本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，具體涉及電池極片以及防止電池極片卷曲的方法。

背景技術(shù)：

隨著電子設(shè)備技術(shù)的日新月異，我們對(duì)電池的要求也越來(lái)越高。新一代的電池，將無(wú)可避免地向超薄化和柔性化發(fā)展，這在可穿戴設(shè)備和rfid產(chǎn)品中已經(jīng)得到充分體現(xiàn)。超薄電池，顧名思義，厚度很薄的電池，現(xiàn)在能做到最薄的是鋁塑軟包裝鋰電池。

目前的鋁塑軟包裝鋰電池具有能量密度高、更小型化、超薄化、輕量化、高安全性和低成本等多種明顯優(yōu)勢(shì)。超薄電池最大的特點(diǎn)是整個(gè)電池的厚度小于0.5mm，猶如紙張一樣薄，且循環(huán)壽命長(zhǎng)，自耗電低?？筛鶕?jù)客戶(hù)的需要，設(shè)計(jì)制作不同的尺寸、各種形狀的電池，廣泛應(yīng)用于智能卡、超薄信用卡、rfid電子標(biāo)簽、銀行卡等超薄產(chǎn)品以及近來(lái)興起的穿戴式電子產(chǎn)品領(lǐng)域。

要將電池做得薄，很重要的一點(diǎn)，就是每個(gè)零件要做得薄。要做成超薄型的電池，正、負(fù)極只涂單面，在后續(xù)的輥壓工序加工時(shí)，極片會(huì)出現(xiàn)打卷，影響電池的組裝效率。針對(duì)上述極片打卷問(wèn)題，現(xiàn)有的工藝的解決方式為：在極片的雙面涂上相同配方，相同重量，相同厚度的材料，在輥壓時(shí)，兩邊的延展的產(chǎn)生的應(yīng)力相互抵消，不會(huì)發(fā)生打卷現(xiàn)象。但是這種方法帶來(lái)缺點(diǎn)是浪費(fèi)另一面的活性材料，增加成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提出了電池極片以及防止電池極片卷曲的方法。解決了正、負(fù)極極片單面涂布引起的極片打卷問(wèn)題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：

一種電池極片，包括金屬集流體，金屬集流體的一面設(shè)置有活性材料層，另一面設(shè)置有高分子材料層。

通過(guò)在金屬集流體不需要設(shè)置活性材料層的一面設(shè)置高分子材料層，能夠抵消或部分抵消在輥壓后因活性材料延展引起的應(yīng)力，從而能夠解決極片單面涂布輥壓后引起的極片打卷問(wèn)題。

通過(guò)解決極片打卷問(wèn)題，提高了后續(xù)電池裝配的生產(chǎn)效率，且選用高分子材料層，節(jié)省了成本，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)，減少了極片掉料，增強(qiáng)極片的強(qiáng)度，防止極片的撕裂和破損。

可選的，所述金屬集流體為正極集流體或負(fù)極集流體，當(dāng)金屬集流體為正極集流體時(shí)，所述活性材料層為正極活性材料層，當(dāng)金屬集流體為負(fù)極集流體時(shí)，所述活性材料層為負(fù)極活性材料層。

正極集流體可以采用鋁箔等現(xiàn)有的正極集流體，正極活性材料層為現(xiàn)有的正極活性材料；負(fù)極集流體可以采用銅箔等現(xiàn)有的負(fù)極集流體，負(fù)極活性材料層為現(xiàn)有的負(fù)極活性材料。

可選的，所述高分子材料層的厚度為20～100μm。

通過(guò)多次試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，厚度小于20μm，起不了作用，極片還是會(huì)打卷，而如果厚度太大，則對(duì)于超薄的鋁塑軟包裝鋰電池沒(méi)有意義。通過(guò)無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)各類(lèi)高分子材料厚度在20～100μm時(shí)能夠較好的抵消或部分抵消在輥壓后因活性材料延展引起的應(yīng)力。

可選的，所述高分子材料層的材料為聚烯烴、聚酯或聚酰亞胺的一種或多種組合，如pe、pp、pet和pi材料等。

可選的，所述高分子材料層為高分子膜，高分子膜通過(guò)粘結(jié)劑粘貼在金屬集流體上。

高分子材料層為高分子膜，這樣設(shè)置通過(guò)粘結(jié)劑能夠快速方便的形成高分子材料層。

可選的，所述高分子材料層通過(guò)將熔融狀態(tài)的高分子涂布在金屬集流體上得到。

本申請(qǐng)還公開(kāi)了一種防止電池極片卷曲的方法，在完成金屬集流體一面的活性材料層的涂布后，再在金屬集流體的另一面復(fù)合高分子材料層，所述高分子材料層用于抵消或部分抵消在輥壓后因活性材料延展引起的應(yīng)力。

可選的，所述高分子材料層的厚度為20～100μm，所述高分子材料層在輥壓前或輥壓后復(fù)合在金屬集流體上。

可選的，所述高分子材料層通過(guò)將熔融狀態(tài)的高分子涂布在金屬集流體上得到。

可選的，所述高分子材料層為高分子膜，高分子膜通過(guò)粘結(jié)劑粘貼在金屬集流體上。

本發(fā)明的有益效果是：通過(guò)在金屬集流體不需要設(shè)置活性材料層的一面設(shè)置高分子材料層，能夠抵消或部分抵消在輥壓后因活性材料延展引起的應(yīng)力，從而能夠解決極片單面涂布輥壓后引起的極片打卷問(wèn)題。通過(guò)解決極片打卷問(wèn)題，提高了后續(xù)電池裝配的生產(chǎn)效率，且選用高分子材料層，節(jié)省了成本，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)，減少了極片掉料，增強(qiáng)極片的強(qiáng)度，防止極片的撕裂和破損。

附圖說(shuō)明：

圖1是本申請(qǐng)電池極片的剖視圖

圖2是實(shí)施例3正極極片的示意圖；

圖3是實(shí)施例3負(fù)極極片的示意圖；

圖4是實(shí)施例4負(fù)極極片的示意圖；

圖5是實(shí)施例4正極極片的示意圖。

各附圖標(biāo)記為：

1、金屬集流體；2、活性材料層；3、高分子材料層；4、正極極片；5、負(fù)極極片；6、負(fù)極極片；7、正極極片。

具體實(shí)施方式：

下面結(jié)合各附圖，對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)描述。

實(shí)施例1

如圖1所示，一種電池極片，包括金屬集流體1，金屬集流體的一面設(shè)置有活性材料層2，另一面設(shè)置有高分子材料層3。

通過(guò)在金屬集流體不需要設(shè)置活性材料層的一面設(shè)置高分子材料層，能夠抵消或部分抵消在輥壓后因活性材料延展引起的應(yīng)力，從而能夠解決極片單面涂布輥壓后引起的極片打卷問(wèn)題。通過(guò)解決極片打卷問(wèn)題，提高了后續(xù)電池裝配的生產(chǎn)效率，且選用高分子材料層，節(jié)省了成本，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，同時(shí)，減少了極片掉料，增強(qiáng)極片的強(qiáng)度，防止極片的撕裂和破損。

于本實(shí)施例中，金屬集流體1為正極集流體或負(fù)極集流體，當(dāng)金屬集流體為正極集流體時(shí)，活性材料層為正極活性材料層，當(dāng)金屬集流體為負(fù)極集流體時(shí)，活性材料層為負(fù)極活性材料層。正極集流體可以采用鋁箔等現(xiàn)有的正極集流體，正極活性材料層為現(xiàn)有的正極活性材料；負(fù)極集流體可以采用銅箔等現(xiàn)有的負(fù)極集流體，負(fù)極活性材料層為現(xiàn)有的負(fù)極活性材料。

于本實(shí)施例中，高分子材料層的材料為聚烯烴、聚酯或聚酰亞胺的一種或多種組合，如pe、pp、pet和pi材料等。高分子材料層的厚度影響極片打卷的程度，如表1所示，為不同厚度pet制得正極極片后的打卷程度對(duì)比表，該表所對(duì)應(yīng)的正極極片的金屬集流體為12μm的鋁箔，活性物質(zhì)為58μm的正極活性物質(zhì)(與實(shí)施例2中的正極活性物質(zhì)相同)，本申請(qǐng)中，極片打卷的程度，由高到底分別為：高、中高、中、中低、低和不打卷。實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，打卷程度小于等于中低程度就基本不影響生產(chǎn)。

表1

根據(jù)表1可知，高分子材料層為pet時(shí)，高分子材料層厚度為53μm是最優(yōu)選的方案，在不打卷的同時(shí)能夠最大程度的降低極片的厚度。

申請(qǐng)人經(jīng)過(guò)對(duì)pe、pp、pet和pi材料的無(wú)數(shù)次試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)各類(lèi)高分子材料層在20～100μm時(shí)能夠較好的抵消或部分抵消在輥壓后因活性材料延展引起的應(yīng)力。高分子材料層厚度小于20μm，起不了作用，極片還是會(huì)打卷且影響生產(chǎn)，而如果厚度太大，則對(duì)于超薄的鋁塑軟包裝鋰電池沒(méi)有意義。

于本實(shí)施例中，高分子材料層通過(guò)濕法或干法復(fù)合在金屬集流體上，當(dāng)采用干法復(fù)合時(shí)，高分子材料層為高分子膜，且高分子膜通過(guò)粘結(jié)劑粘貼在金屬集流體上。當(dāng)采用濕法復(fù)合時(shí)，高分子材料層通過(guò)將熔融狀態(tài)的高分子涂布在金屬集流體上得到。

本實(shí)施例還公開(kāi)了一種防止電池極片卷曲的方法，具體為：在完成金屬集流體一面的活性材料層的涂布后，再在金屬集流體的另一面復(fù)合高分子材料層，高分子材料層用于抵消或部分抵消在輥壓后因活性材料延展引起的應(yīng)力。本方法中，高分子材料層的厚度，材料類(lèi)型，以及復(fù)合形式均與本實(shí)施例電池極片中的高分子材料層相同。

實(shí)施例2

本實(shí)施例公開(kāi)了一種制造鋁塑軟包裝鋰電池的方法，具體包括以下步驟：

步驟1)制得正極極片：將正極活性物質(zhì)鈷酸鋰、粘結(jié)劑聚偏氟乙烯(pvdf)以及導(dǎo)電劑導(dǎo)電炭黑按質(zhì)量比(94～98):(1～3):(1～3)與溶劑n-甲基吡咯烷酮混合均勻，經(jīng)高速攪拌得到分散均勻的正極漿料，而后將正極漿料均勻涂布在10～14μm厚的正極集流體單面鋁箔上，再進(jìn)行鼓風(fēng)干燥，再將45～55μm厚的聚酯pet膜復(fù)合到另一面的鋁箔上，之后經(jīng)冷壓，模切得到相應(yīng)尺寸的正極極片，于本實(shí)施例中，正極極片厚度為120μm，寬為21mm，高為25mm，本實(shí)施例的正極極片結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1的電池極片結(jié)構(gòu)相同，因?yàn)樵O(shè)置了高分子材料層(本實(shí)施例中為聚酯pet膜)，能夠抵消或部分抵消在輥壓后因活性材料延展引起的應(yīng)力，因此正極極片表面平整，不打卷；

步驟2)制得負(fù)極極片：將負(fù)極活性物質(zhì)石墨、粘結(jié)劑丁苯橡膠(sbr)、羧甲基纖維素鈉(cmc)以及導(dǎo)電劑導(dǎo)電炭黑按質(zhì)量比(94.6～96):(1.8～2.2):(1.5～2):(0.7～1.2)與溶劑去離子水混合均勻，經(jīng)高速攪拌得到分散均勻的負(fù)極漿料，而后將負(fù)極漿料均勻涂布在8～10μm厚的負(fù)極集流體單面銅箔上，再進(jìn)行鼓風(fēng)干燥，再將45～55μm厚的聚酯pet膜復(fù)合到另一面的銅箔上，之后經(jīng)冷壓，模切得到相應(yīng)尺寸的負(fù)極極片，于本實(shí)施例中，負(fù)極極片厚度為130μm，寬為22mm，高為26mm，本實(shí)施例的負(fù)極極片與實(shí)施例1的電池極片結(jié)構(gòu)相同，因?yàn)樵O(shè)置了高分子材料層(本實(shí)施例中為聚酯pet膜)，能夠抵消或部分抵消在輥壓后因活性材料延展引起的應(yīng)力，因此負(fù)極極片表面平整，不打卷；

步驟3)制得電解液：將lipf6與碳酸乙烯酯(ec)和碳酸甲乙酯(emc)配制成1.0mol/l的lipf6溶液(其中，ec和emc質(zhì)量比為3：7)，得到非水電解液；

步驟4)將制得的一片正極極片，一片負(fù)極極片以及一片10～14μm的隔離膜以疊層方式組成電芯，再放入68μm厚度的鋁塑復(fù)合包裝膜內(nèi)完成組裝；

步驟5)注入電解液，并進(jìn)行封裝，化成，分容等常規(guī)工序后得到厚度為0.40mm，容量為18mah的鋁塑軟包裝鋰電池。

實(shí)施例3

本實(shí)施例公開(kāi)了一種制造鋁塑軟包裝鋰電池的方法，包括以下步驟：

制得正極極片：依照實(shí)施例2的步驟1)制備正極極片，本實(shí)施例中正極極片4的厚度為120μm，寬為42.2mm，高為25mm，如圖2所示；

制得負(fù)極極片：依照實(shí)施例2的步驟2)制備負(fù)極漿料，然后將負(fù)極漿料雙面涂布在9μm銅箔上，之后經(jīng)冷壓，模切得到厚度為148μm，寬為22mm，高為26mm的負(fù)極極片5，如圖3所示；

制得電解液，與實(shí)施例2的步驟3)一樣制得電解液；

將制得的一片正極極片4，包住一片負(fù)極極片5，且正極極片與負(fù)極極片之間設(shè)置隔離膜，以正極極片-隔離膜-負(fù)極極片-隔離膜-正極極片的方式組成電芯，放入68μm厚度的鋁塑復(fù)合包裝膜內(nèi)完成組裝，然后按實(shí)施例2的步驟5)完成電池的制作，得到厚度為0.55mm，容量為34mah的鋁塑軟包裝鋰電池。

于本實(shí)施例中，隔離膜為中部彎折的一片，實(shí)際運(yùn)用時(shí)隔離膜可以為相互獨(dú)立的2片，且2片隔離膜分別設(shè)置在負(fù)極極片的兩側(cè)。

于本實(shí)施例中，為了工藝簡(jiǎn)單方便，制備的正極極片較大，從而彎折后可以形成兩個(gè)與負(fù)極極片對(duì)應(yīng)側(cè)配合的區(qū)域，于其他實(shí)施例中，可以制備正常尺寸的正極極片，此時(shí)兩個(gè)正極極片與一個(gè)負(fù)極極片配合，且兩個(gè)正極極片分別設(shè)置在負(fù)極極片5的兩側(cè)。

實(shí)施例4

本實(shí)施例公開(kāi)了一種鋁塑軟包裝鋰電池的方法，包括以下步驟：

制得正極極片：依照實(shí)施例2的步驟1)制備正極漿料，然后雙面涂布在12μm正極集流體鋁箔上，之后經(jīng)冷壓，模切得到厚度為122μm，寬為21mm，高為25mm的正極極片7，如圖5所示；

制得負(fù)極極片：依照實(shí)施例2的步驟2)制備負(fù)極極片，本實(shí)施例中，如圖4所示，負(fù)極極片6的厚度為129μm，寬為44.2mm，高為26mm；

制得電解液，與實(shí)施例2步驟3)一樣制得電解液；

將制得的一片負(fù)極極片6包住一片正極極片7，且正極極片與負(fù)極極片之間設(shè)置隔離膜，以負(fù)極極片-隔離膜-正極極片-隔離膜-負(fù)極極片的方式組成電芯，放入68μm厚度的鋁塑復(fù)合包裝膜內(nèi)完成組裝，然后按實(shí)施例2的步驟5)完成電池的制作，得到厚度為0.54mm，容量為34mah的鋁塑軟包裝鋰電池。

于本實(shí)施例中，隔離膜為中部彎折的一片，實(shí)際運(yùn)用時(shí)隔離膜可以為相互獨(dú)立的2片，且2片隔離膜分別設(shè)置在正極極片的兩側(cè)。

于本實(shí)施例中，為了工藝簡(jiǎn)單方便，制備的負(fù)極極片較大，從而彎折后可以形成兩個(gè)與正極極片對(duì)應(yīng)側(cè)配合的區(qū)域，于其他實(shí)施例中，可以制備正常尺寸的負(fù)極極片，此時(shí)兩個(gè)負(fù)極極片與一個(gè)正極極片配合，且兩個(gè)負(fù)極極片分別設(shè)置在正極極片7的兩側(cè)。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此即限制本發(fā)明的專(zhuān)利保護(hù)范圍，凡是運(yùn)用本發(fā)明說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。