极片、电芯及制造方法

技术领域

本发明涉及电芯制造技术领域，特别涉及一种极片、电芯及制造方法。

背景技术

现有技术中，在制备锂离子电池时，其制造工艺一般流程为：活性物质、粘结剂和导电剂等混合制备成活性物质浆料，然后将该浆料涂敷于集流体上，当涂敷在集流体的活性物质浆料干燥之后，通过辊压形成活性物质层。而极耳作为电芯的正负极引出件，需要和集流体接触，因此需要将极片上的连接极耳位置处的活性物质层去除以形成凹槽，从而使集流体或陶瓷层裸露，以便于设置极耳并使极耳与集流体接触。极片上的凹槽用以容纳极耳，能够有效降低极耳处的厚度。相关技术中，极耳位置处的活性物质层采用激光清除或机械刮除等方式进行清理，但采用激光清除或机械刮除时整体操作复杂，清理成本高昂。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种极片、电芯及制造方法，旨在解决极片上活性物质清理不便的技术问题。

为实现上述目的，本发明第一方面实施例提出一种极片，包括：

集流体，包括第一壁面，所述第一壁面具有涂敷区；

热缩层，连接于所述涂敷区；

活性物质层，连接于所述第一壁面且覆盖所述热缩层；

其中，所述热缩层适于受热收缩，以与覆盖所述热缩层的所述活性物质层共同脱离所述集流体。

在一些实施例中，所述极片还包括陶瓷层，所述陶瓷层设于所述集流体与所述热缩层之间。

在一些实施例中，所述热缩层包括层叠的粘接层与主体层，所述主体层包括沿其厚度方向相对布置的第一侧壁与第二侧壁，所述第一侧壁与所述粘接层粘接，所述涂敷区位于所述第二侧壁，所述粘接层背离所述第一侧壁的一侧与所述陶瓷层连接。

在一些实施例中，所述主体层的材料为聚烯烃/聚乙烯/聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚氯乙烯/聚苯乙烯。

在一些实施例中，所述主体层的厚度为1um～40um。

在一些实施例中，所述热缩层与所述陶瓷层沿所述厚度方向相对布置，所述陶瓷层面朝所述热缩层的壁面所在的平面为投影平面，沿所述厚度方向，所述陶瓷层于所述投影平面形成第一正投影，所述热缩层于所述投影平面形成第二正投影，所述第二正投影的投影面积小于等于所述第一正投影的投影面积且所述第二正投影位于所述第一正投影内。

在一些实施例中，所述涂敷区于所述投影平面内形成第三正投影，所述第三正投影的投影面积大于等于所述第二正投影的投影面积且所述第二正投影位于所述第三正投影内。

在一些实施例中，所述涂敷区包括相互连接的第一部分以及第二部分，所述活性物质层布设于所述第一部分以及所述第二部分。

本发明第二方面实施例提出一种电芯，包括上述实施例所述的极片。

本发明第三方面实施例提出一种制造方法，用以制造如上述实施例所述的极片，包括以下步骤：

使所述热缩层连接于所述第一壁面的所述涂敷区；

使所述活性物质层连接所述第一壁面且覆盖所述热缩层；

加热所述热缩层，使所述热缩层以及覆盖所述热缩层的所述活性物质层共同脱离所述集流体。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

在本发明的技术方案中，极片中集流体的第一壁面上具有涂敷区，热缩层连接于涂敷区，活性物质层连接于第一壁面且覆盖热缩层。本方案通过对热缩层进行加热，使热缩层受热收缩，便于使覆盖于热缩层之上的活性物质层跟随热缩层脱离集流体以形成可以容纳极耳的凹槽，相较于采用激光清除或机械刮除活性物质层的方式，本申请整体操作方便快捷，能够有效降低活性物质的清除成本。进一步地，由于待清理活性物质处(极耳位置处)的活性物质层与集流体之间有热缩层阻碍，因此，本方案中所成型凹槽处的活性物质残留更少，活性物质的清除率更高，即能够保障极耳装配的稳定性和可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中极片的结构示意图；其中，示出热缩层；

图2为本发明一实施例中极片的结构示意图；其中，热缩层与覆盖热缩层的活性物质层脱离集流体形成凹槽；

图3为本发明一实施例中的极片制造方法的操作流程图。

附图标号说明：

极片10；

集流体100；第一壁面110；涂敷区111；

热缩层200；粘接层210；主体层220；第一侧壁221；第二侧壁222；

活性物质层300；

陶瓷层400；

凹槽500；

胶纸600；

极耳20；

厚度方向X。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

现有技术中，在制备锂离子电池时，其制造工艺一般流程为：活性物质、粘结剂和导电剂等混合制备成活性物质浆料，然后将该浆料涂敷于集流体上，当涂敷在集流体的活性物质浆料干燥之后，通过辊压形成活性物质层。而极耳作为电芯的正负极引出件，需要和集流体接触，因此需要将极片上的连接极耳位置处的活性物质层去除以形成凹槽，从而使集流体或陶瓷层裸露，以便于设置极耳并使极耳与集流体接触。极片上的凹槽用以容纳极耳，能够有效降低极耳处的厚度。相关技术中，极耳位置处的活性物质层采用激光清除或机械刮除等方式进行清理，但采用激光清除或机械刮除时整体操作复杂，清理成本高昂。

鉴于此，本发明第一方面实施例提出一种极片10，该极片10上的活性物质层300清理操作便捷，活性物质的清除率高。下面参照图1和图2来介绍本发明实施例的极片10。具体地，极片10包括集流体100、热缩层200以及活性物质层300。

集流体100为电芯的内部结构之一，主要用于收集和传输电流，集流体100可以由导电材料制成。具体地，集流体100可以为铜、铝等金属材质，也可以是表面为金属导电层内层为聚合物高分子层的复合集流体。

参照图1，集流体100包括第一壁面110。可以理解，在一些实施例中，第一壁面110可以为集流体100沿其厚度方向X的靠近正极的壁面。在另一些实施例中，第一壁面110也可以为集流体100的沿其厚度方向X的靠近负极的壁面。在其它实施例中，第一壁面110还可以同时指集流体100的沿其厚度方向X的两侧的壁面。本申请实施例以第一壁面110同时指集流体100的沿其厚度方向X两侧的壁面为例进行说明。

参照图1，第一壁面110具有涂敷区111。涂敷区111用以涂敷活性物质层300，活性物质层300能够在充放电过程中发生化学反应，吸收或释放电子以实现能量存储和释放。

需要说明，电芯中的正极活性物质层300可以为一种或多种金属化合物，如钴酸锂、氧化钴锂、氧化镍、氧化镍锰钴、以及氧化铁锂等。本申请一些实施例以钴酸锂为例进行说明。正极活性物质层300具有高电位和良好的电化学性能，能够吸收和释放正电荷(如锂离子或钠离子)。负极活性物质可以采用石墨或添加硅物质的石墨。石墨是一种具有良好导电性以及可逆嵌入/脱嵌特性的碳材料，能够吸收和释放负电荷。涂敷区111的具体大小可以依据实际情况而定。

热缩层200设于集流体100与活性物质层300之间，便于使热缩层200上的活性物质层300脱离集流体100。可以理解，热缩层200及覆盖热缩层200的活性物质层300在脱离集流体100后，该处位置即可形成能够容纳极耳20的凹槽500，参照图2。需要说明，热缩层200的具体布置位置可视极耳20设置位置而定。热缩层200连接于涂敷区111。具体地，热缩层200可以与涂敷区111粘接，能够保障两者连接的稳定性。

参照图1，活性物质层300连接于第一壁面110且覆盖热缩层200。热缩层200在受热(烘干或其它加热操作)之后能够收缩，即热缩层200与集流体100之间的接触区域减小，因而通过外部吹气或擦除等简易操作即可使热缩层200与覆盖于其上的活性物质层300轻易脱离集流体100，完成活性物质层300的清除操作，从而形成容纳极耳20的凹槽500。

在本发明的技术方案中，极片10中集流体100的第一壁面110上具有涂敷区111，热缩层200连接于涂敷区111，活性物质层300连接于第一壁面110且覆盖热缩层200。本方案可以通过对热缩层200进行加热，使热缩层200受热收缩，便于使覆盖于热缩层200之上的活性物质层300跟随热缩层200脱离集流体100以形成可以容纳极耳20的凹槽500，相较于采用激光清除或机械刮除活性物质层300的方式，本申请整体操作方便快捷，能够有效降低活性物质的清除成本。进一步地，由于待清理活性物质处(极耳20位置处)的活性物质层300与集流体100之间有热缩层200阻碍，因此，本方案中所成型凹槽500处的活性物质残留更少，活性物质的清除率更高，即能够保障极耳20装配的稳定性和可靠性。

参照图1，在一些实施例中，极片10还包括陶瓷层400，陶瓷层400设于集流体100与热缩层200之间。可以理解，陶瓷层400的布设厚度可以依据实际情况而定。现有技术通过在极耳同一侧设置两道胶纸600，以阻止极耳可能存在的毛刺刺穿隔膜与另一极接触导致短路，本方案通过布设陶瓷层400可替换一道胶纸600，一方面能够节省贴胶所需时间，提高极片10的加工效率，另一方面还能够进一步减薄电芯的极耳20处的厚度，减小电芯的厚度，提高卷绕效率。

参照图1，在一些实施例中，热缩层200包括层叠的粘接层210与主体层220。需要说明，在一些实施例中，粘接层210可以设置为单个，单个粘接层210连接主体层220与陶瓷层400。在另一些实施例中，粘接层210可以设置为多个，多个粘接层210共同连接主体层220与陶瓷层400，且各粘接层210于主体层220之上间隔布置。

主体层220包括沿其厚度方向X相对布置的第一侧壁221与第二侧壁222。为便于理解和描述，以图1中的方位为参照，第一侧壁221可以为主体层220的靠近集流体100一侧的壁面。第二侧壁222可以为主体层220的背离集流体100的一侧的壁面。

参照图1，第一侧壁221与粘接层210粘接。涂敷区111位于第二侧壁222，粘接层210背离第一侧壁221的一侧与陶瓷层400连接。本方案中通过设置粘接层210，能够有效提升主体层220与陶瓷层400连接的稳定性。

在一些实施例中，主体层220的材料可以为聚烯烃(POF)。在另一些实施例中，主体层220的材料也可以为聚乙烯(PE)。再一些实施例中，主体层220的材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。在其它实施例中，主体层220的材料可以还可以为聚氯乙烯(PVC)或聚苯乙烯(OPS)。主体层220的具体材料可以依据实际情况而定。本发明一些实施例以热缩层200为聚烯烃(POF)为例进行说明。

在一些实施例中，主体层220的厚度为1um～40um。示例性地，主体层220的厚度可以为1um、7um、13um、16um、20um、25um、33um或40um等。进一步地，主体的厚度也可以为2um～12um。示例性地，主体层220的厚度可以为2um、5um、7um、8um、11um或12um等。本方案中通过将主体层220设置为指定厚度，能够使主体层220稳定受热收缩，以使活性物质层300顺畅脱离集流体100。

在一些实施例中，热缩层200与陶瓷层400沿厚度方向X相对布置。为便于描述和理解热缩层200与陶瓷层400的相对大小，定义陶瓷层400面朝热缩层200的壁面所在的平面为投影平面。

沿厚度方向X陶瓷层400于投影平面形成第一正投影。可以理解，第一正投影为封闭的几何图形，第一正投影的面积即为陶瓷层400的沿厚度方向X的布设面积。热缩层200于投影平面形成第二正投影。第二正投影为封闭的几何图形，第二正投影的面积即为热缩层200的沿厚度方向X的布设面积。第二正投影的投影面积小于等于第一正投影的投影面积且第二正投影位于第一正投影内。即，热缩层200的覆盖区域位于陶瓷层400的覆盖区域之内，且热缩层200的覆盖面积小于等于陶瓷层400的覆盖面积。热缩层200与陶瓷层400的具体相对大小可以依据实际情况而定。

本方案中热缩层200布设于陶瓷层400覆盖区域之内，且热缩层200的覆盖面积小于等于陶瓷层400的覆盖面积，便于清除指定区域内的活性物质层300，以形成能够适配极耳20的凹槽500。

在一些实施例中，为便于描述和理解热缩层200与涂敷区111的相对大小，定义涂敷区111于投影平面内形成第三正投影。第三正投影为封闭的几何图形，第三正投影的面积即为涂敷区111的沿厚度方向X的布设面积。其中，第二正投影的投影面积小于等于第三正投影的投影面积且第二正投影位于第三正投影内。换言之，热缩层200的布设区域位于涂敷区111的布设区域之内，且陶瓷层400的覆盖区域小于等于涂敷区111的覆盖区域。

本方案中热缩层200布设于涂覆区所在区域内，且陶瓷层400的覆盖区域小于等于涂敷区111的覆盖区域，即热缩层200之外的涂覆区的活性物质层300能够保留，以正常完成化学反应，进行能量储存与释放。

在一些实施例中，涂敷区111包括相互连接的第一部分以及第二部分。活性物质层300布设于第一部分以及第二部分。可以理解，在一些实施例中，第一部分与第二部分连接，即涂敷区111可以形成一个整体的单独的涂敷区111域。在另一些实施例中，第一部分与第二部分间隔，即第一壁面110上形成多个涂覆区域，且有部分区域未设置活性物质层300。具体可以视实际情况而定，本申请一些实施例以涂覆区的第一部分与第二部分连接为例进行说明。

在一些实施例中，热缩层200设有多个开孔，开孔沿厚度方向X延伸。沿垂直于厚度方向X的方向，各开孔于热缩层200上间隔布置。具体地，开孔可以为圆孔、方孔、三角孔等，具体可视实际情况而定。

需要说明的是，在一些实施例中，开孔可以为盲孔。在另一些实施例中，开孔也可以为通孔。本申请一些实施例以开孔为通孔为例进行说明。

本方案中热缩层200设有多个开孔，活性物质在浆料状态时可流入各开孔，相较于活性物质层300直接覆盖第一壁面110的连接方式，本方案中活性物质在凝固时与热缩层200连接的稳定性更高，便于在热缩层200受热收缩时该处的活性物质层300与热缩层200共同脱离集流体100，进一步降低热缩层200的清除难度，保障清理效果。

本发明第二方面实施例提出一种电芯，该电芯包括上述实施例的极片10。本方案电芯中活性物质层300的清除效率高，清理成本低廉，整体清除操作方便快捷，能够保障极耳20装配的稳定性和可靠性。

参照图3，本发明第三方面实施例提出一种制造方法，用以制造上述实施例的极片10，包括以下步骤：

S101：使热缩层200连接于第一壁面110的涂敷区111。具体地，可以撕除热缩层200中粘接层210的背离主体层220一侧的保护膜，使热缩层200中的粘接层210直接与第一壁面110的涂敷区111粘接。

S102：使活性物质层300连接第一壁面110且覆盖热缩层200。具体地，将活性物质浆料涂敷于第一壁面110并覆盖热缩层200，待活性物质浆料烘干后进行辊压操作，形成活性物质层300。

S103：加热热缩层200。具体地，可以对活性物质层300进行二次烘干以实现对热缩层200的加热操作。热缩层200在受热后进行收缩，可以采取吹气、吸气或移动热缩层200处的活性物质层300，使热缩层200以及覆盖于热缩层200的活性物质层300共同脱离集流体100，形成用于容置极耳20的凹槽500。

本方案通过对热缩层200进行加热操作，使热缩层200能够受热收缩，以使覆盖于热缩层200之上的活性物质层300能够跟随热缩层200脱离集流体100，整体操作方便快捷，能够降低清洁成本。进一步地，由于待清除活性物质层300处(极耳20处)的活性物质层300与集流体100之间有热缩层200阻碍，因此，本方案中极片10的凹槽500处的活性物质残留更少，活性物质的清除率更高，能够保障极耳20装配的稳定性和可靠性。

需要说明的是，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”、“且/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。