一種鋰離子電池負(fù)極極片及電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及裡離子電池領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種裡離子電池負(fù)極極片及含有此種 負(fù)極極片的裡離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 裡離子電池由于具有能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、開(kāi)路電壓高、安全無(wú)污染等一系列 優(yōu)點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用于移動(dòng)電話、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、PDA、MP3、Bluetooth、PMP等 眾多便攜式通信、娛樂(lè)電子產(chǎn)品中，并逐步向電動(dòng)汽車(chē)、空間站等領(lǐng)域拓展，其市場(chǎng)占有率 達(dá)到90% W上。因此，裡離子電池是目前最具有競(jìng)爭(zhēng)力的、且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)展的新一代 二次能源。
[0003] 正因?yàn)槠鋺?yīng)用領(lǐng)域的廣泛擴(kuò)展，其應(yīng)用環(huán)境也變得多樣化，其低溫性能等也變得 突出，成為其研發(fā)的重點(diǎn)和難點(diǎn)?，F(xiàn)有改善裡離子電池低溫性能的方法有:改善電極配方、 電解液配方、降低極片厚度、提高極片孔隙率等，目前商業(yè)裡離子電池已經(jīng)比較成熟，上述 幾項(xiàng)方案基本已達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)，對(duì)裡離子電池的低溫性能改善空間有限，制約了其發(fā)展應(yīng) 用。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本申請(qǐng)是基于發(fā)明人對(duì)W下事實(shí)和問(wèn)題的發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)作出的：
[0005] 發(fā)明人在對(duì)裡離子電池的研究中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的電極極片上的電極材料層厚度一般 一致，當(dāng)電池低溫充電時(shí)，若電壓過(guò)高，則產(chǎn)生裡沉積。也有為了工藝需求，提高極片良品率 而將電極材料層邊緣減薄的技術(shù)方案，但此種電池的極忍邊緣處正負(fù)極間距變長(zhǎng)，研究發(fā) 現(xiàn)其極化也增大，電池低溫充電電壓過(guò)高時(shí)，仍會(huì)產(chǎn)生裡沉積。裡沉積經(jīng)過(guò)循環(huán)使用，最終 會(huì)變成死裡，使得電池的安全性得不到保障。
[0006] 對(duì)于上述問(wèn)題，發(fā)明人經(jīng)過(guò)深入研究發(fā)現(xiàn):裡離子電池低溫充電時(shí)，其裡沉積一般 在負(fù)極材料層的兩側(cè)邊緣位置產(chǎn)生，其產(chǎn)生的寬度大約在40mmW內(nèi)，與正極片和負(fù)極片的 寬度無(wú)關(guān)。同時(shí)，我們還研究了石墨的充電，石墨為層狀晶體，當(dāng)石墨發(fā)生嵌裡反應(yīng)(充電） 時(shí)，首先石墨層中每3層嵌入1層裡，此為虹階嵌裡;待嵌滿后變?yōu)槊?層嵌入1層裡，此為n 階嵌裡;待嵌滿后變?yōu)槊?層嵌入1層裡，此為I階嵌裡。進(jìn)一步的我們研究了石墨負(fù)極低溫 充電時(shí)產(chǎn)生裡沉積的機(jī)理，發(fā)現(xiàn)石墨負(fù)極在虹階嵌裡時(shí)不產(chǎn)生裡沉積，從n階嵌裡開(kāi)始才 可能產(chǎn)生裡沉積。有鑒于此，本申請(qǐng)的發(fā)明人對(duì)負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)。具體而言，通 過(guò)極片設(shè)計(jì)，增加負(fù)極極片上負(fù)極材料層邊緣的厚度，避免低溫充電時(shí)負(fù)極材料層邊緣產(chǎn) 生裡沉積，進(jìn)而提高低溫充電截止電壓，從而提高電池容量、能量和功率，有效解決了相關(guān) 技術(shù)中的問(wèn)題。
[0007] 本實(shí)用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問(wèn)題之一。為此，本實(shí) 用新型提出了一種裡離子電池負(fù)極極片。
[000引本實(shí)用新型還提出了一種具有上述裡離子電池負(fù)極極片的裡離子電池。
[0009] 根據(jù)本實(shí)用新型的裡離子電池負(fù)極極片，包括負(fù)極集流體和附著在所述負(fù)極集流 體上的負(fù)極材料層，所述負(fù)極材料層包括負(fù)極中屯、區(qū)域和與負(fù)極中屯、區(qū)域相連的位于負(fù)極 中屯、區(qū)域外圍的負(fù)極邊緣區(qū)域，至少部分所述負(fù)極邊緣區(qū)域的負(fù)極材料層厚度大于負(fù)極中 屯、區(qū)域的負(fù)極材料層厚度。
[0010] 優(yōu)選，負(fù)極邊緣區(qū)域的寬度為1~50mm。
[0011] 進(jìn)一步優(yōu)選，負(fù)極邊緣區(qū)域的寬度為3~30mm。
[0012] 更進(jìn)一步優(yōu)選，負(fù)極邊緣區(qū)域的寬度為5~15mm。
[0013] 優(yōu)選，負(fù)極極片為方形，在負(fù)極極片的寬度方向上位于負(fù)極中屯、區(qū)域兩側(cè)的負(fù)極 邊緣區(qū)域的負(fù)極材料層厚度大于負(fù)極中屯、區(qū)域的負(fù)極材料層厚度。
[0014] 優(yōu)選，負(fù)極邊緣區(qū)域的負(fù)極材料層厚度比負(fù)極中屯、區(qū)域的負(fù)極材料層厚度大0.25 倍-0.6倍。
[0015] 或者優(yōu)選，負(fù)極邊緣區(qū)域的負(fù)極材料層厚度呈梯度變化。
[0016] 進(jìn)一步優(yōu)選，所述負(fù)極邊緣區(qū)域從遠(yuǎn)離負(fù)極中屯、區(qū)域的外側(cè)到負(fù)極中屯、區(qū)域圓滑 過(guò)渡。即負(fù)極邊緣區(qū)域截面呈弧形或彎月形。
[0017] 本實(shí)用新型的負(fù)極極片可W有效的避免電池低溫充電時(shí)產(chǎn)生裡沉積的情況，進(jìn)而 可W采用更寬的充電窗口，進(jìn)而提高電池容量、能量和功率。
[0018] 根據(jù)本實(shí)用新型一種裡離子電池，包括電池殼體、極忍和電解液，所述極忍和電解 液密封容納在所述電池殼體內(nèi)，所述極忍包括正極極片、負(fù)極極片和位于正極極片與負(fù)極 極片之間的隔膜，其中，所述負(fù)極極片為上述負(fù)極極片。
[0019] 優(yōu)選，正極極片包括正極集流體和附著在所述正極集流體上的正極材料層，所述 正極材料層包括與負(fù)極中屯、區(qū)域相對(duì)的正極中屯、區(qū)域和與負(fù)極邊緣區(qū)域相對(duì)的正極邊緣 區(qū)域，至少部分所述正極邊緣區(qū)域的正極材料層厚度小于正極中屯、區(qū)域的正極材料層厚 度。
[0020] 優(yōu)選，正極邊緣區(qū)域的正極材料層和負(fù)極邊緣區(qū)域的負(fù)極材料層的總厚度與正極 中屯、區(qū)域的正極材料層和負(fù)極中屯、區(qū)域的負(fù)極材料層的總厚度一致。
[0021] 優(yōu)選，正極邊緣區(qū)域的正極材料層厚度在遠(yuǎn)離正極中屯、區(qū)域方向上梯度遞減，所 述負(fù)極邊緣區(qū)域的負(fù)極材料層厚度在遠(yuǎn)離負(fù)極中屯、區(qū)域方向上梯度遞增。
[0022] 優(yōu)選，梯度遞減的減幅與梯度遞增的增幅一致。
[0023] 優(yōu)選，正極邊緣區(qū)域的正極材料層的容量與負(fù)極邊緣區(qū)域的負(fù)極材料層的容量比 為 1:2-1:6。
[0024] 進(jìn)一步優(yōu)選，正極邊緣區(qū)域的正極材料層的容量與負(fù)極邊緣區(qū)域的負(fù)極材料層的 容量比為1:3.2-1:4。
[0025] 本實(shí)用新型具體可W為正極極片上正極材料層邊緣變薄，負(fù)極極片上負(fù)極材料層 邊緣變厚，在負(fù)極極片的中屯、位置和邊緣位置的負(fù)極材料層相對(duì)正極材料層過(guò)量比例不 同，邊緣位置的負(fù)極材料層過(guò)量比例更高，能有效避免低溫充電時(shí)負(fù)極邊緣產(chǎn)生裡沉積，進(jìn) 而提高低溫充電截止電壓，從而提高電池容量、能量和功率。
【附圖說(shuō)明】
[0026] 圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027] 圖2是根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028] 圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029] 圖4是根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖5是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的極忍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031 ]圖6是根據(jù)本實(shí)用新型另一個(gè)實(shí)施例的極忍的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032] 圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例1正極極片制備拉漿示意圖；
[0033] 圖8是本實(shí)用新型實(shí)施例1負(fù)極極片制備拉漿示意圖；
[0034] 圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例5正極極片制備拉漿示意圖；
[0035] 圖10是本實(shí)用新型實(shí)施例5負(fù)極極片制備拉漿示意圖。
[0036] 附圖標(biāo)記：
[0037] 負(fù)極極片-1，負(fù)極中屯、區(qū)域-11，負(fù)極邊緣區(qū)域-12,負(fù)極集流體-13;
[0038] 正極極片-2，正極中屯、區(qū)域-21，正極邊緣區(qū)域-22，正極集流體-23;
[0039] 負(fù)極涂覆滾輪-3;
[0040] 正極涂覆滾輪-4。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 下面詳細(xì)描述本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出。下面通過(guò) 參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新 型的限制。
[0042] 如附圖1、2所示，本實(shí)用新型的裡離子電池負(fù)極極片1，包括負(fù)極集流體13和附著 在所述負(fù)極集流體13上的負(fù)極材料層。本實(shí)用新型的改進(jìn)之處在于，對(duì)負(fù)極極片1的結(jié)構(gòu)進(jìn) 行改進(jìn)，負(fù)極集流體13及負(fù)極材料層，本實(shí)用新型沒(méi)有限制。例如，負(fù)極集流體13可W為銅 錐。負(fù)極材料層可W為單層結(jié)構(gòu)，也可W為材料復(fù)合層