专利名称：一种锂离子电池及其极片的制作方法
技术领域：
本实用新型属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池极片及包含该极片的锂离子电池。
背景技术：
与其它充电电池相比，由于锂离子电池具有电压高，能量密度高，充放电寿命长，无记忆效应，对环境污染小，自放电率低等诸多优点，已经广泛地应用于各类产品上，如手机，笔记本电脑，数码相机和便捷式小型电器等等。同吋，由于市场对产品的轻薄化和多祥化的需求，导致能够提供给电池的空间越来越不规则，并且也越来越小，对电池的能量密度也提出了越来越高的要求。因此，形状多祥化的高能量密度锂离子电池的发展变得更为必要。专利CN201038228Y公开了ー种异形电池，但其采用的是传统的金属箔为集流体，由于金属箔自身的特性，以其为集流体制成的锂离子电池，当涂布重量很重吋，电极内部的导电性能变差，导致锂离子电池在充放电时性能不理想，因此不利于锂离子电池向高能量密度方向的发展。有鉴于此，确有必要提供ー种具有高能量密度高和高涂布重量的异形锂离子电池及其极片。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服背景技术中的不足，提出ー种具有高能量密度和高涂布重量的异形锂离子电池极片。为了实现上述目的，本实用新型所采用如下技术方案ー种锂离子电池极片，包括泡沫金属片、滲透在所述泡沫金属片内部的内活性物质层和设于所述泡沫金属片表面的外活性物质层。作为本发明锂离子电池极片的ー种改进，所述极片的形状为圆形、半圆形、三角形、矩形、六边形、W形、V形、Z字形或弧形。实际操作时，先采用夹具对泡沫金属片进行整形操作，使其形成所需的形状。由于泡沫金属片本身的多孔结构，可以将搅拌好的浆料浇注到泡沫金属片上，而不是采用常规极片的涂布エ艺。浇注浆料后，不仅泡沫金属片的表面形成了活性物质层，而且泡沫金属片的内部也滲透有活性物质，然后经过干燥、冷压、焊接极耳等操作，得到锂离子电池极片。相对于现有技术，本实用新型由于采用了泡沫金属片作为集流体，以及根据泡沫金属的特性而采用的浆料的浇注エ艺，有效地解决了传统金属箔集流体在制作异形电池极片过程中定型难和极片掉粉的问题，同时解决了传统涂布エ艺在泡沫金属片表面涂布漏浆料的难题，为各种规则或不规则形状电池的制作提供了保障，使本实用新型极大的适应电池市场个性化和多形状化发展的需求。此外，本实用新型采用泡沫金属作为集流体，因为其特有的空间网状结构，使得电极的电子导电增强，改善了传统金属箔作为集流体的电池在涂布重量很大时电池倍率性能差的问题。这样就可以在电芯厚度保持不变的基础上，通过增加单层集流体上的活性物质重量，来有效地减少电池的层数，从而大大减少了集流体在电池内部所占的空间，相应提高了活性材料在电池内部的数量，使得电池的能量密度明显提高，为高能量密度锂离子电池的发展提供了保证，而且涂布重量可以达到60mg/cm2，适用于极片重涂布的场合。作为本实用新型锂离子电池极片的ー种改进，所述外活性物质层呈连续的层状。外活性物质层与常规 极片的活性物质层一祥，为ー层均匀涂覆在集流体上的连续活性物质层。作为本实用新型锂离子电池极片的ー种改进，所述内活性物质层呈间断的层状。这事因为内活性物质层位于泡沫金属片内部，泡沫金属片本身有骨架结构，因此内活性物质层无法形成连续的层状。作为本实用新型锂离子电池极片的ー种改进，所述泡沫金属片为泡沫铜片或泡沫铝片。这两种泡沫金属片均具有大的孔隙率和一定的刚性，可以支撑活性物质层。作为本实用新型锂离子电池极片的ー种改进，所述的弧形极片的弧度为0 2 ，以适应各种弧形类的形状要求。作为本实用新型锂离子电池极片的ー种改进，所述的V形极片的夹角为60° 180°。这个角度范围内的极片成型比较容易。作为本实用新型锂离子电池极片的ー种改进，所述的Z字形极片的夹角度为60° 150°。这个范围角度范围内的极片制备比较容易。本实用新型的另ー个目的在于提供ー种锂离子电池，包括极片、隔膜以及电解液，所述极片为上述段落所述的锂离子电池极片。相对于现有技术，本实用新型的锂离子电池制作エ艺简单，能够制作各种规则或不规则形状的电池，以满足市场上个性化、多祥化的要求。同时，本实用新型的锂离子电池还具有高的能量密度，且适用于极片重涂布的场合。作为本实用新型锂离子电池的一种改进，所述极片包括正极片和负极片，所述正极片和所述负极片的形状相同。这样才能充分利用正极活性物质层和负极活性物质层中的活性物质，发挥它们的容量。
图I为本实用新型极片的结构示意图；图2为V形整形和冷压夹具；图3为V形锂离子电池的结构示意图；图4为Z形锂离子电池的结构示意图；图5为半圆形锂离子电池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图，对本实用新型作进ー步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。本实用新型锂离子电池极片的结构如图I所示，包括泡沫金属片I、渗透在所述泡沫金属片I内部的内活性物质层3和设于所述泡沫金属片I表面的外活性物质层2。由图I可以看出，外活性物质层2为ー层连续层，而内活性物质层3由于泡沫金属片的骨架结构而形成间断的层状。本实用新型锂离子电池的制作エ艺如下先采用夹具对泡沫金属片进行整形操作，使其形成所需的形状。由于泡沫金属片I本身的多孔结构，可以将搅拌好的浆料浇注到泡沫金属片I上，而不是采用常规极片的涂布エ艺。浇注浆料后，不仅泡沫金属片I的表面形成了外活性物质层2，而且泡沫金属片I的内部也滲透有活性物质，形成内活性物质层3，然后经过干燥、冷压、焊接极耳等操作，得到锂离子电池极片。 具体的，以正极片的制备为例第一歩，将正极活性物质钴酸锂(LiCoO2)，粘结剂聚偏氟こ烯(PVDF)，导电碳和N-甲基吡咯烷酮(NMP)按照一定比例进行混合，搅拌均匀后正极浆料；第二步，根据尺寸需求将泡沫铝片剪裁成需要的尺寸，并采用整形夹具将泡沫铝片整形为相应的形状，比如，以V形极片为例，可以采用一个可开合的V形夹具(如图2所示)对泡沫铝片进行整形，使其呈一定的角度。然后将整形后的泡沫铝片放置在一个可以被加热的容器中，该容器有底，有四壁，且四壁的高度大于正极体的厚度；第三步，将第一歩得到的正极浆料浇注在泡沫铝片上，使得浆料可以充满泡沫铝片内部和上下表面，并预留正极极耳焊接位置，然后加热上述容器，干燥泡沫铝片表面和内部的浆料，然后采用冷压夹具对干燥后的正极极片进行冷压，焊接正极极耳，得到正极极片。负极片的制作エ艺与正极片相同，只是负极片的浆料组成与其不同，而且负极集流体采用的是泡沫铜片。组装时，将制备好的正负极片与隔膜按照正极片、隔膜和负极片的顺序进行叠片操作，制备得到电芯，最后进行注液和封装，得到锂离子电池。
具体实施方式
I按照上述制作エ艺制得V型正极片和负极片，V型极片的夹角60° 180°。组装吋，将制备好的V型正负极片与隔膜按照正极片、隔膜和负极片的顺序进行叠片操作，制备得到电芯，最后进行注液和封装，得到V型锂离子电池。V型锂离子电池的结构示于图3。
具体实施方式
2按照上述制作エ艺制得Z字型正极片和负极片，Z字型极片的夹角60° 150°。组装时，将制备好的Z字型正负极片与隔膜按照正极片、隔膜和负极片的顺序进行叠片操作，制备得到电芯，最后进行注液和封装，得到Z字型锂离子电池。Z字型锂离子电池的结构如图4所示。
具体实施方式
3按照上述制作エ艺制得半圆形正极片和负极片。组装时，将制备好的半圆形正负极片与隔膜按照正极片、隔膜和负极片的顺序进行叠片操作，制备得到电芯，最后进行注液和封装，得到半圆形锂离子电池。半圆形锂离子电池的结构示于图5。此外，本实用新型的锂离子电池还可以是弧形，其弧度为0 2 ，也可以是三角形，优选的为正三角形极片，还可以是圆形、矩形、六边形或W形。其制作エ艺同上，这里不再赘述。[0042]根据上述说明书的掲示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面掲示和描述的具体实施方式，对本实用新型的ー些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了ー些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
权利要求1.ー种锂离子电池极片，其特征在于包括泡沫金属片、滲透在所述泡沫金属片内部的内活性物质层和设于所述泡沫金属片表面的外活性物质层。
2.根据权利要求I所述的锂离子电池极片，其特征在于所述极片形状为圆形、半圆形、三角形、矩形、六边形、W形、V形、Z字形或弧形。
3.根据权利要求I所述的锂离子电池极片，其特征在于所述外活性物质层呈连续的层状。
4.根据权利要求I所述的锂离子电池极片，其特征在于所述内活性物质层呈间断的层状。
5.根据权利要求I所述的锂离子电池极片，其特征在于所述泡沫金属片为泡沫铜片 或泡沫铝片。
6.根据权利要求2所述的锂离子电池极片，其特征在于所述的弧形极片的弧度为O 2 π。
7.根据权利要求2所述的锂离子电池极片，其特征在于所述的V形极片的夹角为60。 180。。
8.根据权利要求3所述的锂离子电池极片，其特征在于所述的Z字形极片的夹角为60。 150。。
9.ー种锂离子电池，包括极片、隔膜以及电解液，其特征在于所述极片为权利要求I至8任一项所述的锂离子电池极片。
10.根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于所述极片包括正极片和负极片，所述正极片和所述负极片的形状相同。
专利摘要本实用新型属于锂离子电池技术领域，特别涉及一种锂离子电池极片，包括泡沫金属片、渗透在所述泡沫金属片内部的内活性物质层和设于所述泡沫金属片表面的外活性物质层。相对于现有技术，本实用新型的锂离子电池极片有效地解决了制作异形电池极片过程中定型难和极片掉粉的问题，为各种规则或不规则形状电池的制作提供了保障，使本实用新型极大的适应电池市场个性化和多形状化发展的需求。此外，本实用新型采用为高能量密度锂离子电池的发展提供了保证，而且适用于极片重涂布的场合。此外，本实用新型还公开了一种包含该极片的锂离子电池。
文档编号H01M4/80GK202423469SQ20122000018
公开日2012年9月5日 申请日期2012年1月4日 优先权日2012年1月4日
发明者周铁刚, 李枝贤, 水堰红, 罗丹, 陈轩 申请人:宁德新能源科技有限公司