CN109361010A - 一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池及其制作方法，包括正电极、负电极和隔离膜，隔离膜的宽度设置为负电极宽度的两倍，隔离膜的内表面从中对折设置有中间对折线，并分别设置有上内表面和下内表面，负电极沿隔离膜内表面的中间对折线平行放置，隔离膜的上内表面和下内表面相互对折，隔离膜的上内表面和下内表面的边缘开口线相互缝合连接，从而将负电极包裹在隔离膜的内部，正电极置于隔离膜的外表面上，隔离膜、负电极、正电极通过卷绕形成圆盘状。本发明结构简单，使隔离膜在垂直于卷绕方向上节省一半的宽度，从而有效提高锂电池的能量密度，降低内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量，适用于装配灵活的穿戴型电子用品。

Description

一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及聚合物锂电池技术领域，更具体地说，是涉及一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池及其制作方法。
背景技术
近年来，锂电池在各行业中得到广发应用，尤其是在消费电子产品中快速发展，二次锂电池作为高能量密度的电池代表逐渐被市场认可。其中，传统聚合物锂电池外形为方形和圆柱形，圆盘状聚合物锂电池属于异性结构。
如图1和图2所示，对于异形结构的聚合物锂电池，传统采用堆叠的结构进行制备，一层正电极、一层隔离膜、一层负电极、一层隔离膜进行反复堆叠的方式形成叠层物，此种堆叠形成的锂电池的电极边缘较多，导致电池内部缺陷增多，影响电池的生产效率和生产质量，且堆叠组装效率低下，不利于规模化生产。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种能够使隔离膜在垂直于卷绕方向上节省一半的宽度，从而有效提高锂电池的能量密度，降低内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量的卷绕式圆盘状聚合物锂电池及其制作方法。
为实现上述目的，本发明提供了一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池，包括内部卷芯和外包装，所述内部卷芯置于外包装的内部，所述内部卷芯包括正电极、负电极、隔离膜、电解液、正极端子和负极端子，所述隔离膜、负电极、正电极依次放置，并通过卷绕形成圆盘状置于外包装内部，所述正极端子与正电极相连接，并从外包装的内部伸出，所述负极端子与负电极相连接，并从外包装的内部伸出，所述电解液注入外包装的内部，所述隔离膜的宽度设置为负电极宽度的两倍，所述隔离膜的内表面从中对折设置有中间对折线，并分别设置有上内表面和下内表面，所述负电极沿隔离膜内表面的中间对折线平行放置，所述隔离膜的上内表面和下内表面相互对折，所述隔离膜的上内表面和下内表面的边缘开口线相互缝合连接，从而将负电极包裹在隔离膜的内部，所述正电极置于隔离膜的外表面上，所述隔离膜、负电极、正电极通过卷绕形成圆盘状，并置于外包装的内部。
作为优选的，所述正极端子和负极端子的上下两端分别设置有极耳，所述正极端子下端的极耳与正电极相连接，并与正电极呈90度或180度或其他角度设置，上端的极耳从正电极露出，并从外包装的内部伸出，所述负极端子下端的极耳与负电极相连接，并与负电极呈90度或180度或其他角度设置，上端的极耳从负电极露出，并从外包装的内部伸出。
作为优选的，所述正极端子上端的极耳与负极端子上端的极耳之间呈90度或180度或其他角度设置。
作为优选的，所述外包装设置为铝塑膜外包装。
作为优选的，所述内部卷芯的宽度设置为3至8mm，长度设置为50至500mm。
作为优选的，所述正极端子和负极端子分别通过焊接或铆接或冲切成型或其他连接方式与正电极和负电极相连接。
作为优选的，所述隔离膜的上内表面和下内表面的边缘开口线通过塑料熔封或胶带或胶水进行缝合连接。
提供一种用于制作上述卷绕式圆盘状聚合物锂电池的方法，包括以下步骤：
1)搅拌、涂布，制作正电极、负电极、隔离膜、电解液；
2)卷绕，将隔离膜的宽度设置为负电极宽度的两倍，然后，将隔离膜的内表面从中对折后打开，使隔离膜的内表面形成中间对折线、上内表面和下内表面，将负电极沿隔离膜内表面的中间对折线平行放置，然后，将隔离膜的上内表面和下内表面相互对折，将负电极进行覆盖，将隔离膜的上内表面和下内表面的边缘开口线相互缝合连接，从而将负电极包裹在隔离膜的内部，再将正电极置于隔离膜的外表面上，隔离膜、负电极、正电极通过卷绕形成圆盘状，正极端子下端的极耳与正电极相连接，上端的极耳从正电极露出，负极端子下端的极耳与负电极相连接，上端的极耳从负电极露出；
3)冲盒，将卷绕完成的内部卷芯置于外包装的内部，正极端子和负极端子上端的极耳从外包装的内部伸出；
4)注液，往外包装内注入电解液；
5)化成，通过热封工装将外包装与极耳进行热复合，完成锂电池的密封；
6)整形，通过冲裁工装，对外包装的外形进行修整，减去多余的包装膜，从而形成圆盘状聚合物锂电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明结构简单，包括正电极、负电极、隔离膜、电解液、正极端子和负极端子，隔离膜的宽度设置为负电极宽度的两倍，隔离膜的内表面从中对折设置有中间对折线，并分别设置有上内表面和下内表面，负电极沿隔离膜内表面的中间对折线平行放置，隔离膜的上内表面和下内表面相互对折，隔离膜的上内表面和下内表面的边缘开口线相互缝合连接，从而将负电极包裹在隔离膜的内部，正电极置于隔离膜的外表面上，隔离膜、负电极、正电极通过卷绕形成圆盘状，并置于外包装内部，正极端子和负极端子分别与正电极和负电极相连接，并从外包装的内部伸出，电解液注入外包装的内部，使隔离膜在垂直于卷绕方向上节省一半的宽度，从而有效提高锂电池的能量密度，降低内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量，适用于装配灵活的穿戴型电子用品。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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是本发明提供的一种传统的圆盘状聚合物锂电池的结构示意图；
图2是本发明提供的一种传统的圆盘状聚合物锂电池的分解结构图；
图3是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池中的正极端子上端的极耳与负极端子上端的极耳之间呈90度的整体结构示意图；
图4是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池中的正极端子上端的极耳与负极端子上端的极耳之间呈180度整体结构示意图；
图5是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池中的内部卷芯的俯视图；
图6是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池中的内部卷芯的正视图；
图7是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池中的隔离膜的结构示意图；
图8是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池中的隔离膜的这和结构示意图；
图9是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池中将正极端子呈90度装设在正电极上的结构示意图；
图10是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池中将正极端子呈180度装设在正电极上的结构示意图；
图11是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池将负极端子呈90度装设在负电极上的结构示意图；
图12是本发明提供的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池将负极端子呈180度装设在负电极上的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参考图3至图12，本发明的实施例一提供了一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池，正电极3、负电极4、隔离膜5、电解液、正极端子6和负极端子7，隔离膜5的宽度设置为负电极4宽度的两倍，隔离膜5的内表面从中对折设置有中间对折线8，并分别设置有上内表面9和下内表面10，负电极4沿隔离膜5内表面的中间对折线8平行放置，隔离膜5的上内表面9和下内表面10相互对折，隔离膜5的上内表面9和下内表面10的边缘开口线11相互缝合连接，从而将负电极4包裹在隔离膜5的内部，正电极3置于隔离膜5的外表面上，隔离膜5、负电极4、正电极3通过卷绕形成圆盘状，并置于外包装2内部，正极端子6和负极端子7分别与正电极3和负电极4相连接，并从外包装2的内部伸出，电解液注入外包装2的内部，下面结合附图对本实施例进行详细说明。
如图3至图8所示，内部卷芯1置于外包装2的内部，内部卷芯1包括正电极3、负电极4、隔离膜5、电解液、正极端子6和负极端子7，隔离膜5、负电极4、正电极3依次放置，并通过卷绕形成圆盘状置于外包装2内部，正极端子6与正电极3相连接，并从外包装2的内部伸出，负极端子7与负电极4相连接，并从外包装2的内部伸出，电解液注入外包装1的内部，其中，隔离膜5的宽度设置为负电极4宽度的两倍，所述隔离膜5的内表面从中对折设置有中间对折线8，并分别设置有上内表面9和下内表面10，负电极4沿隔离膜5内表面的中间对折线8平行放置，隔离膜5的上内表面9和下内表面10相互对折，隔离膜5的上内表面9和下内表面10的边缘开口线11相互缝合连接，从而将负电极4包裹在隔离膜5的内部，正电极3置于隔离膜5的外表面上，隔离膜5、负电极4、正电极3通过卷绕形成圆盘状，并置于外包装2的内部，使隔离膜5在垂直于卷绕方向上节省一半的宽度，从而有效提高锂电池的能量密度，降低内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量，适用于装配灵活的穿戴型电子用品。
具体而言，如图9和图10所示，正极端子6和负极端子7的上下两端分别设置有极耳12，正极端子6下端的极耳12与正电极3相连接，并与正电极3呈90度或180度设置，上端的极耳12从正电极3露出，并从外包装2的内部伸出，当然也可设置为其他角度，可根据实际情况进行选择，并非本实施例所限。
其中，如图3和图4所示，正极端子6上端的极耳12与负极端子7上端的极耳12之间呈90度或180度，当然，也可设置为其他角度，可根据实际情况进行选择，并非本实施例所限。
如图11和图12所示，负极端子7下端的极耳12与负电极4相连接，并与负电极4呈90度或180度设置，上端的极耳12从负电极4露出，并从外包装2的内部伸出，可根据实际情况进行选择，并非本实施例所限。
本实施例中，正极端子6和负极端子7分别通过焊接或铆接或冲切成型或其他连接方式与正电极3和负电极4相连接，可根据实际情况进行选择，并非本实施例所限。
较佳的，外包装2设置为铝塑膜外包装，有效降低锂电池整体的重量。
其中，内部卷芯1的宽度设置为3至8mm，长度设置为50至500mm，可根据实际情况进行选择，并非本实施例所限。
本实施例中，隔离膜5的上内表面9和下内表面10的边缘开口线11通过塑料熔封或胶带或胶水进行缝合连接，可根据实际情况进行选择，并非本实施例所限。
实施例二
本发明的实施例二提供了一种用于卷绕式圆盘状聚合物锂电池的方法，包括以下步骤：
1)搅拌、涂布，制作正电极、负电极、隔离膜、电解液；
2)卷绕，将隔离膜5的宽度设置为负电极4宽度的两倍，然后，将隔离膜5的内表面从中对折后打开，使隔离膜5的内表面形成中间对折线8、上内表面9和下内表面10，将负电极4沿隔离膜5内表面的中间对折线8平行放置，然后，将隔离膜5的上内表面9和下内表面10相互对折，将负电极4进行覆盖，将隔离膜5的上内表面9和下内表面10的边缘开口线11相互缝合连接，从而将负电极4包裹在隔离膜5的内部，再将正电极3置于隔离膜5的外表面上，隔离膜5、负电极4、正电极3通过卷绕形成圆盘状，正极端子6下端的极耳12与正电极3相连接，上端的极耳12从正电极3露出，负极端子7下端的极耳12与负电极4相连接，上端的极耳12从负电极4露出；
3)冲盒，将卷绕完成的内部卷芯1置于外包装2的内部，正极端子6和负极端子7上端的极耳12从外包装2的内部伸出；
4)注液，往外包装2内注入电解液；
5)化成，通过热封工装将外包装2与极耳12进行热复合，完成锂电池的密封；
6)整形，通过冲裁工装，对外包装2的外形进行修整，减去多余的包装膜，从而形成圆盘状聚合物锂电池。
上述制作方法，操作简单，大大提高了提锂电池的组装效率，减少了极片边缘周长和毛刺效应，提高了锂电池的生产质量。
综上所述，本发明结构简单，包括正电极3、负电极4、隔离膜5、电解液、正极端子6和负极端子7，隔离膜5的宽度设置为负电极4宽度的两倍，隔离膜5的内表面从中对折设置有中间对折线8，并分别设置有上内表面9和下内表面10，负电极4沿隔离膜5内表面的中间对折线8平行放置，隔离膜5的上内表面9和下内表面10相互对折，隔离膜5的上内表面9和下内表面10的边缘开口线11相互缝合连接，从而将负电极4包裹在隔离膜5的内部，正电极置于隔离膜5的外表面上，隔离膜5、负电极4、正电极3通过卷绕形成圆盘状，并置于外包装2内部，正极端子6和负极端子7分别与正电极3和负电极4相连接，并从外包装2的内部伸出，电解液注入外包装2的内部，使隔离膜5在垂直于卷绕方向上节省一半的宽度，从而有效提高锂电池的能量密度，降低内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量，适用于装配灵活的穿戴型电子用品。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池，包括内部卷芯(1)和外包装(2)，所述内部卷芯(1)置于外包装(2)的内部，所述内部卷芯(1)包括正电极(3)、负电极(4)、隔离膜(5)、电解液、正极端子(6)和负极端子(7)，所述隔离膜(5)、负电极(4)、正电极(3)依次放置，并通过卷绕形成圆盘状置于外包装(2)内部，所述正极端子(6)与正电极(3)相连接，并从外包装(2)的内部伸出，所述负极端子(7)与负电极(4)相连接，并从外包装(2)的内部伸出，所述电解液注入外包装(1)的内部，其特征在于：所述隔离膜(5)的宽度设置为负电极(4)宽度的两倍，所述隔离膜(5)的内表面从中对折设置有中间对折线(8)，并分别设置有上内表面(9)和下内表面(10)，所述负电极(4)沿隔离膜(5)内表面的中间对折线(8)平行放置，所述隔离膜(5)的上内表面(9)和下内表面(10)相互对折，所述隔离膜(5)的上内表面(9)和下内表面(10)的边缘开口线(11)相互缝合连接，从而将负电极(4)包裹在隔离膜(5)的内部，所述正电极(3)置于隔离膜(5)的外表面上，所述隔离膜(5)、负电极(4)、正电极(3)通过卷绕形成圆盘状，并置于外包装(2)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池，其特征在于：所述正极端子(6)和负极端子(7)的上下两端分别设置有极耳(12)，所述正极端子(6)下端的极耳(12)与正电极(3)相连接，并与正电极(3)呈90度或180度或其他角度设置，上端的极耳(12)从正电极(3)露出，并从外包装(2)的内部伸出，所述负极端子(7)下端的极耳(12)与负电极(4)相连接，并与负电极(4)呈90度或180度或其他角度设置，上端的极耳(12)从负电极(4)露出，并从外包装(2)的内部伸出。
3.根据权利要求2所述的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池，其特征在于：所述正极端子(6)上端的极耳(12)与负极端子(7)上端的极耳(12)之间呈90度或180度或其他角度设置。
4.根据权利要求1所述的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池，其特征在于：所述外包装(2)设置为铝塑膜外包装。
5.根据权利要求1所述的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池，其特征在于：所述内部卷芯(1)的宽度设置为3至8mm，长度设置为50至500mm。
6.根据权利要求2所述的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池，其特征在于：所述正极端子(6)和负极端子(7)分别通过焊接或铆接或冲切成型或其他连接方式与正电极(3)和负电极(4)相连接。
7.根据权利要求1所述的一种卷绕式圆盘状聚合物锂电池，其特征在于：所述隔离膜(5)的上内表面(9)和下内表面(10)的边缘开口线(11)通过塑料熔封或胶带或胶水进行缝合连接。
8.一种用于制作权利要求1至7任意一项所述的卷绕式圆盘状聚合物锂电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：
1)搅拌、涂布，制作正电极、负电极、隔离膜、电解液；
2)卷绕，将隔离膜(5)的宽度设置为负电极(4)宽度的两倍，然后，将隔离膜(5)的内表面从中对折后打开，使隔离膜(5)的内表面形成中间对折线(8)、上内表面(9)和下内表面(10)，将负电极(4)沿隔离膜(5)内表面的中间对折线(8)平行放置，然后，将隔离膜(5)的上内表面(9)和下内表面(10)相互对折，将负电极(4)进行覆盖，将隔离膜(5)的上内表面(9)和下内表面(10)的边缘开口线(11)相互缝合连接，从而将负电极(4)包裹在隔离膜(5)的内部，再将正电极(3)置于隔离膜(5)的外表面上，隔离膜(5)、负电极(4)、正电极(3)通过卷绕形成圆盘状，正极端子(6)下端的极耳(12)与正电极(3)相连接，上端的极耳(12)从正电极(3)露出，负极端子(7)下端的极耳(12)与负电极(4)相连接，上端的极耳(12)从负电极(4)露出；
3)冲盒，将卷绕完成的内部卷芯(1)置于外包装(2)的内部，正极端子(6)和负极端子(7)上端的极耳(12)从外包装(2)的内部伸出；
4)注液，往外包装(2)内注入电解液；
5)化成，通过热封工装将外包装(2)与极耳(12)进行热复合，完成锂电池的密封；
6)整形，通过冲裁工装，对外包装(2)的外形进行修整，减去多余的包装膜，从而形成圆盘状聚合物锂电池。
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