CN102931441B - 一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法 - Google Patents
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Abstract
一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，将N对正极片、负极片交叉依次插入到隔膜，并通过U型卷针转动卷绕，得到电池卷芯。本发明一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，采用现有的U型卷针，多条隔膜重叠，分步骤交叉插入相同对数的正极片、负极片，使正极片、负极片对应的多个正极耳、负极耳分别重叠，然后绕制造成卷芯。该方法不增加工序、省工时，尤其适合制备各种高倍率的电池卷芯。
Description
技术领域
本发明涉及一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，属于锂电池制备领域。
背景技术
现在一般倍率型的卷绕电池，其电芯卷绕方式有如下几种：
第一种采用的是双卷芯方式，该方式存在如下弊端：
1）、需要更多的材料，两个卷芯均需进行单独包尾，如：隔膜，铜铝箔以及绝缘胶带均要加量。
2）、卷绕效率慢，要卷两个卷芯。
3）、两卷芯重叠时容易错位，还增加工序。
4）、卷绕后两对正负极耳分别并联焊接，距离远不利于焊接。中间还要采用胶带绝缘隔离。
5）、纯粹将两卷芯并联，若两卷芯质量不一，则影响整体倍率放电性能。
第二种采用的是单卷芯，正负极片两端各均点焊有极耳的方式；该方式存在如下弊端：
1）、极片两端各点焊一个极耳，卷绕过程中的松紧度很难达到一致，最后导致极片的首尾极耳很难重叠，很容易造成两极耳并联错位。
2）、此工艺对极片的尺寸要求高，主要是极片的涂料长度、空箔长度以及极片整体长度，如有尺寸超标，则会造成两极耳并联错位。
3）、卷绕后两对正负极耳分别并联焊接，距离远不利于焊接及中间还要用胶带绝缘。
发明内容
本发明提供一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，采用现有的U型卷针，多条隔膜重叠，分步骤交叉插入相同对数的正极片、负极片，使正极片、负极片对应的多个正极耳、负极耳分别重叠，然后绕制造成卷芯。该方法不增加工序、省工时，尤其适合制备各种高倍率 的电池卷芯。
本发明的目的是这样实现的：一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，包括以下步骤，
1）、将多条隔膜完全重叠，重叠好的隔膜穿过U型卷针中间间隙，所述重叠好的隔膜套紧U型卷针一侧，并对折绷紧，U型卷针转动半圈；
2）、将第一正极片插入第一层隔膜与第二层隔膜之间，第一正极片的极耳露出，U型卷针转动半圈；
3）、将第一负极片插入第二层隔膜与第三层隔膜之间，第一负极片的极耳露出，U型卷针转动半圈；
4）、将第二正极片插入第三层隔膜与第四层隔膜之间，第二正极片的极耳露出，U型卷针转动半圈，第二正极片的极耳与第一正极片的极耳重叠；
5）、将第二负极片插入第四层隔膜与第五层隔膜之间，第二负极片的极耳露出，U型卷针转动半圈，第二负极片的极耳与第一负极片的极耳重叠；
6）、将第三正极片插入第五层隔膜与第六层隔膜之间，第三正极片的极耳露出，U型卷针转动半圈，第三正极片的极耳与第一正极片、第二正极片的极耳重叠；
7）、将第三负极片插入第六层隔膜与第七层隔膜之间，第三负极片的极耳露出，U型卷针转动半圈，第三负极片的极耳与第一负极片、第二负极片的极耳重叠；
依据上述步骤，将N对正极片、负极片交叉依次插入到隔膜，并通过U型卷针转动卷绕，得到电池卷芯。
本发明一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法的有益效果如下：
一个电池卷芯就能制备得到高倍率的锂电池，比起获取等容量的一般倍率锂电池。该方法节省了原材料，如：隔膜、绝缘胶带、铜箔、铝箔等。同时也省工时，不增加制备工序。
所述正极片、负极片的极耳外露于U型卷针同一侧，两极耳就近重叠，不错位，更有利于并联焊接。
所述第一正极片、第一负极片的极耳上设有极耳胶，一是便于电池卷芯的正负极耳与塑封袋密封口粘接，二是粘接同时加压密封更牢固。
所述电池卷芯的重叠的正极片的极耳、负极片的极耳分别通过激光焊机熔焊，能有效避免脱焊，使极片、极耳焊接更为牢固。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1为本发明U型卷针结构图。
图2为本发明实施例所述重叠好的隔膜穿过U型卷针中间间隙示意图。
图3为本发明实施例所述重叠好的隔膜套紧U型卷针一侧并对折绷紧示意图。
图4为本发明实施例所述对折绷紧后的隔膜在U型卷针转动半圈后示意图。
图5为本发明实施例所述第一正极片与隔膜绕制示意图。
图6为本发明实施例所述第一负极片与隔膜绕制示意图。
图7为本发明实施例所述3对正极片、负极片的电池卷芯结构示意图。
具体实施方式
一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，包括以下步骤，
1）、将三条隔膜（1）完全重叠，重叠好的隔膜（1）穿过U型卷针（2）中间间隙（2.1），如图2所示。
所述重叠好的隔膜（1）套紧U型卷针（2）一侧，并对折手拉绷紧，如图3所示。
开启卷绕机开关，U型卷针（2）转动半圈，如图4所示。
2）、将第一正极片（3）插入第一层隔膜与第二层隔膜之间，第一正极片（3）的极耳（3.1）露出，U型卷针（2）转动半圈；如图5所示。
3）、将第一负极片（4）插入第二层隔膜与第三层隔膜之间，第一负极片（4）的极耳（4.1）露出，U型卷针（2）转动半圈；如图6所示。
4）、将第二正极片插入第三层隔膜与第四层隔膜之间，第二正极片的极耳露出，U型卷针（2）转动半圈，第二正极片的极耳与第一正极片的极耳重叠；
5）、将第二负极片插入第四层隔膜与第五层隔膜之间，第二负极片的极耳露出，U型卷针（2）转动半圈，第二负极片的极耳与第一负极片的极耳重叠；
6）、将第三正极片插入第五层隔膜与第六层隔膜之间，第三正极片的极耳露出，U型卷针（2）转动半圈，第三正极片的极耳与第一正极片、第二正极片的极耳重叠；
7）、将第三负极片插入第六层隔膜与第七层隔膜之间，第三负极片的极耳露出，U型卷针（2）转动半圈，第三负极片的极耳与第一负极片、第二负极片的极耳重叠。
通过上述步骤，得到三对正极片、负极片的电池卷芯，如图7所示。所述三对正极片、负极片的极耳外露于U型卷针（2）同一侧。所述第一正极片（3）、第一负极片（4）的极耳（3.1）、（4.1）上设有极耳胶。电池卷芯的重叠的正极片的极耳、负极片的极耳分别通过激光焊机熔焊。
N≥3时，依据上述步骤，将N对正极片、负极片交叉依次插入到隔膜（1）中，并通 过U型卷针（2）转动卷绕，得到N对正极片、负极片的电池卷芯。
本发明工艺的极片长度比现有技术中工艺的极片长度短，可以有效的降低极片报废率，试验对比数据如表1：本发明中N=3时，其中，原工艺表示背景技术中第一种方法所述单独卷芯并联方式。
电池制程中极片报废数量对比
电池制程中短路率数据对比
电池基本性能测试
电池容量测试
本发明工艺的极片长度比现有技术中工艺的极片长度短，可以有效的降低极片报废率，试验对比数据如表2：本发明中N=6时，其中，原工艺表示背景技术中第一种方法所述单独卷芯并联方式。
电池制程中短路率数据对比
电池基本性能测试
电池容量测试
Claims (5)
1.一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，其特征在于包括以下步骤，
1)、将多条隔膜(1)完全重叠，重叠好的隔膜(1)穿过U型卷针(2)中间间隙(2.1)，所述重叠好的隔膜(1)套紧U型卷针(2)一侧，并对折绷紧，U型卷针(2)转动半圈；
2)、将第一正极片(3)插入第一层隔膜与第二层隔膜之间，第一正极片(3)的第一正极耳(3.1)露出，U型卷针(2)转动半圈；
3)、将第一负极片(4)插入第二层隔膜与第三层隔膜之间，第一负极片(4)的第一负极耳(4.1)露出，U型卷针(2)转动半圈；
4)、将第二正极片插入第三层隔膜与第四层隔膜之间，第二正极片的极耳露出，U型卷针(2)转动半圈，第二正极片的极耳与第一正极片的极耳重叠；
5)、将第二负极片插入第四层隔膜与第五层隔膜之间，第二负极片的极耳露出，U型卷针(2)转动半圈，第二负极片的极耳与第一负极片的极耳重叠；
6)、将第三正极片插入第五层隔膜与第六层隔膜之间，第三正极片的极耳露出，U型卷针(2)转动半圈，第三正极片的极耳与第一正极片、第二正极片的极耳重叠；
7)、将第三负极片插入第六层隔膜与第七层隔膜之间，第三负极片的极耳露出，U型卷针(2)转动半圈，第三负极片的极耳与第一负极片、第二负极片的极耳重叠；
依据上述步骤，将N对正极片、负极片交叉依次插入到隔膜(1)，并通过U型卷针(2)转动卷绕，得到电池卷芯。
2.根据权利要求1所述一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，其特征在于，所述N≥3。
3.根据权利要求1所述一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，其特征在于，所述正极片、负极片的极耳外露于U型卷针(2)同一侧。
4.根据权利要求1所述一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，其特征在于，所述第一正极片(3)的第一正极耳(3.1)、第一负极片(4)的第一负极耳(4.1)上设有极耳胶。
5.根据权利要求1所述一种多极片锂电池卷芯的卷绕方法，其特征在于，所述电池卷芯的重叠的正极片的极耳、负极片的极耳分别通过激光焊机熔焊。
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