CN112290130B - 一种球形聚合物锂电池及制作方法 - Google Patents

一种球形聚合物锂电池及制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112290130B
CN112290130B CN201910518996.8A CN201910518996A CN112290130B CN 112290130 B CN112290130 B CN 112290130B CN 201910518996 A CN201910518996 A CN 201910518996A CN 112290130 B CN112290130 B CN 112290130B
Authority
CN
China
Prior art keywords
spherical
winding
negative plate
core body
lithium battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910518996.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112290130A (zh
Inventor
胡李
骆文平
李国敏
朱继涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Grind Energy Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Grand Powersource Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Grand Powersource Co ltd filed Critical Shenzhen Grand Powersource Co ltd
Priority to CN201910518996.8A priority Critical patent/CN112290130B/zh
Publication of CN112290130A publication Critical patent/CN112290130A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112290130B publication Critical patent/CN112290130B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/025—Electrodes composed of, or comprising, active material with shapes other than plane or cylindrical
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开了一种球形聚合物锂电池及制作方法，包括半椭圆形的正极片、半椭圆形的负极片、椭圆形的隔离膜以及球形铝塑外壳。隔离膜的长度设置为负极片长度的两倍再富余10~20mm，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，将正极片、负极片、隔离膜通过卷绕制得球形芯体。最后将球形芯体装入球形铝塑外壳，然后进行封装、注液、化成、抽气、整形等工序而制成球形聚合物锂电池。本发明制作简单、实用，为球形空间电池仓的用电器提供电源。

Description

一种球形聚合物锂电池及制作方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种球形聚合物锂电池及制作方法。
背景技术
锂离子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，圆球状聚合物锂电池属于异性结构。
圆球状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球形聚合物锂电池及制作方法，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 ：
一种球形聚合物锂电池及制作方法，包括：半椭圆形的正极片、半椭圆形的负极片、椭圆形的隔离膜以及球形铝塑外壳，所述的半椭圆形的正极片、半椭圆形的负极片和椭圆形的隔离膜经卷绕成球形芯体。隔离膜的长度设置为负极片长度的两倍再富余10~20mm，卷绕时，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，正负极耳相对，朝向成180度，将正极片、负极片、隔离膜通过卷绕制得球形芯体，将球形芯体装入球形铝塑外壳，然后进行封装、注液、化成、抽气、整形等工序而制成球形聚合物锂电池。
所述球形铝塑外壳通过球形冲头将铝塑膜冲成两个相邻的球形凹坑，封装时沿中心线将其对折，即可组合为一个完整的球形。
所述球形芯体为圆形卷针卷绕而成，卷针半径r为0. 50~1.0mm。
在对应的位置上，所述隔离膜宽度比负极片宽度大1.0~2.0 mm，负极片宽度比正极片宽度大1.0~2.0 mm。
所述的球形芯体由圆形卷针卷绕N卷而成，N取1时为第一圈，当N取2时为第二卷，当N取3时为第三卷。卷绕时，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，正负极耳相对，朝向成180度。
所述的球形芯体的半径为R，正极片厚度为δ1，负极片的厚度为δ3，隔离膜的厚度为δ2，其卷绕圈数N=（R-r）/λ(δ1+δ3+2*δ2)，λ取值范围为1.05-1.10。
所述隔离膜中间部位及正、负极片头部为最宽处，隔离膜中间部位宽度为2R，尾部最小， 其隔离膜的近似值长度L3为2*3.14*N(R+r)+(10~20)mm。
一种用于制作所述的球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，形成球状芯体，正负极耳相对，朝向成180度；
S3：冲壳，通过球形冲头将铝塑膜冲成两个相邻的半球型槽位；
S4：一封，封装时将其对折，将球形芯体装入，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，对外铝塑壳6的外形进行修整，裁去多余的包装膜，对其折边进行整形，制成球形聚合物锂电池。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1） 本发明的球状聚合物锂电池填补现在市场的空缺；
（2）本发明的球状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 是本发明的球形芯体示意图。
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是本发明的球形铝塑外壳平面示意图。
图 6是本发明的球形铝塑外壳立体示意图。
图 7是本发明的球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、61-铝塑外壳的中心线。
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。
请参阅附图1-7，一种球形聚合物锂电池，包括半椭圆形的正极片1、半椭圆形负极片3、椭圆形隔离膜2及球形铝塑外壳6，隔离膜2的长度设置为负极片3长度的两倍再富余10~20mm，卷绕时，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，正负极耳相对，朝向成180度，将正、负极片、隔离膜通过卷绕制得球形芯体，最后将球形芯体装入球形铝塑外壳6。本发明制作简单、实用，为球形空间电池仓的用电器提供电源。
具体操作如下：
一种球形聚合物锂电池及制作方法，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，形成球状芯体，正负极耳相对，朝向成180度；
S3冲壳，通过球形冲头将铝塑膜冲成两个相邻的半球型槽位；
S4一封，封装时将其对折，将球形芯体装入，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，对外铝塑壳6的外形进行修整，裁去多余的包装膜，对其折边进行整形，从而制成球形聚合物锂电池。
实施例1：
一种半径R为5mm的球形聚合物锂电池及制作方法，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，隔离膜宽度中心宽度为10mm，比负极片宽度大1.0~2.0 mm，负极片宽度比正极片宽度大1.0~2.0 mm；
S2卷绕，卷针半径r为0.5~1.0mm，先将隔离膜2按中线对折放入，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所示的球状芯体，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球形冲头将铝塑膜冲成两个相邻半径为5mm的半球形凹坑；
S4一封，如图6所示将铝塑膜沿中心线进行对折，将球形芯体装入，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，对外铝塑壳6的外形进行修整，裁去多余的包装膜，对其折边进行整形，从而制成球形聚合物锂电池。
实施例2：
一种半径R为6mm的球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，隔离膜宽度中心宽度为12mm，比负极片宽度大1.0~2.0 mm，负极片宽度比正极片宽度大1.0~2.0 mm；
S2卷绕，卷针半径r为0.5~1.0mm，先将隔离膜2按中线对折放入，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所示的球状芯体，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球形冲头将铝塑膜冲成两个相邻半径为6mm的半球形凹坑；
S4一封，如图6所示将铝塑膜沿中心线进行对折，将球形芯体装入，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，对外铝塑壳6的外形进行修整，裁去多余的包装膜，对其折边进行整形，从而制成球形聚合物锂电池。
实施例3：
一种半径R为8mm的球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，隔离膜宽度中心宽度为16mm，比负极片宽度大1.0~2.0 mm，负极片宽度比正极片宽度大1.0~2.0 mm；
S2卷绕，卷针半径r为0.5~1.0mm，先将隔离膜2按中线对折放入，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所示的球状芯体，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球形冲头将铝塑膜冲成两个相邻半径为8mm的半球形凹坑；
S4一封，如图6所示将铝塑膜沿中心线进行对折，将球形芯体装入，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，对外铝塑壳6的外形进行修整，裁去多余的包装膜，对其折边进行整形，从而制成球形聚合物锂电池。
此球形聚合物锂电池能填补现有聚合物锂电池市场的空缺，制作工艺相对简单，易于推广。
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 (3)

1.一种球形聚合物锂电池，其特征在于，该球形聚合物锂电池包括半椭圆形的正极片、半椭圆形的负极片、椭圆形的隔离膜以及球形铝塑外壳，所述的半椭圆形的正极片、半椭圆形的负极片和椭圆形的隔离膜经卷绕成球形芯体；
在对应的位置上，所述隔离膜宽度比负极片宽度大1.0～2.0mm，负极片宽度比正极片宽度大1.0～2.0mm；
所述的球形芯体由圆形卷针卷绕N卷而成，N取1时为第一圈，当N取2时为第二圈，当N取3时为第三圈，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；
所述的球形芯体的半径为R，正极片厚度为δ1，负极片的厚度为δ3，隔离膜的厚度为δ2，其卷绕圈数N＝(R-r)/λ(δ1+δ3+2*δ2)，λ取值范围为1.05-1.10；所述隔离膜中间部位及正、负极片头部为最宽处，隔离膜中间部位宽度为2R，尾部最小，其隔离膜的长度L3为2*3.14*N(R+r)+(10～20)mm；
所述球形芯体为圆形卷针卷绕而成，卷针半径r为0.50～1.0mm。
2.根据权利要求1所述的一种球形聚合物锂电池，其特征在于，所述球形铝塑外壳是通过球形冲头将铝塑膜冲成两个相邻的半球形凹坑，封装时，将铝塑膜沿中心线进行对折，即可组合为一个完整的球形。
3.一种用于制作权利要求1至2任意一项所述的球形聚合物锂电池的制作方法，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，形成球状芯体，正负极耳相对，朝向成180度；
S3冲壳，通过球形冲头将铝塑膜冲成两个相邻的半球型槽位；
S4一封，封装时将其对折，将球形芯体装入，使圆弧形封头进行热封；
S5烘烤、注液、化成；
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，对外铝塑壳的外形进行修整，裁去多余的包装膜，对其折边进行整形，从而制成球形聚合物锂电池。
CN201910518996.8A 2019-06-16 2019-06-16 一种球形聚合物锂电池及制作方法 Active CN112290130B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910518996.8A CN112290130B (zh) 2019-06-16 2019-06-16 一种球形聚合物锂电池及制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910518996.8A CN112290130B (zh) 2019-06-16 2019-06-16 一种球形聚合物锂电池及制作方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112290130A CN112290130A (zh) 2021-01-29
CN112290130B true CN112290130B (zh) 2022-08-12

Family

ID=74418989

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910518996.8A Active CN112290130B (zh) 2019-06-16 2019-06-16 一种球形聚合物锂电池及制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112290130B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024086993A1 (zh) * 2022-10-24 2024-05-02 宁德时代新能源科技股份有限公司 电池及用电装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201956431U (zh) * 2011-03-11 2011-08-31 惠州市德赛聚能电池有限公司 一种异形软包装锂离子电池
CN204668412U (zh) * 2015-06-15 2015-09-23 钟其勇 聚合物锂离子电池
CN104979584A (zh) * 2015-06-15 2015-10-14 钟其勇 聚合物锂离子电池及其加工工艺
CN106356499A (zh) * 2016-10-25 2017-01-25 宁德新能源科技有限公司 极片及卷绕电芯
CN108258319A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 杉杉能源（宁夏）有限公司 一种弧形电池组件及其制作方法、弧形电池
CN108336418A (zh) * 2018-03-27 2018-07-27 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 一种改善电芯膨胀变形的卷绕工艺

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201956431U (zh) * 2011-03-11 2011-08-31 惠州市德赛聚能电池有限公司 一种异形软包装锂离子电池
CN204668412U (zh) * 2015-06-15 2015-09-23 钟其勇 聚合物锂离子电池
CN104979584A (zh) * 2015-06-15 2015-10-14 钟其勇 聚合物锂离子电池及其加工工艺
CN106356499A (zh) * 2016-10-25 2017-01-25 宁德新能源科技有限公司 极片及卷绕电芯
CN108258319A (zh) * 2016-12-28 2018-07-06 杉杉能源（宁夏）有限公司 一种弧形电池组件及其制作方法、弧形电池
CN108336418A (zh) * 2018-03-27 2018-07-27 江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司 一种改善电芯膨胀变形的卷绕工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN112290130A (zh) 2021-01-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105470558A (zh) 圆柱锂离子电池及其制备方法
CN107293809A (zh) 一种软包锂离子电池及其制造方法
CN110600783B (zh) 一种纽扣电池及制造方法
CN101794915B (zh) 一种锂离子电池结构及其制备方法
US20200203775A1 (en) Button-Type Polymer Lithium Ion Battery and Manufacturing Method Thereof
CN110783615B (zh) 软包扣式锂电池的制造方法以及软包扣式锂电池
CN110783638B (zh) 一种卷绕堆叠式电芯及其制备方法
CN110739487A (zh) 一种微扣电池及其制备方法
CN102983363B (zh) 卷芯、聚合物锂离子电池及制备方法
CN111180787A (zh) 一种锂离子电池以及制作方法
CN113745640A (zh) 一种高功率圆柱锂离子电池及加工工艺
CN112290130B (zh) 一种球形聚合物锂电池及制作方法
CN102044706A (zh) 一种软包装圆柱形锂电池的制备方法
CN102024990A (zh) 功率型锂离子电池电芯制作方法
CN206301892U (zh) 折叠式电芯及二次扣式锂电池
CN211295292U (zh) 一种微扣电池
WO2018036326A1 (zh) 电芯结构及其制备方法、扣式二次锂离子电池
CN111341947A (zh) 异形高倍率电池及其制备方法
CN112117483A (zh) 一种圆盘形聚合物锂电池及其制作方法
CN201741765U (zh) 功率型锂离子电池电芯
CN201673968U (zh) 非对称组装结构的微型聚合物锂离子电池
CN107591555B (zh) 二次电池
EP4084193A1 (en) Square winded button lithium battery
CN207052710U (zh) 一种新型低内阻、大电流的软包电池
CN112448015A (zh) 异形锂离子电池及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221026

Address after: 523000 Building 9, Dasheng Industrial City, No. 1438, Provincial Road S358, Shangsha Community, Chang'an Town, Dongguan City, Guangdong Province

Patentee after: Dongguan Grind Energy Co.,Ltd.

Address before: 518105 4th Floor, Building A2, Liyuan Bay Industrial Park, 168 Honghu Road, Yanchuan, Songgang, Baoan District, Shenzhen City, Guangdong Province

Patentee before: SHENZHEN GRAND POWERSOURCE Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right