CN109193016A - 一种电池装配工艺及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电池技术领域，公开了一种电池装配工艺及电池。包括以步骤：使正极片、负极片和隔膜卷绕形成卷芯；在卷芯卷绕的收尾处粘贴胶纸以收紧卷芯，并使胶纸部分延伸至卷芯的一端端面外；将卷芯放入壳体内并拆除胶纸，卷芯由壳体的内壁收紧。本发明提出的电池装配工艺，通过只在卷芯收尾处粘贴胶纸，并且在卷芯放入壳体后将胶纸拆除，不仅能够实现在放入壳体内之前逐渐对卷芯进行固定，防止卷芯散开，而且能够在放入壳体内的前提下，尽量增加卷芯的直径，进而增加活性物质的总量，提高电池的能量密度，且不影响电池性能(倍率、循环性能等)。另外，将胶纸拆除，避免胶纸留在电池内部影响电池的性能。

Description

一种电池装配工艺及电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池装配工艺及电池。
背景技术
随着新能源技术的发展，微型扣式电池被广泛运用于电脑、手机、穿戴设备之中。在运用过程中，人们对微型扣式电池的能量密度要求越来越高，电池卷芯一般通过正极片、负极片和隔膜卷绕而成，正极片和负极片均由集流体和活性物质构成，而活性物质中往往会添加粘结剂来增强活性物质自身的稳定性和与集流体之间的粘结力。
由于微型扣式电池本身尺寸受到终端、应用场景的限制，目前一般通过两种方法来提高电池能量密度，分别为：1.提高活性物质压实密度，在有限的电池空间内提高活性物质装载量；2.减小粘接剂的比例，提高活性物质的用量。但是活性物质的压实密度增大后，电池的性能(倍率、循环等性能)会下降，而减小粘接剂的比例会导致活性物质与集流体粘结力低，造成电池的性能(倍率、循环等性能)下降。
针对上述两种方法存在的问题，现有技术中采用粘接物环绕卷芯四周的方式，在不增大活性物质的压实密度且减小粘接剂比例的前提下，将卷芯收紧，防止卷芯散开，同时保证了活性物质和集流体之间具有足够的粘结力，但是上述粘接物厚度较大，导致电池壳体内的卷芯的直径较小，电池的能量密度依旧较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池装配工艺及电池，以解决现有技术中存在通过采用粘接物环绕卷芯四周的方式将卷芯收紧导致电池能量密度较低的技术问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池装配工艺，包括以下步骤：
使正极片、负极片和隔膜卷绕形成卷芯；
在所述卷芯卷绕的收尾处粘贴胶纸以收紧所述卷芯，并使所述胶纸部分延伸至所述卷芯的一端端面外；
将所述卷芯放入壳体内并拆除所述胶纸，所述卷芯由所述壳体的内壁收紧。
作为优选，所述胶纸粘贴于所述卷芯上的部分沿所述卷芯轴向的长度为所述卷芯轴向高度的1/5～1。
作为优选，所述胶纸粘贴于所述收尾处，且沿所述卷芯周向所述胶纸的长度小于所述卷芯周长的一半。
作为优选，所述胶纸环绕所述卷芯的周向设置，且将所述卷芯放入所述壳体内后，所述胶纸位于所述壳体外。
作为优选，在将所述卷芯放入所述壳体内并拆除所述胶纸之前还包括：将所述卷芯的一个极耳与所述壳体的正极或负极连接。
作为优选，在将所述卷芯放入所述壳体内并拆除所述胶纸之后还包括：将所述卷芯的另一个极耳与所述壳体的负极或正极连接。
作为优选，所述胶纸由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺制成。
为实现上述目的，本发明还提供了一种电池，使用上述所述的电池装配工艺。
作为优选，所述电池包括所述壳体和设置于所述壳体内的所述卷芯，所述卷芯由所述壳体的内壁收紧，所述隔膜位于所述正极片、负极片之间，所述正极片上设置有正极耳，所述负极片上设置有负极耳。
本发明的有益效果：
本发明提出的电池装配工艺，通过只在卷芯收尾处粘贴胶纸，并且在卷芯放入壳体后将胶纸拆除，不仅能够实现在放入壳体内之前对卷芯进行固定，防止卷芯散开，而且能够在放入壳体内的前提下，尽量增加卷芯的直径，进而增加活性物质的总量，提高电池的能量密度，且不影响电池性能(倍率、循环性能等)。另外，将胶纸拆除，避免胶纸留在电池内部影响电池的性能。
本发明提出的电池，通过壳体对卷芯进行收紧，卷芯的直径增大，具有较高的能量密度。
附图说明
图1是本发明实施例一提供的胶纸的粘贴位置示意图；
图2是本发明实施例一提供的卷芯的结构示意图；
图3是本发明实施例一提供的电池装配工艺的流程图；
图4是本发明实施例二提供的电池装配工艺的流程图；
图5是本发明实施例二提供的胶纸的粘贴位置示意图。
图中：
1、卷芯；101、收尾处；11、负极片；111、负极耳；12、正极片；121、正极耳；13、隔膜；
2、胶纸；3、壳体。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例一
如图1和图2所示，本实施例提供了一种电池，该电池包括壳体3和设置于壳体3内的卷芯1，卷芯1由壳体3内壁收紧。其中，壳体3为一端开口的圆筒状结构，其上设置有正极和负极。卷芯1为圆盘形结构，当然，在其他实施例中，壳体3的形状还可为开口为方形的筒状结构，卷芯1为与壳体3配合的长方体形结构。该电池通过壳体3对卷芯1进行收紧，卷芯1的直径增大，具有较高的能量密度。
此外，卷芯1由正极片12、负极片11和位于正极片12、负极片11之间的隔膜13卷绕而成。正极片12、负极片11均包括集流体和设置于集流体两侧且与集流体结的活性物质。具体而言，正极片12的集流体为铝箔，正极片12的活性物质可以是LiCoO2、LiMn2O4、LINiCoMnO2及它们经过体相掺杂和表面修改改型的化合物、LiFePO4和LiMnPO4等正极活性物质中一种或多种，正极片12上设置有正极耳121，正极耳121一端连接于正极片12的集流体，另一端连接于壳体3的正极。负极片11的集流体为铜箔，负极片11的活性物质可以是石墨、碳纤维、硬碳和硅碳合金中的一种或者多种，负极片11上设置有负极耳111，负极耳111一端连接于负极片11的集流体，另一端连接于壳体3的负极。
本实施例还提供了一种电池装配工艺，图3是本实施例中电池装配工艺的流程图，参照图3对该电池装配工艺进行详细描述，具体如下：
S1：使正极片12、负极片11和隔膜13卷绕形成卷芯1。
首先，在卷针上同时卷绕两层隔膜13；然后在两层隔膜13中位于外层的隔膜13，且外层的隔膜13背离内层隔膜13的一侧卷入负极片11，随后在两层隔膜13中间卷入正极片12，直至正极片12、负极片11完成卷入形成卷芯1，正极片12和负极片11之间夹设有一层隔膜13，且负极片11完全包住正极片12。
S2：在卷芯1卷绕的收尾处101粘贴胶纸2以收紧卷芯1，并使胶纸2部分延伸至卷芯1的一端端面外；
在卷芯1卷绕的收尾处101粘贴胶纸2将卷芯1收紧，且胶纸2部分延伸至卷芯1的其中一个端面外。
参照图1，在本实施例中，正极片12、负极片11和隔膜13卷绕成卷芯1后，在卷芯1的收尾处101粘贴胶纸2。将胶纸2粘贴于卷芯1上的部分沿卷芯1轴向的长度定义为H，H优选为等于卷芯1轴向高度的1/5～1，将胶纸2粘贴于卷芯1上的部分沿卷芯1的周向的长度定义为L，L小于卷芯1周长的一半。胶纸2不仅能够在卷芯1能够放入壳体3内，且保证卷芯1不会散开的前提下，将卷芯1直径卷到最大。而且，胶纸2超出卷芯1的其中一个端面，也就是胶纸2远离卷芯1的一端到卷芯1的另一个端面的距离大于卷芯1的轴向高度，便于在后续过程中将胶纸2拆除。在本实施例中，胶纸2由聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PT)等材料或者以上述材料为基膜经过处理的材料等制成，当然在其他实施例中，胶纸2还可以由其它带有粘性的膜材制成。
另外，胶纸2粘贴于卷芯1上的一端的端部为锥形结构，不仅能够将卷芯1收紧，而且与卷芯1的粘贴面积小，便于后续将胶纸2从卷芯1上拆除。
S3：将卷芯1放入壳体3内并拆除胶纸2，卷芯1由壳体3的内壁收紧。
将卷芯1贴有胶纸2的端面朝上，另一个端面朝下放入壳体3内，随后将胶纸2拆除，卷芯1在壳体3内进行一定程度的散开，但是由于壳体3内壁的束缚，卷芯1散开的程度较小，不影响卷芯1的完整度，因此卷芯1在壳体3内仍能保持一体的完整形状。
通过只在卷芯1的收尾处101粘贴胶纸2，并且在卷芯1放入壳体3后将胶纸2拆除，不仅能够实现在放入壳体3内之前对卷芯1进行固定，防止卷芯1散开，而且能够在放入壳体3内的前提下，尽量增加卷芯1的直径，进而增加活性物质的总量，提高电池的能量密度，且不影响电池性能(倍率、循环性能等)。另外，将胶纸2拆除，避免胶纸2留在电池内部影响电池的性能。
另外，在将卷芯1放入壳体3内之前，还需要将卷芯1的一个极耳与壳体3的正极或负极连接。在将卷芯1放入壳体3内之后，将卷芯1另一个极耳与壳体3的负极或正极连接。以壳体3的正极设置在壳体3内部为例，在将卷芯1放入壳体3内之前，将卷芯1的正极耳121与壳体3的正极相连接，在将卷芯1放入壳体3内之后，将卷芯1的负极耳111与壳体3的负极相连接，当然，在其他实施例中，壳体3的正极也可以设置在壳体3外部，此时，卷芯1的正极耳121和壳体3的正极的连接可在卷芯1放入壳体3内之前或者在卷芯1放入壳体3内之后。
在将卷芯1放入壳体3内，且卷芯1的两个极耳分别与壳体3的两极连接之后，进行烘烤，向壳体3内充入电解液，随后进行封装。在封装完成后进行化成、分容等操作。
实施例二
本实施例提供了一种电池装配工艺，图4是本实施例中电池装配工艺的流程图，参照图4对该电池装配工艺进行详细描述，具体如下：
S11、使正极片12、负极片11和隔膜13卷绕形成卷芯1，且卷芯1的轴向高度大于壳体3的高度。
首先，在卷针上同时卷绕两层隔膜13；然后，在两层隔膜13中位于外层的隔膜13,且外层的隔膜13背离内层隔膜13的一侧卷入负极片11，随后，在两层隔膜13中间卷入正极片12，直至正极片12、负极片11完成卷入形成卷芯1，正极片12和负极片11之间夹设有一层隔膜13，且负极片11完全包住正极片12。
S12、沿卷芯1的周向，在卷芯1超出壳体3部分的外周上粘贴胶纸2，并使胶纸2部分延伸至卷芯1的一端端面外。
参照图5，在本实施例中，正极片12、负极片11和隔膜13卷绕成卷芯1后，胶纸2环绕卷芯1的周向进行粘贴，胶纸2粘贴于卷芯1高出壳体3的部分的外周上，且胶纸2超出卷芯1的一端端面外。在保证卷芯1不散开的前提下，沿卷芯1的周向，胶纸2的长度小于等于卷芯1的周长，在本实施例中，胶纸2的长度等于卷芯1的周长。通过将胶纸2粘贴于卷芯1超出壳体3的部分上，不仅能够保证卷芯1不会散开，而且能够将卷芯1的直径卷到等于壳体3的内径，增加活性物质的量，提高电池的能量密度。
S13、将卷芯1放入壳体3内并拆除胶纸2，卷芯1由壳体3的内壁收紧。
将卷芯1贴有胶纸2的端面朝上，另一个端面朝下放入壳体3内，随后将胶纸2拆除，壳体3的内壁面与卷芯1的外周面紧密接触，将卷芯1收紧。
随后在壳体3上盖设盖帽，依次进行后续的烘烤、注电解液、封装、化成和分容等操作。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池装配工艺，其特征在于，包括以下步骤：
使正极片(12)、负极片(11)和隔膜(13)卷绕形成卷芯(1)；
在所述卷芯(1)卷绕的收尾处(101)粘贴胶纸(2)以收紧所述卷芯(1)，并使所述胶纸(2)部分延伸至所述卷芯(1)的一端端面外；
将所述卷芯(1)放入壳体(3)内并拆除所述胶纸(2)，所述卷芯(1)由所述壳体(3)的内壁收紧。
2.根据权利要求1所述的电池装配工艺，其特征在于，所述胶纸(2)粘贴于所述卷芯(1)上的部分沿所述卷芯(1)轴向的长度为所述卷芯(1)轴向高度的1/5～1。
3.根据权利要求1所述的电池装配工艺，其特征在于，所述胶纸(2)粘贴于所述收尾处(101)，且沿所述卷芯(1)周向所述胶纸(2)的长度小于所述卷芯(1)周长的一半。
4.根据权利要求1所述的电池装配工艺，其特征在于,所述胶纸(2)环绕所述卷芯(1)的周向设置，且将所述卷芯(1)放入所述壳体(3)内后，所述胶纸(2)位于所述壳体(3)外。
5.根据权利要求1所述的电池装配工艺，其特征在于，在将所述卷芯(1)放入所述壳体(3)内并拆除所述胶纸(2)之前还包括：将所述卷芯(1)的一个极耳与所述壳体(3)的正极或负极连接。
6.根据权利要求5所述的电池装配工艺，其特征在于，在将所述卷芯(1)放入所述壳体(3)内并拆除所述胶纸(2)之后还包括：将所述卷芯(1)的另一个极耳与所述壳体(3)的负极或正极连接。
7.根据权利要求1所述的电池装配工艺，其特征在于，所述胶纸(2)由聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯或聚酰亚胺制成。
8.一种电池，其特征在于，使用如权利要求1-7任一项所述的电池装配工艺。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，包括所述壳体(3)和设置于所述壳体(3)内的所述卷芯(1)，所述卷芯(1)由所述壳体(3)的内壁收紧，所述隔膜(13)位于所述正极片(12)、负极片(11)之间，所述正极片(12)上设置有正极耳(121)，所述负极片(11)上设置有负极耳(111)。
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