CN111403820A - 一种芯包及其制作方法、单体电池及其制作方法与模组 - Google Patents

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李开波
黄利明
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Abstract

本发明涉及电池技术领域，具体公开一种芯包及其制作方法、单体电池及其制作方法与模组。本发明的芯包制作方法包括：提供条状的正极件、条状的负极件和条状的隔膜件；将条状的正极件裁切成多个片状的正极片，将条状的负极件裁切成多个片状的负极片，将条状的隔膜件裁切成多个片状的第一隔膜；依次叠合正极片、第一隔膜和负极片形成复合极片，负极片的涂料区覆盖正极片的涂料区，正极片与负极片的留箔区相对地设置在涂料区的两端，正极片的留箔区形成正极极耳，负极片的留箔区形成负极极耳；将另一条状的隔膜件迂回折叠并逐个包裹复合极片形成芯包，每个正极极耳在同侧，每个负极极耳在同侧。本发明的芯包制作方法出错率低，成本低，生产效率高。

Description

一种芯包及其制作方法、单体电池及其制作方法与模组
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种芯包及其制作方法、单体电池及其制作方法与模组。
背景技术
目前电池的全极耳极组芯包一般采用卷绕式或叠片式的加工工艺来制作，而叠片式的全极耳极组芯包中，涂布碾压后的极片上设置有涂料区和留箔区，极片经过分切后形成条状极片，条状极片经过模切后再进行裁切，得到极耳被模切的片状极片，将片状极片与隔膜分别层叠可得到叠片式的全极耳极组芯包。叠片式的全极耳极组芯包在组装成单体电池时，将模切后的极耳连接连接片的一端，然后将连接片的另一端连接顶盖，从而组装成单体电池。
而卷绕式的全极耳极组芯包，只需要将涂布碾压后的极耳与隔膜直接卷绕，然后在相应长度裁切即可制作成卷绕式的全极耳极组芯包，然后再与顶盖焊接即可组装成单体电池。相比卷绕式的全极耳极组芯包，叠片式的全极耳极组芯包的制作工序繁杂，多工序造成出错率高，成本高，生产效率低。
发明内容
本发明实施例的一个目的在于，提供一种芯包制作方法，其工序简单，出错率低，生产效率高。
本发明实施例的另一个目的在于，提供一种芯包，其结构精简，成本低，生产效率高。
本发明实施例的另一个目的在于，提供一种单体电池制作方法，其工艺简单，生产效率高。
本发明实施例的另一个目的在于，提供一种单体电池，其结构精简，成本低。
本发明实施例的另一个目的在于，提供一种电池模组，其结构精简，成本低。
为达此目的，本发明实施例采用以下技术方案：
第一方面，提供一种芯包制作方法，包括：
提供条状的正极件、条状的负极件和条状的隔膜件；
将所述条状的正极件裁切成多个片状的正极片，将所述条状的负极件裁切成多个片状的负极片，将所述条状的隔膜件裁切成多个片状的第一隔膜；
依次叠合所述正极片、所述第一隔膜和所述负极片形成复合极片，叠合时使所述负极片的涂料区覆盖所述正极片的涂料区，所述正极片的留箔区设置在所述涂料区的一端，所述负极片的留箔区设置在所述涂料区的另一端，所述正极片的留箔区形成所述复合极片的正极极耳，所述负极片的留箔区形成所述复合极片的负极极耳；
将另一条状的隔膜件迂回折叠并逐个包裹所述复合极片形成芯包，每个所述正极极耳在同一侧，每个所述负极极耳在同一侧。
作为芯包制作方法的一种优选方案，将同侧的所述正极极耳通过折叠、粘接和焊接中的至少任一种连接方式形成正极总极耳，将同侧的所述负极极耳通过折叠、粘接和焊接中的至少任一种连接方式形成负极总极耳。
作为芯包制作方法的一种优选方案，所述正极片、所述负极片和所述第一隔膜通过热压复合形成所述复合极片。
作为芯包制作方法的一种优选方案，所述正极片的宽度小于所述负极片的宽度。
第二方面，提供一种芯包，包括多个所述复合极片，以及将每个所述复合极片迂回折叠包裹的隔膜件，所述复合极片包括相对设置在所述复合极片两端的正极极耳和负极极耳，所有的所述正极极耳位于同一侧，所有的所述负极极耳位于同一侧。
作为芯包的一种优选方案，所述复合极片由所述正极片、所述负极片和所述第一隔膜通过热压复合形成。
第三方面，提供一种单体电池制作方法，包括：
提供上述芯包制作方法制成的芯包和外壳；
将所述外壳封装在所述芯包的外部，所述外壳的两端分别设置有顶盖；
将所述芯包的所述正极极耳和所述负极极耳分别与所述顶盖连接，形成单体电池。
作为单体电池制作方法的一种优选方案，所述正极极耳和所述顶盖通过分子扩散焊、激光焊、电阻焊、超声焊和热压焊中的任一种焊接方式连接，所述负极极耳和所述顶盖通过分子扩散焊、激光焊、电阻焊、超声焊和热压焊中的任一种焊接方式连接。
第四方面，提供一种单体电池，包括所述芯包、所述顶盖和所述外壳，所述芯包的所述正极极耳和所述负极极耳与所述顶盖连接，所述芯包与所述顶盖设置于所述外壳内。
第五方面，提供一种电池模组，包括多个汇流片和多个如权利要求8所述的单体电池，多个所述单体电池通过所述汇流片电连接。
本发明实施例的有益效果为：
通过将条状极片直接裁切成片状极片，省去模切工艺，然后将正极片、负极片和第一隔膜按数量一一对应的关系复合，以获得负极片的涂料区覆盖正极片涂料区且第一隔膜覆盖正极片的涂料区和负极片的涂料区，以及正极片和负极片的留箔区相对设置在涂料区重叠部分的两端的复合极片，复合极片上两端的两个留箔区则分别为正极极耳和负极极耳。接着，通过另一条状隔膜件迂回折叠并逐个包裹复合极片，并且每个复合极片的正极极耳和负极极耳是在同一侧的，能够将多个复合极片层叠形成芯包。相比直接用隔膜和片状极片相互层叠而形成芯包的叠片方式，本发明实施例的芯包制作方法能够在将条状极片裁切成片状极片时就能将正极片和负极片之间置入第一隔膜，之后再通过另一条状隔膜件将复合极片叠片，并且省去模切工艺，从而能够精简制作工序，使得本发明实施例的芯包制作方法出错率低，成本低，生产效率高。
附图说明
下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
图1为本发明一实施例提供的芯包制作方法的流程图。
图2为本发明一实施例提供的芯包制作方法的工艺示意图。
图3为本发明另一实施例提供的芯包制作方法的流程图。
图4为本发明另一实施例提供的芯包的结构示意图。
图5为本发明另一实施例提供的芯包的结构示意图。
图6为本发明另一实施例提供的单体电池制作方法的流程图。
图7为本发明另一实施例提供的单体电池的结构示意图。
图8为本发明另一实施例提供的电池模组的结构示意图。
图中：
1、芯包；11、复合极片；1101、正极极耳；1102、负极极耳；111、正极件；1110、正极片；112、负极件；1120、负极片；113、隔膜件；1130、第一隔膜；
2、外壳；3、顶盖；200、电池模组；201、单体电池；202、汇流片。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
参考图1和图2，本发明实施例提供一种芯包1制作方法，本发明实施例的芯包1制作方法包括：
S101、提供条状的正极件111、条状的负极件112和条状的隔膜件113；将条状的正极件111裁切成多个片状的正极片1110，将条状的负极件112裁切成多个片状的负极片1120，将条状的隔膜件113裁切成多个第一隔膜1130；
S102、依次叠合正极片1110、第一隔膜1130和负极片1120形成复合极片11，叠合时使负极片1120的涂料区覆盖正极片1110的涂料区，正极片1110的留箔区设置在涂料区的一端，负极片1120的留箔区设置在涂料区的另一端，正极片1110的留箔区形成复合极片11的正极极耳1101，负极片1120的留箔区形成复合极片11的负极极耳1102；
S103、将另一条状的隔膜件113迂回折叠逐个包裹复合极片11形成芯包1，每个正极极耳1101在同一侧，每个负极极耳1102在同一侧。
本发明实施例通过将条状极片直接裁切成片状极片，省去模切工艺，然后将正极片1110、负极片1120和第一隔膜1130按数量一一对应的关系复合，以获得负极片1120的涂料区覆盖正极片1110的涂料区且第一隔膜1130覆盖正极片1110的涂料区和负极片1120的涂料区，以及正极片1110和负极片1120的留箔区相对设置在涂料区重叠部分的两端的复合极片11，复合极片11上的两个留箔区则为正极极耳1101和负极极耳1102。接着，通过另一条状的隔膜件113迂回折叠并逐个包裹复合极片11，并且每个复合极片11的正极极耳1101和负极极耳1102是在同一侧的，能够将多个复合极片11层叠形成芯包1。相比直接用隔膜和片状极片相互层叠而形成芯包1的叠片方式，本发明实施例的芯包1制作方法能够在将条状极片裁切成片状极片时，就能将正极片1110和负极片1120之间置入第一隔膜1130，之后再通过另一条状的隔膜件113将复合极片11叠片，并且省去模切工艺，从而能够精简制作工序，使得本发明实施例的芯包1制作方法出错率低，成本低，生产效率高。
在芯包1的应用中，每个复合极片11的正极极耳1101和负极极耳1102都需要与外部连接，为了避免向每个正极极耳1101和负极极耳1102设置连接导线，可以向外引出总的输出端。以正极极耳1101为例，每个复合极片11的正极极耳1101之间的连接方式可以是多样的，例如，在一个实施例中，将同侧的正极极耳1101折叠形成正极总极耳，或将同侧的正极极耳1101粘接形成正极总极耳，或将同侧的正极极耳1101焊接形成正极总极耳，或者将同侧的正极极耳1101通过组合折叠、焊接和粘接中的至少两种连接方式的组合连接方式形成正极总极耳。同理，也可以将同侧的负极极耳1102折叠形成负极总极耳，或将同侧的负极极耳1102粘接形成负极总极耳，或将同侧的负极极耳1102焊接形成负极总极耳，或者将同侧的负极极耳1102通过组合折叠、焊接和粘接中的至少两种连接方式的组合连接方式形成负极总极耳。本实施例的正极总极耳和负极总极耳的连接方式能够减少连接工序，减少用料成本，并提升生产效率。
另外，复合极片11的复合方式也是多样的，如使用粘胶连接，为了减少用料成本，也为了精简生产工序，在另一个实施例中，参考图2，可以将正极片1110、负极片1120和第一隔膜1130通过热压复合形成复合极片11，从而能够直接加热正极片1110、负极片1120和第一隔膜1130而压合成复合极片11，避免使用逐个涂胶，去除粘胶涂抹余量，对准压合等多个工序的粘胶连接方式，能够提升生产效率。
特别地，为了令负极片1120能够完全接受到正极片1110提供的正离子，参考图2，可以设置正极片1110的宽度小于负极片1120的宽度。
优选地，参考图3，本发明还提供另一种芯包1制作方法，本发明实施例的芯包1制作方法包括：
S201、提供条状的正极件111、条状的负极件112和条状的隔膜件113；将条状的正极件111裁切成多个片状的正极片1110，将条状的负极件112裁切成多个片状的负极片1120，将条状的隔膜件113裁切成多个第一隔膜1130，正极片1110的宽度小于负极片1120的宽度；
S202、通过热压复合方式依次叠合正极片1110、第一隔膜1130和负极片1120形成一个复合极片11，叠合时使负极片1120的涂料区覆盖正极片1110的涂料区，正极片1110的留箔区设置在涂料区的一端，负极片1120的留箔区设置在涂料区的另一端，正极片1110的留箔区形成复合极片11的正极极耳1101，负极片1120的留箔区形成复合极片11的负极极耳1102；
S203、将另一条状的隔膜件113迂回折叠逐个包裹复合极片11形成芯包1，每个正极极耳1101在同一侧，每个负极极耳1102在同一侧；
S204、将同侧的正极极耳1101折叠形成正极总极耳，或将同侧的正极极耳1101粘接形成正极总极耳，或将同侧的正极极耳1101焊接形成正极总极耳，或者将同侧的正极极耳1101通过组合折叠、焊接和粘接中的至少两种连接方式的组合连接方式形成正极总极耳；将同侧的负极极耳1102折叠形成负极总极耳，或将同侧的负极极耳1102粘接形成负极总极耳，或将同侧的负极极耳1102焊接形成负极总极耳，或者将同侧的负极极耳1102通过组合折叠、焊接和粘接中的至少两种连接方式的组合连接方式形成负极总极耳。
本实施例的方法与步骤所达到的效果与上述实施例类似，本实施例不再赘述。
参考图4，本发明实施例还提供一种应用上述芯包1制作方法制成的芯包1，本实施例的芯包1包括多个复合极片11，以及将每个复合极片11迂回折叠包裹的条状的隔膜件113，复合极片11包括相对设置在复合极片11两端的正极极耳1101和负极极耳1102，所有的复合极片11的正极极耳1101位于同一侧，所有的负极极耳1102位于同一侧。
优选地，参考图5，将同侧的正极极耳1101通过折叠、焊接或粘接中的至少任一种连接方式形成正极总极耳。同理，也可以将同侧的负极极耳1102折叠、焊接或粘接中的至少任一种连接方式形成负极总极耳。本实施例的正极总极耳和负极总极耳的连接结构能够减少连接工序，减少用料成本，并提升生产效率。
另外，继续参考图2，为了令负极片1120能够完全接受到正极片1110提供的正离子，可以设置正极片1110的宽度小于负极片1120的宽度。
为了说明通过上述芯包1制作方法制成的芯包1的单体电池201制作过程，参考图6，本发明实施例还提供一种单体电池201制作方法，包括：
S301、提供上述实施例的芯包1制作方法制成的芯包1和外壳2；将外壳2封装在芯包1的外部，外壳2的两端分别设置有顶盖3；
S302、将芯包1的正极极耳1101和负极极耳1102分别与顶盖3连接，形成单体电池201。
本实施例的芯包1不需要与连接片连接，直接将芯包1与顶盖3连接，能够精简制作工序，从而提升单体电池201的生产效率。
优选地，芯包1的正极极耳1101与顶盖3通过分子扩散焊、激光焊、电阻焊、超声焊和热压焊中的任一种焊接方式连接，负极极耳1102和顶盖3通过分子扩散焊、激光焊、电阻焊、超声焊和热压焊中的任一种焊接方式连接。上述焊接方式不需要焊料，通过融化正极极耳1101和顶盖3的接触区能够将正极极耳1101和顶盖3焊接在一起，负极极耳1102和顶盖3的焊接也同理，能够避免新增金属材料，增大整体的电阻值，防止通电后焊接位置发热甚至烧断等风险。
参考图7，本发明实施例还提供一种应用上述单体电池201制作方法制成的单体电池201，包括芯包1、顶盖3和外壳2，芯包1的正极极耳1101和负极极耳1102与顶盖3连接，芯包1与顶盖3设置于外壳2内。本实施例的芯包1与上述实施例的芯包1拥有同样的结构及达到同样的效果，本实施例不再赘述。
参考图8，本发明实施例还提供一种电池模组200，包括多个汇流片202和多个上述实施例的单体电池201，多个单体电池201通过汇流片202电连接。本实施例的单体电池201与上述实施例的单体电池201拥有同样的结构及达到同样的效果，本实施例不再赘述。
于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯包制作方法，其特征在于，包括：
提供条状的正极件、条状的负极件和条状的隔膜件；
将所述条状的正极件裁切成多个片状的正极片，将所述条状的负极件裁切成多个片状的负极片，将所述条状的隔膜件裁切成多个片状的第一隔膜；
依次叠合所述正极片、所述第一隔膜和所述负极片形成复合极片，叠合时使所述负极片的涂料区覆盖所述正极片的涂料区，所述正极片的留箔区设置在所述涂料区的一端，所述负极片的留箔区设置在所述涂料区的另一端，所述正极片的留箔区形成所述复合极片的正极极耳，所述负极片的留箔区形成所述复合极片的负极极耳；
将另一条状的隔膜件迂回折叠并逐个包裹所述复合极片形成芯包，每个所述正极极耳在同一侧，每个所述负极极耳在同一侧。
2.根据权利要求1所述的芯包制作方法，其特征在于，将同侧的所述正极极耳通过折叠、粘接和焊接中的至少任一种连接方式形成正极总极耳，将同侧的所述负极极耳通过折叠、粘接和焊接中的至少任一种连接方式形成负极总极耳。
3.根据权利要求1所述的芯包制作方法，其特征在于，所述正极片、所述负极片和所述第一隔膜通过热压复合形成所述复合极片。
4.根据权利要求1所述的芯包制作方法，其特征在于，所述正极片的宽度小于所述负极片的宽度。
5.一种应用权利要求1至4任一项所述芯包制作方法制成的芯包，其特征在于，包括多个所述复合极片，以及将每个所述复合极片迂回折叠包裹的所述隔膜件，所述复合极片包括相对设置所述复合极片两端的正极极耳和负极极耳，所有的所述正极极耳位于同一侧，所有的所述负极极耳位于同一侧。
6.根据权利要求5所述的芯包，其特征在于，所述复合极片由所述正极片、所述负极片和所述第一隔膜通过热压复合形成。
7.一种单体电池制作方法，其特征在于，包括：
提供应用权利要求6所述芯包制作方法制成的芯包和外壳；
将所述外壳封装在所述芯包的外部，所述外壳的两端分别设置有顶盖；
将所述芯包的所述正极极耳和所述负极极耳分别与所述顶盖连接，形成单体电池。
8.根据权利要求7所述的单体电池制作方法，其特征在于，包括：
所述正极极耳和所述顶盖通过分子扩散焊、激光焊、电阻焊、超声焊和热压焊中的任一种焊接方式连接，所述负极极耳和所述顶盖通过分子扩散焊、激光焊、电阻焊、超声焊和热压焊中的任一种焊接方式连接。
9.一种应用权利要求7至8任一项所述的单体电池制作方法制成的单体电池，其特征在于，包括所述芯包、所述顶盖和所述外壳，所述芯包的所述正极极耳和所述负极极耳与所述顶盖连接，所述芯包与所述顶盖设置于所述外壳内。
10.一种电池模组，其特征在于，包括多个汇流片和多个如权利要求8所述的单体电池，多个所述单体电池通过所述汇流片电连接。
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