CN105591153A - 一种高倍率锂离子电芯及其制作锂离子电池的方法 - Google Patents

Abstract

一种高倍率锂离子电芯及其制作锂离子电池的方法，由多极耳负极极片、陶瓷隔膜和多极耳正极极片卷绕而成，多极耳正极极片、多极耳负极极片的表面分别磷酸铁锂活性物质层和石墨活性物质层，极耳处涂覆有极耳胶；其特征在于：所述的多极耳正极极片和多极耳负极极片的极耳处其极耳间距呈现递增趋势。本发明，不但电芯合格率高、产能高，而且可以避免粉尘、针刺等因素造成的电芯不合格高等问题，同时由于采用卷绕结构，其极片与极片间的接触机率大大增加，从而降低其内阻，提高其电池的倍率性能。

Description

一种高倍率锂离子电芯及其制作锂离子电池的方法

技术领域

本发明属于锂离子电池制备领域，具体的说是通过在极耳处涂覆极耳胶及其采用多极耳结构制备出锂离子电芯及其锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是近几年发展起来的一种新型储能电池，并以其能量密度高、循环寿命长、环境友好等优点而受到越来越多人们的关注。而电池的倍率性能又是影响电池性能的关键因素，而提高电池倍率性能的方法很多，比如选择倍率性正负极材料、电解液及其优化电池设计，而通过优化电池设计则是一种最简单、最可行及其低成本的方法，目前锂离子主要有叠片和卷绕两种结构，但是叠片电池存在合格率低、产率低及其工艺复杂而影响其电池价格，而卷绕电池以其产率高、合格率高及其成本低等优点成为目前锂离子电池的主要型号，但是卷绕电池目前存在倍率性能偏差等缺点，限制了其在混合动力汽车、电动工具等领域的推广，因此开发出一种高倍率型的锂离子电池显得非常必要。

发明内容

针对目前锂离子卷绕电池倍率性能差、散热性能差等方法存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种高倍率锂离子电芯及其锂离子电池，多极耳电芯结构提高了电芯的合格率和生产效率；极耳胶涂覆在极耳处提高了极耳处的散热性能及其安全性能，由此提高了锂离子电池的倍率性能。

本发明的技术方案是通过以下方式实现的：一种高倍率锂离子电芯，由多极耳负极极片、陶瓷隔膜和多极耳正极极片卷绕而成，多极耳正极极片、多极耳负极极片的表面分别涂覆磷酸铁锂活性物质层和石墨活性物质层，极耳处涂覆有极耳胶；其特征在于：所述的多极耳正极极片和多极耳负极极片的极耳处其极耳间距呈现递增趋势。

所述的第n-1极耳与第n极耳间距d(n-1)、第n极耳与第n＋1极耳间距d(n)，间距差Δd=d(n)－d(n-1)=m×｛d(2)－d(1)｝+2L/m，其中m为层数，L为极片长度。

所述的极耳胶的成分以质量百分比计为：聚丙烯酸10~20%、聚丙烯氰10~20%、聚四氟乙烯5~15%、聚萘二甲酸乙二醇酯50~60%。

一种高倍率锂离子电芯制作锂离子电池的方法，包括以下步骤：

1）、首先通过凹版印刷技术在铜箔和集流体涂覆区域涂覆厚度为1~5μm的底涂液，干燥；所述的集流体为底涂集流体：纳米碳黑、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的复合体，极耳表面极耳胶厚度为1~2μm。

2）、再通过喷涂技术在多极耳正极极片和多极耳负极极片的极耳区域涂覆极耳胶，通过制片机制备出正极极卷、负极极卷，并通过涂布机在正极极卷和负极极卷涂覆区域分别涂覆磷酸铁锂活性物质层和石墨活性物质层，最后得到正极极卷和负极极卷，

3）、采用卷绕机将负极极卷、陶瓷隔膜、正极极卷卷绕形成电芯，并按照电池制作工艺制备出锂离子电池。

本发明有益效果：1）采用多极耳卷绕结构，可以大幅度提高锂离子电芯的制作效率，生产效率较叠片方式提高5倍，并且可以大幅度降低粉尘、金属屑等因素造成的不合格率过高。2）采用特殊性质的极耳胶，一方面可以提高极耳处的散热性能，从而提高其热量均衡分布，从而提高其倍率性能；另一方面，极耳胶涂覆在极耳处可以防止电芯中极片与极片之间的短路，提高其安全性能。

附图说明

图1是正极极片的结构示意图；

图2是卷绕电池的横截面结构示意图。

具体实施方式

由图1、图2知，一种高倍率锂离子电芯，由多极耳负极极片5、陶瓷隔膜4和多极耳正极极片3卷绕而成，多极耳正极极片3、多极耳负极极片5的表面为活性物质层，极耳处涂覆有极耳胶；所述的多极耳正极极片和多极耳负极极片的极耳处其极耳间距呈现递增趋势。

实施例1：

一种高倍率锂离子电芯制作锂离子电池的方法，包括以下步骤：

1、首先通过凹版印刷技术在铜箔和集流体2涂覆区域涂覆厚度为2μm的底涂液，干燥；所述的集流体2为底涂集流体（纳米碳黑、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的复合体），其涂覆厚度为（1~5）μm，极耳1表面的极耳胶厚度为（1~2）μm。

所述的极耳胶的成分以质量百分比计为：聚丙烯酸15%、聚丙烯氰15%、聚四氟乙烯10%、聚萘二甲酸乙二醇酯60%。

2、再通过喷涂技术在多极耳正极极片和多极耳负极极片的极耳区域涂覆极耳胶，通过制片机制备出正极极卷、负极极卷，并通过涂布机在正极极卷和负极极卷涂覆区域分别涂覆磷酸铁锂活性物质层和石墨活性物质层，最后得到正极极卷和负极极卷，

3、采用卷绕机将负极极卷、陶瓷隔膜、正极极卷卷绕形成电芯，并按照电池制作工艺制备出锂离子电池。

最后应说明的是：显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明专利所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (4)

1.一种高倍率锂离子电芯，由多极耳负极极片、陶瓷隔膜和多极耳正极极片卷绕而成，多极耳正极极片、多极耳负极极片的表面分别磷酸铁锂活性物质层和石墨活性物质层，极耳处涂覆有极耳胶；其特征在于：所述的多极耳正极极片和多极耳负极极片的极耳处其极耳间距呈现递增趋势。

2.根据权利要求1所述的一种高倍率锂离子电芯，其特征在于：所述的第n-1极耳与第n极耳间距d(n-1)、第n极耳与第n＋1极耳间距d(n)，间距差Δd=d(n)－d(n-1)=m×｛d(2)－d(1)｝+2L/m，其中m为层数，L为极片长度。

3.根据权利要求1所述的一种高倍率锂离子电芯，其特征在于：所述的极耳胶的成分以质量百分比计为：聚丙烯酸10~20%、聚丙烯氰10~20%、聚四氟乙烯5~15%、聚萘二甲酸乙二醇酯50~60%。

4.一种如权利要求1所述的高倍率锂离子电芯制作锂离子电池的方法，包括以下步骤：其特征在于：

1）、首先通过凹版印刷技术在铜箔和集流体涂覆区域涂覆底涂液，干燥；所述的集流体为底涂集流体：纳米碳黑、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的复合体，其涂覆厚度为1~5μm，极耳表面的极耳胶厚度为1~2μm；

2）、再通过喷涂技术在多极耳正极极片和多极耳负极极片的极耳区域涂覆极耳胶，通过制片机制备出正极极卷、负极极卷，并通过涂布机在正极极卷和负极极卷涂覆区域涂覆分别涂覆磷酸铁锂活性物质和石墨活性物质材料，最后得到正极极卷和负极极卷；

3）、采用卷绕机将负极极卷、陶瓷隔膜、正极极卷卷绕形成电芯，并按照电池制作工艺制备出锂离子电池。