发明内容

本申请的发明人研究发现，目前高电压大容量4.45V体系电芯140℃烘箱储存0.5小时通过率较低，严重影响锂离子电池的安全。虽然可以通过电解液等改善安全性能，但安全性提升的同时，电性能很难得到保障，例如通过牺牲电池的能量密度的方式改善其安全性。

为了改善现有技术中存在的不足，特别是针对目前高电压大容量4.45V体系电芯140℃烘箱储存0.5小时不能通过的问题，本发明提供了一种改善锂离子电池高电压热滥用的极片及其制备方法，所述极片可以在保证电性能不受损失的情况下，提高高电压大容量4.45V体系电芯的安全性，所述方法是通过在设置极耳(特别是在设置正极极耳)一端的集流体表面的空箔区域完全覆盖一层胶纸的方法改善电芯的安全性，解决了高电压大容量4.45V体系电芯140℃烘箱储存0.5小时不能通过的问题，并且，在容量损失少于0.1％的情况下，能量密度几乎无损失。

本发明目的是通过如下技术方案实现的：

一种极片，所述极片包括集流体、活性物质层、极耳和胶纸，所述活性物质层设置在集流体的两侧表面，并在所述集流体的两端形成空箔区域；

所述极耳设置在集流体的一侧表面的空箔区域上；其中，设置有极耳的一端定义为集流体的头部，另一端定义为集流体的尾部；

所述胶纸设置在集流体的头部，并覆盖所述极耳。

根据本发明，所述极片可以改善锂离子电池高电压热滥用的情况。

根据本发明，所述活性物质层的长度小于所述集流体的长度，故在所述集流体的两端可以形成没有覆盖活性物质层的集流体，将其定义为空箔区域。

示例性地，若活性物质层涂覆在集流体一侧表面，则在该侧表面形成两个空箔区域；若活性物质层涂覆在集流体两侧表面，则在该集流体两侧表面一共形成四个空箔区域。

根据本发明，所述活性物质层的宽度和所述集流体的宽度相等。

根据本发明，所述活性物质层和所述集流体的厚度没有特别的定义，选择本领域已知的厚度就可以。

根据本发明，所述胶纸的厚度为10-20微米，例如为15-18微米，如16微米。

根据本发明，所述胶纸的材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，所述胶纸可以是商业途径购买的。

本发明中，通过在集流体的头部引入胶纸，这可以实现在能量密度几乎无损失的前提下实现热滥用性能的改善，也就是说这样的操作并不会使得所述锂离子电池的能量密度发生损失或者是降低，这与现有技术已有的通过牺牲能量密度来提升电池的安全性完全不同。

本发明中，在所述集流体的尾部不做特殊处理，即不设置胶纸全覆盖，一方面在尾部设置胶纸全覆盖会导致电池的能量密度发生部分损失，同时还会导致低容等现象的出现。另一方面，在集流体的头部和尾部均设置胶纸，会使得电池的厚度受到影响。更为重要的是，发明人在研究过程中发现，在热滥用的过程中，集流体头部位置的隔膜热收缩更严重(如图4所示)，隔膜的热收缩会导致电池内部发生一些内短路，产生的热量会持续推动一系列的副反应，增加电池热失控的风险，而本发明通过在集流体头部的空箔区域中设置胶纸，所述胶纸起到了类似于隔膜的作用，在隔膜热收缩后，还会起到一层防护作用，阻绝了内短路的发生。图4是取新鲜电池(约50％SOC)及70％SOC电池进行热滥用测试后解剖电芯的结果，将通过测试的电池进行拆解，发现越靠近内折，隔膜收缩越严重。

根据本发明的一个实施方式，所述极片可以是正极片，所述正极片包括正极集流体、正极活性物质层、正极极耳和胶纸，所述正极活性物质层设置在正极集流体的两侧表面，并在所述正极集流体的两端形成空箔区域；

所述正极极耳设置在正极集流体的一侧表面的空箔区域上；其中，设置有正极极耳的一端定义为正极集流体的头部，另一端定义为正极集流体的尾部；

所述胶纸设置在正极集流体的头部，并覆盖所述正极极耳和正极集流体头部的空箔区域。

其中，所述胶纸覆盖所述正极极耳，且完全覆盖在正极集流体头部的两侧表面上的空箔区域。

其中，所述正极集流体选自铝箔。

其中，所述正极活性物质层包括正极活性材料、导电剂和粘结剂。

其中，所述正极活性物质层是通过正极浆料涂覆在正极集流体表面制备得到的；所述正极浆料是通过正极活性材料、导电剂、粘结剂和N-甲基吡咯烷酮混合制备得到的。

根据本发明的一个实施方式，所述极片可以是负极片，所述负极片包括负极集流体、负极活性物质层、负极极耳和胶纸，所述负极活性物质层设置在负极集流体的两侧表面，并在所述负极集流体的两端形成空箔区域；

所述负极极耳设置在负极集流体的一侧表面的空箔区域上；其中，设置有负极极耳的一端定义为负极集流体的头部，另一端定义为负极集流体的尾部；

所述胶纸设置在负极集流体的头部，并覆盖所述负极极耳。

其中，所述负极集流体选自铜箔。

其中，所述负极活性物质层包括负极活性材料、导电剂、粘结剂和增稠剂。

其中，所述负极活性物质层是通过负极浆料涂覆在负极集流体表面制备得到的；所述负极浆料是通过负极活性材料、导电剂、粘结剂和去离子水混合制备得到的。

本发明还提供一种极片的制备方法，所述方法包括：

(1)在设置有正极极耳一端的正极集流体的空箔区域上覆盖胶纸，且所述胶纸完全覆盖在设置有正极极耳一端的正极集流体的两侧表面上的空箔区域上，制备得到所述极片。

根据本发明，所述方法还包括：

(2)在设置有负极极耳一端的负极集流体的空箔区域上覆盖胶纸，且所述胶纸完全覆盖在负极极耳表面，制备得到极片。

根据本发明，所述方法包括如下步骤：

(1-1)将正极活性材料、导电剂和粘结剂混合，然后加入N-甲基吡咯烷酮搅拌分散制成正极浆料；把正极浆料涂布在正极集流体两侧表面上，且在正极集流体两侧留有空箔区域，在其中一侧表面的空箔区域上设置正极极耳，在设置有正极极耳一端的正极集流体的空箔区域上覆盖胶纸，且所述胶纸完全覆盖在设置有正极极耳一端的正极集流体的两侧表面上的空箔区域上，制备得到所述极片。

根据本发明，所述方法包括如下步骤：

(2-1)将负极活性材料、导电剂、粘结剂和增稠剂混合，加入去离子水搅拌分散制成负极浆料；把负极浆料涂布在负极集流体两侧表面上，且在负极集流体两侧留有空箔区域，在其中一侧表面的空箔区域上设置负极极耳，在负极极耳上覆盖胶纸，制备得到极片。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种改善锂离子电池高电压体系热滥用的极片及其制备方法，所述极片包括集流体、活性物质层、极耳和胶纸，所述活性物质层设置在集流体的两侧表面，并在所述集流体的两端形成空箔区域；所述极耳设置在集流体的一侧表面的空箔区域上；其中，设置有极耳的一端定义为集流体的头部，另一端定义为集流体的尾部；所述胶纸设置在集流体的头部，并覆盖所述极耳。所述极片可以有效改善高电压大容量4.45V体系电芯的140℃热滥用通过率；所述的胶纸全覆盖方法工艺简单，不需要复杂的装置设备，可以节约生产成本和时间；所述的方法在保障安全性的前提下，容量损失少于0.1％，能量密度几乎无损失。