CN102324491A - 叠片锂离子电池用极片以及叠片治具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池领域，公开了一种叠片锂离子电池用极片以及叠片治具。极片，包括：极片本体以及极耳焊接位；所述极片本体由：金属箔材以及涂覆在所述金属箔材表面的电极材料涂布层组成；所述极耳焊接位为：延伸突出在所述极片本体一端部的金属箔材，在所述极耳焊接位上与所述极片本体相对的末端设置有缺口。采用该极片有利于在叠片中避免极片移位。

Description

叠片锂离子电池用极片以及叠片治具

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种叠片锂离子电池用极片。

背景技术

软包装锂离子叠片电池，由于其容易实现高倍率输出而被广泛用于大功率动力锂离子电池组。

软包装锂离子电池的结构主要如下：该锂离子软包电池的外部为铝塑膜、正极耳、负极耳，该正极耳、负极耳的一端分别与正极片、负极片电连接；该锂离子软包电池的内部有正极片以及负极片的上下叠片，任一正极片与负极片之间由隔膜纸隔离，再灌注足量的电解液。

软包装锂离子电池的工作原理是：充电时，外载直流电源的，在外电流的作用下，逼使电池内部的正极片上的活性物质的锂离子从正极片中脱嵌出来，通过电解液嵌入到负极片表面的活性物质中；同时，正极片上的活性物质中的电子则通过正极耳经外载直流电源和负极耳，达到负极片表面的活性物质中；放电时，外接负载(用电设备)的正负极分别连接电池的正负极(即电池的正负极耳的外露端)，形成通路状态下，由于电池正负极电势差原因，逼使电池内部的负极片上的活性物质的中所嵌入的锂离子从负极片中脱嵌出来，通过电解液嵌回到正极片表面的活性物质中；同时，负极片上的活性物质中的电子则通过负极耳经外接负载(用电设备)和正极耳，达到正极片表面的活性物质中。

不管是机器叠片或是手工叠片，叠片型锂电电池的叠片体制作方法主要如下：，该叠片体由正极片负极片层叠而成，正极片与负极片之间由隔膜纸隔离。

目前的叠片体主要有自动叠片和手工叠片两种，自动叠片采用自动叠片机自动叠片而成，但由于自动叠片机的生产效率太低，设备成本以及维护成本高，故其应用受到一定的限制。

参见图1、2、3所示，手工叠片主要是采用一叠片治具301。在叠片时：将图1、2所示的正极片101、负极片201置入图3所示的叠片治具301中，每层叠时，在层叠一正极片101之后，使连续的隔膜从正极片101上方的侧边(叠片治具301的槽的内侧面)“Z”字形绕过，然后置入负极片201，使得负极片201层叠在隔膜的上表面，继续采用上述的层叠方法进行叠片处理。使隔膜层整体呈“Z”字形监测层叠在每正极片101以及负极片201之间。

本发明人在进行本发明研究过程中发现，采用图1-3所示的叠片方法存在以下的缺陷：

在现有技术的手工叠片过程中，正极片101以及负极片201容易不整齐，特别是叠片体的前后方向上的不齐；如果是层叠的电池厚度较厚时(一般叠片体厚度大于5.0mm)该不整齐的情况会更加严重。而对叠片锂离子电池而言，若叠片体不整齐，不仅会影响电池的外观及尺寸、不利于容量发挥，而且还会造成电池内部短路，严重影响到电池的安全使用性能。，特别不利于高容量高倍率软包装锂离子动力电池的发展和使用。

在现有技术中而为了避免上述的情况，在叠片工序中还需要设置多道检验把关及返工返修等多道防护工序，存在人工成本以及材料成本增加的缺陷，同时该多道检验工序的设置也影响了生产效率，影响交货交期。

发明内容

本发明实施例第一目的在于提供：一种叠片锂离子电池用极片，采用该极片有利于在叠片中避免极片移位。

本发明实施例第二目的在于提供：一种叠片治具，采用该叠片治具进行锂离子电池叠片有利于避免极片移位。

本发明实施例提供的一种叠片锂离子电池用极片，包括：极片本体以及极耳焊接位；

所述极片本体由：金属箔材以及涂覆在所述金属箔材表面的电极材料涂布层组成；

所述极耳焊接位为：延伸突出在所述极片本体一端部的金属箔材，

在所述极耳焊接位上与所述极片本体相对的末端设置有缺口。

可选地，所述缺口呈“V”字形。

本发明实施例提供的一种锂离子电池叠片治具，包括槽体，在所述槽体的两侧以及第一端部均设置有直立的槽壁，

在所述槽体第一端部的槽壁的内壁设置有第一突出筋、第二突出筋，所述第一突出筋、第二突出筋分别垂直延伸至所述槽体的底部，

当在所述槽体内堆叠有正极片、负极片时，所述第一突出筋以及第二突出筋的末端可分别限位于：所述正极片、负极片的极耳焊接位的缺口内。

可选地，所述第一突出筋以及第二突出筋的末端呈突出的“V”字形。

可选地，在所述槽体的底部还设置有复数个通孔。

由上可见，应用本发明实施例的技术方案，由于在极片的极耳焊接位的末端设置有缺口，在进行叠片时，由下至上往叠片治具中层叠正极片、负极片，并且在正极片与负极片之间“Z”字形间隔隔膜，使正极片、负极片的极耳焊接位上的缺口正好与叠片治具上的第一突出筋、第二突出筋正好限位相扣：第一突出筋、第二突出筋分别限位于：正极片、负极片的极耳焊接位上的缺口、内。从而在叠片过程能稳定正极片以及负极片，减少正极片、负极片左右、上下摆动移位，同时增加叠片体的整齐度，提升电池高容量发挥，使制得的锂离子层叠电池安全性能有更高保障。

另外，采用本实施例技术方案由于可以在叠片过程中一步到位对正极片以及负极片进行限位，而避免移位，故可以减少生产中一些不必要的检验成本和预防成本，有利于在更有利于稳定产品质量的基础上，降低不必要的生产成本。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为现有技术中叠片工序中的正极片结构示意图；

图2为现有技术中叠片工序中的负极片结构示意图；

图3为现有技术中叠片工序中应用叠片治具对图1、2中的正极片、负极片进行叠片的原理示意图；

图4为本发明实施例1中提供的叠片工序中的正极片结构示意图；

图5为本发明实施例1中提供的叠片工序中的负极片结构示意图；

图6为本发明实施例1中提供的一种叠片治具俯视结构示意图；

图7为本发明实施例1中利用图6所示叠片治具而对图5、6所示结构的极片进行叠片的原理示意图；

图8为本发明实施例2中提供的叠片工序中的正极片结构示意图；

图9为本发明实施例2中提供的叠片工序中的负极片结构示意图；

图10为本发明实施例2中提供的一种叠片治具俯视结构示意图；

图11为本发明实施例2中利用图10所示叠片治具而对图8、9所示结构的极片进行叠片的原理示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

本实施例提供一种叠片锂离子电池用极片，该极片可以为正极片401或负极片501。

参见图4、5、6、7所示，本实施例提供的极片结构主要如下：该正极片401由极片本体4011以及极耳焊接位4012组成。

极片本体4011为：正极片401上在金属箔材上涂覆有电极材料涂布层部位；

极耳焊接位4012为：延伸突出在极片本体4011的端部而未涂覆在电极材料涂布层的金属箔材。

负极片501由极片本体5011以及极耳焊接位5012组成。

极片本体5011为：正极片501上在金属箔材上涂覆有电极材料涂布层部位；

极耳焊接位5012为：延伸突出在极片本体5011的端部而未涂覆在电极材料涂布层的金属箔材。

本实施例极片与现有技术所以不同之处主要在于：

参见图4所示，在本实施例的正极片401的极耳焊接位4012上与极片本体4011相对的末端设置有缺口4013。

参见图5所示，在本实施例的负极片501的极耳焊接位5012上与极片本体5011相对的末端设置有缺口5013。

在进行叠片工艺时，可以将叠片治具601设置成图6所示的形状：

该叠片治具601包括槽体，该槽体的两侧以及第一端部均设置有直立的槽壁6011、6012、6013，并且在第一端部6013的内壁设置有第一突出筋602以及第二突出筋603，第一突出筋602以及第二突出筋603垂直延伸至槽体的底部，第一突出筋602的高度可以与槽体同高也可以低于槽体，具体可根据对应的叠片电池的叠片厚度确定，保证层叠在槽体内的所有正极片401、负极片501的缺口均与槽体内的第一突出筋602、第二突出筋603相互限位即可。

参见图7所示，在进行叠片时，由下至上往所述叠片治具601中层叠正极片401、负极片501，并且在正极片401与负极片501之间“Z”字形间隔隔膜，使图4、5中的正极片401、负极片501的极耳焊接位上的缺口4013、5013正好与叠片治具601上的第一突出筋602、第二突出筋603正好限位相扣：如图7所示地，第一突出筋602、第二突出筋603分别限位于：正极片401、负极片501的极耳焊接位上的缺口4013、5013内。从而在叠片过程能稳定正极片401以及负极片501，减少正极片401、负极片501左右、上下摆动移位，同时增加叠片体的整齐度，提升电池高容量发挥，使制得的锂离子层叠电池安全性能有更高保障。

另外，采用本实施例技术方案由于可以在叠片过程中一步到位对正极片401以及负极片501进行限位，而避免移位，故可以减少生产中一些不必要的检验成本和预防成本，有利于在更有利于稳定产品质量的基础上，降低不必要的生产成本。

需要说明的是，在本实施例中正极片401、负极片501的极耳焊接位上的缺口4013、5013可以如图4、5、6、7所示地呈矩形接口，但是并不限于此，从本发明实施例的思路出发，可以将该缺口4013、5013设置成各种形状，只需要对应的叠片治具601中第一突出筋602、第二突出筋603的末端可以限位于该缺口4013、5013中而使正极片401、负极片501均被限位而被定位放置移位即可。

另外，为了进一步便于叠片的操作，在本实施例中还可以进一步在槽体的底部设置复数个通孔604。这样在叠片过程中，空气以及正极片401以及负极片501上散落的电极材料颗粒或者粉尘可以有效地从叠片治具601的底部通孔604落下，而避免由于空气无法散发而产生气胀而影响叠片质量的情况。

实施例2：

参见图8、9、10、11所示，本实施例与实施例1所不同之处主要在于如下：

参见图8、9所示，在本实施例中，正极片801、负极片901的极耳焊接位上的缺口8013、9013呈“V”字形缺口。

参见图10，与极片上的“V”字形缺口8013、9013相适应地，本实施例的叠片治具1001的第一突出筋1002、第二突出筋1002的末端呈突出的“V”字形。

这样，参见图11所示，在进行叠片时，第一突出筋1002、第二突出筋1002上突出的“V”字形末端限位在层叠在本叠片治具1001槽体内所有的正极片801、负极片901的极耳焊接位末端的“V”字形缺口内，使所有层叠的正极片801、负极片901被很好地限位固定，而避免发生移位。

本实施例的有益效果如实施例1中所述。该“V”字形的限位配合使得叠片治具1001中的正极片801与负极片901进一步完全对齐并且被定位。

试验数据对比分析：

在本实施例中，分别采用现有技术中的叠片治具以及本实施例中的叠片治具，在相同的叠片环境进行叠片，在相同的测试环境以及使用相同的测试设备对得到的到叠片体进行电池性能参数测试，分别得到以下的实验数据分析表：

表一：电池制程中短路率数据对比

表二：电池基本性能测试

表三：电池容量测试

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.一种叠片锂离子电池用极片，其特征是，包括：极片本体以及极耳焊接位；

所述极片本体由：金属箔材以及涂覆在所述金属箔材表面的电极材料涂布层组成；

所述极耳焊接位为：延伸突出在所述极片本体一端部的金属箔材，

在所述极耳焊接位上与所述极片本体相对的末端设置有缺口。

2.根据权利要求1所述的叠片锂离子电池用极片，其特征是，

所述缺口呈“V”字形。

3.一种锂离子电池叠片治具，其特征是，包括槽体，在所述槽体的两侧以及第一端部均设置有直立的槽壁，

在所述槽体第一端部的槽壁的内壁设置有第一突出筋、第二突出筋，所述第一突出筋、第二突出筋分别垂直延伸至所述槽体的底部，

当在所述槽体内堆叠有正极片、负极片时，所述第一突出筋以及第二突出筋的末端可分别限位于：所述正极片、负极片的极耳焊接位的缺口内。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池叠片治具，其特征是，

所述第一突出筋以及第二突出筋的末端呈突出的“V”字形。

5.根据权利要求3或4所述的一种锂离子电池叠片治具，其特征是，

在所述槽体的底部还设置有复数个通孔。

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