复合极片及其制备方法、电芯及其制备方法和电池与流程

本发明涉及电池，特别是涉及一种复合极片及其制备方法、电芯及其制备方法和电池。

背景技术：

1、电池的电芯通常采用卷绕工艺或折叠工艺制作，卷绕工艺中，首先，在正极集流体和负极集流体上分别涂覆正极活性物质材料和负极活性物质材料，制备得到正极极片和负极极片，其次，将正极极片、隔膜和负极极片按顺序层叠，隔膜位于正极极片和负极极片中间，再进行卷绕得到电芯，折叠工艺中，制备正极极片和负极极片具体方法与卷绕工艺类似，正极极片和负极极片制备完成后还需要增加分切步骤，将正极极片和负极极片切割成多个独立的小片，再将正极极片和负极极片分别间隔插入z型折叠的隔膜中，使得隔膜位于正极极片和负极极片中间，从而得到电芯。

2、通过卷绕工艺形成的电芯，电芯两侧呈半圆状的边缘部分（也可称为拐角处）的张力较大，容易出现析锂现象，而且在充放电过程中拐角处容易发生膨胀变形，对电池电化学性能及安全性能有显著影响。与卷绕工艺相比，折叠工艺的优势在于避免了充放电过程中拐角处引起的不良影响，增加了锂离子电池循环过程的电化学稳定性。但是，目前折叠工艺的操作复杂，生产效率较低，导致制造成本较高。

技术实现思路

1、有鉴于此，本技术实施例为解决背景技术中存在的至少一个问题而提供一种复合极片及其制备方法、电芯及其制备方法和电池。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种复合极片，包括：

3、基膜，所述基膜具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面分别包括至少一个负极区域、至少一个隔膜区域和至少一个正极区域，所述隔膜区域位于相邻的所述负极区域和所述正极区域之间，位于所述第一表面的所述负极区域和所述正极区域分别与位于所述第二表面的所述负极区域和所述正极区域相对应；

4、负极极片，位于所述负极区域上，所述负极极片包括负极集流体和位于所述负极集流体的至少一侧表面的负极活性物质层；

5、正极极片，位于所述正极区域上，所述正极极片包括正极集流体和位于所述正极集流体的至少一侧表面的正极活性物质层。

6、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述负极集流体直接位于所述基膜的表面，所述负极活性物质层位于所述负极集流体的远离所述基膜的一侧表面上；和/或，

7、所述正极集流体直接位于所述基膜的表面，所述正极活性物质层位于所述正极集流体的远离所述基膜的一侧表面上。

8、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述复合极片中的所述基膜、所述负极集流体和所述正极集流体满足如下特征（1）~（9）中的至少一者：

9、（1）所述基膜的宽度为130mm~150mm；

10、（2）所述基膜的厚度为4.5μm~9μm；

11、（3）所述基膜的材料包括高分子材料；

12、（4）在所述基膜的长度方向上，所述正极集流体的尺寸为40mm~60mm，所述负极集流体的尺寸为40mm~60mm；

13、（5）在所述基膜的宽度方向上，所述正极集流体的尺寸为116mm~126mm，所述负极集流体的尺寸为116mm~126mm；

14、（6）在所述基膜的长度方向上，所述隔膜区域的尺寸大于所述正极集流体和所述负极集流体的尺寸，且所述隔膜区域的尺寸与所述正极集流体和/或所述负极集流体的尺寸的差值为1mm~3mm；

15、（7）所述负极集流体和所述正极集流体在所述基膜的宽度方向上错位分布，所述负极集流体靠近所述基膜的一侧边缘，所述正极集流体靠近所述基膜的另一侧边缘；

16、（8）所述负极集流体和所述正极集流体的材料均包括铝；

17、（9）所述基膜包括依次层叠在所述隔膜区域上的聚偏氟乙烯涂层和陶瓷涂层。

18、结合本技术的第一方面，在一可选实施方式中，所述复合极片中的所述负极活性物质层和所述正极活性物质层满足如下特征（1）~（7）中的至少一者：

19、（1）在所述基膜的长度方向上，所述负极活性物质层的尺寸大于所述正极活性物质层的尺寸；

20、（2）在所述基膜的宽度方向上，所述负极活性物质层的尺寸大于所述正极活性物质层的尺寸；

21、（3）在所述基膜的长度方向上，所述负极活性物质层位于对应的所述负极集流体的中间位置；

22、（4）在所述基膜的长度方向上，所述正极活性物质层位于对应的所述正极集流体的中间位置；

23、（5）所述负极活性物质层与所述正极活性物质层在所述基膜的长度方向上的中心轴在一条直线上；

24、（6）所述负极活性物质层的压实密度为0.9g/cm3~0.96g/cm3；

25、（7）所述正极活性物质层的压实密度为3.0g/cm3~3.2g/cm3。

26、第二方面，本技术实施例提供了一种复合极片的制备方法，所述方法包括：

27、提供基膜，所述基膜具有相对的第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面分别包括至少一个负极区域、至少一个隔膜区域和至少一个正极区域，所述隔膜区域位于相邻的所述负极区域和所述正极区域之间，位于所述第一表面的所述负极区域和所述正极区域分别与位于所述第二表面的所述负极区域和所述正极区域相对应；

28、采用第一工艺在所述负极区域上形成负极集流体；

29、采用第二工艺在所述正极区域上形成正极集流体；

30、在所述负极集流体和所述正极集流体上分别形成负极活性物质层和正极活性物质层。

31、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，形成所述负极集流体和所述正极集流体满足如下特征（1）~（7）中的至少一者：

32、（1）在所述基膜的长度方向上，所述正极集流体的尺寸为40mm~60mm，所述负极集流体的尺寸为40mm~60mm；

33、（2）在所述基膜的宽度方向上，所述正极集流体的尺寸为116mm~126mm，所述负极集流体的尺寸为116mm~126mm；

34、（3）在所述基膜的长度方向上，所述隔膜区域的尺寸大于所述正极集流体和所述负极集流体的尺寸，且所述隔膜区域的尺寸与所述正极集流体和/或所述负极集流体的尺寸的差值为1mm~3mm；

35、（4）所述负极集流体和所述正极集流体在所述基膜的宽度方向上错位分布，所述负极集流体靠近所述基膜的一侧边缘，所述正极集流体靠近所述基膜的另一侧边缘；

36、（5）所述负极集流体和所述正极集流体的材料均包括铝；

37、（6）所述第一工艺包括磁控溅射、水电镀、蒸镀、化学气相沉积中的至少一种；

38、（7）所述第二工艺包括磁控溅射、水电镀、蒸镀、化学气相沉积中的至少一种。

39、结合本技术的第二方面，在一可选实施方式中，形成所述负极活性物质层和所述正极活性物质层满足如下特征（1）~（7）中的至少一者：

40、（1）在所述基膜的长度方向上，所述负极活性物质层的尺寸大于所述正极活性物质层的尺寸；

41、（2）在所述基膜的宽度方向上，所述负极活性物质层的尺寸大于所述正极活性物质层的尺寸；

42、（3）在所述基膜的长度方向上，所述负极活性物质层位于对应的所述负极集流体的中间位置；

43、（4）在所述基膜的长度方向上，所述正极活性物质层位于对应的所述正极集流体的中间位置；

44、（5）所述负极活性物质层与所述正极活性物质层在所述基膜的长度方向上的中心轴在一条直线上；

45、（6）所述负极活性物质层的压实密度为0.9g/cm3~0.96g/cm3；

46、（7）所述正极活性物质层的压实密度为3.0g/cm3~3.2g/cm3。

47、第三方面，本技术实施例提供了一种电芯的制备方法，所述方法包括：

48、提供如第一方面中任一项所述的复合极片或者如第二方面中任一项所述的制备方法制得的复合极片；

49、对所述基膜进行z型折叠，位于所述隔膜区域的靠近所述负极区域和靠近所述正极区域的部分所述基膜形成折弯部，使得位于所述第一表面的所述隔膜区域覆盖位于所述第一表面的所述负极集流体和/或所述正极集流体，位于所述第二表面的所述隔膜区域覆盖位于所述第二表面的所述负极集流体和/或所述正极集流体。

50、第四方面，本技术实施例提供了一种电芯，采用第三方面所述的电芯的制备方法制备得到。

51、第五方面，本技术实施例提供了一种电池，包括第三方面所述的制备方法制得的电芯或者包括第四方面所述的电芯。

52、与现有技术相比，本技术实施例具有以下有益效果：

53、本技术实施例所提供的复合极片及其制备方法、电芯及其制备方法和电池，复合极片包括：基膜，基膜具有相对的第一表面和第二表面，第一表面和第二表面分别包括至少一个负极区域、至少一个隔膜区域和至少一个正极区域，隔膜区域位于相邻的负极区域和正极区域之间，位于第一表面的负极区域和正极区域分别与位于第二表面的负极区域和正极区域相对应；负极极片，位于负极区域上，负极极片包括负极集流体和位于负极集流体的至少一侧表面的负极活性物质层；正极极片，位于正极区域上，正极极片包括正极集流体和位于正极集流体的至少一侧表面的正极活性物质层。本技术实施例中，负极极片和正极极片分别位于基膜的负极区域和正极区域上，使得基膜与正极极片和负极极片形成一体化结构，通过隔膜区域位于相邻的负极区域和正极区域之间以及位于第一表面的负极区域和正极区域分别与位于第二表面的负极区域和正极区域相对应的设置，使得正极极片和负极极片排布紧密，且能够对复合极片直接进行z型折叠形成电芯，从而可以提高叠片效率，节省材料，从而降低成本，相对卷绕工艺形成的电芯，可避免电芯拐角处容易析锂的问题，而且通过复合极片z型折叠形成的电芯较紧致，能降低电池电阻、提高能量密度、安全性能及循环性能。

54、本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。