极片结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种极片结构，包括集流体层和活性材料层，所述活性材料层涂覆于所述集流体层，所述活性材料层为厚度不一的应力消除型活性材料层。本实用新型活性材料层为应力消除型活性材料层，在进行压片时，使应力消除型活性材料层内部应力得到发散，使活性物质内部不至于会有很大的应力，避免材料在压片之后或者干燥之后的冷却过程中发生膨胀和脱料现象，本实用新型在压片之后不会发生翘曲。
【专利说明】极片结构
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锂离子电池【技术领域】，特别涉及一种释放应力的极片结构。
【背景技术】
[0002]锂离子电池具有电压高、无记忆效应、能量密度高等特点，已经在智能手机和笔记本电脑等便携式电器上得到了广泛应用，随着便携式电器性能的不断提升，其需要更多的能量和操作时间，并且希望降低锂离子电池的体积和重量。
[0003]锂离子电池是20世纪末开发成功的新型高能二次化学电池，与其它的二次电池相比，锂离子电池具有许多突出的优点:
[0004]I)电压高:单体电池的工作电压高达3.7-3.8V (磷酸铁锂为3.2V)，是Ni_Cd、N1-H电池的3倍。2)比能量大:目前能达到的实际比能量为555Wh/kg左右，即材料能达到150mAh/g以上的比容量(3?4倍于附气(1，2?3倍于附-1?)，已接近于其理论值的约88%。3)循环寿命长:一般均可达到500次以上，甚至1000次以上，磷酸铁锂的可以达到2000次以上。对于小电流放电的电器，电池的使用期限，将倍增电器的竞争力。4)安全性能好，无污染公害，无记忆效应:Li离子电池中不含镉、铅、汞等对环境有污染的元素，无记忆效应。5)自放电小:室温下充满电的锂离子电池储存I个月后的自放电率为2%左右，大大低于N1-Cd的25-30%，N1、MH的30_35%。6)可快速充放电:IC充电30分钟容量可以达到标称容量的80%以上，现在磷铁电池可以达到10分钟充电到标称容量的90%。7)工作温度范围高:一般工作温度为-25飞(TC，随着电解液和正极的改进，期望能扩宽到-4(T70°C。
[0005]正是由于锂离子电池具有突出的性能优势，在便携式电器如手机、笔记本电脑、各类便携电子产品中得到广泛应用，尤其是近年来智能手机和笔记本电脑的迅猛发展，对锂离子电池的产量和容量的要求提出了更高的要求，也使小型锂离子电池的产量快速增长。
[0006]其中，极片的质量对锂离子电池的性能起了至关重要的作用。传统的极片制造工艺(一次性敷料成型工艺)是:将电极浆料一次性涂布在电极集流体上，然后干燥、压延制成电池极片。但在生产过程中发现，有些极片上的活性物质在压片之后就发生不同程度的翘起，而且在干燥之后，有些极片都会发生不同程度的脱料现象，极大的影响了组装成的电池质量。发生这种现象，通常是由于活性物质内部会有很大的应力，在压片之后或者干燥之后的冷却过程中，应力无法正常释放，导致极片结构发生变形和翘曲。
实用新型内容
[0007]本实用新型的目的在于:提供一种极片结构，能释放极片本身的压力，压片之后不会发生翘曲。
[0008]本实用新型的技术方案为:极片结构，包括集流体层和活性材料层，活性材料层涂覆于集流体层，活性材料层为厚度不一的应力消除型活性材料层。
[0009]应力消除型活性材料层是在压片之后或者干燥之后的冷却过程，能释放活性材料层应力，使其内部应力较小；且活性材料层为厚度不一，使其内部各点受到的应力大小不一致，从而使应力大的受力点在进行压片时，可向应力小的受力点释放应力，从而使极片在压片或者干燥之后的冷却过程中不发生翘起，这样就能保持极片的质量，在电池生产过程中更好的进行加工。
[0010]作为本实用新型的进一步改进，应力消除型活性材料层横截面形状为弧形。活性材料层横截面形状呈弧形，中部厚度大，两端的厚度小，当压片或者干燥冷却时，活性材料层内中部受到的应力可向两端释放，从而使其内部不至于存有大量的应力，避免极片变形。
[0011]作为本实用新型的进一步改进，应力消除型活性材料层横截面形状为锯齿状或波浪形。活性材料层在其表面有多个凹点，使其进行压片或者干燥之后的冷却时，活性材料层可向多处释放应力，从而不导致极片发生卷曲，以至于影响极片的形状和功能。
[0012]作为本实用新型的进一步改进，应力消除型活性材料层为正极材料层或/和负极材料层。本实用新型可制作正极片或/和负极片。
[0013]其中，活性材料层可以为正极活性物质磷酸亚铁锂(LiFePO4)或/和负极活性物质石墨。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，应力消除型活性材料层厚度为20-60 μ m。优选的，应力消除型活性材料层厚度为46 μ m。
[0015]作为本 实用新型的进一步改进，集流体层厚度为7~15μπι。优选的，集流体层厚度为 9 μ m0
[0016]本实用新型的有益效果在于:活性材料层为应力消除型活性材料层，在进行压片时，使活性材料层内部应力得到发散，使活性物质内部不至于会有很大的应力，避免材料在压片之后或者干燥之后的冷却过程中发生变形和脱料现象，本实用新型在压片之后不会发生翘曲现象。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图。
[0018]图2为本实用新型的另一种结构示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本实用新型的目的，技术方案及优点更加清晰明了，结合以下附图，对其进一步详细说明。
[0020]如图1所示，极片结构，包括集流体层I和活性材料层2，活性材料层涂覆于集流体层1，活性材料层为厚度不一的应力消除型活性材料层2。
[0021]应力消除型活性材料层2是在压片之后或者干燥之后的冷却过程，能释放活性材料层应力，使其内部应力较小；且应力消除型活性材料层2为厚度不一，使其内部各点受到的应力大小不一致,从而使应力大的受力点在进行压片时,可向应力小的受力点释放应力，从而使极片在压片或者干燥之后的冷却过程中不发生翘曲，这样就能保持极片的质量，在电池生产过程中更好的进行加工。
[0022]应力消除型活性材料层2横截面形状为弧形。应力消除型活性材料层2横截面形状呈弧形，中部厚度大，两端的厚度小，当压片或者干燥冷却时，应力消除型活性材料层2内中部受到的应力可向两端释放，从而使其内部不至于存有大量的应力，避免极片变形。[0023]如图2所示，这是本实用新型的另一种结构，应力消除型活性材料层2横截面形状为锯齿状。应力消除型活性材料层2在其表面有多个凹点，使其进行压片或者干燥之后的冷却时，应力消除型活性材料层2可向多处释放应力，从而不导致材料发生膨胀，以至于影响极片的形状和功能。
[0024]当然本实用新型的应力消除型活性材料层2可以横截面形状可以设置为波浪形，同样可以达到应力释放的效果，保证极片的加工质量。
[0025]实施例1:
[0026]并将正极活性物质磷酸亚铁锂(LiFePO4)或负极活性物质石墨涂布在厚度为
7μ m的集流体层1，干燥，形成厚度为20 μ m的应力消除型活性材料层2，其中，应力消除型活性材料层2横截面形状为中部厚度大、两端的厚度小的弧形，冷压，此时，应力消除型活性材料层2受到压力时，活性材料层2内中部受到的应力可向两端释放，使得不至于内部膨胀而变形，得到压实密度为1.5g/cm3的极片，再经过裁片、焊接极耳，得到极片。
[0027]实施例2:
[0028]与实施例1不同的是:集流体层I的厚度为13 μ m，应力消除型活性材料层2的厚度为58 μ m，应力消除型活性材料层2横截面形状为锯齿状，形成多处释放应力点，当压片或者干燥之后的冷却时，可向应力消除型活性材料层2多处释放应力，从而使其内部不至于存有大量的应力，导致极片变形。
[0029]实施例3:
[0030]与实施例2不同的是:集流体层I的厚度为9 μ m，活性材料层2的厚度为46 μ m,应力消除型活性材料层2横截面形状为波浪形。
[0031]由实施例1至3中所制成的极片，可制作成正极极片或/和负极极片，能释放极片本身的压力，压片之后不会发生翘起，本实用新型制作简单，在实际生产中也极具意义。
[0032]根据上述说明书的揭示和教导，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揭示和描述的【具体实施方式】，对本实用新型的一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一些特定的术语，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.极片结构，包括集流体层和活性材料层，所述活性材料层涂覆于所述集流体层，其特征在于:所述活性材料层为应力消除型活性材料层，所述应力消除型活性材料层横截面形状为弧形、锯齿状或波浪形。
2.根据权利要求1所述的极片结构，其特征在于:所述应力消除型活性材料层为正极材料层或/和负极材料层。
3.根据权利要求1所述的极片结构，其特征在于:所述应力消除型活性材料层厚度为20?60 μ mD
4.根据权利要求1所述的极片结构，其特征在于:所述集流体层厚度为7?15μπι。
【文档编号】H01M4/36GK203434237SQ201320438813
【公开日】2014年2月12日 申请日期:2013年7月23日 优先权日:2013年7月23日
【发明者】钟志勇, 陈刚, 郑迪东 申请人:深圳市百纳新能源科技有限公司