一种电池正极片及电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是指一种电池正极片及电池。


背景技术：

2.随着锂离子电池相关技术的不断发展，目前锂离子电池已成为一种用途非常广泛的二次电池。其市场应用广、潜力大。业界对电池的安全性要求越来越高，提高电池安全性的成为一种迫切而普遍的要求。
3.在电池中，高功率电极组件在大电流充放电过程中会产生大量的热量。尤其是靠近极耳的区域，对比于远离极耳的区域，更易发热，而产生足够的热量发生不可控的热失效，即发生起火甚至爆炸，造成危险。


技术实现要素：

4.为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中极耳区域容易发热，发热后不可控的缺陷，提供一种能够有效阻燃的电池正极片及电池。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种电池正极片，包括正极集流体，所述正极集流体设置有中间绝缘层，所述中间绝缘层包括第一端和第二端，所述第一端对应的位置设置有极耳，所述第二端表面设置有外层导电层，所述外层导电层还设置于所述第一端表面远离所述极耳处，所述第一端和外层导电层外均涂覆有活性材料层，所述活性材料层位于中间绝缘层表面的厚度大于位于外层导电层表面的厚度，所述活性材料层外涂覆有阻燃层，所述阻燃层位于中间绝缘层表面的厚度大于位于外层导电层表面的厚度。
6.在本实用新型的一个实施例中，所述活性材料和绝缘层相接的表面为互相配合的齿形，所述齿形之间存在间隙。
7.在本实用新型的一个实施例中，所述中间绝缘层为阻燃复合基箔。
8.在本实用新型的一个实施例中，所述中间绝缘层的厚度为1μm～30μm。
9.在本实用新型的一个实施例中，所述外层导电层为铝箔且设置于所述中间绝缘层的两个表面。
10.在本实用新型的一个实施例中，所述外层导电层的厚度为0.3μm～5μm。
11.在本实用新型的一个实施例中，所述活性材料层为磷酸锰铁锂层、锰酸锂层或三元层。
12.在本实用新型的一个实施例中，所述阻燃层的厚度在10～30μm之间。
13.本实用新型还提供了一种电池，包括上述的正极片，以及隔膜和负极片。
14.本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
15.本实用新型所述的电池正极片和电池，通过阻燃层的梯度设置，对极耳区域的阻燃材料进行加厚，有效提高了对该区域的阻燃效果。
附图说明
16.为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中
17.图1是本实用新型整体结构正视图；
18.图2是本实用新型的立体图；
19.图3是本实用新型的爆照视图；
20.图4是本实用新型的左视图
21.图5是本实用新型的右视图；
22.图6是本实用新型的剖面视图。
23.说明书附图标记说明：10、正极集流体；11、中间绝缘层；12、第一端； 13、第二端；14、外层导电层；15、极耳；
24.20、活性材料层；21、齿形；
25.30、阻燃层；31、间隙。
具体实施方式
26.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
27.参照图1所示，为本实用新型的一种电池正极片整体结构示意图。本实用新型中的电池正极片包括正极集流体10，所述正极集流体10设置有中间绝缘层11，所述中间绝缘层11包括第一端12和第二端13，所述第一端12 对应的位置设置有极耳15，即沿正极片的卷绕方向，卷绕起始端为第二端 13，卷绕终止端为第一端12。所述第二端13表面设置有外层导电层14，所述外层导电层14还设置于所述第一端12表面远离所述极耳15处，从而不影响极耳15与导向层的相连，且此时极耳15周围集流体的厚度小于其他位置处正极集流体10的厚度。而后在所述第一端12和外层导电层14外均涂覆有活性材料层20，所述活性材料层20位于中间绝缘层11表面的厚度大于位于外层导电层14表面的厚度，所述活性材料层20外涂覆有阻燃层30，所述阻燃层30位于中间绝缘层11表面的厚度大于位于外层导电层14表面的厚度。经活性材料层20和阻燃层30补偿正极集流体10表面的厚度差后，得到的正极片厚度均匀；同时靠近极耳15区域的活性材料层20较厚，活性材料层20在电池充放电时将反应所产生的电流导出，极耳15后活性材料层 20厚，能够降低极耳15处内阻，减少该处产热；阻燃层30同样在极耳15 区域含量较高，当极耳15区域产生的热量过大，阻燃层30与热量相接触，阻燃层30吸收热量，起到抑制燃烧的作用，从而防止热量继续升高发生火灾，阻止电池发生热失控。
28.参照图2所示，为方便热量释放，所述活性材料和绝缘层相接的表面为互相配合的齿形21，所述齿形21之间存在间隙31。热量沿间隙31的导向向外扩散，增加热量的流通，进一步降低热量升高的速度，提高阻燃效果。
29.本实施例中，所述中间绝缘层11为阻燃复合基箔，阻燃复合基箔由聚对苯二甲酸乙二酯pet与蜜胺焦磷酸盐mpp材料混合形成。pet熔点为 250℃，即使升温至120℃也可正常使用，其抗拉强度为200mpa，延伸率为 100％。pet薄膜的机械性能优良，其强韧性是所有热塑性塑料中最高的，抗拉强度和抗冲击强度也比一般薄膜高得多，常用于真空镀膜机镀
铝。与 pi中含有氮不同，pet燃烧仅生产二氧化碳和水，环保无污染，并且pet 是透明色，适合做柔性器件的集流体用基箔。蜜胺焦磷酸盐mpp， c6h
16n12
p2o7，又称三聚氰胺焦磷酸盐，是一种含氮和含磷的阻燃剂，产品为白色、微细粉体，其突出的优点是热稳定性好，不溶于水，发烟性小，不吸湿。分解温度大于280℃，低于正常火焰温度，即在燃烧前mpp就已经分解，且mpp具有分解阻燃的作用，其在吸热分解时生成泡沫状的焦碳层，覆盖在燃烧物的表面，起到隔绝空气的作用，气化了的三聚氰胺提供惰性气源，可稀释氧气和因高聚物分解而产生的可燃气体浓度，从而达到阻燃目的。中间绝缘层11与外部的阻燃层30配合，大大提高了电池正极片的阻燃效果。复合基箔厚度过低使得其制备困难，同时不能保证抗拉强度和延伸率。厚度过高的复合基箔又占用正负极片的空间，导致体积能量密度偏低。本实施例中优选所述中间绝缘层11的厚度为1μm～30μm。
30.所述外层导电层14为铝箔且设置于所述中间绝缘层11的两个表面。铝箔导电性较好，质量轻，成本低廉，并且在充放电过程中其表面的钝化层可避免电解液的腐蚀，是合适的正极导电材料。正极集流体10用于将电流导出，一般情况下500nm厚的金属层就可以达到电动汽车的电导效果，300nm 的金属层可以满足储能和电动两轮车等小倍率电池的使用要求。因此本实施例中，所述外层导电层14的厚度为0.3μm～5μm。
31.进一步的，所述活性材料层20为磷酸锰铁锂层、锰酸锂层或三元层。其中磷酸锰铁锂层的安全性更好，故优选使用磷酸锰铁锂层。
32.本实施例中，所述阻燃层30的材质为al(oh)3、mg(oh)2、sb2o3中的一种或几种组合。所述阻燃层30的厚度在10～30μm之间。在本实用新型的其他实施例中，所述阻燃层30的材质还可以是其他阻燃材料，例如红磷、硫酸盐、水合硼酸锌等。
33.本实用新型还公开一种电池，包括上述的正极片，以及隔膜和负极片。
34.本实用新型的正极片，由于阻燃层30在极耳15处的含量更高，因此对极耳15区域的阻燃效果好，同时中间绝缘层11和外层阻燃层30的设置，使得正极片整体阻燃效果好。因此应用该正极片的电池能够避免火灾，减轻火灾危害。
35.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种电池正极片，其特征在于，包括正极集流体，所述正极集流体设置有中间绝缘层，所述中间绝缘层包括第一端和第二端，所述第一端对应的位置设置有极耳，所述第二端表面设置有外层导电层，所述外层导电层还设置于所述第一端表面远离所述极耳处，所述第一端和外层导电层外均涂覆有活性材料层，所述活性材料层位于中间绝缘层表面的厚度大于位于外层导电层表面的厚度，所述活性材料层外涂覆有阻燃层，所述阻燃层位于中间绝缘层表面的厚度大于位于外层导电层表面的厚度。2.根据权利要求1所述的一种电池正极片，其特征在于，所述活性材料和绝缘层相接的表面为互相配合的齿形，所述齿形之间存在间隙。3.根据权利要求1所述的一种电池正极片，其特征在于，所述中间绝缘层为阻燃复合基箔。4.根据权利要求1所述的一种电池正极片，其特征在于，所述中间绝缘层的厚度为1μm～30μm。5.根据权利要求1所述的一种电池正极片，其特征在于，所述外层导电层为铝箔且设置于所述中间绝缘层的两个表面。6.根据权利要求1所述的一种电池正极片，其特征在于，所述外层导电层的厚度为0.3μm～5μm。7.根据权利要求1所述的一种电池正极片，其特征在于，所述活性材料层为磷酸锰铁锂层、锰酸锂层或三元层。8.根据权利要求1所述的一种电池正极片，其特征在于，所述阻燃层的厚度在10～30μm之间。9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的正极片，以及隔膜和负极片。

技术总结
本实用新型涉及一种电池正极片及电池，包括正极集流体，所述正极集流体设置有中间绝缘层，所述中间绝缘层包括第一端和第二端，所述第一端对应的位置设置有极耳，所述第二端表面设置有外层导电层，所述外层导电层还设置于所述第一端表面远离所述极耳处，所述第一端和外层导电层外均涂覆有活性材料层，所述活性材料层位于中间绝缘层表面的厚度大于位于外层导电层表面的厚度，所述活性材料层外涂覆有阻燃层，所述阻燃层位于中间绝缘层表面的厚度大于位于外层导电层表面的厚度。本实用新型通过对极耳区域的阻燃材料进行加厚，有效提高了对该区域的阻燃效果。区域的阻燃效果。区域的阻燃效果。


技术研发人员：陈梦婷 赵成龙
受保护的技术使用者：星恒电源股份有限公司
技术研发日：2021.08.10
技术公布日：2022/5/25