CN110364768A - 一种多卷芯电池制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多卷芯电池制作方法，包括如下步骤：1）制作正极片以及负极片；2）极耳的制作；3）卷芯的制作；4）卷芯之间进行串联；5）弯折极耳。本发明具有以下有益效果：旨在提出一种无需对多个单体电池进行串联，从而解决电芯一致性的问题，同时可节省PACK模组组装的人工成本以及原材料成本，提高电池整体的经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种多卷芯电池制作方法。
背景技术
随着科学的发展和社会的进步，电池在人们生活中的应用越来越多，例如手机、蓝牙手机、电动牙刷、智能手表、太阳能路灯等领域。电池在实际应用时，多是将若干个单体电池组成电池组以满足电子产品在电压、电流方面的要求。
由于电池组的行为具有其独特性，并不是单体电池做一个简单的加减法就能获得电池组的性能。在理想情况下，电池组中的单体电池应该是完全一致的，但是实际上即便是同一批次生产的单体电池仍然具有性能的差异(包括容量、内阻等因素)。因此，对于电池组而言:单体电池的一致性是一个非常重要的参数。
中国上海理工大学的Long Zhou, Yuejiu Zheng, Minggao Ouyang, LanguangLu四人对单体电池一致性对电池组性能的影响进行了定量的分析。实验中Long Zhou利用了模型和实验相结合的方法,分析单体电池的SoC、内阻、容量等因素的不一致性对电池组性能的影响。
一般而言,单体的电池的不一致性包括温度、电压、SoC、容量、内阻等方面,LongZhou认为如果考虑时间因素对电池的影响,单体电池的不一致性还应该包含自放电、库伦效率、容量衰降速度、内阻增加速度等因素。
由上述可知，现有针对将若干个单体电池串联组成电池组的方法，对于电芯的一致性会有要求，而电芯的一致性受到诸多因素影响，且为不可控的影响因素。同时，若干个单体电池串联组成电池组会产生无法配组的电芯，而无法配组的电芯会提高整个电池的成本，因而有待改进。
发明内容
本发明的目的是提供一种多卷芯电池制作方法，旨在提出一种无需对多个单体电池进行串联，从而解决电芯一致性的问题，同时可节省PACK模组组装的人工成本以及原材料成本，提高电池整体的经济效益。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种多卷芯电池制作方法，包括如下步骤：
1）制作正极片以及负极片：将正极浆料、负极浆料涂布分别涂布于集流体上以分别形成若干个正极片以及负极片，所述正极片的个数与负极片的个数相对应，所述正极片上未涂布正极浆料的区域为正极空箔区，所述负极片上未涂布负极浆料的区域为负极空箔区；
2）极耳的制作：每个所述正极空箔区内均焊接有正极耳，每个所述负极空箔区内均焊接有负极耳，构成同一所述卷芯的正极耳与负极耳的一端均分别外露于卷芯的两侧；
3）卷芯的制作：将若干个所述正极片与若干个负极片一一对应，且卷制成若干个卷芯，每个所述卷芯均由一个负极片和一个正极片层叠卷绕而成；
4）卷芯之间进行串联：每个所述卷芯的两端分别设有极性不同的正极耳和负极耳，且每个所述卷芯的负极耳与相邻卷芯的正极耳位于同一端且进行电连接，每个所述卷芯的正极耳与相邻卷芯的负极耳均可用于与其它卷芯中的相应极耳相连，或者作为整个电池的外接端使用；
5）弯折极耳：若干个所述卷芯相互进行电连接的极耳在外力作用下进行弯折。
本发明进一步设置为：当步骤1）中的卷芯设置为2个以上且相互串联时，若干个所述的正极空箔区沿正极片的长度方向呈线性排布，且分别位于不同正极片上，若干个所述的负极空箔区沿负极片的长度方向呈线性排布，且分别位于不同负极片上；构成同一所述卷芯的正极空箔区与负极空箔区呈错位设置，所述卷芯内的正极空箔区/负极空箔区可与另一相配合的卷芯内的负极空箔区/正极空箔区相配合。
本发明进一步设置为：每个所述卷芯均由一个正极片以及一个负极片组成，位于所述正极片上的正极空箔区与位于负极片上的负极空箔区呈相互平行设置。
本发明进一步设置为：若干个相互串联的所述卷芯在高度方向进行重叠。
本发明进一步设置为：每个所述卷芯的正极耳与相邻卷芯的负极耳位于同一端且进行焊接，待焊接完成后对焊接部位进行弯折。
本发明进一步设置为：当步骤1）中的卷芯设置为2个且相互串联时，构成同一所述卷芯的正极片上的正极空箔区与位于负极片上的负极空箔区呈相互垂直设置，且所述卷芯内的正极空箔区/负极空箔区可与另一相配合的卷芯内的负极空箔区/正极空箔区相配合。
本发明进一步设置为：每个所述卷芯中的正极片上的正极空箔区呈横向或纵向设置，所述负极片上的负极空箔区呈纵向或横向设置。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
（1）将正极耳焊接在正极空箔区、负极耳焊接在负极空箔区，使得制得的极片整体厚度减小，从而使得卷绕顺畅。同时，将任意相邻两个卷芯进行电连接的部位（即一卷芯的正极耳与另一卷芯的负极耳电连接的部位）进行弯折，从而可减少卷绕式电芯的长度，提高卷芯的能量密度。在实际制作过程中，可将弯折的极耳与卷芯进行黏贴，从而进一步的减小卷芯的厚度。而由于采用本方法，其卷芯是直接根据实际需求直接在电池内部完成串联的，以至于无需对多个单体电池进行串联，同时不会存在无法配组电芯的情况，从而无需二次拆装工序。可节省PACK模组组装的人工成本以及原材料成本，从而提高电池整体的经济效益；
（2）通过将原本由若干个单体电池经由串联组成的电池组，改成直接在单一电池内对卷芯进行串联，以使得该电池满足所应用的产品在电压以及电流方面的需求的基础上，避免多个单体电池串联产生的电芯一致性的问题出现。需特别说明的是：采用本申请所述的对多个卷芯进行串联的方法是可减少卷芯的厚度、长度，从而进一步的提高单一电池内的卷芯能量密度，使得与市面上相同体积大小的电池相比，具有更高的电压、电流以及更大的能量密度。
附图说明
图1为当卷芯设置为2个以上时的正、负极片结构示意图；
图2为当卷芯设置为2个以上且相互串联时的卷芯结构示意图；
图3为当卷芯设置为2个以上时1号卷芯与2号卷芯串联的制作示意图；
图4为当卷芯设置为2个以上且相互串联时的制作示意图；
图5为图4中完成串联后的卷芯进行弯折极耳的示意图；
图6为当卷芯设置为2个时1号卷芯的制作示意图；
图7为当卷芯设置为2个时2号卷芯的制作示意图；
图8为当卷芯设置为2个时卷芯之间串联的示意图；
图9为图8中完成串联后的卷芯进行弯折极耳的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
如图1-图9所示，一种多卷芯电池制作方法，包括如下步骤：
1）制作正极片以及负极片：将正极浆料、负极浆料涂布分别涂布于集流体上以分别形成若干个正极片以及负极片，正极片的个数与负极片的个数相对应，正极片上未涂布正极浆料的区域为正极空箔区，负极片上未涂布负极浆料的区域为负极空箔区；
2）极耳的制作：每个正极空箔区内均焊接有正极耳，每个负极空箔区内均焊接有负极耳，构成同一卷芯的正极耳与负极耳的一端均分别外露于卷芯的两侧；
3）卷芯的制作：将若干个正极片与若干个负极片一一对应，且卷制成若干个卷芯，每个卷芯均由一个负极片和一个正极片层叠卷绕而成；
4）卷芯之间进行串联：每个卷芯的两端分别设有极性不同的正极耳和负极耳，且每个卷芯的负极耳与相邻卷芯的正极耳位于同一端且进行电连接，每个卷芯的正极耳与相邻卷芯的负极耳均可用于与其它卷芯中的相应极耳相连，或者作为整个电池的外接端使用；
5）弯折极耳：若干个卷芯相互进行电连接的极耳在外力作用下进行弯折。
通过将正极耳焊接在正极空箔区、负极耳焊接在负极空箔区，使得制得的极片整体厚度减小，从而使得卷绕顺畅。同时，将任意相邻两个卷芯进行电连接的部位（即一卷芯的正极耳与另一卷芯的负极耳电连接的部位）进行弯折，从而可减少卷绕式电芯的长度，提高卷芯的能量密度。在实际制作过程中，可将弯折的极耳与卷芯进行黏贴，从而进一步的减小卷芯的厚度。而由于采用本方法，其卷芯是直接根据实际需求直接在电池内部完成串联的，以至于无需对多个单体电池进行串联，同时不会存在无法配组电芯的情况，从而无需二次拆装工序。可节省PACK模组组装的人工成本以及原材料成本，从而提高电池整体的经济效益。
通过将原本由若干个单体电池经由串联组成的电池组，改成直接在单一电池内对卷芯进行串联，以使得该电池满足所应用的产品在电压以及电流方面的需求的基础上，避免多个单体电池串联产生的电芯一致性的问题出现。需特别说明的是：采用本申请所述的对多个卷芯进行串联的方法是可减少卷芯的厚度、长度，从而进一步的提高单一电池内的卷芯能量密度，使得与市面上相同体积大小的电池相比，具有更高的电压、电流以及更大的能量密度。
进一步的，针对2个以上的卷芯进行串联，还包括有如下步骤：
1.1）正极空箔区以及负极空箔区的设置：若干个正极空箔区沿正极片的长度方向呈线性排布，且分别位于不同正极片上，若干个负极空箔区沿负极片的长度方向呈线性排布，且分别位于不同负极片上；构成同一卷芯的正极空箔区与负极空箔区呈错位设置，且该卷芯内的正极空箔区/负极空箔区可与另一相配合的卷芯内的负极空箔区/正极空箔区相配合。
进一步的，每个所述卷芯均由一个正极片以及一个负极片组成，位于正极片上的正极空箔区与位于负极片上的负极空箔区呈相互平行设置。
进一步的，若干个相互串联的卷芯在高度方向进行重叠，通过合理利用卷芯的空间位置，以对制作出的电池整体体积进行控制，以提高电池的能量密度。
进一步的，每个卷芯的正极耳与相邻卷芯的负极耳位于同一端且进行焊接，待焊接完成后对焊接部位进行弯折。
进一步的，针对2个卷芯进行串联，还包括有如下步骤：
1.2）正极空箔区以及负极空箔区的设置：构成同一卷芯的正极片上的正极空箔区与位于负极片上的负极空箔区呈相互垂直设置，且该卷芯内的正极空箔区/负极空箔区可与另一相配合的卷芯内的负极空箔区/正极空箔区相配合。通过采用相互垂直设置的正极空箔区以及负极空箔区，使得两者存在相互连通的区域，进而使得焊接于正极空箔区的正极耳与焊接于负极空箔区的负极耳存在接触连接。
进一步的，每个卷芯中的正极片上的正极空箔区呈横向或纵向设置，负极片上的负极空箔区呈纵向或横向设置。由于其中一个极片采用横向设置的空箔区，则另一极片只能采用纵向设置空箔区。而采用纵向设置空箔区的极片由于无需设置横向的空箔区，使得该极片相比较另一个具有横向空箔区的极片而言，节省了该部分的集流体，从而节省极片的制作成本，提高电池整体的经济效益。
Claims (7)
1.一种多卷芯电池制作方法，其特征是：包括如下步骤：
1）制作正极片以及负极片：将正极浆料、负极浆料涂布分别涂布于集流体上以分别形成若干个正极片以及负极片，所述正极片的个数与负极片的个数相对应，所述正极片上未涂布正极浆料的区域为正极空箔区，所述负极片上未涂布负极浆料的区域为负极空箔区；
2）极耳的制作：每个所述正极空箔区内均焊接有正极耳，每个所述负极空箔区内均焊接有负极耳，构成同一所述卷芯的正极耳与负极耳的一端均分别外露于卷芯的两侧；
3）卷芯的制作：将若干个所述正极片与若干个负极片一一对应，且卷制成若干个卷芯，每个所述卷芯均由一个负极片和一个正极片层叠卷绕而成；
4）卷芯之间进行串联：每个所述卷芯的两端分别设有极性不同的正极耳和负极耳，且每个所述卷芯的负极耳与相邻卷芯的正极耳位于同一端且进行电连接，每个所述卷芯的正极耳与相邻卷芯的负极耳均可用于与其它卷芯中的相应极耳相连，或者作为整个电池的外接端使用；
5）弯折极耳：若干个所述卷芯相互进行电连接的极耳在外力作用下进行弯折。
2.根据权利要求1所述的一种多卷芯电池制作方法，其特征是：当步骤1）中的卷芯设置为2个以上且相互串联时，若干个所述的正极空箔区沿正极片的长度方向呈线性排布，且分别位于不同正极片上，若干个所述的负极空箔区沿负极片的长度方向呈线性排布，且分别位于不同负极片上；构成同一所述卷芯的正极空箔区与负极空箔区呈错位设置，所述卷芯内的正极空箔区/负极空箔区可与另一相配合的卷芯内的负极空箔区/正极空箔区相配合。
3.根据权利要求2所述的一种多卷芯电池制作方法，其特征是：每个所述卷芯均由一个正极片以及一个负极片组成，位于所述正极片上的正极空箔区与位于负极片上的负极空箔区呈相互平行设置。
4.根据权利要求3所述的一种多卷芯电池制作方法，其特征是：若干个相互串联的所述卷芯在高度方向进行重叠。
5.根据权利要求4所述的一种多卷芯电池制作方法，其特征是：每个所述卷芯的正极耳与相邻卷芯的负极耳位于同一端且进行焊接，待焊接完成后对焊接部位进行弯折。
6.根据权利要求1所述的一种多卷芯电池制作方法，其特征是：当步骤1）中的卷芯设置为2个且相互串联时，构成同一所述卷芯的正极片上的正极空箔区与位于负极片上的负极空箔区呈相互垂直设置，且所述卷芯内的正极空箔区/负极空箔区可与另一相配合的卷芯内的负极空箔区/正极空箔区相配合。
7.根据权利要求6所述的一种多卷芯电池制作方法，其特征是：每个所述卷芯中的正极片上的正极空箔区呈横向或纵向设置，所述负极片上的负极空箔区呈纵向或横向设置。
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