一种涂层结构、极片、电芯及生产模具的制作方法

本技术涉及锂电池的，具体地，主要涉及一种涂层结构、极片、电芯及生产模具。

背景技术：

1、锂离子电池作为一种二次电池，在手机、移动电源、智能穿戴等3c数码产品中有着广泛应用，同时在太阳能路灯储能、新能源汽车动力电池等方面的应用也在快速发展。

2、锂电池的电芯是由极片构成的，极片具有集流体和涂布在集流体上的活性涂层，集流体一般采用金属箔片，活性涂层涂布在集流体上后，需要通过辊压的方式使活性涂层牢固地附着在金属箔片上，并具备一定的压实密度。随着消费者对锂电池能量密度要求的不断提高，集流体的厚度在不断减薄、活性物质的压实密度在不断增大，导致极片的制作难度不断增加。

3、在极片的生产工艺中，由于集流体厚度越来越薄，若在辊压时一味地增加活性涂层的压实密度，则容易导致活性物质嵌入集流体内部，使得辊压后的极片出现发脆、断带等问题，并且随着压实密度的提升，电解液难以浸润到活性涂层内部，导致离子传输效率降低，大倍率充放电时电芯容易出现析锂的问题。

4、有鉴于此，需要对现有的锂电池极片及相关生产技术进行改进。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本实用新型提供一种涂层结构、极片、电芯及生产模具，以解决现有的锂电池极片在辊压后容易出现发脆、断带的问题，并改善极片的电解液浸润效果。

2、本实用新型公开一种涂层结构，所述涂层结构为片状，具有上底面、下底面以及过渡面，所述过渡面连接在所述上底面和下底面之间，所述上底面的面积小于下底面的面积，所述过渡面与所述下底面的连接处形成棱边。

3、优选地，所述上底面和所述下底面均为平面，所述过渡面为平面，所述过渡面与所述上底面之间的夹角α的取值范围为90°＜α＜180°，所述过渡面与所述下底面之间的夹角β1的取值范围为0°＜β1＜90°。

4、优选地，所述上底面和所述下底面均为平面，所述过渡面为弧形面，所述过渡面与所述上底面之间以平滑曲面过渡，所述过渡面与所述下底面之间夹角β2的取值范围为0°＜β2＜90°。

5、优选地，所述上底面和所述下底面相互平行，所述涂层结构在所述过渡面处形成削薄部，所述削薄部的厚度小于所述上底面和所述下底面之间的距离。

6、优选地，其特征在于，所述上底面和所述下底面均为矩形结构，所述上底面的四边平行于所述下底面的四边。

7、优选地，其特征在于，所述上底面设置有多个保液孔。

8、本实用新型公开一种极片，包括集流体和上述任一所述的涂层结构，所述涂层结构的所述下底面贴附于所述集流体表面。

9、本实用新型公开一种电芯，包括正极极片和负极极片，所述正极极片采用上述的极片，所述负极极片采用硅基负极制作。

10、本实用新型公开一种生产模具，用于生产上述任一所述的涂层结构，包括底模具和挤压模具，所述底模具具有承压面，所述承压面上开设有承压槽，所述承压槽具有底模面和侧模面，所述底模面与所述上底面的形状相同，所述侧模面与所述过渡面的形状相同；所述挤压模具具有挤压面，所述挤压面用于和所述承压面相贴合。

11、优选地，所述底模面上设置有多个凸起部。

12、本实用新型的有益效果在于：本实用新型通过生产模具对涂层结构进行预压实、生产，所制得的涂层结构能够达到预设的压实密度，并可直接贴附于集流体表面制得极片，减轻了后续对极片的辊压力度，或可直接略去辊压工序，从而能够避免活性物质嵌入集流体内部、降低极片受压发生断裂的概率；另外，在预压生产涂层结构时，通过凸起部压出涂层结构上的保液孔，能够改善电解液的浸润效果；

13、综上所述，本实用新型解决了现有的锂电池极片在辊压后容易出现发脆、断带的问题，并改善了极片的电解液浸润效果。

技术特征：

1.一种涂层结构，其特征在于，所述涂层结构(1)为片状，具有上底面(11)、下底面(12)以及过渡面(13)，所述过渡面(13)连接在所述上底面(11)和下底面(12)之间，所述上底面(11)的面积小于下底面(12)的面积，所述过渡面(13)与所述下底面(12)的连接处形成棱边。

2.根据权利要求1所述的涂层结构，其特征在于，所述上底面(11)和所述下底面(12)均为平面，所述过渡面(13)为平面，所述过渡面(13)与所述上底面(11)之间的夹角α的取值范围为90°＜α＜180°，所述过渡面(13)与所述下底面(12)之间的夹角β1的取值范围为0°＜β1＜90°。

3.根据权利要求1所述的涂层结构，其特征在于，所述上底面(11)和所述下底面(12)均为平面，所述过渡面(13)为弧形面，所述过渡面(13)与所述上底面(11)之间以平滑曲面过渡，所述过渡面(13)与所述下底面(12)之间夹角β2的取值范围为0°＜β2＜90°。

4.根据权利要求2或3所述的涂层结构，其特征在于，所述上底面(11)和所述下底面(12)相互平行，所述涂层结构(1)在所述过渡面(13)处形成削薄部(10)，所述削薄部(10)的厚度小于所述上底面(11)和所述下底面(12)之间的距离。

5.根据权利要求4所述的涂层结构，其特征在于，所述上底面(11)和所述下底面(12)均为矩形结构，所述上底面(11)的四边平行于所述下底面(12)的四边。

6.根据权利要求1-3任一所述的涂层结构，其特征在于，所述上底面(11)设置有多个保液孔(111)。

7.一种极片，其特征在于，包括集流体和权利要求1-6任一所述的涂层结构(1)，所述涂层结构(1)的所述下底面(12)贴附于所述集流体表面。

8.一种电芯，其特征在于，包括正极极片和负极极片，所述正极极片采用权利要求7所述的极片，所述负极极片采用硅基负极制作。

9.一种生产模具，其特征在于，用于生产权利要求1-6任一所述的涂层结构(1)，包括底模具(2)和挤压模具(3)，所述底模具(2)具有承压面(201)，所述承压面(201)上开设有承压槽(202)，所述承压槽(202)具有底模面(21)和侧模面(22)，所述底模面(21)与所述上底面(11)的形状相同，所述侧模面(22)与所述过渡面(13)的形状相同；

10.根据权利要求9所述的生产模具，其特征在于，所述底模面(21)上设置有多个凸起部(211)。

技术总结本技术公开了一种涂层结构、极片、电芯及生产模具，属于锂电池的技术领域，其中的涂层结构为片状，具有上底面、下底面以及过渡面，所述过渡面连接在所述上底面和下底面之间，所述上底面的面积小于下底面的面积，所述过渡面与所述下底面的连接处形成棱边。本技术公开的极片，包括上述的涂层结构。本技术公开的电芯，包括上述的极片。本技术公开的生产模具，包括底模具和挤压模具，用于生产上述的涂层结构。本技术通过生产模具对涂层结构进行预压实、生产，所制得的涂层结构能够达到预设的压实密度，解决了现有的锂电池极片在辊压后容易出现发脆、断带的问题，并改善了极片的电解液浸润效果。技术研发人员：高玉集,纪荣进,李聪,王诗龙,郑明清,项海标受保护的技术使用者：浙江锂威能源科技有限公司技术研发日：20231017技术公布日：2024/7/29