集电箔以及用于制造集电箔的方法技术

本发明专利技术涉及一种集电箔、尤其是用于锂离子蓄电池的集电箔，其包括基础材料，该基础材料在一侧或两侧具有至少一个涂覆区域，并且该基础材料的未涂覆的区域包括至少一个拉伸区域，该拉伸区域设计用于将所述至少一个涂覆区域与未涂覆的区域机械地脱耦。与未涂覆的区域机械地脱耦。与未涂覆的区域机械地脱耦。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集电箔以及用于制造集电箔的方法


[0001]本专利技术涉及一种集电箔、尤其是用于锂离子蓄电池的集电箔、一种用于制造集电箔的方法以及一种电池单体。

技术介绍

[0002]无论电池的类型如何，锂离子电池的最小单位由两个电极和将所述电极相互分开的分离器组成。因为在它们之间存在能传导离子的电解质。所述电极由用活性材料涂覆的箔形成。在压延时，通过一个或多个旋转的辊对来压实经涂覆的(载体)箔。在所述过程中例如可以调节涂层的孔隙度。然而，在此经常存在的问题是会出现箔的不期望的变形。尤其是在载体箔的未涂覆的区域中，由于力引入而产生例如波纹或突起等，它们导致质量丧失并且尤其是也使箔的进一步处理变得困难。因此，在下游的工艺步骤中例如在裁剪箔时可能由于预先损坏而形成裂纹等类似物。借助激光的可焊接性也可能变得困难，因为不能正确地聚焦。为了克服这些问题，EP2296209A1提出加热载体箔的未涂覆的区域。但这在工艺技术上是耗费的并且此外难以控制。此外，不能确保实际上可以避免了上面提到的问题。

技术实现思路

[0003]因此，本专利技术的任务是，给出一种集电箔、一种用于制造集电箔的方法以及一种电池单体，它们能够以简单且有效的方式消除上面提到的问题。
[0004]所述任务通过根据权利要求1的集电箔、根据权利要求10的用于制造集电箔的方法以及根据权利要求15的电池单体来解决。其它优点和特征由从属权利要求以及说明书和附图得出。
[0005]根据本专利技术，集电箔、尤其是用于锂离子蓄电池的集电箔包括基础材料，该基础材料在一侧或两侧具有至少一个涂覆区域，并且该基础材料的未涂覆的区域包括至少一个拉伸区域，该拉伸区域设计用于将所述至少一个涂覆区域与未涂覆的区域机械地脱耦。所述基础材料尤其是载体箔。根据所述集电箔是用于阳极的集电箔还是用于阴极的集电箔，相应地选择载体箔的材料。在阳极的情况下，载体箔典型地是铜箔，在阴极的情况下，载体箔典型地是铝箔。在此，优选的箔厚度根据电池设计例如在大约6μm至25μm之间波动。优选地，轧制所述铝箔。优选地，轧制或电解地制造铜箔。所述基础材料或载体箔用相应的活性材料涂覆。这例如利用合适的涂覆工具例如缝隙式喷嘴、刮刀、网纹辊等进行。在此，沿着载体箔的幅方向观察，所述涂覆可以连续地或间歇地进行。替代地，所述基础材料或者载体箔也可以是塑料薄膜，所述塑料薄膜以合适的方式例如用金属来涂覆。根据一种实施方式，所述集电箔包括一个或多个连续的或间歇的涂层条带，所述涂层条带具有位于它们之间的或位于外部的未涂覆的区域。尤其是在具有一个或多个连续的或间歇的涂层条带和一个、两个或更多个有光泽的金属条带或未涂覆的区域的电极设计中出现基础材料的强烈变形。这显示出例如在褶皱中、尤其是在未涂覆的边缘条带或中间条带中基础材料在已涂覆的区域中突起，在已涂覆的区域和未涂覆的区域之间的基础材料的长度差，或者在基础材料沿着幅方
向的切割过程之后形成“香蕉形状”。这在砑光机中卷绕时或在下列工艺步骤中导致加工问题：例如在辊式切割过程中出现褶皱和裂纹、在激光切槽时的聚焦问题、由于香蕉形状而产生裹绕胶体(果冻卷、瑞士卷，JellyRolls)时的卷绕问题等。由于集电箔仅局部地被涂覆，所以它显示出非常不同的机械特性，所述机械特性在力的作用下导致前述的问题。有利地，所述拉伸区域现在能够实现机械脱耦。拉伸区域优选具有弹性或挠性，所述弹性或挠性这样调节或选择，使得拉伸区域在力引入时在基础材料或载体箔的其它区域之前变形或能够变形，不仅是弹性的而且也是塑性的。因此，所述基础材料本身在力引入时保持其最初的形状，而基础材料有针对性地仅在拉伸区域中变形。尤其是，在拉伸区域上提供补偿或补偿功能，所述补偿或补偿功能引起所述一个或多个涂敷的区域与基础材料的其余部分的机械脱耦。例如被引入到涂覆区域中的压力结果是有利地不会导致在未涂覆的区域中的任何不希望的变形，或相反。
[0006]有利地，所述拉伸区域设计用于能够实现基础材料的有针对性的或局部的长度变化或局部的长度补偿或局部的长度匹配。有利地，所述至少一个拉伸区域尤其设置在从基础材料的未涂覆的区域到涂覆的区域的过渡区域中。尤其是，拉伸区域用于在伸长的涂覆区域和没有伸长或较少伸长的未涂覆的区域之间解除负荷或应力消除。
[0007]根据一种优选的实施方式，通过拉伸区域的局部的形状变化或通过将拉伸区域设计用于实施或提供形状变化来实现所述长度变化或长度匹配或长度补偿。有利地，所述基础材料在拉伸区域中这样成形或加工，使得拉伸区域能够实现形状变化。
[0008]根据一种优选的实施方式，所述拉伸区域包括至少一个材料凹陷或材料削弱部。优选地，通过在拉伸区域中基础材料的局部的材料减弱和/或材料分离或者通过在拉伸区域中局部地解离基础材料的材料黏着(Materialzusammenhalt)引起或能够实现长度变化和/或长度补偿或机械脱耦。至少局部地解离材料黏着能够实现在力作用下在拉伸区域中至少局部地重新定向基础材料。
[0009]根据一种优选的实施方式，所述基础材料在拉伸区域中具有至少一个缝隙或者切口。根据一种实施方式，所述至少一个缝隙或切口直线地、锯齿形地、箭头形地或弧形地构造。也可设想在此未提及的替代的形式。所述切口的特性或实际的几何形状取决于单独的情况、尤其是取决于要实现的期望的变形特性。适宜地，可以通过例如缝隙或切口的有针对性的定向和/或几何形状来预先给定长度变化方向。替换地或附加地，也可以设置有空隙部(例如孔)，例如圆形的或有角的空隙部。根据一种实施方式，所述基础材料在拉伸区域中也以适当的方式被穿孔或者具有额定断裂点。
[0010]根据一种优选的实施方式，所述拉伸区域具有金属板网状的结构。除了上面提到的缝隙或切口之外，所述金属板网状结构还包括多个由此形成的接片或舌片，所述接片或舌片根据力引入至少局部地旋转或扭曲。所述金属板网状结构也可理解为一种切割图案，其尤其是在相应的力引入时设计用于形成或构造金属板网状结构。
[0011]适宜地，所述至少一个拉伸区域包括多个沿着第一方向和/或横向于第一方向定向的缝隙或切口。根据一种实施方式，所述切口或缝隙也可以不同地定向，例如一些沿着第一方向定向，另一些横向于第一方向定向，又另一些倾斜地定向等。所述切口或缝隙也可以随机地并且不具方向性地定向。实际的设计方案也与基础材料的特性相关并且必要时必须在单独的情况下或者通过试验确定最佳的解决方案。
[0012]根据一种优选的实施方式，所述至少一个拉伸区域仅构造在基础材料的未涂覆的区域中。在涂层的区域中或者在涂层的下方的可能的开口或者气孔可能导致不均匀的涂层厚度或者涂层的不均匀的密度，这对电池单体的使用寿命产生不利影响。
[0013]根据一种实施方式，所述拉伸区域构造成至少部分地环绕所述至少一个涂覆区域的、优选完全环绕所述至少一个涂覆区域的边缘或条带。在此，所述边缘或条带的宽度可以在几毫米、例如2至5mm的范围内，直至几厘米、例如1至2cm的范围内。然而，在此也适用的是，实际的设计方案尤其是与其它几何关系相关并且尤其是也与集电箔的尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.集电箔、尤其是用于锂离子蓄电池的集电箔，其包括基础材料(10)，该基础材料在一侧或两侧具有至少一个涂覆区域(20)，并且该基础材料(10)的未涂覆的区域(22)包括至少一个拉伸区域(30)，该拉伸区域设计用于将所述至少一个涂覆区域(20)与未涂覆的区域(22)机械地脱耦。2.根据权利要求1所述的集电箔，其中，所述拉伸区域(30)包括至少一个材料凹陷或材料削弱部。3.根据权利要求1或2所述的集电箔，其中，所述基础材料(10)在所述拉伸区域(30)中具有至少一个缝隙或切口(32)，并且所述至少一个缝隙或切口(32)直线地、锯齿形地、箭头形地或弧形地构造。4.根据前述权利要求中任一项所述的集电箔，其中，所述拉伸区域(30)具有金属板网状的结构。5.根据前述权利要求中任一项所述的集电箔，其中，所述拉伸区域(30)仅构造在所述未涂覆的区域(22)中。6.根据前述权利要求中任一项所述的集电箔，其中，所述拉伸区域(30)构造成至少部分地环绕所述至少一个涂覆区域(20)的边缘或条带。7.根据前述权利要求中任一项所述的集电箔，其中，所述基础材料(10)在所述未涂覆的区域(22)中不完全构造成拉伸区域(30)。8.根据前述权利要求中任一项所述的集电箔，其中，所述基础材料(10)沿着幅方向(B)延伸并且具有条带形的涂覆区...

【专利技术属性】
技术研发人员：BI，
申请(专利权)人：宝马股份公司，
类型：发明
国别省市：