一种涂层集流体、极片及锂电池的制作方法

本技术涉及电池，尤其涉及一种涂层集流体、极片及锂电池。

背景技术：

1、锂离子电池中极片是用含有活性物质、导电剂、粘结剂等的浆料在集流体表面涂覆，经烘烤、辊压制成。目前普遍使用的正极集流体一般为均匀厚度的铝箔或表面涂覆有均匀厚度导电涂层的涂层集流体，负极集流体一般为均匀厚度的铜箔或表面涂覆有均匀厚度导电涂层的涂层集流体，在不采取其他措施的情况下涂布出的膜片在浆料表面张力的驱使下会出现厚边的现象，从而导致辊压爆边。为改善此问题，目前普遍是在涂布工序采用垫片增加倒角的措施，对涂膜边缘进行削薄处理；但这种设备和工艺会导致膜片边缘厚度和面密度低于中间，在本领域内被称为削薄区，具体如图1所示，在均匀厚度集流体1的表面涂覆有浆料，在中间区域为正常涂布区2，在两端为削薄区3，削薄区3的面密度低于正常涂布区2的面密度。

2、目前普遍使用均匀厚度集流体与改善厚边问题的倒角垫片结合使用，会在极片边缘形成厚度和面密度均低于中间区域的削薄区3，会导致两个问题：一是削薄区3面密度低于中间区域，可能会导致削薄区3位置np比低于设计值，从而出现边缘析锂风险；二是削薄区3厚度低于中间区域，会导致极片贴合不均匀(如图2所示)，削薄区3极片与隔膜6贴合不紧密，正极片4和负极片5之间间隙增大，会导致热压后削薄区3极片固定失效，在充电极片膨胀后出现极片波浪，极片波浪会加剧正极片4和负极片5间隙的不一致性，削薄区3位置局部间隙过大，锂离子传输距离增大，导致削薄区3整体条状析锂或波浪凹陷处析锂问题。

技术实现思路

1、本实用新型所要解决的技术问题：现有极片削薄区的面密度低，引起极片波浪、析锂的问题，本申请提供一种涂层集流体、极片及锂电池。

2、本实用新型提供了一种涂层集流体，包括集流体，所述集流体包括活性涂层区、导电区和极耳连接区，所述活性涂层区的一端设置所述导电区，所述极耳连接区设置在所述导电区远离所述活性涂层区的一端，和/或所述极耳连接区设置在所述活性涂层区远离所述导电区的一端；

3、或所述活性涂层区的两端分别设置所述导电区，至少一个所述导电区远离所述活性涂层区的一端设置所述极耳连接区；

4、所述导电区设置有导电涂层。

5、优选的，所述导电涂层包括第一支撑部，所述第一支撑部的厚度自所述导电区与所述活性涂层区连接的边缘向远离所述活性涂层区的方向逐渐增加。

6、优选的，所述导电涂层还包括第二支撑部，所述第一支撑部远离所述活性涂层区的一端设置所述第二支撑，所述第二支撑部的厚度沿远离所述第一支撑部的方向逐渐减小，所述第一支撑部的最大厚度处设置有垂直于所述集流体方向的第一截面，所述第二支撑部的最大厚度处设置有垂直于所述集流体方向的第二截面，所述第一截面和所述第二截面相贴合。

7、优选的，所述第一支撑部包括第一斜面，所述第二支撑部包括第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面相交，所述第一斜面与所述导电区的夹角小于所述第二斜面与所述导电区的夹角。

8、优选的，所述第一斜面和所述第二斜面为圆滑过渡的弧面或平面。

9、优选的，所述第一支撑部的最小厚度为0，和/或所述第二支撑部的最小厚度为0，所述第一支撑部的最大厚度为2-20μm；所述第二支撑部的最大厚度为2-20μm。

10、优选的，所述导电涂层的宽度为10mm～40mm。

11、第二方面，本申请提供一种极片，包括上述所述的涂层集流体和活性物质层，所述导电涂层背离所述集流体的一侧和所述活性涂层区表面均设置有所述活性物质层。

12、优选的，所述导电涂层还包括第一支撑部，所述第一支撑部背离所述集流体的一侧设置所述活性物质层。

13、第三方面，本申请提供一种锂电池，所述锂电池包括上述所述的极片。

14、有益效果：

15、与现有技术相比，本申请提供的涂层集流体，在导电区设置导电涂层，能够在涂布过程中对边缘削薄区流平的浆料起到支撑作用，垫起削薄区敷料厚度，制备得到的极片整体厚度均匀、面密度均匀，有效解决厚边和辊压爆边问题，同时制备得到的电芯，厚度均匀的正极片和负极片与隔膜之间贴合紧密，正负极片距离整体均匀，在电芯热压时极片与隔膜更好的紧密贴合固定，避免极片充电膨胀形成波浪，缩短锂离子传输距离，防止削薄区出现整体条状析锂或波浪凹陷处析锂的现象发生，还能够消除锂离子电池的削薄区瓶颈，改善锂离子电池循环寿命、改善电池低温循环削薄区析锂问题，避免由于削薄区析锂可能导致的安全风险。

技术特征：

1.一种涂层集流体，其特征在于，包括集流体，所述集流体包括活性涂层区、导电区和极耳连接区，所述活性涂层区的一端设置所述导电区，所述极耳连接区设置在所述导电区远离所述活性涂层区的一端，和/或所述极耳连接区设置在所述活性涂层区远离所述导电区的一端；

2.根据权利要求1所述的涂层集流体，其特征在于，所述导电涂层包括第一支撑部，所述第一支撑部的厚度自所述导电区与所述活性涂层区连接的边缘向远离所述活性涂层区的方向逐渐增加。

3.根据权利要求2所述的涂层集流体，其特征在于，所述导电涂层还包括第二支撑部，所述第一支撑部远离所述活性涂层区的一端设置所述第二支撑，所述第二支撑部的厚度沿远离所述第一支撑部的方向逐渐减小，所述第一支撑部的最大厚度处设置有垂直于所述集流体方向的第一截面，所述第二支撑部的最大厚度处设置有垂直于所述集流体方向的第二截面，所述第一截面和所述第二截面相贴合。

4.根据权利要求3所述的涂层集流体，其特征在于，所述第一支撑部包括第一斜面，所述第二支撑部包括第二斜面，所述第一斜面和所述第二斜面相交，所述第一斜面与所述导电区的夹角小于所述第二斜面与所述导电区的夹角。

5.根据权利要求4所述的涂层集流体，其特征在于，所述第一斜面和所述第二斜面为圆滑过渡的弧面或平面。

6.根据权利要求3所述的涂层集流体，其特征在于，所述第一支撑部的最小厚度为0，和/或所述第二支撑部的最小厚度为0，

7.根据权利要求1所述的涂层集流体，其特征在于，所述导电涂层的宽度为10mm～40mm。

8.一种极片，其特征在于，包括上述权利要求1-7任意一项所述的涂层集流体和活性物质层，所述导电涂层背离所述集流体的一侧和所述活性涂层区表面均设置有所述活性物质层。

9.根据权利要求8所述的极片，其特征在于，所述导电涂层还包括第一支撑部，所述第一支撑部背离所述集流体的一侧设置所述活性物质层。

10.一种锂电池，其特征在于，所述锂电池包括上述权利要求8或9所述的极片。

技术总结
为了克服现有极片削薄区的面密度低，引起极片析锂的问题，本申请提供一种涂层集流体、极片及锂电池。涂层集流体包括集流体，所述集流体包括活性涂层区、导电区和极耳连接区，所述活性涂层区的一端设置所述导电区，所述极耳连接区设置在所述导电区远离所述活性涂层区的一端，和/或所述极耳连接区设置在所述活性涂层区远离所述导电区的一端；至少一个导电区远离活性涂层区的一端设置极耳连接区；所述导电区设置有导电涂层。导电涂层对极片削薄区起到支撑作用，涂层集流体能够消除锂离子电池的削薄区瓶颈，改善锂离子电池循环寿命、改善电池低温循环削薄区析锂问题，避免由于削薄区析锂可能导致的安全风险。

技术研发人员：卜良辉,牟晓文,周婧兰,吴烜,曾奇
受保护的技术使用者：比亚迪股份有限公司
技术研发日：20230512
技术公布日：2024/1/15