CN106129481A - 卷绕式凹形电芯的制备方法及电芯 - Google Patents

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Abstract

卷绕式凹形电芯的制备方法及电芯，制备方法的步骤如下：制备极片，在正极集流体上涂覆活性物质制成正极极片，在负极集流体上涂覆活性物质制成负极极片；以极片的涂膏起涂线为基准线，沿极片的长度方向间隔初始切割距离切割出第一个切槽，然后每间隔一个切割间隔长度就在极片上切割出一个切槽；将正极极片、隔膜、负极极片依次叠放形成卷材进行卷绕，卷绕时每一圈极片上切槽的位置对齐；对隔膜进行冲切，使卷芯呈凹形状，根据电芯形状成型膜壳并封装，对切槽内的铝塑膜进行冲切，制得凹形成品电芯。本发明制备得到的电芯外形能与存放电芯的空间吻合，提高了存放空间利用率。

Description

卷绕式凹形电芯的制备方法及电芯
技术领域
本发明属于聚合物锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种卷绕式锂离子电芯的制备方法及由该方法制得的电芯。
背景技术
为了迎合人们对产品形状更多样化的追求，通讯、数码产品的外形也不再拘泥于现有方正的外形，而出现了更多的形状。有时为了适应产品的外形，用于存放电池的空间并不一定是如长方体或正方体等六面体形状，也可能是具有凹形的多面体。对于特殊形状的电池存放空间来说，如果仍使用普通的矩形电芯，则规整的矩形电芯无法充分利用预留的存放电芯的空间，导致电芯设计容量低，设备待机时间短。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以提高设备预留的电池存放槽空间利用率的卷绕式凹形电芯及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：
卷绕式凹形电芯的制备方法，步骤如下：
制备极片，在正极集流体上涂覆活性物质制成正极极片，在负极集流体上涂覆活性物质制成负极极片；
以极片的涂膏起涂线为基准线，沿极片的长度方向间隔初始切割距离L1切割出第一个切槽，然后每间隔一个切割间隔长度Ln就在极片上切割出一个切槽，切割第n个切槽时的切割间隔长度Ln＝L0+(n-2)×l，其中，L0为标准切割间隔长度，l为卷绕时每一圈极片相对于其上一圈极片的长度增加值，n≥2；
将正极极片、隔膜、负极极片依次叠放形成卷材进行卷绕，卷绕时每一圈极片上切槽的位置对齐；
对隔膜进行冲切，使卷芯呈凹形状，根据电芯形状成型膜壳并封装，对切槽内的铝塑膜进行冲切，制得凹形成品电芯。
进一步的，所述切槽沿极片的边缘设置。
进一步的，采用激光切割的方式在极片上切槽。
进一步的，制备极片时，在集流体上不预留用于焊接极耳的空白区域，使活性物质完全覆盖集流体，然后清除掉集流体上焊接极耳区域内的活性物质并焊接极耳。
进一步的，采用激光清洗的方式清除焊接极耳区域内的活性物质。
卷绕式凹形电芯，包括依次层叠放置的正极极片、隔膜及负极极片，所述正极极片、隔膜及负极极片形成的卷材连续卷绕形成卷芯；所述正极极片和负极极片上具有多个沿极片的长度方向间隔设置的切槽，每一圈极片上的切槽的位置对齐。
进一步的，所述切槽沿极片的边缘设置。
进一步的，所述第n个切槽与其前一个切槽间的间隔为Ln＝L0+(n-2)×l，n≥2。
由以上技术方案可知，本发明在极片上按设定的长度切割出多个切槽，在卷绕时使每一圈极片上的切槽对齐，重叠在一起的切槽形成卷芯上的凹部，从而制得凹形的电芯，通过制备与电芯存放空间形状吻合的电芯，提高存放空间利用率，从而提高了设备的电芯容量及设备待机时间，解决了因受电池容量所限导致的设备待机时间短的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明极片的示意图；
图2为本发明卷绕后得到的电芯的结构示意图；
图3为成型后的凹形电芯的示意图。
具体实施方式
为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。
本发明的目的是制备一种凹形电芯，该电芯至少一端部呈凹形结构，例如电芯设置极耳的端部或与极耳相对的端部或该两端部呈凹形结构，以便于可以更好地适应设备预留的电池存放空间，提高电芯的设计容量。
本发明的凹形电芯的制备方法如下：
采用常规工艺制备极片：在正极集流体上覆活性物质制成正极极片、并焊接极耳，在负极集流体上涂覆活性物质制成负极极片、并焊接极耳；
以极片的涂膏起涂线(即涂覆了活性物质区域的起始端边线)为基准线，沿极片的长度方向间隔初始切割距离L1切割出第一个切槽a，然后每间隔一个切割间隔长度Ln，就在极片上切割出一个大小相同的切槽a，从而得到具有多个间隔分布的切槽a的极片(图1)；本实施例的切槽位于极片的边缘，即切槽的一条边与极片的长边重合，由此在极片边缘形成多个切槽；切割第n个切槽时的切割间隔长度Ln＝L0+(n-2)×l，n≥2，其中，L0为标准切割间隔长度，l为卷绕时每一圈(折)极片相对于其上一圈(折)极片的长度增加值，如第2圈极片相对第1圈极片增加的长度值，初始切割间隔长度L1、标准切割间隔长度L0、切槽a的大小以及每一圈极片的长度增加值l是根据电池的尺寸及存放空间的尺寸进行设置；可以采用激光切割或其它方式来切槽，当极片的剩余长度小于Ln时停止切割；切割第2个切槽时的切割间隔长度L2＝L0，本实施例的切割间隔长度Ln为相邻两个切槽几何中心间的距离，但切割间隔长度也可以是两个切槽间的间距；
将正极极片、隔膜、负极极片依次叠放形成卷材进行卷绕，卷绕时每一圈极片上的切槽位置对齐，即每一圈极片上的切槽重叠在一起，从而可使卷芯呈凹形状(图2)；
对隔膜进行冲切，采用常规工艺按电芯的形状成型膜壳，并对其进行封装，最后对凹槽内多余的铝塑膜进行冲切，从而制得凹形成品电芯(图3)。
本发明的凹形电池与现有的矩形电芯对比，可以用于特定设计结构的设备中，从而提高设备电池槽的空间利用率，有利于提高设备的电芯容量和提高设备待机时间。
作为本发明的一个优选技术方案，制作极片的步骤如下：
在集流体上涂覆活性物质(涂膏)时不预留用于焊接极耳的空白区域，而是在集流体整个区域内涂覆活性物质，使活性物质完全覆盖极片，从而可以提高电芯表面的平面度和电芯能量密度，从而提高电芯的循环性能；然后清除掉集流体上焊接极耳区域内的活性物质，最后在该区域焊接极耳，并贴胶保护。更优选的，采用激光清洗的方式清除焊接极耳区域的活性物质，但也可以采用真空清除或贴胶清除等其它方式来清除焊接极耳区域的活性物质。本实施例中，焊接极耳的位置在极片的头部，但焊接极耳的位置也可以在极片的中部或者尾部。
由多个重叠的切槽形成的电芯凹槽可以位于电芯的两极耳中间，也可以位于两极耳的旁侧，或者电芯边缘。前述实施例中切槽位于极片的边缘，当切槽不是位于极片边缘，而是位于其他位置，例如位于极片中间时，卷绕后也可形成侧边呈凹形的卷芯。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (8)

1.卷绕式凹形电芯的制备方法，其特征在于，步骤如下：
制备极片，在正极集流体上涂覆活性物质制成正极极片，在负极集流体上涂覆活性物质制成负极极片；
以极片的涂膏起涂线为基准线，沿极片的长度方向间隔初始切割距离L1切割出第一个切槽，然后每间隔一个切割间隔长度Ln就在极片上切割出一个切槽，切割第n个切槽时的切割间隔长度Ln＝L0+(n-2)×l，其中，L0为标准切割间隔长度，l为卷绕时每一圈极片相对于其上一圈极片的长度增加值，n≥2；
将正极极片、隔膜、负极极片依次叠放形成卷材进行卷绕，卷绕时每一圈极片上切槽的位置对齐；
对隔膜进行冲切，使卷芯呈凹形状，根据电芯形状成型膜壳并封装，对切槽内的铝塑膜进行冲切，制得凹形成品电芯。
2.根据权利要求1所述的卷绕式凹形电芯的制备方法，其特征在于：所述切槽沿极片的边缘设置。
3.根据权利要求1所述的卷绕式凹形电芯的制备方法，其特征在于：采用激光切割机在极片上切槽。
4.根据权利要求1所述的卷绕式凹形电芯的制备方法，其特征在于：制备极片时，在集流体上不预留用于焊接极耳的空白区域，使活性物质完全覆盖集流体，然后清除掉集流体上焊接极耳区域内的活性物质并焊接极耳。
5.根据权利要求4所述的卷绕式凹形电芯的制备方法，其特征在于：采用激光清洗的方式清除焊接极耳区域内的活性物质。
6.卷绕式凹形电芯，包括依次层叠放置的正极极片、隔膜及负极极片，所述正极极片、隔膜及负极极片形成的卷材连续卷绕形成卷芯；
其特征在于：
所述正极极片和负极极片上具有多个沿极片的长度方向间隔设置的切槽，每一圈极片上的切槽的位置对齐。
7.根据权利要求6所述的卷绕式凹形电芯，其特征在于：所述切槽沿极片的边缘设置。
8.根据权利要求6所述的卷绕式凹形电芯，其特征在于：所述第n个切槽与其前一个切槽间的距离为Ln＝L0+(n-2)×l，n≥2。
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