电极片和电芯的制作方法

1.本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电极片和电芯。


背景技术：

2.随着锂离子电池技术的迅速发展，人们对锂离子电池能量密度、快速充电能力以及充放电倍率提出了更高的要求。在实际生产过程中，为了提高生产效率往往需要对大片电极片进行清洗，再分切成符合电芯尺寸的条状电极片。
3.在生产过程中无论是设备操作还是人工操作，往往会有工艺误差，从而使得分切出的条状电极片在极耳槽的顶部留有涂膏的概率较大。由于极耳槽是用于与接入连接的部件，在极耳槽的顶部留有涂膏会影响极耳的焊接，从而对锂离子电池的性能造成影响。
4.由此可知，现有技术存在极耳槽的顶部的涂膏难以清除，从而影响极耳焊接的问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种电极片和电芯，以解决极耳槽的顶部的涂膏难以清除，从而影响极耳焊接的问题。
6.第一方面，本发明实施例提供了一种电极片，所述电极片包括第一区域和第二区域；所述第一区域的两相对侧面上均涂覆有涂膏层；
7.所述第一区域包括相对设置的第一侧边和第二侧边，所述第一侧边朝向所述第二侧边凹陷形成凹槽，其中，所述凹槽在所述第一侧边形成有开口；
8.所述第二区域设置于所述凹槽内，所述第二区域上设置有极耳。
9.可选地，所述凹槽包括第一凹槽和第二凹槽，所述第一侧边朝向所述第二侧边依次凹陷形成所述第一凹槽和第二凹槽，其中，所述第一凹槽在所述第一侧边形成有第一开口，所述第一凹槽具有与所述第二凹槽连通的第二开口；
10.所述第二区域的第一部分位于所述第一凹槽内，所述第二区域的第二部分位于所述第二凹槽内。
11.可选地，所述第二区域背离所述第一区域的端部的第一剖面呈梯形设置。
12.可选地，所述梯形的上底与所述第一侧边之间的垂直距离小于所述梯形的下底与所述第一侧边之间的垂直距离。
13.可选地，所述第二区域背离所述第一区域的端部的第二剖面呈弓形设置，其中，所述弓形的弦对应的侧边背离所述开口设置。
14.可选地，所述第二区域背离所述第一区域的端部的第三剖面呈三角形设置，其中，所述三角形的顶点朝向所述开口设置。
15.可选地，所述第二区域背离所述第一区域的端部为第三侧边，所述第二区域与所述第一区域的交界处形成有第四侧边，第一目标侧边与所述第三侧边所形成的夹角的范围为30
°
～75
°
，所述第一目标侧边为所述第二区域用于连接所述第三侧边和所述第四侧边的
侧边。
16.可选地，所述第二区域位于所述凹槽内的部分与所述第一侧边之间的最小垂直距离的范围为2mm～5mm。
17.可选地，所述第一部分上任意两个位置点沿第一方向的最大距离的范围为3mm～8mm，所述第一方向由所述第一侧边的中心点指向所述第二侧边的中心点。
18.可选地，所述第一开口在所述第一侧边的垂直投影的长度为第一长度，所述第二开口在所述第一侧边的垂直投影的长度为第二长度，所述第一长度与所述第二长度的比例的范围为7：6～5：3；
19.或，
20.所述第一长度与所述第二长度的比例的范围为2：3～5：6。
21.可选地，第二目标侧边为弧线或直线，所述第二目标侧边为所述第一凹槽用于连接所述第一侧边和所述第二凹槽的侧边。
22.可选地，所述第二目标侧边为1/4椭圆形状，所述椭圆的长轴范围为4mm～7mm，所述椭圆的短轴范围为2mm～5mm；
23.或，
24.所述第二目标侧边垂直于所述第一侧边。
25.可选地，第三目标侧边为圆弧形，且所述圆弧对应的半径范围为1mm～5mm，所述第三目标侧边为所述第二目标侧边与所述第一部分的侧边连接形成。
26.可选地，所述第一凹槽包括沿第二方向依次设置的第一子凹槽、第二子凹槽和第三子凹槽，所述第二子凹槽在所述第二侧边上的垂直投影与所述第二凹槽在所述第二侧边上的垂直投影重合，所述第一子凹槽在所述第二侧边上的垂直投影的长度和所述第三子凹槽在所述第二侧边上的垂直投影的长度不相同。
27.第二方面，本发明实施例提供了一种电芯，包括如第一方面所述的电极片。
28.在本实施例中，第一区域包括相对设置的第一侧边和第二侧边，第一侧边朝向第二侧边凹陷形成凹槽，其中，凹槽在第一侧边形成有开口；第二区域设置于凹槽内，第二区域上设置有极耳。在极耳槽的顶部存在未完全清除的涂膏的情况下，通过凹槽的设置可以将该部分直接裁切，从而降低了极耳槽的顶部存在难以清除的涂膏的概率，进而提高了极耳焊接的效率。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
30.图1a是本发明实施例提供的电极片的结构示意图；
31.图1b是本发明实施例提供的第一区域和第二区域的结构示意图；
32.图2是本发明实施例提供的第一区域的结构示意图；
33.图3是本发明实施例提供的电极片的剖面结构示意图之一；
34.图4是本发明实施例提供的电极片的剖面结构示意图之二；
35.图5是本发明实施例提供的电极片的剖面结构示意图之三；
36.图6是本发明实施例提供的电极片的剖面结构示意图之四；
37.图7是本发明实施例提供的电极片的剖面结构示意图之五；
38.图8是本发明实施例提供的电极片的剖面结构示意图之六。
具体实施方式
39.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
40.除非另作定义，本发明中使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
41.如图1a-图8所示，本发明实施例提供了一种电极片，电极片包括第一区域10和第二区域20；第一区域10的两相对侧面上均涂覆有涂膏层；
42.第一区域10包括相对设置的第一侧边和第二侧边，第一侧边朝向第二侧边凹陷形成凹槽，其中，凹槽在第一侧边形成有开口；
43.第二区域20设置于凹槽内，第二区域20上设置有极耳30。
44.应理解的是，第二区域20上设置有极耳30，所述第二区域20也可以称为极耳30槽。在本实施例中，极耳30与第二区域20的连接方式在此不做限定。例如，在一些实施例中，极耳30焊接在第二区域20上。
45.应理解的是，如图1a所示，电极片中的第二区域20上设置有极耳30，因此第一区域10涂覆有涂膏层，第二区域20上未涂覆有涂膏层，在电极片与极耳30焊接的情况下，极耳30的一端与第二区域20连接，极耳30的另一端设有绝缘胶，其中，在极耳30的一端与第二区域20连接的情况下，第二区域20靠近极耳30设有绝缘胶的一端，且与绝缘胶间隔设置。
46.应理解的是，电极片通常为薄片状，因此电极片的沿厚度方向的侧面可以理解为侧边。如图2所示，第一区域10包括第一侧边和第二侧边，第一侧边朝向第二侧边凹陷形成凹槽。其中，凹槽的形状在此不做限定。
47.应理解的是，第一区域10的两相对侧面上均涂覆有涂膏层，由于电极片通常为薄片状，第一区域10的侧面为如图3至图8视角中所示的侧面。
48.应理解的是，电极片包括第一区域10和第二区域20可以理解为第一区域10和第二区域20一体成型，或第一区域10和第二区域20为电极片的两个不同部分，电极片涂覆有涂膏层的部分为第一区域10，电极片未涂覆涂膏层的部分为第二区域20。
49.在具体实现时，提高生产效率往往需要对大片电极片进行清洗，再分切成符合电芯尺寸的条状电极片。在得到上述的条状电极片的情况下，部分电极片上的涂膏层已被清洗，因此，该部分的电极片即为第二区域20。仍涂覆有涂膏层的部分电极片即为第一区域10。在经过清洗和分切后得到上述的条状电极片后，可以通过对条状电极片进行裁切。裁切
后得到的电极片即为本实施例提供的电极片。
50.在本实施例中，第一区域10包括相对设置的第一侧边和第二侧边，第一侧边朝向第二侧边凹陷形成凹槽，其中，凹槽在第一侧边形成有开口；第二区域20设置于凹槽内，第二区域20上设置有极耳30。在极耳30槽的顶部存在未完全清除的涂膏的情况下，通过凹槽的设置可以将该部分直接裁切，从而降低了极耳30槽的顶部存在难以清除的涂膏的概率，进而提高了极耳30焊接的效率。
51.可选地，在一些实施例中，凹槽包括第一凹槽101和第二凹槽102，第一侧边朝向第二侧边依次凹陷形成第一凹槽101和第二凹槽102，其中，第一凹槽101在第一侧边形成有第一开口，第一凹槽101具有与第二凹槽102连通的第二开口；
52.第二区域20的第一部分201位于第一凹槽101内，第二区域20的第二部分202位于第二凹槽102内。
53.在本实施例中，可以认为第二区域20的第二部分202与第一区域10固定，第二区域20的第一部分201可以相对于第二区域20的第二部分202和第一区域10活动。因此第二区域20的第二部分202可以认为是第二区域20的自由活动端。
54.应理解的是，第二区域20设置于第一凹槽101和第二凹槽102内，且第二区域20位于第一凹槽101内的部分是第二区域20的第一部分201，第二区域20位于第二凹槽102内的部分是第二区域20的第二部分202。在后续的描述中，第二区域20的第一部分201简称为第一部分201，第二区域20的第二部分202简称为第二部分202。
55.在具体实现时，第一区域10上涂覆有涂膏层，第二区域20上未涂覆有涂膏层。因此，第一区域10的厚度大于第二区域20的厚度。在第二区域20与极耳30连接的情况下，极耳30受到外力作用时，可能会导致第二区域20与极耳30的连接交界处受力较大，导致第二区域20发生撕裂。或者导致第一区域10与第二区域20的连接交界处受力较大，导致第一区域10与第二区域20的连接交界处发生撕裂。
56.在本实施例中，由于第二区域20的第一部分201为第二区域20的自由活动端，因此，在极耳30受到外力作用时，极耳30带动第一部分201摆动，使得极耳30和第一部分201均可以与第二部分202和第一区域10不平行，降低了第二区域20与极耳30的连接交界处的受力大小，从而降低了第二区域20发生撕裂的可能性。同时，由于第一区域10设有第一凹槽，因此，第一区域10的第一侧边与第二区域20不连接，从而避免了第一区域10与第二区域20的连接交界处发生撕裂。
57.应理解的是，第二区域20的结构在此不做限定。具体地，第一部分201的结构在此不做限定。在具体实现时，第一部分201的剖面可以呈任意形状设置。例如，可选地，如图3-图4所示，在一些实施例中，第二区域20背离第一区域10的端部的第一剖面呈梯形设置。
58.在本实施例中，第一剖面对应的剖切平面平行于第一方向和第二方向，第一方向由第一侧边的中心点指向第二侧边的中心点，第二方向由第一侧边的第一端指向第一侧边的第二端，第一侧边的第一端和第二端为第一侧边沿长度方向的两相对端。
59.应理解的是，在一些实施例中，第二区域20背离第一区域10的端部可以理解为第二区域20的第一部分201。因此，在本实施例中可以认为，第一部分201的第一剖面呈梯形设置。
60.为了方便理解，图1a和图1b中建立有二维直角坐标系，第一侧边的长度方向可以
理解为二维直角坐标系中x轴所示方向，第一方向可以理解为二维直角坐标系中-y轴所示方向，第二方向可以理解为二维直角坐标系中x轴所示方向。
61.可选地，如图5所示，在一些实施例中，梯形的上底与第一侧边之间的垂直距离小于梯形的下底与第一侧边之间的垂直距离。
62.可选地，如图6和图7所示，在一些实施例中，第二区域20背离第一区域10的端部的第二剖面呈弓形设置，其中，弓形的弦对应的侧边背离开口设置。
63.应理解的是，在一些实施例中，第二区域20背离第一区域10的端部可以理解为第二区域20的第一部分201。因此，在本实施例中可以认为，第一部分201的第二剖面呈弓形设置，其中，弓形的弦对应的侧边朝向第二开口设置。
64.需说明的是，第二剖面对应的剖切平面平行于第一方向和第二方向。为了方便描述，图3至图8中所示的剖面所对应的剖切平面均平行于第一方向和第二方向。
65.可选地，如图8所示，在一些实施例中，第二区域20背离第一区域10的端部的第三剖面呈三角形设置，其中，三角形的顶点朝向开口设置。
66.应理解的是，在一些实施例中，第二区域20背离第一区域10的端部可以理解为第二区域20的第一部分201。因此，在本实施例中可以认为，第一部分201的第三剖面呈三角形设置，其中，三角形的顶点朝向第一开口设置。
67.应理解的是，第三剖面对应的剖切平面平行于第一方向和第二方向。
68.在另一些实施例中，第二区域20背离第一区域10的端部的剖面也可以呈半圆形设置。在另一些实施例中，第二区域20背离第一区域10的端部的剖面也可以呈不规则形状设置。
69.应理解的是，第二区域20靠近第一区域10的部分的结构在此不做限定。其中，在一些实施例中，第二区域20靠近第一区域10的部分也可以理解为第二部分202。
70.应理解的是，第二部分202的结构在此不做限定。第二部分202的剖面可以呈任意形状设置。第二部分202位于第二凹槽102内，第二部分202的形状与第二凹槽102匹配。
71.可选地，在一些实施例中，第二区域20背离第一区域10的端部为第三侧边103，第二区域20与第一区域10的交界处形成有第四侧边104，第一目标侧边105与第三侧边103所形成的夹角的范围为30
°
～75
°
，第一目标侧边105为第二区域20用于连接第三侧边103和第四侧边104的侧边。
72.如图1b所示，第一目标侧边105可以理解为，第二区域20用于连接第三侧边103的第一端与第四侧边104的第一端的侧边。或者，第一目标侧边105可以理解为，第二区域20用于连接第三侧边103的第二端与第四侧边104的第二端的侧边。其中，第三侧边103的第一端和第二端为第三侧边103沿第二方向设置的两相对端，第四侧边104的第一端和第二端为第四侧边104沿第二方向设置的两相对端。
73.应理解的是，第二区域20用于连接第三侧边103的第一端与第四侧边104的第一端的侧边与第三侧边103所形成的夹角，与第二区域20用于连接第三侧边103的第二端与第四侧边104的第二端的侧边与第三侧边103所形成的夹角可以相同或不同。
74.在本实施例中，第一目标侧边105与第三侧边103所形成的夹角的范围为30
°
～75
°
。通过上述设置，可以使得第二区域20背离第一区域10的端部的部分的面积与极耳30的面积匹配，从而提高第二区域20与极耳30的连接稳定性。
75.可选地，在一些实施例中，第二区域20位于凹槽内的部分与第一侧边之间的最小垂直距离的范围为2mm～5mm。
76.应理解的是，在另一些实施例中，第二区域20位于凹槽内的部分与第一侧边之间的最小垂直距离的范围可以小于2mm或大于5mm。
77.应理解的是，在一些实施例，第二区域20位于凹槽内的部分可以理解为第二区域20的第一部分201，第一部分201与第一侧边之间的最小垂直距离的范围。
78.应理解的是，如图1a所示，第二区域20位于凹槽内的部分与第一侧边之间的最小垂直距离可以记为w1。在一些实施例中，w1也可以理解为第一部分201的顶部与第一侧边之间的距离。在一些实施例中，w1的范围为2mm～5mm。在另一些实施例中，w1可以小于2mm。
79.应理解的是，在具体实现时，提高生产效率往往需要对大片电极片进行清洗，再分切成符合电芯尺寸的条状电极片。因为生产过程中无论是设备操作还是人工操作，往往会有工艺误差，这就导致分切出的小条在第二区域20的顶部可能留有未完全清洗的涂膏层。
80.在本实施例中，通过设置第二区域20的第一部分201与第一侧边之间的最小垂直距离的范围，可以保证第二区域20的第一部分201的顶部留有的涂膏层均被切除。
81.可选地，第一部分201上任意两个位置点沿第一方向的最大距离的范围为3mm～8mm，第一方向由第一侧边的中心点指向第二侧边的中心点。具体地，第一方向为如图1a和图1b所示二维直角坐标系中-y轴所示方向。
82.如图1a所示，第一部分201上任意两个位置点沿第一方向的距离记为w2，在本实施例中，w2的最大值的取值范围为3mm～8mm。w2可以理解为自由活动端的长度。
83.可选地，在一些实施例中，第一开口在第一侧边的垂直投影的长度为第一长度，第二开口在第一侧边的垂直投影的长度为第二长度，第一长度与第二长度的比例的范围为7：6～5：3，
84.或，
85.第一长度与第二长度的比例的范围为2：3～5：6。
86.应理解的是，如图1a所示，第一长度标记为l1，第二长度的标记为l2。在一些实施例中，l1与l2的比例的范围为7：6～5：3。在本实施例中，l1大于l2。
87.在另一些实施例中，如图4所示，l1与l2的比例的范围为2：3～5：6。在本实施例中，l2大于l1。
88.应理解的是，在具体实现时，根据电极片的制作工艺不同，第一凹槽101和第二凹槽102的形状不同，第一长度与第二长度之间的比例也不同。第一开口在第一侧边的垂直投影的长度应大于与第二区域20用于连接的极耳30的宽度。
89.可选地，如图5-图8所示，在一些实施例中，第二目标侧边106为弧线或直线，第二目标侧边106为第一凹槽101用于连接第一侧边和第二凹槽102的侧边。
90.应理解的是，如图5和图6所示，第一凹槽101用于连接第一侧边和第二凹槽102的第二目标侧边106为弧线。第一凹槽101用于连接第一侧边和第二凹槽102的第二目标侧边106为弧线可以理解为，弧线为凹弧线，或弧线为凸弧线。
91.应理解的是，弧线的具体形状在此不做限定。在一些实施例中，弧线所对应的斜坡的角度范围可以为30
°
～75
°
，其中，弧线所对应的斜坡的角度可以理解为，弧线对应的线段与第一侧边之间形成的锐角的角度，在图2中，弧线所对应的角度标记为α。
92.在另一些实施例中，弧线呈圆弧形设置。更进一步地，圆弧形对应的半径范围为1mm～5mm。
93.可选地，在另一些实施例中，第二目标侧边106为1/4椭圆形状，椭圆的长轴范围为4mm～7mm，椭圆的短轴范围为2mm～5mm。
94.如图7和图8所示，在另一些实施例中，第一凹槽101用于连接第一侧边和第二凹槽102的第二目标侧边106为直线。
95.应理解的是，第一凹槽101用于连接第一侧边和第二凹槽102的第二目标侧边106为直线，其中，直线与第一侧边所形成的锐角的范围在此不做限定。例如，在一些实施例中，直线与第一侧边所形成的锐角的范围为30
°
～75
°
。
96.可选地，如图8所示，在另一些实施例中，第二目标侧边106垂直于第一侧边。
97.应理解的是，第一凹槽101两侧均形成有用于连接第一侧边和第二凹槽102的第二目标侧边106。第一凹槽101的两侧形成的用于连接第一侧边和第二凹槽102的第二目标侧边106可以相同或不同。
98.如图3所示，第一凹槽101的第一侧用于连接第一侧边和第二凹槽102的第二目标侧边106为直线，第一凹槽101的第二侧用于连接第一侧边和第二凹槽102的第二目标侧边106为弧线。
99.应理解的是，在一些实施例中，如图4所示，第一凹槽101用于连接第一侧边和第二凹槽102的第二目标侧边106可以为不规则曲线，不规则曲线包括弧线段和直线段，第一侧边与弧线段的第一端连接，弧线段的第二端与直线段的第一端连接，直线段的第二端与第二凹槽102连接。
100.可选地，在一些实施例中，第三目标侧边为圆弧形，且圆弧对应的半径范围为1mm～5mm，第三目标侧边为第二目标侧边与第一部分的侧边连接形成。
101.可选地，在一些实施例中，第一凹槽101包括沿第二方向依次设置的第一子凹槽、第二子凹槽和第三子凹槽，第二子凹槽在第二侧边上的垂直投影与第二凹槽102在第二侧边上的垂直投影重合，第一子凹槽在第二侧边上的垂直投影的长度和第三子凹槽在第二侧边上的垂直投影的长度不相同。
102.在具体实现时，由于生产工艺的波动使得第一凹槽101可能出现偏移，具体体现在第一子凹槽和第三子凹槽不对称，第一子凹槽在第二侧边上的垂直投影的长度和第三子凹槽在第二侧边上的垂直投影的长度不相同。
103.还提供了一种电芯，包括上述的电极片。在本实施例中，该电极片为上述实施例中的电极片，具体结构可以参照上述实施例中的描述，在此不再赘述。由于在本实施例中采用了上述实施例中的电极片，因此本实施例提供的电芯具有上述实施例中电极片的全部有益效果。
104.本发明实施例还提供了一种电池，包括上述的电芯。在本实施例中，该电芯为上述实施例中的电芯，具体结构可以参照上述实施例中的描述，在此不再赘述。由于在本实施例中采用了上述实施例中的电芯，因此本实施例提供的电池具有上述实施例中电芯的全部有益效果。
105.下面将以一个具体的实施例为例，介绍本发明实施例提供的电极片的制作方法，其中，电极片为正极片。首先需制备正极浆料。具体地，以钴酸锂为正极活性材料，然后将钴
酸锂、导电剂和聚偏氟乙烯按照97.2：1.5：1.3的质量比加入到搅拌罐中，然后加入n-甲基吡咯烷酮(n-methylpyrrolidone，nmp)溶剂，按照公知的配料工艺进行充分搅拌，过200目的筛网，配成正极浆料，其中，正极浆料固含量为70％～75％，正极活性材料粒径d50＝16μm。
106.然后，利用涂布机将上述正极浆料涂覆至预先获取的电极片上，在120℃温度下烘干，制备得到初始正极极片，初始正极极片均涂覆有涂膏层。
107.最后，在正极片需要焊接极耳30的位置进行激光清洗，清洗后未涂覆有涂膏层的部分为第二区域20。为了提高生产效率，目前往往需要采用大片清洗，再分切成符合电芯尺寸的小条。因为生产过程中无论是设备操作还是人工操作，往往会有工艺误差，这就导致分切出的小条在第二区域20的顶部留有涂膏，因此第二区域20的第一部分201与第一侧边之间的最小垂直距离的范围设置为2mm～5mm，可以保证第一部分201的顶部留有的涂膏层均被切除。最后按照实际需求对上述初始极片进行裁切，制备得到电极片，其中，初始极片被剪裁除去的部分可以理解为第一凹槽101和第二凹槽102除去设置有第二区域20的区域。在得到电极片后，可以在第一部分201上充型，随后焊接极耳30。
108.根据上述制备过程可知，第一区域10与第二区域20为一体成型的。第一区域10和第二区域20可以认为是电极片的两个不同区域。通过激光清洗可以得到第二区域20对应的区域，通过对初始极片进行剪裁可以得到最终的电极片。
109.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。