極片結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種極片結構，包括集流體層和活性材料層，所述活性材料層涂覆于所述集流體層，所述活性材料層為厚度不一的應力消除型活性材料層。本實用新型活性材料層為應力消除型活性材料層，在進行壓片時，使應力消除型活性材料層內部應力得到發(fā)散，使活性物質內部不至于會有很大的應力，避免材料在壓片之后或者干燥之后的冷卻過程中發(fā)生膨脹和脫料現(xiàn)象，本實用新型在壓片之后不會發(fā)生翹曲。
【專利說明】極片結構
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及鋰離子電池【技術領域】，特別涉及一種釋放應力的極片結構。
【背景技術】
[0002]鋰離子電池具有電壓高、無記憶效應、能量密度高等特點，已經(jīng)在智能手機和筆記本電腦等便攜式電器上得到了廣泛應用，隨著便攜式電器性能的不斷提升，其需要更多的能量和操作時間，并且希望降低鋰離子電池的體積和重量。
[0003]鋰離子電池是20世紀末開發(fā)成功的新型高能二次化學電池，與其它的二次電池相比，鋰離子電池具有許多突出的優(yōu)點:
[0004]I)電壓高:單體電池的工作電壓高達3.7-3.8V (磷酸鐵鋰為3.2V)，是Ni_Cd、N1-H電池的3倍。2)比能量大:目前能達到的實際比能量為555Wh/kg左右，即材料能達到150mAh/g以上的比容量(3?4倍于附氣(1，2?3倍于附-1?)，已接近于其理論值的約88%。3)循環(huán)壽命長:一般均可達到500次以上，甚至1000次以上，磷酸鐵鋰的可以達到2000次以上。對于小電流放電的電器，電池的使用期限，將倍增電器的競爭力。4)安全性能好，無污染公害，無記憶效應:Li離子電池中不含鎘、鉛、汞等對環(huán)境有污染的元素，無記憶效應。5)自放電小:室溫下充滿電的鋰離子電池儲存I個月后的自放電率為2%左右，大大低于N1-Cd的25-30%，N1、MH的30_35%。6)可快速充放電:IC充電30分鐘容量可以達到標稱容量的80%以上，現(xiàn)在磷鐵電池可以達到10分鐘充電到標稱容量的90%。7)工作溫度范圍高:一般工作溫度為-25飛(TC，隨著電解液和正極的改進，期望能擴寬到-4(T70°C。
[0005]正是由于鋰離子電池具有突出的性能優(yōu)勢，在便攜式電器如手機、筆記本電腦、各類便攜電子產(chǎn)品中得到廣泛應用，尤其是近年來智能手機和筆記本電腦的迅猛發(fā)展，對鋰離子電池的產(chǎn)量和容量的要求提出了更高的要求，也使小型鋰離子電池的產(chǎn)量快速增長。
[0006]其中，極片的質量對鋰離子電池的性能起了至關重要的作用。傳統(tǒng)的極片制造工藝(一次性敷料成型工藝)是:將電極漿料一次性涂布在電極集流體上，然后干燥、壓延制成電池極片。但在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)，有些極片上的活性物質在壓片之后就發(fā)生不同程度的翹起，而且在干燥之后，有些極片都會發(fā)生不同程度的脫料現(xiàn)象，極大的影響了組裝成的電池質量。發(fā)生這種現(xiàn)象，通常是由于活性物質內部會有很大的應力，在壓片之后或者干燥之后的冷卻過程中，應力無法正常釋放，導致極片結構發(fā)生變形和翹曲。
實用新型內容
[0007]本實用新型的目的在于:提供一種極片結構，能釋放極片本身的壓力，壓片之后不會發(fā)生翹曲。
[0008]本實用新型的技術方案為:極片結構，包括集流體層和活性材料層，活性材料層涂覆于集流體層，活性材料層為厚度不一的應力消除型活性材料層。
[0009]應力消除型活性材料層是在壓片之后或者干燥之后的冷卻過程，能釋放活性材料層應力，使其內部應力較小；且活性材料層為厚度不一，使其內部各點受到的應力大小不一致，從而使應力大的受力點在進行壓片時，可向應力小的受力點釋放應力，從而使極片在壓片或者干燥之后的冷卻過程中不發(fā)生翹起，這樣就能保持極片的質量，在電池生產(chǎn)過程中更好的進行加工。
[0010]作為本實用新型的進一步改進，應力消除型活性材料層橫截面形狀為弧形。活性材料層橫截面形狀呈弧形，中部厚度大，兩端的厚度小，當壓片或者干燥冷卻時，活性材料層內中部受到的應力可向兩端釋放，從而使其內部不至于存有大量的應力，避免極片變形。
[0011]作為本實用新型的進一步改進，應力消除型活性材料層橫截面形狀為鋸齒狀或波浪形?；钚圆牧蠈釉谄浔砻嬗卸鄠€凹點，使其進行壓片或者干燥之后的冷卻時，活性材料層可向多處釋放應力，從而不導致極片發(fā)生卷曲，以至于影響極片的形狀和功能。
[0012]作為本實用新型的進一步改進，應力消除型活性材料層為正極材料層或/和負極材料層。本實用新型可制作正極片或/和負極片。
[0013]其中，活性材料層可以為正極活性物質磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)或/和負極活性物質石墨。
[0014]作為本實用新型的進一步改進，應力消除型活性材料層厚度為20-60 μ m。優(yōu)選的，應力消除型活性材料層厚度為46 μ m。
[0015]作為本 實用新型的進一步改進，集流體層厚度為7~15μπι。優(yōu)選的，集流體層厚度為 9 μ m0
[0016]本實用新型的有益效果在于:活性材料層為應力消除型活性材料層，在進行壓片時，使活性材料層內部應力得到發(fā)散，使活性物質內部不至于會有很大的應力，避免材料在壓片之后或者干燥之后的冷卻過程中發(fā)生變形和脫料現(xiàn)象，本實用新型在壓片之后不會發(fā)生翹曲現(xiàn)象。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0018]圖2為本實用新型的另一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0019]為了使本實用新型的目的，技術方案及優(yōu)點更加清晰明了，結合以下附圖，對其進一步詳細說明。
[0020]如圖1所示，極片結構，包括集流體層I和活性材料層2，活性材料層涂覆于集流體層1，活性材料層為厚度不一的應力消除型活性材料層2。
[0021]應力消除型活性材料層2是在壓片之后或者干燥之后的冷卻過程，能釋放活性材料層應力，使其內部應力較?。磺覒ο突钚圆牧蠈?為厚度不一，使其內部各點受到的應力大小不一致,從而使應力大的受力點在進行壓片時,可向應力小的受力點釋放應力，從而使極片在壓片或者干燥之后的冷卻過程中不發(fā)生翹曲，這樣就能保持極片的質量，在電池生產(chǎn)過程中更好的進行加工。
[0022]應力消除型活性材料層2橫截面形狀為弧形。應力消除型活性材料層2橫截面形狀呈弧形，中部厚度大，兩端的厚度小，當壓片或者干燥冷卻時，應力消除型活性材料層2內中部受到的應力可向兩端釋放，從而使其內部不至于存有大量的應力，避免極片變形。[0023]如圖2所示，這是本實用新型的另一種結構，應力消除型活性材料層2橫截面形狀為鋸齒狀。應力消除型活性材料層2在其表面有多個凹點，使其進行壓片或者干燥之后的冷卻時，應力消除型活性材料層2可向多處釋放應力，從而不導致材料發(fā)生膨脹，以至于影響極片的形狀和功能。
[0024]當然本實用新型的應力消除型活性材料層2可以橫截面形狀可以設置為波浪形，同樣可以達到應力釋放的效果，保證極片的加工質量。
[0025]實施例1:
[0026]并將正極活性物質磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)或負極活性物質石墨涂布在厚度為
7μ m的集流體層1，干燥，形成厚度為20 μ m的應力消除型活性材料層2，其中，應力消除型活性材料層2橫截面形狀為中部厚度大、兩端的厚度小的弧形，冷壓，此時，應力消除型活性材料層2受到壓力時，活性材料層2內中部受到的應力可向兩端釋放，使得不至于內部膨脹而變形，得到壓實密度為1.5g/cm3的極片，再經(jīng)過裁片、焊接極耳，得到極片。
[0027]實施例2:
[0028]與實施例1不同的是:集流體層I的厚度為13 μ m，應力消除型活性材料層2的厚度為58 μ m，應力消除型活性材料層2橫截面形狀為鋸齒狀，形成多處釋放應力點，當壓片或者干燥之后的冷卻時，可向應力消除型活性材料層2多處釋放應力，從而使其內部不至于存有大量的應力，導致極片變形。
[0029]實施例3:
[0030]與實施例2不同的是:集流體層I的厚度為9 μ m，活性材料層2的厚度為46 μ m,應力消除型活性材料層2橫截面形狀為波浪形。
[0031]由實施例1至3中所制成的極片，可制作成正極極片或/和負極極片，能釋放極片本身的壓力，壓片之后不會發(fā)生翹起，本實用新型制作簡單，在實際生產(chǎn)中也極具意義。
[0032]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的【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利要求的保護范圍內。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成任何限制。
【權利要求】
1.極片結構，包括集流體層和活性材料層，所述活性材料層涂覆于所述集流體層，其特征在于:所述活性材料層為應力消除型活性材料層，所述應力消除型活性材料層橫截面形狀為弧形、鋸齒狀或波浪形。
2.根據(jù)權利要求1所述的極片結構，其特征在于:所述應力消除型活性材料層為正極材料層或/和負極材料層。
3.根據(jù)權利要求1所述的極片結構，其特征在于:所述應力消除型活性材料層厚度為20?60 μ mD
4.根據(jù)權利要求1所述的極片結構，其特征在于:所述集流體層厚度為7?15μπι。
【文檔編號】H01M4/36GK203434237SQ201320438813
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年7月23日 優(yōu)先權日:2013年7月23日
【發(fā)明者】鐘志勇, 陳剛, 鄭迪東 申請人:深圳市百納新能源科技有限公司