一種動(dòng)力型鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于動(dòng)力型鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠減小極片切割毛刺、規(guī)避毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)力型鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]公開號(hào)為CN101867069A的中國專利申請(qǐng)公開了一種具有散熱性能的動(dòng)力型鋰離子電池，其通過在集流體的寬度方向上延伸設(shè)置多個(gè)延伸部，正、負(fù)極集流體上設(shè)置的各延伸部分別組合在一起，分別形成正、負(fù)極極耳。具有這種結(jié)構(gòu)的鋰離子電池具有較低的內(nèi)阻、較大的放電電壓平臺(tái)和放電電流，同時(shí)，該種結(jié)構(gòu)可以降低電池的充放電溫度，改善電池的電化學(xué)性能，增大輸出功率，而且能夠提高電池的散熱性能。
[0003]但是，在切割正、負(fù)極集流體以形成延伸部的過程中，正、負(fù)極集流體的切割端面會(huì)產(chǎn)生毛刺。這是因?yàn)?，用于切割集流體的切割設(shè)備、切割刀具存在裝配間隙，直接切割6~20微米厚的金屬集流體時(shí)，金屬集流體容易在切割設(shè)備、切割刀具的裝配間隙區(qū)產(chǎn)生變形，進(jìn)而使得金屬集流體的切割邊緣產(chǎn)生毛刺。其中，大的毛刺會(huì)凸出于極片表面、并刺穿隔離膜，從而導(dǎo)致電池的正極極片與負(fù)極極片形成電接觸，造成電池內(nèi)短路，引起電池自放電，電池電壓下降、容量降低、電池使用壽命降低；嚴(yán)重者，電池內(nèi)短路后，毛刺區(qū)域?qū)щ娏?，引起電池局部發(fā)熱，使得電池存在燃燒、爆炸的隱患。
[0004]目前預(yù)防毛刺的方法主要從兩個(gè)方向著手進(jìn)行:一是從根源上減小、減少毛刺，二是從應(yīng)用上規(guī)避毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)。通過優(yōu)化極片切割設(shè)備、切割刀具，可以減小、減少毛刺，但技術(shù)開發(fā)難度大、周期長、成本高。而從應(yīng)用上規(guī)避毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)手段較多，如申請(qǐng)?zhí)枮镃N201220458456.9和CN201210470922.X的專利申請(qǐng)均采用在極片或隔離膜表層涂覆陶瓷絕緣層的方法來規(guī)避毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)，這兩個(gè)專利申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案均可達(dá)到規(guī)避毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)的目的，因?yàn)?一則陶瓷絕緣層硬度大，毛刺難以刺穿，二則毛刺接觸陶瓷絕緣層后電子不導(dǎo)通。但是，陶瓷絕緣層制漿工藝、涂覆工藝復(fù)雜，從而導(dǎo)致電池制造成本高。再如，申請(qǐng)?zhí)枮镃N200710027442.5和CN201020583670.8專利申請(qǐng)均介紹了用滾輪擠壓極片邊緣，避免毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)的技術(shù)方案。但是因?yàn)槊虂碓从诩黧w，毛刺的根部與集流體是連接在一起的，滾輪只能臨時(shí)性的將超出電極極片表面的毛刺壓得與極片表面一樣平，滾壓后毛刺并未消失，而是仍然存在，在將電極極片和隔離膜裝配成電池的過程中，在震動(dòng)的影響及毛刺自身重力的影響下，毛刺存在恢復(fù)成凸出極片表面的狀態(tài)的機(jī)會(huì)，因此這種方法規(guī)避毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)的效果有限。
[0005]有鑒于此，確有必要提供一種能夠減小極片切割毛刺、規(guī)避毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)力型鋰離子電池，其成本低，易于實(shí)現(xiàn)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能夠減小極片切割毛刺、規(guī)避毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)的動(dòng)力型鋰離子電池，其成本低，易于實(shí)現(xiàn)。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種動(dòng)力型鋰離子電池，包括殼體、置于所述殼體內(nèi)的電芯和容納于所述殼體內(nèi)的電解液；
[0008]所述電芯包括正極極片、負(fù)極極片和間隔設(shè)置于所述所述正極極片和所述負(fù)極極片之間的隔離膜；所述正極極片包括正極集流體和涂覆于所述正極集流體表面的正極活性物質(zhì)層，所述負(fù)極極片包括負(fù)極集流體和涂覆于所述負(fù)極集流體表面的負(fù)極活性物質(zhì)層；
[0009]所述正極集流體在其寬度方向上延伸設(shè)置有若干個(gè)第一延伸部，所述負(fù)極集流體在其寬度方向上延伸設(shè)置有若干個(gè)第二延伸部；當(dāng)所述正極極片、所述負(fù)極極片和所述隔離膜卷繞形成電芯后，所述第一延伸部組合在一起，形成正極極耳，所述第二延伸部組合在一起，形成負(fù)極極耳；所述第一延伸部和所述正極集流體的交界區(qū)域預(yù)留有正極活性物質(zhì)涂層，和/或所述第二延伸部和所述負(fù)極集流體的交界區(qū)域預(yù)留有負(fù)極活性物質(zhì)涂層。
[0010]作為本實(shí)用新型動(dòng)力型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述第一延伸部上正極活性物質(zhì)涂層的寬度為Imm ~30mm，所述第二延伸部上負(fù)極活性物質(zhì)涂層的寬度為Imm ~30mm。
[0011]作為本實(shí)用新型動(dòng)力型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述第一延伸部上正極活性物質(zhì)涂層的寬度為2_ ~8_，所述第二延伸部上負(fù)極活性物質(zhì)涂層的寬度為2_ ~8_。
[0012]作為本實(shí)用新型動(dòng)力型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述第二延伸部和所述負(fù)極集流體的交界區(qū)域預(yù)留有負(fù)極活性物質(zhì)涂層，所述第一延伸部和所述正極集流體的交界區(qū)域預(yù)留有絕緣層。正極集流體的交界區(qū)域預(yù)留有絕緣層，以免該區(qū)域的鋰離子富余，對(duì)應(yīng)的負(fù)極區(qū)域產(chǎn)生析鋰。
[0013]作為本實(shí)用新型動(dòng)力型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述第一延伸部和所述第二延伸部的形狀均為梯形。
[0014]作為本實(shí)用新型動(dòng)力型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述第一延伸部和所述第二延伸部的形狀均為等腰梯形。
[0015]作為本實(shí)用新型動(dòng)力型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述第一延伸部和所述第二延伸部的底角的角度均為75°?90°，優(yōu)選為80°?84°。
[0016]作為本實(shí)用新型動(dòng)力型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述第一延伸部和所述第二延伸部的底部均設(shè)置有圓形倒角，所述圓形倒角的半徑為0.5mm?20mm，優(yōu)選為2mm?8mm。整個(gè)圓形倒角區(qū)域均預(yù)留有正極活性物質(zhì)涂層(或負(fù)極活性物質(zhì)涂層)，從而可減小、減少圓形倒角區(qū)域的毛刺，并規(guī)避集流體被切割后產(chǎn)生的毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)。
[0017]作為本實(shí)用新型動(dòng)力型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述第一延伸部和所述第二延伸部的頂部均設(shè)置有圓形倒角，所述圓形倒角的半徑為0.5mm?20_，優(yōu)選為2_?8_。頂部的圓形倒角可減少第一延伸部和第二延伸部的重量，改善第一延伸部和第二延伸部的角部翻折問題。
[0018]作為本實(shí)用新型動(dòng)力型鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述正極極耳和所述負(fù)極極耳形成于電池的同一端或者分別形成于電池的兩端。
[0019]本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)工藝包括以下步驟:
[0020]正極極片的制備:先在正極集流體上涂覆正極活性物質(zhì)層，正極活性物質(zhì)層的兩側(cè)預(yù)留有正極空白區(qū)域，且該正極空白區(qū)域沿著正極集流體的長度方向延伸，干燥后，輥壓，分條，形成厚度為60 μ m~200 μ m的正極活性物質(zhì)層，再用包括切割刀具的切割設(shè)備切割正極活性物質(zhì)層所在的區(qū)域，以形成多個(gè)第一延伸部，并且第一延伸部和正極集流體的交界區(qū)域預(yù)留有正極活性物質(zhì)涂層。
[0021]負(fù)極極片的制備與正極極片的制備工藝類似，只是負(fù)極活性物質(zhì)層的組成和負(fù)極集流體與正極極片不同而已。
[0022]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，由于正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度一般大于集流體的厚度，因此通過切割涂覆有正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層的正極集流體或負(fù)極集流體，可以減小金屬集流體因切割設(shè)備、切割刀具的裝配間隙區(qū)而產(chǎn)生的變形，進(jìn)而可以減小極片切割毛刺。此外，由于正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層具備一定的厚度，切割時(shí)金屬集流體產(chǎn)生的毛刺一般難以超出于正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層的表面，從而規(guī)避了毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)，即規(guī)避了毛刺刺穿隔離膜而產(chǎn)生的電池內(nèi)短路的風(fēng)險(xiǎn)。此外，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)現(xiàn)，成本低。
[0023]綜上所述，本實(shí)用新型能夠減小毛刺、規(guī)避毛刺帶來的風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)而提高電池的電性能與安全性能。而且位于第一延伸部和正極集流體的交界區(qū)域的正極活性物質(zhì)涂層和位于第二延伸部和負(fù)極集流體的交界區(qū)域的負(fù)極活性物質(zhì)涂層可以增加活性物質(zhì)的含量，提高電池的能量密度。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例1和3的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例1中正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例1中第一延伸部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例1中負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例1中第二延伸部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例1中未切割前的正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例1中未切割前的負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例1中第一延伸部的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖9為本實(shí)用新型實(shí)施例2和4的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0033]圖10為本實(shí)用新型實(shí)施例2的第一延伸部和第二延伸部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖11為本實(shí)用新型實(shí)施例3的第一延伸部和第二延伸部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖12為本實(shí)用新型實(shí)施例4的第一延伸部和第二延伸部的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖13為本實(shí)用新型實(shí)施例5中正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0037]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0038]1-殼體；2-電芯；21_正極極片；211_正極集流體，212-正極活性物質(zhì)層，213-第一延伸部，214-正極活性物質(zhì)涂層，215-正極空白區(qū)域；216-絕緣層，22-負(fù)極極片，221-負(fù)極集流體，222-負(fù)極活性物質(zhì)層，223-第二延伸部，224-負(fù)極活性物質(zhì)涂層，225-負(fù)極空白區(qū)域；3_圓形倒角；4_毛刺。
【具體實(shí)施方式】
[0039]下面參照說明書附圖對(duì)本實(shí)用新型及其有益效果做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，但本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】并不限于此。
[0040]實(shí)施例1，如圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種動(dòng)力型鋰離子電池，包括殼體1、置于殼體I內(nèi)的電芯2和容納于殼體I內(nèi)的電解液。
[0041]如圖2至圖5所示，電芯2包括正極極片21、負(fù)極極片22和間隔設(shè)置于正極極片21和負(fù)極極片22之間的隔離膜(圖未示)。
[0042]正極極片21包括正極集流體211和涂覆于正極集流體211表面的正極活性物質(zhì)層212，負(fù)極極片22包括負(fù)極集流體221和涂覆于負(fù)極集流體221表面的負(fù)極活性物質(zhì)層222 ；
[0043]正極集流體211在其寬度方向上延伸設(shè)置有若干個(gè)第一延伸部213，負(fù)極集流體221在其寬度方向上延伸設(shè)置有若干個(gè)第二延伸部223 ；
[0044]當(dāng)正極極片21、負(fù)極極片22和隔離膜卷繞形成電芯后，第一延伸部213組合在一起，