一种极片及包括所述极片的电池的制作方法

1.本实用新型属于锂离子电池技术领域，特别是涉及一种极片及包括所述极片的电池。


背景技术：

2.锂离子电池因具有能量密度高、循环寿命长、无记忆效应等优点，已经在消费类电子产品、电动汽车等领域中取得广泛的应用。随着锂离子电池技术的不断发展，对锂离子电池的性能提出了更高的要求，例如我们希望锂离子体积更小、充放电更快、温升更低、能量密度更大等。
3.常规的锂离子电池设计中，极耳位于极片的涂布间隙的空箔上，该结构设计的极片制备的锂离子电池能量密度偏低。为了提升锂离子电池的能量密度，将极耳焊接工艺进行了优化，即通过激光在极片的指定区域清洗出适应极耳焊接的凹槽，该凹槽的尺寸略大于极耳在极片焊接区域的面积，该工艺的导入可提高极片集流体的利用率，对提高电池的能量密度、降低温升和提高充放电速度具有积极的意义；但是激光清洗出的极耳槽位多为规整的直角矩形，待焊接极耳的极片在经过辊压、分条和制片时，因极片的应力作用会传递到极耳槽位，极耳凹槽的箔材在较大的应力作用下会产生拉伸，且方向不规则的作用力会使凹槽的箔材产生严重的褶皱，降低极片品质，降低极耳焊接优率，对电池的电化学和安全性能也会产生很大的影响。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决是激光清洗出的规整直角矩形槽位箔材褶皱，降低极片品质，降低极耳焊接优率，对电池的电化学和安全性能也会产生很大的影响的技术问题，本实用新型提供一种极片及包括所述极片的电池。
5.本实用新型提供一种极片，包括集流体和活性物质层，所述活性物质层覆盖于所述集流体上至少一个表面，所述活性物质层上开设有漏出所述集流体表面的极耳凹槽，所述极耳凹槽的截面形状为多边形，所述多边形的至少一个角为圆角。
6.可选的，所述多边形的所有角均为圆角。
7.可选的，所述极耳凹槽数量为多个。
8.可选的，所述极耳凹槽形状为四边形。
9.可选的，所述极耳凹槽的截面形状为矩形。
10.可选的，所述活性物质层覆盖于所述集流体的两个表面，所述集流体的两个表面均设置有极耳凹槽。
11.可选的，所述集流体的两个表面上的极耳凹槽的位置相互错位。
12.可选的，所述集流体的两个表面上的极耳凹槽的位置重合。
13.可选的，所述极片为涂布后极片或者辊压后极片或者分条后极片。
14.本实用新型提供一种电池，包括正极片、负极片和电解液，所述电解液浸润所述正
极片和所述负极片，所述正极片和/或所述负极片各自独立地选自如上所述的极片。
15.本实用新型提供一种极片及包括所述极片的电池，包括集流体和活性物质层，活性物质覆盖于集流体上至少一个表面，活性物质层上开设有漏出集流体表面的截面形状为多边形且至少一个角为圆角的极耳凹槽，此形状的极耳凹槽能有效缓解极片在辊压、分条和制片工序因极片的应力作用对极耳凹槽位集流体产生的作用力，进而降低极耳凹槽位置集流体的褶皱情况的发生，提高极片品质外观，后工序极耳焊接优率，减少电池极化，降低电池温升，提高锂离子电池能量密度、电化学性能和安全性能。
附图说明
16.图1是现有技术活性物质层上设有的极耳凹槽结构示意图；
17.图2本实用新型一实施例活性物质层上设有的极耳凹槽结构示意图；
18.图3极耳凹槽为矩形状结构示意图示例；
19.说明书附图中的附图标记如下：
20.1、极耳凹槽；21、活性物质层；22、集流体；3、圆角。
具体实施方式
21.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.如附图1所示，为现有技术激光在活性物质层上的指定位置区域清洗出适应极耳焊接凹槽的形状，该凹槽的尺寸略大于极耳在活性物质层上焊接区域的面积。如图1所示极耳凹槽的形状是四个角都是直角的矩形，通过激光清洗的四个角都是直角的规整矩形，在极片经过辊压、分条、制片等后续工序时，极片需要经过各种辊轮、夹棍、拉伸装置，激光清洗的极耳凹槽没有活性物质涂层，此极耳凹槽位置的集流体、及附近的极片受力大小和方向不同，极耳凹槽位置的集流体会产生不同程度的拉伸，经过过辊时，应力释放，极耳凹槽位置的集流体容易褶皱，严重时附近极片出现掉料现象，降低极片品质。极耳凹槽位置的集流体褶皱，焊接困难，集流体褶皱严重会出现集流体振裂，降低极耳焊接优率；集流体褶皱，制备的锂离子电池极化增加，极大的影响锂离子电池的电化学性能和安全性能。
23.为了解决上述问题，如附图2-3所示，本实用新型一实施例提供了一种极片及包括所述极片的电池，所述极片包括集流体22和活性物质层21，所述活性物质层21覆盖于所述集流体22上至少一个表面，所述活性物质层21上开设有漏出所述集流体22表面的极耳凹槽1，所述极耳凹槽1的截面形状为多边形，所述多边形的至少一个角为圆角3。本实施例中，涂覆有活性物质层21的集流体 22的位置和未涂覆有活性物质层21的集流体22的位置相比，两者的厚度不同，若被拉伸所受到的张力是不同的，应力释放时，未涂覆有活性物质层21的集流体22的位置更容易褶皱。本发明提供的极片，活性物质层21上开设有漏出所述集流体22表面的极耳凹槽1，所述极耳凹槽1的截面形状为多边形，所述多边形的至少一个角为圆角3，圆角3能有效缓解极片经过辊压、分条、制片等后工序因拉伸极片的应力作用对极耳凹槽1处集流体22产生的作用力，减少极耳凹槽1处的集流体22因作用力大小和方向不同引起的集流体22褶皱的情况的发生，提高极片品质外观，后工序极耳焊接优率，减少电池极化，
降低电池温升，提高锂离子电池能量密度、电化学性能和安全性能。
24.本实施例中，多边形的其中一个角是圆角3，可以是多个角为圆角3，也可以是所有的角均为圆角3。圆角3的数量越多，制备的带有极耳凹槽1的极片达到的缓解作用力的效果就越好。
25.活性物质层21上开设漏出集流体22表面的极耳凹槽1的数量为多个；极耳凹槽1数量的设定是根据锂离子电池设计时需求的极耳焊接数量而定的。本实用新型也没有限定，可以根据生产的锂离子电池的容量、充电要求、能量密度等要求设定极耳凹槽1的数量。
26.极耳凹槽1的形状可以为四边形；所述极耳凹槽1的截面形状为矩形。对于锂离子电池，为了提高锂离子电池的能量密度，尽可能的充分利用箔材，本实用新型一实施例列举的极耳凹槽1的形状为四边形，且是规整的矩形，此矩形也是根据极耳的尺寸设计，矩形的宽度仅比极耳稍微大一点，便于极耳焊接；极耳凹槽的设计宽度，可以尽可能的小，只要是极耳焊接时不将极耳焊接到极片上即可，达到充分利用箔材，尽可能提升锂离子电池的能量密度。
27.如附图3所示，极耳凹槽1的形状以矩形为例，极耳凹槽1中至少一个角为圆角3，有两个角为圆角，三个角为圆角，四个角为圆角，可以根据实际工艺情况进行相应的调整设定圆角3的个数。圆角3的直径r要求大于0，如附图3 所示，圆角3的直径r＝1/2矩形边时，该矩形边为一个半径为r的大圆弧。圆角3的直径r可以根据实际生产过程中的工艺要求条件进行调整。圆角3的个数越多，直径r越大，极耳凹槽1处的箔材表面的褶皱越少，改善情况越明显。
28.本实用新型一实施例中，所述活性物质层22覆盖于所述集流体21的两个表面，所述集流体21的两个表面均设置有极耳凹槽1。锂离子电池生产过程中，为了提升电池的体积能量密度，质量能量密度，集流体21的两个表面均设置有活性物质层22，本实施例中，集流体21的一个表面设置极耳凹槽1，还可以是集流体21的两个表面设置有极耳凹槽1。本实用新型一实施例中，集流体21 的两个表面上的极耳凹槽1位置可以是互相错位的，也可以是重合的，本实用新型对此没有具体限定，极耳凹槽1的位置分布可以根据实际生产过程中极片的实际情况进行设定。
29.本实施例中，极片可以为涂布后极片，也可以是辊压后极片，还可以是分条后极片，本实用新型没有具体限定极片具体是哪个工序的极片。本实施例中，极耳凹槽1是通过清洗极片某一位置活性物质层22获得的，其中，清洗技术包括激光、静电发生器、电化学清洗的其中一种或几种。
30.本实用新型一实施例提供一种锂离子电池，包括正极片、负极片和电解液，所述正极片、负极片是使用上述的极片结构。
31.本实施例提供一种极片其获得及工作过程：
32.a：选定涂布后极片，首先确定极片上极耳凹槽1的位置。b：使用激光技术清洗极片凹槽1位置处的活性物质层22。c：根据工艺要求，在极片的两个活性物质层22上清洗出带有圆角3的极耳凹槽1，极耳凹槽1的形状为矩形；两个活性物质层22表面各清洗出一个极耳凹槽1，且两个极耳凹槽1位置错位；圆角3的个数为2个、直径r＝1/2矩形边长，极耳凹槽1的个数为2个。d：之后经过辊压、分条、制备工序，将极耳焊接到对应的极耳凹槽1位置；之后经过注液等工序，制备得到锂离子电池。
33.本实用新型提供一种极片及包括所述极片的电池，包括集流体和活性物质层，活性物质覆盖于集流体上至少一个表面，活性物质层上开设有漏出集流体表面的截面形状为多边形且至少一个角为圆角的极耳凹槽，此形状的极耳凹槽能有效缓解极片在辊压、分条和制片工序因极片的应力作用对极耳凹槽位集流体产生的作用力，进而降低极耳凹槽位置集流体的褶皱情况的发生，提高极片品质外观，后工序极耳焊接优率，减少电池极化，降低电池温升，提高锂离子电池能量密度、电化学性能和安全性能。
34.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、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。