电芯及其制造方法、电池与流程

文档序号:15183657发布日期:2018-08-17 09:05阅读:264来源:国知局

本申请涉及电池制造领域,特别是涉及电芯及其制造方法、电池。



背景技术:

随着手机等移动电子产品的不断普及,移动电子产品通常都会采用内置电池设计。其中电池一般都具有电芯,电芯中通常包含有正极片、负极片以及隔膜片,正极片、负极片表面都设置有相应的活性物质层。然而在制造电芯的过程中,正极片与负极片边缘的活性物质层容易出现活性物质脱落,从而造成正极片与负极片之间发生短路的问题。



技术实现要素:

本申请提供电芯及其制造方法、电池,以解决现有技术中电芯的正极片与负极片边缘的活性物质层容易出现脱落而造成的正极片与负极片之间发生短路问题。

为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种电池电芯的制造方法,电芯包括正极片及负极片,正极片包括正极片基板负极片包括负极片基板,其中电芯制造方法包括:提供正极片基板以及负极片基板;在正极片基板的表面设置第一正极活性物质层,在负极片基板的表面设置第一负极活性物质层;在正极片基板及负极片基板至少一者的边缘区域设置相应的第二活性物质层,其中第二活性物质层的黏性大于相应的第一活性物质层。

为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供另一种电池电芯的制造方法,电芯包括正极片及负极片,正极片包括正极片基板负极片包括负极片基板,其中电芯制造方法包括:提供正极片基板及负极片基板;在正极片基板及负极片基板至少一者的边缘区域设置相应的第二活性物质层,在未设置第二活性物质层的基板上的中间区域设置相应的第一活性物质层,其中第二活性物质层的黏性大于第一活性物质层。

为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种电芯,电芯用于电池中,电芯包括正极片及负极片,正极片包括正极片基板,负极片包括负极片基板,正极片基板及负极片基板表面分别设置有相应的第一活性物质层;其中,正极片基板及负极片基板至少一者的边缘区域设置有相应的第二活性物质层,其中,第二活性物质层的黏性大于第一活性物质层。

为解决上述技术问题,本申请采用的又一个技术方案是:提供一种电池,其中电池包括前文任一项所述的电芯。

本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请提供电芯及其制造方法、电池。通过增大正极片和/或负极片边缘区域活性物质的黏性,从而能改善正极片和/或负极片边缘出现活性物质脱落而造成的正极片及负极片发生短路的问题。

附图说明

图1是本申请一种电池电芯制造方法一实施例的流程示意图;

图2是本申请一种电池电芯制造方法另一实施例的流程示意图;

图3是本申请提供的一种电芯一实施例的结构示意图;

图4是图3所示电芯在a-a’为的截面的剖视图;

图5是图4中一个电池单元的结构示意图;

图6是图5提供的电池单元中正极片一实施例的结构示意图;

图7是图5提供的电池单元中正极片另一实施例的结构示意图;

图8是图5提供的电池单元中正极片又一实施例的结构示意图;

图9是本申请提供的一种电子电池一实施例的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1,图1是本申请提供的一种电池电芯制造方法一实施例的流程示意图。其中电芯包括正极片以及负极片,正极片包括正极片基板,负极片包括负极片基板。电池电芯的制造方法具体如下步骤:

s101:提供正极片基板以及负极片基板。

在本步骤中,正极片基板一般为铝箔,负极片基板一般为铜箔。提供正极片基板以及负极片基板主要是将正极片基板以及负极片基板制成预设的尺寸。正极片基板与负极片基板的制造方法相同,以制造正极片基板为例,提供正极片基板的具体步骤为:将铝块制成铝箔,并将铝箔切割成预设的尺寸以形成正极片基板。其中使铝块变为铝箔主要依靠轧制力轧制成型,即调整辊缝使辊缝保持一定值以使得铝块被轧制成厚度一致的铝箔。

s102:在正极片基板的表面设置第一正极活性物质层,在负极片的表面设置第一负极活性物质层。

在完成步骤s101提供正极片基板以及负极片基板后,继续进行步骤s102。具体为,在正极片基板以及负极片基板的表面分别设置第一正极活性物质和第一负极活性物质。其中第一正极活性物质可以包括含锂的金属化合物或可嵌锂的金属化合物,如锂钴氧化物、锂锰氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍锰钴氧化物、锂铁磷酸盐、锂锰磷酸盐、碳黑或者聚偏氟乙烯(pvdf)其中的至少一种。第一负极活性物质可以包括:石墨、羧甲基纤维素钠(cmc)以及丁苯橡胶(styrene-butadienerubber,sbr)金属锂、可储锂金属粉体、可储锂金属氧化物或各类碳材料等其中的至少一种。在本步骤中,在正极片基板的表面设置第一正极活性物质层,在负极片的表面设置第一负极活性物质层,第一正极活性物质层及第一负极活性物质层用于实现正极片及负极片之间的电荷交换,从而实现电芯的充放电。

s103:在正极片基板以及负极片基板至少一者的边缘区域设置相应的第二活性物质层,其中第二活性物质的黏性大于第一活性物质层。

在完成步骤s102后,继续进行步骤s103。即,在设置了第一活性物质层的正极片基板和/或负极片基板的边缘区域设置黏性大于第一活性物质层的第二活性物质层。具体来讲,对于正极片基板,则是在正极片基板的边缘区域设置第二正极活性物质层,其中第二正极活性物质层的黏性大于第一正极活性物质层;对于负极片基板,则是在负极片基板的边缘区域设置第二负极活性物质层,其中第二负极活性物质层的黏性大于第一负极活性物质层。通过在正极片和/或负极片的边缘区域设置黏性更大的第二活性物质层,可以提高正极片和/或负极片边缘区域的活性物质层在相应基板上的粘着力,从而可以减轻或者防止正极片和/或负极片边缘区域出现活性物质脱落的问题。

在本步骤中,可以只在正极片基板的边缘区域设置第二正极活性物质层以提高正极片边缘区域的粘着力,也可以只在负极片基板的边缘区域设置第二负极活性物质层以提高负极片边缘区域的粘着力;也可以同时在正极片基板的边缘区域设置第二正极活性物质层,在负极片基板的边缘区域设置第二负极活性物质层,从而同时提高正极片及负极片边缘区域的粘着力。在正极片及负极片的边缘区域设置相应第二活性物质层的方法可以相同。

以在正极片基板表面设置中第二活性物质层为例,在正极片基板上设置的为第二正极活性物质层,本步骤中的第二活性物质层的设置方式可以为如下各方案:

1.在正极片基板表面设置第一正极活性物质层后,对第一正极活性物质层的边缘区域进行渗胶处理,形成黏性更大的第二正极活性物质层。具体来讲,是通过将胶设置到第一正极活性物质层的边缘区域,使得胶渗入第一正极活性物质层的边缘区域的正极活性物质中,从而形成黏性大于第一正极活性物质层的第二正极活性物质层。

2.在正极片基板表面设置第一正极活性物质层后,将胶涂布到第一正极活性物质层的边缘区域,使得胶覆盖第一正极活性物质层的边缘区域的正极活性物质的表面,从而形成黏性大于第一正极活性物质层的第二正极活性物质层。

3.在正极片基板表面设置第一正极活性物质层后,将第一正极活性物质层边缘区域的第一正极活性物质去除,然后再在去除第一正极活性物质的区域设置第二正极活性物质,以形成第二正极活性物质层。其中第二正极活性物质与第一正极活性物质的材料可以相同,其区别在于第二正极活性物质中的粘着剂所占的比例较高,通过调整第一正极活性物质中的粘着剂的比例可以得到第二正极活性物质,使得第二正极活性物质的黏性高于第一正极活性物质。

由于电芯还包括隔膜片,因此在本实施例所述的电芯制造方法中,电芯的制造方法还包括提供隔膜片。

在本实施例中所述的电芯电芯制造方法中,还需在正极片及负极片上分别设置正极极耳及负极极耳。即在正极片上设置正极极耳,在负极片上设置负极极耳。其中在正极片上设置正极极耳的方法与在负极片上设置负极极耳的方法可以相同,以在正极片上设置正极极耳的方法为例。在正极片上设置正极极耳的方法包括:在对正极片基板切割时,将正极片基板切割成具有凸起部分的片材,其中凸起部分可以作为正极极耳,即正极极耳可以与正极片基板一体设置;或者将制成的正极极耳焊接到在正极片的预设位置上,使得正极极耳与正极片上的第一正极活性物质层实现电连接。

以上电芯的制造方法为正极片、负极片以及隔膜片的制造方法。在完成正极片以及负极片制造并提供隔膜片后,还需要将隔膜片设置到正极片及负极片之间,通过依次堆叠设置正极片、隔膜片以及负极片,然后将堆叠设置完成的正极片、隔膜片以及负极片卷绕成型,形成电芯的卷芯;或者将正极片、隔膜片以及负极片按照正极片、隔膜片、负极片、隔膜片、正极片.…..的顺序堆叠形成电芯所需要的结构。

将隔膜片设置到正极片以及负极片之间之后还需对正极片、负极片以及隔膜片进行封装,即,将隔膜片设置到正极片以及负极片之间之后,对得到的正极片、隔膜片以及负极片的组合体进行封装。其封装的具体方法是提供具有空置空间的外壳,然后将正极片、隔膜片以及负极片设置到容置空间中,然后对外壳的容置空间进行密封,从而将正极片、隔膜片以及负极片密封在外壳的内部容置空间中。

其中,在对容置空间进行密封之前,还需要向容置空间中注入电解液,使得电解液浸没正极片、隔膜片以及负极片。正极片及负极片通过电解液实行电荷传输,从而可以实现整个电芯能够充放电。

请参阅图2,图2是本申请提供的一种电池电芯制造方法另一实施例的流程示意图。其中电芯同样包括正极片及负极片,正极片包括正极片基板,负极片包括负极片基板。电芯制造方法具体步骤如下:

s201:提供正极片基板及负极片基板。

本步骤中的提供正极片基板及负极片基板的方法与前文步骤s101中相同,在此不做赘述。

s202:在正极片基板及负极片基板至少一者的边缘区域设置相应的第二活性物质层,在未设置第二活性物质层的基板上的中间区域设置相应的第一活性物质层,其中第二活性物质层的黏性大于第一活性物质层。

本步骤中第一活性物质层与前文实施例相同,其区别在于两实施例的第一活性物质层及第二活性物质层在基板上的设置方法不同。

具体地,本实施例中,第一活性物质层及第二活性物质层在基板上的设置方法在正极片基板及负极片基板上的设置方法可以相同,以在正极片基板上设置第一正极活性物质层及第二正极活性物质层为例,本步骤中正极活性物质层的设置方法包括:提供第一正极活性物质及第二正极活性物质,其中第二正极活性物质与第一正极活性物质的材料相同,其区别在于第二正极活性物质中的粘着剂所占的比例较高,通过调整第一正极活性物质中的粘着剂的比例可以得到第二正极活性物质,使得第二正极活性物质的黏性高于第一正极活性物质;然后将第二正极活性物质设置到正极片基板的边缘区域从而形成第二正极活性物质层;在未设置第二活性物质层的正极片基板上的中间区域设置第一正极活性物质层,从而形成第一正极活性物质层。

本实施例中,电芯的制造方法同样包括制造隔膜片,隔膜片的制造方法与前文所述制造方法相同。同样的正极片、负极片以及隔膜片的设置方式,包括在正极片及负极片上分别设置相应的极耳,正极片、负极片以及隔膜片的设置结构,以及正极片、负极片以及隔膜片被封装在电芯的外壳中的封装方式等都可与前文所述的方法相同,在此不做赘述。

本申请还提供了一种电芯。请参阅图3到图5,图3是本申请提供的一种电芯一实施例的结构示意图,图4是图3所示电芯在a-a’的截面的剖视图,图5是图4中一个电池单元的结构示意图。电芯400包括正极片410以及负极片420。正极片410包括正极片基板,负极片420包括负极片基板,正极片基板及负极片基板表面分别设置有相应的第一活性物质层,所述正极片基板及所述负极片基板至少一者的边缘区域设置有相应的第二活性物质层,其中,第二活性物质层的黏性大于第一活性物质层。可选地,第二正极活性物质层411通过对相应基板上的第一活性物质层的边缘区域进行渗胶处理形成;或者通过将胶覆盖在相应基板上的所述第一活性物质层的边缘区域的表面形成;或者第二活性物质层的粘着剂的比例高于与所述第一正极活性物质层的粘着剂的比例。

以正极片410为例,正极片410的边缘设置有第二正极活性物质层411,在未设置第二正极活性物质层411的中间区域设置有第一正极活性物质层412,其中第二正极活性物质层411的黏性大于第一正极活性物质层412的黏性。

其中,第二正极活性物质层411在正极片基板416上的设置方式包括如下方案。

请参考图5与图6,图6是图5提供的电池单元中正极片一实施例的结构示意图。其中,正极片410的正极片基板416的表面设置有第一正极活性物质层412以及第二正极活性物质层411,其中,第二正极活性物质层411设置于正极片基板416的边缘区域,且第二正极活性物质层411形成一个密封的环形区域将第一正极活性物质层412包围。

请参考图5与图7,图7是图5提供的电池单元中正极片另一实施例的结构示意图。其中正极片410同样包括正极片基板416,正极片基板416的表面同样设置有第一正极活性物质层412以及第二正极活性物质层411。与图6所述的正极片的区别在于,第二正极活性物质层412设置在正极片基板416的边缘的部分区域,且第二正极活性物质层412将第一正极活性物质层411部分包围,即第二正极活性物质层412并非为闭合的环形结构,例如在本实施例中,第二正极活性物质层412可以设置在正极片410的3条边对应的边缘区域。

请参考图5与图8,图8是图5提供的电池单元中正极片又一实施例的结构示意图。其中正极片410同样包括正极片基板416,正极片基板416的表面同样设置有第一正极活性物质层412以及第二正极活性物质层411。与图6所述的正极片的区别在于,第二正极活性物质层412设置在正极片基板416的两边的边缘区域。

因此,本申请通过在正极片410和/或负极片420的边缘设置黏性较大的活性物质层,可以对正极片410和/或负极片420的边缘起到固化作用,可以防止正极片和/或负极片出现活性物质掉落的问题。

可以理解的是,在其它实施例中,所述第二正极活性物质层可仅设置于正极片基板416的部分边缘区域上,如设置于四角,或者间隔设置于边缘区域上。

在本实施例中,正极片410上可以设置第二正极活性物质层411以及第一正极活性物质层412,第二正极活性物质层411的黏性大于第一正极活性物质层412的黏性,即对正极片410进行固化处理。同样的,还可以对负极片420进行固化处理或者对正极片410以及负极片420都进行固化处理,对负极片的边缘进行固化处理的方法与对正极片固化处理方法相同,在此不做赘述。

在其它实施例中,芯片400还可以包括隔膜片430,其中隔膜片430设置在正极片410及负极片420之间,用于隔开正极片410及负极片420。正极片410上还可以设置有正极极耳414,负极片420上同样也可以设置有负极极耳424,其中正极极耳414与正极片基板416连接,负极极耳424与负极片基板426电连接。正极极耳414及负极极耳424分别对应电芯400的正负极,即,电芯400通过正极极耳414和负极极耳424完成充放电过程。

进一步地,电芯400还可以包括外壳440,外壳440设置有容置空间441用于设置正极片410、负极片420以及隔膜片430。当正极片410、负极片420以及隔膜片430设置到容置空间441中后,还需要向容置空间441中注入电解液,使得正极片410、负极片420以及隔膜片430浸泡在电解液中,电解液的作用是使得正极片410及负极片420通过电解液实行电荷传输,从而可以实现整个电芯400能够充放电。其中电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂)等原料,在一定条件下,按一定比例配制而成的。

本实施例中,电芯400包括正极片410、负极片420以及隔膜片430,其中正极片410、负极片420以及隔膜片430可以卷绕式设置也可以堆叠式设置。当正极片410、负极片420以及隔膜片430卷绕式设置时,正极片410、隔膜片430以及负极片420依次叠加设置,然后经过卷绕后形成电芯400的卷芯;当正极片410、负极片420以及隔膜片430堆叠式设置时,正极片410、负极片420以及隔膜片430可以按照正极片410、隔膜片430、负极片420、隔膜片430、正极片410.…..的顺序堆叠,即相邻的正极片410及负极片420通过隔膜片430隔开,通过将正极片410、负极片420以及隔膜片430堆叠设置到所需要的尺寸,以形成电芯所需要的电极片组件。

可以理解的是,上述各实施例所述的电芯400可由前文所述电芯的制作方法制得。

本实施例还提供了一种电池,请参阅图9,图9是本申请提供的一种电池一实施例的结构示意图。其中电池500包括电芯510,电芯510为如前文任一项所述的电芯,在此不做赘述。

因此,本实施例提出了电芯及其制造方法、电池。通过在电芯的正极片基板和/或负极片基板表面的边缘区域设置黏性大于第一活性物质层的第二活性物质层,然后在正极片基板和/或负极片基板未设置第二活性物质层的区域设置第一活性物质层,因此可以使得正极片和/或负极片的边缘区域的活性物质固定的更加牢固,从而可以防止正极片和/或负极边缘区域的活性物质出现脱落的问题,从而可以改善因正极片和/或负极边缘的活性物质脱落而导致的正极片和负极片出现短路的问题。

以上所述仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

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