專利名稱：鋰電池極片基材和極片、以及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰電池，更具體地說，涉及一種鋰電池極片基材、使用該鋰電池極片基材的極片、以及制備該鋰電池極片基材和極片的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝像機(jī)等電子消費產(chǎn)品和動力汽車、電動工具、電動助力車、發(fā)電儲能裝置等能源動力產(chǎn)品的發(fā)展，鋰電池的應(yīng)用也越來越廣泛。特別是可攜式電子市場逐步成熟，小型鋰電池未來趨于穩(wěn)定，而在動力能源迅速發(fā)展的趨勢下，動力鋰電池正迎來爆發(fā)性增長。目前的鋰電池的極片，包括負(fù)極片和正極片，其主要是將極片漿料涂覆在極片基材(即集流體)上，在通過碾壓、烘干、裁切等制備成型。目前的極片基材通常是采用光鋁箔、光銅箔等，將極片漿料直接涂覆在其表面。這樣就使得極片基材兩側(cè)表面的極片漿料完全被極片基材所隔開，從而導(dǎo)致極片漿料的透過性等受到影響，降低了極片漿料的容量性能發(fā)揮。而且，由于鋰電池，特別是動力型鋰電池，其極片非常薄，單面厚度約在40-60um之間，雙面厚度加上極片基材的厚度只是在100-120um之間，現(xiàn)有技術(shù)的極片漿料分開在極片基材的兩側(cè)表面，分別獨立工作。而由于極片較薄，兩側(cè)的極片漿料平鋪時，對涂布精度要求很高，否則很容易因涂布的厚度不均，如圖6所示，極片漿料的顆粒2大概在I一20um之間，在涂布不均時，很容易在極片基材I兩側(cè)的極片漿料同時聚集較多、或較少，造成局部微缺陷，存在安全隱患，出現(xiàn)短路、起火等缺陷。另外，鋰電池容量、性能等的發(fā)揮，主要依靠的是極片漿料的數(shù)量，由于極片基材采用光銅箔、光鋁箔，占用了極片漿料的空間，使得單位體積內(nèi)的極片漿料減少，從而降低了鋰電池的容量等，或者，增大了鋰電池的體積，而影響了鋰電池的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，提供一種可增加鋰電池透過性的鋰電池極片基材及鋰電池極片。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題在于，提供一種可增加鋰電池透過性的鋰電池極片基材制備方法及鋰電池極片制備方法。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:提供一種鋰電池極片基材，包括基材主體,所述基材主體上設(shè)有通過機(jī)加工成型、貫通所述基材主體兩側(cè)表面的若干通孔。在本發(fā)明的的鋰電池極片基材中，所述基材主體為銅箔或鋁箔,為正極基材主體或負(fù)極基材主體。在本發(fā)明的的鋰電池極片基材中，所述通孔均勻分布在所述基材主體上；所述通孔的截面形狀為圓形、橢圓形、棱形、三角形、多邊形或不規(guī)則形。 在本發(fā)明的的鋰電池極片基材中，每一所述通孔的截面積為50um2-5mm2，所述基材主體的厚度為5um-0.2mm，其造孔率為15%_70%。本發(fā)明還提供一種鋰電電池極片，包括鋰電池極片基材、以及涂覆在所述鋰電池極片基材兩側(cè)表面的極片漿料；其特征在于，所述鋰電池極片基材為上述任一項所述的鋰電池極片基材；涂覆在所述鋰電池極片基材兩側(cè)表面的極片漿料通過所述通孔接觸導(dǎo)通。在本發(fā)明的鋰電電池極片中，所述極片漿料的顆粒尺寸小于所述通孔的截面面積；所述極片漿料包括極粉以及粘結(jié)劑。本發(fā)明還提供一種鋰電池極片基材制備方法，包括以下步驟:
S1:制備基材主體；
S2:采用機(jī)加工方式在所述基材主體上制備若干通孔，所述通孔貫穿所述基材主體兩側(cè)表面。在本發(fā)明的鋰電池極片基材制備方法中，在所述步驟S2中，通過沖孔加工、落料拉伸沖孔或者落料拉伸拉網(wǎng)，在所述基材主體上沖出若干通孔；所述通孔的截面形狀為圓形、橢圓形、棱形、三角形、多邊形或不規(guī)則形；所述通孔的截面積為50um2-5mm2，所述基材主體的厚度為5um-0.2mm，其造孔率為15%_70%。在本發(fā)明的鋰電池極片基材制備方法中，該方法還包括步驟S3:將經(jīng)步驟S2制備若干通孔的所述基材主體進(jìn)行減薄加工。本發(fā)明還提供一種鋰電池極片制備方法，包括以下步驟:A1:采用上述的制備方法制備鋰電池極片基材；
A2:制備極片漿料，將極粉與粘結(jié)劑混合；
A3:將步驟A2制備的所述極片漿料涂覆在步驟Al制備的所述鋰電池極片基材的兩側(cè)表面，并且兩側(cè)表面的極片漿料通過所述通孔接觸導(dǎo)通。實施本發(fā)明具有以下有益效果:通過在基材主體上加工出若干通孔，從而使得涂覆在基材主體兩側(cè)表面的極片漿料能夠通過通孔相接觸，提高了極片基材的透過性，增強(qiáng)了極片漿料的揮發(fā)性，從而可以幫助容量發(fā)揮提高了 20%-40% ;而且，由于兩側(cè)表面的極片漿料是接觸導(dǎo)通的，不再是獨立工作，而是處于協(xié)同工作狀態(tài)，相互彌補、相互補充，可避免短路、起火等缺陷，改善了電池的安全性。另外，由于通孔的設(shè)置，使得單位體積內(nèi)容納的極片漿料的數(shù)量增加，也就是說在不改變極片基材長度的情況下可以容納更多的極片漿料，或者，容納相同量的極片漿料所需要的極片基材可以縮短，從而可以減少隔膜、極片基材的用量，大大減少了浪費，而且大大降低了生產(chǎn)成本。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
圖1是本發(fā)明的鋰電池極片基材的一個實施例的局部示意 圖2是圖1的通孔錯開排列的局部示意 圖3是本發(fā)明的鋰電池極片基材的采用另一種形式通孔的局部示意 圖4是圖3的通孔錯開排列的局部示意 圖5是本發(fā)明的鋰電池極片的局部放大示意 圖6是現(xiàn)有技術(shù)的鋰電池極片的局部放大示意圖。
具體實施例方式如圖1所示，是本發(fā)明的鋰電池極片基材的一個實施例，可在鋰電池極片基材的兩側(cè)表面涂覆極片漿料，而形成鋰電池極片?？梢岳斫獾?，該鋰電池極片基材可以作為正極片或負(fù)極片的基材，選擇不同的極片漿料可以制作出正極片或負(fù)極片。在本實施例中，鋰電池極片基材包括基材主體11，該基材主體11可以選用銅箔或鋁箔，可以根據(jù)需要制作成正極基材主體11或負(fù)極基材主體11。成型后的基材主體11的厚度為5um-0.5mm,優(yōu)選的,其厚度為8_16um,可以根據(jù)要求選擇不同的厚度。在基材主體11上通過機(jī)加工做出若干通孔12，該等通孔12貫通基材主體11兩側(cè)表面，其造孔率為15%_70% (當(dāng)然，可以根據(jù)需要調(diào)整密度)，使得涂覆在基材主體11兩側(cè)表面的極片漿料可以通過通孔12接觸導(dǎo)通，從而提高了極片基材的透過性，增加了極片漿料的揮發(fā)性，能夠幫助電池容量提高20%-40%。而且，由于通孔12的設(shè)置，減少了基材主體11的材料的使用，節(jié)約了成本。在本實施例中，該等通孔12為圓形通孔12，通過沖壓成型均勻的分布在基材主體11上，其孔徑為10um-2mm之間，優(yōu)選的，其孔徑為1mm。該等通孔12的排列可以成陣列排列(如圖1所示)，也可以錯開排列(如圖2所示)?？梢岳斫獾?，該等通孔12的形狀還可以為其他形狀，例如橢圓形、棱形(如圖3、4所示)、三角形、多邊形、不規(guī)則形或其他形狀，每一通孔12的截面面積約在50um2-5mm2，而極片漿料包括極粉、粘結(jié)劑等，其極片漿料顆粒13的尺寸大約在5um-20um之間，小于通孔12的截面面積，從而便于兩側(cè)的極片漿料的通過通孔12接觸導(dǎo)通。本實施例通過通孔12的設(shè)置，可以使得單位體積內(nèi)容納更多的極片漿料，從而可以縮短基材主體11，減少基材主體11的材料用量，從而減少隔膜的使用；甚至，還可以通過增加基材主體11的厚度，來增加單位體積的極片漿料的容納數(shù)量，從而進(jìn)一步的縮短基材主體11的長度，減少隔膜的用量；或者，保持基材主體11的長度，來獲得更大容量的鋰電池，從而實現(xiàn)高容量動力鋰電池的小型化。在制備本發(fā)明的鋰電池極片時，首先需要制備鋰電池極片基材。對于鋰電池極片基材的制備，首先，制備基材主體11，也就是說加工出厚度在0.5um-lmm之間的銅箔、或鋁箔等基材主體11 ;然后，采用機(jī)加工方式在基材主體11上制備若干通孔12，使得通孔12貫穿基材主體11兩側(cè)表面。在本實施例中，通過沖孔工藝，在基材主體11上沖出均勻分布的若干通孔12。當(dāng)然，還可以通過落料拉伸沖孔、落料拉伸拉網(wǎng)等工藝，連續(xù)地在極片基材上加工出均勻分布的通孔12。可以理解的，在完成基材主體11的通孔12制作后，還需要對基材主體11進(jìn)行表面清潔處理，以備后續(xù)鋰電池極片制作。進(jìn)一步的，在本實施例中，為了便于極片基材的通孔12的加工，采用較厚的極片基材主體,如厚度20um的極片基材主體，進(jìn)行通孔的機(jī)加工。在通孔機(jī)加工完成后,再對基材主體進(jìn)行通過碾壓等方式進(jìn)行減薄加工，使得基材主體變薄成5-10um，以滿足電池極片的厚度要求。當(dāng)然，可以根據(jù)最后需要得到的極片基材的厚度，來選擇較厚的基材主體進(jìn)行通孔的機(jī)加工。此方法避免了因基材主體的厚度太薄無法進(jìn)行機(jī)加工的缺陷。在進(jìn)行鋰電池極片制備時，除了制備基材主體11外，還需要制備極片漿料，將極粉與粘結(jié)劑混合，制備出極片漿料；當(dāng)然，極粉和粘結(jié)劑可以根據(jù)制作正極極片還是負(fù)極極片進(jìn)行選擇，制作的極片漿料的顆粒13尺寸大約為5-20um，小于通孔12的截面面積。然后，將制備好的極片漿料涂覆在鋰電池極片基材的兩側(cè)表面，使得兩側(cè)表面的極片漿料通過通孔12接觸導(dǎo)通。由于極片基材主體上設(shè)有通孔，因而，極片漿料的涂覆只要控制整體厚度即可，而無需考慮單面的厚度，大大降低了涂覆的工藝要求，提高了生產(chǎn)效率。而且，由于基材主體兩面的極片漿料的顆粒13通過通孔相接，如圖5所示，不再是獨立工作，而是處于協(xié)同工作狀態(tài)，相互彌補、相互補充，可避免短路、起火等缺陷，改善了電池的安全性。當(dāng)然，在完成極片漿料的涂覆后，還需要經(jīng)過烘干、分切等步驟，來完成里電池極片的制作。應(yīng)當(dāng)理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池極片基材,包括基材主體,其特征在于,所述基材主體上設(shè)有通過機(jī)加工成型、貫通所述基材主體兩側(cè)表面的若干通孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池極片基材，其特征在于，所述基材主體為銅箔或鋁箔，為正極基材主體或負(fù)極基材主體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池極片基材，其特征在于，所述通孔均勻分布在所述基材主體上；所述通孔的截面形狀為圓形、橢圓形、棱形、三角形、多邊形或不規(guī)則形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池極片基材，其特征在于，每一所述通孔的截面積為50um2-5mm2，所述基材主體的厚度為5um_0.2_，其造孔率為15%_70%。
5.一種鋰電電池極片，包括鋰電池極片基材、以及涂覆在所述鋰電池極片基材兩側(cè)表面的極片漿料；其特征在于，所述鋰電池極片基材為上述權(quán)利要求1-4任一項所述的鋰電池極片基材；涂覆在所述鋰電池極片基材兩側(cè)表面的極片漿料通過所述通孔接觸導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰電電池極片，其特征在于，所述極片漿料的顆粒尺寸小于所述通孔的截面面積；所述極片漿料包括極粉以及粘結(jié)劑。
7.—種鋰電池極片基材制備方法，其特征在于，包括以下步驟: S1:制備基材主體； S2:采用機(jī)加工方式在所述基材主體上制備若干通孔，所述通孔貫穿所述基材主體兩側(cè)表面。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池極片基材制備方法，其特征在于，在所述步驟S2中，通過沖孔加工、落料拉伸沖孔或者落料拉伸拉網(wǎng)，在所述基材主體上沖出若干通孔；所述通孔的截面形狀為圓形、橢圓形、棱形、三角形、多邊形或不規(guī)則形；所述通孔的截面積為50um2-5mm2，所述基材主體的厚度為5um_0.2_，其造孔率為15%_70%。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰電池極片基材制備方法，其特征在于，該方法還包括步驟S3:將經(jīng)步驟S2制備若干通孔的所述基材主體進(jìn)行減薄加工。
10.一種鋰電池極片制備方法，其特征在于，包括以下步驟:A1:采用權(quán)利要求7、8或9的制備方法制備鋰電池極片基材； A2:制備極片漿料，將極粉與粘結(jié)劑混合； A3:將步驟A2制備的所述極片漿料涂覆在步驟Al制備的所述鋰電池極片基材的兩側(cè)表面，并且兩側(cè)表面的極片漿料通過所述通孔接觸導(dǎo)通。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰電池極片基材和極片、以及其制備方法。該鋰電電池極片包括鋰電池極片基材、以及涂覆在鋰電池極片基材兩側(cè)表面的極片漿料。該鋰電池極片基材包括基材主體，在基材主體上設(shè)有通過機(jī)加工成型、貫通基材主體兩側(cè)表面的若干通孔，涂覆在鋰電池極片基材兩側(cè)表面的極片漿料通過通孔接觸導(dǎo)通，提高了極片基材的透過性，增強(qiáng)了極片漿料的揮發(fā)性，從而可以幫助容量發(fā)揮提高了20%-40%。由于通孔的設(shè)置，使得單位體積內(nèi)容納的極片漿料的數(shù)量增加，也就是說在不改變極片基材長度的情況下可以容納更多的極片漿料，或者，容納相同量的極片漿料所需要的極片基材可以縮短，從而可以減少隔膜、極片基材的用量，大大減少了浪費，而且大大降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01M4/80GK103165901SQ20111042133
公開日2013年6月19日 申請日期2011年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月15日
發(fā)明者羅棟 申請人:羅棟