一种锂电池极耳用胶纸、阴极片、电芯结构和锂电池的制作方法

1.本实用新型属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池极耳用胶纸、阴极片、电芯结构和锂电池。


背景技术：

2.锂离子电池因为具有能量密度高、无记忆效应、循环寿命长、环境友好等优点,在化学储能器件中脱颖而出,受到电动汽车、3c等产业的广泛关注。为满足市场对高存储能量的需求,电池的能量密度越来越高，为了追求更高的充电速度，电芯从常规结构逐渐向极耳中置结构发展。
3.极耳中置结构与常规结构相比较，其充电速度快，电芯的内阻小，充放电过程中发热小。但是极耳中置结构在充电过程中的电流密度大，阳极极耳位容易析锂，析锂造成电芯锂含量损失，电芯容量减小；锂枝晶极易刺穿隔膜，阴、阳极短路，造成安全风险；锂在阳极片表面析出，电芯厚度增加。
4.极耳中置结构导致阳极极耳位析锂的主要原因是：阳极极耳位对应的阴极在充电过程中由于锂离子扩散作用，导致阴极贴胶区的锂离子扩散至保护胶边缘运输到阳极(阴极贴胶区的锂离子逃逸)，导致对应阳极极耳位边缘的锂离子浓度高，没有足够的嵌锂位置，金属锂在阳极极耳位边缘析出。
5.现有的技术通过以下两种方式来改善：
6.一、去除阳极极耳位对应阴极极片区域上的活性物质；
7.二、极耳位喷胶和正负极焊接槽位进行点胶。
8.但上述方法虽然能在一定程度上改善极耳位析锂的状况，但是工艺较复杂。而且采用第一种方法时，若是漏贴胶，可能会造成铝箔与阳极活性物质直接接触，触发最严重的短路，对电芯的安全性能产生极大的影响，容易引发安全事故。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种锂电池极耳用胶纸，其在粘贴后粘性保持一致，能防止胶纸在局部富液的情况下脱落。
10.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种锂电池极耳用胶纸，包括基层和热熔系胶层，所述基层由pi聚酰亚胺薄膜构成；所述热熔系胶层设置在所述基层的至少一表面。
11.进一步地，还包括隔离层，所述隔离层设置在所述基层和所述热熔系胶层之间。
12.进一步地，所述隔离层由油性隔离剂或水性隔离剂制成。
13.进一步地，所述隔离层和所述热熔系胶层中的一个设置有凹部，所述隔离层和所述热熔系胶层中的另一个设置有与所述凹部相配合的凸起。
14.进一步地，所述热熔系胶层为聚烯烃类改性热塑性弹性体材料。
15.本实用新型的目的之二在于：提供了一种阴极片，包括：上述的锂电池极耳用胶纸
和集流件，所述集流件设置有第一贴胶位和第二贴胶位，所述第一贴胶位两侧均采用所述锂电池极耳用胶纸或普通胶粘贴，所述第二贴胶位在阴、阳极片卷绕后与阳极极耳位相对应，且所述第二贴胶位两侧均采用所述锂电池极耳用胶纸粘贴。
16.进一步地，所述第一贴胶位为阴极极耳位。
17.进一步地，所述集流件尾部贴合有收尾胶，所述收尾胶为普通绿胶或普通黄胶。
18.本实用新型的目的之三在于：提供了一种电芯结构，包括：上述的阴极片、阳极片和隔膜，所述阴极片、所述隔膜和所述阳极片依次经过卷绕或堆叠的方式形成电芯。
19.本实用新型的目的之四在于：提供了一种锂电池，上述的电芯结构。
20.本实用新型的有益效果在于：一种锂电池极耳用胶纸，包括基层和热熔系胶层，所述基层由pi聚酰亚胺薄膜构成；所述热熔系胶层设置在所述基层的至少一表面。本实用新型提供的一种锂电池极耳用胶纸，其基层具有较好的耐化学腐蚀性和结构强度，同时，增设有热熔系胶层，使得胶纸粘接在阴极极片的阴极极耳位或与阳极极耳位对应的贴胶区域之后，胶纸的粘性在化成早期和化成中后期均保持一致，能防止胶纸在局部富液的情况下脱落，而且，还可以通过化成工序的高温润湿和渗透阴极极片的表面材料，使阴极极片贴胶区域的锂离子难以移动，无法扩散至胶纸的边缘，化成充电时，不会造成锂离子在阳极极耳位边缘聚集，有效缓解了金属锂在阳极极耳位边缘的析出状况。
附图说明
21.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
22.图1为本实用新型实施例1中的一种锂电池极耳用胶纸的结构示意图之一；
23.图2为本实用新型实施例1中的一种锂电池极耳用胶纸的结构示意图之二；
24.图3为本实用新型实施例1中的锂电池极耳用胶纸在电池化成阶段对锂离子颗粒的作用示意图；
25.图4为本实用新型实施例2中的一种阴极片的贴胶示意图之一；
26.图5为本实用新型实施例2中的一种阴极片的贴胶示意图之二；
27.其中，附图标记说明如下：
28.1、基层；2、热熔系胶层；3、隔离层；4、集流件；41、第一胶纸；42、第二胶纸；43、第三胶纸；44、第四胶纸；45、第五胶纸；46、第六胶纸；5、铝箔；6、锂离子颗粒。
具体实施方式
29.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
30.在申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。
31.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
32.以下结合附图1～5对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
33.实施例1
34.参见图1所示，本实用新型实施例1提供了一种锂电池极耳用胶纸，包括基层1和热熔系胶层2，基层1由pi聚酰亚胺薄膜构成；热熔系胶层2设置在基层1的至少一表面。本实用新型提供的一种锂电池极耳用胶纸，其基层1具有较好的耐化学腐蚀性和结构强度，同时，增设有热熔系胶层2，使得胶纸粘接在阴极极片的阴极极耳位或与阳极极耳位对应的贴胶区域之后，胶纸的粘性在化成早期和化成中后期均保持一致，能防止胶纸在局部富液的情况下脱落，而且，还可以通过化成工序的高温润湿和渗透阴极极片的表面材料，使阴极极片贴胶区域的锂离子难以移动，无法扩散至胶纸的边缘，化成充电时，不会造成锂离子在阳极极耳位边缘聚集，有效缓解了金属锂在阳极极耳位边缘的析出状况。
35.参见图2所示，在另一实施方式中，锂电池极耳用胶纸包括隔离层3，隔离层3设置在基层1和热熔系胶层2之间。具体地，在基层1表面通过涂布机均匀涂覆一层隔离剂，隔离剂可为油性隔离剂或水性隔离剂，经过干燥之后，于基层1表面形成一层隔离层3，然后在隔离层3远离基层1的一表面涂覆有热熔胶，从而形成锂电池极耳用胶纸。
36.其中，热熔系胶层2为聚烯烃类改性热塑性弹性体材料。将热熔系胶层2采用由sebs/pp、seps/pp、sbs/pp等相关的聚烯烃类改性热塑性弹性体材料组成，不仅能够使得胶层和隔离层3之间形成更稳固地附着力，进而解决了现有的热熔系胶层2与基层1结构之间存在不稳定的问题，而且，熔系胶层在化成工序的高温下能发生润湿和渗透，对锂离子起到一定的束缚作用，有效阻止锂离子绕过胶纸扩散到阳极极耳位边缘，减小阳极极耳位析锂情况发生。
37.优选地，隔离层3和热熔系胶层2中的一个设置有凹部，隔离层3和热熔系胶层2中的另一个设置有与凹部相配合的凸起。这种结构设计，增强了隔离层3和热熔系胶层2之间的附着力强度，使得隔离层3和热熔系胶层2之间的粘性更加稳定。
38.实施例2
39.本实用新型实施例2提供了一种阴极片，包括上述实施例1的锂电池极耳用胶纸和集流件4，集流件4设置有第一贴胶位和第二贴胶位，第一贴胶位两侧均采用锂电池极耳用胶纸或普通胶，第二贴胶位在阴、阳极片卷绕后与阳极极耳位相对应，且第二贴胶位两侧均采用锂电池极耳用胶纸。
40.具体地，阴极片的制备方式如下：
41.(1)将钴酸锂、导电炭黑、碳纳米管、粘结剂聚偏二氟乙烯按一定的顺序、质量比添加到搅拌罐中以一定的转速与时间混合均匀，浆料过筛、除磁后，均匀涂覆在铝箔5上，在烘
箱内烘干后进行冷压，从而得到集流件4；然后对集流件4进行切边、分条，分条后在真空条件下110℃烘干4小时，烘干后的极片经激光清洗后，获得制片所需的极耳槽位。
42.(2)激光清洗后的集流件4进行制片贴胶，阴极极片贴胶位置如图4～5所示，该阴极极片贴有6道胶，其中第一胶纸41、第四胶纸44为阴极极耳位黄胶，第二胶纸42、第五胶纸45为对应的阳极极耳位保护胶，该保护胶为本实用新型实施例1中的锂电池极耳用胶纸，第三胶纸43、第六胶纸46为集流件4尾部收尾胶。其中第一胶纸41、第二胶纸42、第四胶纸44、第五胶纸45的长度和宽度均相同，其中，第一胶纸41、第三胶纸43、第四胶纸44、第六胶纸46位置胶纸为普通的绿胶。通过在阴极极片经过卷绕后于阳极极耳位对应的区域贴附有本实用新型实施例1中的锂电池极耳用胶纸，阻止了位于该区域的钴酸锂中的锂离子绕过胶纸，避免了锂离子转移到阳极极耳位边缘产生析锂的风险。
43.优选地，第一贴胶位为阴极极耳位。阴极极耳位可采用本实用新型实施例1中的锂电池极耳用胶纸来贴附，也可采用普通绿胶或普通黄胶来贴附。
44.优选地，集流件4尾部贴合有收尾胶，收尾胶为普通绿胶或普通黄胶。
45.实施例3
46.本实用新型实施例3提供了一种电芯结构，包括：上述实施例2的一种阴极片、阳极片和隔膜，阴极片、隔膜和阳极片依次经过卷绕或堆叠的方式形成电芯。
47.具体地，阳极极片的制备方法如下：
48.(1)将石墨与导电炭黑、增稠剂羧甲基纤维素钠(cmc)、粘结剂丁苯橡胶(sbr)按质量比96：2.0：1.0：1.0制成浆料；
49.(2)将制备得到的浆料涂布在铜箔上并在90℃下烘干，然后进行切边、裁片、分条，分条后在真空条件下110℃烘干4小时，制片贴胶制成锂离子电池阳极片，其中阳极制片贴胶时，使用的胶纸均为普通绿胶。
50.实施例4
51.本实用新型实施例4提供了一种锂电池，上述实施例3中的电芯结构、外壳和电解液，电芯结构放置在外壳内部，且外壳上设置有注液孔，通过注液孔注入电解液，然后经过化成，分容等工序后得到成品电池。
52.具体地，电解液的制备方法如下：
53.将六氟磷酸锂(lipf6)溶解于碳酸乙烯酯(ec)、碳酸二甲酯(dmc)以及碳酸甲乙酯(emc)组成的混合溶剂中(三者的质量比为1；2：1)，得到浓度为1mol/l的电解液。
54.在本实施例4中，锂电池的外壳为铝塑膜。在另一实施方式中，锂电池的外壳为钢壳。需要说明的是，制成锂电池的外壳包括但不限于铝塑膜和钢两种，本领域技术人员可根据生产需求，于现有技术中选择适合的材料来制备锂电池外壳。
55.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
56.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能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新
型的保护范围。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。