[发明专利]一种锂离子电池及其极片

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种高能量密度锂离子电池及其极片。

背景技术

锂离子电池自商业化以来，由于其能量密度高、工作电压大、无记忆效应、循环寿命长、对环境无污染等优点被广泛用作各种移动设备的电源，也使其进入了大规模的使用阶段。近年来，伴随着各种便携式电子设备的进一步微型化和长待机化，这对锂离子电池的能量密度提出了越来越高的要求。

目前，一般采用硅碳基材料作为锂离子电池的负极活性材料，其中，碳基材料首次效率较低，只能达到90％且理论克容量只有372mAh/g；此外，业内对硅基材料研究表明，虽然其理论克容量达4200mAh/g，但是其首次效率也只有50～60％。随着对电池体积能量密度和质量能量密度要求的提高，碳硅基材料的克容量发挥已无法满足目前的使用需求。

此外，不少机械设备厂通过提升设备性能以满足薄集流体基材涂覆要求或者提高涂布精度从而达到提升能量密度的目的，但这方面的改造成本较高，难以实现规模化应用。

另外，如图1所示，在电池极片的生产过程中，一般会在极片1’的端部留下一段未涂覆活性物质的空白区域2’，用于焊接极耳3’。由于需要在极片上留出不能涂覆活性物质的空白区域，该空白区域就会占用电芯的有效空间，不仅影响电芯能量密度的提升，而且也增加了电芯的成本；其次，现有极片上极耳位区域的厚度和其它涂覆了活性物质的区域的厚度差异大，导致电芯平整度不能满足高端客户需求。

有鉴于此，确实有必要开发一种经济可行、见效快的电池能量密度提升方案。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种锂离子电池极片，以有效提升电芯的能量密度，并改善电芯的平整度。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池极片，包括集流体和涂覆在集流体表面的活性物质涂层，所述集流体上通过间歇涂布或连续涂布后清除活性物质涂层的方式预留有空白区域，所述空白区域焊接有极耳。

作为本发明所述的锂离子电池极片的一种改进，所述极耳的宽度≤20mm，所述极耳的厚度≤0.15mm。

作为本发明所述的锂离子电池极片的一种改进，所述空白区域设置为矩形，所述空白区域的宽度≥10mm，且所述空白区域的宽度比所述极耳的宽度大4～10mm。若空白区域的宽度比极耳的宽度过大，会使活性材料涂层的涂覆面积减少，从而降低电池能量密度；若空白区域的宽度比极耳的宽度过小，会造成极耳无法焊接。

作为本发明所述的锂离子电池极片的一种改进，所述清除活性物质涂层的方法为溶剂清除法，采用溶剂直接清除涂布的活性物质涂层，所述溶剂为丙酮、乙醇、水、NMP、甲苯中的至少一种。

作为本发明所述的锂离子电池极片的一种改进，所述清除活性物质涂层的方法为预贴胶纸法，涂布前在集流体的指定位置预贴一层宽度为10～25mm的胶纸，再进行涂布，待极片冷压后再移除胶纸。

作为本发明所述的锂离子电池极片的一种改进，所述胶纸的剥离强度≤2N/m。若剥离强度过大，可能会损坏极片；若剥离强度过小，无法有效粘接。

作为本发明所述的锂离子电池极片的一种改进，所述清除活性物质涂层的方法为预涂聚合物层法，涂布前在集流体的指定位置涂布一层宽度为10～25mm的聚合物层，再进行涂布，烘烤极片使聚合物层自动脱落。

作为本发明所述的锂离子电池极片的一种改进，所述聚合物的玻璃化转变温度为90℃～120℃。

作为本发明所述的锂离子电池极片的一种改进，所述烘烤温度为100～150℃，烘烤的时间为2～6min。

本发明的有益效果在于：本发明一种锂离子电池极片，包括集流体和涂覆在集流体表面的活性物质涂层，所述集流体上通过间歇涂布或连续涂布后清除活性物质涂层的方式预留有空白区域，所述空白区域焊接有极耳。相比于现有技术，一方面，本发明取消了极片头部空白区域，减少了非活性基材所占有的体积，有效提升了电芯能量密度；另一方面，本发明将极耳焊接位置设置为空白区域，这种设计大大减少了常规工艺焊接极耳造成厚度的不平整性，有效避免常规设计电芯极耳位置过压现象，有利于改善电芯性能。

本发明的另一目的在于：提供一种高能量密度的锂离子电池，其包括由正极片、隔离膜和负极片依次层叠后卷绕形成的裸电芯，以及封装裸电芯的铝塑膜，其中，采用液态胶水固定侧边封装的铝塑膜，所述正极片和所述负极片均为上述任一段所述的电池极片。