CN104979584B - 聚合物锂离子电池及其加工工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种聚合物锂离子电池，其结构包括由正极片、隔膜与负极片依次层叠后卷绕而成的电极芯，电极芯的外层包覆有铝塑膜，本发明先将正极片、负极片按设计要求分别加工成多个相互连接的正极片块、负极片块，再用隔膜将正极片块与负极片块分隔呈上下层，用卷绕方式将正极片块、负极片块卷绕，再沿正极片块、负极片块切去多余隔膜得电极芯；由于电极芯是采用卷绕方式加工，速度快效率高，品质稳定，卷绕时所用的隔膜是方形的，不需作任何处理，能通过现有的方形电池的卷绕机台直接生产。通过以上措施，使聚合物锂离子电池及其加工工艺实现规模化、自动化、低成本稳定生产，工艺简单，使聚合物锂离子电池环保安全，高效节能。
Description
技术领域
本发明涉及一种能规模化生产，成本低廉，品质稳定，高效节能的聚合物锂离子电池及其加工工艺。
背景技术
目前有一些厂家研发推出聚合物锂离子电池，采用叠片工艺，在叠片之前，需要将电池的正负极极片冲切呈所需形状，同时也将隔膜冲切呈所需形状，然后一层层叠片，使用这种工艺生产，叠片效率低，对于一个500mAh的锂电池，熟手员工叠片效率一般在150只/天左右，仅叠片一个工序人工成本就达到1元/只，是方型电池组装成本的30倍，除了效率低下，手工叠片的品质一致性也很难确保，如果在此工艺基础上开发自动叠片机，则要求隔膜来料是是圆的，加工很难实现，即使能实现，叠片的效率也难以达到卷绕工序的产能，另外，圆形电池的包装封口也未能定义出先后顺序和相关工艺，做出的电池很容易出现胀气鼓包之现象，所以目前圆形锂离子电池很难商业化推广。
如中国专利申请号：201120004555.5，公开了一种叠片式锂电池,包括正负极片、正负极极耳和隔膜,所述的隔膜横截面呈连续Z形折叠,单个Z形隔膜的折叠两端分别插入成对的正极片和负极片,所述的首片正极片外向面是没有涂层的空箔面,正极片外向面上焊接有正极极耳；所述的末片负极片外向面也是没有涂层的空箔面,负极片外向面上焊接有负极极耳；中间成对的正负极片上均留有没有涂层的空箔边。
又如中国专利申请号：201120505682.3，公开了一种高功率叠片式锂电池，包括多个正极片、多个负极片、多个隔膜、正极耳以及负极耳，所述多个正极片和多个负极片交错设置，所述隔膜设置在正极片和负极片之间，所述多个正极片一端均进行弯折，并与正极耳焊接，所述多个负极片与正极耳相背的一端均进行弯折，并与负极耳连接。
发明内容
本发明的目的在于，克服现有技术的上述缺陷，提供一种能规模化生产，成本低廉，品质稳定，高效节能的聚合物锂离子电池及其加工工艺。
为实现上述目的，本发明提供的技术方案如下：一种聚合物锂离子电池，其结构包括由正极片、隔膜与负极片依次层叠后卷绕而成的电极芯，电极芯的外层包覆有铝塑膜，包括如下加工工艺：
a)将正极片加工成尺寸相同的多个相互连接的正极片块，并在第一个正极片块上设置正极极耳；
b)将负极片加工成尺寸相同的多个相互连接的负极片块，并在第一个负极片块上设置负极极耳；
c)将隔膜设于a步骤后的正极片与b步骤后的负极片之间；
d)以a步骤中多个正极片块的相互连接部及b步骤中多个负极片块的相互连接部为折叠卷绕处，通过卷绕工艺组合；
e)以正极片块及负极片块为参照，将多余隔膜修剪切除得电极芯；
f)用高温胶纸将隔膜进行包胶处理后得半成品；
g)将半成品经过铝塑膜热封后经充电抽气再热封成型，并将多余铝塑膜切除后得成品；
h)铝塑膜的边缘向电极芯折边，完成整个加工工艺。
多个正极片块的数量为n个，多个负极片块的数量为n+1个。
多个负极片块的数量为n个，多个正极片块的数量为n+1个。
a步骤的每个正极片块之间的相互连接部的长度为a1、a2、a3……an-1、an，与a步骤对应的，b步骤中的每个负极片块之间的相互连接部的长度为b1、b2、b3……bn-1、bn、bn+1，以确保每个正极片块、负极片块在卷绕后都会在相同的中心上。
a步骤的每个正极片块之间的相互连接部的长度为a1、a2、a3……an-1、an、an+1，与a步骤对应的，b步骤中的每个负极片块之间的相互连接部的长度为b1、b2、b3……bn-1、bn，以确保每个正极片块、负极片块在卷绕后都会在相同的中心上。
a步骤中的每个正极片块边缘到中心的距离比b步骤中的每个负极片块边缘到中心的距离小于0.5-2mm，隔膜的边缘到中心的距离比负极片块到中心的距离大0.5-2mm。
正极极耳与铝塑膜、负极极耳与铝塑膜之间通过热熔压工艺封口。
铝塑膜热封时，需要用模具将铝塑膜冲压出与电极芯相应大小的电极槽。
电极芯数量至少一个，当电极芯数量在两个或两个以上时，采用并联连接。
正极片块及负极片块的形状能加工成圆缺形、圆形、方形、菱形、梯形、椭圆形或三角形。
本发明的有益之处是：先将正极片、负极片按设计要求分别加工成多个相互连接的正极片块、负极片块，再用隔膜将正极片块与负极片块分隔呈上下层，用卷绕方式将正极片块、负极片块卷绕，再沿正极片块、负极片块切去多余隔膜得电极芯；由于电极芯是采用卷绕方式加工，速度快效率高，品质稳定，卷绕时所用的隔膜是方形的，不需作任何处理，能通过现有的方形电池的卷绕机台直接生产；包装封装时，极耳引出端是采用热熔压封口，然后左侧边采用热熔压封口，电池充电化成好后，右侧边采用热熔压封口；通过以上措施，使聚合物锂离子电池及其加工工艺实现规模化、自动化、低成本稳定生产，工艺简单，使聚合物锂离子电池环保安全，高效节能。
附图说明
图1是本发明聚合物锂离子电池及其加工工艺所述正极片结构示意图；
图2是本发明聚合物锂离子电池及其加工工艺所述负极片结构示意图；
图3是本发明聚合物锂离子电池及其加工工艺所述隔膜结构示意图；
图4是本发明聚合物锂离子电池及其加工工艺所述卷绕步骤完成示意图；
图5是本发明聚合物锂离子电池及其加工工艺所述电极芯结构示意图；
图6是本发明聚合物锂离子电池及其加工工艺所述电极芯经包胶步骤后结构示意图；
图7是本发明聚合物锂离子电池及其加工工艺所述电极芯与铝塑膜热封结构示意图；
图8是本发明聚合物锂离子电池及其加工工艺所述电极芯与铝塑膜热封后经修剪切除结构示意图；
图9是本发明聚合物锂离子电池结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及较佳实施例就本发明的技术方案作进一步的说明。
如图9所示，本发明所述的一种聚合物锂离子电池，其结构包括由正极片1、隔膜3与负极片2依次层叠后卷绕而成的电极芯10，电极芯10的外层包覆有铝塑膜4，包括如下加工工艺：
a)如图1所示，将正极片1加工成尺寸相同的n个相互连接的正极片块11，并在第一个正极片块11上设置正极极耳12，正极片块11被加工成圆缺形；
b)如图2所示，将负极片2加工成尺寸相同的n+1个相互连接的负极片块21，在第一个负极片块21上设置负极极耳22，负极片块21被加工成圆缺形；
c)如图3-4所示，将隔膜3设于a步骤后的正极片1与b步骤后的负极片2之间；
d)如图4所示，以a步骤中n个正极片块11的相互连接部及b步骤中n+1个负极片块21的相互连接部为折叠卷绕处，通过卷绕工艺组合；
e)如图5所示，以正极片块11及负极片块21为参照，将多余隔膜3修剪切除得电极芯10；
f)如图6所示，用高温胶纸5将隔膜3进行包胶处理后得半成品；
g)如图7-8所示，将半成品经过铝塑膜4热封后经充电抽气再热封成型，并将多余铝塑膜4切除后得成品；
h)如图8所示，铝塑膜4的边缘向电极芯10折边，完成整个加工工艺。
具体的，a步骤的每个正极片块11之间的相互连接部的长度为a1、a2、a3……an-1、an，与a步骤对应的，b步骤中的每个负极片块21之间的相互连接部的长度为b1、b2、b3……bn-1、bn、bn+1，以确保每个正极片块11、负极片块21在卷绕后都会在相同的中心上。
具体的，a步骤中的每个正极片块11边缘到中心的距离比b步骤中的每个负极片块21边缘到中心的距离小于1mm，隔膜3的边缘到中心的距离比负极片块21到中心的距离大1mm。
进一步的，正极极耳12与铝塑膜4、负极极耳22与铝塑膜4之间通过热熔压工艺封口。
进一步的，铝塑膜4热封时，需要用模具将铝塑膜冲压出与电极芯10相应大小的电极槽。
进一步的，电极芯10数量至少一个，当电极芯10数量在两个或两个以上时，采用并联连接。
以上所述的仅是本发明的原理和较佳实施例。应当指出，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还能做出若干的变型和改进，也应视为属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种聚合物锂离子电池，其结构包括由正极片、隔膜与负极片依次层叠后卷绕而成的电极芯，电极芯的外层包覆有铝塑膜，其特征在于包括如下加工工艺：
a)将正极片加工成尺寸相同的多个相互连接的正极片块，并在第一个正极片块上设置正极极耳；
b)将负极片加工成尺寸相同的多个相互连接的负极片块，并在第一个负极片块上设置负极极耳；
c)将隔膜设于a步骤后的正极片与b步骤后的负极片之间；
d)以a步骤中多个正极片块的相互连接部及b步骤中多个负极片块的相互连接部为折叠卷绕处，通过卷绕工艺组合；
e)以正极片块及负极片块为参照，将多余隔膜修剪切除得电极芯；
f)用高温胶纸将隔膜进行包胶处理后得半成品；
g)将半成品经过铝塑膜热封后经充电抽气再热封成型，并将多余铝塑膜切除后得成品；
h)铝塑膜的边缘向电极芯折边，完成整个加工工艺；
I)正极片块及负极片块的形状加工成圆缺形；
J)a步骤的每个正极片块之间的相互连接部的长度为a1、a2、a3……an-1、an，与a步骤对应的，b步骤中的每个负极片块之间的相互连接部的长度为b1、b2、b3……bn-1、bn、bn+1，以确保每个正极片块、负极片块在卷绕后都会在相同的中心上。
2.根据权利要求1所述的聚合物锂离子电池及其加工工艺，其特征在于：所述多个正极片块的数量为n个，多个负极片块的数量为n+1个。
3.根据权利要求1所述的聚合物锂离子电池及其加工工艺，其特征在于：所述多个负极片块的数量为n个，多个正极片块的数量为n+1个。
4.根据权利要求1或3所述的聚合物锂离子电池及其加工工艺，其特征在于：所述a步骤的每个正极片块之间的相互连接部的长度为a1、a2、a3……an-1、an、an+1，与a步骤对应的，b步骤中的每个负极片块之间的相互连接部的长度为b1、b2、b3……bn-1、bn，以确保每个正极片块、负极片块在卷绕后都会在相同的中心上。
5.根据权利要求1所述的聚合物锂离子电池及其加工工艺，其特征在于：所述a步骤中的每个正极片块边缘到中心的距离比b步骤中的每个负极片块边缘到中心的距离小于0.5-2mm，隔膜的边缘到中心的距离比负极片块到中心的距离大0.5-2mm。
6.根据权利要求1所述的聚合物锂离子电池及其加工工艺，其特征在于：所述正极极耳与铝塑膜、负极极耳与铝塑膜之间通过热熔压工艺封口。
7.根据权利要求1所述的聚合物锂离子电池及其加工工艺，其特征在于：所述铝塑膜热封时，需要用模具将铝塑膜冲压出与电极芯相应大小的电极槽。
8.根据权利要求1所述的聚合物锂离子电池及其加工工艺，其特征在于：所述电极芯数量至少一个，当电极芯数量在两个或两个以上时，采用并联连接。
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