一种电池极片、电芯及电池的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，具体涉及一种电池极片、电芯及电池。


背景技术：

2.电池的电芯由极片堆叠或卷绕形成。极片包括涂膏区和极耳，涂膏区由集流体和涂覆于集流体上的活性物质层形成，而极耳通常由不涂覆活性物质的箔材区域即空箔区形成，也因此导致涂膏区和极耳应力不同即强度不同，则涂膏区和极耳的交界处存在应力突变，即两个区域的强度差值大，加之极耳轻薄且柔软，强度较小，在极片切割成型之后的辊压工序(涂膏区应力大故该工序的辊压力大)中，容易造成极耳打皱甚至在交界处产生断纹的现象，此类现象会降低电池的质量，也会影响电池的使用安全性能。


技术实现要素：

3.有鉴于此，本技术实施例致力于提供一种电池极片，增强极耳和涂膏区交界处的边缘的强度和硬度，增强交界处的整体强度，也降低强度突变程度，提高极耳的抗压和受力能力，以解决现有技术中因交界处应力差较大且极耳自身强度较小而容易在交界处产生断纹或折皱从而降低电池质量和安全性的问题。
4.本技术一方面提供了一种电池极片，所述极片包括涂膏区及极耳，所述极耳包括涂覆过渡区及空箔区，所述涂膏区包括集流体及位于所述集流体上的活性物质层，所述涂覆过渡区具有与所述涂膏区相连接的活性物质层；所述涂覆过渡区的侧边边缘处形成有第一处理区，所述第一处理区的集流体厚度不小于所述涂覆过渡区其他区域的集流体厚度，沿所述涂覆过渡区至所述空箔区的方向，所述第一处理区的宽度逐渐增大。
5.在一种可能的实施方式中，所述涂覆过渡区的侧边处还形成有位于所述第一处理区内侧的第一影响区，所述第一影响区为失活区域。
6.在一种可能的实施方式中，所述空箔区的边缘形成有第二处理区和位于所述第二处理区内侧的第二影响区，所述第二处理区的厚度不小于所述第二影响区的厚度。
7.在一种可能的实施方式中，所述第一处理区的宽度不大于100微米；和/或，所述第一影响区的宽度不大于100微米。
8.在一种可能的实施方式中，所述第二处理区的宽度大于所述第一处理区的宽度；和/或，所述第二影响区的宽度大于所述第一影响区的宽度。
9.在一种可能的实施方式中，所述第二处理区的宽度不大于150微米；和/或，所述第二影响区的宽度不大于100微米。
10.在一种可能的实施方式中，所述第二处理区的厚度t2不小于所述第一处理区的厚度t1；和/或，所述第一处理区与所述第二处理区交界处的厚度t3不小于所述第二处理区的厚度t2。
11.在一种可能的实施方式中，所述集流体的平均厚度t＜所述第一处理区的厚度t1≤所述集流体的平均厚度t的1.08倍；和/或，所述集流体的平均厚度t的1.01倍≤所述第一
处理区与所述第二处理区交界处的厚度t3≤所述集流体的平均厚度t的1.15倍；和/或，所述集流体的平均厚度t＜所述第一处理区的厚度t1≤所述第二处理区的厚度t2≤所述第一处理区与所述第二处理区交界处的厚度t3≤所述集流体的平均厚度t的1.2倍；和/或，所述集流体的平均厚度t不大于50微米。
12.在一种可能的实施方式中，所述第一处理区内形成有熔珠，所述熔珠的直径不大于45微米。
13.本技术的另一方面还提供了一种电芯，包括有如上任一项所述的电池极片。
14.本技术的另一方面还提供了一种电池，包括有如上所述的电芯。
15.根据本技术提供的电池极片，在极耳的与涂膏区的交界端形成有涂覆着活性物质的涂覆过渡区，相对于在交界处将活性物质层延伸至极耳上，可以增强交界处的应力和强度；同时，涂覆过渡区的侧边边缘有第一处理区，第一处理区的集流体厚度大于涂覆过渡区其他区域的集流体厚度，则通过厚度增加提高了该区域的强度和硬度，且沿涂膏区至极耳的方向，第一处理区的宽度逐渐增大，相当于在交界处的边缘形成了更硬强度更高的硬边，则显著提高了涂膏区和极耳交界处的强度和硬度，显著减弱了涂膏区和极耳的应力差和交界处的强度突变程度，也提高了极耳的受力能力和抗压能力，可以有效避免极耳在模切之后的电池制作工序中出现折皱或在交界处出现断纹的现象，从而有效避免了因极耳折皱或出现断纹而导致电池失效的隐患，提高了电池的安全性，也提高了电池的质量。
附图说明
16.图1所示为本技术实施例中电池极片的外部形貌示意图；
17.图2所示为本技术实施例中电池极片的剖面示意图；
18.图3所示为显微镜下极耳的表面形貌图。
19.图1-图3中：
20.1、极耳；11、涂覆过渡区；111、第一处理区；112、第一影响区；12、空箔区；121、第二处理区；122、第二影响区；2、涂膏区。
具体实施方式
21.下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.请参考附图1-3，本技术的实施例提供了一种电池极片，该极片包括涂膏区2和极耳，极耳包括涂覆过渡区11和空箔区12，涂膏区2由极片的具有活性物质层的区域形成，包括该区域的集流体和涂覆于集流体上的活性物质层，通常极耳由位于涂膏区2一侧的空箔区(即未涂覆活性物质的集流体区域也是箔材区域)形成，然，本实施例中，极耳与涂膏区2的交界处形成有涂覆过渡区11，该涂覆过渡区11位于涂膏区2和空箔区12之间、凸出于涂膏区2的靠近极耳1的一侧，形成于极耳1的与涂膏区2相连接的一端。涂覆过渡区11内的集流体上具有活性物质层，则极耳1的与涂膏区2相连的一端，也是，极耳1与涂膏区2的交界处，具有活性物质层，可以增强该区域的整体强度，增强极耳1与涂膏区2交界处的强度。
23.同时，涂覆过渡区11的侧边边缘处形成有处理区，记为第一处理区111，涂覆过渡区11的侧边指的是沿涂膏区2至极耳1方向延伸的边，也是交界处的侧边，也是极耳1与涂膏区2相连的一端的侧边。第一处理区111的集流体厚度即该区域内的集流体的厚度，不小于涂覆过渡区11其他区域也就是第一处理区内侧的区域的集流体的厚度。即第一处理区111的厚度增大，该区域的厚度不会小于边缘内侧(指边缘的靠近涂覆区的一侧，下同)其他区域(其他区域为薄片状)的厚度，使得极耳1与涂膏区2的交界处，也是极耳1的连接端的边缘具有了硬度和强度均高于边缘内其他区域的硬边，显著提高了涂膏区2和极耳1交界处的强度和硬度。且沿涂覆过渡区11至空箔区12的方向，第一处理区111的宽度逐渐增大，即强度和硬度增强的边缘区域，越靠近空箔区12，宽度越大，既显著减弱了涂膏区2和极耳1的应力差和交界处的强度突变程度，也使得涂膏区2至极耳1的方向上，强度是逐渐变化的而非突变，同时，也提高了极耳1的整体强度和硬度。
24.如此设置，本实施的电池极片，显著提高了极耳1与涂膏区2的交界处甚至整个极耳1的抗拉、抗压等抗形变能力，可以有效避免极耳1在模切之后的电池制作工序中因受力而出现折皱或在交界处出现断纹的现象，从而有效避免了因极耳折皱或出现断纹而导致电池失效的隐患，提高了电池的安全性，也提高了电池的电化学质量，保证电池的有效使用寿命。
25.涂覆过渡区11内，沿涂膏区2至空箔区12的方向，活性物质的厚度逐渐减小，该区域也可以称为活性物质减薄区。
26.进一步而言，在具有第一处理区111的基础上，涂覆过渡区11的边缘内侧(需要强调的是，内侧指的是由边缘外至边缘内这一方向上的内侧，下同)，还形成有影响区，记为第一影响区112。第一影响区112为失活区域，即无法进行有效导电的区域。将涂覆过渡区11的位于第一影响区112的内侧的区域称为第一基础区，如图1所示，涂覆过渡区11从内至外依次包括第一基础区、第一影响区112和第一处理区111。第一影响区112的活性物质层的外表颜色不同于第一基础区的活性物质层的外表颜色，为活性物质变色区域。
27.一些实施例中，第一处理区111为边缘熔融并凝结成型的区域，相当于烧结边或熔融边，即该边缘区域经熔融后再凝结成型而形成，例如由激光切割箔材而形成的烧结区域，第一处理区111经过熔融再冷却，相当于经过了一次淬炼工艺程序，显著提高了该区域的强度和硬度，而经过熔融再凝结后，从另一方面而言，该边缘处基本不存在毛刺，也能够消除因毛刺而刺破电池隔膜导致电池失效的隐患因素，从该方面而言，也提高了电池的安全性，保证电池的有效使用寿命。而第一影响区112可以理解为经过高温加热但未熔融的区域，该区域经过高温加热后冷却而形成，集流体强度不小于未经受温度影响的第一基础区的集流体强度。如此设置，可以进一步增强极耳1与涂膏区2的交界处的强度，也相当于增强了极耳1的连接端的整体强度，更能有效保证极耳1受较大的辊压力时，不会在交界处产生断纹或者产生折皱等现象。
28.空箔区12即极耳1的远离涂膏区2的一端，其边缘形成有第二处理区121，该空箔区12具有沿周向依次连接的三个侧边，三个侧边的边缘均形成有第二处理区121，在第二处理区121的内侧，也形成有影响区，记为第二影响区122。第二处理区121的集流体厚度不小于第二影响区122的集流体厚度，也不小于空箔区12其他区域的集流体厚度，例如，第二处理区121也为边缘熔融后并凝结成型的区域，即烧结边或熔融边，例如由激光切割箔材而形成
的烧结区域。第二影响区122的集流体的强度，不小于，空箔区12的位于第二影响区122内侧的区域(可记为第二基础区)的集流体强度，第二影响区122可为受高温影响后的区域。则，相当于整个极耳1包括极耳1与涂膏区2的交界处，各边边缘都具有了更硬强度更高的硬边，显著提高并是均匀地提高了极耳1整体边缘的强度，能够有效提高极耳1的受力能力和抗变形性能，也能使整个极耳1的边缘都没有毛刺。
29.在具体的生产中，第一处理区111、第一影响区112、第二处理区121和第二影响区122，都为经过某种生产工序处理后而形成的区域，第一处理区111和第二处理区121可为烧结区域，如激光切割处理后而形成的烧结边、受高温影响而形成的熔融边等，第一影响区112及第二影响区122都是受高温影响但未产生熔融的区域。
30.第一处理区111的集流体厚度，等同于或基本上等同于第一处理区111的厚度，该厚度不小于涂覆过渡区11边缘内侧的其他区域的集流体厚度，第一处理区111的上表面不低于涂覆过渡区11的其他区域的上表面、下表面齐平于或凸出于与该其他区域的下表面。
31.同样，第二处理区121的厚度即为该区域的集流体的厚度，不小于空箔区12边缘内侧的其他区域的厚度，第二处理区121的上表面不低于空箔区12其他区域的上表面、下表面齐平于或凸出于与空箔区12其他区域的下表面。上下表面指厚度方向的两个表面。
32.一些实施例中，第一处理区111的厚度t1不大于第二处理区121的厚度t2。
33.一些实施例中，第二处理区121的厚度t2不大于第一处理区111与第二处理区121交界处的厚度t3。
34.举例说明，将集流体的平均厚度记为t，t、t
1、
t2和t3之间的关系可用下述关系式表述。t
1、
t2和t3均为对应区域的集流体的厚度。
35.一些实施例中，集流体的平均厚度t＜第一处理区111的厚度t1≤集流体的平均厚度t的1.08倍。
36.一些实施例中，集流体的平均厚度t的1.01倍≤第一处理区111与第二处理区121交界处的厚度t3≤集流体的平均厚度t的1.15倍。
37.一些实施例中，集流体的平均厚度t＜第一处理区111的厚度t1≤第二处理区121的厚度t2≤第一处理区111与第二处理区121交界处的厚度t3≤集流体的平均厚度t的1.2倍。
38.其中，集流体的平均厚度t不大于50微米，具体例如10μm、20μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm。
39.以具体取值范围来对处理区和影响区的结构特性进行示例性介绍，一些实施例中，第一处理区111的宽度(需要强调的是，宽度指的是由边缘外至边缘内这一方向上的尺寸，下同)不大于100微米，具体例如30μm、40μm、50μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm。
40.一些实施例中，第一影响区112的宽度不大于100微米，具体例如30μm、40μm、50μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm。
41.一些实施例中，第二处理区121的宽度大于第一处理区的宽度。
42.一些实施例中，第二处理区121的宽度不大于150微米。具体例如30μm、40μm、50μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm、105μm、110μm、115μm、120μm、125μm、130μm、135μm、140μm、145μm、150μm。
43.一些实施例中，第二影响区122的宽度大于第一影响区112的宽度。
44.一些实施例中，第二影响区122的宽度不大于100微米。具体例如30μm、40μm、50μm、60μm、65μm、70μm、75μm、80μm、85μm、90μm、95μm、100μm。
45.电池极片的集流体为铝箔或铜箔。例如，集流体为铝箔，电池极片可以形成正极片，极耳1形成正极耳1；集流体为铜箔，电池极片可以形成负极片，极耳1形成负极耳1。当然，其他实施例中，电池极片的集流体也可以是其他金属箔，例如表面镀有碳、镍、钛或银的不锈钢，或者，表面镀有碳、镍、钛或银的铝-镉合金等。
46.一些实施例中，电池极片为激光切割件。经激光切割后，极耳1和涂膏区2的交界处的边缘即涂覆过渡区11的边缘，会形成上述第一处理区111和第一影响区112，空箔区12的边缘会形成第二处理区121和第二影响区122。当然，其他实施例中，第一处理区111和第二处理区121也可以是由其他成型方式形成，例如，概述而言，在极耳1和涂膏区2模切成型后，对边缘进行高温加热，使边缘区域熔融，而后再进行冷却凝结，来形成处理区。
47.在第一处理区111内，还形成有熔珠。一些实施例中，熔珠的直径不大于45微米。
48.一些实施例中，涂膏区2的边缘也形成有处理区，可称为第三处理区，则结合上述实施例，整个电池极片的边缘都形成有处理区，增强了整个极片的边缘强度和硬度，显著提高极片的整体抗变形能力，避免极片出现折皱的现象，也能消除整个极片边缘的毛刺，极大程度的提高了电池的质量和安全性。
49.本技术的另一实施例还提供了一种电芯，该电芯包括有电池极片，可由两个电池极片卷绕形成，也可以由多个电池极片堆叠形成，该电池极片为上述实施例中所述的电池极片。则该电芯的极耳1边缘，或电池极片整体的边缘，基本不存在毛刺，且极耳1与涂膏区2交界处的强度增强，降低了电池失效风险，提高了电池的电化学质量和使用安全性。
50.本技术的另一实施例还提供了一种电池，该电池包括有上述实施例中的电芯，也可以说，包括上述实施例中的电池极片。该电池相比于现有技术中的电池，降低了失效风险，消除了毛刺刺破隔膜和极耳在与涂膏区的交界处产生断纹或折皱而影响电池质量或导致电池失效的隐患因素，在电化学质量和使用安全性方面均有提高。上述电芯和电池的有益效果的推导过程与上述电池极片的有益效果的推导过程基本一致，此处不再赘述。
51.以上结合具体实施例描述了本技术的基本原理，但是，需要指出的是，在本技术中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本技术的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本技术为必须采用上述具体的细节来实现。
52.本技术中涉及的部件、装置仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照附图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些部件、装置。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。
53.还需要指出的是，在本技术的部件、装置中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本技术的等效方案。
54.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本
申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本技术的范围。因此，本技术不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。
55.应当理解，本技术实施例描述中所用到的限定词“第一”、“第二”、“第三”仅用于更清楚的阐述技术方案，并不能用于限制本技术的保护范围。
56.为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本技术的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。
57.以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本技术的保护范围之内。