一种锂离子电池极片及叠片式锂离子电池的制作方法

本实用新型属于锂离子电池领域，尤其是涉及一种锂离子电池极片及含有该极片的叠片式锂离子电池。

背景技术：

锂离子电池因其具有比能量高、存储寿命长、自放电率小、循环寿命长以及可快速充放电的优点，是电动汽车的理想车载动力电源，近年来得到了快速发展。电动汽车实际使用情况复杂，经常出现颠簸振动等工况，寿命要求高，对电池的结构可靠性和安全性提出了更高的要求。锂离子电池结构主要包括正极极片、负极极片、隔膜、电解液、极耳、外壳及其他附属结构。其中叠片式电池是将多层极片和隔膜按照隔膜-负极-隔膜-正极的排列方式逐层叠加起来，n层正极极片和n+1层负极极片分别与正极极耳和负极极耳通过焊接的方式连接起来。由于极片采用并联的形式排布，叠片式电池具有内阻小、容量高、形状灵活的优势。

常用的叠片方式有自由叠片、制袋式叠片、zig-zag叠片和卷绕式叠片等。出于安全方面的考虑，一般负极极片尺寸大于正极极片尺寸，隔膜尺寸大于负极极片尺寸，从而保证负极过量，避免产生锂枝晶引发的安全问题。在实际生产中，要精确控制极片相对位置，防止极片移动或错位。

在现有技术中，一般通过以下三种方式进行叠片：（1）在叠片完成后的电芯上粘贴终止胶带；（2）隔膜收尾时多卷绕一圈并通过贴胶带或涂胶的方式固定；（3）通过采用凝胶隔膜将隔膜和正负极极片粘接起来，从而实现极片位置的固定，防止极片错位。采用（1）和（2）两种方式制作的电芯，多层极片通过极耳焊接的方式将一端连接在一起，但极片的另一端为自由状态，仍然存在极片发生位移和错位的可能性。采用（3）凝胶隔膜虽然可以将极片固定起来，但需增加极片热复合过程，制造工艺复杂，成本较高，且凝胶隔膜的应用会影响电解液的浸润，电池内阻会增加。特别是随着车用电芯容量的提升，电芯叠片层数和极片尺寸的增加，极片更易发生位移和错位，从而增加了引发安全问题的风险。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种锂离子电池极片及叠片式锂离子电池，以解决现有技术中存在的极片易移动错位，或制造工艺复杂、成本高的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种锂离子电池极片，包括集流体以及涂覆于集流体表面的电极材料层，所述集流体表面覆盖的电极材料层的区域为涂覆区，所述集流体的边缘处设置有极耳和至少一个极片固定区，所述极耳和极片固定区均与涂覆区连接。

优选的，所述极耳和极片固定区分别位于集流体的相对两边，所述极耳中心线与极片固定区中心线的垂直距离大于极耳宽度和极片固定区宽度之和的1/2。

优选的，所述极片固定区的宽度为1-40mm。

优选的，所述极片固定区的长度小于极耳的长度。

优选的，所述极片固定区的边缘至少一个角为倒角和/或圆角。

优选的，所述极片固定区的形状为长方形、圆形、半圆形或半椭圆形。

进一步的，所述极片固定区上设置有通孔。

进一步的，所述通孔的形状为圆形或椭圆形。

进一步的，所述锂离子电池极片为正极片或负极片。

一种叠片式锂离子电池，该叠片式锂离子电池中的正极片和/或负极片为上述极片，所述叠片式电池中的多个极片通过将极片固定区超声焊接或穿钉连接固定。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种锂离子电池极片及叠片式锂离子电池具有以下优势：

本实用新型所述极片针对叠片式电池在使用过程中存在的极片位移和错位问题，设计了一种可以将极片固定的新型极片结构。其改进点在于设置对于极片上的极片固定区可以通过焊接或通过打通孔采用穿钉固定的方式将极片固定住，增加了极片固定点，防止极片在转运或电池使用过程中发生移动错位，避免了负极极片覆盖不住正极的问题。这种设计的极片可以大大提高极片的稳定性可靠性，提高电池的安全性能。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的锂离子电池极片的结构示意图；

图2-4为本实用新型实施例所述的锂离子电池极片的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的通过超声焊接方式连接固定的多层极片；

图6为本实用新型实施例所述的通过穿钉方式连接固定的多层极片；

图7为本实用新型实施例所述的通过超声焊接方式连接固定的多层极片。

附图标记说明：

1、涂覆区；2、极耳；3、极片固定区；4、通孔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1和图2所示，本实用新型提供了一种锂离子电池极片，所述极片包含集流体和涂覆在集流体上的电极材料层，所述集流体表面覆盖的电极材料层的区域为涂覆区1，所述集流体的边缘处设置有极耳2和至少一个极片固定区3。所述涂覆区为所述集流体上涂覆有所述电极材料层的区域。所述极耳2和极片固定区3分别与涂覆区1相连，并且分别位于涂覆区1的相对的两边上。

如图3或图4所示，本实用新型的另一种具体实施例方式，在极片的极耳2对边设置有多个极片固定区3。

如图5所示，作为本实用新型的另一种具体实施例方式，所述极片固定区3设置有通孔4，通孔4形状优选为圆形或椭圆形。

当极耳所在边的对边设置有一个极片固定区或设置有两个极片固定区时（如图1-4），极耳2中心线与极片固定区3中心线的垂直距离d大于极耳宽度l和极片固定区宽度l之和的1/2。极片固定区3的长度h小于极耳2的长度h。极片固定区3宽度过大或位置不合理，会在叠片和焊接时正（负）极极片固定区与负（正）极极片极耳产生重叠和接触，无法叠片和焊接。极片固定区3长度过大，延伸到铝塑膜的封印区域，造成无法封装。

作为优选的，所述极片固定区3的宽度为1-40mm。所述极片固定区3的长度为8mm，极耳2的长度为14mm。

在上述具体实施方式中，所述极片固定区3的形状为方形、圆形、半圆形或半椭圆形。所述极片固定区3的至少一个角为倒角和/或圆角，可以减小极片固定区对电芯壳体的损伤。

在上述具体实施方式中，上述电极片为正积极片或负极极片。

本实用新型还包括一种包括上述锂离子电池极片的叠片式锂离子电池。该叠片式锂离子电池包含正极极片、负极极片、隔膜、电解液、极耳、外壳，以及其他附属结构。正极极片、负极极片中至少有一个的结构为上述的锂离子电池极片，如图7所示，所述叠片式锂离子电池包含多层极片，多层极片中的极片固定区3通过超声焊接方式，或者如图6所示，多层极片中的极片固定区3通过穿钉方式连接固定。因使用了本实用新型所述的极片，电池在制造和使用过程中极片无位移和错位，正负极相对位置稳定，贴合更紧密，界面较好，具有良好的安全性和可靠性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。