一种电化学电池及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电化学电池领域，特别涉及一种电化学电池及其制备方法。
【背景技术】
[0002] 进入21世纪以后，各种电子器件产品如手机、笔记本、可穿戴设备等层出不穷，极 大的丰富了广大用户的生活；同时，电动汽车及各类储能电站也如雨后春笋般迅速萌芽、发 展、壮大。以上高科技产品，具有一个共同特征：需要高性能电池充当储能部件。
[0003] 现有的电池主要有一次电池和二次电池两大类；所谓一次电池，即无法反复充电 的电池，主要包括碳锌电池、碱性电池、糊式锌锰电池、纸板锌锰电池、碱性锌锰电池、扣式 电池（扣式锌银电池、扣式锂锰电池、扣式锌锰电池）、锌空气电池、一次锂锰电池等、水银 电池；所谓二次电池，即可充电电池，主要包括二次碱性锌锰电池、镍镉充电电池、镍氢充电 电池、锂充电电池、铅酸电池、太阳能电池。铅酸蓄电池可分为：开口式铅酸蓄电池、全密闭 铅酸蓄电池。而从外包装角度分析，现有电池主要分为软包装电池及硬壳包装电池，由于软 包装电池包装膜本身厚度小，可塑性大，被广泛的运用于各类高档一次电池和二次电池中。
[0004] 然而，随着各类用电设备的不断升级，其对电池的性能提出了更多要求，如电池更 高能量密度、更快充放电速度、更长循环寿命、更好安全性能等；而这其中，能量密度直接关 系到产品的用户体验效果，电芯安全性能与用电产品的安全使用及用户的生命财产及人生 安全密切相关，因此，能量密度及安全性能备受电池生产商、用户的关注。如何提高电池能 量密度的同时，又能改善电池的安全性能成为了电池领域广大研究者的重点研究方向。为 了提高电池能量密度，专利申请号为201420283159. 4的实用新型专利发明了一种有效极 片清洗装置：包括用于传输极片的传输系统和激光系统，激光系统包括至少一个用于发射 激光束并投射到极片上的激光发射头，激光系统至少还包括用于匀化激光发射头发射的激 光束的能量的光束整形机构，激光发射头和光束整形机构电连接。相对于现有技术，该实用 新型通过设置光束整形机构，能够将激光光束的能量均匀化，既不会伤害极片中的箱材，从 而提尚极耳的焊接质量；又不会造成涂层的残留，从而提尚清洗的质量，而且光束中的尚能 量和低能量能够被有效的利用，从而实现激光能量的最大化利用，进而提高能量的利用率、 清洗效率和清洗质量。但是，经过该方法制备出来的电芯，由于极耳厚度往往小于清洗掉的 电极涂敷层的厚度，将会导致电芯压实后，极耳无法被位于其上下层电极隔离膜固定，因此 极耳处于松动状态，做成成品电池后，无法起到固定裸电芯与外包装的作用，因此电芯的安 全性能，特别是跌落、辊筒等性能明显降低。
[0005] 有鉴于此，确有必要开发一种新的电池，其既能解提高电池能量密度，又具有高的 安全性能。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供的一种电化学电池，包括电极极 片、隔离膜、外包装和电解液，所述电极片包括极耳、集流体与涂敷层，所述极耳与所述集流 体电子导通，所述涂敷层附着于所述集流体上，所述涂敷层的单面厚度为h，所述极耳的厚 度为Η ;所述极耳左右两侧均设置有涂敷层，并且10 μ m < 2h-H ;所述极耳与集流体重叠区 域厚度方向上还设置有增厚层，所述增厚层的厚度为hl，且-60ym< (2h-H-hl) <40μπι。 当2h-H-hl满足本发明要求时，即清洗掉的两层涂敷层厚度（2h)和极耳厚度与增厚层厚度 之和比较接近时，经过整形后的电池，极耳能够被位于其上下的电极片、隔离膜紧紧的固定 住，通过外露极耳将裸电芯及外封装紧密的连接在一起，从而起到固定裸电芯与外封装的 作用，改善电池的跌落性能。
[0007] 为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0008] -种电化学电池，包括电极极片、隔离膜、外包装和电解液，所述电极片包括极耳、 集流体与涂敷层，所述极耳与所述集流体电子导通，所述涂敷层附着于所述集流体上，所 述涂敷层的单面厚度为h，所述极耳的厚度为Η ;所述极耳左右两侧均设置有涂敷层，并且 10 μm < 2h-H ;所述极耳与集流体重叠区域厚度方向上还设置有增厚层，所述增厚层的厚 度为 hl，且-60 μ m < (2h-H_hl) < 40 μ m。
[0009] 作为本发明电化学电池的一种改进，所述极耳与所述集流体电子导通的方式为所 述极耳与所述集流体之间直接焊接或所述极耳与所述集流体之间设置导电粘接层进行粘 接。
[0010] 作为本发明电化学电池的一种改进，在所述极耳与所述集流体的电子导通位置， 所述集流体靠近所述极耳的一侧无涂层，所述集流体背离所述极耳的一侧有涂层或无涂 层；所述极耳与所述集流体之间设置的导电粘接层为所述增厚层的至少一部分。
[0011] 作为本发明电化学电池的一种改进，20以111<(211-!{);-10以111<(211- H-hl) ^ 30 ym〇
[0012] 作为本发明电化学电池的一种改进，所述增厚层位于所述极耳的表面、所述极耳 与所述集流体之间、所述集流体的背离所述极耳的一侧中的至少一个位置。
[0013] 作为本发明电化学电池的一种改进，位于所述极耳与所述集流体之间的增厚层为 导电粘接层；位于所述极耳的表面或所述集流体的背离所述极耳的一侧的增厚层为胶带。
[0014] 所述导电粘接层为导电胶或/和金属粘接剂；所述胶带包括基体或/粘接层；所 述基材选自热熔胶、聚丙烯、改性聚丙烯、布基、牛皮纸、美纹纸、纤维、PVC、PE泡棉和聚酰亚 胺中的至少一种；所述粘胶层选自丙烯酸酯胶、复合型结构胶、热固性高分子胶、热熔胶、压 敏胶、无机胶粘剂、橡胶粘合剂、天然胶粘剂、胶粘剂中至少一种。具体如有机硅压敏胶粘 剂、聚偏氟乙稀、丁苯橡胶、聚氨酯、导电胶和聚丙烯酸酯等。
[0015] 本发明还包括一种电化学电池的制备方法，主要包括如下步骤：
[0016] 步骤1，电极极片的制备：制备得到电极极片，并在涂膜区去除部分涂层，之后设 置电极极耳；得到电极极片待用；
[0017] 步骤2,电芯组装：将电极极片与隔离膜组装得到裸电芯，并在设置极耳的位置设 置增厚层，之后将裸电芯入壳/入袋，封装、注液、静止；
[0018] 步骤3,成品电池制备：将步骤2制得的电芯进行化成、整形得到成品电池。
[0019] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进，步骤1所述涂膜区去除部分涂层 的去除方法包括溶剂清洗、激光清洗、涂敷前在集流体上预设结构后将局部涂层去掉中的 至少一种。
[0020] 作为本发明电化学电池的制备方法的一种改进，步骤1所述涂膜区去除部分涂层 的膜片为正极膜片或/和负极膜片；所述涂膜区去除部分涂层位置为全部去除涂层或部分 去除涂层。
[0021] 与现有技术相比，本发明的优点在于：当2h-H_hl满足本发明要求时，即清洗掉的 两层涂敷层厚度（2h)和极耳厚度与增厚层厚度之和比较接近时，经过整形后的电池，极耳 能够被位于其上下的电极片、隔离膜紧紧的固定住，通过外露极耳将裸电芯及外封装紧密 的连接在一起，从而起到固定裸电芯与外封装的作用，改善电池的跌落性能。
【具体实施方式】
[0022] 下面结合【具体实施方式】对本发明及其有益效果进行详细说明，但本发明的实施方 式不限于此。
[0023] 比较例1，
[0024] 正极片制备：选择厚度为12 μ m的铝箱为集流体，在其表面涂敷正极浆料，冷压后 得到单面涂敷厚度为70 μπι的正极膜片；之后在膜片头部空箱材区焊接上宽度lcm、厚度 60 μ m的铝极耳得到正极片待用；
[0025] 负极片制备：选择厚度为8 μπι的铜箱作为集流体体，在其表面涂敷负极浆料，冷 压后等到单面涂敷厚度为70 μπι的负极片；之后在膜片头部空箱材区焊接上宽度lcm、厚度 60 μπι的镍极耳得到负极片待用；
[0026] 裸电芯制备：选择厚度为12μπι的隔离膜，与上述正极片、负极片一起卷绕，从而 得到极耳从电芯电极中间区引出的裸电芯待用，且在该裸电芯中，极耳厚度低于清洗掉的 涂层厚度，因此该电芯的极耳区域不是电芯最厚区域，极耳厚度不会影响电池的整体厚度， 因此将得到能量密度更大的电池；
[0027] 成品电池制备：将上述将裸电芯置于铝塑膜中进行顶侧封，之后烘干、注液，待电 解液充分浸润后于75°C、0. 6MPa下进行夹具化成，之后整形、除气、封口得到成品电芯。
[0028] 比较例2，
[0029] 正极片制备：选择厚度为12 μπι的铝箱为集流体，在其表面涂敷正极浆料，冷压后 得到单面涂敷厚度为70 μπι的正极膜片；之后在膜片中间区域，用激光清洗出一条长4cm、 宽1. 5cm的双面空白区，之后焊接上宽度lcm、厚度60 μπι的铝极耳得到正极片待用；
[0030] 负极片制备：选择厚度为8 μπι的铜箱作为集流体体，在其表面涂敷负极浆料，冷 压后等到单面涂敷厚度为70 μπι的负极片；之后在膜片中间区域，用激光清洗出一条