[发明专利]一种分段式间隔涂布极片及裸电芯

说明书

本发明涉及电池技术领域，公开一种分段式间隔涂布极片及裸电芯。其中分段式间隔涂布极片包括集流体，集流体的正面和反面设有料区和空箔区，料区沿集流体的长度方向间隔设置，空箔区设于每个料区周围。相邻两个料区的间隔长度按等差数列递增。料区和空箔区相互分离，防止极片折叠时掉料。本发明还提供一种裸电芯，包括分段式间隔涂布极片和隔膜，将正极极片、负极极片和隔膜分层叠置后沿同一方向连续卷绕形成裸电芯主体；裸电芯主体横截面呈矩形，矩形裸电芯克服了现有技术中裸电芯圆弧端的缺陷，保证裸电芯的CB值不偏离设计值，集流体两侧的电流密度一致，防止电压极化造成电压不稳。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种分段式间隔涂布极片及裸电芯。

背景技术

锂离子电池是一种使用广泛的可充电电池，锂离子电池主要包括：正极极片和负极极片、电解液、隔膜和结构件。

现有技术中，通常采用将正、负极敷料连续涂布在对应的基片上，然后将基片分切成所需大小的极片的方法来生产锂离子电池中的极片。然后将正极极片、负极极片和隔膜通过卷绕或堆叠工艺制成裸电芯，裸电芯和结构件再装配成锂离子电池的电芯。充电时，电子从正极料区通过正极集流体进入外电路，同时外电路中电子通过负极集流体流入负极，锂离子从正极料区进入电解液穿过隔膜到达负极。放电过程电子和锂离子运动路径与充电过程相反。

通过卷绕工艺制成的裸电芯，其两侧边缘会形成一个半圆形圆弧。随着卷绕层数(电芯层数)的增加，裸电芯两侧的圆弧的半径也会增大。该结构会存在以下几种缺陷：1.卷绕内侧的曲率较大，极片折叠的过程中会造成掉料，存在安全隐患。2.侧面极片形成的圆弧内外敷料状态不一样导致此处的CB值(单位面积负极容量相对正极容量的过量比)偏离设计值，导致此处容易受损。3.侧面圆弧在充放电过程中，易变形和扭曲导致电芯性能下降，甚至有安全隐患。4.放电过程中集流体两侧的电流密度不一样，电压极化较大，放电电压不稳。5.常用的结构件为规则的长方体，裸电芯两侧的圆弧会造成结构件内部空间浪费，体积能量较低。

发明内容

基于以上所述，本发明的目的在于提供一种分段式间隔涂布极片及裸电芯，以解决克服上述缺陷。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种分段式间隔涂布极片，分成负极极片和正极极片两种，包括：

料区，设于集流体的正面和反面上，并沿集流体的长度方向间隔设置，料区由敷料涂布而成，并形成为矩形；

空箔区，设于每个料区周围；

多个料区的大小和方向完全相同，且第n个料区与第n-1个料区的间隔长度a_n＝a₁+(n-1)*b，其中n为大于或等于2的整数，b为公差。

作为一种分段式间隔涂布极片的可选方案，当分段式间隔涂布极片制成负极极片时，负极极片中的间隔长度的首项为a′₁，0a′₁≤5mm；

当分段式间隔涂布极片制成正极极片时，正极极片中的间隔长度的首项为a″₁，a″₁＝a″₁+l₁*c+l₂*d+l₃*2,其中，l₁是负极极片的冷压厚度，l₂是正极极片的冷压厚度，l₃是隔膜厚度；c为负极膨胀系数，1.05≤c≤2；d为正极膨胀系数，1.02≤d≤1.8。

作为一种分段式间隔涂布极片的可选方案，间隔长度的公差为b，b＝l₁*c+l₂*d+l₃*2，其中l₁是负极极片的冷压厚度，l₂是正极极片的冷压厚度，l₃是隔膜厚度；c为负极膨胀系数，1.05≤c≤2；d为正极膨胀系数，1.02≤d≤1.8。