一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂的电芯叠片结构的制作方法

1.本发明属于软包电池相关技术领域，尤其涉及一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂的电芯叠片结构。


背景技术：

2.新能源汽车、大规模储能和先进消费电子领域的快速发展，对锂离子二次电池的能量密度要求日益提高，在动力电池方面，提高电池的能量密度，不仅有利于提高电动汽车的续航里程，同时还能有效降低目前遇到的高成本难题。
3.我国在新能源汽车试点专项的共性关键技术类研究项目“高比能量锂离子电池技术”中提出：到2020年，电池单体能量密度≥300wh/kg，循环寿命≥1500次，成本≤0.8元/wh，安全性能达到国标要求。
4.软包电池是锂离子电池的一种，以软包锂电池的制备过程为例，极耳焊接工序是软包锂离子电池一道重要工序，先将正或负极多层极片箔材焊接一起，再将箔材簇和引流金属薄片焊接形成电极耳，作为电芯正负极引流端子，现有技术中，电芯内部排列方式一般为隔膜-负极-隔膜-正极-隔膜-负极-隔膜
‑……
(以此类推)，为了提高电池能量密度，正负极极片采用采用较薄集流体作为活性物质载体，并且提高极片压实密度，软包电池采用极片叠片工艺，如说明书附图中图1和附图2所示，电芯在超声波预焊、主焊工序焊接过程中，焊头沿极耳长度方向拉扯箔材，电芯设计的结构特点，应力易在极片角位处集中(失效模式a)或在负极片底部形成的支撑点处集中(失效模式b)，当应力达到极片最大承受能力后，开始从极片边缘撕裂。


技术实现要素：

5.本发明实施例的目的在于提供一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂的电芯叠片结构，旨在解决背景技术中电芯在超声波预焊、主焊工序焊接过程中，焊头沿极耳长度方向拉扯箔材，电芯设计的结构特点，应力易在极片角位处集中(失效模式a)或在负极片底部形成的支撑点处集中(失效模式b)，当应力达到极片最大承受能力后，开始从极片边缘撕裂的问题。
6.本发明实施例是这样实现的，一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂的电芯叠片结构，包括正负极片以及正负极片的集流体，所述集流体上涂覆有活性物质，所述集流体上涂覆有活性物质的区域形成料区，相应的负极极片和与负极极片之间通过隔膜相隔的正极极片上分别设有负极料区和正极料区，所述正极料区从负极料区的缺口延伸到外部与箔材连接，所述负极料区的拐角位置形成r角，所述正极料区与箔材的连接位置设有陶瓷层，所述陶瓷层覆盖r角。
7.优选地，所述陶瓷层从正极材料中心延伸到负极料区边缘位置处。
8.优选地，所述陶瓷层超出负极料区边缘。
9.优选地，所述陶瓷层超出负极料区边缘的部分反向压合在负极料区边缘位置处。
10.优选地，所述正极料区和陶瓷层的交汇处远离r角。
11.优选地，所述箔材为铝箔。
12.优选地，所述箔材设置在正极材料的中心位置。
13.本发明实施例提供的采用一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂，利用正负极片方式叠片，利用陶瓷层覆盖r角位置，使得陶瓷层强化r角位区域并避开极片陶瓷和料区风险位置，又避免负极边缘顶到r角位风险区，造成应力集中，能够从源头上改善正极片开裂的问题；通过调整极片的冲切结构，将料区和陶瓷交汇处薄弱位置，避开r角应力集中处(用陶瓷处al箔未压延区强化r角应力集中位置，提高耐撕裂能力。
附图说明
14.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获得其他的附图。
15.图1为本发明实施例提供的一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂的一种失效模式下的结构示意图；
16.图2为本发明实施例提供的一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂的另一种失效模式下的结构示意图；
17.图3为本发明实施例提供的一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂的电芯叠片结构的正视图。
18.附图中：1-正极料区；2-箔材；3-陶瓷层；4-负极料区。
具体实施方式
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。
21.如图1和图2所示，为本发明的一个实施例提供的一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂的电芯叠片结构的结构图，包括正负极片以及正负极片的集流体，所述集流体上涂覆有活性物质，所述集流体上涂覆有活性物质的区域形成料区，相应的负极极片和与负极极片之间通过隔膜相隔的正极极片上分别设有负极料区4和正极料区1，所述负极料区4外侧也设有隔膜(图1和图2未示出)，所述正极料区1从负极料区4的缺口延伸到外部与箔材2连接，所述负极料区4 的拐角位置形成r角，所述正极料区1与箔材2的连接位置设有陶瓷层3，所述陶瓷层3覆盖r角，陶瓷层3涂布在箔材2的两面。
22.本实施例在实际应用中时，利用陶瓷层3覆盖r角位置，使得陶瓷层3强化r角位区域并避开极片陶瓷和料区风险位置，又避免负极边缘顶到r角位风险区，造成应力集中，能够从源头上改善正极片开裂的问题。
23.如图3所示，作为本发明的一种优选实施例，所述陶瓷层3从正极材料中心延伸到负极料区4边缘位置处。
24.在本实施例的一种情况中，所述陶瓷层3超出负极料区4边缘。
25.本实施例在实际应用中时，进一步拓展了陶瓷层3的覆盖区域，采用正负极片方式叠片，使得正极陶瓷层3超出负极边缘1mm，厚度为0.5≤h≤4mm。
26.如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述陶瓷层3超出负极料区4边缘的部分反向压合在负极料区4边缘位置处。
27.本实施例在实际应用中时，陶瓷层3超出负极料区4边缘的部分反向压合在负极料区边缘位置处，能够保证陶瓷层3超出负极料区4边缘的稳定性。
28.如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述正极料区1和陶瓷层3 的交汇处远离r角。
29.本实施例在实际应用中时，可以通过调整极片的冲切结构，将料区(压延区，厚度：129
±
3um，)和陶瓷(未压延，厚度：80um
±
5um，)交汇处薄弱位置，避开r角应力集中处(用陶瓷处al箔未压延区强化r角应力集中位置，提高耐撕裂能力。
30.如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述箔材2为铝箔。
31.如图3所示，作为本发明的另一种优选实施例，所述箔材2设置在正极材料的中心位置。
32.本发明上述实施例中提供了一种改善极耳陶瓷涂层正极片撕裂的电芯叠片结构，采用正负极片方式叠片，利用陶瓷层3覆盖r角位置，使得陶瓷层3强化r角位区域并避开极片陶瓷和料区风险位置，又避免负极边缘顶到r角位风险区，造成应力集中，能够从源头上改善正极片开裂的问题；通过调整极片的冲切结构，将料区(压延区，厚度：129
±
3um，)和陶瓷(未压延，厚度：80um
ꢀ±
5um，)交汇处薄弱位置，避开r角应力集中处(用陶瓷处al箔未压延区强化r角应力集中位置，提高耐撕裂能力。
33.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。