[發(fā)明專利]鋰離子電池極片及包含該極片的鋰離子電池

有效

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• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103367702A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發(fā)明（設計）人: 張寧欣
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發(fā)明屬于鋰離子電池技術領域，尤其涉及一種鋰離子電池極片及包含該極片的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池充放電引起的陽極膨脹積累到一定程度后會產生電芯外觀變形，在裸電芯內部形成空隙，導致電解液量不足，從而誘發(fā)電池的電化學性能的連鎖性惡化，縮短鋰離子電池的使用壽命。

為了抑制陽極膨脹，可以采用粘結力較強的粘結劑以束縛石墨顆粒在嵌鋰后的體積膨脹；或者通過在極片或隔離膜的表面涂覆具有粘接作用的涂層，將陽極極片和隔離膜牢固地粘接在一起，以增強其抵抗變形的能力。此外，還有通過采用高強度的剛性外殼來限制陽極膨脹的方法。

上述方法雖然可以從一定程度上緩解陽極膨脹引起的不利影響，但是其關注點為陽極極片，對于鋰離子電池卷繞結構的另一重要組成部分陰極極片沒有考慮；另外，使用高粘結性粘接劑易導致極片變脆，不利于后續(xù)的卷繞工藝；在隔離膜表面增加具有粘接作用的涂層則導致成本增加。

現(xiàn)有技術中的極片（包括陰極極片和陽極極片）的斷面結構示意圖如圖1所示，其包括集流體10和涂覆在集流體10表面的活性物質層20，其中，活性物質層20的表面是平整光滑的，將陰極極片、隔離膜和陽極極片卷繞成裸電芯并組裝成電池時，陽極極片容易發(fā)生膨脹，而與其相對的陰極極片又無法對其進行限制，最終導致整個裸電芯的膨脹。

有鑒于此，確有必要提供一種鋰離子電池極片及包含該極片的鋰離子電池，該極片是基于鋰離子電池裸電芯的卷繞結構的特點而設計的具有突起部和凹陷部的極片，這種結構的極片能夠抑制陽極膨脹導致的電芯變形及電化學性能劣化，提高電池的循環(huán)壽命。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的之一在于：針對現(xiàn)有技術的不足，而提供一種鋰離子電池極片，該極片是基于鋰離子電池裸電芯的卷繞結構的特點而設計的具有突起部和凹陷部的極片，這種結構的極片能夠抑制陽極膨脹導致的電芯變形及電化學性能劣化，提高電池的循環(huán)壽命。

為了達到上述目的，本發(fā)明采用如下技術方案：一種鋰離子電池極片，所述極片包括集流體和設置在所述集流體表面的活性物質層，所述活性物質層上設置有若干個凸起部和凹陷部。

作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進，所述凸起部和所述凹陷部間隔地分布于所述活性物質層。

作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進，所述凸起部和所述凹陷部沿所述活性物質層的寬度方向間隔分布。

作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進，相鄰兩個所述凸起部之間的距離與相鄰兩個所述凹陷部之間的距離相等。

作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進，所述凸起部的高度和所述凹陷部的深度均為所述活性物質層的厚度的1/20~1/50。凸起部的高度和凹陷部的深度（或稱之為起伏幅度）太小則不容易在陰極極片和陽極極片之間形成較為緊密的“互鎖”結構，無法實現(xiàn)調控陽極極片膨脹所產生的應力的作用；起伏幅度太大則容易形成壓實密度過大的區(qū)域，導致極片表面層的壓實密度差異過大，容易在大電流充充電及低溫充電時產生陽極析鋰問題，影響電池的安全性能。

作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進，所述凸起部的高度和所述凹陷部的深度均為所述活性物質層的厚度的1/20~1/30，這是優(yōu)選的范圍。

作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進，所述凸起部的長度和所述凹陷部的長度均為所述活性物質層的寬度的1/5~1/15。凸起部和凹陷部的長度太小，則不利于卷繞時的工序控制，凸起部和凹陷部的長度太長則不利于形成緊密配合的“互鎖”結構。

作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進，所述凸起部的長度和所述凹陷部的長度均為所述活性物質層的寬度的1/10，這是優(yōu)選的范圍。

作為本發(fā)明鋰離子電池極片的一種改進，所述凸起部和所述凹陷部的橫截面的形狀均為圓形、橢圓形、長方形或菱形。