[发明专利]多极耳卷绕式锂离子电池极片及其制备方法

说明书

本发明提供了一种多极耳卷绕式锂离子电池极片，包括极片本体和若干极耳，其特征在于，若干所述极耳均分为n组，每组所述极耳包括x个极耳，从第1个极耳到第x个极耳的宽度由L₁按照等差数列的形式依次增加到L_max，且相邻两个极耳之间的距离均为W，第2个极耳与第1个极耳之间的宽度之差为2πΔt，其中，Δt为卷绕过程中正极片、负极片和两层隔膜厚度之和。本发明具有如下的有益效果：1、本发明将任意两个相邻极耳之间设计为模切一次，消除了两次模切相交之处形成的凸起台阶，降低了电池自放电率，提高了电池的安全可靠性；2、本发明极片模切总次数比传统方式减少一半，可显著延长刀模寿命，减少极片长度尺寸的累计公差，提升模切和卷绕精度。

技术领域

本发明涉及一种多极耳卷绕式锂离子电池极片及其制备方法，属于锂离子电池技术领域。

背景技术

现有技术条件下，锂离子电芯按照内部工艺和结构特征来划分，有卷绕和叠片两种方式。叠片电芯由多层阴极小片和阳极小片并联而成，每一张电极小片都可引出一个极耳，因而电池内阻小、倍率性能优良，但是生产效率较低，且极片四边均受刀片冲切，易产生粉尘毛刺造成微短路。卷绕电芯生产效率高且易于实现自动化，但是不能像叠片电芯那样每层均引出一个极耳，使得电池的倍率性能大打折扣。为了解决这个问题，业内发明了多极耳式卷绕工艺，如图1所示，可通过五金刀片在极片本体1上模切出多个极耳11，所有极耳11的宽度均相等，相邻极耳11之间的距离依次增加，增加电芯与盖板之间的过流面积，降低电池阻抗，提升倍率性能。然而这种多极耳模切方式，需要在相邻的两个极耳之间模切两次，两刀相交之处必然形成凸起台阶，该台阶较为尖锐，有刺破隔膜引起电池内部短路的极大隐患。行业内有部分公司增加了正极片上边缘涂布保护层的工艺，以防隔膜被凸起台阶刺破形成短路，使电池成本大幅增加。为此，亟需开发一种新型的卷绕式锂离子电芯，简化制造工艺，提高电池的安全可靠性，同时降低电池成本。

发明内容

本发明目的在于提供一种多极耳卷绕式锂离子电池极片，模切需要的极片采用连续涂布的方式涂布成形，涂布膜区外侧留有空箔区，通过模切空箔区，在极片上形成多个极耳，相邻极耳之间只用模切一次，极耳宽度依次增加2πΔt其中Δt为卷绕过程中正极片，负极片和两层隔膜厚度之和，通过切换切换刀模或者调整模切距离的方式，保证各个极耳之间只有有限的几种距离，以保证相邻连个极耳之间只需要走带一次，极片模切总次数比传统方式减少一半，可延长刀模寿命，减少极片长度尺寸的累计公差，提升模切和卷绕精度；另外还消除了传统多极耳模切两次相交时形成的凸起台阶，避免了该凸起台阶刺破隔膜引起电池内部短路的风险，降低了电池自放电率，提高了电池的安全可靠性，由此可取消正极片上边缘涂布陶瓷绝缘层的工艺，大幅降低电池成本。

本发明是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本发明提供了一种多极耳卷绕式锂离子电池极片，包括极片本体和若干极耳，其中，若干所述极耳均分为n组，每组所述极耳包括x个极耳，从第1个极耳到第x个极耳的宽度由L₁按照等差数列的形式依次增加到L_max，且相邻两个极耳之间的距离均为W，第x个极耳与第x-1个极耳之间的宽度之差为2πΔt，其中，Δt为卷绕过程中正极片、负极片和两层隔膜厚度之和。

作为优选方案，相邻两组所述极耳中，相邻极耳之间的距离依次增加，如第n组极耳中的相邻两个极耳间的距离为W₁，第n+1组极耳中的相邻两个极耳间的距离为W₂，W₂＞W₁。

作为优选方案，所述L_max满足如下关系式：

2L_max≤b-5mm，b为由所述锂离子电池极片卷绕成的椭圆形电芯的长轴长度，单位为mm。

一种如前述的多极耳卷绕式锂离子电池极片的制备方法，其包括如下步骤：