CN111261948A - 一种圆柱形锂浆料电池及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种圆柱形锂浆料电池，该电池包括壳体以及容置于壳体内的电芯，电芯包括卷芯和卷绕在卷芯上的多孔的卷绕部，通过在电芯的轴心处设置卷芯并在其上设有厚度补偿部，能够使卷绕部围绕卷芯紧密卷绕不松脱，提高了电池的结构稳定性和循环寿命，同时避免了电芯卷绕过程中的错位变形、电极片厚度分布不均等问题；此外，通过在电池内部设置换液部件和容置电解液的腔体，可以快速地对电池进行注液、补液或换液等在线维护操作，从而提高电池的使用性能和电池寿命。本发明还提供一种圆柱形锂浆料电池的制备方法，该方法操作简单高效，加工制造成本较低，工艺可靠性高。

Description

一种圆柱形锂浆料电池及其制备方法
技术领域
本发明涉及电池领域，具体地涉及一种圆柱形锂浆料电池及其制备方法。
背景技术
锂浆料电池是一种低成本、长寿命、高安全、易回收的新型锂离子电池，由于锂浆料本身具有动态的接触导电网络，电极厚度可以达到传统锂离子电池的10-50倍，因此可以避免传统锂离子电池电极材料脱落或松动造成的电池容量下降和循环寿命衰减等问题。目前的锂浆料电池主要为叠片式结构，存在工艺复杂，生产效率较低的问题，而采用卷绕方式的圆柱形锂浆料电池可以大大简化电极片的处理工艺，具有明显的制造成本优势，但由于锂浆料电池的电极片较厚，需要解决卷绕过程中张力以及曲率变化带来的错位变形等问题，另外如何实现圆柱形锂浆料电池的在线补液换液等维护也需要在电池内进行特殊的结构设计。
发明内容
本发明提供一种具有圆柱形结构的新型锂浆料电池。该圆柱形锂浆料电池包括壳体以及容置于壳体内的电芯，电芯包括设置在轴心的卷芯和卷绕在卷芯上的多孔的卷绕部，通过在卷芯上设有厚度补偿部能够使卷绕部围绕卷芯紧密卷绕，从而避免了厚电极片在卷绕过程中易发生的松脱和变形以影响电池容量和循环寿命等电池性能，同时也防止因卷绕张力和曲率不一致所造成的电极片厚度分布不均、电芯变形等问题。此外，在该圆柱形锂浆料电池中，卷芯具有内部空腔且侧壁设有流通口，卷绕部中的各层都采用多孔结构，壳体的侧壁和电芯之间设置能够容置电解液的腔体，因此允许电解液从卷芯起由内向外流动或者从电芯外侧起由外向卷芯内流动，快速地对电池进行注液、补液或排液，从而实现锂浆料电池的长寿命应用。
本发明提供的技术方案如下：
根据本发明提供一种圆柱形锂浆料电池，该圆柱形锂浆料电池包括壳体以及容置于壳体内的电芯，电芯包括卷芯以及卷绕在卷芯上的多孔的卷绕部，其中，卷芯为圆柱体或内部具有空腔的圆柱筒或者卷芯为两个半圆柱体或两个半圆柱筒，卷芯设有厚度补偿部，厚度补偿部由在圆柱体或圆柱筒的外侧壁上沿其轴线方向延伸的单个或两个凸台构成，或者厚度补偿部由相互错开的两个半圆柱体或两个半圆柱筒的交错凸边构成，通过厚度补偿部能够使得卷绕部围绕卷芯紧密卷绕，卷绕部包括层叠设置的多孔正极片、多孔隔离层和多孔负极片。
在传统的圆柱形锂离子电池中，由于采用粘接涂覆的方式制作电极片，电极片的厚度一般为100-200微米，在这类圆柱形锂离子电池中卷芯通常为规则的圆柱体或圆柱筒。然而，锂浆料电池的极片厚度较厚，若采用规则的圆柱体或圆柱筒作为卷芯结构，则卷绕部在围绕卷芯卷绕一周后可能会留下空隙，使得卷绕部随着卷绕周数的增加极易发生松脱错位，并且随着电池充放电过程卷绕部可能出现不规则变形，造成电池内阻增大，进而导致电池容量降低或影响循环寿命。此外，如果卷绕部紧贴着规则的圆柱体或圆柱筒的侧壁进行卷绕，由于极片较厚使得卷绕部表面可能形成凸起，也容易引起该区域的张力和曲率发生变化，导致电芯卷绕过程中的错位变形，电极片厚度分布不均等问题，劣化了电池性能，也增大了电池的安全隐患。因此，在本发明的圆柱形锂浆料电池中，由于卷芯上设有厚度补偿部，一方面可以填充卷绕部卷绕一周后留下的空隙，以使卷绕紧密不松脱，增加电池的结构稳定性，有助于电池性能的提升；另一方面避免了卷绕部可能出现的凸起区域，使卷绕部各个区域的卷绕张力和曲率保持一致，提高电池的安全可靠性。
根据本发明，卷芯的高度可以小于或等于电池的高度，卷芯的外径范围可以为10～60mm。卷芯可以通过例如粘接、焊接、螺纹连接或机械压紧等方式与壳体的顶面和/或底面进行连接固定。当卷芯为圆柱筒或两个半圆柱筒时，卷芯的底部或顶部分别可以开口或封闭。
如果卷芯为一个圆柱体或圆柱筒，则卷芯上设有的厚度补偿部由在圆柱体或圆柱筒的外侧壁上沿轴线方向延伸的单个或两个凸台构成。这里，凸台的宽度可以取决于卷绕极片的厚度，如果形成单个凸台结构，则凸台的宽度可以大致为层叠设置的多孔正极片、多孔负极片和多孔隔离层的总厚度，通常可以为0.5～11mm；如果形成两个凸台结构，则每个凸台的宽度可以大致为层叠设置的多孔正极片/多孔负极片和多孔隔离层的厚度，通常可以为0.5～6mm。卷绕部的起始端通过粘接、卡合、焊接和压力夹紧等中的一种或多种方式固定于圆柱体或圆柱筒的单个凸台或两个凸台处进行卷绕。优选地，粘接可采用双面胶、热熔胶等胶黏剂；卡合可采用在凸台处刻画沟槽，将卷绕部的起始端插入沟槽中再通过焊接或压力夹紧等其他方式固定卷绕部。
如果卷芯为两个半圆柱体/半圆柱筒，其中半圆柱体/半圆柱筒的侧壁包括平面侧壁和半圆形侧壁，则卷芯上设有的厚度补偿部由相互错开的两个半圆柱体或两个半圆柱筒的交错凸边构成。例如，两个半圆柱体/半圆柱筒的直径可以相同或不同，其平面侧壁相互间隔且相互错开从而形成两个交错凸边；或者，两个半圆柱体/半圆柱筒的直径可以不同，其平面侧壁相互间隔且一侧对齐从而形成一个交错凸边。这里，交错凸边的宽度同样取决于卷绕极片的厚度，如果形成一个交错凸边，则交错凸边的宽度可以大致为层叠设置的多孔正极片、多孔负极片和多孔隔离层的总厚度，通常可以为0.5～11mm；如果形成两个交错凸边，则每个交错凸边的宽度可以大致为将层叠设置的多孔正极片/多孔负极片和多孔隔离层的厚度，通常可以为0.5～6mm。卷绕部的起始端通过粘接、卡合、焊接和压力夹紧等中的一种或多种方式夹持于两个半圆柱体或两个半圆柱筒的平面侧壁之间进行卷绕。优选地，卷绕部的起始端可以放置于两个半圆柱体/半圆柱筒的平面侧壁之间，通过使其平面侧壁相互靠近并施加压力的方式以夹紧固定卷绕部的起始端。
当卷芯为圆柱筒或两个半圆柱筒时，圆柱筒的圆周侧壁上可设有电解液流通口，或者两个半圆柱筒的平面侧壁和/或半圆形侧壁上可设有电解液流通口，使得电解液由卷芯的内部空腔经过电解液流通口向外流过卷绕部或者由卷绕部经过电解液流通口向内流过卷芯的内部空腔，从而使电解液能够浸润整个电芯，其中，电解液流通口可以为机械加工的，例如圆形、椭圆形、三角形和多边形等中的一种或多种，或者为非机械加工的，例如不规则形状等。电解液流通口的等效孔径可以相同或不同。由于卷芯的侧壁上设有流通口，并且卷绕部的各层均为多孔结构，因此经由卷芯的内部空腔注入的电解液能够快速、均匀顺利地流向电芯的四周或者从电芯四周注入的电解液能够快速、均匀顺利地流向卷芯的内部空腔。
卷芯的材料可以包括耐电解液的聚合物材料、耐电解液非金属材料和耐电解液金属材料等中的一种或多种；优选地，耐电解液聚合物材料可以为聚烯烃及改性聚烯烃类，选自聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等中的一种或几种，或者耐电解液聚合物材料可以为氟树脂类，选自聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚偏氟乙烯等中的一种或几种，或者耐电解液聚合物材料可以为聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈等中的一种或几种；优选地，耐电解液非金属材料可以为选自陶瓷和玻璃等中的一种或两种；优选地，耐电解液金属材料可以为选自铝合金和不锈钢等中的一种或两种。
卷绕部可以包括层叠设置的多孔正极片、多孔隔离层和多孔负极片，其中，多孔正极片、多孔隔离层和多孔负极片的个数和层叠顺序可以根据实际需要进行选择。具体地，多孔正极片可包括多孔正极集流体和多孔正极材料层，多孔正极材料层可复合于多孔正极集流体的一侧或两侧，多孔正极材料层的厚度可以为0.3～5mm；多孔负极片可包括多孔负极集流体和多孔负极材料层，多孔负极材料层可复合于多孔负极集流体的一侧或两侧，多孔负极材料层的厚度可以为0.3～5mm。
多孔正极集流体可以为具有通孔结构的厚度为1μm～2000μm、优选为0.05μm～1000μm的电子导电层，多孔正极集流体的孔径可以为0.01μm～2000μm、优选为10μm～1000μm，通孔孔隙率可以为10％～90％。多孔正极集流体可以为导电金属层，导电金属层为金属网或金属丝编织网，网孔可以为方形、菱形、长方形或多边形等；或者，导电金属层为具有通孔结构的泡沫金属网；或者，导电金属层为多孔金属板或多孔金属箔，导电金属层的材料可以为不锈钢、铝或银等。或者，多孔正极集流体可以为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合的导电布，金属丝的材料可以为铝、合金铝、不锈钢或银等，有机纤维丝可以包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯等中的一种或几种。或者，多孔正极集流体为表面涂覆导电涂层或镀有金属薄膜的金属导电层、导电布、无机非金属材料、多孔有机材料，导电涂层为导电剂与粘结剂的混合物或者导电涂层为导电剂、正极活性材料与粘结剂的混合物，混合的方式为粘接、喷涂、蒸镀或机械压合，多孔有机材料包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯，无机非金属材料包括玻璃纤维无纺布、陶瓷纤维纸，导电剂为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、无定形碳、金属导电颗粒和金属导电纤维中的一种或几种，金属导电颗粒或者金属导电纤维的材料可以为铝、不锈钢或银等，粘结剂可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和改性聚烯烃中的一种或几种。或者，多孔正极集流体为上述任意两种或几种所组成的组合体。
多孔负极集流体可以为具有通孔结构的厚度为1μm～2000μm、优选为0.05μm～1000μm的电子导电层，多孔负极集流体的孔径可以为0.01μm～2000μm、优选为10μm～1000μm，通孔孔隙率可以为10％～90％。多孔负极集流体可以为导电金属层，导电金属层可以为金属网或金属丝编织网，网孔可以为方形、菱形、长方形或多边形等；或者，导电金属层可以为具有多孔结构的多孔泡沫金属层；或者，导电金属层可以为多孔金属板或多孔金属箔，导电金属层的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等。或者，多孔负极集流体可以为碳纤维导电布、金属丝与有机纤维丝混合的导电布，金属丝的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等；有机纤维丝可以包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯中的一种或几种。或者，多孔负极集流体可以为表面涂覆导电涂层或镀有金属薄膜的金属导电层、导电布、无机非金属材料、多孔有机材料，导电涂层可以为导电剂与粘结剂或导电剂、负极活性材料与粘结剂的复合物，复合的方式可以为粘接、喷涂、蒸镀或机械压合等，多孔有机材料可以包括天然棉麻、涤纶、芳纶、尼龙、丙纶、聚乙烯及聚四氟乙烯等，无机非金属材料可以包括玻璃纤维无纺布和陶瓷纤维纸等，导电薄膜的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等，导电剂可以为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、无定形碳、金属导电颗粒和金属导电纤维中的一种或几种，金属导电颗粒或者金属导电纤维的材料可以为不锈钢、镍、钛、锡、铜、镀锡铜或镀镍铜等，粘结剂可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和改性聚烯烃中的一种或几种。或者，多孔负极集流体可以为上述任意两种或多种的组合。
多孔隔离层的材料可以为电子不导电的多孔聚合物材料；或者，多孔隔离层的材料可以为电子不导电的无机非金属材料与有机聚合物复合的多孔材料；或者，多孔隔离层的材料可以为电子不导电的聚合物基体、液体有机增塑剂和锂盐三部分复合构成的凝胶聚合物电解质复合材料；或者，多孔隔离层的材料可以为在电子不导电的多孔聚合物材料的孔隙内或在无机非金属材料与有机聚合物复合的多孔材料的孔隙内浸渍有离子导电的电解液或聚合物胶体材料，等等。
多孔电极材料层可以为干燥态或半干态的多孔的电极材料层，由于干燥态或半干态的电极活性导电颗粒之间存在空隙，因此形成了可供电解液通过的多孔结构。例如，在圆柱形锂浆料电池中，非粘接固定的正极活性导电颗粒和/或非粘接固定的负极活性导电颗粒的堆积孔隙率可大于5％并小于60％。在浸入电解液的情况下，非粘接固定的正极活性导电颗粒和/或非粘接固定的负极活性导电颗粒能够在电解液中移动并分别形成正极浆料和/或负极浆料。正极活性导电颗粒占正极浆料的质量比可以为10％～90％、优选地为15％～80％，负极活性导电颗粒占负极浆料的质量比可以为10％～90％、优选地为15％～80％。正极活性导电颗粒平均粒径可以为0.05μm～500μm，正极活性材料与导电剂的质量比可以为20～98：80～2；负极活性导电颗粒平均粒径可以为0.05μm～500μm，负极活性材料与导电剂的质量比可以为20～98：80～2。正极活性材料可以为磷酸铁锂、锂钴氧化物、锂镍氧化物锂锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物、锂钒氧化物、钒氧化物、锂锰基氧化物(锂锰铬氧化物、锂锰钴氧化物、锂锰镍氧化物、锂锰铜氧化物)、V[LiM]O4(M＝镍或钴)、多原子阴离子正极材料(VOPO4、NASICON、硅酸盐类、钛酸盐类、硫酸盐类、硼酸盐类、R-Li3Fe2(PO4)3、Li3FeV(PO4)3、TiNb(PO4)3、LiFeNb(PO4)3)、铁化合物、钼氧化物等。负极活性材料可以为碳基负极材料、氮化物、硅及硅化物、锡基氧化物、硒化物、合金类负极材料、钛氧化物、过渡族金属氧化物、磷化物或金属锂等，碳基负极材料可以包括石墨、中间相碳微球、石墨化碳纤维、无定型碳材料、软碳、硬碳、富勒烯、碳纳米管、碳钴复合物、碳锡复合物和碳硅复合物等中的一种或几种，合金类负极材料可以包括锡基合金、硅基合金、锑基合金、鍺基合金、铝基合金、铅基合金等中的一种或几种，过渡族金属氧化物可以包括钴氧化物、镍氧化物、铜氧化物、铁氧化物、铬氧化物和锰氧化物等中的一种或几种。导电剂可以为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、无定形碳、金属导电颗粒和金属导电纤维中的一种或几种。金属导电颗粒或者纤维的材料可为铝、不锈钢或银等。
在多孔正极片中，还可以在多孔正极集流体和/或多孔正极材料层的表面设有一层或多层多孔绝缘材料层；在多孔负极片中，还可以在多孔负极集流体和/或多孔负极材料层的表面设有一层或多层多孔绝缘材料层。多孔绝缘材料层可以为电子不导电的多孔膜或无纺布，除了起到隔离电子的作用之外，还能够起到支撑和固定多孔电极材料层的作用，一方面减轻了电池在运输过程中因遭受冲击或震荡或者电芯在卷绕过程中由于对卷绕部施加外力而造成多孔电极材料层发生脱落的情况，另一方面也防止了多孔电极材料层中的活性导电颗粒从多孔电极片中渗漏而引起正负极微短路、进而导致电池自放电增大和寿命衰减等问题。多孔绝缘材料层的孔径可以为10μm～800μm，厚度可以为0.01μm～1000μm，通孔孔隙率可以为10％～90％。多孔绝缘材料层的材料可包括多孔绝缘聚合物材料、多孔绝缘无机非金属材料、绝缘无机非金属材料与有机聚合物材料复合的多孔绝缘复合材料。优选地，多孔绝缘聚合物材料可以为选自聚烯烃、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等中的一种或几种，绝缘无机非金属材料可以为选自玻璃纤维布或陶瓷纤维纸类多孔绝缘无机非金属材料中的一种或几种或选自氧化硅、氮化硅、氧化铝或氮化铝等中的一种或几种，多孔绝缘复合材料中的有机聚合物材料可以为选自聚烯烃、聚苯乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等中的一种或几种。
通常，圆柱形锂浆料电池在首次充放电过程中由于形成SEI膜和发生一些不可逆反应而造成首次库伦效率降低，因此，为了避免电池在首次充放电过程中的不可逆容量带来的电池容量的降低，还可以通过在多孔负极片中设置负极补锂层来弥补首次充放电过程中消耗的大量锂，从而提高电池能量密度和功率密度。具体地，负极补锂层可包括富锂金属层，负极补锂层可设置在两个多孔负极集流体之间或两个多孔负极材料层之间，或者设置在紧贴多孔负极材料层的多孔绝缘材料层的外侧或在多孔负极材料层和多孔绝缘材料层之间。其中，富锂金属层的材料可包括金属锂、锂合金和富锂化合物中的一种或多种。优选地，锂合金为锂元素与非锂元素的二元、三元或多元合金，非锂元素为可与锂进行固溶和/或加成反应的元素，选自Mg、Ca、Al、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Pt、Ag、Au、Zn、Cd、Hg等中的一种或多种。优选地，富锂化合物可以为选自LiMO2(M＝Co、Ni、Mn、Cu、Cr、Fe等)、LiMn2-XMXO4(当M＝Ni、Co、Cu时，0＜x＜1；当M＝Cr、Fe、V时，0＜x＜0.5)，LiNiXM1-XO2(M＝Co、Mn、Cu、Cr、Fe、V、La、Al、Mg、Ga、Zn等，0＜x＜1)、LiNiXMnyCozO2(x+y+z＝1)、LiFePO4、高铁酸锂、Li3- XMXN(M＝Co、Ni、Cu、Cr、V等，0＜x＜1)、Li7-XMnXN4(0＜x＜1)、Li3-XFeXN2(0＜x＜1)、LiXSiNy/LiXSiO2Ny(0＜x＜9，0＜y＜5)以及锂硫复合物和锂聚合物等中的一种或多种。
为了进一步实现负极补锂层可以直接在空气环境中进行卷绕操作，负极补锂层中还可包括包覆于富锂金属层两侧的惰性缓释层，从而有效解决了较高活性的金属锂直接暴露在空气环境中所带来的工序复杂性和生产安全性问题。惰性缓释层的材料可以为在空气中稳定存在、在电解液中能够溶解或在电池充放电过程中通过锂离子的嵌入脱出反应进行原位粉化形成多孔层的材料，以此方式在电池充放电过程中将富锂金属层中的金属锂释放出来，充分发挥富锂金属层对多孔负极材料层的补锂作用，有效地提高了电池首次库伦效率，改善了电池的循环性能。其中，惰性缓释层的材料可以选自橡胶、树脂和可嵌锂粉化材料等中的一种或多种。优选地，橡胶可以为选自有机氟橡胶、丁腈橡胶、丁苯橡胶和丁基橡胶等中的一种或多种。优选地，树脂可以为选自丙烯酸树脂、有机硅树脂、有机氟树脂、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩、聚对苯撑、聚苯硫醚、聚丙烯酸酯类、聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯等中的一种或多种。上述橡胶和树脂材料均可以在电解液中溶解或者可传递锂离子，因此能够在电池循环过程中释放出来自富锂金属层中的金属锂以实现补锂作用。优选地，可嵌锂粉化材料可以为铝及铝基合金、锡及锡基合金、锌及锌基合金、硅及硅基合金等中的一种或几种，由于含有可与锂进行固溶和/或加成反应的非锂元素，因此可嵌锂粉化材料可以与锂进行原位粉化形成多孔层，使得来自富锂金属层中的金属锂充分释放出来以补充电池循环过程中消耗的锂，非锂元素可选自Mg、Ca、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Pt、Ag、Au、Zn、Cd、Hg中的一种或几种。
优选地，在本发明的圆柱形锂浆料电池中，多孔正极片可包括两个多孔正极集流体以及复合在两个多孔正极集流体之间的多孔正极材料层，多孔正极集流体未复合有多孔正极材料层的一侧可设有多孔绝缘材料层；或者多孔正极片可包括多孔正极集流体以及复合在多孔正极集流体两侧的多孔正极材料层，多孔正极材料层未接触多孔正极集流体的一侧可设有多孔绝缘材料层。
优选地，在本发明的圆柱形锂浆料电池中，多孔负极片可包括多孔负极集流体以及复合在多孔负极集流体两侧的多孔负极材料层，多孔负极材料层未接触多孔负极集流体的一侧可设有多孔绝缘材料层，在紧贴多孔负极材料层的多孔绝缘材料层的外侧可设有负极补锂层；或者，多孔负极片可包括两个多孔负极集流体以及分别复合在两个多孔负极集流体一侧的多孔负极材料层，多孔负极材料层未接触多孔负极集流体的一侧可设有多孔绝缘材料层，负极补锂层可设置在两个多孔负极集流体之间；或者，多孔负极片可包括两个多孔负极集流体以及分别复合在两个多孔负极集流体一侧的多孔负极材料层，多孔负极集流体未复合有多孔负极材料层的一侧可设有多孔绝缘材料层，负极补锂层可设置在两个多孔负极材料层之间。
为了实现圆柱形锂浆料电池的在线维护操作例如将电解液注入以及排出电池，在电池壳体上可设有壳体注入端口和壳体排出端口。壳体注入端口和壳体排出端口的数量分别可以为一个或多个。优选地，壳体注入端口设置于电池壳体的顶面，排出端口设置于壳体的底面。例如，当壳体注入端口设置于壳体的顶面的中心处(与卷芯的位置相对应)时，壳体排出端口设置于壳体的底面的边缘处(与卷绕部的周边位置相对应)；或者例如，当壳体注入端口设置于壳体的顶面的边缘处(与卷绕部的周边位置相对应)时，壳体排出端口设置于壳体的底面的中心处(与卷芯的位置相对应)，这样可以使得电解液由内至外或由外至内充分地流经整个卷绕部，从而迅速地实现对整个卷绕部的浸润和排液。
当圆柱形锂浆料电池的内部电解液消耗过多或干涸时，可以在线及时补充或重新注入新的电解液，当电池出现故障时为避免电池内部发生副反应而排出电解液。为此，可通过改进电池内部结构来对电池进行高效地注液和补液，并快速地将故障电池内部的电解液排出，以此来实现圆柱形锂浆料电池的在线维护操作。具体地，圆柱形锂浆料电池还可包括能够支撑电芯并允许电解液向下通过的第一腔体支架，第一腔体支架将电芯与壳体的底面间隔开，从而在电芯与壳体的底面之间形成能够容置电解液的第一腔体，壳体排出端口与第一腔体的电解液连通。由于通过第一腔体支架可以将电芯支撑起来并在电芯与壳体底面之间形成第一腔体，因此电芯中的电解液可以在重力或者重力加外力的作用下顺利流入第一腔体中，经由与第一腔体连通的壳体排出端口可以方便地将第一腔体内的电解液排出。当设有第一腔体支架时，壳体排出端口的位置可以不限于与卷芯或卷绕部边缘的位置相对应，而是可以设置于壳体底部的任意位置，只要壳体排出端口与第一腔体流体连通即可。
在第一腔体支架的底面上可设有支撑部，支撑部放置或固定于壳体的底面，支撑部的高度用以确定第一腔体的高度。支撑部例如可以为支柱，支柱的一端放置或固定于壳体的底面，支柱的高度大致等于第一腔体的高度。或者，第一腔体支架的边缘固定连接于壳体的侧壁上或者与壳体一体成型。第一腔体的高度例如可以为5mm～15mm，第一腔体的高度与电芯直径的比例例如可以为1:10。
在第一腔体支架的顶面上可设有卷芯固定部，卷芯固定部能够插入或套住卷芯的下端用以固定支撑卷芯，当卷芯固定部完全堵塞卷芯的下端时还可以确保电解液完全流经卷芯侧壁的流通口。或者，第一腔体支架可与卷芯一体成型，通过将卷芯进行固定可以将第一腔体支架相应地进行固定或者通过将第一腔体支架进行固定可以将卷芯相应地进行固定，第一腔体支架可以位于卷芯的端部或与端部间隔一定距离的位置。
圆柱形锂浆料电池还可包括设置于电芯的卷绕部上方并允许电解液向下通过的顶部支架，顶部支架的至少部分下表面与卷绕部的顶面相邻并且顶部支架的上表面与壳体的顶部的下表面相邻，从而阻止电芯的卷绕部沿电芯轴向方向移动。另外，顶部支架还可以用来防止卷芯和卷绕部在水平方向上移动。例如，顶部支架的远离中心的部分可以抵接于壳体的侧壁，并且顶部支架的中心部分可以与卷芯固定连接或一体成型。优选地，顶部支架设有外环部、内环部以及连接外环部与内环部的辐条或环面，外环部固定连接或抵接于壳体的侧壁上并且内环部套接于卷芯上、内环部插入卷芯的内部腔体中或者内环部的底面固定连接于卷芯的顶面上。顶部支架可以将壳体顶面与卷绕部顶面之间的空间分割成多个腔体，各个腔体之间的电解液互不连通。但是，顶部支架也可沿水平方向设有通孔(也就是说，通孔的轴向与水平方向平行)或连通口，使得电解液能够沿顶部支架的水平方向流动，从而在电芯的卷绕部顶面与壳体的顶面之间形成整体的第二腔体。在这种情况下，电解液除了可以从卷芯朝向壳体侧壁向外流动，还可以从位于电芯顶部的第二腔体沿卷芯轴向向下流动，从而从多个方向和多个部分对电芯进行浸润。在电池正常运行的情况下，第二腔体内可存储一定量的电解液，使得第二腔体起到电解液存储腔体的作用，从而可以及时补充电池在副反应中消耗的电解液并且因此能够确保电池性能。第二腔体的高度例如可以为5mm～15mm。
在圆柱形锂浆料电池中，在壳体的侧壁和电芯之间设有能够容置电解液的腔体。具体地，电池还可包括围绕电芯的第三腔体支架，第三腔体支架将壳体的侧壁与电芯间隔开从而在壳体的侧壁与电芯之间形成第三腔体。第三腔体可以与位于电芯上方的第二腔体流体连通，这样当注入电解液时，电解液可以从卷芯朝向壳体侧壁向外流动、从位于电芯顶部的第二腔体沿卷芯轴向向下流动以及从电芯外侧朝向卷芯向内流动。另外，在电池正常运行的情况下，第三腔体还可以起到电解液存储腔体的作用，从而可以对电池及时补液。此外，在电芯的中心和电芯的外侧留有空间，可以有利地促进电解液在壳体内的顺畅流动。第三腔体支架还可以起到固定电芯外围的作用，有效地壁免电芯最外侧卷绕层脱离电芯，电池在轻微震动时，可以起到缓冲及固定电芯的作用。第三腔体支架的材料可为绝缘材料，这样可有效地防止因内部电芯漏电而与壳体连通导电的情形。第三腔体支架也可以将电芯、第一腔体支架、顶部支架包覆形成为一整体电芯包，进一步固定零部件之间的安装位置，方便后续作为整体放置在壳体内。
在不设置第三腔体支架的情况下，也可以利用如下方式在壳体的侧壁与电芯之间形成能够容置电解液的腔体：例如，在壳体的侧壁上设有突起的支撑突起部，支撑突起部从电芯的四周对电芯进行支撑，通过支撑突起部能够在壳体的侧壁与电芯之间形成侧壁腔体；或者例如，在卷绕部的远离卷芯的端部连接有柔性栅板，柔性栅板上设有栅格或通孔，柔性栅板由柔性材料制成从而能够在卷绕部的外侧继续卷绕至少一周，通过柔性栅板能够在壳体的侧壁与电芯之间形成注排腔。柔性栅板同时还可以对卷绕部起到支撑和固定的作用。
上述第一腔体支架、顶部支架、第三腔体支架和柔性栅板的材料可以为绝缘耐电解液的聚合物树脂材料，例如为诸如聚乙烯、聚丙烯的聚烯烃及改性聚烯烃类、诸如聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚偏氟乙烯的氟树脂类、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈类等；或者，可以为诸如氟橡胶、三元乙丙橡胶等耐电解液的橡胶材料；或者，可以为绝缘耐电解液的无机非金属材料；或者，可以为外覆耐电解液绝缘层的金属材料，金属材料可以为铝、不锈钢等。
圆柱形锂浆料电池还可包括绝缘卷绕膜，绝缘卷绕膜可以围绕第一腔体支架、电芯和顶部支架进行整体卷绕从而对第一腔体支架、电芯和顶部支架整体固定。绝缘卷绕膜的材料可采用绝缘材料，绝缘卷绕膜可以为多孔膜或无孔膜。优选地，绝缘卷绕膜采用可耐电解液且具有一定韧性的聚合物材料，例如：聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚酰亚胺(PI)、聚酰胺(PA)等。绝缘卷绕膜也可以采用纤维素膜、氨纶或芳纶膜等。
根据本发明还提供一种圆柱形锂浆料电池的制备方法，其包括以下步骤：
(a)配制正极浆料和负极浆料；
(b)将正极浆料覆于多孔正极集流体上，形成多孔正极片；将负极浆料覆于多孔负极集流体上，形成多孔负极片；
(c)将多孔正极片、多孔隔离层和多孔负极片的端部对齐叠放并固定于卷芯的圆柱体/圆柱筒的单个凸台处进行卷绕形成电芯，或将多孔正极片的端部和多孔负极片的端部分别固定于卷芯的圆柱体/圆柱筒的两个凸台处进行同向卷绕形成电芯；
或者，将多孔正极片、多孔隔离层和多孔负极片的端部对齐叠放，先夹持于卷芯的两个半圆柱体/半圆柱筒的平面侧壁之间，再围绕两个半圆柱体/半圆柱筒的半圆形侧壁进行卷绕形成电芯，或将多孔正极片的端部和多孔负极片的端部分别夹持于卷芯的两个半圆柱体/半圆柱筒的平面侧壁之间，再分别围绕两个半圆柱体/半圆柱筒的半圆形侧壁进行同向卷绕形成电芯；
(d)将干燥后的电芯置于壳体内，得到圆柱形锂浆料电池。
具体地，在步骤(a)中，正极浆料可包含正极活性材料、导电剂和/或粘合剂，基于质量百分比计，正极活性材料:导电剂:粘合剂＝40～95％:1～30％:0～20％。正极浆料的固含量可以为20～80％，粘度可以为103～109cp。负极浆料可包含负极活性材料、导电剂和/或粘合剂，基于质量百分比计，负极活性材料:导电剂:粘合剂＝40～95％:1～30％:0～20％。负极浆料的固含量可以为20～80％，粘度可以为103～109cp。
其中，导电剂可以为碳黑、科琴黑、石墨烯、碳纳米管、碳纤维、无定形碳、金属导电颗粒和金属导电纤维等中的一种或几种；粘合剂可以为聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和改性聚烯烃等中的一种或几种。
在步骤(b)中，将正极浆料通过涂布、粘接、机械压合和浸渍等中的一种或多种方式覆于多孔正极集流体的一侧或两侧，随后在40～120℃的温度下干燥10～120分钟，得到多孔正极片；或者，将正极浆料首先经过干燥——破碎——筛分形成正极复合粉体材料，再将正极复合粉体材料通过模压等方式复合于多孔正极集流体的一侧或两侧，得到多孔正极片。在多孔正极片中，复合在多孔正极集流体上的多孔正极材料层的厚度可以为0.3～5mm，固含量可以为40～100％。
将负极浆料通过涂布、粘接、机械压合和浸渍等中的一种或多种方式覆于多孔负极集流体的一侧或两侧，随后在40～120℃的温度下干燥10～120分钟，得到多孔负极片；或者，将负极浆料首先经过干燥——破碎——筛分形成负极复合粉体材料，再将负极复合粉体材料通过模压等方式复合于多孔负极集流体的一侧或两侧，得到多孔负极片。在多孔负极片中，复合在多孔负极集流体上的多孔负极材料层的厚度可以为0.3～5mm，固含量可以为40～100％。
在步骤(c)中，将多孔电极片和多孔隔离层按照多孔隔离层-多孔负极片-多孔隔离层-多孔正极片的顺序叠放在一起，并将各个层的端部对齐并固定于卷芯的圆柱体/圆柱筒的单个凸台处开始卷绕；或者，将层叠设置的多孔隔离层-多孔负极片的端部以及层叠设置的多孔隔离层-多孔正极片的端部分别对齐并固定于卷芯的圆柱体/圆柱筒的两个凸台处，同向开始卷绕；
或者，将多孔电极片和多孔隔离层按照多孔隔离层-多孔负极片-多孔隔离层-多孔正极片-多孔隔离层的顺序叠放在一起，将各个层的端部对齐并夹持于卷芯的两个半圆柱体/半圆柱筒的平面侧壁之间，再围绕两个半圆柱体/半圆柱筒的半圆形侧壁开始卷绕；或者，将层叠设置的多孔隔离层-多孔负极片-多孔隔离层的端部以及层叠设置的多孔隔离层-多孔正极片-多孔隔离层的端部分别对齐并夹持于卷芯的两个半圆柱体/半圆柱筒的平面侧壁之间，再分别围绕两个半圆柱体/半圆柱筒的半圆形侧壁同向开始卷绕。
步骤(c)中还可包括在卷绕的同时在多孔正极片和多孔负极片的边缘设置防漏封边条的步骤，边卷绕边封边，从而阻止卷绕时多孔正极材料层的正极活性导电颗粒或多孔负极材料层的负极活性导电颗粒从电芯中泄露或限制多孔正极材料层或多孔负极材料层流动或沉降。防漏封边条可通过热熔粘接、胶粘、机械压合、缝纫和焊接中的一种或多种方式密封地固定于多孔电极片的边缘。防漏封边条的材料可以为绝缘耐电解液的聚合物材料，选自聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚醚腈、聚丙烯酸甲酯、聚偏氟乙烯、聚氨酯、聚丙烯腈、丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠和改性聚烯烃等中的一种或几种。
在步骤(d)中，通过热风烘干机向电芯的卷芯内部空腔中输送40～100℃的热空气，干燥0.5～48小时，得到干燥的电芯；或者将电芯直接放入干燥箱中干燥，干燥温度可以为40～100℃，干燥时间可以为0.5～48小时。
步骤(d)中还可包括在电芯干燥前或干燥后在电芯的顶部设置顶部支架和在电芯的底部设置第一腔体支架，然后将第三腔体支架或绝缘卷绕膜或柔性栅板围绕第一腔体支架、电芯和顶部支架进行整体卷绕和固定的步骤。步骤(d)中还可包括将干燥后的电芯置于电池壳体中，随后焊接极耳和极柱、封口注液、化成分容，最终得到圆柱形锂浆料电池。
本发明的优势在于：
(1)根据本发明的圆柱形锂浆料电池，通过在电芯的轴心处设置卷芯并在其上设有厚度补偿部，一方面能够使卷绕部围绕卷芯紧密卷绕不松脱，提高了电池的结构稳定性和循环寿命，另一方面能够保持卷绕部各个区域的卷绕张力和曲率的一致性，从而避免了电芯卷绕过程中的错位变形、电极片厚度分布不均等问题。
(2)本发明通过在电池内部设置容置电解液的腔体，可以使电芯使用中始终处于富液状态，有利于改善电池的循环和倍率性能。
(3)本发明的圆柱型锂浆料电池利用容置电解液的腔体、卷芯侧壁的电解液流通口以及多孔集流体等结构，使电解液可以顺利高效地通过整个电芯，从而可以快速、充分地实现电池的在线注液、补液、换液等操作。
(4)本发明的圆柱形锂浆料电池的制备方法简单，有利于锂浆料电池的低成本高效率生产。
附图说明
图1(a)-(b)为根据本发明一实施方式的电池的电芯的示意图，其中，图1(a)为卷芯的立体示意图，图1(b)为电芯的截面示意图；
图2(a)-(b)为根据本发明另一实施方式的电池的电芯的示意图，其中，图2(a)为卷芯的立体示意图，图2(b)为电芯的截面示意图；
图3(a)-(b)为根据本发明又一实施方式的电池的电芯的示意图，其中，图3(a)为卷芯的立体示意图，图3(b)为电芯的截面示意图；
图4(a)-(b)为根据本发明再一实施方式的电池的电芯的示意图，其中，图4(a)为卷芯的立体示意图，图4(b)为电芯的截面示意图；
图5(a)-(b)为根据本发明的电池的示意图，其中，图5(a)为根据本发明一实施方式的电池的局部剖切的立体示意图，图3(b)为根据本发明另一实施方式的电池的截面示意图；
图6(a)-(b)为根据本发明的电池的第一腔体支架的示意图，其中，图6(a)为第一腔体支架的俯视立体示意图，图6(b)为第一腔体支架的仰视立体示意图；
图7(a)-(c)为根据本发明的电池的顶部支架的示意图，其中，图7(a)为根据一实施方式的顶部支架的立体示意图，图7(b)根据另一实施方式的顶部支架的立体示意图，图7(c)根据又一实施方式的顶部支架的立体示意图；
图8(a)-(b)为根据本发明的电池的第三腔体支架的示意图，其中，图8(a)为根据一实施方式的第三腔体支架的立体示意图，图8(b)为根据另一实施方式的第三腔体支架的立体示意图；
附图标记列表
1——电芯
2，2a，2b，2c，2d——卷芯
201，202——凸台
203，204——交错凸边
205——平面侧壁
206——半圆形侧壁
207——电解液流通口
3——卷绕部
301——多孔正极片
302——多孔负极片
303——多孔隔离层
4——圆柱形锂浆料电池
401——壳体
402——壳体注入端口
403——壳体排出端口
5——顶部支架
501——通孔
502——第二腔体
503——外环部
504——内环部
505——环面
506——辐条
6——第一腔体支架
601——第一腔体
602——流通通道
603——卷芯固定部
604——支撑部
7——极柱
8——第三腔体支架
801——第三腔体
802——支撑突起部
803——内筒
804——外筒
具体实施方式
下面将结合附图，通过实施例对本发明做进一步说明。
图1(a)-(b)为根据本发明一实施方式的电池的电芯的示意图，其中，图1(a)为卷芯的立体示意图，图1(b)为电芯的截面示意图。如图1(a)所示，卷芯2a为圆柱筒结构，在卷芯2a的侧壁上设有沿其轴线方向延伸的单个凸台201，多个方形的电解液流通口207设置在卷芯2a的侧壁上，电解液流通口207的等效孔径可以相同或不同。如图1(b)所示，电芯包括卷芯2a和卷绕部3，其中卷绕部3为层叠设置的多孔隔离层303-多孔负极片302-多孔隔离层303-多孔正极片301。在制作电芯时，将卷绕部3的各个层的端部对齐叠放并固定于卷芯2a的凸台201处，再围绕卷芯2a的侧壁进行卷绕。
图2(a)-(b)为根据本发明另一实施方式的电池的电芯的示意图，其中，图2(a)为卷芯的立体示意图，图2(b)为电芯的截面示意图。如图2(a)所示，卷芯2b为圆柱筒结构，在卷芯2b的侧壁上设有沿其轴线方向延伸的两个凸台202，两个凸台202呈对称分布，多个圆形的电解液流通口207设置在卷芯2b的侧壁上，电解液流通口207的等效孔径可以相同或不同。如图2(b)所示，电芯包括卷芯2b和卷绕部3，其中卷绕部3为层叠设置的多孔隔离层303-多孔负极片302-多孔隔离层303-多孔正极片301。在制作电芯时，将一多孔隔离层303和多孔负极片302的端部对齐叠放并固定于卷芯2b的一个凸台202处，将另一多孔隔离层303和多孔正极片301的端部对齐叠放并固定于卷芯2b的另一个凸台202处，再围绕卷芯2b的侧壁同向卷绕。
图3(a)-(b)为根据本发明又一实施方式的电池的电芯的示意图，其中，图3(a)为卷芯的立体示意图，图3(b)为电芯的截面示意图。如图3(a)所示，卷芯2c为两个直径不同的半圆柱筒结构，这两个半圆柱筒的平面侧壁205相互间隔且一侧对齐从而形成一个交错凸边203，多个圆形的电解液流通口207设置在卷芯2c的半圆形侧壁206上，电解液流通口207的等效孔径可以相同或不同。如图3(b)所示，电芯包括卷芯2c和卷绕部3，其中卷绕部3为层叠设置的多孔隔离层303-多孔负极片302-多孔隔离层303-多孔正极片301-多孔隔离层303。在制作电芯时，将卷绕部3的各个层的端部对齐叠放并夹持于两个半圆柱筒的平面侧壁之间，再围绕两个半圆柱筒的半圆形侧壁进行卷绕。
图4(a)-(b)为根据本发明再一实施方式的电池的电芯的示意图，其中，图4(a)为卷芯的立体示意图，图4(b)为电芯的截面示意图。如图4(a)所示，卷芯2d为两个直径相同的半圆柱筒结构，这两个半圆柱筒的平面侧壁205相互间隔且相互错开从而形成两个交错凸边204，两个交错凸边204呈对称分布，多个条形的电解液流通口207设置在卷芯2d的半圆形侧壁206上，电解液流通口207的等效孔径可以相同或不同。如图4(b)所示，电芯包括卷芯2d和卷绕部3，其中卷绕部3为层叠设置的多孔隔离层303-多孔负极片301-多孔隔离层303-多孔隔离层303-多孔正极片302-多孔隔离层303。在制作电芯时，将多孔隔离层303-多孔负极片302-多孔隔离层303的端部对齐叠放并夹持于两个半圆柱筒的平面侧壁之间，将多孔隔离层303-多孔正极片301-多孔隔离层303的端部对齐并夹持于两个半圆柱筒的平面侧壁之间，再分别围绕两个半圆柱筒的半圆形侧壁同向卷绕。
图5(a)-(b)为根据本发明的电池的示意图，其中，图5(a)为根据一实施方式的电池的局部剖切的立体示意图，图3(b)为根据另一实施方式的电池的截面示意图。如图5(a)所示，电池包括：壳体401，在壳体上设有壳体注入端口402和壳体排出端口403；电芯1，其容置于壳体401内，包括具有内部腔体且侧壁设有流通口207的卷芯2以及卷绕在卷芯2上的多孔的卷绕部3，卷绕部3包括层叠设置的多孔正极片、多孔隔离层和多孔负极片；顶部支架5，其设置于壳体401的顶面与电芯1的卷绕部3之间用以限定卷绕部3在电芯轴向Y上移动，顶部支架5还可以防止电芯1与壳体401的顶部接触导致短接等问题，顶部支架5可以与电芯1的卷芯2的顶端固定连接，顶部支架5的上表面与壳体401的顶部的下表面接触并且顶部支架5的至少部分下表面与卷绕部3的顶面接触从而起到限位的作用；第一腔体支架6，其设置于壳体401的底面与电芯1的卷绕部3之间，第一腔体支架6支撑着电芯1并可以与电芯的卷芯的底端固定连接，在第一腔体支架6与壳体401的底面之间间隔一定距离从而形成可以容置从电芯1流出的电解液的第一腔体601；极柱7，其与电芯1的集流体电连接并从壳体401引出。例如，在注入电解液时，从壳体注入端口402注入的电解液可以流过顶部支架5进入卷芯2中，进入卷芯2内的电解液从卷芯侧壁的流通口207由内向外流动，由于卷绕在卷芯上的卷绕部3为多孔结构，因此电解液可以快速浸润整个卷绕部3；在排出电解液时，从壳体排出端口403排出第一腔体601中的电解液，电芯1中的电解液在重力和外部抽吸的作用下向下流入第一腔体601中，通过壳体排出端口403继续将第一腔体601内的电解液排出。
在图5(b)中示出的实施方式与图5(a)中示出的实施方式的不同之处主要在于，在顶部支架5上设有水平方向X的通孔501以及在电芯与壳体的侧壁之间设有第三腔体支架8。水平方向的通孔501指的是通孔的轴线大致为水平方向，从而使得电解液能够在顶部支架5中沿水平方向流动，这样可以在电芯1上方形成整体的第二腔体502。该第二腔体502可以容置电解液，使得第二腔体502中的电解液可以向下流动从而从电芯1上方对卷绕部3进行浸润，并且第二腔体502中的电解液可以及时补充由于电池副反应所消耗的电解液。第三腔体支架8在电芯1与壳体401的侧壁之间形成第三腔体801，该第三腔体801可以与第二腔体502流体连通。该第三腔体801可以容置电解液，使得第三腔体801中的电解液可以向内流动从而从电芯1外侧对卷绕部403进行浸润，并且第三腔体801中的电解液可以及时补充由于电池副反应所消耗的电解液。图5(b)中的箭头示出了电解液在壳体内的流动路径，可以看出，电解液可以从上向下、从内向外、从外向内流过卷绕部3，从而可以更加快速、充分地进行注液、补液或排液。
图6(a)-(b)为根据本发明的电池的第一腔体支架的示意图，其中，图6(a)为第一腔体支架的俯视立体示意图，图6(b)为第一腔体支架的仰视立体示意图。如图6(a)所示，第一腔体支架上设有流通通道602从而使得电解液能够穿过第一腔体支架向下流动。在第一腔体支架的上表面设有卷芯固定部603，卷芯固定部603能够插入卷芯的下端用以固定支撑卷芯。如图6(b)所示，在第一腔体支架的下表面设有柱状的支撑部604，支撑部604支撑在壳体的底面上用以在第一腔体支架与壳体的底面之间形成第一腔体。
图7(a)-(c)为根据本发明的电池的顶部支架的示意图，其中，图7(a)为根据一实施方式的顶部支架的立体示意图，图7(b)根据另一实施方式的顶部支架的立体示意图，图7(c)根据又一实施方式的顶部支架的立体示意图。如图7(a)所示，顶部支架包括外环部503、内环部504以及连接外环部503与内环部504的环面505，在内环部504上设有水平方向的通孔501。内环部504中的电解液可以沿水平方向的通孔501进入环面505上方的空间进行储存，并可以及时通过水平方向的通孔501、经由内环部504进入卷芯中，从而可以及时地补充电解液。如图7(b)所示，顶部支架包括外环部503、内环部504以及连接外环部503与内环部504的辐条506。如图7(c)所示，顶部支架包括外环部503、内环部504以及连接外环部503与内环部504的辐条506，在外环部503和内环部504上设有水平方向的通孔501，使得内环部504中的电解液可以经由内环部504上的通孔501进入外环部503与内环部504之间并且经由外环部503上的通孔501进入外环部503的外侧(例如，进入第三腔体中)。
图8(a)-(b)为根据本发明的电池单体的第三腔体支架的示意图，其中，图8(a)为根据一实施方式的第三腔体支架的立体示意图，图8(b)为根据另一实施方式的第三腔体支架的立体示意图。如图8(a)所示，第三腔体支架包括圆筒以及设于圆筒内壁上的诸如肋条的支撑突起部802。其中，圆筒的外径大致等于电池壳体的内径，使得圆筒可以插入电池壳体中，支撑突起部802可以支撑电芯，支撑突起部802之间的空间形成第三腔体801。如图8(b)所示，第三腔体支架为由内筒803和外筒804组成的双层圆筒的结构，双层圆筒的内筒803和外筒804的顶部连接和/或底部连接。内筒803上设有通孔，内筒803与外筒804之间形成第三腔体，第三腔体中的电解液可以从外侧对电芯进行浸润并且可以作为储液腔以便及时补充电解液。
以下为本发明的圆柱形锂浆料电池的制备实施例：
实施例1
步骤(a)：电极浆料的制备
将钴酸锂、炭黑和聚偏氟乙烯(PVDF)按照质量比为85:13:2加入至N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中充分搅拌均匀，得到固含量为50％的正极浆料；
将钛酸锂、炭黑和聚偏氟乙烯(PVDF)按照质量比为87:10:3加入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中充分搅拌均匀，得到固含量为55％的负极浆料。
步骤(b)：多孔电极片的制备
将步骤(a)制得的正极浆料涂布于第一铝网的一侧以形成第一正极浆料层，将步骤(a)制得的正极浆料涂布于第二铝网的一侧以形成第二正极浆料层，并分别在第一铝网和第二铝网未涂布有正极浆料层的一侧贴合一层PET无纺布作为多孔绝缘材料层，随后在80℃下干燥15分钟，其中干燥后的第一正极浆料层和第二正极浆料层(即第一多孔正极材料层和第二多孔正极材料层)的厚度分别为1mm、1mm，固含量均为75％。通过辊压将第一铝网和第二铝网复合有第一多孔正极材料层和第二多孔正极材料层的一侧复合在一起得到多孔正极片。
将步骤(a)制得的负极浆料涂布于铜网的两侧以形成第一负极浆料层和第二负极浆料层，并分别在第一负极浆料层和第二负极浆料层未接触铜网的一侧热压一层PET无纺布作为多孔绝缘材料层，随后在80℃下干燥15分钟。其中干燥后的第一负极浆料层和第二负极浆料层(即第一多孔负极材料层和第二多孔负极材料层)的厚度分别为0.5mm、0.5mm，固含量分别为80％、80％。随后在紧贴于第一多孔负极材料层和第二多孔负极材料层的PET无纺布的外侧分别贴合一层包覆聚甲基丙烯酸甲酯膜的金属锂箔作为负极补锂层，得到多孔负极片。
步骤(c)：电芯的制备
将步骤(b)得到的多孔电极片和多孔隔离层按照多孔隔离层-多孔负极片-多孔隔离层-多孔正极片的顺序叠放在一起，将各个层的端部对齐并通过粘接固定于卷芯的圆柱筒的单个凸台处进行卷绕。在卷绕的同时在多孔正极片和多孔负极片的四周边缘分别粘接一层聚乙烯泡棉作为防漏封边条，得到直径为80mm的电芯，其中卷芯的凸台宽度为3.2mm，卷芯的直径为20mm，卷芯的材料为铝合金，卷芯的侧壁上设有多个电解液流通口，多孔隔离层为PP隔膜。
步骤(d)：电池的制备
在步骤(c)得到的电芯的顶面、底面分别固定连接顶部支架和第一腔体支架，再通过第三腔体支架将电芯、第一腔体支架和顶部支架包覆形成为一整体电芯包。通过热风烘干机向电芯包的卷芯内部空腔中输送80℃的热空气，干燥4.8小时，得到干燥的电芯。
将干燥后的电芯置于电池壳体中，进行极耳和极柱的焊接、封口注液和化成分容，得到圆柱形锂浆料电池。
实施例2
步骤(a)：电极浆料的制备
将磷酸铁锂、科琴黑和丁苯胶乳按照质量比为86:10:4加入至去离子水中充分搅拌均匀，得到固含量为60％的正极浆料；
将石墨、碳纳米管、羧甲基纤维素钠和丁苯胶乳按照质量比为82:16:1.5:0.5加入去离子水中充分搅拌均匀，得到固含量为65％的负极浆料。
步骤(b)：多孔电极片的制备
在表面经浓硫酸和双氧水清洗的第一不锈钢网的两侧分别涂布步骤(a)制得的正极浆料，形成第一正极浆料层和第二正极浆料层，随后在100℃下干燥10分钟得到多孔正极片。其中干燥后的第一正极浆料层和第二正极浆料层(即第一多孔正极材料层和第二多孔正极材料层)的厚度分别为0.8mm、0.8mm，固含量为分别为65％、65％。
在表面经二氧化碳气氛中等离子体处理改性的第一不锈钢网的一侧涂布步骤(a)制得的负极浆料以形成第一负极浆料层，在表面经二氧化碳气氛中等离子体处理改性的第二不锈钢网的一侧涂布步骤(a)制得的负极浆料以形成第二负极浆料层，并分别在第一负极浆料层和第二负极浆料层未接触不锈钢网的一侧贴合一层聚丙烯无纺布作为多孔绝缘材料层，随后在80℃下干燥15分钟得到第一多孔负极半片和第二多孔负极半片，通过辊压将包覆丁苯橡胶膜的铝锂合金层作为负极补锂层夹心复合在第一多孔负极半片和第二多孔负极半片之间，形成多孔负极片。其中干燥后的第一负极浆料层和第二负极浆料层(即第一多孔负极材料层和第二多孔负极材料层)的厚度分别为0.35mm、0.35mm，固含量分别为80％、80％。
步骤(c)：电芯的制备：
将步骤(b)得到的多孔电极片和多孔隔离层按照多孔隔离层-多孔负极片-多孔隔离层-多孔正极片-多孔隔离层的顺序叠放在一起，将各个层的端部对齐并在压力的作用下夹持于卷芯的两个半圆柱筒的平面侧壁之间，再围绕两个半圆柱筒的半圆形侧壁进行卷绕。在卷绕的同时在多孔正极片和多孔负极片的四周边缘分别缝纫一层聚丙烯泡棉作为防漏封边条，得到直径为100mm的电芯。其中卷芯的凸台宽度为2.5mm，卷芯的直径为15mm，卷芯的材料为多孔陶瓷管，卷芯的侧壁上设有多个电解液流通口，多孔隔离层为陶瓷隔膜。
步骤(d)：电池的制备
在步骤(c)得到的电芯的顶面、底面分别固定连接顶部支架和第一腔体支架，再使用聚对苯二甲酸乙二醇酯多孔膜作为绝缘卷绕膜将电芯、第一腔体支架和顶部支架包覆形成为一整体电芯包。通过热风烘干机向电芯包的卷芯内部空腔中输送100℃的热空气，干燥2.5小时，再真空干燥24小时，得到干燥的电芯。
将干燥后的电芯置于电池壳体中，进行极耳和极柱的焊接、封口注液和化成分容，得到圆柱形锂浆料电池。
实施例3
步骤(a)：电极浆料的制备
将锰酸铁锂、碳纤维和丙烯腈多元共聚物的水性粘结剂(LA132)按照质量比为80:15:5加入至去离子水中充分搅拌均匀，得到固含量为40％的正极浆料。
将软碳、碳纤维和丙烯腈多元共聚物的水性粘结剂(LA132)按照质量比为82:17:1加入去离子水中充分搅拌均匀，得到固含量为70％的负极浆料。
将碳黑、碳纤维和丙烯腈多元共聚物的水性粘结剂(LA132)按照质量比为55:15:30加入至去离子水中充分搅拌均匀，得到固含量为10％的正极导电浆料；
步骤(b)：多孔电极片的制备
将步骤(a)制得的正极导电浆料分别涂布于第一铝合金网和第二铝合金网的一侧以改善其界面导电性，涂布厚度为150μm，未涂布正极导电浆料的一侧贴合一层聚丙烯无纺布作为多孔绝缘材料层，正极导电浆料透过铝合金网少量浸润到聚丙烯无纺布中，经60℃烘干30分钟得到经界面改性的第一铝合金网和第二铝合金网。
将步骤(a)制得的正极浆料经过干燥——破碎——筛分形成正极复合粉体材料，将正极复合粉体材料通过模压复合于经界面改性的第一铝合金网和第二铝合金网之间形成多孔正极材料层，得到多孔正极片。其中，多孔正极材料层的厚度为4mm。
将步骤(a)制得的负极浆料涂布于第一不锈钢网的一侧以形成第一负极浆料层，将步骤(a)制得的负极浆料涂布于第二不锈钢网的一侧以形成第二负极浆料层，并分别在第一不锈钢网的和第二不锈钢网未涂布有负极浆料层的一侧热压一层聚酰亚胺多孔膜作为多孔绝缘材料层，随后在70℃下干燥20分钟，得到第一多孔负极半片和第二多孔负极半片，再通过辊压将包覆有机硅树脂膜的硅锂合金层作为负极补锂层夹心复合在第一多孔负极半片和第二多孔负极半片之间，形成多孔负极片。其中，干燥后的第一负极浆料层和第二负极浆料层(即第一多孔负极材料层和第二多孔负极材料层)的厚度分别为2mm、2mm，固含量分别为为85％、85％。
步骤(c)：电芯的制备
将层叠设置的多孔隔离层和步骤(b)得到的多孔负极片的端部对齐叠放并通过粘接固定于卷芯的圆柱筒的一个凸台处，将层叠设置的多孔隔离层和步骤(b)得到的多孔正极片的端部对齐叠放并通过粘接固定于卷芯的圆柱筒的另一个凸台处，再围绕卷芯的侧壁进行同向卷绕。在卷绕的同时在多孔正极片和多孔负极片的四周边缘分别焊接一层聚氨酯PU泡棉作为防漏封边条，得到直径为90mm的电芯。其中卷芯的凸台宽度为8.5mm，卷芯的直径为25mm，卷芯的材料为多孔聚乙烯管，卷芯的侧壁上设有多个电解液流通口，多孔隔离层为二氧化硅陶瓷涂层。
步骤(d)：电池的制备
在步骤(c)得到的电芯中远离卷芯的端部连接一层柔性栅板，并在电芯的顶面、底面分别固定连接顶部支架和第一腔体支架，通过柔性栅板将电芯、第一腔体支架和顶部支架包覆形成为一整体电芯包。通过热风烘干机向电芯包的卷芯内部空腔中输送90℃的热空气，干燥36小时，得到干燥的电芯。
将干燥后的电芯置于电池壳体中，进行极耳和极柱的焊接、封口注液和化成分容，得到圆柱形锂浆料电池。
实施例4
步骤(a)：电极浆料的制备
将三元镍钴锰、科琴黑和丙烯腈多元共聚物的水性粘结剂(LA132)按照质量比为85:7:8加入至去离子水中充分搅拌均匀，得到固含量为40％的正极浆料。
将石墨化碳纤维、碳纤维和丙烯腈多元共聚物的水性粘结剂(LA132)按照质量比为90:5:5加入去离子水中充分搅拌均匀，得到固含量为40％的负极浆料。
步骤(b)：多孔电极片的制备
将步骤(a)制得的正极浆料经过干燥——破碎——筛分形成正极复合粉体材料，将正极复合粉体材料通过模压复合于涂碳铝网的两侧以形成第一多孔正极材料层和第二多孔正极材料层，并分别在第一多孔正极材料层和第二多孔正极材料层未接触铝网的一侧贴合一层聚苯乙烯无纺布作为多孔绝缘材料层，得到多孔正极片。其中，第一多孔正极材料层和第二多孔正极材料层的厚度分别为2.5mm、2.5mm。
将步骤(a)制得的负极浆料经过干燥——破碎——筛分形成负极复合粉体材料，将负极复合粉体材料通过模压复合于涂碳铜网的两侧以形成第一多孔负极材料层和第二多孔负极材料层，并分别在第一多孔负极材料层和第二多孔负极材料层未接触铜网的一侧热压一层聚醚醚酮多孔膜作为多孔绝缘材料层，随后在紧贴第一多孔负极材料层和第二多孔负极材料层的聚醚醚酮多孔膜的外侧分别贴合一层包覆聚苯胺膜的锡锂合金层作为负极补锂层，得到多孔负极片。其中，第一多孔负极材料层和第二多孔负极材料层的厚度分别为1mm、1mm。
步骤(c)：电芯的制备
将层叠设置的多孔隔离层-步骤(b)得到的多孔负极片-多孔隔离层的端部对齐叠放并在压力的作用下夹持于卷芯的两个半圆柱筒的平面侧壁之间，将层叠设置的多孔隔离层-步骤(b)得到的多孔正极片-多孔隔离层的端部对齐叠放并在压力的作用下夹持于卷芯的两个半圆柱筒的平面侧壁之间，再围绕两个半圆柱筒的半圆形侧壁同向卷绕。在卷绕的同时在多孔正极片和多孔负极片的四周边缘分别缝纫一层涤纶无纺布作为防漏封边条，得到直径为60mm的电芯。其中卷芯的凸台宽度为5mm，卷芯的直径为18mm，卷芯的材料为多孔聚丙烯管，卷芯的侧壁上设有多个电解液流通口，多孔隔离层为聚四氟乙烯多孔膜。
步骤(d)：电池的制备
在步骤(c)得到的电芯的顶面、底面分别固定连接顶部支架和第一腔体支架，再使用聚四氟乙烯多孔膜作为绝缘卷绕膜将电芯、第一腔体支架和顶部支架包覆形成为一整体电芯包。通过热风烘干机向电芯包的卷芯内部空腔中输送60℃的热空气，干燥24小时，再真空干燥12小时，得到干燥的电芯。
将干燥后的电芯置于侧壁设有支撑凸起部的电池壳体中，进行极耳和极柱的焊接、封口注液和化成分容，得到圆柱形锂浆料电池。
本发明具体实施例并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (23)

1.一种圆柱形锂浆料电池，其特征在于，所述圆柱形锂浆料电池包括壳体以及容置于所述壳体内的电芯，所述电芯包括卷芯以及卷绕在所述卷芯上的多孔的卷绕部，其中，所述卷芯为圆柱体或内部具有空腔的圆柱筒或者所述卷芯为两个半圆柱体或两个半圆柱筒，所述卷芯设有厚度补偿部，所述厚度补偿部由在所述圆柱体或圆柱筒的外侧壁上沿其轴线方向延伸的单个或两个凸台构成，或者所述厚度补偿部由相互错开的所述两个半圆柱体或两个半圆柱筒的交错凸边构成，通过所述厚度补偿部能够使得所述卷绕部围绕所述卷芯紧密卷绕，所述卷绕部包括层叠设置的多孔正极片、多孔隔离层和多孔负极片，在所述壳体上设有壳体注入端口和壳体排出端口，在所述壳体的侧壁和所述电芯之间形成能够容置电解液的腔体。
2.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中，所述两个半圆柱体/半圆柱筒的直径相同或不同，其平面侧壁相互间隔且相互错开从而形成两个所述交错凸边；或者，所述两个半圆柱体/半圆柱筒的直径不同，其平面侧壁相互间隔且一侧对齐从而形成一个所述交错凸边。
3.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中，所述凸台的宽度为0.5～11mm，所述交错凸边的宽度为0.5～11mm。
4.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中，当所述卷芯为圆柱体或圆柱筒时，所述卷绕部的起始端通过粘接、卡合、焊接、压力夹紧中的一种或多种方式固定于所述圆柱体或圆柱筒的单个凸台或两个凸台处进行卷绕；当所述卷芯为两个半圆柱体或两个半圆柱筒时，所述卷绕部的起始端通过粘接、卡合、焊接、压力夹紧中的一种或多种方式夹持于所述两个半圆柱体或两个半圆柱筒的平面侧壁之间进行卷绕。
5.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中所述卷芯的圆柱筒的圆周侧壁上设有电解液流通口，或者所述卷芯的两个半圆柱筒的平面侧壁和/或半圆形侧壁上设有电解液流通口，使得电解液能够由所述卷芯的内部空腔经过所述电解液流通口向外流过所述卷绕部或者由所述卷绕部经过所述电解液流通口向内流入所述卷芯的内部空腔，从而使电解液能够浸润整个电芯，其中，所述电解液流通口为圆形、椭圆形、三角形或多边形中的一种或多种，所述电解液流通口的等效孔径相同或不同。
6.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中，所述卷芯的材料包括耐电解液的聚合物材料、耐电解液非金属材料或耐电解液金属材料中的一种或多种；
优选地，所述耐电解液聚合物材料为聚烯烃及改性聚烯烃类，选自聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和聚苯乙烯中的一种或几种，或者所述耐电解液聚合物材料为氟树脂类，选自聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和聚偏氟乙烯中的一种或几种，或者所述耐电解液聚合物材料为聚对苯二甲酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺和聚醚腈中的一种或几种；
优选地，所述耐电解液非金属材料为选自陶瓷和玻璃中的一种或两种；
优选地，所述耐电解液金属材料为选自铝合金和不锈钢中的一种或两种。
7.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中，所述多孔正极片包括多孔正极集流体和多孔正极材料层，所述多孔负极片包括多孔负极集流体和多孔负极材料层；所述多孔正极材料层的厚度为0.3～5mm，所述多孔负极材料层的厚度为0.3～5mm。
8.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中，所述电池还包括能够支撑所述电芯并允许电解液向下通过的第一腔体支架，所述第一腔体支架将所述电芯与所述壳体的底面间隔开，从而在所述电芯与所述壳体的底面之间形成能够容置电解液的第一腔体，所述壳体排出端口与所述第一腔体中的电解液连通。
9.根据权利要求8所述的圆柱形锂浆料电池，其中，在所述第一腔体支架的下表面上设有支撑部，所述支撑部放置或固定于所述壳体的底面，所述支撑部的高度用以确定所述第一腔体的高度；或者，所述第一腔体支架的边缘固定连接于所述壳体的侧壁上或者与所述壳体一体成形。
10.根据权利要求8所述的圆柱形锂浆料电池，其中，在所述第一腔体支架的上表面上设有卷芯固定部，所述卷芯固定部能够插入或套住所述卷芯的下端用以固定支撑所述卷芯；或者，所述第一腔体支架与所述卷芯一体成形。
11.根据权利要求8所述的圆柱形锂浆料电池，其中，所述电池还包括设置于所述电芯的卷绕部上方并允许电解液向下通过的顶部支架，所述顶部支架的至少部分下表面与所述卷绕部的顶面相邻并且所述顶部支架的上表面与所述壳体的顶部的下表面相邻，从而阻止所述电芯的卷绕部沿电芯轴向移动。
12.根据权利要求11所述的圆柱形锂浆料电池，其中，所述顶部支架设有外环部、内环部以及连接外环部与内环部的辐条或环面，所述外环部固定连接或抵接于所述壳体的侧壁上并且所述内环部套接于所述卷芯上、所述内环部插入所述卷芯的空腔中或者所述内环部的底面固定连接于所述卷芯的顶面上，从而阻止所述电芯的卷芯和卷绕部在水平方向上移动。
13.根据权利要求12所述的圆柱形锂浆料电池，在所述顶部支架的水平方向上设有通孔，使得电解液能够沿所述顶部支架的水平方向流动，从而在所述电芯的卷绕部与所述壳体的顶面之间形成整体的第二腔体。
14.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中，所述电池还包括围绕所述电芯的第三腔体支架，所述第三腔体支架将所述壳体的侧壁与所述电芯间隔开从而在所述壳体的侧壁与所述电芯之间形成所述腔体。
15.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中，在所述壳体的侧壁上设有突起的支撑突起部，所述支撑突起部从所述电芯的四周对所述电芯进行支撑，通过所述支撑突起部能够在所述壳体的侧壁与所述电芯之间形成所述腔体。
16.根据权利要求11所述的圆柱形锂浆料电池，其中，所述电池还包括绝缘卷绕膜，所述绝缘卷绕膜围绕所述第一腔体支架、所述电芯和所述顶部支架进行整体卷绕从而对所述第一腔体支架、所述电芯和所述顶部支架整体固定；
优选地，绝缘卷绕膜为多孔膜或无孔膜，其中，绝缘卷绕膜的材料为可耐电解液且具有一定韧性的聚合物材料，选自聚丙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和聚酰胺中的一种或几种；或者，绝缘卷绕膜为纤维素膜、氨纶或芳纶膜。
17.根据权利要求1所述的圆柱形锂浆料电池，其中，在所述卷绕部的远离所述卷芯的端部连接有柔性栅板，所述柔性栅板上设有栅格或通孔，所述柔性栅板由柔性材料制成从而能够在所述卷绕部的外侧继续卷绕至少一周，通过所述柔性栅板能够在所述电池壳体的侧壁与所述电芯之间形成所述腔体。
18.根据权利要求1-17中任一项所述的圆柱形锂浆料电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(a)配制正极浆料和负极浆料；
(b)将所述正极浆料覆于多孔正极集流体上，形成多孔正极片；将所述负极浆料覆于多孔负极集流体上，形成多孔负极片；
(c)将所述多孔正极片、多孔隔离层和多孔负极片的端部对齐叠放并固定于所述卷芯的圆柱体/圆柱筒的单个凸台处进行卷绕形成所述电芯，或将所述多孔正极片的端部和多孔负极片的端部分别固定于所述卷芯的圆柱体/圆柱筒的两个凸台处进行同向卷绕形成所述电芯；
或者，将所述多孔正极片、多孔隔离层和多孔负极片的端部对齐叠放，先夹持于所述卷芯的两个半圆柱体/半圆柱筒的平面侧壁之间，再围绕所述两个半圆柱体/半圆柱筒的半圆形侧壁进行卷绕形成所述电芯，或将所述多孔正极片的端部和多孔负极片的端部分别夹持于所述卷芯的两个半圆柱体/半圆柱筒的平面侧壁之间，再分别围绕所述两个半圆柱体/半圆柱筒的半圆形侧壁进行同向卷绕形成所述电芯；
(d)将干燥后的所述电芯置于所述壳体内，得到所述圆柱形锂浆料电池。
19.根据权利要求18所述的圆柱形锂浆料电池的制备方法，其中，在步骤(b)中，将所述正极浆料通过涂布、粘接、机械压合、浸渍中的一种或多种方式覆于所述多孔正极集流体的一侧或两侧，随后在40～120℃的温度下干燥10～120分钟，得到多孔正极片；或者，将所述正极浆料首先经过干燥——破碎——筛分形成复合粉体，再将所述复合粉体通过模压方式复合于所述多孔正极集流体的一侧或两侧，得到多孔正极片；
将所述负极浆料通过涂布、粘接、机械压合、浸渍中的一种或多种方式覆于所述多孔负极集流体的一侧或两侧，随后在40～120℃的温度下干燥10～120分钟，得到多孔负极片；或者，将所述负极浆料首先经过干燥——破碎——筛分形成复合粉体，再将所述复合粉体通过模压方式复合于所述多孔负极集流体的一侧或两侧，得到多孔负极片；
20.根据权利要求19所述的圆柱形锂浆料电池的制备方法，其中，所述多孔正极片中的正极材料层的厚度为0.3～5mm，所述多孔负极片中的负极材料层的厚度为0.3～5mm；其中，所述正极材料层的固含量为40～100％，所述负极材料层的固含量为40～100％。
21.根据权利要求19所述的圆柱形锂浆料电池的制备方法，其中，在步骤(c)中，在卷绕的同时在所述多孔正极片和所述多孔负极片的边缘设置防漏封边条，边卷绕边封边，从而阻止卷绕时所述多孔正极材料层的正极活性导电颗粒或所述多孔负极材料层的负极活性导电颗粒从所述电芯中泄露或限制所述多孔正极材料层或所述多孔负极材料层流动或沉降。
22.根据权利要求18所述的圆柱形锂浆料电池的制备方法，其中，在所述步骤(d)中，通过热风烘干机向所述电芯的卷芯内部空腔中输送40～100℃的热空气，干燥0.5～48小时，得到干燥的电芯。
23.根据权利要求18所述的圆柱形锂浆料电池的制备方法，其中，所述步骤(d)还包括在所述电芯的顶部设置所述顶部支架和在所述电芯的底部设置所述第一腔体支架，然后将所述第三腔体支架或绝缘卷绕膜或柔性栅板围绕所述第一腔体支架、所述电芯和所述顶部支架进行整体卷绕和固定。
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