一种电池电极及包括该电极的锂二次电池制造技术

一种电池电极，该电极包括集流体和涂覆在该集流体上的电极材料，其特征在于，所述电极的集流体正反两面的四边边缘上无电极材料覆盖。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是关于一种电池电极及包括该电极的电池，尤其是关于一种电池电极及包括该电池电极的锂二次电池。
技术介绍
锂二次电池与传统的镍氢、镍镉二次电池相比具有很多优点，比如比能量高、重量轻、工作电压高、自放电率低、无记忆效应、循环寿命长、无污染等，因此广泛应用于移动电子设备和通讯设备，如手机、笔记本电脑、手持电脑、个人数字助理(PDA)、小型摄相机、数码照相机等。锂二次电池包括电极组和电解液，所述电极组和电解液密封在电池壳体内，所述电极组包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜。所述正/负极包括集流体和涂覆在该集流体上的正/负极材料。现有锂二次电池的电极边缘存在大量几微米到几十微米的毛刺，在电池运输和使用过程中若出现挤压、震动、碰撞等异常情况，介于正极与负极之间的隔膜会被上述毛刺破坏，导致正极和负极接触短路。短路产生的热量使短路点附近的正极活性物质锂氧化物分解，产生氧原子。氧原子与负极碳层中的锂离子以及正极集流体铝金属发生反应，释放出更多的热量。热量的积聚使上述反应加剧，进而引发电解液也发生剧烈的化学反应，最终导致电池温度迅速升高到200℃以上，甚至达到500℃以上，引发电池燃烧或爆炸。综上，目前的电极使锂离子电池存在很大的安全隐患，因此急需一种安全性好的锂离子二次电池电极。
技术实现思路
本技术的目的是克服现有技术中锂二次电池电极安全性差的缺点，提供一种安全性好的锂离子二次电池电极。本技术的第二个目的是提供使用上述正极的锂二次电池。现有锂二次电池的电极边缘存在大量几微米到几十微米的毛刺，在电池运输和使用过程中若出现挤压、震动、碰撞等异常情况，介于正极与负极之间的隔膜会被上述毛刺破坏，导致正极和负极接触短路，进而导致电池生热燃烧甚至爆炸。本技术的专利技术人经过研究发现，使所述电极的集流体正反两面的四边边缘上无电极材料覆盖，当毛刺刺破隔膜时，由于电极边缘没有电极材料，即使正极和负极因此发生了短路接触生热，短路点附近也没有电极材料，因此不会发生电极材料的分解，更不会引起电池燃烧甚至爆炸。本技术提供了一种电池电极，该电极包括集流体和涂覆在该集流体上的电极材料，其中，所述电极的集流体正反两面的四边边缘上无电极材料覆盖。本技术还提供了一种锂二次电池，该电池包括电极组和电解液，所述电极组和电解液密封在电池壳体内，所述电极组包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜，其中，所述正极和/或负极为本技术提供的电极。本技术提供的电极安全性高，在电池运输和使用过程中发生挤压、震动、碰撞等异常，介于正极与负极之间的隔膜被电极边缘的毛刺破坏引起正负极接触短路的情况下，可以有效防止正极材料和负极材料发生分解反应，由此避免了由短路引起的电池燃烧甚至爆炸。附图说明图1实施例1电池卷绕电极正面示意图；图2实施例1电池卷绕电极反面示意图； 图3比较例1电池卷绕电极正面示意图；图4比较例1电池卷绕电极反面示意图；图5实施例2电池卷绕电极正面示意图；图6实施例2电池卷绕电极反面示意图；图7本技术电池卷绕电极卷绕方式示意图；图8实施例3电池叠片电极正面示意图。图中1——电池电极正面极耳部位 2——极耳3——电池正极 4——电池负极5——电池隔膜 6——电池壳体7——集流体上为安装极耳预留的突出部分图1、图2、图5和图6中，W1指平行于电极卷绕方向的一边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度，W2指垂直于电极卷绕方向的一边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度。图8中，W3指电极任意一边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度。图1至图6以及图8中，阴影部分为涂敷有电极材料的集流体表面，空白部分为裸露的集流体表面。具体实施方式本技术提供的电池电极包括集流体和涂覆在该集流体上的电极材料，其中，所述电极的集流体正反两面的四边边缘上无电极材料覆盖。本领域人员公知，现有锂二次电池的电极边缘存在大量几微米到几十微米的毛刺，在电池运输和使用过程中若出现挤压、震动、碰撞等异常情况，介于正极与负极之间的隔膜会被上述毛刺破坏，导致正极和负极接触短路，进而导致电池生热燃烧甚至爆炸。本技术提供的电极，电极的集流体正反两面的四边边缘上无电极材料覆盖，当毛刺刺破隔膜时，由于电极边缘没有电极材料，因此即使正极和负极发生接触，实际上正极材料和负极材料也不会发生能引起短路的接触，因此本技术的电极可以有效防止毛刺刺破隔膜引起的正极负极接触短路，从而提高电池的安全性。所述电极集流体正反两面的四边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度至少为1毫米。若所述电极集流体正反两面的四边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度小于1毫米，则不能完全避免短路点正极材料和负极材料的接触，无法阻止短路点附近正极活性物质锂氧化物的分解反应，安全性能得不到提高；若所述宽度过大，电极上的电极材料过少，导致电池容量低，影响电池的正常使用。因此所述宽度应当兼顾电池的安全性能和电池容量。本领域人员公知，锂离子电池电极根据电池装配方式不同分为卷绕电极和叠片电极两种，本技术所述的电极可以是卷绕电极，也可以是叠片电极。所述电极为卷绕电极时，优选所述电极集流体正反两面的平行于电极卷绕方向的两边，每边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度为1-10毫米，更优选5-10毫米；垂直于电极卷绕方向的两边，每边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度为1-50毫米，更优选20-30毫米。卷绕电极集流体正反两面的平行/垂直于电极卷绕方向的两边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度可以相同也可以不同，优选相同便于制备。此外本领域人员公知，电极一般连接有导电端子即极耳，卷绕电极极耳的位置和大小随电池型号的不同而不同。电极正反两面为安装极耳，在集流体上还存在一部分无电极材料覆盖，该部分与本技术电极集流体无电极材料覆盖部分的关系，可以重叠，可以各自独立存在；如图1和图2以及图5和图6所示，重叠与否取决于极耳距离电池边缘的距离。所述电极为叠片电极时，所述电极集流体正反两面的四边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度为1-10毫米，优选4-8毫米。叠片电极集流体正反两面的四边边缘上无电极材料覆盖部分的宽度可以相同也可以不同，优选相同便于制备。可以利用本领域常用的各种方法制备本技术的电极，如在集流体上间隔涂敷含有电极材料的浆料，或者在压延前刮掉部分电极材料，裸露出集流体等，都可以得到所述边缘上特定宽度无电极材料覆盖的电极。本技术还提供了一种锂二次电池，该电池包括电极组和电解液，所述电极组和电解液密封在电池壳体内，所述电极组包括正极、负极和介于正极与负极之间的隔膜，其中，所述正极和/或负极为本技术提供的电极。本技术电池可以是正极和负极同时为上述边缘无电极材料覆盖集流体的电极，也可以是只有正极为所述电极，还可以是只有负极为所述电极，都能达到本技术的目的，即在短路点附近没有正极活性物质和负极活性物质同时存在。优选正极和负极同时为上述边缘无电极材料覆盖集流体的电极，正极和负极无电极材料覆盖部分的宽度可以一致也可以不一致。由于本技术只涉及对现有技术锂二次电池电极结构的改进，因此对锂二次电池的其它组成和结构没有特别的限制。例如，所述集流体可以是本领域技术人员所公知的各种集流体，如铝箔、铜箔、镀镍钢带等，本技术选用铝箔作集流体。所述正极材料可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：梁世硕，刘卫平，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：