作：清洁集流体以增加表面能；对所述集流体预设活性物质层涂覆区和非活性物质层涂覆区，所述非活性物质层涂覆区设置在所述活性物质层涂覆区的至少一侧边，将活性物质浆料涂布于所述活性物质层涂覆区的表面得到活性物质层，模切后得到极片。本发明专利技术先清洁集流体的表面以增加集流体的表面能，使得集流体能够更加接近本征表面态，增加清洁后的集流体对边缘活性物质浆料的吸引力，防止边缘的活性物质浆料向中间收缩，即避免极片厚边现象的产生，进而能够避免收卷起鼓，提高了生产效率，减少了产品不良率。减少了产品不良率。减少了产品不良率。

【技术实现步骤摘要】
一种极片的制备方法、极片及锂离子电池


[0001]本专利技术属于锂离子电池
，尤其涉及一种极片的制备方法、极片及锂离子电池。

技术介绍

[0002]锂离子电池重量轻、安全性能好等优点，故在蓝牙耳机、手机、笔记本电脑、平板电脑、摄像机等移动电子设备以及便携式移动电源等领域的应用已处在垄断地位。同时，锂离子电池也已经在电动摩托车、电动汽车等领域批量应用。
[0003]现有的锂离子电池一般为单极耳锂离子电池，即每个极片上只有一个设置在头部空箔区的极耳。这种单极耳结构的电池的涂布工艺中，在集流体的单双面涂覆活性物质层后，活性物质层边缘处的厚度会大于活性物质层中间区域的厚度，即会出现极片厚边的现象，进一步会导致收卷后活性物质层边缘处起鼓，更严重时导致生产无法进行。由于单极耳电芯的极耳是在极片涂布烘干后再焊接到极片的头部空箔区，即使出现极片厚边的现象，可将极片的厚边部分切除，再焊接极耳。
[0004]由于人们对于锂离子电池的能量密度和倍率放电以及放电温升都提出了更高的要求，电池的厚度随之增大，电池的正、负极的片长增加，如果再采用单一极耳形式，电池的内阻会很大，电池放电时极化严重，影响了电池的使用寿命和安全性能，因此，多极耳电池的应用越来越广泛。
[0005]多极耳技术的开发大幅度的提升了锂离子电池的能量密度，对我国锂电行业的发展起到了推波助澜之用。目前的多极耳电芯在极片涂布时，会预留集流体边缘空箔区，经过辊压和分切后，在卷绕前将集流体边缘空箔区经过裁切处理后形成多个极耳。为了增加多极耳电芯的安全性能，现有技术中还会在活性物质层的边缘涂覆绝缘材料，将绝缘材料作为极耳的根部，模切时沿着绝缘材料模切，会避免沿活性物质层模切而产生的毛刺，能够提高多极耳电芯的安全性能。然而，由于涂布的顺序一般是先涂覆活性物质浆料，再沿着活性物质浆料的边缘涂覆绝缘材料，为了防止短路，要求绝缘材料涂覆时与活性物质浆料有部分重叠交融，然而，由于活性物质浆料和绝缘材料均具有一定的厚度，两种浆料重叠后区域的极片厚度会进一步增加，后续在辊压时，两种浆料重叠区域的极片过压，导致压实密度过高，严重时还会造成极片箔材的断裂。
[0006]由于多极耳电芯不能像单极耳电芯的处理方式一样将厚边部分切除，鉴于此，确有必要提供一种技术方案以解决上述技术问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池极片，能够解决极片厚边的问题，对于多极耳电芯极片还能够解决活性物质浆料和绝缘浆料重叠交融导致极片厚度增加的问题。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0009]一种极片的制备方法，其特征在于，包括以下操作：
[0010]清洁集流体以增加表面能；
[0011]对所述集流体预设活性物质层涂覆区和非活性物质层涂覆区，所述非活性物质层涂覆区设置在所述活性物质层涂覆区的至少一侧边，将活性物质浆料涂布于所述活性物质层涂覆区的表面得到活性物质层，模切后得到极片。
[0012]作为本专利技术所述的极片的制备方法的一种改进，还包括在所述非活性物质层涂覆区的表面涂覆绝缘浆料形成绝缘层，所述绝缘层和所述活性物质层邻接设置或部分重叠设置，沿所述绝缘层和所述非活性物质层涂覆区的空白区模切以形成至少一极耳。本专利技术的极片同样适用于设置有绝缘层的多极耳电芯，绝缘层能够增加多极耳电池的安全性能。如若不涂覆绝缘层，其一，用激光沿活性物质层的边缘模切，会对活性物质层边缘的活性物质热熔，造成边沿区域的活性物质失效；其二，激光沿活性物质层模切后，会产生活性物质粉尘以及金属熔珠，会影响电芯的性能；其三，正极极耳和负极极耳的根部为活性物质层，当电芯发生错位时易发生短路。然而，设置绝缘层后，激光模切沿着绝缘层模切，可避免边缘的活性物质层失效，也避免了活性物质粉尘和金属熔珠的产生，还能够防止正负极直接接触发生短路。即使绝缘层和活性物质层部分重叠，绝缘浆料和活性物质浆料受到的清洁后集流体的吸引力更大，也能防止绝缘浆料和活性物质浆料向浆料内部收缩，减小浆料重叠区域的厚度，避免极片厚边现象的产生，进而避免重叠区域压实密度过高导致的集流体箔材断裂。
[0013]作为本专利技术所述的极片的制备方法的一种改进，清洁所述集流体的方法包括擦拭、浸泡或烘烤中的至少一种；所述擦拭包括蘸取有机溶剂擦拭所述集流体；所述浸泡包括将所述集流体置于所述有机溶剂中浸泡；所述烘烤包括将所述集流体置于105～130℃的环境中烘烤；所述有机溶剂包括乙醇、丙酮或异丙醇。优选的，用无尘纸或者无尘布蘸取90％浓度的乙醇溶液擦拭集流体箔材。优选的，将集流体置于涂覆设备中烘烤，烘烤集流体箔材的时间为3～4min，涂覆设备中可通循环风将高温蒸发出的油脂排出，循环风的频率可设置为22Hz。优选的，浸泡集流体箔材后，还包括将集流体箔材置于烘干箱中烘干。
[0014]作为本专利技术所述的极片的制备方法的一种改进，所述集流体为铝箔，所述活性物质层为正极活性物质层。现有技术中正极集流体一般均设置为铝箔，在铝箔的生产制备过程中，其表面会存在一些以铝粉颗粒为主的污渍以及油脂，由于污渍和油脂的存在，导致铝箔箔材的表面无法接近本征表面态。本专利技术尤其适用于集流体为铝箔的正极极片，通过本专利技术方法制备的正极极片，清洁集流体箔材后，增加了集流体箔材的表面能，使其接近本征表面态，使得活性物质层边缘不会发生回缩，避免厚边现象的产生。
[0015]作为本专利技术所述的极片的制备方法的一种改进，对所述活性物质层涂覆区预设邻接设置的第一活性物质层涂覆区和第二活性物质层涂覆区，对所述非活性物质层涂覆区预设邻接设置的第一非活性物质层涂覆区和第二非活性物质层涂覆区，所述第二活性物质层涂覆区和所述第一非活性物质层涂覆区邻接设置，清洁所述第二活性物质层涂覆区和所述第一非活性物质层涂覆区的表面，使所述第二活性物质层涂覆区和所述第一非活性物质层涂覆区的表面能均大于所述第一活性物质层涂覆区和所述第二非活性物质层涂覆区的表面能。第二活性物质层涂覆区和第一非活性物质层涂覆区的表面能均比第一活性物质层涂覆区和第二非活性物质层涂覆区的表面能大，即第二活性物质层涂覆区和第一非活性物质
层涂覆区的集流体箔材更加接近本征表面态，活性物质浆料表面离子受到来自第一非活性物质层涂覆区的集流体箔材的吸引力更大，一定程度上减小活性物质浆料内部粒子的吸引力，即第二活性物质层涂覆区表面的活性物质浆料会向第一非活性物质层涂覆区拉伸，避免了活性物质浆料的回缩，从而降低第二活性物质层涂覆区表面的活性物质层的厚度，避免厚边现象的产生。
[0016]作为本专利技术所述的极片的制备方法的一种改进，所述集流体为铜箔，所述活性物质层为负极活性物质层，清洁所述第二活性物质层涂覆区和所述第一非活性物质层涂覆区的表面，使得所述第二活性物质层涂覆区和所述第一非活性物质层涂覆区的表面能均大于所述负极活性物质层的表面能，且所述负极活性物质层的表面能均大于所述第一活性物质层涂覆区和所述第二非活性物质层涂覆区的表面能。负极箔材铜箔原料的生产过程工艺与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极片的制备方法，其特征在于，包括以下操作：清洁集流体以增加表面能；对所述集流体预设活性物质层涂覆区和非活性物质层涂覆区，所述非活性物质层涂覆区设置在所述活性物质层涂覆区的至少一侧边，将活性物质浆料涂布于所述活性物质层涂覆区的表面得到活性物质层，模切后得到极片。2.根据权利要求1所述的极片的制备方法，其特征在于，还包括在所述非活性物质层涂覆区的表面涂覆绝缘浆料形成绝缘层，所述绝缘层和所述活性物质层邻接设置或部分重叠设置，沿所述绝缘层和所述非活性物质层涂覆区的空白区模切以形成至少一极耳。3.根据权利要求1所述的极片的制备方法，其特征在于，清洁所述集流体的方法包括擦拭、浸泡或烘烤中的至少一种；所述擦拭包括蘸取有机溶剂擦拭所述集流体；所述浸泡包括将所述集流体置于所述有机溶剂中浸泡；所述烘烤包括将所述集流体置于105～130℃的环境中烘烤；所述有机溶剂包括乙醇、丙酮或异丙醇。4.根据权利要求1所述的极片的制备方法，其特征在于，所述集流体为铝箔，所述活性物质层为正极活性物质层。5.根据权利要求1所述的极片的制备方法，其特征在于，对所述活性物质层涂覆区预设邻接设置的第一活性物质层涂覆区和第二活性物质层涂覆区，对所述非活性物质层涂覆区预设邻接设置的第一非活性物质层涂覆区和第二非活性物质层涂覆区，所述第二活性物质层涂覆区和所述第一非活性物质层涂覆区邻接设置，清洁所述第二活性物质层涂覆区和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭江涛，王玉虎，李晓玲，夏小勇，张燕萍，熊文佳，
申请(专利权)人：东莞维科电池有限公司，
类型：发明
国别省市：