[发明专利]一种用于防止负极边缘掉粉的涂布和分切设计方法

说明书

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，特别是一种用于防止负极边缘掉粉的涂布和分切设计方法。

背景技术

锂离子电池制作过程中出现的短路现象主要是由粉尘和极片分切时产生的毛刺引起的。负极现在大多使用石墨，石墨具有其片层结构，片层之间容易产生滑移，因此石墨负极容易出现脱粉的现象，脱落的石墨颗粒由于非常微小，且具有较好的导电性，在高压短路测试时很可能引发隔膜击穿、正负极间短路的情况。此外，分切过程中产生的极片边缘毛刺也是引发短路的一个重要原因。

陶瓷涂层具有一定的空隙度，而且绝缘性好，可以有效避免微短路的发生。在锂离子电池中，正极、负极、隔膜现在已经越来越多的涂覆陶瓷涂层，以避免微短路，减小电池自放电，提高循环性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于防止负极边缘掉粉的涂布和分切设计方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

本发明提供了一种用于防止负极边缘掉粉的涂布和分切设计方法，涂布主区域在从左至右的横向上呈区域A和B的交替分布，即AB-AB-AB的分布。区域A和B分别具有如下特征，区域A的宽度为L，单面涂布厚度为h1；区域B的宽度为Lb≤4mm，单面涂布厚度为h2。完成负极浆料的涂布后，再在区域B处涂覆一层陶瓷。极片的分切点位于区域B上。

具体的，在每个区域B上，单面涂布厚度h2在横向上有如下变化规律：先由h1逐渐减小至hmin(hmin＞0)，再从hmin逐渐增大至h1。在区域B的端点处，h2＝h1。

具体的，涂覆陶瓷涂层后的区域B和区域A的厚度相同。

具体的，所谓横向指位于极片所在面且与极片涂布方向垂直的方向，亦即极片从左侧至右侧的方向、极片宽度所在方向。

具体的，区域A和区域B的宽度满足如下关系：La+Lb＝L，L为制作的电池型号所要求的极片分切宽度。

具体的，所述陶瓷为Al₂O₃、勃姆石、MgO等中的一种。

具体的，所述负极为人造石墨、天然石墨、硬碳、软碳、硅碳等含碳负极材料中的一种或某几种的组合。

具体的，所述厚度h1和h2包含铜箔厚度，通过在线激光厚度测量系统来监测厚度h1和h2。

本发明的有益效果：(1)区域B的厚度的逐渐变化可以改善该部分在分切时的边缘受力不均的情况，避免分切边缘因受力不均而产生物料脱落的情况。

(2)涂覆陶瓷涂层可以减少分切时毛刺的产生，即使产生了分切毛刺或脱粉的情况，由于其表面包覆有高电阻率的陶瓷涂层，也很大程度上避免了短路的发生。

附图说明

图1为按照本发明提供的涂布方法涂布后的负极的俯视图。

图2为按照本发明提供的涂布方法涂布后的负极的横截面图。

图3为按照本发明提供的涂布和分切方法得到的负极片的效果图。

图4为按照本发明提供实施例和对比例制作的18650电池容量保持率合格电池所占比例图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

实施例1

按照本发明设计的涂布方法在10μm厚的铜箔上涂覆人造石墨负极浆料，用于18650电池的制作。所选用的涂布机为转移式涂布机，通过在刮刀上每隔距离La＝52mm贴一层内侧粘有垫片的胶带(胶带宽度为4mm)，使涂布主区域在从左至右的横向上呈区域A和B的交替分布，即AB-AB-AB的分布。区域A的宽度为La＝52mm，涂布单面厚度为h1＝95μm；区域B的宽度为Lb＝4mm，单面涂布厚度为h2。区域B的涂布厚度h2在横向上有如下变化规律：先由95μm逐渐减小至hmin，再从hmin逐渐增大至95μm，70μm≤hmin≤85μm。在区域B的端点处，h2＝h1＝95μm。通过在线激光厚度测量系统来监测h2和h1是否符合要求，如不符合要求，则通过调整涂布参数和胶带内垫片厚度来调整h2和h1。完成负极浆料的涂布后，再在区域B处涂覆一层Al₂O₃陶瓷涂层，涂覆Al₂O₃层后，区域B的厚度和区域A的厚度相同。分切极片时，使切刀的分切点位于区域B上。分切宽度L为56mm。上述方法制作的负极片用于18650卷芯的制作后，统计卷芯的短路测试通过率。将短路测试合格的18650卷芯制作成18650电池，并测试其在搁置70天后的容量保持率，容量保持率低于80％视为不合格。

对比例