CN105932339A

CN105932339A - 一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法

Info

Publication number: CN105932339A
Application number: CN201610424893.1A
Authority: CN
Inventors: 王丰; 左龙龙; 黄刚; 王晨旭
Original assignee: Hefei Guoxuan High Tech Power Energy Co Ltd
Current assignee: Hefei Gotion High Tech Power Energy Co Ltd
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2016-06-13
Publication date: 2016-09-07

Abstract

本发明涉及一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，包括以下步骤：（1）选取多个分切好的正极单片、负极单片和条形隔膜备用；（2）将多个正极单片和负极单片以正极单片、负极单片、负极单片、正极单片为单元的顺序依次设置在隔膜表面并固定形成复合极片；（3）通过卷针对复合极片进行卷绕，使卷绕后的正极单片、隔膜与负极单片相互层叠形成叠片电池。本发明所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，通过卷绕的形式将正负极片层叠而成，该卷绕式叠片电池的最小结构单元为正、负极单片，省去了多层结构单元的制作、分切、固定及转移步骤，该方法所采用的涂胶隔膜为连续的、未切断的整体，提高了叠片电池的制作效率。

Description

一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法

技术领域

本发明涉及锂离子卷绕型叠片电池技术领域，具体涉及一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、安全性能好、使用寿命长、自放电小以及绿色无污染等优点，目前广泛应用于便携式移动设备、混合动力电池汽车、纯电动汽车等领域。

目前，在动力锂离子电池领域，电芯的制备方法主要有以下两种：一种是卷绕型电芯；另一种是叠片型电芯。卷绕型电芯由于具有制备方法简单、生产效率高、一致性好等优点受到了众多厂家的青睐。但是，卷绕型电芯自身也存在着致命的缺陷，如制备过程中极片张力控制困难、卷绕层数和极片的大小受到限制。此外，卷绕型电池在使用过程中也会存在着热分布不均，特别是在大电流充放电的条件下，容易造成热失控。叠片型电芯由于其特殊的结构，决定了电芯在制作过程中张力分布的均匀性，以及在运行过程中热均匀分布。因此，与卷绕型电芯相比，叠片型电池在功率性能等方面具有较大的优势，特别是在功率性能和热分布等方面，受到了众多新能源汽车厂家一致好评。但是，叠片型电芯存在着制备过程复杂、生产效率低等难题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，该方法通过卷绕的形式将正负极片层叠而成，可以一站式的、连续性的完成卷绕型叠片电池的制备，提高叠片电芯的生产效率。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，包括以下步骤：

(1)选取多个正极单片、负极单片和条形隔膜备用；

(2)将多个正极单片和负极单片以正极单片、负极单片、负极单片、正极单片为单元的顺序依次设置在隔膜表面并固定形成复合极片，相邻电极单片之间的距离通过以下公式计算得到：

\{\begin{matrix} L_{1} = 1.5 a, \\ L_{2} = L_{1} + Π (b + c + d), \\ L_{3} = L_{2} + Π (b + d), \\ L_{4} = L_{3} + Π (b + c), \\ ... \\ L_{n} = L_{n - 1} + Π (b + c), \\ L_{n + 1} = L_{n} + Π (b + d), \\ L_{n + 2} = L_{n + 1} + Π (b + d), \\ L_{n + 3} = L_{n + 2} + Π (b + c), (n = 4 K + 1, K &Element; N^{+}); \end{matrix}

其中，a＝d₂-d₁，L₁为第一片电极单片与第二片电极单片之间的间距，L₂为第二片电极单片与第三片电极单片之间的间距，L₃为第三片电极单片与第四片电极单片之间的间距，L₄为第四片电极单片与第五片电极单片之间的间距，L_n为第n电极片与第n+1片电极片之间的间距，b为隔膜的厚度，c为正极单片的厚度，d为负极单片的厚度，d₂为负极电极片的宽度，d₁为正极电极片的宽度，N⁺为正整数。

(3)通过卷针对复合极片进行卷绕，使卷绕后的正极单片、隔膜与负极单片相互层叠形成叠片电池。

上述步骤中，所述隔膜为涂胶隔膜，正极单片、负极单片通过热压与涂胶隔膜黏贴固定。

上述步骤中，所述正极单片、负极单片通过热压辊与隔膜进行热压固定。

上述步骤中，所述正极单片所采用的基材为铝箔，所述负极单片所采用的基材为铜箔。

由上述技术方案可知，本发明所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，通过卷绕的形式将正负极片层叠而成，该卷绕式叠片电池的最小结构单元为正、负极单片，省去了多层结构单元的制作、分切、固定及转移步骤，该方法所采用的涂胶隔膜为连续的、未切断的整体，提高了叠片电池的制作效率。

附图说明

图1是本发明的方法流程图；

图2是本发明中所述的正、负极单片的放置序列及极耳的排列方式示意图；

图3是本发明制作后的卷绕型叠片电池剖面示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明：

如图1所示，一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，包括以下步骤：

S1：选取多个分切好的正极单片16、负极单片17和条形的涂胶隔膜18备用；

S2：将多个正极单片和负极单片以正极单片16、负极单片17、负极单片17、正极单片16为单元的顺序(即以正极单片16、负极单片17、负极单片17、正极单片16，每4个为一组依次循环的顺序，如图2所示)依次设置在隔膜表面并固定形成复合极片，相邻电极单片之间的距离通过以下公式计算得到：

\{\begin{matrix} L_{1} = 1.5 a, \\ L_{2} = L_{1} + Π (b + c + d), \\ L_{3} = L_{2} + Π (b + d), \\ L_{4} = L_{3} + Π (b + c), \\ ... \\ L_{n} = L_{n - 1} + Π (b + c), \\ L_{n + 1} = L_{n} + Π (b + d), \\ L_{n + 2} = L_{n + 1} + Π (b + d), \\ L_{n + 3} = L_{n + 2} + Π (b + c), (n = 4 K + 1, K &Element; N^{+}); \end{matrix}

本实施例，可采用机械手将正、负极单片放置在隔膜上，按照正、负电极片特定的排列方式将正、负极电极片放置在机械手相对应的收料盒内，由机械手将电极片精确地放置在涂胶隔膜上并固定(在实际生产中，可通过增加机械手的数量来提高制作效率)。

为保证相邻正、负极单片间距的精确性，在机械手放置电极单片时，传送带是停止运行的，而且在每次停止运行时，会全部完成每组正、负极电极片的放置及固定。

S3：通过卷针对复合极片进行卷绕，使卷绕后的正极单片16、隔膜18与负极单片17相互层叠形成叠片电池，如图3所示。

本实施例所述正极单片、负极单片通过热压辊与涂胶隔膜进行热压固定，所述正极单片所采用的基材为铝箔，所述负极单片所采用的基材为铜箔。

发明所述的叠片电池制作方法，有效地解决了叠片电池多层结构单元制备过程繁琐以及固定、转移困难等难题，一站式的完成了卷绕式叠片电池的制作，极大缩减了卷绕式叠片电池的制作工步和制作成本，提高了卷绕式叠片电池制作的效率。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims

1.一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)选取多个正极单片、负极单片和条形隔膜备用；

\{\begin{matrix} L_{1} = 1.5 a, \\ L_{2} = L_{1} + Π (b + c + d), \\ L_{3} = L_{2} + Π (b + d), \\ L_{4} = L_{3} + Π (b + c), \\ ... \\ L_{n} = L_{n - 1} + Π (b + c), \\ L_{n + 1} = L_{n} + Π (b + d), \\ L_{n + 2} = L_{n + 1} + Π (b + d), \\ L_{n + 3} = L_{n + 2} + Π (b + c), (n = 4 K + 1, K &Element; N^{+}); \end{matrix}

2.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，其特征在于：所述隔膜为涂胶隔膜，正极单片、负极单片通过热压与涂胶隔膜黏贴固定。

3.根据权利要求2所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，其特征在于：所述正极单片、负极单片通过热压辊与隔膜进行热压固定。

4.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，其特征在于：所述正极单片所采用的基材为铝箔，所述负极单片所采用的基材为铜箔。