CN105633451A - 超薄型聚合物电池及制作方法 - Google Patents

超薄型聚合物电池及制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105633451A
CN105633451A CN201511017030.4A CN201511017030A CN105633451A CN 105633451 A CN105633451 A CN 105633451A CN 201511017030 A CN201511017030 A CN 201511017030A CN 105633451 A CN105633451 A CN 105633451A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pole piece
ultra
polymer battery
type polymer
thin type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201511017030.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105633451B (zh
Inventor
王继生
孟亚斌
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shenzhen youteli Energy Co.,Ltd.
Original Assignee
SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co Ltd filed Critical SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co Ltd
Priority to CN201511017030.4A priority Critical patent/CN105633451B/zh
Publication of CN105633451A publication Critical patent/CN105633451A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105633451B publication Critical patent/CN105633451B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/0468Compression means for stacks of electrodes and separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04Construction or manufacture in general
    • H01M10/045Cells or batteries with folded plate-like electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • H01M10/0525Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00Batteries for particular applications
    • H01M2220/30Batteries in portable systems, e.g. mobile phone, laptop
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明适用于电池领域,提供了一种超薄型聚合物电池制作方法及使用该方法制作的超薄型聚合物电池。该超薄型聚合物电池制作方法,包括如下步骤:制作第一极片和用于对折夹持所述第一极片的第二极片;隔片复合:设置隔膜,再通过热压复合工艺将所述隔膜包裹所述第一极片或粘合于所述第二极片上;折片组装:将所述第一极片放置于所述第二极片的一侧,再将所述第二极片对折,并罩于所述第一极片上,形成电芯;制成:于所述电芯上设置绝缘层以形成电池。通过热压复合工艺在第二极片粘合隔膜或在第一极片上包裹隔膜,再将第二极片对折而夹住第一极片,从而可以防止第一极片与第二极片及隔膜间错位,防止电池故障。

Description

超薄型聚合物电池及制作方法
技术领域
本发明属于电池领域,尤其涉及一种超薄型聚合物电池制作方法及使用该方法制作的超薄型聚合物电池。
背景技术
随着穿戴式电子产品市场的日益增长和一些异形电池的应用,要求锂离子电池需要按照终端产品的要求做成特定的形状。特别是超薄型聚合物电池,其厚度往往要求做到1mm,甚至是0.8mm以下。现有技术这电池的卷芯一般采用叠片式结构,一般是在正极片上叠一层隔膜,再叠一层负极片,再叠一层隔膜,再叠一层正极片来热压制成。但是这种叠片法制作超薄型聚合物电池,其各极片与隔膜间容易产生错位,而导致电池发生故障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种超薄型聚合物电池制作方法,旨在解决现有超薄型聚合物电池制作时各极片与隔膜间容易产生错位,而导致电池发生故障的问题。
本发明是这样实现的,一种超薄型聚合物电池制作方法,包括如下步骤:
制片:制作第一极片和用于对折夹持所述第一极片的第二极片,所述第一极片与所述第二极片的极性相反,所述第一极片上设有第一极耳;
隔片复合:设置隔膜,并在所述隔膜上涂布粘合粘接剂;再通过热压复合工艺将所述隔膜包裹所述第一极片或粘合于所述第二极片上;
折片组装:将所述第一极片放置于所述第二极片的一侧,再将所述第二极片的另一侧向所述第一极片的方向对折,并罩于所述第一极片上,形成电芯;
制成:将所述电芯进行热压固定,再于所述电芯上设置绝缘层以形成电池。
本发明通过热压复合工艺在第二极片粘合隔膜或在第一极片上包裹隔膜,再将第二极片对折而夹住第一极片,从而可以防止第一极片与第二极片及隔膜间错位,防止电池故障。
本发明的另一目的在于提供一种超薄型聚合物电池,该超薄型聚合物电池由如上所述的超薄型聚合物电池制作方法制作而成。
本发明的超薄型聚合物电池使用上述方法制作,从而可以更好的防止第一极片与第二极片及隔膜间错位,防止电池故障。
附图说明
图1-图10是本发明实施例一提供的超薄型聚合物电池制作方法的过程示意图。
图11-图20是本发明实施例二提供的超薄型聚合物电池制作方法的过程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的一种超薄型聚合物电池制作方法,包括如下步骤:
制片:制作第一极片和用于对折夹持所述第一极片的第二极片,所述第一极片与所述第二极片的极性相反,所述第一极片上设有第一极耳;
隔片复合:设置隔膜,并在所述隔膜上涂布粘合粘接剂;再通过热压复合工艺将所述隔膜包裹所述第一极片或粘合于所述第二极片上;
折片组装:将所述第一极片放置于所述第二极片的一侧,再将所述第二极片的另一侧向所述第一极片的方向对折,并罩于所述第一极片上,形成电芯;
制成:将所述电芯进行热压固定,再于所述电芯上包裹绝缘层以形成电池。
通过热压复合工艺在第二极片粘合隔膜或在第一极片上包裹隔膜,再将第二极片对折而夹住第一极片,从而可以防止第一极片与第二极片及隔膜间错位,防止电池故障。
下面两个实施例来具体说明本发明的超薄型聚合物电池制作方法:
实施例一:请参阅图1-图10,其中,图1为实施例一的制作方法中第一金属片上涂布第一活性层后的俯视结构示意图;图2为图1的制作方法中第一极片的俯视结构示意图;图3为实施例一的制作方法中第二金属片上涂布二活性层后的俯视结构示意图;图4为图3的第二金属片上涂布二活性层后的正视结构示意图;图5为图3的制作方法中第二极片的俯视结构示意图;图6为图2的第一极片上包裹隔膜后的结构示意图;图7为折片治具的结构示意图;图8为第二极片放置于折片治具上的示意图;图9为第一极片放置于第二极片上的示意图;图10为制成的超薄聚合物电池的结构示意图。
请参阅图1和图2,设置第一金属片11a和配制第一活性材料,将第一活性材料涂布在第一金属片11a的两面上,并使第一金属片11a的至少一端露出,以将露出的第一金属片11a切割形成第一极耳13a,进而使形成的第一活性层12a与第一金属片11a的整体成为第一极片10a。在其它实施例中,也可以在第一金属片11a上焊接铝带、镍带、铜带等金属带来引出第一极耳13a。
请参阅图3、图4和图5,设置第二金属片21a和配制第二活性材料,将第二活性材料涂布在第二金属片21a的一面上,形成第二活性层22a,并使第二金属片21a的至少一端露出,以将露出的第二金属片21a切割形成第二极耳23a,进而使形成的第二活性层22a与第二金属片21a的整体成为第二极片20a,以便在第二极片20a对折时,可以夹持住第一极片10a。进一步地,第二极片20a的宽度等于或略大于第一极片10a的宽度,以使第二极片20a在宽度上可以与第一极片10a相对应,减少材料的浪费。在其它实施例中,也可以在第二金属片21a上焊接铝带、镍带、铜带等金属带来引出第二极耳23a。
完成以上制片步骤,再进行隔片复合步骤:
请参阅图2和图6,在制作的第一极片10a上热压复合隔膜14a,形成隔膜袋,包裹住第一极片10a,这样可以使隔膜14a固定在第一极片10a上,进而可以避免隔膜14a与第一极片10a间发生错位。具体地,可以在隔膜14a上涂布粘合粘接剂,以便隔膜14a能更好的粘接固定在第一极片10a上;再通过热压复合工艺将隔膜14a固定在第一极片10a上,并使隔膜14a包裹住第一极片10a,形成隔膜袋。
进一步地,隔膜14a上涂布粘合粘接剂的厚度范围为1~2um。从而可以降低隔膜14a的厚度。
在第一极片10a上包裹隔膜14a后,可以进行折弯组装步骤:
请参阅图7、图8和图9,本实施例中,使用折片治具30a来进行折弯组装步骤,以提高效率,并使第一极片10a与第二极片20a良好的对位。
其中,折片治具30a包括两个夹板31a,两个夹板31a相互枢接,从而可以使两个夹板31a可以相对夹持,以便对折第二极片20a。将折片治具30a的两个夹板31a展开,再将第二极片20a放置在两个夹板31a上,并使第二极片20a的中间位于两个夹板31a的连接处,以使翻转一个夹板31a带动第二极片20a的一侧向其另一侧折弯时,可以使第二极片20a沿其中间对折。
再将第一极片10a放置在第二极片20a的一侧,再向第一极片10a的方向翻转靠近第二极片20a的另一侧的夹板31a,使第二极片20a的另一侧向第一极片10a的方向对折,使第二极片20a夹持住第一极片10a,这样就可以形成电芯。而隔膜14a包裹固定在第一极片10a上,而第二极片20a对折夹持第一极片10a,则可以避免第二极片20a与隔膜14a间发生错位,同时可以避免第二极片20a与第一极片10a间发生错位,进而可以防止电芯发生故障。
之后可以进行制成步骤:
请参阅图9和图10,将电芯进行热压固定,以便使第二极片20a定型,进而使该电芯定型,然后在电芯的上设置绝缘层40a,以制成电池。
设置绝缘层40a即可以保护电芯,也可以起到防止漏电的作用,提高电芯的使用寿命和放电时间。绝缘层40a可以为使用PVDF(聚偏氟乙烯,英文简称为PVDF)或PVDF(聚偏氟乙烯,英文简称为PVDF)与PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯,英文简称为PVDF-HFP)的混合物涂布而成。以降低绝缘层40a的厚度。在另一些实施例中,绝缘层40a也可以为塑料膜等。
在其它实施例中,也可以不设置折片治具30a,而直接将第一极片10a放置在第二极片20a的一侧,再将第二极片20a的另一侧向第一极片10a的方向对折,使第二极片20a夹持住第一极片10a,这样就可以形成电芯。而隔膜14a包裹固定在第一极片10a上,而第二极片20a对折夹持第一极片10a,则可以避免第二极片20a与隔膜14a间发生错位,同时可以避免第二极片20a与第一极片10a间发生错位,进而可以防止电芯发生故障。
请参阅图7-图9,为了方便描述,定义折片治具30a的夹板31a上放置第二极片20a的一面为正面,其另一面为背面。进一步地,为了更好的进行折片组装,折片治具30a的各夹板31a上还开设有若干通孔32a,而各夹板31a的背面还安装有抽真空机,抽真空机与这些通孔32a相连。从而,当第二极片20a放置在两个夹板31a上时,可以吸附住第二极片20a,以更好定位第二极片20a,进而方便将第二极片20a对折。
更进一步地,各夹板31a的中部还横向开设有凹槽33a,以便容置和定位第二极片20a。当第二极片20a放置在两个夹板31a上时,各夹板31a的凹槽33a可以容置第二极片20a的两侧,并对第二极片20a进行定位。这样可以方便定位第二极片20a。更进一步地,各凹槽33a的深度可以略大于第二极片20a的厚度,则夹板31a上的凹槽33a同时可以对第一极片10a进行定位,以方便将第二极片20a与第一极片10a进行对位。当然,两个凹槽33a的深度之和要小于或等于制成的电芯的厚度,即第二极片20a厚度的两倍加上第一极片10a的厚度之和要大于或等于两个凹槽33a的深度之和。
更进一步地,至少一个夹板31a上开设有容置第一极片10a上第一极耳13a的第一开口34a和容置第二极片20a上的第二极耳23a的第二开口35a,在夹板31a上开设第一开口34a和第二开口35a来分别容置第一极耳13a和第二极耳23a,即可以在对折第二极片20a时避免损坏第一极耳13a与第二极耳23a,也可以在放置第二极片20a与第一极片10a时,对第二极片20a与第一极片10a进行定位。
进一步地,第一极耳13a与第二极耳23a的位置相错开,不仅可以方便制作的电池的使用,同时可以方便设置夹板31a上第一开口34a与第二开口35a的位置。
进一步地,该折片治具30a还包括驱动两个夹板31a相对转动的气动转轴36a,设置气动转轴36a,以实现自动对折。本实施例中,气动转轴36a为两个,分别设置在两个夹板31a相交处的相对两端,以平稳的驱动两个夹板31a相对转动。
在其它实施例中,两个夹板31a可以使用合页相连,也可以通过转轴相连,以实现两个夹板31a的相互枢接。
进一步地,在对第一极片10a上通过热压复合工艺固定隔膜14a的过程中,其热压复合工艺中,温度范围为45~85℃,压力范围为0.2Mpa~0.8Mpa,时间为5~10min。从而保证隔膜14a可以良好的固定在第一极片10a上。将热压复合工艺的温度范围设为45~85℃,可以使隔膜14a上的粘合粘接剂能良好的与第一极片10a粘接固定,同时还不会影响到第一极片10a。而当温度高于85℃,可能会损坏第一极片10a的第一活性层12a,而当温度低于45℃,则隔膜14a可能无法固定在第一极片10a上。优先地,热压复合工艺的温度范围为50~60℃。将热压复合工艺的压力范围设为0.2Mpa~0.8Mpa,以保证隔膜14a可以良好的固定在第一极片10a上。当压力大于0.8Mpa,有可能会压坏第一极片10a,而当压力小于0.2Mpa,又可能会使隔膜14a无法紧密固定在第一极片10a上。优先地,热压复合工艺的压力范围为0.25Mpa~0.45Mpa。
进一步地,隔膜14a上涂布的粘合粘接剂可以为PVDF(聚偏氟乙烯,英文简称为PVDF)与PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯,英文简称为PVDF-HFP)的混合物,或者为PAA(聚丙烯酸盐,英文简称为PAA)与PAN(聚丙烯腈,英文简称为PAN)的混合物。粘合粘接剂使用PVDF与PVDF-HFP的混合物或PAA与PAN的混合物,以使隔膜14a可以更好的热压复合固定在第一极片10a上,同时减少对第一极片10a的影响。在其它实施例中,隔膜14a上也可以涂布其它粘接剂。
进一步地,PVDF与PVDF-HFP的质量比例范围为3:1~5:1,以使隔膜14a可以更好的热压复合固定在第一极片10a上。优先地,PVDF与PVDF-HFP的质量比例范围为4:1。
进一步地,PAA与PAN的质量比例范围为3:1~1:3。以使隔膜14a可以更好的热压复合固定在第一极片10a上。优先地,PAA与PAN的质量比例范围为1:1.8。
进一步地,在上述制成步骤中,对电芯热压固定的过程中,温度范围为45~85℃,时间为3~5min。以便对第二极片20a进行定型,并使第二极片20a与隔膜14a紧密贴合。而当温度高于85℃,可能会损坏第二极片20a的第二活性层22a,而当温度低于45℃,则难以对第二极片20a定型,并使第二极片20a与隔膜14a紧密贴合。优先地,对电芯热压固定的温度范围为75~80℃。
进一步地,为了方便对电芯热压固定,折片治具30a的两个夹板31a上安装有加热装置。更进一步地,为了方便夹板31a导热,夹板31a可以为金属板,同时可以增加夹板31a的强度。
请参阅图1-图6,进一步地,第一极片10a可以为正极片,而第一极片10a的第一活性层12a为正极活性层,可以使用正极配料制作;相应的第二极片20a可以为负极片,而第二极片20a的第二活性层22a为负极活性层,可以使用负极配料制作。更进一步地,第一极片10a的第一金属片11a为铝箔,第二极片20a的第二金属片21a为铜箔。
当然,在另一些实施例中,第一极片10a可以为负极片,而第一极片10a的第一活性层12a为负极活性层,可以使用负极配料制作;相应的第二极片20a可以为正极片,而第二极片20a的第二活性层22a为正极活性层,可以使用正极配料制作。更进一步地,第一极片10a的第一金属片11a为铜箔,第二极片20a的第二金属片21a为铝箔。
进一步地,当第二极片20a为正极片时,为了方便对折第二极片20a,第二活性材料仅涂布在第二金属片21a的两侧,而第二金属片21a的中部则空出一条涂布间隙25a。设置涂布间隙25a是指涂布活性材料时,中间会空出一段,主要是为了让这段铝箔正对负极的集流体横截面。设置涂布间隙25a,以使正极活性物质区域被负极活性物质区域所覆盖,防止锂枝晶的析出,避免发生电池故障,以方便在对折第二极片20a时,沿该涂布间隙25a对折,以方便在对折第二极片20a时进行定位。由于第二活性材料涂布在第二金属片21a的两侧,则对折第二极片20a,实际在对折第二金属片21a。
所述正极配料包括正主料、正极粘结剂和正极导电剂。其中,所述正主料可以为钴酸锂或三元或磷酸铁锂或锰酸锂;所述正极粘结剂为聚偏氟乙烯(英文简称为PVDF);所述正极导电剂包括碳纳米管(英文简称为CNT)、导电炭黑、石墨烯中的一种或多种。进一步地,对于正主料采用磷酸铁锂时,正极粘结剂可以采用PVDF加水性粘结剂,如水性粘结剂可以为丙烯腈多元共聚物的水分散液,如采用商品名称为LA133的丙烯腈多元共聚物的水分散液加PVDF来制作正极粘结剂。如导电炭黑可以采用商品名称为Super-p的导电炭黑。由此可知,本发明的超薄型聚合物电池制作方法可以采用多种电极材料制作正极配料。
进一步地,所述负极配料包括负主料、负极粘结剂和负极导电剂。其中所述负主料为石墨或石墨的改性物;所述负极粘结剂为油性粘结剂或水性粘结剂;所述负极导电剂包括碳纳米管、导电炭黑、石墨烯中的一种或多种。具体地,上述石墨的改性物可以为硅碳复合石墨。上述油性粘结剂可以为聚偏氟乙烯(英文简称为PVDF)。上述水性粘结剂可以为丁苯乳胶(英文简称为SBR)加羧甲基纤维素钠(英文简称为CMC),即SBR+CMC体系的水性粘结剂。如导电炭黑可以采用商品名称为Super-p的导电炭黑。由此可知,本发明的超薄型聚合物电池制作方法可以采用多种电极材料制作负极配料。
进一步地,在制作正极片与负极片时,可以将正极配料涂布于铝箔上制成正极片,将负极配料涂布于铜箔上制成负极片,可以将正极配料和负极配料采用乳化均质高速分散的方法制成均匀稳定的浆料,再采用挤压喷涂法或转移涂布法来实现。更进一步地,为了降低正极片和负极片的厚度,以便在较高的质量容纳较多的电极材料,可以对正极片和负极片进行对辊碾压。
进一步地,为了提高加工效率,降低成本,可以制作大片的正极片和负极片,在将大片的正极片和负极片分切成小块的正极片和负极片。分切时可以采用整卷正极片或负极片分成小卷正极片或负极片的工艺,也可以采用冲片机将大片的正极片和负极片冲成小块的正极片和负极片的工艺,还可以采用模切机进行分切。
本实施例的超薄型聚合物电池制作方法可以防止第一极片10a与第二极片20a及隔膜14a间错位,防止电池故障,同时可以提高组装的稳定性与可靠性,简化组装过程,提高生产效率、降低成本,并且可以使电池的性能得到提升。
实施例二:请参阅图11-图19,其中,图11为实施例二的制作方法中第一金属片上涂布第一活性层后的俯视结构示意图;图12为图11的制作方法中第一极片的俯视结构示意图;图13为实施例二的制作方法中第二金属片上涂布二活性层后的俯视结构示意图;图14为图13的第二金属片上涂布二活性层后的正视结构示意图;图15为图14的制作方法中第二极片的俯视结构示意图;图16为图14的第二极片上粘合隔膜后的结构示意图;图17为折片治具的结构示意图;图18为第二极片放置于折片治具上的示意图;图19为第一极片放置于第二极片上的示意图;图20为制成的超薄聚合物电池的结构示意图。
本实施例中折片治具30b的结构可以与实施例一的折片治具的结构相同。
请参阅图11和图12,设置第一金属片11b和配制第一活性材料,将第一活性材料涂布在第一金属片11b的两面上,形成第一活性层12b,并使第一金属片11b的至少一端露出,以将露出的第一金属片11b切割形成第一极耳13b,进而使形成的第一活性层12b与第一金属片11b的整体成为第一极片10b。
请参阅图13,图14和图15,设置第二金属片21b和配制第二活性材料,将第二活性材料涂布在第二金属片21b的一面上,形成第二活性层22b,并使第二金属片21b的至少一端露出,以将露出的第二金属片21b切割形成第二极耳23b,进而使形成的第二活性层22b与第二金属片21b的整体成为第二极片20b。进一步地,第二极片20b的宽度等于或略大于第一极片10b的宽度,以使第二极片20b在宽度上可以与第一极片10b相对应,减少材料的浪费。
完成以上制片步骤,再进行隔片复合步骤:
请参阅图14和图16,在制作的第二极片20b上热压复合隔膜24b,使隔膜24b贴合在第二极片20b的第二活性层22b上,这样可以使隔膜24b固定在第二极片20b上,进而可以避免隔膜24b与第二极片20b间发生错位。具体地,可以在隔膜24b上涂布粘合粘接剂,以便隔膜24b能更好的粘接固定在第二极片20b上;再通过热压复合工艺将隔膜24b固定在第二极片20b上。
在第二极片20b上固定隔膜24b后,可以进行折弯组装步骤:
请参阅图17、图18和图19,本实施例中,使用折片治具30b来进行折弯组装步骤,以提高效率,并使第一极片10b与第二极片20b良好的对位。
其中,折片治具30b包括两个夹板31b,两个夹板31b相互枢接,从而可以使两个夹板31b可以相对夹持,以便对折第二极片20b。将折片治具30b的两个夹板31b展开,再将第二极片20b放置在两个夹板31b上,并使第二极片20b的中间位于两个夹板31b的连接处,以使翻转一个夹板31b带动第二极片20b的一侧向其另一侧折弯时,可以使第二极片20b沿其中间对折。
再将第一极片10b放置在第二极片20b的一侧,再向第一极片10b的方向翻转靠近第二极片20b的另一侧的夹板31b,使第二极片20b的另一侧向第一极片10b的方向对折,这样就可以形成电芯。而隔膜24b包裹固定在第一极片10b上,而第二极片20b对折夹持第一极片10b,则可以避免第二极片20b与隔膜24b间发生错位,同时可以避免第二极片20b与第一极片10b间发生错位,进而可以防止电芯发生故障。
之后可以进行制成步骤:
请参阅图19和图20,将电芯进行热压固定,以便使第二极片20b定型,进而使该电芯定型,然后在电芯的上设置绝缘层40b,以制成电池。
设置绝缘层40b即可以保护电芯,也可以起到防止漏电的作用,提高电芯的使用寿命和放电时间。绝缘层40b可以为使用PVDF(聚偏氟乙烯,英文简称为PVDF)或PVDF(聚偏氟乙烯,英文简称为PVDF)与PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯,英文简称为PVDF-HFP)的混合物涂布而成。以降低绝缘层40b的厚度。在另一些实施例中,绝缘层40b也可以为塑料膜等。
在其它实施例中,也可以不设置折片治具30b,而直接将第一极片10b放置在第二极片20b的一侧,再将第二极片20b的另一侧向第一极片10b的方向对折,使第二极片20b夹持住第一极片10b,而第二极片20b的长度大于或等于第一极片10b的两倍,则第二极片20b可以罩住第一极片10b,这样就可以形成电芯。而隔膜24b包裹固定在第一极片10b上,而第二极片20b对折夹持第一极片10b,则可以避免第二极片20b与隔膜24b间发生错位,同时可以避免第二极片20b与第一极片10b间发生错位,进而可以防止电芯发生故障。
请参阅图17-图19,为了方便描述,定义折片治具30b的夹板31b上放置第二极片20b的一面为正面,其另一面为背面。进一步地,为了更好的进行折片组装,折片治具30b的各夹板31b上还开设有若干通孔32b,而各夹板31b的背面还安装有抽真空机,抽真空机与这些通孔32b相连。从而,当第二极片20b放置在两个夹板31b上时,可以吸附住第二极片20b,以更好定位第二极片20b,进而方便将第二极片20b对折。
更进一步地,各夹板31b的中部还横向开设有凹槽33b,以便容置和定位第二极片20b。当第二极片20b放置在两个夹板31b上时,各夹板31b的凹槽33b可以容置第二极片20b的两侧,并对第二极片20b进行定位。这样可以方便定位第二极片20b。更进一步地,各凹槽33b的深度可以略大于第二极片20b的厚度,则夹板31b上的凹槽33b同时可以对第一极片10b进行定位,以方便将第二极片20b与第一极片10b进行对位。当然,两个凹槽33b的深度之和要小于或等于制成的电芯的厚度,即第二极片20b厚度的两倍加上第一极片10b的厚度之和要大于或等于两个凹槽33b的深度之和。
更进一步地,至少一个夹板31b上开设有容置第一极片10b上第一极耳13b的开口和容置第二极片20b上的第二极耳23b的第二开口35b,在夹板31b上开设第一开口34b和第二开口35b来分别容置第一极耳13b和第二极耳23b,即可以在对折第二极片20b时避免损坏第一极耳13b与第二极耳23b,也可以在放置第二极片20b与第一极片10b时,对第二极片20b与第一极片10b进行定位。
进一步地,第一极耳13b与第二极耳23b的位置相错开,不仅可以方便制作的电池的使用,同时可以方便设置夹板31b上第一开口34b与第二开口35b的位置。
进一步地,该折片治具30b还包括驱动两个夹板31b相对转动的气动转轴36b,设置气动转轴36b,以实现自动对折。本实施例中,气动转轴36b为两个,分别设置在两个夹板31b相交处的相对两端,以平稳的驱动两个夹板31b相对转动。
在其它实施例中,两个夹板31b可以使用合页相连,也可以通过转轴相连,以实现两个夹板31b的相互枢接。
进一步地,在对第二极片20b上通过热压复合工艺固定隔膜24b的过程中,其热压复合工艺中,温度范围为45~85℃,压力范围为0.2Mpb~0.8Mpb,时间为5~10min。从而保证隔膜24b可以良好的固定在第二极片20b上。将热压复合工艺的温度范围设为45~85℃,可以使隔膜24b上的粘合粘接剂能良好的与第二极片20b粘接固定,同时还不会影响到第二极片20b。而当温度高于85℃,可能会损坏第二极片20b的第二活性层22b,而当温度低于45℃,则隔膜24b可能无法固定在第二极片20b上。优先地,热压复合工艺的温度范围为50~60℃。将热压复合工艺的压力范围设为0.2Mpb~0.8Mpb,以保证隔膜24b可以良好的固定在第二极片20b上。当压力大于0.8Mpb,有可能会压坏第二极片20b,而当压力小于0.2Mpb,又可能会使隔膜24b无法紧密固定在第二极片20b上。优先地,热压复合工艺的压力范围为0.25Mpb~0.45Mpb。
进一步地,隔膜24b上涂布的粘合粘接剂可以为PVDF(聚偏氟乙烯,英文简称为PVDF)与PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯,英文简称为PVDF-HFP)的混合物,或者为PAA(聚丙烯酸盐,英文简称为PAA)与PAN(聚丙烯腈,英文简称为PAN)的混合物。粘合粘接剂使用PVDF与PVDF-HFP的混合物或PAA与PAN的混合物,以使隔膜24b可以更好的热压复合固定在第二极片20b上,同时减少对第二极片20b的影响。在其它实施例中,隔膜24b上也可以涂布其它粘接剂。
进一步地,PVDF与PVDF-HFP的质量比例范围为3:1~5:1,以使隔膜24b可以更好的热压复合固定在第二极片20b上。优先地,PVDF与PVDF-HFP的质量比例范围为4:1。
进一步地,PAA与PAN的质量比例范围为3:1~1:3。以使隔膜24b可以更好的热压复合固定在第二极片20b上。优先地,PAA与PAN的质量比例范围为1:1.8。
进一步地,在上述制成步骤中,对电芯热压固定的过程中,温度范围为45~85℃,时间为3~5min。以便对第二极片20b进行定型,并使第一极片10b与隔膜24b紧密贴合。而当温度高于85℃,可能会损坏第二极片20b的第二活性层22b,而当温度低于45℃,则难以对第二极片20b定型,并使第一极片10b与隔膜24b紧密贴合。优先地,对电芯热压固定的温度范围为75~80℃。
进一步地,为了方便对电芯热压固定,折片治具30b的两个夹板31b上安装有加热装置。更进一步地,为了方便夹板31b导热,夹板31b可以为金属板,同时增加夹板31b的强度。
请参阅图11-图16,进一步地,第一极片10b可以为正极片,而第一极片10b的第一活性层12b为正极活性层,可以使用正极配料制作;相应的第二极片20b可以为负极片,而第二极片20b的第二活性层22b为负极活性层,可以使用负极配料制作。更进一步地,第一极片10b的第一金属片11b为铝箔,第二极片20b的第二金属片21b为铜箔。
当然,在另一些实施例中,第一极片10b可以为负极片,而第一极片10b的第一活性层12b为负极活性层,可以使用负极配料制作;相应的第二极片20b可以为正极片,而第二极片20b的第二活性层22b为正极活性层,可以使用正极配料制作。更进一步地,第一极片10b的第一金属片11b为铜箔,第二极片20b的第二金属片21b为铝箔。
进一步地,当第二极片20b为正极片时,为了方便对折第二极片20b,第二活性材料仅涂布在第二金属片21b的两侧,而第二金属片21b的中部则空出一条涂布间隙。设置涂布间隙是指涂布活性材料时,中间会空出一段,主要是为了让这段铝箔正对负极的集流体横截面。设置涂布间隙,以使正极活性物质区域被负极活性物质区域所覆盖,防止锂枝晶的析出,避免发生电池故障,以方便在对折第二极片20b时,沿该涂布间隙对折,以方便在对折第二极片20b时进行定位。由于第二活性材料涂布在第二金属片21b的两侧,则对折第二极片20b,实际在对折第二金属片21b。
请参阅图9和图10,本发明实施例还公开了一种超薄型聚合物电池,该超薄型聚合物电池由如上述实施例一所述的超薄型聚合物电池制作方法制作而成。该超薄型聚合物电池使用上述方法制作,从而可以更好的防止第一极片10b与第二极片20b及隔膜24b间错位,防止电池故障。
请参阅图19和图20,本发明实施例还公开了一种超薄型聚合物电池,该超薄型聚合物电池由如上述实施例二所述的超薄型聚合物电池制作方法制作而成。该超薄型聚合物电池使用上述方法制作,从而可以更好的防止第一极片10b与第二极片20b及隔膜24b间错位,防止电池故障。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超薄型聚合物电池制作方法,其特征在于:包括如下步骤:
制片:制作第一极片和用于对折夹持所述第一极片的第二极片,所述第一极片与所述第二极片的极性相反,所述第一极片上设有第一极耳;
隔片复合:设置隔膜,并在所述隔膜上涂布粘合粘接剂;再通过热压复合工艺将所述隔膜包裹所述第一极片或粘合于所述第二极片上;
折片组装:将所述第一极片放置于所述第二极片的一侧,再将所述第二极片的另一侧向所述第一极片的方向对折,并罩于所述第一极片上,形成电芯;
制成:将所述电芯进行热压固定,再于所述电芯上设置绝缘层以形成电池。
2.如权利要求1所述的超薄型聚合物电池制作方法,其特征在于,所述热压复合工艺中,温度范围为45~85℃,压力范围为0.2Mpa~0.8Mpa,时间为5~10min。
3.如权利要求1所述的超薄型聚合物电池制作方法,其特征在于,所述制成步骤的热压固定过程中,温度范围为45~85℃,时间为3~5min。
4.如权利要求1所述的超薄型聚合物电池制作方法,其特征在于,所述粘合粘接剂为PVDF与PVDF-HFP的混合物,或者所述粘合粘接剂为PAA与PAN的混合物。
5.如权利要求4所述的超薄型聚合物电池制作方法,其特征在于,所述PVDF与PVDF-HFP的质量比例范围为3:1~5:1。
6.如权利要求4所述的超薄型聚合物电池制作方法,其特征在于,所述PAA与PAN的质量比例范围为3:1~1:3。
7.如权利要求1-6任一项所述的超薄型聚合物电池制作方法,其特征在于,所述第一极片包括第一金属片和涂布于所述第一金属片的相对两面上的第一活性层;所述第二极片包括第二金属片和涂布于所述第二金属片的一面上的第二活性层。
8.如权利要求1-6任一项所述的超薄型聚合物电池制作方法,其特征在于,所述折片组装步骤中还包括用于对折极片的折片治具,所述折片治具包括相互枢接的两个夹板,所述第二极片放置于两个所述夹板上。
9.如权利要求8所述的超薄型聚合物电池制作方法,其特征在于,各所述夹板上开设有若干通孔,各所述夹板的背面安装有与所述通孔相连的抽真空机。
10.一种超薄型聚合物电池,其特征在于,该超薄型聚合物电池由如权利要求1-9任一项所述的超薄型聚合物电池制作方法制作而成。
CN201511017030.4A 2015-12-29 2015-12-29 超薄型聚合物电池及制作方法 Active CN105633451B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511017030.4A CN105633451B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 超薄型聚合物电池及制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201511017030.4A CN105633451B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 超薄型聚合物电池及制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105633451A true CN105633451A (zh) 2016-06-01
CN105633451B CN105633451B (zh) 2018-06-05

Family

ID=56048153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201511017030.4A Active CN105633451B (zh) 2015-12-29 2015-12-29 超薄型聚合物电池及制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105633451B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107180954A (zh) * 2017-05-24 2017-09-19 张廷祥 一种超薄型石墨烯锂离子单体电池及石墨烯锂离子电池组
CN109346779A (zh) * 2018-09-19 2019-02-15 惠州亿纬锂能股份有限公司 电芯主体及其制备方法、超薄电池及其制备方法
CN112038708A (zh) * 2020-10-10 2020-12-04 合肥国轩高科动力能源有限公司 锂离子电池卷芯结构及其制造方法
CN114122313A (zh) * 2021-10-25 2022-03-01 西北工业大学 一种超薄有机复合电源及其制备方法
WO2023092277A1 (zh) * 2021-11-23 2023-06-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件及其制造方法、电池单体、电池和用电装置
WO2024026674A1 (zh) * 2022-08-02 2024-02-08 宁德新能源科技有限公司 二次电池及其制备方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116698A (en) * 1990-07-11 1992-05-26 Eveready Battery Company, Inc. Bifold separator
CN101267050A (zh) * 2008-04-18 2008-09-17 江苏迪欧能源科技有限公司 锂离子电池电芯制备方法
CN101355180A (zh) * 2008-09-09 2009-01-28 吉安市优特利科技有限公司 一种锂离子动力电池的电芯构造
CN101630757A (zh) * 2008-07-14 2010-01-20 Tcl集团股份有限公司 一种锂离子电池的电芯结构
CN101656330A (zh) * 2009-09-22 2010-02-24 南京双登科技发展研究院有限公司 一种锂离子电池电芯制作方法
CN203351680U (zh) * 2013-05-31 2013-12-18 深圳市格瑞普电池有限公司 正极片隔膜袋以及带该正极片隔膜袋的叠片锂离子电池
CN104051793A (zh) * 2014-07-03 2014-09-17 宁德新能源科技有限公司 叠片电芯的制备方法
CN104718655A (zh) * 2013-09-25 2015-06-17 株式会社Lg化学 电极组件的制造方法
CN104769753A (zh) * 2012-11-26 2015-07-08 日本瑞翁株式会社 电极/隔板叠层体的制造方法以及锂离子二次电池

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5116698A (en) * 1990-07-11 1992-05-26 Eveready Battery Company, Inc. Bifold separator
CN101267050A (zh) * 2008-04-18 2008-09-17 江苏迪欧能源科技有限公司 锂离子电池电芯制备方法
CN101630757A (zh) * 2008-07-14 2010-01-20 Tcl集团股份有限公司 一种锂离子电池的电芯结构
CN101355180A (zh) * 2008-09-09 2009-01-28 吉安市优特利科技有限公司 一种锂离子动力电池的电芯构造
CN101656330A (zh) * 2009-09-22 2010-02-24 南京双登科技发展研究院有限公司 一种锂离子电池电芯制作方法
CN104769753A (zh) * 2012-11-26 2015-07-08 日本瑞翁株式会社 电极/隔板叠层体的制造方法以及锂离子二次电池
CN203351680U (zh) * 2013-05-31 2013-12-18 深圳市格瑞普电池有限公司 正极片隔膜袋以及带该正极片隔膜袋的叠片锂离子电池
CN104718655A (zh) * 2013-09-25 2015-06-17 株式会社Lg化学 电极组件的制造方法
CN104051793A (zh) * 2014-07-03 2014-09-17 宁德新能源科技有限公司 叠片电芯的制备方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107180954A (zh) * 2017-05-24 2017-09-19 张廷祥 一种超薄型石墨烯锂离子单体电池及石墨烯锂离子电池组
CN109346779A (zh) * 2018-09-19 2019-02-15 惠州亿纬锂能股份有限公司 电芯主体及其制备方法、超薄电池及其制备方法
CN112038708A (zh) * 2020-10-10 2020-12-04 合肥国轩高科动力能源有限公司 锂离子电池卷芯结构及其制造方法
CN114122313A (zh) * 2021-10-25 2022-03-01 西北工业大学 一种超薄有机复合电源及其制备方法
WO2023092277A1 (zh) * 2021-11-23 2023-06-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 电极组件及其制造方法、电池单体、电池和用电装置
WO2024026674A1 (zh) * 2022-08-02 2024-02-08 宁德新能源科技有限公司 二次电池及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105633451B (zh) 2018-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105633451A (zh) 超薄型聚合物电池及制作方法
JP5382130B2 (ja) 固体電解質電池の製造方法
TWI484686B (zh) 電極組及包含其之電化學電池
JP5554400B2 (ja) リチウム二次電池の製造方法及び積層電池の製造方法
TW201419634A (zh) 蓄電裝置及其製造方法
JP2017130281A (ja) 全固体電池の製造方法
CN202259533U (zh) 锂离子电池的极片及锂离子电池
KR20120023491A (ko) 파우치형 플렉서블 필름 전지 및 그 제조 방법
JP2007226969A5 (zh)
US20210313625A1 (en) All-solid-state battery and production method therefor
CN113130838A (zh) 一种多极耳电芯极片的制备方法、多极耳电芯极片及多极耳电芯
JP2019053862A (ja) 積層電極体及び蓄電素子
CN110739491A (zh) 一种用涂胶隔膜制作软包锂电池的制作方法
JP7211165B2 (ja) 全固体電池及びその製造方法
CN114335692B (zh) 一种电化学装置及电子装置
JP5228540B2 (ja) 双極型二次電池
CN113131096A (zh) 一种锂离子电池极片和隔膜的复合方法及锂离子电池
JP2011048967A (ja) 積層型二次電池および製造方法
WO2018163295A1 (ja) 二次電池および二次電池の製造方法
CN111276665B (zh) 一种软包装锂离子电池
WO2022134377A1 (zh) 一种凝胶聚合物锂离子电容电池和电极及其制备方法
JP2014116136A (ja) 全固体二次電池
CN205282579U (zh) 超薄型聚合物电池
CN207368139U (zh) 一种多极耳方形卷芯结构电芯及其锂离子电池
JP7136992B2 (ja) 電池用電極の製造方法および電池セルの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Ultrathin polymer battery and its manufacturing method

Effective date of registration: 20200825

Granted publication date: 20180605

Pledgee: Shenzhen SME financing Company limited by guarantee

Pledgor: SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co.,Ltd.

Registration number: Y2020990001026

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
CP03 Change of name, title or address

Address after: 518000 3rd floor, area a, building 3, Huiye Science Park, sightseeing Road, Tangjia community, Fenghuang street, Guangming District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee after: Shenzhen youteli Energy Co.,Ltd.

Address before: 3 / F, building 3a, Huiye Science Park, sightseeing Road, Guangming New District, Shenzhen, Guangdong 518000

Patentee before: SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co.,Ltd.

CP03 Change of name, title or address
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Date of cancellation: 20211202

Granted publication date: 20180605

Pledgee: Shenzhen SME financing Company limited by guarantee

Pledgor: SHENZHEN UTILITY POWER SOURCE Co.,Ltd.

Registration number: Y2020990001026

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right
PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right

Denomination of invention: Ultra thin polymer battery and its manufacturing method

Effective date of registration: 20221215

Granted publication date: 20180605

Pledgee: China Minsheng Banking Corp Shenzhen branch

Pledgor: Shenzhen youteli Energy Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980027752

PE01 Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right
PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right

Granted publication date: 20180605

Pledgee: China Minsheng Banking Corp Shenzhen branch

Pledgor: Shenzhen youteli Energy Co.,Ltd.

Registration number: Y2022980027752

PC01 Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right