WO2024146650A1 - 电极片及电池 - Google Patents

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杨赛男
徐腾飞
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present application belongs to the field of battery technology, and specifically relates to an electrode sheet and a battery.
  • Lithium-ion batteries are widely used in consumer electronic products due to their high energy density and high output power.
  • a single-sided welding electrode is used, that is, only part of the active material layer on one side of the current collector is removed to expose the current collector to connect the electrode, so that the active material layer on the other side is retained.
  • the present application provides an electrode sheet, which arranges a first active layer on the opposite side of the empty foil area so that the porosity of the first active layer is greater than the porosity of the second active layer.
  • the electrode sheet is applied to a battery, which can ensure that the first active layer absorbs more electrolyte, thereby improving the cycle performance and safety performance of the battery.
  • the present application provides a battery, which has excellent cycle performance and safety performance due to the inclusion of the above-mentioned electrode sheet.
  • an electrode sheet comprising a current collector, a first active layer, a second active layer and a tab
  • the current collector comprises a first surface and a second surface arranged opposite to each other; the first surface is provided with a hollow foil area, and the second surface is provided with a first active layer; a vertical projection of the first active layer on the first surface at least partially overlaps with the hollow foil area; wherein the hollow foil area is provided with a tab; the first surface is further provided with a first other active material layer area located outside the hollow foil area, and the first other active material layer area is coated with a second active layer;
  • the second surface is further provided with a second other active material layer region located outside the first active layer, and the second other active material layer region is coated with a second active layer;
  • the porosity of the first active layer is A
  • the porosity of the second active layer is B
  • B:A 1:(1.1-10).
  • the thickness of the first active layer is greater than the thickness of the second active layer; and/or the compaction density of the first active layer is less than the compaction density of the second active layer.
  • the first other active material layer area is located on at least two opposite sides of the empty foil area.
  • the electrode tab extends along a first direction, and includes a connecting portion located within the empty foil area and an extending portion located outside the current collector.
  • FIG3 is a schematic diagram of a top view of an electrode sheet according to an embodiment of the present application.
  • FIG4 is a schematic diagram of a top view of an electrode sheet according to another embodiment of the present application.
  • the X direction is the length direction of the current collector (the second direction)
  • the Y direction is the width direction of the current collector (the first direction)
  • the Z direction is the thickness direction of the current collector.
  • the present application provides an electrode sheet, including a current collector 1, a first active layer 1021, a second active layer 1031 and a tab 2, wherein the current collector 1 includes a first surface 11 and a second surface 12 arranged opposite to each other; the first surface 11 is provided with a hollow foil area 101, and the second surface 12 is provided with a first active layer 1021; the vertical projection of the first active layer 1021 on the first surface 11 at least partially overlaps with the hollow foil area 101; wherein the hollow foil area 101 is provided with a tab 2; the first surface is further provided with a first other active material layer area 103 located outside the hollow foil area, and the first other active material layer area 103 is coated with a second active layer 1031;
  • the second surface is also provided with a second other active material layer region 104 located outside the first active layer 1021 , and the second other active material layer region 104 is coated with a second active layer 1031 ;
  • the electrode sheet includes a current collector 1, a first active layer 1021, and a second active layer 1031.
  • the current collector 1 is divided into an active layer area and an empty foil area 101 according to whether an active layer is set.
  • the active layer is set in the active layer area, and the area without an active layer is the empty foil area 101.
  • the active layer area is divided into a first active layer area 102, a first other active material layer area 103, and a second other active material layer area 104.
  • the first active layer 1021 is set in the first active layer area 102
  • the second active layer 1031 is set in the first other active material layer area 103 and the second other active material layer area 104.
  • the first surface 11 has two edges which are parallel to the length direction of the current collector 1 and are arranged opposite to each other, and the vertical distance between the two edges is the width dimension of the current collector 1.
  • the empty foil area 101 is connected to at least one edge, that is, an opening is formed.
  • the extension portion 202 is connected to an external circuit, so that the electrode sheet can be electrically connected to the external circuit.
  • the electrode sheet is a negative electrode sheet or a positive electrode sheet, which is determined according to the specific selection of the materials of the current collector 1 and each active layer.
  • the electrode sheet is a positive electrode sheet
  • the electrode sheet is a negative electrode sheet.
  • the battery provided by the present application includes the above-mentioned electrode sheet.
  • the battery includes at least two electrode sheets stacked on each other and having opposite polarities, and a diaphragm is arranged between each two adjacent electrode sheets, and the diaphragm is used to prevent the electrode sheets with opposite polarities from contacting each other and causing a short circuit in the battery.
  • At least one of the electrode sheets is the above-mentioned electrode sheet.
  • the electrode sheet and battery provided in the present application are provided with a pole ear 2 on the empty foil area 101, and a first active layer 1021 is provided on the first active area 102.
  • the pole ear 2 is arranged opposite to the first active layer 1021, and the first other active material layer area 103 and the second other active material layer area 104 located outside the empty foil area 101 and the first active area 102 are provided with a second active layer 1031.
  • the electrode sheet is applied to the battery, and the first active layer 1021 can absorb more electrolyte than the second active layer 1031. Since the pole ear 2 is arranged opposite to the first active layer 1021, it can ensure that there is enough conductive medium to transmit current, thereby improving the cycle performance and safety performance of the battery.
  • step 2) coating the positive electrode active layer slurry prepared in step 1) on the first surface 11 and the second surface 12 of an aluminum foil (thickness of 10 ⁇ m), and drying to form an active layer; cleaning the active layer in the middle of the first surface 11 to expose a portion of the first surface 11 to obtain an empty foil area 101, wherein the size W1 of the empty foil area 101 in the length direction of the current collector 1 is 12 mm, and the size L of the empty foil area 101 in the width direction of the current collector 1 is 22 mm;
  • Rolling is performed by a roller press.
  • the compaction density of the active layer of the first active area 102 symmetrical to the empty foil area 101 is 3.3 g/cm 3
  • the compaction density of the second active layer of the first other active material layer area 103 and the second other active material layer area 104 is 4.15 g/cm 3
  • the thickness H1 of the first active layer 1021 of the first active area 102 is 60 ⁇ m
  • the thickness of the second active layer 1031 is 44 ⁇ m
  • the thickness H of the electrode sheet is 98 ⁇ m
  • the porosity of the second active layer 1031 is 16.8%
  • the first active layer 1031 is 16.8%.
  • the porosity of the active layer 1021 is 22.1%
  • step 2) coating the negative electrode active layer slurry prepared in step 1) on both surfaces of a copper foil (thickness of 6 ⁇ m) and drying to obtain a negative electrode sheet;
  • the negative electrode sheet is rolled using a roller press, and then the negative electrode sheet is cut using a slitting machine, and finally the negative electrode ear is welded on the negative electrode sheet;
  • the steps for preparing the negative electrode sheet and the lithium-ion battery of this embodiment are the same as those of Embodiment 1, except that the steps for preparing the positive electrode sheet are as follows:
  • step 2) coating the positive electrode active layer slurry prepared in step 1) on the first surface 11 and the second surface 12 of the aluminum foil (thickness of 10 ⁇ m), drying, and forming an active layer; rolling, after rolling, the thickness H of the electrode sheet is 98 ⁇ m, and the thickness of the active layer is consistent, that is, the thickness H1 of the first active layer 1021 and the thickness of the second active layer 1031 are both 44 ⁇ m, and then cleaning the middle position of the active layer on one surface of the electrode sheet to obtain an empty foil area 101;
  • the positive electrode sheet is replaced with the positive electrode sheet prepared in this embodiment.
  • the positive electrode sheet is replaced with the positive electrode sheet prepared in this embodiment.
  • the preparation process of the positive electrode sheet and the negative electrode sheet is basically the same as that of Example 2, except that the porosity of the first active layer 1021 is controlled to be 33.6% during the preparation of the positive electrode sheet, and other conditions remain unchanged to obtain the positive electrode sheet of this embodiment;
  • the positive electrode sheet is replaced with the positive electrode sheet prepared in this embodiment.
  • the positive electrode sheet is replaced with the positive electrode sheet prepared in this embodiment.
  • the test method is as follows: the battery is subjected to a cycle test at 25°C using a 2.6C/1C charging condition; and the thickness change curve of the battery during the cycle is measured, as shown in Table 1 and Figure 6.

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Abstract

提供一种电极片及电池，该电极片包括集流体、第一活性层、第二活性层和极耳，集流体包括相对设置的第一表面和第二表面；所述第一表面设有空箔区，第二表面设有第一活性层；第一活性层在第一表面上的垂直投影与空箔区至少部分重合；其中，空箔区设有极耳；第一表面还设有位于空箔区外的第一其他活性物质层区，所述第一其他活性物质层区涂覆有第二活性层；第二表面还设有位于所述第一活性层外的第二其他活性物质层区，第二其他活性物质层区涂覆有第二活性层；第一活性层的孔隙率大于所述第二活性层的孔隙率。将该电极片应用在电池中，能够提高电池的循环性能和安全性能。

Description

电极片及电池
本申请要求于2023年01月05日提交中国专利局、申请号为202320018275.2、申请名称为“电极片及电池”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本申请属于电池技术领域，具体涉及一种电极片及电池。
背景技术
锂离子电池具有能量密度大、输出功率高等优点而被广泛应用于消费类电子产品中。现有技术中，为了提升电池的能量密度，采用单面焊接极耳，即仅将集流体的其中一侧的部分活性物质层去除并暴露出集流体，以连接极耳，使得另一侧的活性物质层得到保留。
然而，上述极耳处的电流密度较大，对电解液的消耗较大，在充放电的过程中极耳处容易发生电解液不足，产生析锂现象，影响电池的循环性能和安全性能。
发明内容
本申请提供一种电极片，通过在空箔区的相对侧设置第一活性层，使第一活性层的孔隙率大于第二活性层的孔隙率，将该电极片应用在电池中，能够保证第一活性层吸收更多的电解液，提高电池的循环性能和安全性能。
本申请提供一种电池，由于包括上述电极片，该电池具备优异的循环性能和安全性能。
本申请的一方面，提供一种电极片，包括集流体、第一活性层、第二活性层和极耳，所述集流体包括相对设置的第一表面和第二表面；所述第一表面设有空箔区，所述第二表面设有第一活性层；所述第一活性层在第一表面上的垂直投影与所述空箔区至少部分重合；其中，所述空箔区设有极耳；所述第一表面还设有位于所述空箔区外的第一其他活性物质层区，所述第一其他活性物质层区涂覆有第二活性层；
所述第二表面还设有位于所述第一活性层外的第二其他活性物质层区，所述第二其他活性物质层区涂覆有第二活性层；
所述第一活性层的孔隙率大于所述第二活性层的孔隙率。
在本申请的一实施方式中，第一活性层在第一表面上的垂直投影与所述空箔区完全重合。
在本申请的一实施方式中，第一活性层的孔隙率为A，所述第二活性层的孔隙率为B，B：A＝1：(1.1～10)。
在本申请的一实施方式中，第一活性层的厚度大于第二活性层的厚度；和/或，第一活性层的压实密度小于第二活性层的压实密度。
在本申请的一实施方式中，在所述第一表面上，所述第一其他活性物质层区位于所述空箔区至少相对的两侧。
在本申请的一实施方式中，在所述第二表面上，所述第二其他活性物质层区位于所述第一活性层至少相对的两侧。
在本申请的一实施方式中，电极片的厚度为H，所述第一活性层的厚度为H1，H：H1＝1：(0.5～0.95)。
在本申请的一实施方式中，极耳沿第一方向延伸，包括位于所述空箔区内的连接部以及位于所述集流体外的延伸部。
在本申请的一实施方式中，空箔区在第一方向上的尺寸为L，所述连接部在第一方向上的尺 寸为L1，L＝(1～2)L1；所述第一活性层在第二方向上的尺寸为W，所述连接部在第二方向上的尺寸为W1，W＝(1～5)W1，其中所述第二方向与所述第一方向垂直。
本申请的第二方面，提供一种电池，包括上述的电极片。
本申请的实施，至少具有以下有益效果：
本申请提供的电极片，在空箔区上设置极耳，此时，极耳与第一活性层相对设置，位于空箔区和第一活性层外的第一其他活性物质层区和第二其他活性物质层区设置有第二活性层。通过使第一活性层的孔隙率大于第二活性层的孔隙率，将该电极片应用在电池中，相对于第二活性层，第一活性层能够吸收更多的电解液，由于极耳与第一活性层相对设置，能够确保极耳处有足够的电解液作为导电介质传递电流，进而提升电池的循环性能和安全性能。
本申请提供的电池，由于包括上述电极片，该电池具备优异的循环性能和安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施方式的电极片的截面结构示意图；
图2是本申请另一实施方式的电极片的截面结构示意图；
图3是本申请一实施方式的电极片的俯视结构示意图；
图4是本申请另一实施方式的电极片的俯视结构示意图；
图5是本申请中实施例1和对比例1的电池的循环性能图；
图6是本申请中实施例1和对比例1的电池在循环过程中的厚度变化曲线图。
附图标记说明：
1-集流体；11-第一表面；12-第二表面；
101-空箔区；
102-第一活性区；1021-第一活性层；
103-第一其他活性物质层区；104-第二其他活性物质层区；1031-第二活性层；
1003-第一其他活性区；1004-第二其他活性区；1005-第三其他活性区；1006-第四其他活性区；
2-极耳。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，“设置”、“连接”可以是固定连接、也可以是可拆卸连接，也可以是一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接等；对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述属于在本申请中的具体含义。“第一”、“第二”等术语仅用于描述目的，例如区分各部件，以更清楚说明/解释技术方案。
需要说明的是，图中，X方向为集流体的长度方向(第二方向)，Y方向为集流体的宽度方向(第一方向)，Z方向为集流体的厚度方向。
请参照图1至图4，本申请提供一种电极片，包括集流体1、第一活性层1021、第二活性层1031和极耳2，集流体1包括相对设置的第一表面11和第二表面12；第一表面11设有空箔区101，第二表面12设有第一活性层1021；第一活性层1021在第一表面11上的垂直投影与空箔区101至少部分重合；其中，空箔区101设有极耳2；第一表面还设有位于空箔区外的第一其他活性物质层区103，第一其他活性物质层区103涂覆有第二活性层1031；
第二表面还设有位于第一活性层1021外的第二其他活性物质层区104，第二其他活性物质层区104涂覆有第二活性层1031；
第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率。
本申请中，电极片包括集流体1、第一活性层1021、第二活性层1031。根据是否设置活性层将集流体1分为活性层区和空箔区101。活性层设置于活性层区，未设置活性层的区域为空箔区101。活性层区分为第一活性层区102、第一其他活性物质层区103、第二其他活性物质层区104。第一活性层1021设置于第一活性层区102，第二活性层1031设置于第一其他活性物质层区103、第二其他活性物质层区104。
其中，集流体1包括相对设置的表面。表面是指集流体中最大且相对的两个表面，分别为第一表面11和第二表面12。
第一表面11上的部分区域不设置活性层，以暴露出部分第一表面11，形成空箔区101，暴露出的第一表面11用于与极耳2连接。极耳2将电极片与外部的电路进行电性连接。
第一活性区102位于与第一表面11相对设置的第二表面12上，且第一活性区102在第一表面11上的垂直投影与空箔区101至少部分重合。由于第一活性区102设有第一活性层1021，此时，空箔区101为单面设置，与空箔区101相对的一侧设有第一活性层1021，即第一活性层1021在第一表面11上的垂直投影与空箔区101至少部分重合。相对于空箔区双面设置，能够减少去除的活性层的总量，提升电池的能量密度。
第一活性区102在第一表面11上的垂直投影与空箔区101至少部分重合。此时，第一活性区102在第一表面11上的垂直投影与空箔区101部分重合或者完全重合。
进一步地，第一活性层1021在第一表面11上的垂直投影与空箔区101部分重合或者完全重合。
当第一活性区102在第一表面11上的垂直投影与空箔区101部分重合时，可分为三种情况：第一种情况为第一活性区102在第一表面11上的垂直投影位于空箔区101内；第二种情况为空箔区101位于第一活性区102在第一表面11上的垂直投影内；第三种情况为部分空箔区101与第一活性区102在第一表面11上的部分垂直投影重合。
当第一活性区102在第一表面11上的垂直投影与空箔区101完全重合，即第一活性区102与空箔区101对称设置，即第一活性层1021与空箔区101对称设置。
本申请中，将第一表面11位于空箔区101外的区域、第二表面12上位于第一活性区102外的区域统称为其他活性物质层区。在其他活性物质层区上涂覆第二活性层1031。具体地，第一表面还设有位于空箔区外的第一其他活性物质层区103，第一其他活性物质层区103涂覆有第二活性层1031；第二表面还设有位于第一活性层1021外的第二其他活性物质层区104，第二其他活性物质层区104涂覆有第二活性层1031。
第一活性层1021、第二活性层1031是由颗粒组成的多孔结构，本申请对第一活性层1021和第二活性层1031的材料的具体选择不作限定，只要满足第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率即可。
电解液填充于活性层的孔隙中，作为导电介质传递电流，电解液的填充量与活性层的孔隙有关。本申请中，将上述电极片应用在电池中，由于第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率，因此，相对于第二活性层1031，第一活性层1021能够吸收更多的电解液，电解液的填充量较高，有利于锂离子的传输、电流的传递。与此同时，由于第一活性层1021与极耳2相对设置，因此，在充放电过程中，能够确保极耳2处有足够的导电介质传递电流，进而提升电池的循环性能和安全性能。
当第一活性层1021与空箔区101对称设置时，第一活性层1021在第一11表面的垂直投影能够完全覆盖极耳2，此时，极耳处具有足够多的电解液传输锂离子，促进电流的传输。
本申请中，第一活性层1021与第二活性层1031的材料可以相同，也可以不同。只要保证第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率即可。
在固定活性层材料的体系下，即当第一活性层1021与第二活性层1031的材料相同时，可采 用降低压实的方式实现第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率。例如，将活性材料涂覆于第一表面11和第二表面12，通过清洗第一表面11的部分活性材料得到空箔区101；然后利用辊压，通过控制与空箔区101对称的区域的压实密度小于其他区域的压实密度，得到第一活性层1021和第二活性层1031，此时，如图2所示，第一活性层1021的厚度大于第二活性层1031的厚度，第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率。其中，压实密度＝面密度/辊压后活性层的厚度＝面密度/(辊压后极片的厚度-集流体的厚度)。
在固定电极片尺寸的体系下，可采用人为造孔的方式实现第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率。例如，将活性材料涂覆于第一表面11和第二表面12，然后利用辊压，得到活性层，通过清洗第一表面11的部分活性层得到空箔区101；在与空箔区101对称区域的活性层的表面设置微孔或者贯穿孔，由此增大该区域的孔隙率，得到第一活性层1021和第二活性层1031。此时，如图1所示，第一活性层1021的厚度等于第二活性层1031的厚度，第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率。
本申请对涂布方式不作限定，例如连续涂布，在涂布过程中各个区域的面密度可实现在线监控，以此保证均匀涂布。
随着第一活性层1021孔隙率的增大，吸收的电解液的量也逐渐增大，有利于提升锂离子在极片之间的传输，但同时也降低了电极片的能量密度。因此，为了兼顾锂离子电池的循环性能和能量密度，当第一活性层1021的孔隙率为A，第二活性层1031的孔隙率为B时，B：A＝1：(1.1～10)，例如1：1.1、1：2、1：3、1：4、1：6、1：8、1：10或其中的任意两者组成的范围。
本申请对空箔区101的位置不作限定，根据实际情况来定。空箔区101可设置在第一表面11在集流体长度方向的端部，还可设置在第一表面11的中部。
当空箔区101位于第一表面11在集流体1长度方向的端部时，空箔区101可以仅在集流体1长度方向上的一端设置，也可以在集流体1长度方向上的两端分别设置。
当空箔区101位于在第一表面11的中部时，中部位置是指不在集流体的端部即可，此时，在第一表面11上，沿着集流体长度方向上依次包括第一其他活性区1003、空箔区101、第二其他活性区1004。其中第一其他活性区1003与第二其他活性区1004统称为第一其他活性物质层区103。
第一表面11具有平行于集流体1长度方向且相对设置的两个边缘，两个边缘之间的垂直距离是集流体1在宽度方向的尺寸。空箔区101与至少一个边缘连通，即形成敞口。
在第一表面11上，第一其他活性物质层区103位于空箔区101至少相对的两侧。在一种实施方式中，如图3所示，当空箔区101仅与一个边缘连通时，第一其他活性物质层区103位于空箔区101的三侧，第一其他活性区1003与第二其他活性区1004相连设置，此时，空箔区101远离敞口的一侧的外侧是第一其他活性区1003与第二其他活性区1004相连的位置。第一其他活性区1003与第二其他活性区1004分别设有第二活性层1031。
在另一种实施方式中，如图4所示，当空箔区101与两个边缘连通时，空箔区101沿着集流体1的宽度方向贯穿集流体1。第一其他活性物质层区103位于空箔区相对的两侧，第一其他活性区1003与第二其他活性区1004间隔设置。
在第二表面12上，当空箔区101与第一活性层区102对称设置时，第二其他活性物质层区104包括与第一其他活性区1003与第二其他活性区1004对称设置的第三其他活性区1005与第四其他活性区1006。第三其他活性区1005与第四其他活性区1006分别设有第二活性层1031。
在上述实施例中，电极片的厚度H等于集流体1的厚度、两个表面的第二活性层1031的厚度之和。
在第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率的基础上，通过增加第一活性层1021的厚度H1能够进一步增加孔隙，提升电解液的吸收量，但是，随着第一活性层1021的厚度H1的增加，电池的倍率性能和循环性能会出现显著的下降，这是由于第一活性层1021的厚度H1增加，复杂孔隙增多、迂曲度高，会显著增加锂离子在其中扩散的阻力。因此，本申请对电极片的厚度H以及第一活性层1021的厚度H1进行限定，其中H：H1＝1：(0.5～0.95)，例如1：0.5、1：0.6、1：0.7、1：0.8、1：0.9、1：0.95或其中的任意两者组成的范围。
本申请中，极耳2在第一表面11上的垂直投影位于第一活性区102在第一表面11上的垂直投影内。极耳2连接空箔区101，并从集流体1伸出。本申请中，沿第一方向将极耳2分为连接部201和延伸部202。其中，极耳2位于空箔区101中的部分为连接部201，极耳2从集流体1的边缘伸出的部分为延伸部202。其中，第一方向是指集流体的宽度方向。
通过连接部201与空箔区101的连接，能够实现极耳2与第一表面11的连接。此时，连接部201与空箔区101所暴露出的第一表面11层叠设置。本申请对连接部201与空箔区101的连接方式不作限定，例如超声焊接、激光焊接等。
通过延伸部202与外部电路连接，能够实现电极片与外部电路的电性连接。
为了实现极耳2在第一表面11上的垂直投影位于第一活性区102在第一表面11上的垂直投影内，沿着集流体1的长度方向(第二方向)，连接部201的尺寸小于第一活性区102的尺寸。进一步地，连接部201的尺寸小于第一活性层1021的尺寸在一种实施方式中，沿着集流体1的长度方向(第二方向)，第一活性层1021的尺寸为W，连接部201的尺寸为W1，W＝(1～5)W1。
当空箔区101的至少相对两侧设置有活性层时，为了避免空箔区101与活性层接触，在集流体1的宽度方向(第一方向)，空箔区101的尺寸小于连接部201的尺寸，当空箔区101的尺寸为L，连接部201的尺寸为L1时，L＝(1～2)L1。
本申请中，电极片是负极片或正极片，具体根据对集流体1以及各个活性层的材料的具体选择而确定。例如，当集流体1为铝箔、活性物质层的材料为三元材料或磷酸铁锂等正极活性材料时，电极片为正极片；当集流体1为铜箔、活性层的材料为石墨、硅基等负极活性材料时，电极片为负极片。
本申请提供的电池，包括上述的电极片。该电池包括相互叠设且极性相反的至少两个极片，每相邻两个极片之间设置有隔膜，隔膜用于防止极性相反的极片相接触而导致电池短路。其中至少一个极片为上述的电极片。
其中，至少两个极片包括正极片、负极片，至少一个正极片、负极片为上述的电极片。
具体的，正极片、负极片以及隔膜形成电池中的电芯。通过将该电芯与保护电路共同安装在电池壳体内部后就可以形成电池。
本申请的电池可以采用本领域常规方法制备得到，具体的，将通过叠片或者卷绕工艺得到的电芯，经过烘烤、注液、化成、封装等工序即可得到上述电池。
本申请提供的电极片及电池，该电极片在空箔区101上设置极耳2，在第一活性区102设置第一活性层1021，此时，极耳2与第一活性层1021相对设置，位于空箔区101和第一活性区102外的第一其他活性物质层区103和第二其他活性物质层区104设置有第二活性层1031。通过使第一活性层1021的孔隙率大于第二活性层1031的孔隙率，将该电极片应用在电池中，相对于第二活性层1031，第一活性层1021能够吸收更多的电解液，由于极耳2与第一活性层1021相对设置，能够确保有足够的导电介质传递电流，进而提升电池的循环性能和安全性能。
下面通过具体实施例对本申请作进一步的说明。
实施例1
本实施例正极片、负极片及锂离子电池的制备包括以下步骤：
1、正极片的制备
1)将97.6％钴酸锂、1.35％导电剂、1.05％粘结剂混合均匀，得到正极活性层浆料；
2)将步骤1)制备得到的正极活性层浆料涂覆在铝箔(厚度为10μm)的第一表面11、第二表面12上，干燥，形成活性层；对第一表面11中部位置上的活性层进行清洗，以裸露出部分第一表面11，得到空箔区101，空箔区101在集流体1长度方向上的尺寸W1为12mm，空箔区101在集流体1宽度方向上的尺寸L为22mm；
3)使用辊压机辊压，辊压时，与空箔区101对称的第一活性区102的活性层压实密度为3.3g/cm3，第一其他活性物质层区103和第二其他活性物质层区104的第二活性层的压实密度为4.15g/cm3，使得辊压后第一活性区102的第一活性层1021厚度H1为60μm，第二活性层1031的厚度为44μm，电极片的厚度H为98μm；经测量，第二活性层1031的孔隙率为16.8％，第一 活性层1021的孔隙率为22.1％；
4)再使用分条机进行分切，在空箔区101焊接极耳2，极耳2沿着集流体的宽度方向延伸，且包括位于空箔区中的连接部201、伸出集流体的延伸部202；连接部201沿着集流体1的宽度方向上的尺寸L1为18mm，极耳2在集流体1的长度方向上的尺寸W为6mm，得到正极片，如图2、3所示。
2、锂离子电池的制备
1)将97％石墨、0.5％导电剂、1.2％粘结剂和1.3％分散剂混合均匀，得到负极活性层浆料；
2)将步骤1)制备得到的负极活性层浆料涂覆在铜箔(厚度为6μm)的两个表面上，干燥，得到负极片；
使用辊压机对负极片进行辊压，再使用分条机对负极片进行分切，最后在负极片上焊接负极耳；
3)将隔膜放置于上述的正极片和负极片之间进行卷绕，得到卷芯；
4)使用冲型模具将铝塑膜进行冲型，然后使用冲型的铝塑膜将卷芯封装起来，得到电芯，烘烤至水分合格，注入电解液；
5)使用锂离子电池化成设备，对电芯进行充放电，使电芯硬化，并分选出电芯的容量；
6)对电芯进行二次封口，并进行折边，即得到本实施例的锂离子电池。
实施例2
本实施例负极片以及锂离子电池的制备步骤与实施例1一致，不同之处在于正极片的制备，具体如下：
1)将97.6％钴酸锂、1.35％导电剂、1.05％粘结剂混合均匀，得到正极活性层浆料；
2)将步骤1)制备得到的正极活性层浆料涂覆在铝箔(厚度为10μm)的第一表面11、第二表面12上，干燥，形成活性层；进行辊压，辊压后电极片的厚度H为98μm，活性层厚度一致，即第一活性层1021厚度H1和第二活性层1031的厚度均为44μm，然后在极片的一个表面上的活性层的中部位置进行清洗，得到空箔区101；
3)清洗后，对与空箔区101对称的第一活性区102的活性层采用激光进行人工造孔，即在第一活性区102的活性层表面形成微孔，造孔后第一活性层1021的孔隙率为23.4％，第二活性层1031的孔隙率为16.8％；
4)再使用分条机进行分切，在空箔区101焊接极耳2，极耳2沿着集流体的宽度方向延伸，且包括位于空箔区中的连接部201、伸出集流体的延伸部202；连接部201沿着集流体1的宽度方向上的尺寸L1为18mm，极耳2在集流体1的长度方向上的尺寸W为6mm，得到正极片，如图1、3所示。
在锂离子电池的制备中，将正极片替换为本实施例制备得到的正极片。
实施例3
正极片和负极片的制备过程与实施例2基本一致，区别在于正极片的制备过程中控制第一活性层1021的孔隙率为18.48％，其他条件不变，得到本实施例的正极片；
在锂离子电池的制备中，将正极片替换为本实施例制备得到的正极片。
实施例4
正极片和负极片的制备过程与实施例2基本一致，区别在于正极片的制备过程中控制第一活性层1021的孔隙率为33.6％，其他条件不变，得到本实施例的正极片；
在锂离子电池的制备中，将正极片替换为本实施例制备得到的正极片。
实施例5
正极片和负极片的制备过程与实施例2基本一致，区别在于正极片的制备过程中控制第一活 性层1021的孔隙率为50.4％，其他条件不变，得到本实施例的正极片；
在锂离子电池的制备中，将正极片替换为本实施例制备得到的正极片。
对比例1
本实施例负极片以及锂离子电池的制备步骤与实施例1基本一致，不同之处在于正极片的制备，具体包括：
1)将97.6％钴酸锂、和1.35％导电剂、1.05％粘结剂混合均匀，得到正极活性层浆料；
2)将步骤1)制备得到的正极活性层浆料涂覆在铝箔(厚度为10μm)的第一表面、第二表面上，干燥，形成活性层；进行辊压，辊压后电极片的厚度为98μm，活性层的厚度为44μm，然后在极片的一个表面上的活性层的中部位置进行清洗，得到空箔区；
3)再使用分条机进行分切，在空箔区焊接极耳，极耳沿着集流体的宽度方向延伸，得到正极片。
在锂离子电池的制备中，将正极片替换为本对比例制备得到的正极片。
试验例
对以上实施例的电池进行循环性能的测试，具体测试结果见表1和如图5所示，其中S代表实施例1，D代表对比例1；
测试方法如下：电池在25℃下，采用2.6C/1C充电条件进行循环测试；并测量循环过程中电池的厚度变化曲线，如表1和图6所示。
表1
根据图5和图6可知，相对于对比例1的电池，实施例1的电池在循环到700～750次以后，实施例1电池的容量保持率约为90.61％，厚度变化率为9.93％，对比例1的电池的容量保持率为89.32％，厚度变化率为10.65％。说明本申请提供的电池具备优异的循环性能和安全性能。
这里需要说明的是，本申请实施例涉及的数值和数值范围为近似值，受制造工艺的影响，可能会存在一定范围的误差，这部分误差本领域技术人员可以认为忽略不计。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
以上，对本申请的实施方式进行了说明。但是，本申请不限定于上述实施方式。凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (12)

  1. 一种电极片，其中，包括集流体、第一活性层、第二活性层和极耳，所述集流体包括相对设置的第一表面和第二表面；
    所述第一表面设有空箔区，所述第二表面设有第一活性层；所述第一活性层在第一表面上的垂直投影与所述空箔区至少部分重合；
    其中，所述空箔区设有极耳；
    所述第一表面还设有位于所述空箔区外的第一其他活性物质层区，所述第一其他活性物质层区涂覆有第二活性层；
    所述第二表面还设有位于所述第一活性层外的第二其他活性物质层区，所述第二其他活性物质层区涂覆有第二活性层；
    所述第一活性层的孔隙率大于所述第二活性层的孔隙率。
  2. 根据权利要求1所述的电极片，其中，所述第一活性层在第一表面上的垂直投影与所述空箔区完全重合。
  3. 根据权利要求1所述的电极片，其中，所述第一活性层的孔隙率为A，所述第二活性层的孔隙率为B，B：A＝1：(1.1～10)。
  4. 根据权利要求1所述的电极片，其中，所述第一活性层的厚度大于第二活性层的厚度。
  5. 根据权利要求1所述的电极片，其中，所述第一活性层的压实密度小于第二活性层的压实密度。
  6. 根据权利要求1-5任一项所述的电极片，其中，在所述第一表面上，所述第一其他活性物质层区位于所述空箔区至少相对的两侧。
  7. 根据权利要求1-5任一项所述的电极片，其中，在所述第二表面上，所述第二其他活性物质层区位于所述第一活性层至少相对的两侧。
  8. 根据权利要求6或7所述的电极片，其中，所述电极片的厚度为H，所述第一活性层的厚度为H1，H：H1＝1：(0.5～0.95)。
  9. 根据权利要求1-5任一项所述的电极片，其中，所述极耳沿第一方向延伸，包括位于所述空箔区内的连接部以及位于所述集流体外的延伸部。
  10. 根据权利要求9所述的电极片，其中，所述空箔区在第一方向上的尺寸为L，所述连接部在第一方向上的尺寸为L1，L＝(1～2)L1。
  11. 根据权利要求10所述的电极片，其中，所述第一活性层在第二方向上的尺寸为W，所述连接部在第二方向上的尺寸为W1，W＝(1～5)W1，其中所述第二方向与所述第一方向垂直。
  12. 一种电池，其中，包括权利要求1-11任一项所述的电极片。
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