CN106784991A - 二次扣式锂电池、折叠式电芯及其制作方法 - Google Patents

二次扣式锂电池、折叠式电芯及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种二次扣式锂电池、折叠式电芯及其制作方法，折叠式电芯的制作方法包括：S1、制作正极片：提供多个圆形的第一极片和多个第一连接件，通过多个第一连接件将多个第一极片依次连接；S2、制作负极片：提供多个圆形的第二极片和多个第二连接件，通过多个第二连接件将多个第二极片依次连接；S3、提供多个圆形的隔膜片，隔膜片的尺寸大于第一极片和第二极片的尺寸；S4、将正极片和负极片以预定夹角交错放置，将第一极片和第二极片轮替叠放，并在相邻的第一极片和第二极片之间叠放隔膜片，形成圆柱状电芯。本发明的折叠式电芯由连续的正极片和负极片配合隔膜交错叠置形成，制作工艺简单，降低了生产难度，提高效率，适合大规模工业化生产。

Description

二次扣式锂电池、折叠式电芯及其制作方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种二次扣式锂电池、折叠式电芯及其制作方法。
背景技术
二次扣式锂离子电池主要应用于小型化电子产品，广泛用于便携式电子装置的电源。目前这类电池的电芯结构主要分为卷绕式结构和折叠式结构，卷绕式结构优点是电池性能一致性好，但体积容量密度低，壳内空间利用率低；折叠式结构相对于卷绕式结构容量高，空间利用率较好，但目前折叠式结构的制程较为困难，工艺较为复杂，不利于大批量工业生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述的现有缺陷，提供一种具有高体积容量密度、高功率密度且制作简单的二次扣式锂电池、二次扣式锂电池中折叠式电芯及折叠式电芯的制作方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种折叠式电芯的制作方法，包括以下步骤：
S1、制作正极片：提供多个圆形的第一极片和多个第一连接件，通过多个所述第一连接件将多个所述第一极片依次连接；
S2、制作负极片：提供多个圆形的第二极片和多个第二连接件，通过多个所述第二连接件将多个所述第二极片依次连接；
S3、提供多个圆形的隔膜片，所述隔膜片的尺寸大于所述第一极片和第二极片的尺寸；
S4、将正极片和负极片以一个预定夹角交错放置，将所述第一极片和所述第二极片轮替叠放，并在相邻的所述第一极片和所述第二极片之间叠放一个所述隔膜片，形成圆柱状的电芯。
优选地，步骤S4中，所述电芯相对的两个表面中，一表面为第一极片，另一表面为第二极片。
优选地，步骤S1中，所述第一极片包括第一基板以及涂覆形成在所述第一基板表面上的正极材料涂层；
所述正极片中，位于一外侧的一个所述第一极片的一表面设有所述正极材料涂层，相对另一表面空白裸露出所述第一基板，形成第一单面极片；其余的所述第一极片的相对两个表面均有所述正极材料涂层；
步骤S4中，所述电芯一表面上的所述第一极片为所述第一单面极片，并且所述第一单面极片以设有正极材料涂层的一面朝向与其相邻叠置的隔膜片。
优选地，所述第一基板为铝箔板；所述第一连接件为铝箔件。
优选地，步骤S2中，所述第二极片包括第二基板以及涂覆形成在所述第二基板表面上的负极材料涂层；
所述负极片中，位于一外侧的一个所述第二极片的一表面设有所述负极材料涂层，相对另一表面空白裸露出所述第二基板，形成第二单面极片；其余的所述第二极片的相对两个表面均有所述负极材料涂层；
步骤S4中，所述电芯另一表面上的所述第二极片为所述第二单面极片，并且所述第二单面极片以设有负极材料涂层的一面朝向与其相邻叠置的隔膜片。
优选地，所述第二基板为铜箔板；所述第二连接件为铜箔件。
优选地，步骤S1中，连接在所述第一极片之间的多个第一连接件位于同一直线上；
步骤S2中，连接在所述第二极片之间的多个第二连接件位于同一直线上。
优选地，步骤S4中，所述预定夹角为90°。
优选地，该制作方法还包括以下步骤：
S5、在所述电芯的外周侧面包覆绝缘层。
本发明还提供一种折叠式电芯，由以上任一项所述的制作方法制成。
本发明还提供一种二次扣式锂电池，包括上述的折叠式电芯以及外壳；所述折叠式电芯设置在所述外壳内，其相对两个表面分别与所述外壳接触导电。
本发明的有益效果：折叠式电芯由连续的正极片和负极片配合隔膜交错叠置形成，制作工艺简单，降低了生产难度，提高效率，适合大规模工业化生产。
另外，通过将该折叠式电芯安装在外壳内以制成二次扣式锂电池，折叠式电芯的两个表面通过与外壳接触导电，充分利用外壳内空间，使得二次扣式锂电池具有高体积容量密度、高功率密度以及长循环寿命。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的折叠式电芯中正极片的结构示意图；
图2是本发明一实施例的折叠式电芯中负极片的结构示意图；
图3是本发明一实施例的折叠式电芯正极片和负极片叠置过程示意图；
图4是本发明一实施例的折叠式电芯的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-4所示，本发明一实施例的折叠式电芯的制作方法，包括以下步骤：
S1、制作正极片10：提供多个圆形的第一极片11和多个第一连接件12，通过多个第一连接件12将多个第一极片11依次连接，从而将多个第一极片11连续连成条串结构，如图1所示。
其中，第一极片11可以是正圆形，也可以是椭圆形。相邻的两个第一极片11由一个第一连接件11连接起来。第一连接件11为条状体，在相邻的两个第一极片11之间具有足够的宽度，以方便相邻的两个第一极片11相对叠置。
优选地，连接在第一极片11之间的多个第一连接件12位于同一直线上。
每一第一极片11均包括第一基板以及涂覆形成在第一基板表面上的正极材料涂层。
在正极片10中，位于相对两外侧的一外侧的一个第一极片11的一表面设有正极材料涂层，相对另一表面不设正极材料涂层而空白裸露出第一基板，形成第一单面极片110；其余的第一极片11的相对两个表面均有正极材料涂层，形成双面极片。第一单面极片110中，裸露出第一基板的表面形成金属面。
本实施例中，第一基板为铝箔板。第一连接件12优选为铝箔件，可通过焊接方式固定连接在相邻的两个第一极片11的第一基板之间。
S2、制作负极片20：提供多个圆形的第二极片21和多个第二连接件22，通过多个第二连接件22将多个第二极片21依次连接；从而将多个第二极片21连续连成条串结构，如图2所示。
其中，第二极片21可以是正圆形，也可以是椭圆形。相邻的两个第二极片21由一个第二连接件22连接起来。第二连接件22为条状体，在相邻的两个第二极片21之间具有足够的宽度，以方便相邻的两个第二极片21相对叠置。
优选地，连接在第二极片21之间的多个第二连接件22位于同一直线上。
每一第二极片21均包括第二基板以及涂覆形成在第二基板表面上的正极材料涂层。
在负极片20中，位于相对两外侧的一外侧的一个第二极片21的一表面设有负极材料涂层，相对另一表面不设负极材料涂层而空白裸露出第二基板，形成第二单面极片210；其余的第二极片21的相对两个表面均有负极材料涂层，形成双面极片。第二单面极片210中，裸露出第二基板的表面形成金属面。
本实施例中，第二基板为铜箔板。第二连接件22优选为铜箔件，可通过焊接方式固定连接在相邻的两个第二极片21的第二基板之间。
S3、提供多个圆形的隔膜片30，隔膜片30的尺寸(如直径)大于第一极片11和第二极片21的尺寸，用于隔绝第一极片11和第二极片12，避免两者相接触。
可以理解地，步骤S1、S2和S3没有先后顺序限定，可以任意依次进行，也可以同时进行。第一极片11和第二极片21的数量一致。
S4、将正极片10和负极片20以一个预定夹角交错放置，将第一极片11和第二极片21轮替叠放，并在相邻的第一极片11和第二极片21之间叠放一个隔膜片30，形成圆柱状的电芯，如图4所示。
预定夹角可为90°，也可以为锐角或钝角等，只要能使得第一极片11和第二极片21在叠置过程中错开均可。
电芯相对的两个表面中，一表面为正极片10的第一极片11，另一表面为负极片20的第二极片21。
进一步地，电芯一表面上的第一极片11为第一单面极片110，并且第一单面极片110以设有正极材料涂层的一面朝向与其相邻叠置的隔膜片30，露出第一基板的另一面(金属面)可用于与电池的外壳接触导电。电芯另一表面上的第二极片21为第二单面极片210，并且第二单面极片210以设有负极材料涂层的一面朝向与其相邻叠置的隔膜片30，露出第二基板的另一面(金属面)可用于与电池的外壳接触导电。
在电芯中，多个第一连接件12分成两组，且该两组相对地位于电芯两侧；同理，多个第二连接件22也分成两组，相对地位于电芯两侧，且连线与两组第一连接件12的连线以预定夹角相交。
由于正极片10和负极片20上不设伸出的极耳结构，减少制作工艺步骤，叠置形成的电芯两端也没有伸出的极耳结构，减小整体的体积及占用空间。
如图3所示，步骤S4具体操作如下：可先将负极片20的第二单面极片210以设有负极材料涂层的一面朝上置于底层，在第二单面极片210上叠置一隔膜片30，再将正极片10一外侧的第一极片11(双面均设有正极材料涂层)叠置于隔膜片30上；之后在第一极片11上再叠置另一隔膜片30，弯折负极片20，将与第二单面极片210相邻连接的第二极片21叠置在隔膜片30上；紧接着在该第二极片21上叠置另一隔膜30，再弯折正极片10，将第一极片11再叠置在隔膜片30上，以此交替叠置，以完成所有第一极片11、第二极片21的叠置。最后，位于顶部的极片为正极片10的第一单面极片110，并且第一单面极片110以金属面朝上。
进一步地，该折叠式电芯的制作方法还包括以下步骤：
S5、在电芯的外周侧面包覆绝缘层(如胶纸)，以稳定电芯结构同时防止电芯与电池的外壳接触短路。
本发明一实施例的折叠式电芯，由上述的制作方法制成，结构如图4所示。其中，多个第一极片11和第二极片21轮替叠放，多个隔膜片30分别叠置在相邻的第一极片11和第二极片21之间。第一连接件12连接在相邻的两个第一极片11之间，第二连接件22连接在相邻的两个第二极片21之间。
本发明一实施例的二次扣式锂电池，包括上述的折叠式电芯以及外壳。折叠式电芯设置在外壳内，其相对两个表面分别与外壳接触导电。
参考图1、2、4，折叠式电芯的两个表面中，一个是正极片10的第一单面极片110的金属面，另一个是负极片20的第二单面极片210的金属面，金属面可与外壳内面紧密连接，导电性能好，内阻低，大电流放电能力优异。
该折叠式电芯由于没有极耳结构，在外壳内充分利用其内部空间，体积容量密度高，同时减少了制作工序，提高了制程效率。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种折叠式电芯的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制作正极片：提供多个圆形的第一极片和多个第一连接件，通过多个所述第一连接件将多个所述第一极片依次连接；
S2、制作负极片：提供多个圆形的第二极片和多个第二连接件，通过多个所述第二连接件将多个所述第二极片依次连接；
S3、提供多个圆形的隔膜片，所述隔膜片的尺寸大于所述第一极片和第二极片的尺寸；
S4、将正极片和负极片以一个预定夹角交错放置，将所述第一极片和所述第二极片轮替叠放，并在相邻的所述第一极片和所述第二极片之间叠放一个所述隔膜片，形成圆柱状的电芯。
2.根据权利要求1所述的折叠式电芯的制作方法，其特征在于，步骤S4中，所述电芯相对的两个表面中，一表面为第一极片，另一表面为第二极片。
3.根据权利要求2所述的折叠式电芯的制作方法，其特征在于，步骤S1中，所述第一极片包括第一基板以及涂覆形成在所述第一基板表面上的正极材料涂层；
所述正极片中，位于一外侧的一个所述第一极片的一表面设有所述正极材料涂层，相对另一表面空白裸露出所述第一基板，形成第一单面极片；其余的所述第一极片的相对两个表面均有所述正极材料涂层；
步骤S4中，所述电芯一表面上的所述第一极片为所述第一单面极片，并且所述第一单面极片以设有正极材料涂层的一面朝向与其相邻叠置的隔膜片。
4.根据权利要求3所述的折叠式电芯的制作方法，其特征在于，所述第一基板为铝箔板；所述第一连接件为铝箔件。
5.根据权利要求2所述的折叠式电芯的制作方法，其特征在于，步骤S2中，所述第二极片包括第二基板以及涂覆形成在所述第二基板表面上的负极材料涂层；
所述负极片中，位于一外侧的一个所述第二极片的一表面设有所述负极材料涂层，相对另一表面空白裸露出所述第二基板，形成第二单面极片；其余的所述第二极片的相对两个表面均有所述负极材料涂层；
步骤S4中，所述电芯另一表面上的所述第二极片为所述第二单面极片，并且所述第二单面极片以设有负极材料涂层的一面朝向与其相邻叠置的隔膜片。
6.根据权利要求5所述的折叠式电芯的制作方法，其特征在于，所述第二基板为铜箔板；所述第二连接件为铜箔件。
7.根据权利要求1所述的折叠式电芯的制作方法，其特征在于，步骤S1中，连接在所述第一极片之间的多个第一连接件位于同一直线上；
步骤S2中，连接在所述第二极片之间的多个第二连接件位于同一直线上；
步骤S4中，所述预定夹角为90°。
8.根据权利要求1-7任一项所述的折叠式电芯的制作方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S5、在所述电芯的外周侧面包覆绝缘层。
9.一种折叠式电芯，其特征在于，该折叠式电芯由权利要求1-8任一项所述的制作方法制成。
10.一种二次扣式锂电池，其特征在于，包括权利要求9所述的折叠式电芯以及外壳；所述折叠式电芯设置在所述外壳内，其相对两个表面分别与所述外壳接触导电。
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