一種電化學(xué)電池及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電化學(xué)電池領(lǐng)域，特別涉及一種電化學(xué)電池及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 進(jìn)入21世紀(jì)以后，各種電子器件產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本、可穿戴設(shè)備等層出不窮，極 大的豐富了廣大用戶的生活；同時(shí)，電動(dòng)汽車(chē)及各類儲(chǔ)能電站也如雨后春筍般迅速萌芽、發(fā) 展、壯大。以上高科技產(chǎn)品，具有一個(gè)共同特征：需要高性能電池充當(dāng)儲(chǔ)能部件。
[0003] 現(xiàn)有的電池主要有一次電池和二次電池兩大類；所謂一次電池，即無(wú)法反復(fù)充電 的電池，主要包括碳鋅電池、堿性電池、糊式鋅錳電池、紙板鋅錳電池、堿性鋅錳電池、扣式 電池（扣式鋅銀電池、扣式鋰錳電池、扣式鋅錳電池）、鋅空氣電池、一次鋰錳電池等、水銀 電池；所謂二次電池，即可充電電池，主要包括二次堿性鋅錳電池、鎳鎘充電電池、鎳氫充電 電池、鋰充電電池、鉛酸電池、太陽(yáng)能電池。鉛酸蓄電池可分為：開(kāi)口式鉛酸蓄電池、全密閉 鉛酸蓄電池。而從外包裝角度分析，現(xiàn)有電池主要分為軟包裝電池及硬殼包裝電池，由于軟 包裝電池包裝膜本身厚度小，可塑性大，被廣泛的運(yùn)用于各類高檔一次電池和二次電池中。
[0004] 然而，隨著各類用電設(shè)備的不斷升級(jí)，其對(duì)電池的性能提出了更多要求，如電池更 高能量密度、更快充放電速度、更長(zhǎng)循環(huán)壽命、更好安全性能等；而這其中，能量密度直接關(guān) 系到產(chǎn)品的用戶體驗(yàn)效果，電芯安全性能與用電產(chǎn)品的安全使用及用戶的生命財(cái)產(chǎn)及人生 安全密切相關(guān)，因此，能量密度及安全性能備受電池生產(chǎn)商、用戶的關(guān)注。如何提高電池能 量密度的同時(shí)，又能改善電池的安全性能成為了電池領(lǐng)域廣大研究者的重點(diǎn)研究方向。為 了提高電池能量密度，專利申請(qǐng)?zhí)枮?01420283159. 4的實(shí)用新型專利發(fā)明了一種有效極 片清洗裝置：包括用于傳輸極片的傳輸系統(tǒng)和激光系統(tǒng)，激光系統(tǒng)包括至少一個(gè)用于發(fā)射 激光束并投射到極片上的激光發(fā)射頭，激光系統(tǒng)至少還包括用于勻化激光發(fā)射頭發(fā)射的激 光束的能量的光束整形機(jī)構(gòu)，激光發(fā)射頭和光束整形機(jī)構(gòu)電連接。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，該實(shí)用 新型通過(guò)設(shè)置光束整形機(jī)構(gòu)，能夠?qū)⒓す夤馐哪芰烤鶆蚧?，既不?huì)傷害極片中的箱材，從 而提尚極耳的焊接質(zhì)量；又不會(huì)造成涂層的殘留，從而提尚清洗的質(zhì)量，而且光束中的尚能 量和低能量能夠被有效的利用，從而實(shí)現(xiàn)激光能量的最大化利用，進(jìn)而提高能量的利用率、 清洗效率和清洗質(zhì)量。但是，經(jīng)過(guò)該方法制備出來(lái)的電芯，由于極耳厚度往往小于清洗掉的 電極涂敷層的厚度，將會(huì)導(dǎo)致電芯壓實(shí)后，極耳無(wú)法被位于其上下層電極隔離膜固定，因此 極耳處于松動(dòng)狀態(tài)，做成成品電池后，無(wú)法起到固定裸電芯與外包裝的作用，因此電芯的安 全性能，特別是跌落、輥筒等性能明顯降低。
[0005] 有鑒于此，確有必要開(kāi)發(fā)一種新的電池，其既能解提高電池能量密度，又具有高的 安全性能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供的一種電化學(xué)電池，包括電極極 片、隔離膜、外包裝和電解液，所述電極片包括極耳、集流體與涂敷層，所述極耳與所述集流 體電子導(dǎo)通，所述涂敷層附著于所述集流體上，所述涂敷層的單面厚度為h，所述極耳的厚 度為Η ;所述極耳左右兩側(cè)均設(shè)置有涂敷層，并且10 μ m < 2h-H ;所述極耳與集流體重疊區(qū) 域厚度方向上還設(shè)置有增厚層，所述增厚層的厚度為hl，且-60ym< (2h-H-hl) <40μπι。 當(dāng)2h-H-hl滿足本發(fā)明要求時(shí)，即清洗掉的兩層涂敷層厚度（2h)和極耳厚度與增厚層厚度 之和比較接近時(shí)，經(jīng)過(guò)整形后的電池，極耳能夠被位于其上下的電極片、隔離膜緊緊的固定 住，通過(guò)外露極耳將裸電芯及外封裝緊密的連接在一起，從而起到固定裸電芯與外封裝的 作用，改善電池的跌落性能。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0008] -種電化學(xué)電池，包括電極極片、隔離膜、外包裝和電解液，所述電極片包括極耳、 集流體與涂敷層，所述極耳與所述集流體電子導(dǎo)通，所述涂敷層附著于所述集流體上，所 述涂敷層的單面厚度為h，所述極耳的厚度為Η ;所述極耳左右兩側(cè)均設(shè)置有涂敷層，并且 10 μm < 2h-H ;所述極耳與集流體重疊區(qū)域厚度方向上還設(shè)置有增厚層，所述增厚層的厚 度為 hl，且-60 μ m < (2h-H_hl) < 40 μ m。
[0009] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，所述極耳與所述集流體電子導(dǎo)通的方式為所 述極耳與所述集流體之間直接焊接或所述極耳與所述集流體之間設(shè)置導(dǎo)電粘接層進(jìn)行粘 接。
[0010] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，在所述極耳與所述集流體的電子導(dǎo)通位置， 所述集流體靠近所述極耳的一側(cè)無(wú)涂層，所述集流體背離所述極耳的一側(cè)有涂層或無(wú)涂 層；所述極耳與所述集流體之間設(shè)置的導(dǎo)電粘接層為所述增厚層的至少一部分。
[0011] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，20以111<(211-!{);-10以111<(211- H-hl) ^ 30 ym〇
[0012] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，所述增厚層位于所述極耳的表面、所述極耳 與所述集流體之間、所述集流體的背離所述極耳的一側(cè)中的至少一個(gè)位置。
[0013] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的一種改進(jìn)，位于所述極耳與所述集流體之間的增厚層為 導(dǎo)電粘接層；位于所述極耳的表面或所述集流體的背離所述極耳的一側(cè)的增厚層為膠帶。
[0014] 所述導(dǎo)電粘接層為導(dǎo)電膠或/和金屬粘接劑；所述膠帶包括基體或/粘接層；所 述基材選自熱熔膠、聚丙烯、改性聚丙烯、布基、牛皮紙、美紋紙、纖維、PVC、PE泡棉和聚酰亞 胺中的至少一種；所述粘膠層選自丙烯酸酯膠、復(fù)合型結(jié)構(gòu)膠、熱固性高分子膠、熱熔膠、壓 敏膠、無(wú)機(jī)膠粘劑、橡膠粘合劑、天然膠粘劑、膠粘劑中至少一種。具體如有機(jī)硅壓敏膠粘 劑、聚偏氟乙稀、丁苯橡膠、聚氨酯、導(dǎo)電膠和聚丙烯酸酯等。
[0015] 本發(fā)明還包括一種電化學(xué)電池的制備方法，主要包括如下步驟：
[0016] 步驟1，電極極片的制備：制備得到電極極片，并在涂膜區(qū)去除部分涂層，之后設(shè) 置電極極耳；得到電極極片待用；
[0017] 步驟2,電芯組裝：將電極極片與隔離膜組裝得到裸電芯，并在設(shè)置極耳的位置設(shè) 置增厚層，之后將裸電芯入殼/入袋，封裝、注液、靜止；
[0018] 步驟3,成品電池制備：將步驟2制得的電芯進(jìn)行化成、整形得到成品電池。
[0019] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的制備方法的一種改進(jìn)，步驟1所述涂膜區(qū)去除部分涂層 的去除方法包括溶劑清洗、激光清洗、涂敷前在集流體上預(yù)設(shè)結(jié)構(gòu)后將局部涂層去掉中的 至少一種。
[0020] 作為本發(fā)明電化學(xué)電池的制備方法的一種改進(jìn)，步驟1所述涂膜區(qū)去除部分涂層 的膜片為正極膜片或/和負(fù)極膜片；所述涂膜區(qū)去除部分涂層位置為全部去除涂層或部分 去除涂層。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：當(dāng)2h-H_hl滿足本發(fā)明要求時(shí)，即清洗掉的 兩層涂敷層厚度（2h)和極耳厚度與增厚層厚度之和比較接近時(shí)，經(jīng)過(guò)整形后的電池，極耳 能夠被位于其上下的電極片、隔離膜緊緊的固定住，通過(guò)外露極耳將裸電芯及外封裝緊密 的連接在一起，從而起到固定裸電芯與外封裝的作用，改善電池的跌落性能。
【具體實(shí)施方式】
[0022] 下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明的實(shí)施方 式不限于此。
[0023] 比較例1，
[0024] 正極片制備：選擇厚度為12 μ m的鋁箱為集流體，在其表面涂敷正極漿料，冷壓后 得到單面涂敷厚度為70 μπι的正極膜片；之后在膜片頭部空箱材區(qū)焊接上寬度lcm、厚度 60 μ m的鋁極耳得到正極片待用；
[0025] 負(fù)極片制備：選擇厚度為8 μπι的銅箱作為集流體體，在其表面涂敷負(fù)極漿料，冷 壓后等到單面涂敷厚度為70 μπι的負(fù)極片；之后在膜片頭部空箱材區(qū)焊接上寬度lcm、厚度 60 μπι的鎳極耳得到負(fù)極片待用；
[0026] 裸電芯制備：選擇厚度為12μπι的隔離膜，與上述正極片、負(fù)極片一起卷繞，從而 得到極耳從電芯電極中間區(qū)引出的裸電芯待用，且在該裸電芯中，極耳厚度低于清洗掉的 涂層厚度，因此該電芯的極耳區(qū)域不是電芯最厚區(qū)域，極耳厚度不會(huì)影響電池的整體厚度， 因此將得到能量密度更大的電池；
[0027] 成品電池制備：將上述將裸電芯置于鋁塑膜中進(jìn)行頂側(cè)封，之后烘干、注液，待電 解液充分浸潤(rùn)后于75°C、0. 6MPa下進(jìn)行夾具化成，之后整形、除氣、封口得到成品電芯。
[0028] 比較例2，
[0029] 正極片制備：選擇厚度為12 μπι的鋁箱為集流體，在其表面涂敷正極漿料，冷壓后 得到單面涂敷厚度為70 μπι的正極膜片；之后在膜片中間區(qū)域，用激光清洗出一條長(zhǎng)4cm、 寬1. 5cm的雙面空白區(qū)，之后焊接上寬度lcm、厚度60 μπι的鋁極耳得到正極片待用；
[0030] 負(fù)極片制備：選擇厚度為8 μπι的銅箱作為集流體體，在其表面涂敷負(fù)極漿料，冷 壓后等到單面涂敷厚度為70 μπι的負(fù)極片；之后在膜片中間區(qū)域，用激光清洗出一條