專利名稱：一種鋰離子電池及其正極片的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種表面設有凸點的正極片及包含該正極片的鋰離子電池。
技術背景隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展，攝像機、筆記本電腦、便攜式DVD和數(shù)碼相機等移動設備有了越來越廣泛的應用。鋰離子電池作為一種具有高能量密度、高工作電壓和長使用壽命的電源，在各種移動設備中的應用也越來越廣泛。然而，隨著這些移動設備的小型化和輕型化，這就對作為這些移動設備的供能元件的鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。鋰離子電池一般包括具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組，極片組由正極片、負極片和間隔于正極片和負極片之間的隔膜卷繞而成，將極片組裝入電池殼體中并充入電解液，然后通過封裝、陳化、化成和容量等工序制得鋰離子電池。通常，為了達到更高的能量密度，電池制造商一般會采用增大極片的壓實密度的方法，但是具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組的負極片在電池充放電的過程中本身就會發(fā)生膨脹，增大極片的壓實密度則會導致更加嚴重的膨脹。而極片組由于卷繞張力的作用，間距很小，無法容納這種膨脹，導致電池變形或超厚，以致超出移動設備為電池預留的空間而不能應用，而且循環(huán)性能和安全性能也會因為電池變形而變差。負極片的膨脹是一個復雜的物理和化學變化過程，其主要分為以下幾個方面一是負極片冷壓后的應力釋放過程會導致負極片的膨脹；二是充放電過程中，石墨體系的膨脹會導致負極片的膨脹。有鑒于此，確有必要提供一種能夠容納負極片膨脹的鋰離子電池正極片，以減小鋰離子電池的變形，以及包含該正極片的鋰離子電池。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的之一在于針對現(xiàn)有技術的不足，而提供一種能夠容納負極片膨脹的鋰離子電池正極片，以減小鋰離子電池的變形。為了達到上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種鋰離子電池正極片，包括正極集流體和涂覆在所述正極集流體上的活性物質(zhì)層，所述活性物質(zhì)層上設有凸點，所述凸點的投影面積占活性物質(zhì)層總面積的5% -50%。正極片上的凸點能夠在正極片和負極片之間制造間隙，這些間隙能夠容納負極片的膨脹，從而防止電池的變形。若所述凸點的投影面積小于活性物質(zhì)層總面積的5%，則因為凸點太少，使得正極片和負極片之間的間隙太少，對電池變形的改善作用便不明顯；而若所述凸點的投影面積大于活性物質(zhì)層總面積的50%，則會對電池的能量密度造成較大的影響。作為本實用新型鋰離子電池正極片的一種改進，所述凸點的投影面積占活性物質(zhì)層總面積的10% -30%。作為本實用新型鋰離子電池正極片的一種改進，所述凸點的投影面積占活性物質(zhì)層總面積的20%。[0011]作為本實用新型鋰離子電池正極片的一種改進，所述凸點為半圓形、圓形、正方形、長方形或梯形，這些凸點可以采用機械加工的方法，通過帶有凸點的涂輥和背棍的作用在極片表面制造凸點。作為本實用新型鋰離子電池正極片的一種改進，所述凸點的間距為O. 5-10mm，若凸點的間距太大，會導致能量密度的較大浪費，若凸點的間距太小，則容易在制造凸點的過程中對正極片造成損害。
凸點的高度太大，會導致能量密度的較大浪費，而若凸點的高度太小，則會導致正極片和負極片之間的間隙太少，不利于改善電池的變形。作為本實用新型鋰離子電池正極片的一種改進，所述凸點呈陣列分布在所述活性物質(zhì)層上。呈陣列分布的凸點制造起來比較容易，而且能比較平均地改善電芯的變形。相對于現(xiàn)有技術，本實用新型通過機械方法在正極片表面制造凸點的方式使得原本緊貼著的正極片和負極片間產(chǎn)生了間隙，石墨膨脹使得凸點壓平，正好使產(chǎn)生的間隙容納石墨的膨脹，這樣整個電芯內(nèi)部向外撐開的力就被抵消，因此可以改善電芯由于內(nèi)部應力失衡而帶來的超厚和變形問題，減少電池的變形不良率。使電芯內(nèi)部的應力達到平衡，從而可以改善電芯超厚和變形問題。本實用新型的另一個目的在于提供一種鋰離子電池，包括正極片、負極片、間隔于正極片和負極片之間的隔膜，以及電解液，所述正極片為上述段落所述的鋰離子電池正極片。相對于現(xiàn)有技術，本實用新型鋰離子電池由于采用了具有凸點的正極片，使正極片和負極片之間存在間隙，以容納負極片的膨脹，從而具有較小的變形，
以下結(jié)合附圖
和具體實施方式
，對本實用新型及其有益技術效果進行詳細說明，其中圖I為本實用新型正極片的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實用新型鋰離子電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
如圖I所示，本實用新型一種鋰離子電池正極片，包括正極集流體I和涂覆在所述正極集流體I上的活性物質(zhì)層2，所述活性物質(zhì)層2上設有凸點3，所述凸點3的投影面積占活性物質(zhì)層2總面積的5% -50%，優(yōu)選為10% -30%,更優(yōu)選為20%。凸點3可以采用機械加工的方法，通過帶有凸點3的涂輥和背棍的作用在極片表面制造凸點3。所述凸點3為半圓形、圓形、正方形、長方形或梯形。所述凸點3的間距為O. 5-10mm。所述凸點3的高度為O. 1-10_。所述凸點3呈陣列分布在所述活性物質(zhì)層2上。如圖2所示，一種鋰離子電池，包裝殼40和容納于所述包裝殼40內(nèi)的極片組50，所述極片組50包括正極片10、負極片20、間隔于正極片10和負極片20之間的隔膜30，以及電解液，所述正極片10為上述段落所述的正極片。其中，極片組50的具體制備過程如下正極片10的制備以LiCoO2作為正極活性物質(zhì)，以碳黑作為導電劑，以聚偏氟乙烯作為粘結(jié)劑，以N-甲基吡咯烷酮(NMP)作為溶劑，將上述原料攪拌混合均勻形成正極漿料；將正極漿料涂布在正極集流體鋁箔的兩面，干燥后，經(jīng)軋制、切割形成預定尺寸的正極片10。負極片20的制備以石墨作為負極活性物質(zhì)，以聚偏氟乙烯作為粘結(jié)劑，以蒸餾水作為溶劑，將上述原料攪拌混合均勻，形成負極漿料；將負極漿料涂布在負極集流體銅箔的兩面，干燥后，經(jīng)軋制、切割形成預定尺寸的負極片20。極片組50的制備將根據(jù)前述工藝制備的正極片10、負極片20和聚乙烯隔膜30通過卷針卷繞成極片組50。極片組50卷繞完畢后，移除卷針。鋰離子電池的制備將按照前述工藝制備的極片組50置于包裝殼40中，注入電解液，并通過封裝包裝殼40，制得本實用新型鋰離子電池。正極片10制造凸點3后，卷繞的過程中由于凸點3的作用，使得正極片10和負極片20之間產(chǎn)生間隙，使得石墨膨脹的過程中更容易被壓平。相對于現(xiàn)有技術，本實用新型通過正極片10上的凸點3實現(xiàn)間隙卷繞，在石墨膨脹的過程中把凸點3壓平，正好使產(chǎn)生的間隙容納石墨的膨脹，這樣整個電芯內(nèi)部向外撐開的力就被抵消，因此可以改善電芯由于內(nèi)部應力失衡而帶來的超厚和變形問題。根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述?b>具體實施方式
，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本實用新型構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求1.一種鋰離子電池正極片，包括正極集流體和涂覆在所述正極集流體上的活性物質(zhì)層，其特征在于所述活性物質(zhì)層上設有凸點，所述凸點的投影面積占活性物質(zhì)層總面積的5% -50%。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池正極片，其特征在于所述凸點的投影面積占活性物質(zhì)層總面積的10% -30%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池正極片，其特征在于所述凸點的投影面積占活性物質(zhì)層總面積的20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池正極片，其特征在于所述凸點為半圓形、圓形、正方形、長方形或梯形。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池正極片，其特征在于所述凸點的間距為O. 5-10mmo
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池正極片，其特征在于所述凸點的高度為O.I-IOmm0
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰離子電池正極片，其特征在于所述凸點呈陣列分布在所述活性物質(zhì)層上。
8.—種鋰離子電池，包括正極片、負極片、間隔于正極片和負極片之間的隔膜，以及電解液，其特征在于所述正極片為權(quán)利要求I至7任一項所述的鋰離子電池正極片。
專利摘要本實用新型屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種表面設有凸點的正極片，包括正極集流體和涂覆在所述正極集流體上的活性物質(zhì)層，所述活性物質(zhì)層上設有凸點，所述凸點的投影面積占活性物質(zhì)層總面積的5％-50％。相對于現(xiàn)有技術，本實用新型通過機械方法在正極片表面制造凸點的方式使得原本緊貼著的正極片和負極片間產(chǎn)生了間隙，石墨膨脹使得凸點壓平，正好使產(chǎn)生的間隙容納石墨的膨脹，這樣整個電芯內(nèi)部向外撐開的力就被抵消，因此可以改善電芯由于內(nèi)部應力失衡而帶來的超厚和變形問題，減少電池的變形不良率。此外，本實用新型還公開了一種包括該正極片的鋰離子電池。
文檔編號H01M4/13GK202633449SQ20122007981
公開日2012年12月26日 申請日期2012年3月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月6日
發(fā)明者黃演進, 彭業(yè)軍, 張柏清, 程文強, 何平 申請人:寧德新能源科技有限公司, 東莞新能源科技有限公司