本发明涉及锂电池,特别是涉及一种负极极片复合结构、其制备方法及锂电池。
背景技术:
1、锂离子电池(lib)具有能量密度高、工作电压高、循环寿命长、环境污染小、自放电小、无记忆效应等优点,被认为是发展前景最大的二次电池之一,目前已广泛应用于手机、笔记本、照相机、便携式工具、电动汽车与储能等领域。随着电动汽车与储能的快速发展,对于锂离子电池需求更加旺盛。
2、方型卷绕工艺电芯生产过程中,为改善充放电过程中由于应力的原因导致极片打皱,常常会使用单面或者双面涂胶隔膜,提供粘性和应力释放缓冲区。但是电芯卷绕后热压只能热压大面处、电芯的拐角位置热压不到。这就导致了循环中后期拐角位置极片正负极之间间隙过大,加之电解液不足断桥,最终导致电芯拐角位置析锂,进而影响电芯的使用寿命。
3、在现有技术中,为避免因电芯的拐角位置析锂而影响电芯的使用寿命,通常采用以下两种技术手段来实现上述功能,具体的,方法一、拐角位置做涂胶等技术手段用于提升保液效果;方法二、隔膜和负极极片提前热复合,然后复合后的极片和正极进行卷绕。
4、然而上述两种方法均存在一定的缺陷:如方法一在实际操作时所需步骤较多,且难以保证涂胶覆盖时的均匀性,即难以保证产品的品控质量;而方法二在使用时需要极片或者隔膜预热、然后热辊复合,能耗高,复合效率低,不利于产能提高。
5、因此,提出一种负极极片复合结构、其制备方法及锂电池,以解决上述问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,提供一种负极极片复合结构、其制备方法及锂电池,以实现保证电芯拐角处不会析锂的同时,还能够提升隔膜与极片的复合速率,进而达到提高产能的目的。
2、为解决上述技术问题,本发明提供一种负极极片复合结构,包括:
3、极片本体,所述极片本体的一侧具有粗糙面;
4、隔膜,所述隔膜设置在所述极片本体具有所述粗糙面的一侧,且与所述极片本体冷压结合;
5、涂胶层,所述涂胶层设置在所述隔膜上,且与所述粗糙面所形成的空隙嵌合。
6、进一步的,所述粗糙面包括多个槽孔,所述涂胶层包括多个胶粒;
7、所述负极极片复合结构满足:1.2≤l2/l1≤2,0.05≤h2/h1≤0.2;
8、其中,l1和h1分别为所述槽孔的最大内径和深度,l2和h2分别为所述胶粒的最大外径和厚度。
9、进一步的,所述槽孔的最大内径l1为50μm-120μm。
10、进一步的,所述槽孔的深度h1为所述极片本体厚度的四分之一至二分之一。
11、进一步的,相邻两个所述槽孔的间距d为0.1mm-4mm。
12、进一步的,所述胶粒的最大外径l2为60μm-240μm。
13、进一步的,所述胶粒的分布数量d为4000~20000个/cm2。
14、进一步的,所述胶粒的最大外径l2与所述槽孔的最大内径l1的比值为15:8,所述胶粒的厚度h2与所述槽孔的深度h2的比值为1:10。
15、在另一方面,本发明还提出了一种负极极片复合结构的制备方法,包括如下步骤:
16、对极片本体表面进行粗糙化处理,形成粗糙面;
17、在隔膜上涂设涂胶层;
18、使所述涂胶层与所述粗糙面在冷压条件下嵌合,完成所述极片本体与所述隔膜的复合。
19、进一步的,所述粗糙面的形成方法包括激光刻蚀和/或针状辊辊压。
20、进一步的,采用喷涂的方式在所述隔膜上涂设所述涂胶层。
21、进一步的,所述冷压条件下嵌合包括采用对辊冷压复合工艺。
22、在另一方面,本发明还提出一种锂电池,包括上述实施例中所述的负极极片复合结构,或者如上述实施例中所述的制备方法获得的负极极片复合结构。
23、相比于现有技术,本发明至少具有以下有益效果:
24、通过设置具有粗糙面的极片本体以及在隔膜一侧设置有与粗糙面所形成空隙嵌合的涂胶层,利用涂胶层与极片本体之间的内嵌作用力,使得在冷压条件下即可完成隔膜与极片本体的复合,即无需采用现有技术中预热复合的方式,以此可有效节省预热所需的时长,达到在无需加热的前提下完成复合的功能,且由于通过隔膜与极片本体提前复合的方式,能够有效避免因电芯的拐角位置析锂而影响电芯使用寿命的情况发生,故达到保证电芯拐角处不会析锂的同时,还能够提升隔膜与极片本体的复合速率,以提高产能的目的。
1.一种负极极片复合结构,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的负极极片复合结构,其特征在于,所述粗糙面包括多个槽孔,所述涂胶层包括多个胶粒;
3.如权利要求2所述的负极极片复合结构,其特征在于,所述槽孔的最大内径l1为50μm-120μm。
4.如权利要求2所述的负极极片复合结构,其特征在于,所述槽孔的深度h1为所述极片本体厚度的四分之一至二分之一。
5.如权利要求2所述的负极极片复合结构,其特征在于,相邻两个所述槽孔的间距d为0.1mm-4mm。
6.如权利要求2所述的负极极片复合结构,其特征在于,所述胶粒的最大外径l2为60μm-240μm。
7.如权利要求2所述的负极极片复合结构,其特征在于,所述胶粒的分布数量d为4000~20000个/cm2。
8.如权利要求2所述的负极极片复合结构,其特征在于,所述胶粒的最大外径l2与所述槽孔的最大内径l1的比值为15:8,所述胶粒的厚度h2与所述槽孔的深度h2的比值为1:10。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的负极极片复合结构的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:
10.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述粗糙面的形成方法包括激光刻蚀和/或针状辊辊压。
11.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,采用喷涂的方式在所述隔膜上涂设所述涂胶层。
12.如权利要求9所述的制备方法,其特征在于,所述冷压条件下嵌合包括采用对辊冷压复合工艺。
13.一种锂电池,其特征在于,包括如权利要求1-8中任一项所述的负极极片复合结构,或者如权利要求9-12中任一项所述的制备方法获得的负极极片复合结构。
