CN108183264A - 一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法及其电池极组 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法，包括步骤：第一步：在横向分布的负极片的顶面和底面分别涂覆上负极浆料，分别形成第一负极浆料涂覆层和第二负极浆料涂覆层，其中，所述负极片左端的顶面和底面均涂覆上负极浆料；第二步：在所述负极片的右端底面焊接上右负极耳；第三步：对所述第一负极浆料涂覆层左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域进行去除浆料操作，形成左负极耳焊接区域；第四步：在所述左负极耳焊接区域上焊接上左负极耳；第五步：选择具有预设长度的正极片，且所述预设长度小于所述第一负极浆料涂覆层的长度；第六步：将负极片、绝缘隔膜和正极片卷绕在一起，以负极片收尾，制作形成圆柱型锂离子电池极组。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，特别是涉及一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法及其电池极组。
背景技术
目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面。
其中，随着电动汽车的里程不断提升，对圆柱型锂离子电池的设计容量要求也越来越高。圆柱型锂离子电池因尺寸固定，导致其利用空间也是有限的。因此最大限度的提高电池的空间利用率是目前提升圆柱型锂离子电池容量的一个方向。
目前，对于圆柱型锂离子电池，其具有的负极片(通常采用铜箔制成)在进行负极浆料的涂覆时，需要在负极片的左右两端分别给负极耳的焊接位置预留空箔(即没有涂覆浆料的部分)，因此，将导致在卷绕制作电池极组时，将浪费一段空箔，不仅增加了电池的制造成本，而且这段空箔占用了有限的电池空间，造成不必要的电池空间浪费。
需要说明的是，参见图1至图3所示，传统负极涂覆工艺中，负极片1由铜箔构成，以左负极耳2的位置为尾部方向，右负极耳3位置为首部方向，采用尾部对齐而首部不对齐方式涂覆负极浆料，具体为：负极片1的顶面和底面分别涂覆上负极浆料，分别形成第一负极浆料涂覆层A和第二负极浆料涂覆层B，其中，所述负极片1左端(即尾部方向)以及所述负极片1右端(即首部方向)的顶面和底面均没有涂覆上负极浆料(即具有预留的空箔来用于负极耳的焊接)；也就是说，为了方便焊接左负极耳2和右负极耳3这两个负极耳，传统工艺则会在涂覆负极浆料时，通常会为耳焊接位置预留空箔，这样不仅导致负极浪费一段空箔C，同时还浪费了电池的有限空间。
因此，目前迫切需要研发出一种技术，其可以有效减少圆柱型锂离子电池的负极片预留的空箔长度，降低电池的制造成本，节省制备获得的电池极组所占用的空间，进而提升电池的空间利用率和设计容量。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法及其电池极组，其可以有效减少圆柱型锂离子电池的负极片预留的空箔长度，降低电池的制造成本，节省制备获得的电池极组所占用的空间，进而提升电池的空间利用率和设计容量，适用于大规模的生产应用，具有重大的生产实践意义。
为此，本发明提供了一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法，包括以下步骤：
第一步：在横向分布的负极片的顶面和底面分别涂覆上负极浆料，分别形成第一负极浆料涂覆层和第二负极浆料涂覆层，其中，所述负极片左端的顶面和底面均涂覆上负极浆料；
第二步：在所述负极片的右端底面焊接上右负极耳；
第三步：对所述第一负极浆料涂覆层左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域进行去除浆料操作，形成左负极耳焊接区域；
第四步：在所述左负极耳焊接区域上焊接上左负极耳；
第五步：选择具有预设长度的正极片，且所述预设长度小于所述第一负极浆料涂覆层的长度；
第六步：将负极片、绝缘隔膜和正极片卷绕在一起，以负极片收尾，制作形成圆柱型锂离子电池极组。
其中，所述第一负极浆料涂覆层的长度大于所述第二负极浆料涂覆层的长度。
其中，所述去除浆料操作具体为：用预设的刮具设备直接进行刮料操作。
其中，所述去除浆料操作具体包括以下步骤：
首先，在所述第一负极浆料涂覆层左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域喷上甲基吡咯烷酮NMP溶剂，以将负极浆料浸润；
然后，再用预设的刮具设备将所述第一负极浆料涂覆层左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域上浸润后的负极浆料刮下来。
其中，所述去除浆料操作具体为：对所述第一负极浆料涂覆层左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域进行的激光清洗操作。
其中，在所述第六步之后还包括第七步：在所述圆柱型锂离子电池极组的尾部粘贴上终止胶带。
此外，本发明提供的一种圆柱型锂离子电池极组，其采用以上提供的圆柱型锂离子电池极组的制备方法权进行制备。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法及其电池极组，其可以有效减少圆柱型锂离子电池的负极片预留的空箔长度，降低电池的制造成本，节省制备获得的电池极组所占用的空间，进而提升电池的空间利用率和设计容量，适用于大规模的生产应用，具有重大的生产实践意义。
附图说明
图1为现有圆柱型锂离子电池极组的制备方法中制备的负极片的正视图；
图2为现有圆柱型锂离子电池极组的制备方法中制备的负极片的俯视图；
图3为现有圆柱型锂离子电池极组的制备方法在对电池极组进行卷绕前，电池极组的结构示意简图；
图4为本发明提供的一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法的流程图；
图5为本发明提供的一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法中制备的负极片的正视图；
图6为本发明提供的一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法中制备的负极片的俯视图；
图7为本发明提供的一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法在对电池极组进行卷绕前，电池极组的结构示意简图；
图中，1为负极片，2为左负极耳，3为右负极耳，4为正极片。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。
参见图4至图7，本发明提供了一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法及其电池极组，适用于制备卷绕式的圆柱型锂离子电池极组，所述电池极组包括有正极片4、负极片1、绝缘隔膜、左负极耳2和右负极耳3，该方法包括以下步骤：
第一步：在横向分布的负极片1的顶面和底面分别涂覆上负极浆料，参见图5、图6所示，分别形成第一负极浆料涂覆层A和第二负极浆料涂覆层B，其中，所述负极片1左端(即尾部方向)的顶面和底面均涂覆上负极浆料(即没有预留的空箔来用于负极耳的焊接)，所述负极片1右端(即首部方向)的顶面和底面没有涂覆上负极浆料(即具有预留的空箔来用于负极耳的焊接)；
具体实现上，所述第一负极浆料涂覆层A的长度大于所述第二负极浆料涂覆层B的长度；
第二步：在所述负极片1的右端底面焊接上右负极耳3；
第三步：对所述第一负极浆料涂覆层A左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域进行去除浆料操作，形成左负极耳焊接区域；
第四步：在所述左负极耳焊接区域上焊接上左负极耳2；
第五步：选择具有预设长度的正极片4，且所述预设长度小于所述第一负极浆料涂覆层A的长度；
需要说明的是，所述预设长度可以根据用户的需要以及具体电池正极片、负极片的尺寸进行设置。例如，可以为44mm。
需要说明的是，对于本发明，在正常工艺流程中，正极片的正反面的正极浆料均有对应的负极浆料，类似三明治结构，从上之下依次为负极浆料、正极浆料、正极片、正极浆料、负极浆料，也就是正极片的长度一般都小于负极浆料A的长度，这是为了保证经过后续卷绕工艺后，正极正反两面的正极浆料均有相应的负极浆料相对应。
第六步：最终制作电池极组，具体为：将负极片1、绝缘隔膜和正极片4卷绕在一起(绝缘隔膜设置在正极片和负极片之间的位置，间隔开正极片和负极片)，以负极片收尾，制作形成圆柱型锂离子电池极组，参见图7所示。
在本发明中，在所述第六步之后还包括第七步：在所述圆柱型锂离子电池极组的尾部粘贴上终止胶带，以进行电池极组的形状固定。
在本发明中，对于第三步，需要说明的是，该预设宽度的负极浆料涂覆层具有的宽度，与需要焊接的左负极耳2的宽度相对应匹配。
具体实现上，所述去除浆料操作，具体可以为：用刀片等预设的刮具设备直接进行刮料操作。但是，这样无法保证准确、可靠的去除浆料。为此，本发明还可以是执行以下的去除浆料操作：
首先，在所述第一负极浆料涂覆层A左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域喷上甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，以将负极浆料浸润；
然后，再用刀片等预设的刮具设备将所述第一负极浆料涂覆层A左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域上浸润后的负极浆料刮下来。
此外，所述去除浆料操作，还可以为：采用激光清洗设备(如现有的激光清洗器)对所述第一负极浆料涂覆层A左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域进行的激光清洗操作。
对于本发明，基于上述本发明提供的一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法，本发明还提供了一种圆柱型锂离子电池极组，其采用以上圆柱型锂离子电池极组的制备方法制备获得。
为了更加清楚地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例做进一步的说明。
实施例一。如图5至图7所示所示，负极片1由铜箔构成，首先在该负极片1的双面(即顶面和底面)均不预留用于焊接的空箔区域；
需要说明的是，传统负极涂覆工艺中，以左负极耳2的位置为尾部方向，右负极耳3位置为首部方向，采用尾部对齐而首部不对齐方式涂覆负极浆料，而为了方便焊接极耳，传统工艺则会在涂覆负极浆料时，通常会为耳焊接位置预留空箔，这样不仅导致负极浪费一段空箔，同时还浪费了电池的有限空间。
接着，对于本发明，采用激光清洗设备(如现有的激光清洗器)对所述第一负极浆料涂覆层A左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域进行的激光清洗操作，从而制得负极耳焊接所需的铜箔(即左负极耳焊接区域)；
然后，选择长度比所述第一负极浆料涂覆层A的长度小预设长度(例如44mm)的正极片4；
最后，通过卷绕工艺，将所述正极片4、绝缘隔膜和负极片1卷绕在一起，以负极片收尾，制作形成圆柱型锂离子电池极组。如图7所示，与现有技术的图3所示的空箔C相比较，本发明的空箔C的长度大幅度减少。
实施例二。如图5至图7所示所示，负极片1由铜箔构成，首先在该负极片1的双面(即顶面和底面)均不预留用于焊接的空箔区域；
需要说明的是，传统负极涂覆工艺中，以左负极耳2的位置为尾部方向，右负极耳3位置为首部方向，采用尾部对齐而首部不对齐方式涂覆负极浆料，而为了方便焊接极耳，传统工艺则会在涂覆负极浆料时，通常会为耳焊接位置预留空箔。
接着，对于本发明，先向所述第一负极浆料涂覆层A左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域喷上甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂，以将负极浆料浸润；
然后，再用刀片等预设的刮具设备将所述第一负极浆料涂覆层A左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域上浸润后的负极浆料刮下来，从而制得负极耳焊接所需的铜箔(即左负极耳焊接区域)；
然后，选择长度比所述第一负极浆料涂覆层A的长度小预设长度(例如44mm)的正极片4；
最后，通过卷绕工艺，将所述正极片4、绝缘隔膜和负极片1卷绕在一起，以负极片收尾，制作形成圆柱型锂离子电池极组。如图7所示，与现有技术的图3所示的空箔C相比较，本发明对应原空箔C的位置(如图7所示的C)，实际具有的空箔长度大幅度减少，仅为去除了浆料的左负极耳焊接区域，即左负极耳2旁边的没有浆料的区域。
与现有技术相比较，本发明提供的一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法，具有如下的有益效果：
1、相同的极组尺寸，负极片采用新结构，就可以增大涂覆量，进而提高电池容量；
2、负极片采用新结构，不影响电池极组芯部的正负极包覆，对电池安全性无影响；
3、负极片采用新的涂覆结构，可以减少负极片中空箔铜箔的浪费，降低电池的整体生产成本。
因此，对于本发明提供的一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法，其最终所制备的圆柱型锂离子电池的内部空间利用率显著提升，可以实现锂离子电池的设计容量的提高。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法及其电池极组，其可以有效减少圆柱型锂离子电池的负极片预留的空箔长度，降低电池的制造成本，节省制备获得的电池极组所占用的空间，进而提升电池的空间利用率和设计容量，适用于大规模的生产应用，具有重大的生产实践意义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种圆柱型锂离子电池极组的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
第一步：在横向分布的负极片的顶面和底面分别涂覆上负极浆料，分别形成第一负极浆料涂覆层和第二负极浆料涂覆层，其中，所述负极片左端的顶面和底面均涂覆上负极浆料；
第二步：在所述负极片的右端底面焊接上右负极耳；
第三步：对所述第一负极浆料涂覆层左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域进行去除浆料操作，形成左负极耳焊接区域；
第四步：在所述左负极耳焊接区域上焊接上左负极耳；
第五步：选择具有预设长度的正极片，且所述预设长度小于所述第一负极浆料涂覆层的长度；
第六步：将负极片、绝缘隔膜和正极片卷绕在一起，以负极片收尾，制作形成圆柱型锂离子电池极组。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一负极浆料涂覆层的长度大于所述第二负极浆料涂覆层的长度。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述去除浆料操作具体为：用预设的刮具设备直接进行刮料操作。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述去除浆料操作具体包括以下步骤：
首先，在所述第一负极浆料涂覆层左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域喷上甲基吡咯烷酮NMP溶剂，以将负极浆料浸润；
然后，再用预设的刮具设备将所述第一负极浆料涂覆层左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域上浸润后的负极浆料刮下来。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述去除浆料操作具体为：对所述第一负极浆料涂覆层左端中预设宽度的负极浆料涂覆区域进行的激光清洗操作。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述第六步之后还包括第七步：在所述圆柱型锂离子电池极组的尾部粘贴上终止胶带。
7.一种圆柱型锂离子电池极组，其特征在于，其采用权利要求1至6中任一项所述的方法进行制备。
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