CN102024990A - 功率型锂离子电池电芯制作方法 - Google Patents

功率型锂离子电池电芯制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种功率型锂离子电池电芯制作方法，将正负极活性物质分别涂覆在正负极集流体单面形成正负极极卷，极卷经辊压分切后，制成正负极极片，正负极极片留有多个极耳。正负极极片覆有活性物质的一面相对，中间夹一层隔膜，S形折叠后正负极多极耳分别重合，最后用胶纸将折叠而成的半成品电池四角固定。该方法工艺性好、生产效率高，生产的电芯一致性高，内阻低，尤其适用于功率型锂离子电池生产制作。

Description

功率型锂离子电池电芯制作方法
技术领域
本发明属于化学电源技术领域，具体涉及一种功率型锂离子电池电芯制作方法。
背景技术
锂离子电池由正极极片、负极极片、隔膜、电解液和外壳组成。锂离子电池电极活性物质目前普遍采用双面涂覆，而涂布机的最高精度也只能做到单面2～3μm，双面4～6μm干厚度误差。功率型锂离子电池主要应用在电动汽车领域，往往上百只单体电池串并联使用，对电池的一致性要求非常高。而在涂布工序就造成了极片厚度4～6μm的误差，这是目前功率型电池一致性较差的主要原因之一。
目前锂离子电池电芯制作方法主要有卷绕和叠片两种方式。卷绕方式是将双面涂覆正负极极片制成长条状，焊上极耳，包上隔膜，卷成半成品电池。卷绕工艺效率高，但是电池内阻偏高，并且不适合做大容量的电池。叠片方式是将双面涂覆正负极极片制成片状，正负极片相间叠码成半成品电池，中间用隔膜隔开。叠片电池内阻低，适合做大容量电池，但是制片工艺相对复杂，同时叠片工艺效率低。
发明内容
本发明的目的在于克服现有锂电池电芯制作中卷绕和叠片方式各自的缺陷，提供一种电池内阻低、容量大、一致性好，并且生产效率高的功率型锂离子电池电芯制作方法。
本发明的技术方案是：(1)正负极活性物质分别涂覆在正负极集流体单面形成正负极极卷，极卷经辊压、分切后，根据设计电池的宽度，确定预留正负极极耳的位置，冲切形成带有多极耳的正负极极片；(2)单张正极极片的涂覆面与单张负极极片的涂覆面相对，中间夹一层隔膜，根据设计电池的宽度，按S形共同来回折叠，形成电芯，正负极极耳分别重合，位于电芯的两端；(3)用胶纸将电芯的四角固定。
进一步的方案是：正极活性物质单面涂覆的面密度为12～30mg/cm2，负极活性物质单面涂覆的面密度为6～16mg/cm2。
与现有方法相比，本发明主要有以下优点：
1、正负极极片采用单面涂覆，涂覆的厚度误差仅为双面涂覆的一半，极大的提高电池的一致性。
2、采用单张正负极极片，避免了叠片工艺中正负极采用多张极片，边角毛刺刺穿隔膜，电芯内部微短路，导致电芯报废的情况。极片上留有多个极耳，极耳在冲切时形成，不需要通过焊接的方式连接，无接触内阻；多极耳设计，缩短了电子的迁移距离，极片可以以较大电流密度放电，非常适合做功率型的电池。
3、S形折叠，正负极多极耳在折叠后重合性好。由于每个叠层的尺寸一致，正负极多极耳可以准确做到分别重合。如果采用卷绕的方式，正负极极耳的定位非常困难，因为每卷一圈所需的极片的长度都会增加，卷绕后，电芯的极耳往往不能重合，后段工序的极耳焊接无法实施。
4、单张正负极极片S形折叠成形，工艺简化，生产效率高。
附图说明
图1是本发明制成的电池电芯示意图；
图2是图1的横向剖面图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图对本发明及其效果作进一步描述。
实施例1
以5Ah功率型锰酸锂电池为例，在混料的配方工艺完全一致的情况下，分别采用本发明方法和现有的卷绕工艺、叠片工艺生产各10只电池。其中对本发明具体描述如下：
1、正负极活性物质分别涂覆在正负极集流体单面形成正负极极卷，正极单面涂覆的面密度24g/cm2，负极单面涂覆的面密度8g/cm2，极卷经辊压、分切后，根据设计电池的宽度，确定预留正负极极耳的位置，冲切形成正负极极片。
2、正负极极片覆有活性物质的一面相对，中间夹一层隔膜，根据设计电池的宽度，将极片S形折叠成半成品电池，如图所示，其中3为正极集流体，4为正极活性层，5为负极活性层，6为负极集流体，中间用隔膜7隔开。正极极耳1、负极极耳2分别重合。
3、用胶纸8将半成品电池四角固定，最后入壳焊接、注液、化成，制成成品电池。
主要性能对比：
Figure BSA00000166832100031
实施例2：
以8Ah高功率磷酸铁锂电池为例，在混料的配方工艺完全一致的情况下，分别采用本发明方法、卷绕工艺和叠片工艺生产各10只电池。其中本发明具体描述如下：
1、正负极活性物质分别涂覆在正负极集流体单面形成正负极极卷，正极单面涂覆的面密度18g/cm2，负极单面涂覆的面密度9g/cm2，极卷经辊压、分切后，根据设计电池的宽度，确定预留正负极极耳的位置，冲切形成正负极极片。
2、正负极极片覆有活性物质的一面紧贴，中间夹一层隔膜，根据设计电池的宽度，将极片S形折叠成半成品电池，如图所示，其中3为正极集流体，4为正极活性层，5为负极活性层，6为负极集流体，中间用隔膜7隔开。正极极耳1、负极极耳2分别重合。
3、用胶纸8将半成品电池四角固定，最后入壳焊接、注液、化成，制成成品电池。
主要性能对比：
Figure BSA00000166832100032

Claims (2)

1.一种功率型锂离子电池电芯制作方法，其特征是：
(1)正负极活性物质分别涂覆在正负极集流体单面形成正负极极卷，极卷经辊压、分切后，根据设计电池的宽度，确定预留正负极极耳的位置，冲切形成带有多极耳的正负极极片；
(2)单张正极极片的涂覆面与单张负极极片的涂覆面相对，中间夹一层隔膜，根据设计电池的宽度，按S形共同来回折叠，形成电芯，正负极极耳分别重合，位于电芯的两端；
(3)用胶纸将电芯的四角固定。
2.按权利要求1所述功率型锂离子电池电芯制作方法，其特征是正极活性物质单面涂覆的面密度为12～30mg/cm2，负极活性物质单面涂覆的面密度为6～16mg/cm2。
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PB01 Publication
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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