一种电池极片及电池极片涂布装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种电极片及电极片涂布装置。


背景技术：

2.锂离子电池因其具有能量密度高、安全性能好等特点，因而备受关注，随着3c类电子产品的发展，锂离子电池也逐渐成为各类电子产品的主要电源。锂离子电池按照包装材料来分，可以分为钢壳锂离子电池、铝壳锂离子电池和软包装锂离子电池。无论哪种电池，电池极片都是影响锂离子电池性能最重要的因素之一。
3.然而，现有的电池极片在通过卷绕形成锂离子电池的过程中，会出现负极片与正极片上的铝箔直接接触，形成电池短路的现象，从而对电池造成损坏，影响电池的良率。虽已有通过人工贴胶纸的方法来解决上述短路问题，但人工贴胶纸存在贴合定位不良、胶纸易褶皱、生产效率低等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的目的在于，解决现有的电池极片在卷绕形成锂离子电池的过程中易短路的问题，及人工贴胶纸存在贴合定位不良、胶纸易褶皱、生产效率低的技术问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例提供一种电池极片，采用了如下所述的技术方案：
6.该电池极片包括：
7.集流体，所述集流体包括涂布段和空白段，所述空白段设置于所述涂布段的两侧；
8.活性物质层，所述活性物质层涂覆于所述涂布段；
9.绝缘层，在所述活性物质层和所述空白段的交接处，所述绝缘层一部分涂覆于所述活性物质层，另一部分涂覆于所述空白段上。
10.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述绝缘层的厚度为30um-40um。
11.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述绝缘层的宽度为4-12mm。
12.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述绝缘层与所述活性物质层重叠的宽度为1-2mm。
13.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述绝缘层与所述空白段重叠的宽度为3-10mm。
14.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述集流体为铝箔，所述活性物质层为正极活性物质层。
15.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述绝缘层为at9材料制成的。
16.为了解决上述技术问题，本实用新型实施例还提供一种电池极片涂布装置，采用如下所述的技术方案：所述电池极片涂布装置包括：
17.输送部，所述输送部用于输送集流体；
18.第一涂布喷嘴，所述第一涂布喷嘴用于将活性物质喷涂至所述集流体上，以形成活性物质层；
19.第一干燥部，所述第一干燥部用于对活性物质进行干燥；
20.第二涂布喷嘴，所述第二涂布喷嘴用于将绝缘材料喷涂至所述集流体和所述活性物质层的交接处上；
21.第二干燥部，所述第二干燥部用于对绝缘材料进行干燥；
22.其中，所述第一涂布喷嘴、第一干燥部、第二涂布喷嘴以及第二干燥部依次间隔设置于所述输送部上，所述集流体依次经过所述第一涂布喷嘴、第一干燥部、第二涂布喷嘴和第二干燥部，以形成上述的电池极片。
23.进一步地，在一些实施例的优选方案中，所述输送部包括机架、放卷辊和收卷辊，所述放卷辊和所述收卷辊相对设置于所述机架的两端，所述第一涂布喷嘴、第一干燥部、第二涂布喷嘴以及第二干燥部依次间隔设置于所述放卷辊和所述收卷辊之间。
24.与现有技术相比，本实用新型实施例提供的电池极片及电池极片涂布装置主要有以下有益效果：
25.一方面，在活性物质层和空白段的交接处，该电池极片通过将绝缘层一部分涂覆于活性物质层，另一部分涂覆于空白段上，以形成安全位。这样，当正负极片通过卷绕的方式制成电芯的时候，绝缘层能够避免负极片上的负极活性物质层超出正极片的正极活性物质层的部分，与正极片上集流体的空白段直接接触，造成电池短路发热的问题，从而提高电池的良率。
26.另一方面，该电池极片涂布装置通过采用第二涂布喷嘴和第二干燥部，将绝缘材料涂布在电池极片的活性物质层的表面和集流体的空白段上，并进行干燥，以在电池极片上形成绝缘层。显然，相比于传统手工贴胶纸，该电池极片涂布装置喷涂绝缘层的精度更高、生产效率更快，同时，喷涂后的绝缘层不会发生褶皱。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：
28.图1是本实用新型一个实施例中电池极片的结构示意图一；
29.图2是图1中电池极片的侧面示意图；
30.图3是本实用新型一个实施例中电池极片的结构示意图二；
31.图4是本实用新型一个实施例中电池极片喷涂装置的结构示意；
32.图5是集流体涂布活性物质的结构示意图；
33.图6是具有活性物质层的集流体涂布绝缘材料的结构示意图。
34.附图中的标号如下：
35.100、电池极片；
36.110、集流体；111、涂布段；112、空白段；120、活性物质层；130、绝缘层；
37.200、电池极片涂布装置；
38.210、输送部；211、放卷辊；212、收卷辊；220、第一涂布喷嘴；230、第一干燥部；240、第二涂布喷嘴；250、第二干燥部。
具体实施方式
39.除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本实用新型技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本实用新型，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。
40.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本实用新型的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。
42.此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
43.本实用新型实施例提供一种电池极片100，该电池极片100应用于锂离子电池生产加工方面，特别是应用于常规卷绕式电芯中的电池极片100。另外，这里所述的电池可以但不限于软包电池。
44.如图1和图2所示，该电池极片100包括集流体110、活性物质层120以及绝缘层130，集流体110包括涂布段111和空白段112，空白段112设置于涂布段111的两侧，活性物质层120涂覆于涂布段111。其中，在活性物质层120和空白段112的交接处，绝缘层130一部分涂覆于活性物质层120，另一部分涂覆于空白段112上。
45.可以理解地，当正负极片通过卷绕的方式制成电芯的时候，正极片头部的空白段112先和卷针接触缠绕，负极片缠绕至正极片上，此时，负极片上的负极活性物质层120超出正极片的正极活性物质层120的部分，会先与正极片上集流体110空白段112上的绝缘层130接触。这样，绝缘层130能够避免负极片上的负极活性物质层120超出正极片的正极活性物质层120的部分，与正极片上集流体110的空白段112直接接触，造成电池短路发热的问题，从而提高电池的良率。
46.需要说明的是，在正负极片卷绕时，正负极之间设置有隔离膜，隔离膜同正负极片一起卷绕以形成电芯，这是本领域技术人员公知的技术手段，在本实用新型不做详细介绍。
47.另外，如图2所示，电池极片100通过将绝缘层130一部分涂覆于活性物质层120，另一部分涂覆于空白段112上，能够避免在电池极片100的制作过程中，因涂布制程尺寸的波动，造成绝缘层130与活性物质层120之间形成有间隙，即集流体110暴露，从而避免在电池
极片100的卷绕过程中，负极片上的负极活性物质层120与正极片上集流体110的空白段112直接接触，造成电池短路发热的问题。
48.综上，相比现有技术，该电池极片100至少具有以下有益效果：该电池极片100通过将绝缘层130一部分涂覆于活性物质层120的表面，另一部分涂覆于空白段112上，以形成安全位。这样，当正负极片通过卷绕的方式制成电芯的时候，绝缘层130能够避免负极片上的负极活性物质层120超出正极片的正极活性物质层120的部分，与正极片上集流体110的空白段112直接接触，造成电池短路发热的问题，从而提高电池的良率。
49.为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面将结合附图1 至图6，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
50.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图2所示，绝缘层130的厚度h为30um-40um，以避免因绝缘层130的厚度过大，导致增加卷绕后电芯的厚度，影响用户的使用；或者因绝缘层130的厚度过小，导致在电池极片100的卷绕过程中，绝缘层130发生断裂，出现负极片上的负极活性物质层120与正极片上集流体110的空白段112直接接触，造成电池短路发热的问题。
51.需说明的是，这里所述的绝缘层130的厚度是指高于活性物质层120的高度。具体的，绝缘层130的厚度可以为30um、32um、34um、36um、38um或 40um，在本实用新型对此不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况选择。
52.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图1所示，绝缘层130的宽度d为4mm-12mm。具体的，绝缘层130的宽度等于绝缘层130与活性物质层120重叠的宽度与绝缘层130与空白段112重叠的宽度之和。另外，这里所述的绝缘层130的宽度方向与活性物质层120的长度方向相同。
53.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图2所示，绝缘层130与活性物质层120重叠的宽度d1为1mm-2mm，以避免因绝缘层130与活性物质层120重叠的宽度过大，减少活性物质层120有效的作用面积，即电池极片100在卷绕制作成电芯之后，绝缘层130减少正负极之间锂离子的透析，降低电池的性能。
54.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，如图2所示，绝缘层130与空白段112重叠的宽度d2为3mm-10mm，以避免绝缘层130 与空白段112重叠的宽度过小，导致在电池极片100的卷绕过程中，仍有部分负极片上的负极活性物质层120与正极片上集流体110的空白段112直接接触，造成电池短路发热的问题。
55.示例性的，绝缘层130与活性物质层120重叠的宽度d1为1um，绝缘层130 与空白段112重叠的宽度d2为3um，则绝缘层130的宽度d为4um。当然，在其他实施例中，宽度的大小也可以为其他，在本实用新型对此不做限定，本领域技术人员可以根据实际情况选择。
56.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，集流体110 为铝箔，活性物质层120为正极活性物质层120。具体的，正极活性物质层120 涂覆于铝箔上以形成正极片。其中，正极活性物质为磷酸铁锂。
57.进一步地，作为本实用新型一些实施例中的一种具体实施方式，绝缘层130 为at9材料制成的。具体来说，at9组成部分为勃姆石、pvdf(聚偏二氟乙烯)、nmp(n-甲基吡咯烷酮)，at9材料制成的绝缘层130能够起到较好的绝缘效果。当然，在其他实施例中，绝缘层130也可以采用其他绝缘材料制成，对此在本实用新型不做限定，本领域技术人员可以根据
实际情况选择。
58.基于上述的电池极片100，本实用新型实施例还提供一种电池极片涂布装置 200，如图4至图6所示，电池极片涂布装置200包括输送部210、第一涂布喷嘴220、第一干燥部230、第二涂布喷嘴240、第二干燥部250，其中，第一涂布喷嘴220、第一干燥部230、第二涂布喷嘴240以及第二干燥部250依次间隔设置于输送部210上，集流体110依次经过第一涂布喷嘴220、第一干燥部230、第二涂布喷嘴240和第二干燥部250，以形成上述的电池极片100。
59.具体地，当需要制作电池极片100时，先将集流体110放置与输送部210 上，输送部210带动集流体110运动，当集流体110运动至第一喷涂嘴时，第一涂布喷嘴220将活性物质喷涂至集流体110(具体为集流体110的涂布区)上；当运动至第一干燥部230时，第一干燥部230对活性物质进行干燥，以形成具有活性物质层120的集流体110，当具有活性物质层120的集流体110运动至第二涂布喷嘴240时，第二涂布喷嘴240将绝缘材料喷涂至具有活性物质层120 的集流体110(具体为部分空白区和部分活性物质层120)上；当集流体110运动至第二干燥部250时，第二干燥部250对绝缘材料进行干燥，最终形成上述的电池极片100。
60.需要说明的是，通过该电池极片涂布装置200能够实现电池极片100制作过程的全自动化，取消了人工贴胶的步骤，从而大大提高生产效率，同时，自动化制作精度高，能够解决人工贴胶纸时的漏胶漏金属的问题。另外，通过第二涂布喷嘴240将绝缘材料喷涂和第二干燥部250对绝缘材料进行干燥，使得绝缘层130与集流体110的连接更加稳固，不会出现褶皱的问题。
61.综上，相比现有技术，该电池极片涂布装置200至少具有以下有益效果：该电池极片涂布装置200通过采用第二涂布喷嘴240和第二干燥部250，将绝缘材料涂布在电池极片100的活性物质层120的表面和集流体110的空白段112 上，并进行干燥，以在电池极片100上形成绝缘层130。显然，相比于传统手工贴胶纸，该电池极片涂布装置200喷涂绝缘层130的精度更高、生产效率更快，同时，喷涂后的绝缘层130不会发生褶皱。
62.在本实施例中，如图4所示，输送部210包括机架、放卷辊211和收卷辊 212，放卷辊211和收卷辊212相对设置于机架的两端，第一涂布喷嘴220、第一干燥部230、第二涂布喷嘴240以及第二干燥部250依次间隔设置于放卷辊 211和收卷辊212之间。
63.需要说明的是，上述的第一涂布喷嘴220、第一干燥部230、第二涂布喷嘴 240以及第二干燥部250，可以采用现有结构，也可采用创新结构，本实用新型对此不作限定，本领域技术人员可根据实际情况进行选择。
64.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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权利要求范围之内。