本實用新型屬于鋰離子電池制備領域，尤其是涉及一種3D箔材及包含有該3D箔材的異形薄片鋰離子電池。

背景技術：

隨著鋰電池技術的不斷發(fā)展和客戶對鋰電池的要求不斷提高，鋰離子電池正在向著更輕、更薄、更高容量的方向發(fā)展。自從18650出現(xiàn)之后在鋰離子電池領域已經(jīng)達到了一個巔峰。為了適應生產(chǎn)力的發(fā)展，實現(xiàn)在鋰離子電池各個領域的充分利用，該領域的研究者們希望從各個方面打破原有的桎梏，于是就有了薄片電池，大功率電池，異型電池等。

異形電池可以做成各種規(guī)則和不規(guī)則的形狀，厚度大于0.5mm，可以滿足客戶不同的使用要求，例如藍牙耳機、移動電話、筆記本電腦、數(shù)碼相機、小型攝像機、電動玩具、電動按摩器、電動車等便攜式用電設備。傳統(tǒng)異形電池的厚度最薄只能做到0.5mm，限制了使用的范圍，且電池容量較低。

異形電池最基本的要求就是形狀可定制，厚度可定制，因此厚度也是影響異形鋰電池發(fā)展的重要因素。

鋰離子電池的是通過鋰離子在相對的正負兩極來回移動來完成電池的充電和放電，對于薄片異形電池來說，僅僅需要一層相對的正負兩極，其集流體的一側(cè)有正負極漿料即可完成所需，而另一側(cè)的漿料則不能發(fā)揮作用，可以去除，避免資源的極大浪費，減小電池的厚度和質(zhì)量，但是如果異型電池使用傳統(tǒng)的基材，單側(cè)涂料將無法制作電池，只能雙側(cè)均涂料，這樣就造成了浪費，且限制了電池的厚度。如果沒有反面涂料，在碾壓過程中會因表面張力的不均產(chǎn)生卷邊現(xiàn)象，這樣的極片無法使用。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型旨在提出一種3D箔材，以以克服現(xiàn)有技術缺陷，使箔材具有通孔且兼具三維立體結構，漿料可以滲入箔材孔道內(nèi)部同時不會大量覆蓋箔材的另一面，可改善改善箔材兩側(cè)表面張力，在碾壓極片時可以防止卷邊現(xiàn)象的發(fā)生。

為達到上述目的，本實用新型的技術方案是這樣實現(xiàn)的：

一種3D箔材，包括基材，所述基材中間設有若干第一通孔，所述基材上第一通孔四周設有凸起，所述凸起與基材一體成型；所述凸起內(nèi)設有第二通孔；所述第二通孔側(cè)壁平行于凸起的側(cè)壁，所述第二通孔與第一通孔連通；所述第一通孔遠離第二通孔端的孔徑大于等于第一通孔與第二通孔連接處的孔徑，所述第一通孔與第二通孔連接處的孔徑大于所述第二通孔遠離第一通孔端的孔徑。

進一步的，所述基材底部第一通孔四周設有凸起。

進一步的，所述基材底部和頂部第一通孔四周上下間隔設有凸起。

進一步的，所述第一通孔的孔徑為10μm～200μm，相鄰兩個第一通孔之間的間隙為5μm～450μm；所述基材上分布有若干第一通孔區(qū)域的寬度為基材寬度的5％～95％。

進一步的，所述基材為金屬箔材；所述第一通孔、第二通孔和凸起通過機械沖壓一體成型。第一通孔、第二通孔和凸起的可以是單面打孔(從一面打孔)形成，也可以是雙面打孔(一排打正面，第二排打反面，依次交替進行)形成。

進一步的，所述基材為鋁箔、銅箔、鎳箔、鐵箔、錫箔中的一種；所述第一通孔的形狀為圓形、矩形、正方形、三角形、梯形、菱形、平行四邊形、 橢圓形中的一種或兩種以上；所述凸起形狀為圓柱、長方體、正方體、棱錐、棱臺、圓錐體、棱柱、半球體、平行四邊形、橢圓形中的一種或兩種以上的組合圖形；所述凸起側(cè)壁與基材的夾角為5°～90°。所述第一通孔的形狀包括但不限于上述形狀，只要是規(guī)則圖形都可以；所述凸起形狀包括但不限于上述形狀，只要能保證凸起側(cè)邊為直線或弧線的任何圖形都可以。

進一步的，所述凸起的高度為3μm～100μm；所述第二通孔側(cè)壁到凸起外壁的距離為5μm～100μm。

本發(fā)明的另一個目的在于提出一種包含有如上所述的3D箔材的異形薄片鋰離子電池，以應用上述3D箔材。

一種包含有如上所述的3D箔材的異形薄片鋰離子電池，包括正極片、負極片和隔膜，所述正極片、負極片和隔膜的形狀均為弧形、梯形、環(huán)形、半環(huán)形、矩形與梯形組合圖形中的一種。

進一步的，所述弧形包括兩條正對的長度相等且相互平行的線段和夾在兩條線段中的至少一條弧線。

進一步的，所述電池總厚度為0.29mm～0.5mm。

相對于現(xiàn)有技術，本發(fā)明所述的一種3D箔材具有以下優(yōu)勢：

本實用新型所述的一種3D箔材，采用機械沖壓打孔的方式，使箔材具有第一通孔、第二通孔和凸起的三維立體結構，孔徑約為10～200um，在該孔徑范圍內(nèi)漿料可以滲入箔材孔道內(nèi)部同時保證漿料不會大量通過孔道覆蓋于箔材另一面,可改善改善箔材兩側(cè)表面張力，在碾壓極片時可以防止卷邊現(xiàn)象的發(fā)生。同時，該箔材的3D結構可以大大增加箔材與漿料之間的附著力，進而可以降低漿料中膠和添加劑的用量；此外，將其用于正極片和負極片的制備，進而制備鋰離子電池，可以適量增加漿料涂覆的厚度，進而使 得電池的容量增加約10％～50％，同時提高電池的循環(huán)性能，且由于三維結構小孔的存在使得漿料到集流體的電子傳輸距離縮短，增加了其導電性能，進而提高了其充放電倍率。

本實用新型所述包含有如上所述的3D箔材的異形薄片鋰離子電池，采用上述3D箔材，在傳統(tǒng)基材上通過機械沖壓方法，在基材上形成具有一定間距的三維立體的孔，該孔的間距可以是5-450um，孔徑可以是10-200um。使用時，采用在該3D箔材涂覆的方法制作各種形狀的異型電池(也包括常規(guī)形狀的電池)。制作的異型電池最薄可以做到0.3mm，但是容量可達到傳統(tǒng)電池0.5mm厚度電池的容量，不僅降低了電池的厚度，同時也提高了電池的比能量和倍率性能。此外，可制作各種形狀的超薄異型電池，擴大異型電池的使用范圍。

附圖說明

構成本實用新型的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構成對本實用新型的不當限定。在附圖中：

圖1為本發(fā)明實施例1所述的3D箔材的俯視圖；

圖2為本發(fā)明實施例1所述的3D箔材的縱向剖視圖。

圖3為本發(fā)明實施例1所述的包含有上述3D箔材的異形薄片離子電池的正極片、負極片和隔膜的形狀示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例2所述的包含有上述3D箔材的異形薄片離子電池的正極片、負極片和隔膜的形狀示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例3所述的包含有上述3D箔材的異形薄片離子電池的正極片、負極片和隔膜的形狀示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例4所述的包含有上述3D箔材的異形薄片離子電池的正極片、負極片和隔膜的形狀示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例5所述的包含有上述3D箔材的異形薄片離子電池的正極片、負極片和隔膜的形狀示意圖；

圖8為本發(fā)明實施例6所述的包含有上述3D箔材的異形薄片離子電池的正極片、負極片和隔膜的形狀示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例7所述的包含有上述3D箔材的異形薄片離子電池的正極片、負極片和隔膜的形狀示意圖；

圖10為本發(fā)明實施例8所述的包含有上述3D箔材的異形薄片離子電池的正極片、負極片和隔膜的形狀示意圖；

圖11為本發(fā)明實施例8所述的3D箔材的縱向剖視圖。

附圖標記說明：

1-基材；2-第一通孔；3-凸起；4-第二通孔。

具體實施方式

需要說明的是，在不沖突的情況下，本實用新型中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”等僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指 示的技術特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以通過具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。

下面將參考附圖并結合實施例來詳細說明本實用新型。

實施例1

如圖1和圖2所示，一種3D箔材，包括基材1，所述基材1中間設有若干第一通孔2，所述基材1上第一通孔2四周設有凸起3，所述凸起3與基材1一體成型；所述凸起3內(nèi)設有第二通孔4；所述第二通孔4側(cè)壁平行于凸起3的側(cè)壁，所述第二通孔4與第一通孔2連通；所述第一通孔2遠離第二通孔4端的孔徑大于等于第一通孔2與第二通孔4連接處的孔徑，所述第一通孔2與第二通孔4連接處的孔徑大于所述第二通孔4遠離第一通孔2端的孔徑。

所述基材1底部第一通孔2四周設有凸起3。

所述第一通孔2的孔徑為100μm，相鄰兩個第一通孔2之間的間隙為300μm。

所述分布有若干第一通孔2區(qū)域的寬度為基材寬度的90％。

所述第一通孔2、第二通孔4和凸起3通過機械沖壓一體成型。

所述基材1為鋁箔,基材的長度為800mm，寬度為245mm。

所述第一通孔2的形狀為正方形；所述凸起3的形狀為圓臺；所述凸起3側(cè)壁頂部的夾角為60°。

所述凸起3的高度為20μm；所述第二通孔4側(cè)壁到凸起3外壁的距離為60μm。

如圖3所示，一種包含有如上所述的3D箔材的異形薄片鋰離子電池，包括正極片、負極片和隔膜，所述正極片、負極片和隔膜的形狀均為弧形。

所述弧形包括兩條正對的長度相等且相互平行的線段和夾在兩條線段中的相互平行的向右側(cè)凸的弧線。

所述電池總厚度為0.3mm。

實施例2

如圖4所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于所述弧形由兩條正對的長度相等且相互平行的線段、夾在兩條線段中間左側(cè)向右凸的弧線和夾在兩條線段中間右側(cè)的豎線組成。

實施例3

如圖5所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于所述正極片、負極片和隔膜，所述正極片、負極片和隔膜的形狀均為矩形和梯形的組合圖形，其中矩形在上，梯形在下；所述梯形上底長度等于矩形的長度。

實施例4

如圖6所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于所述弧形由兩條正對的長度相等且相互平行的線段、夾在兩條線段中間左側(cè)向右凸的弧線和夾在兩條線段中間右側(cè)的向左凸的弧線組成；所述兩條弧之之間最短的 距離為線段長度的4/5；所述電池總厚度為0.35mm。

實施例5

如圖7所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于所述正極片、負極片和隔膜，所述正極片、負極片和隔膜的形狀均為等腰梯形；所述電池總厚度為0.35mm。

實施例6

如圖8所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于所述正極片、負極片和隔膜，所述正極片、負極片和隔膜的形狀均為環(huán)形；所述電池總厚度為0.38mm。

實施例7

如圖9所示，本實施例與實施例1基本相同，不同之處在于所述正極片、負極片和隔膜，所述正極片、負極片和隔膜的形狀均為半環(huán)形；所述電池總厚度為0.38mm。

實施例8

如圖10所示，一種3D箔材，包括基材1，所述基材1中間設有若干第一通孔2，所述基材1上第一通孔2四周設有凸起3，所述凸起3與基材1一體成型；所述凸起3內(nèi)設有第二通孔4；所述第二通孔4側(cè)壁平行于凸起3的側(cè)壁，所述第二通孔4與第一通孔2連通；所述第一通孔2遠離第二通孔4端的孔徑大于等于第一通孔2與第二通孔4連接處的孔徑，所述第一通孔2與第二通孔4連接處的孔徑大于所述第二通孔4遠離第一通孔2端的孔徑。

所述基材1底部和頂部第一通孔2四周上下間隔設有凸起3。

所述第一通孔2的孔徑為100μm，相鄰兩個第一通孔2之間的間隙為 300μm。

所述分布有若干第一通孔2區(qū)域的寬度為基材寬度的90％。

所述第一通孔2、第二通孔4和凸起3通過機械沖壓一體成型。

所述基材1為鋁箔,基材的長度為800mm，寬度為245mm。

如圖11所示，所述第一通孔2的形狀為矩形；所述凸起3的形狀為半球體；所述凸起側(cè)壁頂部的夾角為60°。

所述凸起3的高度為18μm；所述第二通孔4側(cè)壁到凸起3外壁的距離為35μm。

所述弧形由兩條正對的長度相等且相互平行的線段、夾在兩條線段中間左側(cè)向右凸的弧線和夾在兩條線段中間右側(cè)的向左凸的弧線組成；所述兩條弧之之間最短的距離為線段長度的1/2；所述電池總厚度為0.3mm。

以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。