一種卷繞式鋰離子電池及其製作方法
2023-12-02 16:32:21 2
專利名稱：一種卷繞式鋰離子電池及其製作方法
技術領域：
本發明屬於鋰離子電池領域，特別涉及一種卷繞式鋰離子電池及其製作方法。
背景技術：
鋰離子電池具有高電壓、高容量的重要優點，且循環壽命長、安全性能好，使其在可攜式電子設備、電動汽車、空間技術、國防エ業等多方面具有廣闊的應用前景，成為近幾年廣為關注的研究熱點。目前鋰離子電池主要採用傳統的卷繞式和層疊式兩種結構，其中層疊結構エ藝複雜、效率低且安全隱患相對較多，而卷繞結構雖然エ藝簡單、生產效率高、安全性和一致性好，但傳統的卷繞式電池不能滿足高倍率放電的要求。
發明內容
本發明針對現有技術的不足，設計了採用雙極耳電芯的結構，雙極耳並聯焊接增加了極耳的厚度且擴大了極耳的接觸面積，降低了電池的內阻，提高了倍率性，同時正極極片和負極極片尾部的空箔能夠對卷繞完成的電芯進行包覆，能夠在電芯外部收到衝擊產生短路時，大部分的電流都會在外層空箔上通過，產生的熱量也從空箔上通過，避免了電池內部熱聚集而引起電池的燃燒或者爆炸，提高了電池的安全性能，另外包覆的高溫膠帶能夠避免極耳彎折，也可防止焊接部位與極片接觸短路，同時還可以避免極耳刺穿鋁塑膜導致漏液。本發明通過以下技術方案實現ー種卷繞式鋰離子電池，其包括電芯、電解液和封裝膜，電芯和電解液封裝在封裝膜內，其特徵在於所述的電芯由正極極片、負極極片和隔膜卷繞而成，所述的正極極片位於隔膜的上方，負極極片位於隔膜的下方，所述的正極極片和負極極片的頭部和尾部均留有一段空箔，所述的正極極片和負極極片的頭部和尾部的空箔上分別設置有極耳和金屬帶，卷繞完成後，同一極 片的極耳和金屬帶相對於同一平面的投影重疊，所述的同一極片的極耳和金屬帶並聯焊接於帶有絕緣腳墊的極耳上。所述的正極極片的尾部的空箔的長度至少可以包繞電芯一周。所述的負極極片的尾部的空箔的長度至少可以包繞電芯一周。所述的極耳和金屬帶的焊接部位包覆有高溫膠帶。一種卷繞式鋰離子電池的製作方法，其特徵在於其包括如下步驟a、將正極活性材料和負極活性材料分別放入的各自的攪拌容器中，並分別加入導電極、粘結劑和溶劑進行攪拌，形成正極塗覆料和負極塗覆料。b、將正極塗覆料和負極塗覆料分別均勻的塗布在正極極片的表面和負極極片的表面；C、對塗覆完成後的正極極片和負極極片進行烘烤；並對烘烤後的正極極片和負極極片分別用各自的輥壓機進行輥壓，d、根據設計的需要，對正極極片和負極極片分別採用各自的切割機進行分切，
e、在正極極片和負極極片的頭部和尾部分別焊接極耳和金屬帯，f、將正極極片和負極極片以及隔膜進行卷繞形成電芯，g、對正極極片和負極極片的極耳分別進行並聯焊接，h、對焊接後的電芯採用封裝膜進行封裝，並進行頂側封，然後對封裝完畢的電池進行進一歩的烘烤；1、向封裝完畢的電池中注入電解液，封裝完成後對電池進行化成，對化成完成的電池進行高溫老化，再對高溫老化後的電池進行二次封裝，最後對電池容量進行分選，形成成品。綜上所述，本發明具有以下優點1、本發明所述的卷繞式鋰離子電池，採用雙極耳電芯的結構，雙極耳並聯焊接增加了極耳的厚度且擴大了極耳的接觸面積，能夠有效提高電芯的倍率放電性能，有利於滿足電池的大功率放電；2、電芯外層包覆的金屬空箔，能很好的起到電池散熱的功效，且在電芯外部收到衝擊產生短路時，大部分的電流都會從外層金屬空箔上通過，而且短路產生的熱量大部分也能在金屬空箔上通過，在一定程度上避免電池內部熱聚集而引起電池燃燒，提高了電池的安全性能； 3、現有設備均可用於生產本發明所述的卷繞式鋰離子電池，無需開發新型生產設備，可以節約大量的設備成本。
圖1為本發明的正極極片的示意圖；圖2為本發明的負極極片的示意圖；圖3為卷繞完成後的電芯的結構示意圖；圖中I為負極極耳,2為負極極片,3為隔膜,4為正極極片,5為正極極耳,61為正極空箔，62為負極空箔，71為正極金屬帯，72為負極金屬帯，81為正極極耳，82為負極極耳。
具體實施例方式下面集合附圖對本發明做進ー步說明。如圖1至圖3所示的ー種卷繞式鋰離子電池，其包括電芯、電解液和封裝膜，電芯和電解液封裝在封裝膜內，其特徵在於所述的電芯由正極極片4、負極極片2和隔膜3卷繞而成，所述的正極極片4位於隔膜3的上方，負極極片2位於隔膜3的下方，所述的正極極片4的頭部和尾部留有正極空箔61，負極極片2的頭部和尾部留有負極空箔62，所述的正極極片4的頭部和尾部的正極空箔61上分別設置有正極極耳81和正極金屬帶71，負極極片2的頭部和尾部的負極空箔62上分別設置有負極極耳82和負極金屬帶72，卷繞完成後，同一極片的極耳和金屬帶相對於同一平面的投影重疊，所述的同一極片的極耳和金屬帶並聯焊接於帶有絕緣腳墊的極耳上。所述的正極極片4的尾部的正極空箔61的長度至少可以包繞電芯一周，設置的空箔可以用於對電芯進行保護，提高電芯本體的強度。所述的負極極片2的尾部的負極空箔62的長度至少可以包繞電芯一周。
所述的極耳和金屬帶的焊接部位包覆有高溫膠帶，包覆的高溫膠帶能夠對極耳進行一個保護，包覆的高溫膠帶能夠避免極耳彎折，也可防止焊接部位與極片接觸短路，同時還可以避免極耳刺穿鋁塑膜導致漏液。一種卷繞式鋰離子電池的製作方法，其特徵在於其包括如下步驟a、將正極活性材料和負極活性材料分別放入的各自的攪拌容器中，並分別加入導電極、粘結劑和溶劑進行攪拌，形成正極塗覆料和負極塗覆料。b、將正極塗覆料和負極塗覆料分別均勻的塗布在正極極片的表面和負極極片的表面；C、對塗覆完成後的正極極片和負極極片進行烘烤；並對烘烤後的正極極片和負極極片分別用各自的輥壓機進行輥壓，d、根據設計的需要，對正極極片和負極極片分別採用各自的切割機進行分切，e、在正極極片和負極極片的頭部和尾部分別焊接極耳和金屬帯，f、將正極極片和負極極片以及隔膜進行卷繞形成電芯，g、對正極極片和負極極片的極耳分別進行並聯焊接，h、對焊接後的電芯採用封裝膜進行封裝，並進行頂側封，然後對封裝完畢的電池進行進一歩的烘烤；1、向封裝完畢的電池中注入電解液，封裝完成後對電池進行化成，對化成完成的電池進行高溫老化，在對高溫老化後的電池進行二次封裝，最後對電池容量進行分選，形成成品。本發明中所述的封裝膜採用鋁塑膜。實施例採用上述方法製作電芯，本實施例中正極使用鎳鈷錳酸鋰，負極使用人造石墨，隔膜使用20 y m單層聚こ烯隔膜，外殼採用封裝膜封裝，即採用鋁塑膜對電芯進行封裝。對比例I正極使用鎳鈷錳酸鋰，負極使用人造石墨，隔膜使用20 y m單層聚こ烯隔膜，外殼採用鋁塑膜，直接採用卷繞方式將正負極隔膜組裝成極耳中心対稱的卷芯。對比例2正極使用鎳鈷錳酸鋰，負極使用人造石墨，隔膜使用20 y m單層聚こ烯隔膜，外殼採用鋁塑膜。採用「Z」形疊片方式製成疊芯後焊接極耳，製成極耳中心對稱結構的疊芯(極耳探出方向一致)。對實施例、對比例I和對比例2進行測試，測試結果見表I
權利要求
1.ー種卷繞式鋰離子電池，其包括電芯、電解液和封裝膜，電芯和電解液封裝在封裝膜內，其特徵在於所述的電芯由正極極片、負極極片和隔膜卷繞而成，所述的正極極片位於隔膜的上方，負極極片位於隔膜的下方，所述的正極極片和負極極片的頭部和尾部均留有一段空箔，所述的正極極片和負極極片的頭部和尾部的空箔上分別設置有極耳和金屬帯，卷繞完成後，同一極片的極耳和金屬帶相對於同一平面的投影重疊，所述的同一極片的極耳和金屬帶並聯焊接於帶有絕緣腳墊的極耳上。
2.根據權利要求1所述的ー種卷繞式鋰離子電池，其特徵在於所述的正極極片的尾部的空箔的長度至少可以包繞電芯一周。
3.根據權利要求1所述的ー種卷繞式鋰離子電池，其特徵在於所述的負極極片的尾部的空箔的長度至少可以包繞電芯一周。
4.根據權利要求1所述的ー種卷繞式鋰離子電池，其特徵在於所述的極耳和金屬帶的焊接部位包覆有高溫膠帶。
5.一種卷繞式鋰離子電池的製作方法，其特徵在於其包括如下步驟 a、將正極活性材料和負極活性材料分別放入的各自的攪拌容器中，並分別加入導電極、粘結劑和溶劑進行攪拌，形成正極塗覆料和負極塗覆料。
b、將正極塗覆料和負極塗覆料分別均勻的塗布在正極極片的表面和負極極片的表面； C、對塗覆完成後的正極極片和負極極片進行烘烤；並對烘烤後的正極極片和負極極片分別用各自的輥壓機進行輥壓， d、根據設計的需要，對正極極片和負極極片分別採用各自的切割機進行分切， e、在正極極片和負極極片的頭部和尾部分別焊接極耳和金屬帯， f、將正極極片和負極極片以及隔膜進行卷繞形成電芯， g、對正極極片和負極極片的極耳分別進行並聯焊接， h、對焊接後的電芯採用封裝膜進行封裝，並進行頂側封，然後對封裝完畢的電池進行進ー步的烘烤；1、向封裝完畢的電池中注入電解液，封裝完成後對電池進行化成，對化成完成的電池進行高溫老化，再對高溫老化後的電池進行二次封裝，最後對電池容量進行分選，形成成品。
全文摘要
本發明屬於鋰離子電池領域，特別涉及一種卷繞式鋰離子電池及其製作方法。一種卷繞式鋰離子電池，其包括電芯、電解液和封裝膜，電芯和電解液封裝在封裝膜內，所述的電芯由正極極片、負極極片和隔膜卷繞而成，所述的正極極片位於隔膜的上方，負極極片位於隔膜的下方，所述的正極極片和負極極片的頭部和尾部均留有一段空箔，正極極片和負極極片的頭部和尾部的空箔上分別設置有極耳和金屬帶，卷繞完成後，同一極片的極耳和金屬帶相對於同一平面的投影重疊，所述的同一極片的極耳和金屬帶並聯焊接於帶有絕緣腳墊的極耳上。本發明採用雙極耳電芯的結構，雙極耳並聯焊接增加了極耳的厚度且擴大了極耳的接觸面積，降低了電池的內阻，提高了倍率性。
文檔編號H01M4/13GK103035954SQ20121058620
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月28日 優先權日2012年12月28日
發明者江船, 李新宏, 鄒朋輝, 楊諺軍 申請人:常州華科新能源科技有限公司