锂离子电池用极片以及叠片电芯体的制作方法
【专利摘要】本发明涉及锂电池领域，公开了一种锂离子电池用极片以及叠片电芯体。该极片包括：包括金属集流体，在所述金属集流体的表面涂覆有活性材料层，在所述金属集流体上延伸有极耳焊接部的宽度端部的横截面表面涂覆有绝缘硅胶层。其在应用中能有效避免隔膜穿刺短路。
【专利说明】锂离子电池用极片以及叠片电芯体
【技术领域】
[0001]本发明涉及锂离子电池领域，特别涉及一种锂离子电池用极片以及叠片电芯体。【背景技术】
[0002]锂离子电池由于具有工作电压高、比能量密度大、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应以及环境污染小等优点，在移动通讯设备、移动电子设备等领域获得了巨大的商业成功。近年来，其应用范围扩展到了电动工具、电动汽车、大型储能设施等领域。
[0003]在传统领域使用的锂离子电池，容量比较小，放电倍率较低，电池的电芯组装多采用卷绕结构。采用卷绕结构的电池对极片涂布的均一性和一致性要求很高，而且卷绕电池内阻较大。电动工具用锂离子电池对电池的高倍率放电性能要求很高，所以要求尽量降低电池的内阻；电动汽车用等动力电池领域，则要求电池有很高的容量和较低的内阻。在这些领域，人们更倾向于采用叠片锂离子电池。
[0004]叠片锂离子电池是指电池的正负极片交替叠加堆栈，正极片、负极片之间通过隔膜隔开，叠片方式通常有“Z”形叠片和袋式叠片两种方式。
[0005]在叠片电池中各正极片、负极片的宽度端部分别引出有一个或者多个极耳焊接部，在叠片之后，所有正极片引出的极耳焊接部正对层叠形成正极耳焊接部序列，所有负极片引出的极耳焊接部正对层叠形成负极耳焊接部序列，在叠片之后，分别弯曲正极耳焊接部序列、负极耳焊接部序列，使上下正对层叠的各极耳焊接部分别激光焊接在一起，然后在正极耳焊接部序列、负极耳焊接部序列上分别焊接金属条(一般为镍条)形成正极耳、负极耳。
[0006]在研究本发明的过程中，本发明人发现现有技术至少存在以下缺陷:
由于层叠电芯体具有一定的厚度，故在分别正极耳焊接部序列、负极耳焊接部序列以及焊接正极耳、负极耳时，偏离焊接中心面的极耳焊接部以及极耳会形成一定的弧度，且离焊接中心面越远，弧度越大。这样，如果电池叠片不整齐，或者极片松动，极耳焊接部或者极耳弯折所形成的弧面容易与极片接触，而发生短路。
【发明内容】
[0007]本发明实施例第一目的在于提供一种锂离子电池用极片，其在应用中能有效避免隔膜穿刺短路。
[0008]本发明实施例第二目的在于提供一种叠片电芯体，其在应用中能有效避免隔膜穿刺短路。
[0009]一种锂离子电池用极片，包括金属集流体，在所述金属集流体的表面涂覆有活性材料层，
在所述金属集流体上延伸有极耳焊接部的宽度端部的横截面表面涂覆有绝缘硅胶层。
[0010]可选地，所述活性材料层包括混合的磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电碳黑以及N-甲基吡咯烷酮。[0011 ] 可选地，所述金属集流体为铝箔。
[0012]可选地，所述活性材料层包括混合的石墨、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶。
[0013]可选地，所述金属集流体为铜箔。
[0014]本发明实施例提供的一种叠片电芯体，包括:层叠在一起的隔膜、复数个正极片、复数个负极片，
在任意相邻的所述正极片与负极片之间分别间隔有所述隔膜，
在所述电芯体上延伸有极耳焊接部的端部的横截面上涂覆有绝缘硅胶层，所述绝缘硅胶层覆盖于各所述正极片、负极片的横截面。
[0015]可选地，涂覆在所述正极片的金属集流体表表面的活性材料包括:磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电碳黑以及N-甲基吡咯烷酮。
[0016]可选地，所述金属集流体为铝箔。
[0017]可选地，涂覆在所述正极片的金属集流体表表面的活性材料包括:石墨、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶。
[0018]可选地，所述金属集流体为铜箔。
[0019]由上可见，应用本发明实施例的技术方案，由于在极片上延伸有极耳焊接部的端部的横截面上还涂覆有绝缘硅胶层，这样利用上述结构的极耳制成叠片锂离子电芯体时，由于在延伸有极耳焊接部的集流体的横截面上涂覆有绝缘硅胶层，则在将上下正对层叠的极耳焊接部弯曲而焊接在一起时以及焊接极耳时以及焊接之后，即使任一极片位置偏移，由于在极片上延伸有极耳焊接部的端部存在有绝缘硅胶层，该绝缘硅胶层能阻隔极耳焊接部或者极耳与极片的接触，有效避接触短路。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中:
图1为本发明实施例1提供的一种极片结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的一种叠片锂离子电极结构示意图；
图3为图2的主视结构不意图；
图4为本发明实施例2中提供的另一种锂离子电芯体的结构示意图。
【具体实施方式】
[0021]下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
[0022]实施例1:
参见图1、2所示，本实施例提供的一种锂离子电池用极片，主要包括:金属集流体101，在该金属集流体101的表面涂覆有活性材料层102，在该金属集流体101上还延伸有极耳焊接部103，在该极耳焊接部103上未涂覆有活性材料层102而使金属基材外露，在本实施例中将该延伸有极耳焊接部103的端部极为第一端部201，在金属集流体101的第一端部201的横截面(图2中标有斜线的区域)上涂覆有绝缘硅胶层。
[0023]由上可见，应用本实施例技术方案，由于在极片上延伸有极耳焊接部103的端部201的横截面上还涂覆有绝缘硅胶层，这样利用上述结构的极耳制成叠片锂离子电芯体时，由于在延伸有极耳焊接部103的集流体的端部201的横截面上涂覆有绝缘硅胶层，则在将上下正对层叠的极耳焊接部103弯曲而焊接在一起时以及焊接极耳时以及焊接之后，即使任一极片位置偏移，由于在极片上延伸有极耳焊接部103的端部存在有绝缘硅胶层，该绝缘硅胶层能阻隔极耳焊接部103或者极耳与极片的接触，有效避接触短路。
[0024]本实施例技术方案可以应用于正极片以及负极片，当该极片为正极片时，可以但不限于采用铜箔作为金属集流体101，在该金属集流体101的表面涂覆正极活性材料，在本实施例中可以但不限于采用以下的正极活性材料，该正极活性材料由以下材料组成:以磷酸铁锂(化学式为LiFeP(M)为正极材料，以聚偏氟乙烯(即PVDF)为粘合剂，以导电碳黑为导电剂按预定比例混合到N-甲基吡咯烧酮(N-methyl-2-pyrrolidone,简称NMP)中充分搅拌混合得到混合浆料，然后将该混合浆料涂布到金属集流体101上，然后经过干燥、辊压之后，按照预定的极片形状裁片得到具体的正极片；
当该极片为负极片时，可以但不限于采用铝箔作为金属集流体101，在该金属集流体101的表面涂覆负极活性材料，在本实施例中可以但不限于采用以下的负极活性材料，该负极活性材料由以下材料组成:以改性天然石墨为负极活性材料，以羧甲基纤维素钠为增稠剂，以丁苯橡胶为粘结剂，按照预定的比例混合，充分搅拌得到负极浆料，将该负极浆料涂布到金属集流体ιο?上，然后经过干燥、辊压之后，按照预定的极片形状裁片得到具体的负极片。
[0025]然后在各极片上延伸有极耳焊接部103的端部201的横截面的表面涂覆绝缘硅胶浆料，干燥，使绝缘硅胶浆料固化。
[0026]实施例2:
参见图3所示，本实施例提 供了一种叠片锂离子电芯体，该叠片电芯体主要包括上下层叠在一起正极片(图中未示意出，其结构可以但不限于如实施例1中所示)、负极片(图中未示意出，其结构可以但不限于如实施例1中所示)以及隔膜，在任意相邻的正极片与负极片之间均间隔有隔膜。
[0027]在各正极片、负极片的至少一宽度端部分别由金属集流体延伸有凸出的极耳焊接部301，在该极耳焊接部301的表面未涂覆有活性材料层，而使金属集流体外露。
[0028]本叠片锂离子电芯体可以通过“Z”形叠片或者袋式叠片或者其他叠片方式制成。
[0029]在叠片完毕后，在该叠片体上延伸有极耳焊接部301的端部302的横截面表面涂覆绝缘硅胶，干燥使绝缘硅胶固化，然后进行极耳焊接部301的弯折焊接并接，使各正极片、负极片形成并联连接，然后在并接后的正极的极耳焊接部301、负极的极耳焊接部301上分别焊接金属条形成正极耳、负极耳。
[0030]由上可见，由于在本实施例的锂离子电池中引出有极耳焊接部301 (即引出有极耳)的端部302的横截面上还涂覆有绝缘硅胶层，而应用该技术方案，在叠片电池制造过程中，将上下正对层叠的极耳焊接部301弯曲而焊接在一起时以及焊接极耳时以及焊接之后，即使任一极片位置偏移，由于在极片上延伸有极耳焊接部301的端部存在有绝缘硅胶层，该绝缘硅胶层能阻隔极耳焊接部301或者极耳与极片的接触，有效避接触短路。
[0031]在本实施例中，叠片电芯体端部302的横截面的绝缘硅胶层既可以在叠片之前，分别在各极片的引出有极耳焊接部301的端部涂覆，也可以利用常规的极片进行叠片，在叠片之后，在叠片体上各引出有极耳焊接部301的端部302的横截面上涂覆，然后进行极耳焊接部301的弯折并接、极耳的焊接。
[0032]本实施例技术方案可以应用于正极片以及负极片，当该极片为正极片时，可以但不限于采用铜箔作为金属集流体，在该金属集流体的表面涂覆正极活性材料，在本实施例中可以但不限于采用以下的正极活性材料，该正极活性材料由以下材料组成:以磷酸铁锂(化学式为LiFeP(M)为正极材料，以聚偏氟乙烯(即PVDF)为粘合剂，以导电碳黑为导电剂按预定比例混合到N-甲基卩比咯烧酮(N-methyl-2-pyrrolidone,简称NMP)中充分搅拌混合得到混合浆料，然后将该混合浆料涂布到金属集流体上，然后经过干燥、辊压之后，按照预定的极片形状裁片得到具体的正极片；
当该极片为负极片时，可以但不限于采用铝箔作为金属集流体，在该金属集流体的表面涂覆负极活性材料，在本实施例中可以但不限于采用以下的负极活性材料，该负极活性材料由以下材料组成:以改性天然石墨为负极活性材料，以羧甲基纤维素钠为增稠剂，以丁苯橡胶为粘结剂，按照预定的比例混合，充分搅拌得到负极浆料，将该负极浆料涂布到金属集流体上，然后经过干燥、辊压之后，按照预定的极片形状裁片得到具体的负极片。该负极活性材料层包括混合的磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电碳黑以及N-甲基吡咯烷酮。
[0033]参见图4所示，本实施例技术方案还可以应用于在电芯体的两端部401、402分别延伸有极耳焊接部403的叠片锂离子电池，在该叠片锂离子电池的两端部401、402的横截面上分别涂覆有绝缘硅胶层。
[0034]以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在【具体实施方式】以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种锂离子电池用极片，其特征是，包括金属集流体，在所述金属集流体的表面涂覆有活性材料层， 在所述金属集流体上延伸有极耳焊接部的宽度端部的横截面表面涂覆有绝缘硅胶层。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池用极片，其特征是， 所述活性材料层包括混合的磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电碳黑以及N-甲基吡咯烷酮。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用极片，其特征是， 所述金属集流体为铝箔。
4.根据权利要求1或2所述的锂离子电池用极片，其特征是， 所述活性材料层包括混合的石墨、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶。
5.根据权利要求4所述的锂离子电池用极片，其特征是， 所述金属集流体为铜箔。
6.一种叠片电芯体，其特征是，包括:层叠在一起的隔膜、复数个正极片、复数个负极片， 在任意相邻的所述正极片与负极片之间分别间隔有所述隔膜， 在所述电芯体上延伸有极耳焊接部的端部的横截面上涂覆有绝缘硅胶层，所述绝缘硅胶层覆盖于各所述正极片、负极片的横截面。
7.根据权利要求6所述的叠片电芯体，其特征是， 涂覆在所述正极片的金属集流体表表面的活性材料包括:磷酸铁锂、聚偏氟乙烯、导电碳黑以及N-甲基吡咯烷酮。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池用极片，其特征是， 所述金属集流体为铝箔。
9.根据权利要求6或7所述的叠片电芯体，其特征是， 涂覆在所述负极片的金属集流体表表面的活性材料包括:石墨、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池用极片，其特征是， 所述金属集流体为铜箔。
【文档编号】H01M2/26GK103474621SQ201210186739
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2012年6月7日 优先权日:2012年6月7日
【发明者】曾纪术, 唐道平, 郭永兴, 陶芝勇, 曾坚义 申请人:深圳市海盈科技有限公司