CN112018453A

CN112018453A - 复合叠片电芯制作控制方法、复合叠片电芯和锂电池

Info

Publication number: CN112018453A
Application number: CN202010935610.6A
Authority: CN
Inventors: 左龙龙; 阳如坤; 魏宏生
Original assignee: Shenzhen Geesun Intelligent Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2020-09-08
Filing date: 2020-09-08
Publication date: 2020-12-01
Anticipated expiration: 2040-09-08
Also published as: CN112018453B

Abstract

本申请提供了一种复合叠片电芯制作控制方法、复合叠片电芯及锂电池，涉及锂电池生产领域。该复合叠片电芯制作控制方法用于以下复合叠片电芯中，第一极片连续地设置在第一隔膜和第二隔膜之间，多个第二极片交替间隔设于第一隔膜和第二隔膜远离第一极片的一侧。通过控制第二极片的宽度的精度为第一精度±A1，控制相邻两个第二极片的间距δ1的精度为第二精度±A2，以保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度，提高叠片质量。

Description

复合叠片电芯制作控制方法、复合叠片电芯和锂电池

技术领域

本发明涉及锂电池生产领域，具体而言，涉及一种复合叠片电芯制作控制方法、复合叠片电芯和锂电池。

背景技术

复合式叠片工艺属于一种普遍的复合叠片电芯制作工艺，采用复合式叠片工艺能够提升叠片效率，在电池制造技术中被广泛应用。

但是，在折叠式复合叠片电芯制作过程中，因第一极片是连续设置的，在折叠过程中第一极片折叠位置不固定，会导致整个电芯对齐度的变化。当出现折叠后第一极片不能完全覆盖第二极片的时候，将产生不符合产品品质要求的叠片电芯。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种复合叠片电芯制作控制方法、复合叠片电芯和锂电池，其能够提高复合叠片电芯的对齐度，提高复合叠片电芯的折叠质量和效率。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明实施例提供一种复合叠片电芯制作控制方法，复合叠片电芯包括第一隔膜、第二隔膜、第一极片和第二极片，所述第一极片连续地设置在所述第一隔膜和所述第二隔膜之间，多个所述第二极片交替间隔设于所述第一隔膜和所述第二隔膜远离所述第一极片的一侧；

所述复合叠片电芯制作控制方法包括：

控制所述第二极片的宽度的精度为第一精度±A1；

相邻两个所述第二极片之间的间距为δ1，控制相邻两个所述第二极片的间距δ1的精度为第二精度±A2；

控制所述第一精度±A1和所述第二精度±A2，保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度。

在可选的实施方式中，所述控制所述第一精度±A1和所述第二精度±A2，保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度的步骤包括：

控制所述第一极片的厚度为Ta，控制所述第二极片的厚度为Tc，控制所述第一隔膜和所述第二隔膜的厚度分别为Ts；

计算相邻两个所述第二极片之间的间距δ1的最小值δ1x：

δ1x＝(4Ts+2Ta+Tc)π/2。

在可选的实施方式中，所述控制所述第一精度±A1和所述第二精度±A2，保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度的步骤还包括：

计算相邻两个所述第二极片之间的间距δ1的最大值δ1s：

δ1s＝δ1x+2A2。

在所述第一极片上形成折痕，所述折痕位于相邻两个所述第二极片之间，且所述折痕的宽度大于或等于δ1x，且小于或等于δ1s。

在可选的实施方式中，所述控制所述第二极片的宽度的精度为第一精度±A1的步骤包括：

控制所述第二极片的切割宽度为W1。

第二方面，本发明实施例提供一种复合叠片电芯，包括第一隔膜、第二隔膜、第一极片和第二极片，所述第一极片连续地设置在所述第一隔膜和所述第二隔膜之间，多个所述第二极片交替间隔设于所述第一隔膜和所述第二隔膜远离所述第一极片的一侧；

所述第二极片的宽度的精度为第一精度±A1，相邻两个所述第二极片的间距δ1的精度为第二精度±A2，以保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度。

在可选的实施方式中，所述第一极片为阳极，即负极，所述第二极片为阴极，即正极；或者，所述第一极片为阴极，即正极，所述第二极片为阳极，即负极。

在可选的实施方式中，所述第一极片的厚度为Ta，所述第二极片的厚度为Tc，所述第一隔膜和所述第二隔膜的厚度分别为Ts；

相邻两个所述第二极片之间的间距δ1的最小值δ1x：

δ1x＝(4Ts+2Ta+Tc)π/2；

相邻两个所述第二极片之间的间距δ1的最大值δ1s：

δ1s＝δ1x+2A2。

在可选的实施方式中，所述第一极片上设有折痕，所述折痕位于相邻两个所述第二极片之间，且所述折痕的宽度大于或等于δ1x，且小于或等于δ1s。

第三方面，本发明实施例提供一种锂电池，包括前述实施方式中任一项所述的复合叠片电芯。所述复合叠片电芯包括第一隔膜、第二隔膜、第一极片和第二极片，所述第一极片连续地设置在所述第一隔膜和所述第二隔膜之间，多个所述第二极片交替间隔设于所述第一隔膜和所述第二隔膜远离所述第一极片的一侧；

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明实施例提供的复合叠片电芯制作控制方法，用于以下的复合叠片电芯：第一极片连续地设置在第一隔膜和第二隔膜之间，多个第二极片交替间隔设于第一隔膜和第二隔膜远离第一极片的一侧。通过控制第二极片的宽度的精度为第一精度±A1，以及控制相邻两个第二极片的间距δ1的精度为第二精度±A2，以保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度，从而提高复合叠片电芯的折叠质量和折叠效率。

本发明实施例提供的复合叠片电芯，由于第一极片连续地设置在第一隔膜和第二隔膜之间，通过在制作过程中控制第二极片的宽度的精度为第一精度±A1，以及控制相邻两个第二极片的间距δ1的精度为第二精度±A2，能够提高叠片后的复合叠片电芯的对齐度，从而提高复合叠片电芯的折叠质量和折叠效率。

本发明实施例提供的锂电池，包括上述的复合叠片电芯，由于复合叠片电芯的对齐度高，品质好，有利于提升锂电池产品的质量和生产效率，产品良率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明具体实施例提供的复合叠片电芯折叠前的局部结构示意图；

图2为本发明具体实施例提供的复合叠片电芯折叠后的一种最小偏差状态下的局部结构示意图；

图3为图2中B处的局部放大示意图；

图4为本发明具体实施例提供的复合叠片电芯折叠后的另一偏差状态下的局部结构示意图。

图标：10-第一极片；20-第二极片；30-第一隔膜；40-第二隔膜。

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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例

请参考图1，本实施例提供了一种复合叠片电芯制作控制方法，应用于如下的复合叠片电芯，该复合叠片电芯包括第一隔膜30、第二隔膜40、第一极片10和第二极片20。其中，叠片前，第一极片10连续地设置在第一隔膜30和第二隔膜40之间，多个第二极片20交替间隔设于第一隔膜30和第二隔膜40远离第一极片10的一侧，比如，若第一个第二极片20设于第一隔膜30远离第一极片10的一侧，则第二个第二极片20设于第二隔膜40远离第一极片10的一侧，第三个第二极片20设于第一隔膜30远离第一极片10的一侧，以此类推。相邻两个第二极片20之间的间距δ1相等，即第一极片10连续设置在第一隔膜30和第二隔膜40的内侧，第二极片20等间距、交错分布在第一隔膜30和第二隔膜40的外侧。

容易理解，在折叠过程中，由于第一极片10是连续设置的，在折叠过程中第一极片10的折叠位置不固定，会导致整个复合叠片电芯对齐度的变化。当出现折叠后的第一极片10不能完全覆盖第二极片20的时候，将产生不符合产品品质要求的叠片电芯。因此，为了提高复合叠片电芯的对齐度，本发明实施例提供的复合叠片电芯制作控制方法，主要包括通过控制第二极片20的宽度精度以及相邻两个第二极片20的间距精度，以保证叠片后复合叠片电芯的对齐度，提高叠片电芯质量。

进一步地，控制第二极片20的宽度的精度为第一精度±A1。可选的，第二极片20的切割宽度为W1，控制第二极片20的宽度W1的精度为第一精度±A1。相邻两个第二极片20之间的间距为δ1，控制相邻两个第二极片20的间距δ1的精度为第二精度±A2。这样，当确定第二极片20的宽度W1、第一精度±A1以及第二精度±A2，就可以设定出合理的间距δ1，以便于在第一极片10上形成对应的折痕，折痕的宽度取决于相邻两个第二极片20之间的间距δ1。即通过控制第一精度±A1和第二精度±A2，保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度。

本实施例中，若控制第一极片10的厚度为Ta，控制第二极片20的厚度为Tc，控制第一隔膜30和第二隔膜40的厚度分别为Ts。则可以计算相邻两个第二极片20之间的间距δ1的最小值δ1x和最大值δ1s。其中，如图2和图3所示，当相邻两个第二极片20之间的间距δ1为最小值δ1x时，复合叠片电芯的对齐度最好，此时相邻两个第二极片20之间的间距δ1为半圆弧的周长，半圆弧的直径D刚好为两个第一隔膜30的厚度、两个第二隔膜40的厚度、两个第一极片10的厚度与一个第二极片20的厚度之和。

因此，相邻两个第二极片20之间的间距δ1的最小值δ1x的计算方式为：

δ1x＝(4Ts+2Ta+Tc)π/2，π为圆周率。

如图4所示，图4仅示出了对齐度不高的一种情形，若对齐度不好，根据最小值δ1x和第二精度±A2，可以计算相邻两个第二极片20之间的间距δ1的最大值δ1s，即折叠后的复合叠片电芯处于最大偏差状态时：

δ1s＝δ1x+2A2。

当控制第一精度±A1和第二精度±A2后，则可以确定相邻两个第二极片20之间的间距δ1在δ1x和δ1s之间，即在第一极片10上形成折痕，折痕位于相邻两个第二极片20之间，且折痕的宽度大于或等于δ1x，且小于或等于δ1s。容易理解，确定了第一极片10上的折痕宽度和折痕位置，折叠过程中沿着第一极片10上预留的折痕进行折叠，既能提高折叠效率，又能提高折叠精度，保证折叠后复合叠片电芯的对齐度，进一步提高折叠质量。

本实施例提供的复合叠片电芯制作控制方法，折叠后复合叠片电芯的整体对齐度偏差O＝A1+2A2，当根据实际生产需求，明确了最终复合叠片电芯的对齐度需求精度时，可以通过控制第一精度±A1和第二精度±A2来满足。并且，实际生产制造过程中，第一极片10的厚度、第二极片20的厚度、第一隔膜30的厚度以及第二隔膜40的厚度为常数值，可通过测量获得，当明确第一精度±A1和第二精度±A2后，可以确定出相邻两个第二极片20之间的间距δ1的设定值；实际在折叠过程中不会超出对齐度偏差O，再利用第一极片10上的折痕能实现更好的对齐度，进一步提高叠片质量。

第二实施例

本发明实施例提供一种复合叠片电芯，包括第一隔膜30、第二隔膜40、第一极片10和第二极片20。结合图1，叠片前，第一极片10连续地设置在第一隔膜30和第二隔膜40之间，多个第二极片20交替间隔设于第一隔膜30和第二隔膜40远离第一极片10的一侧。即第一极片10连续的设置在第一隔膜30和第二隔膜40之间，即第一隔膜30和第二隔膜40的内侧；第二极片20等间距、交替设置在第一隔膜30和第二隔膜40的外侧。其中，第二极片20的宽度为W1，第二极片20的宽度的精度为第一精度±A1，相邻两个第二极片20的间距δ1的精度为第二精度±A2，可以保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度。

可选地，若第一极片10为阳极，即负极，则第二极片20为阴极，即正极。或者，在其他可选的实施方式中，第一极片10也可以为阴极，即正极，第二极片20为阳极，即负极，这里不作具体限定。

进一步地，本实施例中，第一极片10的厚度为Ta，第二极片20的厚度为Tc，第一隔膜30和第二隔膜40的厚度分别为Ts。当对复合单元片进行叠片后，折叠后的复合叠片电芯的对齐度在最小偏差状态时，参考图2和图3，可以计算出相邻两个第二极片20之间的间距δ1的最小值δ1x：

δ1x＝(4Ts+2Ta+Tc)π/2，其中，π为圆周率。

由于相邻两个第二极片20的间距δ1的精度为第二精度±A2，则可以计算出折叠后的复合叠片电芯的对齐度在最大偏差状态时，相邻两个第二极片20之间的间距δ1的最大值δ1s：

δ1s＝δ1x+2A2。

折叠后复合叠片电芯的整体对齐度偏差O＝A1+2A2，当根据实际生产需求，明确了最终复合叠片电芯的对齐度需求精度时，可以通过控制第一精度±A1和第二精度±A2来满足。并且，实际生产制造过程中，第一极片10的厚度、第二极片20的厚度、第一隔膜30的厚度以及第二隔膜40的厚度为常数值，可通过测量直接获得，当明确第一精度±A1和第二精度±A2后，可以确定出相邻两个第二极片20之间的间距δ1的设定值，处于δ1x和δ1s之间，以确保实际在折叠过程中不会超出对齐度偏差O。

进一步地，第一极片10上设有折痕，折痕位于相邻两个第二极片20之间，且折痕的宽度大于或等于δ1x，且小于或等于δ1s，即第一极片10上折痕的宽度为前述的δ1的设定值。叠片过程中，沿着第一极片10上的折痕进行叠片，既能提高折叠效率，也可以利用第一极片10上的折痕实现更好的对齐度，进一步提高叠片质量。

本发明实施例还提供一种锂电池，包括前述实施方式中任一项的复合叠片电芯。该复合叠片电芯能够通过控制第二极片20的宽度、第二极片20的宽度的第一精度±A1、相邻两个第二极片20之间的间距的第二精度±A2，以保证叠片后的复合叠片电芯的对齐度，该复合叠片电芯的对齐度好，质量好，有利于提升锂电池的品质，提高产品良率和市场竞争力。

本实施例中未描述的其他部分内容，与第一实施例中描述的内容相似，这里不作具体限定。

综上所述，本发明实施例提供了一种复合叠片电芯制作控制方法、复合叠片电芯和锂电池，具有以下几个方面的有益效果：

本发明实施例提供的复合叠片电芯制作控制方法，通过控制第二极片20的宽度的第一精度±A1、相邻两个第二极片20之间的间距的第二精度±A2，以保证折叠后复合叠片电芯的对齐度，满足叠片对齐度的要求，提高叠片质量。该控制方法在实际生产中便于控制和调整，易于操作，可行性强，有利于提高生产效率和叠片质量。

本发明实施例提供的复合叠片电芯，在制作过程中，先基于逻辑控制进行理论计算，通过控制第二极片20的宽度的第一精度±A1、相邻两个第二极片20之间的间距的第二精度±A2，设定出合理的两个第二极片20之间的间距δ1，以确保折叠后的复合叠片电芯具有良好的对齐度。并在第一极片10上设置折痕，折痕的宽度依赖于两个第二极片20之间的间距，这样在实际叠片过程中，沿第一极片10上的折痕进行叠片，既能提高折叠效率，又能提高折叠质量，确保满足叠片后的对齐度要求。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种复合叠片电芯制作控制方法，其特征在于，复合叠片电芯包括第一隔膜、第二隔膜、第一极片和第二极片，所述第一极片连续地设置在所述第一隔膜和所述第二隔膜之间，多个所述第二极片交替间隔设于所述第一隔膜和所述第二隔膜远离所述第一极片的一侧；

所述复合叠片电芯制作控制方法包括：

控制所述第二极片的宽度的精度为第一精度±A1；

2.根据权利要求1所述的复合叠片电芯制作控制方法，其特征在于，所述控制所述第一精度±A1和所述第二精度±A2，保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度的步骤包括：

计算相邻两个所述第二极片之间的间距δ1的最小值δ1x：

δ1x＝(4Ts+2Ta+Tc)π/2。

3.根据权利要求2所述的复合叠片电芯制作控制方法，其特征在于，所述控制所述第一精度±A1和所述第二精度±A2，保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度的步骤还包括：

计算相邻两个所述第二极片之间的间距δ1的最大值δ1s：

δ1s＝δ1x+2A2。

4.根据权利要求3所述的复合叠片电芯制作控制方法，其特征在于，所述控制所述第一精度±A1和所述第二精度±A2，保证叠片后的复合叠片电芯满足预设的对齐度的步骤还包括：

5.根据权利要求1所述的复合叠片电芯制作控制方法，其特征在于，所述控制所述第二极片的宽度的精度为第一精度±A1的步骤包括：

控制所述第二极片的切割宽度为W1。

6.一种复合叠片电芯，其特征在于，包括第一隔膜、第二隔膜、第一极片和第二极片，所述第一极片连续地设置在所述第一隔膜和所述第二隔膜之间，多个所述第二极片交替间隔设于所述第一隔膜和所述第二隔膜远离所述第一极片的一侧；

7.根据权利要求6所述的复合叠片电芯，其特征在于，所述第一极片为阳极，所述第二极片为阴极；或者，所述第一极片为阴极，所述第二极片为阳极。

8.根据权利要求6所述的复合叠片电芯，其特征在于，所述第一极片的厚度为Ta，所述第二极片的厚度为Tc，所述第一隔膜和所述第二隔膜的厚度分别为Ts；

相邻两个所述第二极片之间的间距δ1的最小值δ1x：

δ1x＝(4Ts+2Ta+Tc)π/2；

相邻两个所述第二极片之间的间距δ1的最大值δ1s：

δ1s＝δ1x+2A2。

9.根据权利要求8所述的复合叠片电芯，其特征在于，所述第一极片上设有折痕，所述折痕位于相邻两个所述第二极片之间，且所述折痕的宽度大于或等于δ1x，且小于或等于δ1s。

10.一种锂电池，其特征在于，包括权利要求6至9中任一项所述的复合叠片电芯。