一种极片、叠片式电芯和电池的制作方法

本技术涉及锂离子电池，具体涉及一种极片、叠片式电芯和电池。

背景技术：

1、叠片式锂离子电池因其内阻小、倍率性能好、空间利用率高等优点，在动力电池和高端消费类电池中应用广泛。然而，在叠片制造过程中，正极片、隔膜、负极片需要精确对位并交替堆叠。由于极片表面涂覆的活性材料层在辊压后非常光滑，且在电解液浸润后润滑性增强，极片与隔膜之间容易在设备振动或工艺偏差下发生微小的相对滑动和错位。极片错位会带来一系列严重问题：1) 导致正负极活性区域对不齐，引起边缘电场集中，加剧边缘析锂，引发安全风险；2) 降低电池的有效容量和一致性；3) 在长期循环中，错位可能加剧，导致隔膜被极片毛刺刺穿的风险增加。此外，极片在制造过程中由于涂布设备难以将涂布面密度控制的完全一致以及辊压机辊的平行度难以完全调至理想平行状态，导致极片经模切和叠片后，其厚度通常在某个方向或位置上偏厚，影响电芯厚度一致性。

2、目前，解决该问题主要依赖提高叠片设备的机械精度，但这会显著增加制造成本且效果有上限。亦有方案提出在极片表面制作凸起来增加摩擦力，如专利cn119419378a所述。但该方案改变了极片整体厚度，可能带来局部应力集中、凸起被压溃、甚至存在刺穿隔膜的潜在风险，并且极片变得凹凸不平后，不利于生产过程中的视觉定位和转运。

3、因此，迫切需要一种既能有效防止极片滑动错位，又不引入新的安全风险且易于量产的新型极片结构。

技术实现思路

1、本实用新型针对现有技术中的问题旨在解决上述至少一个问题，公开了一种极片、叠片式电芯和电池，本实用新型的摩擦部设置在活性材料层厚度偏大的区域，通过调整摩擦部的分布，可以改善电芯厚度的一致性，既能有效防止极片滑动错位，又不引入新的安全风险且易于量产；设置的摩擦部使得极片的整体厚度没有改变，也没有形成额外的凸起，解决了现有技术中凸起带来的局部应力集中、凸起被压溃、甚至存在刺穿隔膜的潜在风险。

2、本实用新型是通过以下技术方案实现的：

3、本实用新型首先提供了一种极片，包括集流体及其两侧涂覆的活性材料层，所述活性材料层包括一体结构的顶层和底层，所述顶层设有摩擦部和材料部，所述摩擦部的表面粗糙度大于材料部的表面粗糙度，且厚度不大于材料部的厚度,摩擦部设置在活性材料层厚度较大的区域，摩擦部的厚度能够调整。

4、作为进一步方案，所述摩擦部的表面粗糙度ra为0.5μm至5μm。

5、作为进一步方案，摩擦部的宽度：极片总宽度≤1:4。

6、作为进一步方案，所述摩擦部的宽度w≥0.5mm。

7、作为进一步方案，摩擦部的宽度w为0.5mm至2.0mm。

8、作为进一步方案，所述摩擦部的厚度h为0.01mm至0.1mm。

9、作为进一步方案，摩擦部通过激光清洗工艺选择性移除部分顶层形成，没有移除的部分为材料部。

10、作为进一步方案，摩擦部设置在极片专门用于定位的角部，或沿极片的长边和/或短边连续或间断分布。

11、作为进一步方案，活性材料层的覆盖面为矩形，摩擦部为连续带状或者间隙式带状，分布在极片一条侧边或两条侧边或者三条侧边上。

12、作为进一步方案，摩擦部为矩形块或多边形或圆形。

13、本实用新型还提供了一种叠片式电芯，应用所述的极片，包括隔膜及其两侧的所述极片，摩擦部、材料部均与隔膜接触，其中，摩擦部与隔膜之间的静摩擦系数记作m1，材料部与隔膜之间的静摩擦系数记作m2，则m1:m2＞ 6:5。

14、本实用新型还提供了一种电池，应用所述的叠片式电芯，包括壳体及其内部的所述叠片式电芯。

15、本实用新型的特点和有益效果为：

16、（1）本实用新型的摩擦部设置在电芯二封后整体厚度偏大的区域，通过调整摩擦部的分布，可以改善电芯厚度的一致性。既能有效防止极片滑动错位，又不引入新的安全风险且易于量产；设置的摩擦部的表面粗糙度大于材料部的表面粗糙度，且厚度不大于材料部的厚度，使得极片的整体厚度没有改变，也没有形成额外的凸起，解决了现有技术中凸起带来的局部应力集中、凸起被压溃、甚至存在刺穿隔膜的潜在风险。

17、（2）本实用新型所述摩擦部的表面粗糙度ra为0.5μm至5μm。摩擦部的表面粗糙度，增加了极片与隔膜之间的静摩擦力，从根本上解决叠片电芯中极片滑动错位的问题，使极片与隔膜能够在设备振动或工艺偏差下抵抗相对滑动和错位，该结构能有效防止叠片错位且不改变极片整体厚度，从而提升电池安全性能。

1.一种极片，其特征在于：包括集流体及其两侧涂覆的活性材料层，所述活性材料层包括一体结构的顶层和底层，所述顶层设有摩擦部和材料部，所述摩擦部的表面粗糙度大于材料部的表面粗糙度，且厚度不大于材料部的厚度,摩擦部设置在活性材料层厚度较大的区域，摩擦部的厚度能够调整。

2.根据权利要求1所述的一种极片，其特征在于：所述摩擦部的表面粗糙度ra为0.5μm至5μm。

3.根据权利要求1所述的一种极片，其特征在于：摩擦部的宽度：极片总宽度≤1:4。

4.根据权利要求1所述的一种极片，其特征在于：所述摩擦部的厚度h为0.01mm至0.1mm。

5.根据权利要求1所述的一种极片，其特征在于：所述摩擦部的宽度w≥0.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种极片，其特征在于：摩擦部的宽度w为0.5mm至2.0mm。

7.根据权利要求1所述的一种极片，其特征在于：摩擦部通过激光清洗工艺选择性移除部分顶层形成，没有移除的部分为材料部。

8.根据权利要求1所述的一种极片，其特征在于：摩擦部设置在极片专门用于定位的角部，或沿极片的长边和/或短边连续或间断分布。

9.根据权利要求8所述的一种极片，其特征在于：活性材料层的覆盖面为矩形，摩擦部为连续带状或者间隙式带状，分布在极片一条侧边或两条侧边或者三条侧边上。

10.根据权利要求8所述的一种极片，其特征在于：摩擦部为矩形块或多边形或圆形。

11.一种叠片式电芯，应用权利要求1-10任意一项所述的极片，其特征在于：包括隔膜及其两侧的所述极片，摩擦部、材料部均与隔膜接触，其中，摩擦部与隔膜之间的静摩擦系数记作m1，材料部与隔膜之间的静摩擦系数记作m2，则m1:m2＞ 6:5。

12.一种电池，应用权利要求11所述的叠片式电芯，其特征在于：包括壳体及其内部的所述叠片式电芯。