本發(fā)明屬于鋰電池，尤其涉及一種全極耳電池及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、全極耳結(jié)構(gòu)是減小電池內(nèi)阻，提升電池倍率性能的有效手段。傳統(tǒng)全極耳電池通常需要預(yù)留較大尺寸的留白集流體，并經(jīng)過打孔、揉平、預(yù)留空槽、焊接匯流盤或設(shè)計(jì)其他復(fù)雜結(jié)構(gòu)等方式制備全極耳，這樣制備的電池存在極片涂覆區(qū)面積縮小、電池容量降低、注液效率低、短路風(fēng)險(xiǎn)升高、電芯結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及生產(chǎn)效率低等問題。

2、專利文獻(xiàn)cn111244381a公開了一種全極耳型紐扣電池及其制造方法，該紐扣電池包括殼體，由正極片、隔膜、負(fù)極片卷繞形成的圓柱型卷芯；其制備方法包括：將正極、隔膜、負(fù)極依次疊放，正負(fù)極空白箔窄邊分處于兩邊，以卷繞方式形成圓柱型卷芯；然后分別將卷芯兩端空白箔窄邊壓實(shí)，形成正負(fù)極全極耳，能夠允許大電流通過，并通過導(dǎo)電金屬片焊接連接到紐扣電池的正負(fù)極殼蓋上；在正負(fù)極殼體內(nèi)填充絕緣密封膠，形成一個(gè)完善的紐扣電池。但是該紐扣電池設(shè)計(jì)需預(yù)留焊接空間，降低了空間利用率，同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)鋰金屬負(fù)極焊接；壓實(shí)焊接全極耳后注液導(dǎo)致電解液難以浸潤(rùn)，注液效率較低，并容易引起電解液損失；同時(shí)，還需預(yù)留冗余的隔膜寬度以包覆極片邊緣，否則易出現(xiàn)微短路，降低了空間利用率和良品率。

3、專利文獻(xiàn)cn111725552a公開了一種紐扣電池及其制造方法，所述紐扣電池包括卷繞體、集流盤和外殼，所述卷繞體和所述集流盤均位于所述外殼內(nèi)，所述卷繞體與所述集流盤連接；所述卷繞體包括：正極極片、負(fù)極極片和隔膜；所述隔膜位于所述正極極片與所述負(fù)極極片之間，所述正極極片、所述隔膜和所述負(fù)極極片卷繞形成所述卷繞體，所述正極極片的部分區(qū)域形成正極極耳，所述負(fù)極極片的部分區(qū)域形成負(fù)極極耳，所述正極極耳與所述負(fù)極極耳均為全極耳。所述紐扣電池的制造方法用于制造上述紐扣電池。所述紐扣電池能夠?qū)崿F(xiàn)在內(nèi)阻相對(duì)較低的同時(shí)保持能量密度相對(duì)較高。但是該紐扣電池需預(yù)留焊接空間并增加集流盤，降低了空間利用率，增加了電池的重量和成本，同時(shí)難以實(shí)現(xiàn)鋰金屬負(fù)極焊接，進(jìn)一步地，該電池需預(yù)留冗余的隔膜寬度以包覆極片邊緣，否則易出現(xiàn)微短路，降低了空間利用率和良品率。

4、專利文獻(xiàn)cn116154317a公開了一種全極耳圓柱鋰電池，包括卷芯，所述卷芯的一端設(shè)有正極耳，所述卷芯的另一端設(shè)有負(fù)極耳；所述正極耳和/或所述負(fù)極耳的端面，包括：經(jīng)揉平處理后的揉平區(qū)，以及未經(jīng)揉平處理以提供電解液滲入間隙的非揉平區(qū)。與傳統(tǒng)的將極耳端面全部揉平的方式相比較，該專利文獻(xiàn)可利用非揉平區(qū)域內(nèi)各疊層之間的間隙來形成電解液的流通通道，便于在后續(xù)的注液工序中電解液較為快速的滲入卷芯，縮短注液時(shí)間，大大提高生產(chǎn)效率。但是非揉平區(qū)的設(shè)計(jì)會(huì)增加電池內(nèi)阻，尤其影響小直徑規(guī)格電池的放電性能，增加制造難度。該電池需預(yù)留冗余的隔膜寬度以包覆極片邊緣，否則易出現(xiàn)微短路，降低了空間利用率和良品率。

5、專利文獻(xiàn)cn115602932a公開了一種全極耳卷芯及其鋰離子電池，其包括卷芯本體，所述卷芯本體的兩端面均向內(nèi)凹陷形成有用于排氣和滲液的導(dǎo)流空腔；鋰離子電池包括如上所述的全極耳卷芯；導(dǎo)流空腔通過增大卷芯本體兩端面的表面積，卷芯本體的排氣面增大，從而提高卷芯本體的排氣性能，使卷芯本體的排氣過程更加通暢性，以提高使用的安全性，同時(shí)，導(dǎo)流空腔增加了卷芯本體和電解液之間的接觸面積，電解液更加容易滲入至卷芯本體中，從而提高了注液效率。但是該電池導(dǎo)流空腔制造復(fù)雜，需額外開槽，減少了全極耳面積，增加了內(nèi)阻；同時(shí)導(dǎo)流空腔設(shè)計(jì)將使極片涂覆區(qū)面積減小，引起電池容量降低。

6、綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)中全極耳結(jié)構(gòu)電池存在制備工藝復(fù)雜，易短路的缺陷，且現(xiàn)有技術(shù)中極片的涂覆區(qū)面積較小，導(dǎo)致電池容量降低，注液效率低，生產(chǎn)效率低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為改善現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種全極耳電池及其制備方法。具體的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

2、一種全極耳電池，所述電池包括正極極片、隔膜、負(fù)極極片和正負(fù)極殼體，所述正極極片、隔膜和負(fù)極極片位于正負(fù)極殼體的內(nèi)部；

3、所述正極極片包括正極集流體和正極活性材料層，沿正極集流體的長(zhǎng)度方向即第一方向的單側(cè)端部有連續(xù)的留白區(qū)域，正極集流體除留白區(qū)域以外的上下表面設(shè)置有正極活性材料層；所述留白區(qū)域沿第一方向的長(zhǎng)度小于等于正極活性材料層厚度的150％且大于0；

4、所述正極集流體的厚度方向?yàn)榈诙较颍?/p>

5、所述隔膜沿第二方向?qū)φ?，包繞在正極極片上除留白側(cè)以外的表面；

6、所述負(fù)極極片沿與隔膜相同的方向?qū)φ?，包繞所述隔膜，所述負(fù)極極片的端部在第一方向上相對(duì)于所述隔膜內(nèi)縮；

7、所述負(fù)極極片與負(fù)極殼體電連接的區(qū)域形成負(fù)極全極耳，所述留白區(qū)域形成與正極殼體電連接的正極全極耳。

8、本發(fā)明還提供一種上述全極耳電池的制備方法，所述方法包括如下步驟：

9、1)準(zhǔn)備正極極片，所述正極極片包括正極集流體和正極活性材料層，沿正極集流體的第一方向單側(cè)端部有連續(xù)的留白區(qū)域，正極集流體除留白區(qū)域以外部分設(shè)置有正極活性材料層；所述留白區(qū)域的沿第一方向的長(zhǎng)度小于等于正極活性材料層厚度的150％且大于0；

10、2)準(zhǔn)備隔膜、負(fù)極極片、正極殼體和負(fù)極殼體；

11、3)組裝正極隔膜負(fù)極復(fù)合結(jié)構(gòu)體，所述留白區(qū)域形成與正極殼體電連接的正極全極耳，所述負(fù)極極片與負(fù)極殼體電連接的區(qū)域形成負(fù)極全極耳，得到所述全極耳電池。

12、根據(jù)本發(fā)明，所述組裝正極隔膜負(fù)極復(fù)合結(jié)構(gòu)體的步驟具體包括：

13、3a)折疊隔膜，將隔膜包繞在正極極片上，隔膜折痕與正極極片非留白側(cè)邊緣重合，得到正極隔膜復(fù)合結(jié)構(gòu)；

14、3b)折疊負(fù)極極片，將負(fù)極極片包繞在隔膜上，負(fù)極極片折痕與隔膜折痕重合，輥壓得到正極隔膜負(fù)極復(fù)合結(jié)構(gòu)體。

15、本發(fā)明的技術(shù)存在下述有益效果：

16、1.本發(fā)明正極留白寬度小于等于正極材料層厚度的150％，且電芯入殼后正極極片高于負(fù)極殼邊緣，正極極片外露高度不大于正極極片留白寬度；同時(shí)，負(fù)極極片利用單面覆著活性材料或使用金屬作為負(fù)極，通過折疊負(fù)極極片形成與負(fù)極殼電連接的負(fù)極全極耳。因而，本發(fā)明中極片活性材料區(qū)域盡可能利用了電池殼內(nèi)的高度空間，相比傳統(tǒng)全極耳電池結(jié)構(gòu)，能夠有效提升電池容量。

17、本發(fā)明尤其適用于小微型尺寸規(guī)格的高容量型、高倍率型、低溫型電池。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔、緊湊，工序簡(jiǎn)單，可提高空間利用率，降低電池內(nèi)阻，改善電池散熱，提高產(chǎn)品可靠性。

18、2.本發(fā)明隔膜完全覆蓋正極活性材料區(qū)域，負(fù)極極片相對(duì)于隔膜內(nèi)縮，并通過輥壓形成正極隔膜負(fù)極復(fù)合結(jié)構(gòu)，從而防止出現(xiàn)極片移位，降低卷繞、疊片及封口過程中的短路風(fēng)險(xiǎn)。

19、3.本發(fā)明隔膜完全覆蓋正極活性材料區(qū)域，正極留白寬度不大于正極材料層厚度的150％，負(fù)極極片相對(duì)于隔膜內(nèi)縮，使負(fù)極無法在寬度方向上移位，從而降低正極全極耳壓實(shí)過程中出現(xiàn)正極留白倒伏或彎折引起的短路風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)，本發(fā)明采用折疊隔膜包覆正極極片的結(jié)構(gòu)，降低了正極毛刺和極片移位引起短路的風(fēng)險(xiǎn)。

20、4.本發(fā)明采用單面覆著負(fù)極活性材料的銅箔或金屬負(fù)極結(jié)構(gòu)，利用負(fù)極折痕及電芯四周的負(fù)極金屬留白與負(fù)極殼接觸形成負(fù)極全極耳，簡(jiǎn)化了負(fù)極全極耳揉平工序；本發(fā)明在電池封口的同時(shí)對(duì)正極全極耳進(jìn)行壓實(shí)成型，不需要額外增加揉平機(jī)構(gòu)和揉平工序，提高電池生產(chǎn)效率，降低設(shè)備和人工投入；本發(fā)明在注液之后進(jìn)行正極全極耳壓實(shí)，注液效率高，無需預(yù)留電解液滲透孔、排氣孔等，簡(jiǎn)化了極片設(shè)計(jì)，提高了空間利用率。

21、本發(fā)明電芯一端面為正極極片留白，其余端面為負(fù)極金屬留白，負(fù)極極片與負(fù)極殼至少2面充分接觸，增大了負(fù)極集流面積，有利于降低內(nèi)阻，促進(jìn)散熱，提高電池倍率性能。