專(zhuān)利名稱(chēng)：：一種電池極片及其制備方法和含有該極片的電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種電池極片及其制備方法和含有該極片的電池，尤其是一種適用于鋰離子二次電池的極片及其制備方法和含有該極片的鋰離子二次電池。
背景技術(shù)：
：鋰離子電池由于具有能量密度高，循環(huán)壽命長(zhǎng)，開(kāi)路電壓高，安全無(wú)污染等一系列優(yōu)點(diǎn)，己廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、PDA、MP3、Bluetooth、PMP等眾多便攜式通信、娛樂(lè)電子產(chǎn)品中，并逐步向電動(dòng)自行車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)等領(lǐng)域拓展，其市場(chǎng)占有率達(dá)到90%以上。因此，鋰離子電池是目前最具有競(jìng)爭(zhēng)力的、且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展的新一代二次能源?，F(xiàn)有技術(shù)中的電池極片涂敷漿料后，在進(jìn)行極片輥壓的過(guò)程中含有電極材料部分區(qū)域的邊緣會(huì)出現(xiàn)一定的延展，且敷料的延展度與集流體本身的延展度不同，使得極片壓片后在敷料的邊緣出現(xiàn)集流體褶皺的現(xiàn)象，極片會(huì)在巻繞過(guò)程中斷裂嚴(yán)重影響了電池性能。
發(fā)明內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)中電池集流體在輥壓時(shí)易褶皺導(dǎo)致在巻繞時(shí)極片易斷裂的問(wèn)題，本發(fā)明公開(kāi)了一種電池極片，該極片的集流體在輥壓過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)褶鈹現(xiàn)象，在巻繞時(shí)極片也不會(huì)產(chǎn)生斷裂，提高了極片良品率。本發(fā)明公開(kāi)了一種電池極片，包括一方形集流體和負(fù)載于所述集流體上的電極材料，所述含電極材料的部分含有第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域，所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度，并且所述第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域之間還含有一過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極材料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種電池極片的制備方法，包括在所述集流體上涂覆電極漿料，然后經(jīng)烘干、輥壓得到所述電池極片，其中，在所述輥壓之前包括減薄處理，形成第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域，第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極材料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)。本發(fā)明還公開(kāi)了一種電池，包括電池殼、極芯和電解液，所述極芯和電解液密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極極片、負(fù)極極片和位于正極極片與負(fù)極極片之間的隔膜，其特征在于至少正極極片為上述電池極片，或者至少正極極片為上述制備方法制備的電池極片。本發(fā)明的電池極片中的集流體在輥壓過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)褶鈹現(xiàn)象，提高了極片良品率。有利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。并且采用本發(fā)明公開(kāi)的方法制備的電池的安全性能得到了一定的提高。圖1為本發(fā)明公開(kāi)的電池極片；圖2為本發(fā)明公開(kāi)的電池極芯；圖3為實(shí)施例5所述的電池極芯。其中，附圖標(biāo)記為1、第一厚度區(qū)域；2、過(guò)渡區(qū)域；21、正極極耳；22、負(fù)極極耳；3、第二厚度區(qū)域；4、極耳區(qū)；5、電極集流體；6、隔膜；7、正極極片終止端；8、負(fù)極極片終止端。具體實(shí)施方式本發(fā)明公開(kāi)了一種電池極片，包括一方形集流體和負(fù)載于所述集流體上的電極材料，所述含電極材料的部分含有第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域，所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度，并且所述第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域之間還含有一過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極材料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)。本發(fā)明中，所述第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域、第二厚度區(qū)域和極耳區(qū)可以通過(guò)如下方式劃分以平行于該集流體一邊的方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向，垂直于所述長(zhǎng)度方向?yàn)閷挾确较颍谒鰧挾确较蛏?，集流體上含有電極材料的區(qū)域從一邊到另一邊依次分為第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域。所述集流體材料為本領(lǐng)域公知，如在鋰離子二次電池中，正極集流體可以為鋁箔，負(fù)極集流體可以為銅箔。所述電極材料為本領(lǐng)域公知，如在鋰離子二次電池中，正極材料包括正極粘結(jié)劑、正極活性物質(zhì)和正極導(dǎo)電劑。所述正極粘結(jié)劑、正極活性物質(zhì)和正極導(dǎo)電劑的含量為常規(guī)含量。本發(fā)明對(duì)正極活性物質(zhì)沒(méi)有特別的限制，與現(xiàn)有技術(shù)一樣。所述正極活性物質(zhì)可以采用可以商購(gòu)的所有正極活性物質(zhì)，如LiFeP04，Li3V2(P04)3，LiMn204，LiMn02，LiNi02，LiCo02，LiVP04F，LiFe02;或者三元系Li!+aL卜b—cMbNc02，其中-0.1《a《0.2，0《b《l，0《c《l，0《b+c《l，L、M、N為Co、Mn、Ni、Al、Mg、Ga和3d過(guò)渡族金屬元素中一種或幾種。所述正極導(dǎo)電劑可以采用本領(lǐng)域所公知的任何正極導(dǎo)電劑，例如可以采用石墨、碳纖維、碳黑、金屬粉末和纖維中的一種或幾種。將正極材料與溶劑混合得到正極漿料，所用的溶劑可以是現(xiàn)有技術(shù)中的各種溶劑，如可以選自N-甲基吡咯垸酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亞砜(DMSO)、四氫呋喃(THF)以及水和醇類(lèi)中的一種或幾種。溶劑的用量使所述正極漿料能夠涂覆到所述正極集流體上即可。本發(fā)明對(duì)負(fù)極材料沒(méi)有特別的限制，與現(xiàn)有技術(shù)一樣，所述負(fù)極材料層通常包括負(fù)極活性物質(zhì)、負(fù)極粘結(jié)劑以及負(fù)極導(dǎo)電劑。所述負(fù)極活性物質(zhì)可以采用可以商購(gòu)的所有負(fù)極活性物質(zhì)，如石墨和鋰鈦氧化合物。所述負(fù)極導(dǎo)電劑可以為鎳粉和/或銅粉。所述負(fù)極粘結(jié)劑可以是現(xiàn)有技術(shù)中用于鋰離子二次電池負(fù)極的各種粘結(jié)劑，如可以是聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、羧甲基纖維素鈉(CMC)和丁苯橡膠(SBR)中的一種或幾種。從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上，即在所述寬度線上，所述過(guò)渡區(qū)域的寬度為l-10mm，第二厚度區(qū)域?qū)挾葹閘-10mm。優(yōu)選為所述過(guò)渡區(qū)域的寬度為3-8mm，第二厚度區(qū)域?qū)挾葹?-8mm。所述過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度不大于第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度，所述第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度不大于過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度。所述過(guò)渡區(qū)域與第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域平滑連接；所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度為20-350um，過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度為15-300um，第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度為10-250um。優(yōu)選情況下，所述過(guò)渡區(qū)域中電極材料的最大厚度與第一厚度區(qū)域的厚度相同，過(guò)渡區(qū)域的最小厚度與第二厚度區(qū)域的厚度相同。進(jìn)一步優(yōu)選情況下，所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度與第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度比為2-10:1。為更好的防止集流體的褶皺或斷裂，充分發(fā)揮本發(fā)明公開(kāi)的電極極片的優(yōu)點(diǎn)，所述過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度的遞減梯度為5-300um/mm，優(yōu)選為10-150um/mm。所述遞減梯度的計(jì)算方法為遞減梯度=(過(guò)渡區(qū)域最大厚度一最小厚度)+過(guò)渡區(qū)域?qū)挾?。所述第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度均一，過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度遞減梯度相同。在所述電池極片上還包括不含電極材料的極耳區(qū)，所述極耳區(qū)與過(guò)渡區(qū)域分別位于第二厚度區(qū)域的兩側(cè)，所述極耳區(qū)與第二厚度區(qū)域相鄰，所述極耳區(qū)寬度為10-100mm，優(yōu)選為20-70mm。9本發(fā)明公開(kāi)的電池極片以正極極片為例，其制作方法可以為將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑混合后，充分?jǐn)嚢柚苽湔龢O漿料。所述正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑同前文所述，在此不再贅述。本發(fā)明還公開(kāi)了一種電池極片的制備方法，包括在所述集流體上涂覆電極漿料，然后經(jīng)烘干、輥壓得到所述電池極片，其中，在所述輥壓之前包括減薄處理，形成第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域，第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極材料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)。所述減薄處理的方法為刮剃或直接涂覆成所述第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域，第一厚度區(qū)域。當(dāng)所述減薄處理為直接涂覆成所述第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域時(shí)，本發(fā)明公開(kāi)的制備方法，包括在所述集流體上涂覆電極漿料，形成第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域，第一厚度區(qū)域中電極槳料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極漿料的厚度，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極漿料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)，然后烘干，再經(jīng)輥壓得到所述電池極片。上述在集流體上涂覆電極漿料，形成第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域的方法為集流體沿其長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)，在其寬度方向上通過(guò)控制涂覆漿料流量的方式進(jìn)行涂覆，其中，在第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域所對(duì)應(yīng)的寬度上，漿料的流量不同。所述第一厚度區(qū)域所對(duì)應(yīng)的寬度上，漿料的流量不變，第二厚度區(qū)域所對(duì)應(yīng)的寬度上，漿料的流量不變，過(guò)渡區(qū)域所對(duì)應(yīng)的寬度上，漿料的流量按從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域方向遞減。具體流量與集流體運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，只需使涂覆形成的第一厚度區(qū)域中電極漿料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極漿料的厚度，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極漿料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)。上述在集流體上涂覆電極漿料，形成第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域的方法還可以為在極片拉漿時(shí)，在極片出口處設(shè)有一擋板，擋板下部高出極片一定距離，該距離即為極片上電極漿料的厚度。集流體沿其長(zhǎng)度方向運(yùn)動(dòng)，該擋板設(shè)置在集流體的寬度方向上；在第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域所對(duì)應(yīng)的寬度上，擋板下部高出極片的距離與該區(qū)域所需的電極漿料的厚度對(duì)應(yīng)。通過(guò)該方法，只需通過(guò)控制擋板上各段下部高出極片的距離即可控制極片上電極漿料的厚度及過(guò)渡區(qū)域的遞減趨勢(shì)，得到含有第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域的極片。優(yōu)選情況下，先根據(jù)所需的第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域的寬度，在集流體上選定相應(yīng)位置。在所述集流體上第一厚度區(qū)域位置、過(guò)渡區(qū)域位置和第二厚度區(qū)域位置內(nèi)涂覆電極漿料，使所述第一厚度區(qū)域電極漿料的厚度大于第二厚度區(qū)域電極漿料的厚度，所述過(guò)渡區(qū)域電極漿料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)，然后烘干，再經(jīng)輥壓得到所述電池極片。本發(fā)明中，第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域是指本發(fā)明公開(kāi)的電池極片上的電極材料或電極漿料；第一厚度區(qū)域位置、過(guò)渡區(qū)域位置和第二厚度區(qū)域位置是指本發(fā)明公開(kāi)的電池極片上的電極材料或電極漿料在集流體表面所占的位置。當(dāng)所述減薄處理為刮剃時(shí)，該制備方法可具體為在所述集流體上涂覆電極漿料，然后對(duì)所述電極漿料進(jìn)行刮剃形成第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域，第一厚度區(qū)域中電極漿料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極漿料的厚度，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極漿料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)，然后經(jīng)烘干、輥壓得到所述電池極片。優(yōu)選情況下，上述方法為在所述集流體上選定相應(yīng)第一厚度區(qū)域位置、過(guò)渡區(qū)域位置以及第二厚度區(qū)域位置。在第一厚度區(qū)域位置，過(guò)渡區(qū)域位置以及第二厚度區(qū)域位置內(nèi)涂覆電極漿料，所涂覆的電極槳料的厚度為第一厚度區(qū)域所需的厚度，然后對(duì)所述過(guò)渡區(qū)域位置和第二厚度區(qū)域位置上的電極漿料進(jìn)行刮剃，形成所述過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域，使所述第一厚度區(qū)域中電極漿料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極漿料的厚度，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極漿料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)；然后將上述處理后的極片烘干和輥壓，得到所述電池極片。上述制備方法也可以具體為在所述集流體上涂覆電極漿料，然后對(duì)所述電極漿料進(jìn)行刮剃，形成過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極漿料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)，然后在集流體上涂覆電極漿料形成第二厚度區(qū)域，得到的第二厚度區(qū)域與過(guò)渡區(qū)域相連，再經(jīng)烘干和輥壓，得到所述電池極片。優(yōu)選情況下，上述方法為在所述集流體上選定相應(yīng)第一厚度區(qū)域位置，過(guò)渡區(qū)域位置以及第二厚度區(qū)域位置。在第一厚度區(qū)域位置和過(guò)渡區(qū)域位置涂覆電極漿料，所涂覆的電極漿料的厚度為第一厚度區(qū)域所需的厚度，然后對(duì)所述過(guò)渡區(qū)域位置上的電極漿料進(jìn)行刮剃，形成所述過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極漿料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)，然后在所述第二厚度區(qū)域位置上涂覆電極槳料，所涂覆的電極漿料的厚度為第二厚度區(qū)域所需的厚度，形成所述第二厚度區(qū)域；再將上述處理后的極片烘干和輥壓，得到所述電池極片。該制備方法還可以具體為在烘干之后輥壓之前，對(duì)所述電極材料進(jìn)行刮剃，形成所述第一厚度區(qū)域，過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域，所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極材料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)；再經(jīng)輥壓，得到所述電池極片。優(yōu)選情況下，上述方法為在所述集流體上選定相應(yīng)第一厚度區(qū)域位置，過(guò)渡區(qū)域位置以及第二厚度區(qū)域位置。在第一厚度區(qū)域位置、過(guò)渡區(qū)域位置以及第二厚度區(qū)域位置涂覆電極漿料，所涂覆的電極漿料的厚度為第一厚度區(qū)域所需的厚度，然后烘干，再對(duì)所述過(guò)渡區(qū)域位置以及第二厚度區(qū)域位置上的電極材料進(jìn)行刮剃，形成所述過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域，所述第一厚度區(qū)域中電12極材料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度，過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極材料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)；再將上述處理后的極片輥壓，得到所述電池極片。刮剃的方式可以為現(xiàn)有技術(shù)中常用的方式，如采用刀片進(jìn)行刮除，可通過(guò)人工進(jìn)行，也可通過(guò)機(jī)器進(jìn)行。當(dāng)需要得到過(guò)渡區(qū)域電極材料厚度的遞減梯度不變時(shí)，可沿過(guò)渡區(qū)域分別與第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域相連的兩端所在的直線進(jìn)行刮剃。通過(guò)上述方法制備的電池極片上，所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度為20-350um，第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度為10-250um。所述過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度的遞減梯度為5-300um/mm。所述烘干的方法為本領(lǐng)域常用的方法，如在10(TC下烘干。所述輥壓的方法為本領(lǐng)域常用的方法，如采用2.0MPa的壓力進(jìn)行輥壓。經(jīng)過(guò)輥壓處理后，集流體上各個(gè)區(qū)域的電極材料厚度和/或?qū)挾葧?huì)出現(xiàn)一定的變化，但是變化非常小，變化后的數(shù)值仍在上述范圍內(nèi)，優(yōu)選情況下，在制備極片時(shí)，輥壓前形成的所述第一厚度區(qū)域中電極材料或電極漿料的厚度為25-350um，第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度為15-250um，形成上述厚度的方法可以為直接涂覆上述厚度的電極漿料。經(jīng)過(guò)上述處理得到的電池極片出現(xiàn)褶當(dāng)皮的幾率大大降低，當(dāng)將該極片制作成電池后能使電池的安全性能得到顯著提高。在制作極芯時(shí)，將正極極片和負(fù)極極片在所述長(zhǎng)度方向上以一邊為基準(zhǔn)對(duì)齊放置，在寬度方向上錯(cuò)開(kāi)放置，露出所述正極極片和負(fù)極極片上不含電極材料的極耳區(qū)。并且在正極極片和負(fù)極極片中間含有隔膜，負(fù)極極片上含有電極材料部分完全覆蓋正極極片上含有電極材料部分的情況下進(jìn)行巻繞得到極芯。所述隔膜為本領(lǐng)域常用的隔膜，如聚乙烯。根據(jù)本發(fā)明，還可以在所述電極材料上覆蓋有一絕緣層，所述絕緣層至少覆蓋所述過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域。發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于所述絕緣層的作用，避免為了實(shí)現(xiàn)負(fù)極含有電極材料的部分完全覆蓋正極含有電極材料部分時(shí)，可能13負(fù)極上含有電極材料部分的直接接觸，減少了電池內(nèi)部短路等嚴(yán)重影響電池安全性情形的發(fā)生。所述絕緣層厚度可以在較大范圍內(nèi)變動(dòng)，優(yōu)選情況下，所述絕緣層厚度為5-150um。所述絕緣層為本領(lǐng)域常用的材料，如聚苯硫醚、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯中的一種或幾種。所述絕緣層可通過(guò)采用上述材料的膠布直接黏合或采用上述膠體進(jìn)行涂膠。通常情況下，在所述正極極片上的過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域上形成絕緣層即可。優(yōu)選為采用膠布進(jìn)行黏合。所述膠布可通過(guò)商購(gòu)得到。將上述方法制備的電池極片應(yīng)用于電池中能明顯提高電池的安全性能。本發(fā)明還公開(kāi)了一種電池，包括電池殼、極芯和電解液，所述極芯和電解液密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極極片、負(fù)極極片和位于正極極片與負(fù)極極片之間的隔膜，其特征在于至少正極極片為上述電池極片，或者至少正極極片為上述制備方法制備的電池極片。通過(guò)采用上述電池極片，電池的安全性能得到了顯著的提高。本發(fā)明提供的電池的制備方法為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所公知的，該方法包括將正極、負(fù)極和位于正極與負(fù)極之間的隔膜巻繞形成極芯，將極芯置入電池殼中，加入電解液，然后密封。其中，所述正極包括集流體和負(fù)載在集流體上的正極材料，所述正極材料含有正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑和粘結(jié)劑。其中，巻繞和密封的方法為本領(lǐng)域人員所公知。電解液的用量為常規(guī)用量。所述極芯由正極極片、隔膜、負(fù)極極片依次層疊后經(jīng)巻繞形成，所述隔膜的長(zhǎng)度為使隔膜的終止端長(zhǎng)于正極極片和負(fù)極極片的終止端，隔膜的終止端長(zhǎng)于正極極片和負(fù)極極片的終止端的部分能?chē)@極芯纏繞至少一圈。優(yōu)選情況下，所述隔膜的終止端長(zhǎng)于正極極片和負(fù)極極片的終止端的部分能?chē)@極芯纏繞1-10圈，進(jìn)一步優(yōu)選為隔膜的終止端長(zhǎng)于正極極片和負(fù)極極片的終止端的部分能?chē)@極芯纏繞2-6圈。本發(fā)明的發(fā)明人經(jīng)過(guò)大量實(shí)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)，外圈的隔膜與極芯一體，在電解液浸潤(rùn)和充放電過(guò)程中，外圈隔膜也會(huì)相應(yīng)的發(fā)生膨脹，極芯整體的膨脹率較一致，在很大程度上減小了電池褶皺現(xiàn)象的發(fā)生，提高了電池安全性能。同時(shí)采用該方法可以提高電池電解液浸潤(rùn)和保持性能。同時(shí)在制備過(guò)程中，正極極片、隔膜、負(fù)極極片依次層疊后經(jīng)巻繞至正極極片和負(fù)極極片的終止端時(shí)，隔膜的自由端繼續(xù)圍繞極芯纏繞至少一圈，即得到巻繞形成的極芯。該極芯的最外層為至少一圈隔膜。采用該種方法制作電池時(shí)，可以減少生產(chǎn)工序、簡(jiǎn)化操作、提高生產(chǎn)裝配效率，同時(shí)又能節(jié)省人力，降低成本。本發(fā)明中，上述由正極極片、隔膜、負(fù)極極片依次層疊后經(jīng)巻繞形成的極芯的周向線至少部分為弧線，所述正極極片的終止端和/或負(fù)極極片的終止端位于所述極芯的弧形區(qū)域內(nèi)。所述周向線為在所述巻繞的方向上極芯的邊緣所在的線，所述的弧線包括除直線之外的線；所述弧形區(qū)域是指所述弧線所在的極芯表面的區(qū)域。優(yōu)選情況下，正極極片的終止端和負(fù)極極片的終止端均位于所述極芯的同一弧形區(qū)域內(nèi)。本發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)，電池在充放電過(guò)程中，由于極片膨脹導(dǎo)致極芯整體厚度增加，擠壓殼體，殼體會(huì)對(duì)極芯產(chǎn)生反作用力，由于在終止端所在處存在厚度落差，反作用力會(huì)沿厚度落差分布，造成在終止端所在處的應(yīng)力集中，從而導(dǎo)致極芯在終止端所在處發(fā)生褶皺，影響電池的安全性能。將正極極片終止端、負(fù)極極片終止端、隔膜終止端設(shè)置于極芯周向的弧形區(qū)域內(nèi)。由于弧形區(qū)域與電池殼體之間接觸不緊密，留有空間，當(dāng)極芯膨脹時(shí)，弧形區(qū)域與殼體之間的空間起到了緩沖作用，不會(huì)在弧形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生較大的應(yīng)力集中，能有效防止電池在使用過(guò)程中極芯發(fā)生褶皺。而且，電池在充放電的過(guò)程中，由于在極芯褶皺處正負(fù)極極片間隙增大，充放電不均勻，有利于鋰枝晶的生長(zhǎng)，在褶自皮處會(huì)生成大量的鋰枝晶，嚴(yán)重影響到電池的安全性能，將正極極片終止端、負(fù)極極片終止端、隔膜終止端設(shè)置于極芯弧形區(qū)域，能夠有效的減少由于鋰枝晶的生長(zhǎng)所帶來(lái)的不利影響。采用上述處理后，電池在使用過(guò)程中能有效避免極芯出現(xiàn)褶皺，極大提高了電池的安全性能。下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。實(shí)施例1本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的電池極片及其制備方法和采用該電池極片的電池。將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑混合后，充分?jǐn)嚢柚苽湔龢O漿料。將正極集流體按上述方式劃分為第一厚度區(qū)域位置、過(guò)渡區(qū)域位置、第二厚度區(qū)域位置和極耳區(qū)，所述過(guò)渡區(qū)域位置寬度為4mm，所述第二厚度區(qū)域位置寬度為4mm，所述極耳區(qū)寬度為30mm。然后將制備的正極漿料均勻的涂敷在集流體上的第一厚度區(qū)域位置和過(guò)渡區(qū)域位置內(nèi)，所述正極漿料厚度為100um?？刂茩C(jī)器采用刮刀對(duì)所述過(guò)渡區(qū)域位置上的正極漿料采用逐漸減薄處理，得到過(guò)渡區(qū)域內(nèi)正極漿料最大厚度為100um，最小厚度為25um，厚度遞減梯度為18.75um/mm。然后在第二厚度區(qū)域位置內(nèi)進(jìn)行涂敷，得到第二厚度區(qū)域內(nèi)正極漿料厚度為25um。然后進(jìn)行烘干和輥壓得到正極極片。將負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑混合后，充分?jǐn)嚢柚苽湄?fù)極漿料。在負(fù)極集流體寬度方向一側(cè)留有寬度為25mm的極耳區(qū)，將制備的負(fù)極漿料均勻的涂敷在負(fù)極集流體上的非極耳區(qū)內(nèi)，涂覆漿料厚度為90um，然后進(jìn)行烘干和輥壓，制得負(fù)極極片。將正極極片、隔膜及負(fù)極極片進(jìn)行層疊放置，使正負(fù)極極耳區(qū)相對(duì)，并且負(fù)極極片上的含有電極材料部分完全覆蓋正極極片上的含有電極材料部分，然后進(jìn)行巻繞得到極芯。將極芯置入電池殼中，加入電解液，然后密封，得到本發(fā)明公開(kāi)的電池A1。實(shí)施例2本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的電池極片和電池。電池極片及電池的制備方法與實(shí)施例1相同，不同的是在進(jìn)行巻繞之前，在所述過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域上的正極材料上粘貼厚度為80um的聚苯硫醚膠帶。得到本發(fā)明公開(kāi)的電池A2。實(shí)施例3本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的電池極片和電池。將正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑混合后，充分?jǐn)嚢柚苽湔龢O漿料。將正極集流體按上述方式劃分為第一厚度區(qū)域位置、過(guò)渡區(qū)域位置、第二厚度區(qū)域位置和極耳區(qū)，所述過(guò)渡區(qū)域位置寬度為6mm，所述第二厚度區(qū)域位置寬度為6mm，所述極耳區(qū)位置寬度為50mm。然后將制備的正極漿料均勻的涂敷在集流體上的第一厚度區(qū)域位置和過(guò)渡區(qū)域位置內(nèi)，所述正極漿料厚度為90um?？刂茩C(jī)器采用刮刀對(duì)所述過(guò)渡區(qū)域位置上的正極漿料采用減薄處理，得到過(guò)渡區(qū)域內(nèi)正極漿料最大厚度為90um，最小厚度為30um，厚度遞減梯度為10um/mm。然后在第二厚度區(qū)域位置內(nèi)進(jìn)行涂敷，得到第二厚度區(qū)域內(nèi)正極漿料厚度為30um。然后進(jìn)行烘干和輥壓得到正極極片。將負(fù)極活性物質(zhì)、導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、溶劑混合后，充分?jǐn)嚢柚苽湄?fù)極漿料。負(fù)極極片的制作方法與上述正極極片的制作方法相同，不同的是所述過(guò)渡區(qū)域位置寬度為5mm，所述第二厚度區(qū)域位置寬度為5mm，所述極耳區(qū)寬度為40mm。所述負(fù)極槳料厚度為100um?？刂茩C(jī)器采用刮刀對(duì)所述過(guò)渡區(qū)域采用減薄處理，得到過(guò)渡區(qū)域內(nèi)負(fù)極漿料最大厚度為100um，最小厚度為20um，厚度遞減梯度為16um/mm。然后在第二厚度區(qū)域位置內(nèi)進(jìn)行涂敷，得到第二厚度區(qū)域內(nèi)負(fù)極漿料厚度為20um。然后進(jìn)行烘干和輥壓得到負(fù)極極片。17極片表面粘貼絕緣層和巻繞以及電池的組裝方法與實(shí)施例2相同，制得本發(fā)明公開(kāi)的電池A3。'對(duì)比例1本對(duì)比例用于說(shuō)明現(xiàn)有技術(shù)中的電池極片和電池。電池極片及電池的制備方法與實(shí)施例1相同，不同的是所述極片未經(jīng)過(guò)減薄處理，得到電池D1。實(shí)施例4本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的電池。正極極片和負(fù)極極片的制備方法以及電池的組裝方法與實(shí)施例3相同，不同的是在所述過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域上的正極材料上粘貼厚度為50mn的聚苯硫醚膠帶。在制作極芯時(shí)，將上述的正極極片、聚丙烯隔膜和負(fù)極極片依次用巻繞機(jī)層疊巻繞成渦巻狀的極芯，當(dāng)正、負(fù)極極片均達(dá)到終止端后，隔膜的自由端繼續(xù)圍繞極芯纏繞一圈，使正、負(fù)極極片外形成1層隔膜，然后將隔膜剪斷，用膠帶固定。如圖2所示。依照上述方法制備得到電池A4。實(shí)施例5本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的電池。正極極片和負(fù)極極片的制備方法以及電池的組裝方法與實(shí)施例3相同，不同的是在制作極芯時(shí)，將上述的正極極片、聚丙烯隔膜和負(fù)極極片依次用巻繞機(jī)層疊巻繞成渦巻狀的極芯，在巻繞過(guò)程中將正極極片終止端、負(fù)極極片終止端和隔膜終止端設(shè)置于極芯的弧形區(qū)域內(nèi)。依照上述方法制備得到電池A5。對(duì)比例2本對(duì)比例用于說(shuō)明本發(fā)明公開(kāi)的電池。正極極片和負(fù)極極片的制備方法以及電池的組裝方法與實(shí)施例5相同，不同的是在巻繞過(guò)程中將正極極片終止端、負(fù)極極片終止端和隔膜終止端設(shè)置于極芯的非弧形區(qū)域內(nèi)。依照上述方法制備得到電池D2。實(shí)施例6本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的電池。正極極片和負(fù)極極片的制備方法以及電池的組裝方法與實(shí)施例1相同，不同的是正極漿料均勻的涂覆在第一厚度區(qū)域位置、過(guò)渡區(qū)域位置和第二厚度區(qū)域位置，所涂覆的正極漿料厚度為100um。然后用刮刀對(duì)過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域內(nèi)的正極漿料進(jìn)行減薄處理，得到過(guò)渡區(qū)域內(nèi)正極漿料最大厚度為100um，最小厚度為25um，厚度遞減梯度為18.75um/mm，第二厚度區(qū)域內(nèi)正極材料厚度為25um。然后進(jìn)行烘千和輥壓得到正極極片。制得的正極極片第一厚度區(qū)域?qū)挾葹?mm，正極材料厚度為90um;過(guò)渡區(qū)域?qū)挾葹?mm，正極材料最大厚度為90um，最小厚度為21um;第二厚度區(qū)域內(nèi)正極材料厚度為21um。依照上述方法制備得到電池A6。實(shí)施例7本實(shí)施例用于說(shuō)明本發(fā)明提供的電池。正極極片和負(fù)極極片的制備方法以及電池的組裝方法與實(shí)施例6相同，不19同的是正極漿料均勻的涂覆在第一厚度區(qū)域位置、過(guò)渡區(qū)域位置和第二厚度區(qū)域位置，所涂覆的正極漿料厚度為100um。然后進(jìn)行烘干。再用刮刀對(duì)過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域內(nèi)的正極材料進(jìn)行減薄處理，得到過(guò)渡區(qū)域內(nèi)正極材料最大厚度為100um，最小厚度為25um，厚度遞減梯度為18.75um/mm，第二厚度區(qū)域內(nèi)正極材料厚度為25um。將經(jīng)過(guò)上述處理的極片輥壓得到正極極片。制得的正極極片第一厚度區(qū)域?qū)挾葹?mm，正極材料厚度為88um;過(guò)渡區(qū)域?qū)挾葹?mm，正極材料最大厚度為88um，最小厚度為20um;第二厚度區(qū)域內(nèi)正極材料厚度為20um。依照上述方法制備得到電池A7。性能測(cè)試1、良品率測(cè)試按照上述實(shí)施例1-5及對(duì)比例1制作極片的方法，制備正極極片All、A21、A31、A41、A51及Dll各IOO片，測(cè)試良品率。測(cè)試良品率的方法為用肉眼觀察極片是否出現(xiàn)褶皺、斷裂等現(xiàn)象。良品率二無(wú)褶皺或斷裂的極片數(shù)+極片總數(shù)(即100)X100%。2、安全性能測(cè)試對(duì)上述制得的電池Al-A5及Dl進(jìn)行如下安全性能測(cè)試安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)按照QC/T743-2006，進(jìn)行測(cè)試。以上測(cè)試的結(jié)果如表1所示。表1極片樣品良品率/%電池樣品安全性能All95Al輕微冒煙A2197A2無(wú)異常A3198A3無(wú)異常Dll66Dl爆炸A4197A4無(wú)異常A5198A5無(wú)異常20從表1中的測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明公開(kāi)的電池極片中集流體很少出現(xiàn)褶鈹或斷裂的現(xiàn)象，產(chǎn)品良品率高，并且采用本發(fā)明公開(kāi)的極片制備的電池的安全性能得到一定的提高。另外，在此基礎(chǔ)上通過(guò)在過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域上的電極材料表面形成絕緣層能很好提高電池的安全性能。3、極芯性能測(cè)試按照上述實(shí)施例1-5及對(duì)比例1和2制作電池的方法，制備電池Al、A2、A3、A4、A5及D1、D2各100個(gè)。對(duì)制得的上述電池以3.2A的恒定電流進(jìn)行恒壓充電，充電上限電壓3.8V，下限電壓2.2V,截至電流0.2A，擱置10min;然后將電流以8A恒流放電，截至電壓2.0V。進(jìn)行10次充放電。然后將這些電池拆開(kāi)，觀察電池極芯是否發(fā)生褶皺，并觀察是否出現(xiàn)肉眼可見(jiàn)的枝晶或合金。極芯褶皺率=極芯出現(xiàn)褶皺的電池個(gè)數(shù)+100;本發(fā)明中，采用枝晶率來(lái)反映極芯出現(xiàn)枝晶或合金的幾率，艮P:枝晶率=極芯出現(xiàn)枝晶或合金的電池個(gè)數(shù)+100。測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表2。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>如表2的測(cè)試結(jié)果所示，在制作極芯時(shí)，讓隔膜多纏繞極芯至少一圈或者將極片和/或隔膜的終止端置于所述極芯的弧形區(qū)域內(nèi)，能進(jìn)一步降低電池在充放電過(guò)程中產(chǎn)生極芯褶皺率和極芯出現(xiàn)枝晶或合金的幾率，進(jìn)一步提高了電池的安全性能。權(quán)利要求1、一種電池極片，包括一方形集流體和負(fù)載于所述集流體上的電極材料，所述含電極材料的部分含有第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域，所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度，并且所述第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域之間還含有一過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極材料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池極片，其特征在于以平行于所述集流體一邊的方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向，垂直于所述長(zhǎng)度方向?yàn)閷挾确较颍谒鰧挾确较蛏?，集流體上含有電極材料的區(qū)域從一邊到另一邊依次分為第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池極片，其特征在于從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上，所述過(guò)渡區(qū)域的寬度為l-10mm，第二厚度區(qū)域?qū)挾葹閘國(guó)10mm。4、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池極片，其特征在于所述過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度不大于第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度，所述第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度不大于過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池極片，其特征在于所述過(guò)渡區(qū)域與第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域平滑連接；所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度為20-350um，第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度為10-250um。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池極片，其特征在于所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度與第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度比為2-10:1。7、根據(jù)權(quán)利要求1-6中任意一項(xiàng)所述的電池極片，其特征在于所述過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度的遞減梯度為5-300um/mm。8、根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池極片，其特征在于所述第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度均一。9、根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池極片，其特征在于在所述電池極片上還包括不含電極材料的極耳區(qū)，所述極耳區(qū)與過(guò)渡區(qū)域分別位于第二厚度區(qū)域的兩側(cè)，所述極耳區(qū)與第二厚度區(qū)域相鄰，所述極耳區(qū)寬度為10-100mm。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池極片，其特征在于在所述電極材料上覆蓋有一絕緣層，所述絕緣層至少覆蓋所述過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域。11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的電池極片，其特征在于所述絕緣層厚度為5-150um。12、根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的電池極片，其特征在于所述絕緣層為聚苯硫醚、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯中的一種或幾種。13、一種電池極片的制備方法，包括在集流體上涂覆電極漿料，然后經(jīng)烘干、輥壓得到所述電池極片，其中，在所述輥壓之前包括減薄處理，形成第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域，第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極材料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)。14、根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備方法，其特征在于所述減薄處理的方法為刮剃或直接涂覆成所述第一厚度區(qū)域、過(guò)渡區(qū)域和第二厚度區(qū)域。15、根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的制備方法，其特征在于所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度為20-350um，第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度為10-250um。16、根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的制備方法，其特征在于所述過(guò)渡區(qū)域中電極材料的厚度的遞減梯度為5-300um/mm。17、一種電池，包括電池殼、極芯和電解液，所述極芯和電解液密封容納在電池殼內(nèi)，所述極芯包括正極極片、負(fù)極極片和位于正極極片與負(fù)極極片之間的隔膜，其特征在于至少正極極片為權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的電池極片，或者至少正極極片為權(quán)利要求13-16中任意一項(xiàng)所述的制備方法制備的電池極片。18、根據(jù)權(quán)利要求17所述的電池，其特征在于所述極芯由正極極片、隔膜、負(fù)極極片依次層疊后經(jīng)巻繞形成，所述隔膜的長(zhǎng)度為使隔膜的終止端長(zhǎng)于正極極片和負(fù)極極片的終止端，隔膜的終止端長(zhǎng)于正極極片和負(fù)極極片的終止端的部分能?chē)@極芯纏繞至少一圈。19、根據(jù)權(quán)利要求18所述的電池，其特征在于隔膜的終止端長(zhǎng)于正極極片和負(fù)極極片的終止端的部分能?chē)@極芯纏繞1-10圈。20、根據(jù)權(quán)利要求17、18或19中任意一項(xiàng)所述的電池，其特征在于所述極芯由正極極片、隔膜、負(fù)極極片依次層疊后經(jīng)巻繞形成，該極芯的周向線至少部分為弧線，所述正極極片的終止端和/或負(fù)極極片的終止端位于所述極芯的弧形區(qū)域內(nèi)。21、根據(jù)權(quán)利要求20所述的電池，其特征在于正極極片的終止端和負(fù)極極片的終止端位于所述極芯的同一弧形區(qū)域內(nèi)。全文摘要本發(fā)明公開(kāi)了一種電池極片及其制備方法和含有該極片的電池。所述電池極片，包括一方形集流體和負(fù)載于所述集流體上的電極材料，所述含電極材料的部分含有第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域，所述第一厚度區(qū)域中電極材料的厚度大于第二厚度區(qū)域中電極材料的厚度，并且所述第一厚度區(qū)域和第二厚度區(qū)域之間還含有一過(guò)渡區(qū)域，所述過(guò)渡區(qū)域內(nèi)電極材料厚度從第一厚度區(qū)域到第二厚度區(qū)域的方向上呈遞減趨勢(shì)。本發(fā)明還公開(kāi)了上述電池極片的制備方法及采用該電池極片的電池。本發(fā)明的電池極片中的集流體在輥壓過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)褶皺或斷裂現(xiàn)象，提高了極片良品率。有利于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)。并且采用本發(fā)明公開(kāi)的方法制備的電池的安全性能得到了一定的提高。文檔編號(hào)H01M4/13GK101662011SQ20081018181公開(kāi)日2010年3月3日申請(qǐng)日期2008年11月14日優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日發(fā)明者王昌平,磊韓申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司