CN105261797A - 一种锂电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池及其制备方法，包括呈扁平状的卷绕式电芯，极板的背面的非粉区位于点焊空箔区与粉区之间，且非粉区的面积不大于粉区的面积；两块所述极板的末端朝向相反，两个所述极耳设于所述卷绕式电芯的宽度方向的两端，且分别位于所述卷绕式电芯的顶部和底部。本发明提供的一种锂电池及其制备方法，避免了非粉区面积过大导致极片辊压打卷，因此，不会影响到极片分切、点焊极耳和制作卷芯。同时，通过将极耳与粉区相互错开的方式，降低了整体卷绕式电芯的厚度，可以适用于更薄的锂离子电池的生产，尤其适用于厚度在1.0mm以下的聚合物超薄电池的批量生产。

Description

一种锂电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂电池及其制备方法。
背景技术
软包锂离子电池具有重量轻、安全性能好、可量身定制任意尺寸等优点，故在蓝牙、2G/3G/4G手机、医疗产品、穿戴产品、银行支付产品等移动电子设备以及便携式移动电源等领域的应用日益广泛。
超薄化是电子产品发展的一个重要方向，因此，电子产品的超薄化必然要求电池的超薄化。随着科技的发展，超薄聚合物锂电池的应用领域越来越广泛，例如在银行支付U盾、信用卡及穿戴产品上的运用等。
目前，常用的软包锂离子电池的电芯一般采用卷绕式或叠片式的，其结构包括正极片、负极片和隔膜，隔膜将正极片和负极片分割，正极片和负极片上分别连接正极耳和负极耳。其中，在制备正极片和负极片，其板面的正反两面上均设置有相应的粉区，用于涂布正极粉和负极粉，其中，粉层具有一定的厚度。目前为了降低整体的厚度，一般都是采用缩小正极板和负极板的一个侧面的粉区的涂布的面积，从而降低正极板和负极板的厚度。
但是，采用缩小一侧粉区面积的方式时，若粉区的面积小于非粉区的面积，正极片/负极片打卷现象严重，极片分切、点焊正极耳/负极耳和制作卷芯操作难度非常大，难以有效控制及批量生产，限制了电池向更薄的方向发展。
发明内容
本发明的目的在于提出一种锂电池及其制备方法，以解决现有技术中存在的若粉区的面积小于非粉区的面积，正极片/负极片打卷现象严重，极片分切、点焊正极耳/负极耳和制作卷芯操作难度非常大，难以有效控制及批量生产，限制了电池向更薄的方向发展的技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种锂电池，包括呈扁平状的卷绕式电芯，所述卷绕式电芯包括两块极板，分别为正极板和负极板，两块所述极板之间设有隔膜；
所述极板的末端均设有用于连接极耳的点焊空箔区，所述极板的正面为粉区，背面包括粉区和非粉区，所述极板的背面的所述非粉区位于所述点焊空箔区与所述粉区之间，且所述非粉区的面积不大于所述粉区的面积；
两块所述极板的末端朝向相反，两个所述极耳设于所述卷绕式电芯的宽度方向的两端，且分别位于所述卷绕式电芯的顶部和底部。
进一步的，所述隔膜的首端位于所述卷绕式电芯内部，所述隔膜的末端包裹两块所述极片，且设于所述卷绕式电芯的一侧的中部。
进一步的，所述卷绕式电芯的宽度不小于所述极板的背面的非粉区的宽度。
进一步的，所述正极片的材质至少为钴酸锂、锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂材料中的一种，所述负极片的材料至少为石墨或硅碳材料中的一种。
进一步的，所述点焊空箔区与所述非粉区的总宽度等于所述卷绕式电芯的宽度。
本发明还提供一种锂电池的制备方法，制备卷绕式电芯包括以下步骤：
制备正极板和负极板；在极板的末端预留点焊空箔区，所述极板的正面为粉区，背面部分为粉区，预留非粉区，所述非粉区位于所述粉区与所述点焊空箔区之间，且所述非粉区的宽度不大于所述粉区的宽度，正极板的所述粉区涂布正极粉，且所述点焊空箔区连接正极耳，正极板的所述粉区涂布负极粉，且所述点焊空箔区连接负极耳；
卷绕成型：将隔膜中部缠绕成一S形包括两个开口，分别将正极板和负极板的始端置于所述隔膜的两个开口处，且所述负极片与所述正极片由所述隔膜隔开，之后，将所述负极片、所述隔膜和所述正极片相互卷绕在一起，成型卷绕式电芯。
进一步的，所述成型卷式电芯卷绕成型后，将所述隔膜的一端围绕所述成型卷式电芯继续卷绕，所述隔膜将所述成型卷式电芯包裹之后断开。
本发明提供的一种锂电池及其制备方法，在极板的背面非粉区的面积不大于粉区的面积，避免非粉区面积过大导致极片辊压打卷；同时，卷绕式电芯两个极耳设置在其宽度方向的两端，且一个设置在顶部，另一个设置在底部，由于极耳连接在点焊空箔区，而点焊空箔区与极板背面的非粉区相连接，因此，极耳部分(极板的末端)的厚度较薄，两个极耳均位于较薄的部分，与粉区部分相错开，可有效的降低整体的厚度。
该卷绕式聚合物锂离子电池及其制备方法，避免了非粉区面积过大导致极片辊压打卷，因此，不会影响到极片分切、点焊极耳和制作卷芯。同时，通过将极耳与粉区相互错开的方式，降低了整体卷绕式电芯的厚度，可以适用于更薄的锂离子电池的生产，尤其适用于厚度在1.0mm以下的聚合物超薄电池的批量生产。
附图说明
图1是本发明实施例提供的锂电池的极板的主视图；
图2是本发明实施例提供的锂电池的极板的后视图；
图3是本发明实施例提供的锂电池的绕线式电芯的主视图；
图4是本发明实施例提供的锂电池的制备方法的流程框图。
图中：
1、正极板；2、负极板；3、隔膜；4、点焊空箔区；5、极耳；6、粉区；7、非粉区。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
如图1-3所示，一种锂电池，包括呈扁平状的卷绕式电芯，卷绕式电芯包括两块极板，分别为正极板1和负极板2，两块极板之间设有隔膜3；
极板的末端均设有用于连接极耳5的点焊空箔区4，极板的正面为粉区6，背面包括粉区6和非粉区7，极板的背面的非粉区7位于点焊空箔区4与粉区6之间，且非粉区7的面积不大于粉区6的面积；
两块极板的末端朝向相反，两个极耳5设于卷绕式电芯的宽度方向的两端，且分别位于卷绕式电芯的顶部和底部。
上述实施例提供的一种锂电池，在极板的背面非粉区7的面积不大于粉区6的面积，避免非粉区7面积过大导致极片辊压打卷；同时，卷绕式电芯两个极耳5设置在其宽度方向的两端，且一个设置在顶部，另一个设置在底部，由于极耳5连接在点焊空箔区4，而点焊空箔区4与极板背面的非粉区7相连接，因此，极耳5部分(极板的末端)的厚度较薄，两个极耳5均位于较薄的部分，与粉区6部分相错开，可有效的降低整体的厚度。
该卷绕式聚合物锂离子电池及其制备方法，避免了非粉区7面积过大导致极片辊压打卷，因此，不会影响到极片分切、点焊极耳5和制作卷芯。同时，通过将极耳5与粉区6相互错开的方式，降低了整体卷绕式电芯的厚度，可以适用于更薄的锂离子电池的生产，尤其适用于厚度在1.0mm以下的聚合物超薄电池的批量生产。
实施例2
如图1-3所示，一种锂电池，包括呈扁平状的卷绕式电芯，卷绕式电芯包括两块极板，分别为正极板1和负极板2，两块极板之间设有隔膜3；
极板的末端均设有用于连接极耳5的点焊空箔区4，极板的正面为粉区6，背面包括粉区6和非粉区7，极板的背面的非粉区7位于点焊空箔区4与粉区6之间，且非粉区7的面积不大于粉区6的面积；
两块极板的末端朝向相反，两个极耳5设于卷绕式电芯的宽度方向的两端，且分别位于卷绕式电芯的顶部和底部。
隔膜3的首端位于卷绕式电芯内部，隔膜3的末端包裹两块极片，且设于卷绕式电芯的一侧的中部。
隔膜3的作用是绝缘，当正极片和负极板2及隔膜3均卷绕完成后，此时，将隔膜3的末端继续沿着卷绕式电芯进行卷绕，使隔膜3能够将卷绕式电芯包围，形成一个完全的绝缘体。其中，将隔膜3的末端设置在卷绕式电芯的一侧的中部，既便于隔膜3与其下方的隔膜3进行固定连接，同时，该部分覆盖在与极耳5相对应的部分，即厚度胶薄的部分，因此，不会进一步的增加卷绕式电芯的厚度。
其中，卷绕式电芯的宽度不小于极板的背面的非粉区7的宽度。
极耳5与粉区6能够相互错开的目的是避免极耳5与粉区6相互叠加而增加整体的厚度。因此，将卷绕式电芯的宽度设置为不小于极板的背面的非粉区7的宽度的可以避免在一定宽度范围内粉区6重复叠加而增加整体的厚度。
优选的，点焊空箔区4与非粉区7的总宽度等于卷绕式电芯的宽度。
优选的，正极片的材质至少为钴酸锂、锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂材料中的一种，负极片的材料至少为石墨或硅碳材料中的一种。
实施例3
如图1-4所示，一种锂电池的制备方法，制备卷绕式电芯包括以下步骤：
制备正极板1和负极板2；在极板的末端预留点焊空箔区4，极板的正面为粉区6，背面部分为粉区6，预留非粉区7，非粉区7位于粉区6与点焊空箔区4之间，且非粉区7的宽度不大于粉区6的宽度，正极板1的粉区6涂布正极粉，且点焊空箔区4连接正极耳，正极板1的粉区6涂布负极粉，且点焊空箔区4连接负极耳；
卷绕成型：将隔膜3中部缠绕成一S形包括两个开口，分别将正极板1和负极板2的始端置于隔膜3的两个开口处，且负极片与正极片由隔膜3隔开，之后，将负极片、隔膜3和正极片相互卷绕在一起，成型卷绕式电芯。
成型卷式电芯卷绕成型后，将隔膜3的一端围绕成型卷式电芯继续卷绕，隔膜3将成型卷式电芯包裹之后断开。
具体的，以卷绕成偏平状的卷绕式电芯为例，为了将其厚度控制在1mm以下，正极片和负极片均是采用一次卷绕，即近似于在中线处对折，呈上下平行叠加两片。其中，正极片由上向下折弯卷绕，负极片由下向上折弯卷绕，其中，正极片和负极片的始端和尾端的朝向均相反，正极片与负极片之间设有卷绕有隔膜3。采用上述制备方法，即得到了偏平状的卷绕式电芯，其中，正极耳和负极耳上下设置，且左右错开设置，根据正极板1和负极板2上的极耳5、非粉区7和粉区6之间的分布特征，最终实现了极耳5与粉区6之间相错的结构，可以有效的控制卷绕式电芯的厚度。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锂电池，其特征在于，包括呈扁平状的卷绕式电芯，所述卷绕式电芯包括两块极板，分别为正极板(1)和负极板(2)，两块所述极板之间设有隔膜(3)；
所述极板的末端均设有用于连接极耳(5)的点焊空箔区(4)，所述极板的正面为粉区(6)，背面包括粉区(6)和非粉区(7)，所述极板的背面的所述非粉区(7)位于所述点焊空箔区(4)与所述粉区(6)之间，且所述非粉区(7)的面积不大于所述粉区(6)的面积；
两块所述极板的末端朝向相反，两个所述极耳(5)设于所述卷绕式电芯的宽度方向的两端，且分别位于所述卷绕式电芯的顶部和底部。
2.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述隔膜(3)的首端位于所述卷绕式电芯内部，所述隔膜(3)的末端包裹两块所述极片，且设于所述卷绕式电芯的一侧的中部。
3.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述卷绕式电芯的宽度不小于所述极板的背面的非粉区(7)的宽度。
4.根据权利要求1所述的锂电池，其特征在于，所述正极片(1)的材质至少为钴酸锂、锰酸锂、三元材料或磷酸铁锂材料中的一种，所述负极片(2)的材料至少为石墨或硅碳材料中的一种。
5.根据权利要求3所述的锂电池，其特征在于，所述点焊空箔区(4)与所述非粉区(7)的总宽度等于所述卷绕式电芯的宽度。
6.一种锂电池的制备方法，其特征在于，制备卷绕式电芯包括以下步骤：
制备正极板和负极板；在极板的末端预留点焊空箔区，所述极板的正面为粉区，背面部分为粉区，预留非粉区，所述非粉区位于所述粉区与所述点焊空箔区之间，且所述非粉区的宽度不大于所述粉区的宽度，正极板的所述粉区涂布正极粉，且所述点焊空箔区连接正极耳，正极板的所述粉区涂布负极粉，且所述点焊空箔区连接负极耳；
卷绕成型：将隔膜中部缠绕成一S形包括两个开口，分别将正极板和负极板的始端置于所述隔膜的两个开口处，且所述负极片与所述正极片由所述隔膜隔开，之后，将所述负极片、所述隔膜和所述正极片相互卷绕在一起，成型卷绕式电芯。
7.根据权利要求6所述的锂电池的制备方法，其特征在于，所述成型卷式电芯卷绕成型后，将所述隔膜的一端围绕所述成型卷式电芯继续卷绕，所述隔膜将所述成型卷式电芯包裹之后断开。
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