CN110289451A - 一种扣式锂电池及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种扣式锂电池的制作方法，所述方法包括：制作正极片和负极片，正极片包括多个排列连接的正极圆片，负极片包括多个排列连接的负极圆片，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点；采用隔膜袋套设于正极片外或所述负极片外，叠加正极片、负极片以及隔膜袋叠加，形成待卷电芯叠层结构；将待卷电芯叠层结构螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得在所述连接点处形成折痕，形成电芯，该电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括正极圆片、负极圆片以及正极圆片和负极圆片之间的隔膜袋层；将电芯经过处理，形成扣式锂电池，提高了电池比能量。

Description

一种扣式锂电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及锂电子技术领域，尤其涉及一种扣式锂电池及其制作方法。
背景技术
随着智能电子产品的不断涌现，智能电子产品逐渐脱离供电连接线，实现自身供电，比如蓝牙耳机等，由于智能电子产品的体积也逐渐变小，在通过配置电池实现自身供电时，其电池的体积也需相应缩小，但是，在体积缩小的同时电池的比能量也会受到影响。
因此，如何在缩小电池体积的同时保证电池比能量不受影响是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的扣式锂电池及其制作方法。
一方面，本发明实施例提供了一种扣式锂电池的制作方法，所述方法包括：
制作正极片和负极片，所述正极片包括多个排列连接的正极圆片，所述负极片包括多个排列连接的负极圆片，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点；
采用隔膜袋套设于所述正极片外或所述负极片外，叠加所述正极片、所述负极片以及所述隔膜袋，形成待卷电芯叠层结构；
将所述待卷电芯叠层结构螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得在所述连接点处形成折痕，形成电芯，所述电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括所述正极圆片、所述负极圆片以及所述正极圆片和所述负极圆片之间的隔膜袋层；
将所述电芯经过处理，形成扣式锂电池。
进一步地，所述正极片中的正极圆片的直径与所述负极片中的负极圆片的直径相等。
进一步地，所述将所述待卷电芯结构螺旋卷绕，具体包括：
在将所述正极片包覆在内，所述负极片围绕在外进行螺旋卷绕时，所述正极圆片的直径小于所述负极圆片的直径。
进一步地，所述在制作一正极片和一负极片中，还包括：
由所述正极片的任意一正极圆片引出正极耳；
由所述负极片的任意一负极圆片引出负极耳。
进一步地，在将所述待卷电芯层状结构螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得仅在所述连接点处形成折痕，形成电芯，所述电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括正极圆片、负极圆片以及正极圆片和负极圆片之间的隔膜层之后，还包括：
将所述电芯边缘外的隔膜袋部分进行去除。
进一步地，所述将所述电芯经过处理，形成扣式锂电池，具体包括：
将所述电芯装入壳体，向所述壳体内注入电解液，进行封装，形成扣式锂电池。
另一方面，本发明还提供了一种扣式锂电池，包括：
电芯；
所述电芯包括待卷电芯层状结构；
所述待卷电芯层状结构包括正极片、负极片和隔膜袋，其中，所述正极片包括多个排列连接的正极圆片，所述负极片包括多个排列连接的负极圆片，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点；
所述待卷电芯结构经过螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得在所述连接点处形成折痕，形成电芯，所述电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括所述正极圆片、所述负极圆片以及所述正极圆片和所述负极圆片之间的隔膜袋层。
进一步地，所述正极片中的正极圆片的直径与所述负极片中的负极圆片的直径相等。
进一步地，
在将所述正极片包覆在内，所述负极片围绕在外进行螺旋卷绕时，所述正极片中的正极圆片的直径小于所述负极片中的负极圆片的直径。
进一步地，还包括：所述电芯的正极耳和负极耳；
所述正极耳由所述正极片的任意一正极圆片引出；
所述负极耳由所述负极片的任意一负极圆片引出。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供的一种扣式锂电池的制作方法，包括：制作一正极片和一负极片，正极片为多个正极圆片排列连接形成的，负极片为多个负极圆片排列连接形成的，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点，将隔膜袋套设于正极片外或负极片外，使得该正极片与该负极片隔离，形成待卷电芯叠层结构；将该待卷电芯叠层结构螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得在连接点处形成折痕，形成电芯，电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括正极圆片、负极圆片以及正极圆片和负极圆片之间的隔膜袋层，正是由于采用将连接成串的圆形极片进行卷绕和/或折叠的方式，形成电芯，该电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括正极圆片、负极圆片以及正极圆片和负极圆片之间的隔膜袋层，使得电能储量增大，且采用的圆片结构极大地降低了占用的体积，提高了电池比能量。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考图形表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例中扣式锂电池的制作方法的步骤流程示意图；
图2示出了本发明实施例中制作正极片和负极片以及隔膜袋的结构示意图；
图3a示出了本发明实施例中采用螺旋卷绕形成的电芯结构示意图；
图3b示出了本发明实施例中螺旋卷绕形成的电芯的每层结构示意图；
图4示出了本发明实施例中的来回折叠形成的电芯结构示意图；
图5示出了本发明实施例中的采用螺旋卷绕和来回折叠形成的电芯结构示意图；
图6示出了本发明实施例中扣式锂电池的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
本发明实施例提供了一种扣式锂电池的制作方法，如图1所示，包括：S101，制作正极片和负极片，所述正极片包括多个排列连接的正极圆片，所述负极片包括多个排列连接的负极圆片，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点；
S102，采用隔膜袋套设于所述正极片外或所述负极片外，叠加所述正极片、所述负极片以及所述隔膜袋，形成待卷电芯叠层结构；
S103，将所述待卷电芯叠层结构螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得在所述连接点处形成折痕，形成电芯，所述电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括所述正极圆片、所述负极圆片以及所述正极圆片和所述负极圆片之间的隔膜袋层；
S104，将电芯经过处理，形成扣式锂电池。
在具体的实施方式中，如图2所示，制作正极片A和正极片B，正极片A包括多个排列连接的正极圆片，负极片B包括多个排列连接的负极圆片，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点O。其中，正极片A中的正极圆片的尺寸相等，负极片B中的负极圆片的尺寸相等。该连接点O具体是指相邻圆片之间相切的点或者是相邻圆片通过导电结构连接的连接线等。
其中，正极片A的材料采用磷酸铁锂(LFP)，钴酸锂(LCO)、锰酸锂(LMO)以及三元材料：镍钴锰酸锂(NCM)、镍锰锂酸锂(NCA)；负极片B的材料需由相对于锂电极电势更低的材料构成，采用活性物质以碳材料石墨类为主。在本发明实施例中不再详细赘述了。
接着，执行S102，采用隔膜袋L套设于正极片A外或负极片B外，叠加正极片A、负极片B以及隔膜袋L，形成待卷电芯叠层结构。
采用该隔膜袋L的孔径需满足良好的离子通过性，吸液保湿能力强，保持离子导电性，同时具有电子绝缘性，以实现正极片和负极片之间绝缘的机械隔离。具体可以采用聚烯微多孔膜如PE、PP或其复合膜等。
一种方式，将隔膜袋L套设于正极片A外，负极片B与套设了隔膜袋L的正极片A叠加，使得每个正极圆片对应一个负极圆片。其中，该负极片B可叠加于套设了隔膜袋L的正极片A上方或者下方。形成对齐的待卷电芯叠层结构。
另一方式，将隔膜袋L套设于负极片B外，正极片A与套设了隔膜袋L的负极片B叠加，使得每个正极圆片对应一个负极圆片。其中，该正极片A可叠加于套设了隔膜袋L的负极片B上方或者下方。形成对齐的待卷电芯叠层结构。
在较优的实施方式中，将隔膜袋L套设于负极片B外，可以克服负极片材质软的缺陷，进而增加其硬度，提高制作效率。
在一种优选的实施方式中，该正极片的正极圆片的直径与负极片的负极圆片的直径相等。
在另一种优选的实施方式中，该正极片的正极圆片的直径与负极片的负极圆片的直径不相等。优选地，负极片的负极圆片的直径大于正极片的正极圆片的直径，这样使得负极圆片可以完全接收到正极圆片的电荷，保证电池的安全性。对于正极圆片的直径大于负极圆片的直径的情况，不能保证有效安全。对于正极圆片的直径等于负极圆片的直径的情况，也并不能保证负极圆片完全接收到正极圆片的电荷。该负极圆片的直径比正极圆片的直径大1mm左右。
在制作正极片和负极片之后，还包括：由正极片的任意一圆片引出正极耳，由负极片的任意一圆片引出负极耳。避免了现有的叠片式电池结构中需要在每层叠片上都引出一极耳，这样复杂的操作，进而本发明实施例提高了制作效率。
具体地，执行S103，将待卷电芯叠层结构螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得仅在连接点处形成折痕，形成电芯，该电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括正极圆片、负极圆片以及正极圆片和负极圆片之间的隔膜袋层。
在该步骤中，包括三种方式形成该电芯。
第一种方式，如图3a所示，将该待卷电芯叠层结构螺旋卷绕，且在连接点处形成折痕，形成电芯。其中，图3a为螺旋卷绕的侧面图，图3b为待卷电芯叠层结构的每层结构的示意图。
在采用该螺旋卷绕的过程中，在将该正极片包覆在内，负极片围绕在外进行螺旋卷绕时，该正极圆片的直径小于负极圆片的直径；
在将该负极片包覆在内，正极片围绕在外进行螺旋卷绕时，该负极圆片的直径小于该正极圆片的直径。
第二种方式，如图4所示，将该待卷电芯叠层结构来回折叠，且在该连接点处形成折痕，从而形成电芯。其中，图4为来回折叠的侧面图。
第三种方式，如图5所示，将该待卷电芯叠层结构螺旋卷绕和来回折叠，且仅在该连接点处形成折痕，从而形成电芯。其中，图5为螺旋卷绕和来回折叠的侧面图。
该第三种方式中，将螺旋卷绕与来回折叠组合使用，同样可以形成包括多组叠加的电芯单元的电芯，且，每组电芯单元均包括正极圆片、负极圆片以及正极圆片和负极圆片之间的隔膜袋层。
通过采用多个排列连接的负极圆片形成的负极片和多个排列连接的正极圆片形成的正极片以及隔膜袋，通过叠加正极片、负极片以及隔膜袋，并将其进行螺旋卷绕和/或来回折叠，形成电芯，使得正极圆片与负极圆片通过上述的卷绕和/或折叠之后，基本对齐，不宜错位，提高了制作电池的效率。
在形成上述的电芯之后，还包括：将该电芯边缘外的隔膜袋部分进行去除。进而去除掉多余的隔膜袋，保证该电芯的体积足够小。
在正极圆片与负极圆片的直径相等时，去除的电芯边缘外的隔膜袋部分就是将套设于正极片或者负极片上超出该正极圆片或者负极圆片边缘的隔膜袋部分进行去除。
在正极圆片的直径大于负极圆片的直径时，去除的电芯边缘外的隔膜袋部分就是将套设于正极片上超出该正极圆片边缘的隔膜袋部分进行去除，或者是将套设于负极圆片上超出该正极圆片边缘的隔膜袋部分进行去除。在负极圆片的直径大于正极圆片的直径的情况也类似。
接着，执行S104，将该电芯经过处理，形成扣式锂电池。
具体地，是将该电芯装入壳体、向该铜模内注入电解液，进行封装，从而形成扣式锂电池。
其中，将该电芯放入壳体中，接着向该铜模中注入电解液。
该电解液可由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐和必要的添加剂等原料，按照一定的配比制备而成。
最后，进行封装，具体是对正极耳焊接至正极端和负极耳焊接至负极端，并进行盖帽。
除此之外还需对电芯烘烤，进行除水等操作，在本发明实施例中并不作详细介绍。
实施例二
基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种扣式锂电池，如图6所示，包括：
电芯601；
所述电芯601包括待卷电芯层状结构；
所述待卷电芯层状结构包括正极片、负极片和隔膜袋，其中，所述正极片包括多个排列连接的正极圆片，所述负极片包括多个排列连接的负极圆片，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点；
所述待卷电芯结构经过螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得在所述连接点处形成折痕，形成电芯，所述电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括所述正极圆片、所述负极圆片以及所述正极圆片和所述负极圆片之间的隔膜袋层。
进一步地，所述正极片中的正极圆片的直径与所述负极片中的负极圆片的直径相等。
进一步地，
在将所述正极片包覆在内，所述负极片围绕在外进行螺旋卷绕时，所述正极片中的正极圆片的直径小于所述负极片中的负极圆片的直径。
进一步地，还包括：所述电芯的正极耳602和负极耳603；
所述正极耳602由所述正极片的任意一正极圆片引出；
所述负极耳603由所述负极片的任意一负极圆片引出。
本发明实施例中的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明提供的一种扣式锂电池的制作方法，包括：制作一正极片和一负极片，正极片为多个正极圆片排列连接形成的，负极片为多个负极圆片排列连接形成的，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点，将隔膜袋套设于正极片外或负极片外，使得该正极片与该负极片隔离，形成待卷电芯叠层结构；将该待卷电芯叠层结构螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得在连接点处形成折痕，形成电芯，电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括正极圆片、负极圆片以及正极圆片和负极圆片之间的隔膜袋层，正是由于采用将连接成串的圆形极片进行卷绕和/或折叠的方式，形成电芯，该电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括正极圆片、负极圆片以及正极圆片和负极圆片之间的隔膜袋层，使得电能储量增大，且采用的圆片结构极大地降低了占用的体积，提高了电池比能量。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种扣式锂电池的制作方法，其特征在于，所述方法包括：
制作正极片和负极片，所述正极片包括多个排列连接的正极圆片，所述负极片包括多个排列连接的负极圆片，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点；
采用隔膜袋套设于所述正极片外或所述负极片外，叠加所述正极片、所述负极片以及所述隔膜袋，形成待卷电芯叠层结构；
将所述待卷电芯叠层结构螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得在所述连接点处形成折痕，形成电芯，所述电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括所述正极圆片、所述负极圆片以及所述正极圆片和所述负极圆片之间的隔膜袋层；
将所述电芯经过处理，形成扣式锂电池。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述正极片中的正极圆片的直径与所述负极片中的负极圆片的直径相等。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述待卷电芯结构螺旋卷绕，具体包括：
在将所述正极片包覆在内，所述负极片围绕在外进行螺旋卷绕时，所述正极圆片的直径小于所述负极圆片的直径。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在制作一正极片和一负极片中，还包括：
由所述正极片的任意一正极圆片引出正极耳；
由所述负极片的任意一负极圆片引出负极耳。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在将所述待卷电芯层状结构螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得仅在所述连接点处形成折痕，形成电芯，所述电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括正极圆片、负极圆片以及正极圆片和负极圆片之间的隔膜层之后，还包括：
将所述电芯边缘外的隔膜袋部分进行去除。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将所述电芯经过处理，形成扣式锂电池，具体包括：
将所述电芯装入壳体，向所述壳体内注入电解液，进行封装，形成扣式锂电池。
7.一种扣式锂电池，其特征在于，包括：
电芯；
所述电芯包括待卷电芯层状结构；
所述待卷电芯层状结构包括正极片、负极片和隔膜袋，其中，所述正极片包括多个排列连接的正极圆片，所述负极片包括多个排列连接的负极圆片，相邻正极圆片和相邻负极圆片之间均形成连接点；
所述待卷电芯结构经过螺旋卷绕，和/或来回折叠，使得在所述连接点处形成折痕，形成电芯，所述电芯包括多组叠加的电芯单元，每组电芯单元均包括所述正极圆片、所述负极圆片以及所述正极圆片和所述负极圆片之间的隔膜袋层。
8.如权利要求7所述的扣式锂电池，其特征在于，所述正极片中的正极圆片的直径与所述负极片中的负极圆片的直径相等。
9.如权利要求7所述的扣式锂电池，其特征在于，
在将所述正极片包覆在内，所述负极片围绕在外进行螺旋卷绕时，所述正极片中的正极圆片的直径小于所述负极片中的负极圆片的直径。
10.如权利要求7所述的扣式锂电池，其特征在于，还包括：所述电芯的正极耳和负极耳；
所述正极耳由所述正极片的任意一正极圆片引出；
所述负极耳由所述负极片的任意一负极圆片引出。
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