胶纸及锂电池的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术，尤其涉及一种胶纸及锂电池。


背景技术：

2.随着电池行业的高速发展，电子产品对电池的高能量的需求已是必然趋势，高电压电池就是其中发展最快的一个方向。但是伴随着电池的电压体系越来越高，电池材料中的胶纸等辅材在高电压电化学体系下不稳定，从而影响电芯性能。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例提供的一种胶纸及锂电池，解决了现有技术中胶纸在锂电池中结构不稳定的问题。
4.本实用新型实施例的第一方面提供了一种胶纸，包括：依次层叠的第一基材、第一胶层、第二基材和第二胶层，所述第二基材的拉伸率小于所述第一基材的拉伸率。
5.可选的，所述第一基材包括古马龙树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺和所述聚酰亚胺的改性物中的至少一种。
6.可选的，所述第二基材包括间苯二甲酸乙二醇酯、邻苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸乙二醇酯、萘二甲酸乙二醇酯和所述萘二甲酸乙二醇酯的改性物中的至少一种。
7.可选的，所述第一胶层为热熔胶层，所述第一胶层通过涂抹或粘贴的方式设置于所述第一基材和第二基材之间。
8.本实用新型实施例的第二方面还提供了一种锂电池，包括上述任一项所述的胶纸，所述锂电池还包括：两个极片和隔膜，极片和隔膜交替层叠后沿同一方向卷绕形成卷绕结构，所述胶纸设置在所述极片上。
9.可选的，所述极片包括集流体，以及设置在所述集流体上的涂层，所述涂层包括设置在所述集流体第一表面的第一涂层，以及设置在所述集流体第二表面的第二涂层，所述第一涂层的面积大于所述第二涂层的面积。
10.可选的，所述极片位于所述卷绕结构内芯的端部设置有第一空箔区，所述胶纸包括第一胶纸，所述第一胶纸设置在所述第一空箔区。
11.可选的，所述第一胶纸延伸至覆盖所述涂层0.1～25mm。
12.可选的，所述胶纸还包括第二胶纸和第三胶纸；
13.所述集流体位于所述卷绕结构最外圈的端部上设置有第二空箔区，
14.所述第二胶纸设置于所述第二空箔区，
15.所述集流体位于所述卷绕结构最外圈的端部上设置有第三空箔区，所述第三胶纸设置在所述第三空箔区上。
16.可选的，所述第二胶纸延伸至覆盖所述涂层0.1～25mm，所述第三胶纸延伸至覆盖所述涂层0.1～25mm。
17.本实用新型实施例提供的一种胶纸通过在电芯膨胀使多层基材断裂从而产生裂
缝，以供电解液流动，实现了稳定锂电池结构的效果，适用于高压电下膨胀率更大的电芯设计。
附图说明
18.图1为本实用新型实施例中一种胶纸的结构示意图；
19.图2为本实用新型实施例中复合基材胶带的粘贴结构图；
20.图3为本实用新型实施例中锂电池的一种结构图。
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作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
22.在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各步骤描述成顺序的处理，但是其中的许多步骤可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各步骤的顺序可以被重新安排。当其操作完成时处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。
23.此外，术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种方向、动作、步骤或元件等，但这些方向、动作、步骤或元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个方向、动作、步骤或元件与另一个方向、动作、步骤或元件区分。举例来说，在不脱离本技术的范围的情况下，可以将第一速度差值为第二速度差值，且类似地，可将第二速度差值称为第一速度差值。第一速度差值和第二速度差值两者都是速度差值，但其不是同一速度差值。术语“第一”、“第二”等而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
24.图1为本实用新型实施例提供的一种胶纸的结构示意图，本实用新型实施例提供的一种胶纸包括：依次层叠的第一基材110、第一胶层120、第二基材130和第二胶层140，所述第二基材130的拉伸率小于所述第一基材110的拉伸率。
25.在本实施例中提供的胶纸为复合基材胶纸，如图1所示，结构从上到下依次为第一基材110、第一胶层120、第二基材130和第二胶层140，第一基材110为外层基材，第二基材130为内层基材。所述第二基材130的拉伸率小于所述第一基材110的拉伸率可以通过电芯膨胀使内层的脆性基材产裂开产生缝隙，以供电解液流动，解决了在高电压电池的使用中，电芯发生膨胀，导致胶纸的基材与胶层分离后，电解液进浸入胶层导致鼓泡的问题。在本实施例中，基材的层数不局限于两层，也可以为多层，在本实施例中以两层为例进行说明。
26.参阅图2，图2为本实施例中复合基材胶带的粘贴结构图，具体地，在本实施例中胶纸100一般粘贴在集流体200与涂层300的交界处，上下交接处均可进行粘贴。一般地，胶纸100一般在集流体200尾部和涂层300尾部进行粘贴，防止极片尾部膨胀从而电解液进浸入
胶层导致鼓泡的问题。
27.可选的，所述第一基材110包括古马龙树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺和所述聚酰亚胺的改性物中的至少一种。
28.在本实施例中，配置好外层基材溶液(古马龙树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺及其改性物等)后再通过第二次挤压拉伸制备外层基材。在其他实施例中，外层基材溶液还可以由其他材料组成。具体地，第一基材110为古马龙树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺和所述聚酰亚胺的改性物中的至少一种材料而形成的从上向下依次排列的层结构。
29.可选的，所述第二基材130包括间苯二甲酸乙二醇酯、邻苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸乙二醇酯、萘二甲酸乙二醇酯和所述萘二甲酸乙二醇酯的改性物中的至少一种。
30.在本实施例中，在胶纸基材的制作中，配置好内层基材溶液(间苯二甲酸乙二醇酯、邻苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸乙二醇酯、萘二甲酸乙二醇酯及其改性物等)后先通过一次挤压拉伸制备内层基材。在其他实施例中，内层基材溶液还可以由其他材料组成。具体地，第二基材130为间苯二甲酸乙二醇酯、邻苯二甲酸乙二醇酯、对苯二甲酸乙二醇酯、萘二甲酸乙二醇酯和所述萘二甲酸乙二醇酯的改性物中的至少一种材料而形成的从上向下依次排列的层结构。
31.可选的，所述第一胶层120为热熔胶层，所述第一胶层120通过涂抹或粘贴的方式设置于所述第一基材110和第二基材130之间。
32.在本实施例中，在内层基材上涂或贴热熔胶将内外层基材加热并粘结，形成复合基材。将上述配置好的内外基材胶液溶剂在复合基材上进行涂覆，最终获取到复合基材胶带。本实施例提供的胶纸同样地适用于软包电池、铝壳电池、圆柱电芯等其他具有卷绕结构和叠片结构的电池。
33.本实用新型实施例提供的一种胶纸通过在电芯膨胀使多层基材断裂从而产生裂缝，以供电解液流动，解决了现有技术中胶纸在锂电池中结构不稳定电解液浸入胶层发生堆积鼓泡的问题，实现了稳定锂电池结构的效果，适用于高压电下膨胀率更大的电芯设计。
34.本实用新型实施例还提供了一种锂电池，图3为本实施例中锂电池的一种结构图，该锂电池包括以上实施例中任一项所述的胶纸，所述锂电池还包括：两个极片和隔膜500，极片和隔膜500层叠后沿同一方向卷绕形成卷绕结构，所述胶纸设置在所述极片上。
35.在本实施例中，锂电池包括第一极片、第二极片、胶纸及隔膜500，本实施例中的胶纸即为上述实施例中所述的胶纸。优选的，胶纸为绝缘胶。可选的，所述极片包括集流体，以及设置在所述集流体上的涂层，所述涂层包括设置在所述集流体第一表面的第一涂层，以及设置在所述集流体第二表面的第二涂层，所述第一涂层的面积大于所述第二涂层的面积(图中隔膜未完全示出)。
36.在本实施例中，第一极片和第二极片分别为正极片和负极片，具体地，正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极集流体的材质包括但不限于铝箔，正极活性物质层的具体种类不受到具体限制，可根据需求进行选择。
37.在一些实施例中，正极活性物质层包括正极极活性物质，正极活性物质包括可逆地嵌入和脱嵌锂离子的化合物。在一些实施例中，正极活性物质可以包括复合氧化物，复合氧化物含有锂以及从钴、锰和镍中选择的至少一种元素。在又一些实施例中，正极活性物质选自钴酸锂(licoo2)、锂镍锰钴三元材料、锰酸锂(limn2o4)、镍锰酸锂(lini
0.5 mn
1.5
o4)、磷
酸铁锂(lifepo4)中的一种或几种。
38.在一些实施例中，正极活性物质层还包含正极粘合剂，粘合剂用于提高正极活性物质颗粒彼此间的结合，并且还提高正极活性物质与极片主体的结合。正极粘合剂的非限制性示例包括聚乙烯醇、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1,1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等。
39.在一些实施例中，正极活性物质层还包括正极导电剂，从而赋予电极导电性。正极导电剂可以包括任何导电材料，只要它不引起化学变化。导电材料的非限制性示例包括基于碳的材料(例如，天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等)、基于金属的材料(例如，金属粉、金属纤维等，包括例如铜、镍、铝、银等)、导电聚合物(例如，聚亚苯基衍生物)和它们的混合物。
40.在本实施例中，负极片包括负极片包括负极集流体以及设置于负极集流体至少一表面的负极活性物质层，负极集流体的材质包括但不限于铜箔，负极活性物质层的具体种类不受到具体限制，可根据需求进行选择。
41.在一些实施例中，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质包括人造石墨、天然石墨、单壁碳纳米管、多壁碳纳米管、中间相微碳球(简称为mcmb)、硬碳、软碳、硅、硅-碳复合物、li-sn合金、li-sn-o合金、sn、sno、sno2、尖晶石结构的锂化tio
2-li
4 ti
5 o
12
、li-al合金中的一种或几种。
42.在一些实施例中，负极活性物质层可以包括负极粘结剂，负极粘合剂用于提高负极活性物质颗粒彼此间的结合和负极活性物质与集流体的结合。粘合剂的非限制性示例包括聚乙烯醇、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰基纤维素、聚氯乙烯、羧化的聚氯乙烯、聚氟乙烯、含亚乙基氧的聚合物、聚乙烯吡咯烷酮、聚氨酯、聚四氟乙烯、聚偏1,1-二氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、丁苯橡胶、丙烯酸(酯)化的丁苯橡胶、环氧树脂、尼龙等。
43.在一些实施例中，负极活性物质层还包括用于赋予电极导电性的负极导电剂。负极导电剂可以包括任何导电材料，只要它不引起化学变化。负极导电剂的非限制性示例包括基于碳的材料(例如，天然石墨、人造石墨、碳黑、乙炔黑、科琴黑、碳纤维等)、基于金属的材料(例如，金属粉、金属纤维等，例如铜、镍、铝、银等)、导电聚合物(例如，聚亚苯基衍生物)和它们的混合物。
44.在本实施例中，隔膜500可包括基材层和表面处理层。基材层为具有多孔结构的无纺布、膜或复合膜，基材层的材料选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚酰亚胺中的至少一种。具体的，可选用聚丙烯多孔膜、聚乙烯多孔膜、聚丙烯无纺布、聚乙烯无纺布或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯多孔复合膜。基材层的至少一个表面上设置有表面处理层，表面处理层可以是聚合物层或无机物层，也可以是混合聚合物与无机物所形成的层。无机物层包括无机颗粒和粘结剂，无机颗粒选自氧化铝、氧化硅、氧化镁、氧化钛、二氧化铪、氧化锡、二氧化铈、氧化镍、氧化锌、氧化钙、氧化锆、氧化钇、碳化硅、勃姆石、氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙和硫酸钡中的一种或几种的组合。粘结剂选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯和聚六氟丙烯中的一种或几种的组合。聚合物层中包含聚合物，聚合物的材料选自聚酰胺、聚丙烯腈、丙烯酸酯聚合物、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、聚
乙烯呲咯烷酮、聚乙烯醚、聚偏氟乙烯、聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)中的至少一种。
45.在本实施例中，第一涂层为长涂层面，第二涂层为短涂层面，所述长涂层面的长度大于短涂层面的长度，所述第一极片与所述第二极片间隔卷绕设置，所述电芯的最外圈的极片设置为所述第一极片，第一极片的第一集流体200为卷绕收尾端。
46.可选的，所述极片位于所述卷绕结构内芯的端部设置有第一空箔区，所述胶纸包括第一胶纸101，所述第一胶纸设置在所述第一空箔区，所述第一胶纸101延伸至覆盖所述涂层0.1～25mm。
47.可选的，所述胶纸还包括第二胶纸和第三胶纸；
48.所述集流体位于所述卷绕结构最外圈的端部上设置有第二空箔区，
49.所述第二胶纸设置于所述第二空箔区，
50.所述集流体位于所述卷绕结构最外圈的端部上设置有第三空箔区，所述第三胶纸设置在所述第三空箔区上。
51.可选的，所述第二胶纸延伸至覆盖所述涂层0.1～25mm，所述第三胶纸延伸至覆盖所述涂层0.1～25mm。
52.在本实施例中，胶纸包括第一极片的第一胶纸101、第二胶纸102和第二极片的第一胶纸101、第二胶纸102、第三胶纸103；所述第一极片的第一胶纸101设置于位于最内圈第一集流体200的第一极耳600到第一涂层上，包括但不限于双面多道；所述第一极片的第二胶纸102设置于位于电芯尾部最外圈长涂层面第一涂层区与第一集流体200区交界处，包括但不限于双面多层；第一极片的第三胶纸103位于电芯尾部最外圈短涂层面第一涂层区与第一集流体200区交界处，包括但不限于双面多层；第一极片的第二胶纸102和第三胶纸103覆盖的空箔区相对设置，中间没有负极集流体，都位于电池的弯曲部；电芯是第一极片收尾，第一极片尾部空箔，多余负极片半圈～2圈。
53.第三胶纸103相对于第二胶纸102更靠近电芯外部；第二极片集流体两面末端的涂层齐平，且在水平方向上，超过第一极片的涂层末端。第二胶纸102和第三胶纸103和负极片有重叠。第二胶纸102和第三胶纸103覆盖圆弧区，落在平直区；或者第二胶纸102和第三胶纸103覆盖50％以上的圆弧区。所述第二极片的第一胶纸102设置于位于最内圈第二集流体400的第二极耳600到第二涂层上，包括但不限于双面多道；所述第二极片的第二胶纸102设置于位于第一极片最内圈对应的第二极片位置，包括但不限于双面多道。
54.在替代实施例中，锂电池还可以包括极耳中置的卷绕结构，其胶纸的设置位置与本实施例提供的位置相同，在本实施例中不再赘述。
55.本实用新型实施例提供的一种锂电池通过在电芯膨胀使多层基材断裂从而产生裂缝，以供电解液流动，解决了现有技术中胶纸在锂电池中结构不稳定电解液浸入胶层发生堆积鼓泡的问题，实现了稳定锂电池结构的效果，适用于高压电下膨胀率更大的电芯设计。
56.注意，上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附
的权利要求范围决定。