CN112117483A - 一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法 - Google Patents

一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，包括糖葫芦状的正极片、负极片、隔离膜及圆形卷芯体，卷绕时，将隔离膜沿中心线对折放入，然后置放负极片先卷绕一圈，再置放正极片进行卷绕，正负极耳相对，朝向成180度，最终将正、负极片、隔离膜通过卷绕制得圆形卷芯体，最后将圆形卷芯体装入圆形铝塑外壳，然后进行封装、注液、化成、抽气、整形等工序而制成圆形聚合物锂电池。本发明的圆盘形聚合物锂电池填补现在市场的空缺，结构简单，有效提高了锂电池的能量密度，降低内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量，易于推广，适用于装配灵活的穿戴型电子用品。

Description

一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法。
背景技术
锂电池是目前应用最为广泛的一种能源。近年来，锂电池在各行业中得到广发应用，尤其是在消费电子产品中快速发展，二次锂电池作为高能量密度的电池代表逐渐被市场认可。其中，传统聚合物锂电池外形为方形和圆柱形，圆盘形聚合物锂电池属于异性结构。
圆盘形聚合物锂电池部分公司提及采用叠片方案，这样使生产过程难度较大，效率低下，不利于量产的推进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，易于操作的，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，包括糖葫芦状的正极片、负极片、隔离膜及圆形铝塑外壳，所述糖葫芦状的正极片、负极片和隔离膜经薄片卷针卷绕成圆形卷芯体。
所述圆形铝塑外壳通过圆柱形冲头将铝塑膜冲成圆形凹坑。
所述薄片卷针的厚度δ0为0.4~0.6 mm。
所述隔离膜宽度方向上比负极片宽度大1.0~2.0 mm，负极片宽度方向上比正极片宽度大1.0~2.0 mm。
所述圆形卷芯体由薄片卷针卷绕N折而成，N取1时为第一折，当N取2时为第二折，当N取3时为第三折；卷绕时，先将隔离膜沿中线对折放入，然后置放负极片卷绕一圈，再置放正极片进行卷绕，正、负极耳相对，朝向成180度。
所述圆形卷芯体的直径为Ф，厚度为δ，正极片厚度为δ1 ，负极片的厚度为δ3，隔离膜的厚度为δ2，其卷绕的层数N=δ/λ(δ1+δ3+2*δ2)，λ取值范围为1.08-1.12。
所述糖葫芦状的正极片、负极片和隔离膜的基本单元结构为圆形，隔离膜圆片的直径Ф2为电芯直径Ф-（1.5~2.5）mm，负极圆片的直径Ф3为隔离膜直径Ф2-（1.0~2.0）mm，正极圆的直径Ф1为负极圆片直径Ф3-（1.0~2.0）mm，并且极片相邻圆片中心的间距从极片头部逐渐增大，隔膜相邻圆片中心的间距d从隔膜中间向两端逐渐增大，第一折与第二折的中心间距为隔离膜圆片的直径Ф2+δ0*λ(δ1+δ3+2*δ2)，第N折与第N-1折的中心间距近似值为Ф2+δ0+(N-1)*λ(δ1+δ3+2*δ2)+3.14*(N-2)*λ(δ1+δ3+2*δ2)/2，正、负极片相邻圆片圆心的距离也以此类推。
一种用于制作上述圆盘形聚合物锂电池的方法，包括以下步骤：
S1原材料搅拌、浆料涂布，制作糖葫芦状的正极片、负极片、隔离膜；
S2卷绕，先将隔离膜按中线对折放入，然后置放负极片卷绕一圈，再置放正极片进行卷绕，形成圆形状芯体，正负极耳相对，朝向成180度；
S3冲壳，通过圆形冲头将铝塑膜冲成圆形槽位；
S4一封，将圆形芯体装入，使圆弧形封头进行热封；
S5烘烤、注液、化成，同常规电芯一样进行；
S6抽气，通过真空热封完成锂电池的密封；
S7整形，通过冲裁工装，对铝塑外壳的外形进行修整，裁去多余的包装膜，从而制成圆形聚合物锂电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明的圆盘形聚合物锂电池填补现在市场的空缺；
（2）本发明的圆盘形聚合物锂电池制作工艺相对简单，易于推广。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定。
图 1 是本发明的圆盘形聚合物锂电池卷芯体立体图。
图 2是本发明的正极片示意图。
图 3是本发明的负极片示意图。
图 4是本发明的隔离膜示意图。
图 5是本发明的铝塑外壳平面示意图。
图 6是本发明的铝塑外壳立体示意图。
图 7是本发明的圆盘形聚合物锂电池立体图。
图中1-正极片、2-隔离膜、3-负极片、4-正极耳、5-负极耳、6-铝塑外壳、21-隔离膜的中心线、d-相邻圆片中心的间距。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例及附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如附图1-7包括糖葫芦状的正极片1、负极片3、隔离膜2及圆形铝塑外壳6，卷绕时，将隔离膜按中线21对折放入，然后置放负极片卷绕一圈，再置放正极片进行卷绕，正负极耳相对，朝向成180度。最终将正、负极片、隔离膜通过卷绕制得圆形卷芯体，最后将圆形卷芯体装入圆形铝塑外壳6中。本发明制作简单、实用，为圆形空间的用电器提供电源。具体操作如下：
一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法具体步骤如下 ：
S1原材料搅拌、浆料涂布，制作正极片、负极片、隔离膜；
S2卷绕，先将隔离膜按中线对折放入，然后置放负极片卷绕一圈，再置放正极片进行卷绕，形成圆形状芯体，正负极耳相对，朝向成180度；
S3冲壳，通过圆形冲头将铝塑膜冲成圆形凹坑；
S4一封，将圆形卷芯体装入，使圆弧形封头进行热封；
S5烘烤、注液、化成，同常规电芯一样进行；
S6抽气，通过真空热封完成锂电池的密封；
S7整形，通过冲裁工装，对铝塑外壳6的外形进行修整，裁去多余的包装膜，从而制成圆盘形聚合物锂电池。
实施例1：
一种直径Ф为12mm的圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，具体包括如下步骤 ：
S1原材料搅拌、浆料涂布，制作正极片1、负极片3、隔离膜2，隔离膜宽度方向上的最宽处为10mm，比负极片宽度大1.0~2.0 mm，负极片宽度方向上比正极片宽度大1.0~2.0 mm；
S2卷绕，采用薄片卷针卷绕。卷针厚度为0.4~0.6 mm，先将隔离膜2按中线21对折放入，然后置放负极片3卷绕一圈，再置放正极片1进行卷绕，形成如图1所示的圆形卷芯体，正、负极耳相对，朝向成180度；
S3冲壳，如图5、6所示通过半径为5mm圆形冲头将铝塑膜冲成半径为5mm圆形凹坑；
S4一封，如图6所示，将圆形卷芯体装入，使圆弧形封头进行热封；
S5烘烤注液，同常规电芯一样进行，不再赘述；
S6抽气，通过真空热封完成锂电池的密封，同常规电芯一样进行，不再赘述；
S7整形，通过冲裁工装，对铝塑外壳6的外形进行修整，裁去多余的包装膜，从而制成圆盘形聚合物锂电池。
实施例2：
一种直径Ф为14mm的圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，具体包括如下步骤 ：
S1原材料搅拌、浆料涂布，制作正极片1、负极片3、隔离膜2，隔离膜宽度方向上的最宽处为12mm，比负极片宽度大1.0~2.0 mm，负极片宽度方向上比正极片宽度大1.0~2.0 mm；
S2卷绕，采用薄片卷针卷绕。卷针厚度为0.4~0.6 mm，先将隔离膜2按中线21对折放入，然后置放负极片3卷绕一圈，再置放正极片1进行卷绕，形成如图1所示的圆形卷芯体，正、负极耳相对，朝向成180度；
S3冲壳，如图5、6所示通过半径为6mm圆形冲头将铝塑膜冲成半径为6mm圆形凹坑；
S4一封，如图6所示，将圆形卷芯体装入，使圆弧形封头进行热封；
S5烘烤注液，同常规电芯一样进行，不再赘述；
S6抽气，通过真空热封完成锂电池的密封，同常规电芯一样进行，不再赘述；
S7整形，通过冲裁工装，对铝塑外壳6的外形进行修整，裁去多余的包装膜，从而制成圆盘形聚合物锂电池。
实施例3：
一种直径Ф为18mm的圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，具体包括如下步骤 ：
S1原材料搅拌、浆料涂布，制作正极片1、负极片3、隔离膜2，隔离膜宽度方向上的最宽处为16mm，比负极片宽度大1.0~2.0 mm，负极片宽度方向上比正极片宽度大1.0~2.0 mm；
S2卷绕，采用薄片卷针卷绕。卷针厚度为0.4~0.6 mm，先将隔离膜2按中线21对折放入，然后置放负极片3卷绕一圈，再置放正极片1进行卷绕，形成如图1所示的圆形卷芯体，正、负极耳相对，朝向成180度；
S3冲壳，如图5、6所示通过半径为8mm圆形冲头将铝塑膜冲成半径为8mm圆形凹坑；
S4一封，如图6所示，将圆形卷芯体装入，使圆弧形封头进行热封；
S5烘烤注液，同常规电芯一样进行，不再赘述；
S6抽气，通过真空热封完成锂电池的密封，同常规电芯一样进行，不再赘述；
S7整形，通过冲裁工装，对铝塑外壳6的外形进行修整，裁去多余的包装膜，从而制成圆盘形聚合物锂电池。
本发明的圆盘形聚合物锂电池制作工艺相对简单，易于推广，可以填补现在锂电池市场
的空缺；
以上对本发明实施例所提供技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用帮助理解本发明实施例的原理；在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，其特征在于，包括糖葫芦状的正极片、负极片、隔离膜及圆形铝塑外壳，所述糖葫芦状的正极片、负极片和隔离膜经薄片卷针卷绕成圆形卷芯体。
2.根据权利要求1所述的一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，其特征在于，所述圆形铝塑外壳通过圆柱形冲头将铝塑膜冲成圆形凹坑。
3.根据权利要求1所述的一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，其特征在于，所述薄片卷针的厚度δ0为0.4~0.6 mm。
4.根据权利要求1所述的一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，其特征在于，所述隔离膜宽度方向上比负极片宽度大1.0~2.0 mm，负极片宽度方向上比正极片宽度大1.0~2.0mm。
5.根据权利要求1所述的一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，其特征在于，所述圆形卷芯体由薄片卷针卷绕N折而成，N取1时为第一折，当N取2时为第二折，当N取3时为第三折；卷绕时，先将隔离膜沿中线对折放入，然后置放负极片卷绕一圈，再置放正极片进行卷绕，正、负极耳相对，朝向成180度。
6.根据权利要求1所述的一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，其特征在于，所述圆形卷芯体的直径为Ф，厚度为δ，正极片厚度为δ1 ，负极片的厚度为δ3，隔离膜的厚度为δ2，其卷绕的层数N=δ/λ(δ1+δ3+2*δ2)，λ取值范围为1.08-1.12。
7.根据权利要求1所述的一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法，其特征在于，所述糖葫芦状的正极片、负极片和隔离膜的基本单元结构为圆形，隔离膜圆片的直径Ф2为电芯直径Ф-（1.5~2.5）mm，负极圆片的直径Ф3为隔离膜直径Ф2-（1.0~2.0）mm，正极圆的直径Ф1为负极圆片直径Ф3-（1.0~2.0）mm，并且极片相邻圆片中心的间距从极片头部逐渐增大，隔膜相邻圆片中心的间距d从隔膜中间向两端逐渐增大，第一折与第二折的中心间距为隔离膜圆片的直径Ф2+δ0*λ(δ1+δ3+2*δ2)，第N折与第N-1折的中心间距近似值为Ф2+δ0+(N-1)*λ(δ1+δ3+2*δ2)+3.14*(N-2)*λ(δ1+δ3+2*δ2)/2，正、负极片相邻圆片圆心的距离也以此类推。
8.一种用于制作权利要求1至7任意一项所述的圆盘形聚合物锂电池的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1原材料搅拌、浆料涂布，制作糖葫芦状的正极片、负极片、隔离膜；
S2卷绕，先将隔离膜按中线对折放入，然后置放负极片卷绕一圈，再置放正极片进行卷绕，形成圆形状芯体，正负极耳相对，朝向成180度；
S3冲壳，通过圆形冲头将铝塑膜冲成圆形槽位；
S4一封，将圆形芯体装入，使圆弧形封头进行热封；
S5烘烤、注液、化成，同常规电芯一样进行；
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