CN113140780A - 一种叠卷式电芯和锂离子电池 - Google Patents

一种叠卷式电芯和锂离子电池 Download PDF

Info

Publication number
CN113140780A
CN113140780A CN202010075851.8A CN202010075851A CN113140780A CN 113140780 A CN113140780 A CN 113140780A CN 202010075851 A CN202010075851 A CN 202010075851A CN 113140780 A CN113140780 A CN 113140780A
Authority
CN
China
Prior art keywords
pole piece
diaphragm
lithium ion
ion battery
wound
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.)
Pending
Application number
CN202010075851.8A
Other languages
English (en)
Inventor
钟浪均
虞静敏
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to CN202010075851.8A priority Critical patent/CN113140780A/zh
Publication of CN113140780A publication Critical patent/CN113140780A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • 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
    • 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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Abstract

本发明公开一种叠卷式电芯和锂离子电池，其中，该叠卷式电芯包括第一极片、第二极片、第一隔膜以及第二隔膜，所述第一隔膜位于所述第一极片和第二极片之间，所述第二隔膜位于所述第二极片背离所述第一隔膜的一侧，所述所述第一极片、第二极片、第一隔膜以及第二隔膜卷绕形成所述叠卷式电芯，沿所述叠卷式电芯的厚度方向，所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次循环排列；其中，所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜中至少一相邻的两者之间均通过热敷合紧贴设置。本发明技术方案提高了锂离子电池制造效率的同时，降低了其加工品质和安全问题出现的概率。

Description

一种叠卷式电芯和锂离子电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种叠卷式电芯和锂离子电池。
背景技术
目前，锂离子电池广泛应用于消费类电子产品、新能源汽车以及储能领域，随着应用市场的快速发展以及用户对产品要求的不断提升，如何生产出安全性能好、比能量高、循环寿命长、成本低的锂离子电池成为了锂离子电池领域的重要研究方向。
目前锂离子电池根据其制片方式的不同，可以分为两种：叠卷式和叠片式。叠卷式电池的加工工序简单，但其存在以下缺陷：同时有正极、负极、两层隔膜的卷绕，一定程度上影响了加工效率；叠片式电池加工成型的电极反应均匀性好，但其加工效率以及品质相较于叠卷式电池较为低下。亟需提出一种加工效率高且不易造成安全风险的锂离子电池。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种叠卷式电芯，旨在解决现有技术中锂离子电池制片效率与安全无法兼顾的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出的叠卷式电芯，包括第一极片、第二极片、第一隔膜以及第二隔膜，所述第一隔膜位于所述第一极片和第二极片之间，所述第二隔膜位于所述第二极片背离所述第一隔膜的一侧，所述所述第一极片、第二极片、第一隔膜以及第二隔膜卷绕形成所述叠卷式电芯，沿所述叠卷式电芯的厚度方向，所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次循环排列；其中，
所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜中至少一相邻的两者之间均通过热敷合紧贴设置。
可选地，所述第一极片为正极片，第二极片为负极片。
可选地，所述第一极片和第二极片在延伸方向上分为空箔区和贴敷区，所述空箔区内设有极耳。
可选地，所述空箔区包括分设于贴敷区两端的第一空箔段和第二空箔段，所述第一空箔段在卷绕方向上位于所述第二空波段的前侧，所述极耳设于所述第一空箔段内。
本发明还提出一种锂离子电池，包括外壳、以及如权利要求1至5任意一项所述的叠卷式电芯，所述叠卷式电芯设于所述外壳内。
可选地，所述锂离子电池为纽扣式锂离子电池。
可选地，所述锂离子电池的直径范围为4mm～20mm。
可选地，所述锂离子电池的高度范围为30mm～80mm。
本发明技术方案通过在制造得到正负极片以及隔膜以后，采用正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜的顺序层叠后，将四者热敷合为一组合极片，如此，在将组合极片置于卷绕机中卷绕的后续制造流程中，就能有效避免极片、隔膜插接不到位，以致卷绕错位等问题，从而有效提高锂离子电池电芯的良品率以及加工效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明叠卷式电芯一实施例的制片机的结构示意图；
图2为本发明叠卷式电芯一实施例的正极片的结构示意图；
图3为本发明叠卷式电芯一实施例的组合极片的剖面示意图；
图4为本发明叠卷式电芯一实施例的结构示意图；
图5为本发明叠卷式电芯一实施例的纽扣电池剖面示意图。
附图标号说明：
1、制片机；11、立板；12、放卷气涨轴；13、摆辊；14、过辊；15、加热辊、2、正极卷；21、正极片；211、贴敷区；212、第一空箔段；213、第二空箔段；214、极耳；3、第一隔膜卷；31、第一隔膜；4、负极卷；41、负极片；5、第二隔膜卷；51、第二隔膜；6、组合极片
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种叠卷式电芯以及具有该叠卷式电芯的锂离子电池。
容易理解的是，锂离子电池还包括外壳和保护板，叠卷式电芯位于外壳的内部，保护板位于外壳外部。
在本发明实施例中，参照图1至图4，该叠卷式电芯包括第一极片、第二极片、第一隔膜31以及第二隔膜51，第一隔膜31位于第一极片和第二极片之间，第二隔膜51位于第二极片背离第一隔膜31的一侧，第一极片、第二极片、第一隔膜31以及第二隔膜51卷绕形成叠卷式电芯，沿叠卷式电芯的厚度方向，第一极片、第一隔膜31、第二极片以及第二隔膜51依次循环排列；其中，
第一极片、第一隔膜31、第二极片以及第二隔膜51中至少一相邻的两者之间均通过热敷合紧贴设置。可以理解，如此设置，在将其置入卷绕机进行卷绕之前，确保至少一相邻隔膜或极片处于热敷合而成的整体，从而有效避免两者在插入卷绕机的过程中发生晃动偏位，以致影响卷绕机的卷绕效果。本实施例中，第一极片、第一隔膜31、第二极片以及第二隔膜51中任意相邻的两者之间均通过热敷合紧贴设置。
本实施例中，第一极片为正极片21、第二极片为负极片41，当然，于其他实施例中，第一极片为负极片41，第二极片为正极片21，本设计不限于此。以下具体介绍该叠卷式电芯制造设备及加工过程：该叠卷式电芯的制造设备包括制片机1和卷绕机，首先将正极卷2、第一隔膜卷3、负极卷4、第二隔膜卷5安装于制片机1上对应的放卷结构，以各自伸展为正极片21、第一隔膜31、负极片41以及第二隔膜51，对正极片21、负极片41各自进行点焊贴胶(以保证隔膜能定位贴紧于正负极片41，以及在正负极片41上点焊极耳214)，再将正极片21、第一隔膜31片、负极片41以及第二隔膜51片汇集并层叠穿过制片机1的热敷合装置而制为一体；最后再将热敷合而成的组合极片6置入卷绕机内以制成叠卷式电芯。可以理解，本发明通过将伸展开的正负极片41以及隔膜片首先热敷合为一体，形成整体的组合极片6，再将组合极片6插入卷绕机进行卷绕，能有效提高加工效率及良品率。
不失一般性，制片机1包括：立板11；放卷导向结构，在立板11的板面横向上间隔设有四条，以分别形成正极卷2、第一隔膜卷3、负极卷4以及第二隔膜卷5的伸展路径；以及热敷合装置，设于立板11的板面；热敷合装置位于各放卷导向结构延伸方向末端的汇合处，以将伸展而成且依次层叠的正极片21、第一隔膜31、负极片41、第二隔膜51热敷合为一体。可以理解，本发明的制片机1上同时完成了伸展极片以及热敷合的两个工艺流程，大大缩短了制造时间、也简化了制造设备。
本发明技术方案通过在制造得到正负极片41以及隔膜以后，采用正极片21、第一隔膜31、负极片41、第二隔膜51的顺序层叠后，将四者热敷合为一组合极片6，如此，在将组合极片6置于卷绕机中卷绕的后续制造流程中，就能有效避免极片、隔膜插接不到位，以致卷绕错位等问题，从而有效提高锂离子电池电芯的良品率以及加工效率。
可选地，每一放卷导向结构包括放卷气涨轴12和多个导向辊，多个导向辊位于放卷起涨轴与热敷合装置之间。本实施例中，放卷气涨轴12由上至下设有四个，且对应正极片21和负极片41的放卷气涨轴12位于另外两个左侧，可以理解，制片机1启动后，放卷气涨轴12开始转动，以带动各个极片卷慢慢伸展，在导向辊的引导下，穿过热敷合装置处。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，放卷导向结构也可具体呈其他形式设置。
可选地，多个导向辊包括若干过辊14和至少一摆辊13，摆辊13包括安装轴、摆动件以及过轴，安装轴一端与立板11板面转动相接、另一端与摆动件的一端固接，摆动件的另一端与过轴转动相接。可以理解，如此设置，能够在实现伸展路径小范围转向的同时有效缩短其路径长度，从而有利于减小制造设备的整体结构尺寸。
本实施例中，热敷合装置为加热辊15结构；可以理解，加热辊15结构是现有技术中极片加工领域广泛使用的热压结构，具有加工可靠、容易获得等优点，应用在本实施例中，同时对各极片施加高温以及压紧力，从而保证加工成型的组合极片6的整体结构强度。
可选地，正负极片在延伸方向上分为空箔区和贴敷区211，空箔区内设有极耳214。不失一般性，空箔区包括分设于贴敷区211两端的第一空箔段212和第二空箔段213，第一空箔段212在卷绕方向上位于第二空波段的前侧，极耳214设于第一空箔段212内。
本实施例中，锂离子电池为纽扣式锂离子电池，参考图5。可以理解，纽扣式锂离子电池是现有技术中广泛使用的锂离子电池，具有产品尺寸小、使用寿命长、容量大等优点。不失一般性，纽扣式锂离子电池的直径范围为4mm～20mm，纽扣式锂离子电池的高度范围为30mm～80mm；而其型号优选采用12540、11540、10540、16540等。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，该锂离子电池还可以是手机数码锂离子电池、方形聚合物锂离子电池等。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种叠卷式电芯，用于锂离子电池，其特征在于，包括第一极片、第二极片、第一隔膜以及第二隔膜，所述第一隔膜位于所述第一极片和第二极片之间，所述第二隔膜位于所述第二极片背离所述第一隔膜的一侧，所述所述第一极片、第二极片、第一隔膜以及第二隔膜卷绕形成所述叠卷式电芯，沿所述叠卷式电芯的厚度方向，所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜依次循环排列；其中，
所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜中至少一相邻的两者之间均通过热敷合紧贴设置。
2.如权利要求1所述的叠卷式电芯，其特征在于，所述第一极片、第一隔膜、第二极片以及第二隔膜中任意相邻的两者之间均通过热敷合紧贴设置。
3.如权利要求1所述的叠卷式电芯，其特征在于，所述第一极片为正极片，第二极片为负极片。
4.如权利要求1所述的叠卷式电芯，其特征在于，所述第一极片和第二极片在延伸方向上分为空箔区和贴敷区，所述空箔区内设有极耳。
5.如权利要求4所述的叠卷式电芯，其特征在于，所述空箔区包括分设于贴敷区两端的第一空箔段和第二空箔段，所述第一空箔段在卷绕方向上位于所述第二空波段的前侧，所述极耳设于所述第一空箔段内。
6.一种锂离子电池，其特征在于，包括外壳、以及如权利要求1至5任意一项所述的叠卷式电芯，所述叠卷式电芯设于所述外壳内。
7.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池为纽扣式锂离子电池。
8.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的直径范围为4mm～20mm。
9.如权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的高度范围为30mm～80mm。
CN202010075851.8A 2020-01-22 2020-01-22 一种叠卷式电芯和锂离子电池 Pending CN113140780A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010075851.8A CN113140780A (zh) 2020-01-22 2020-01-22 一种叠卷式电芯和锂离子电池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010075851.8A CN113140780A (zh) 2020-01-22 2020-01-22 一种叠卷式电芯和锂离子电池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113140780A true CN113140780A (zh) 2021-07-20

Family

ID=76809334

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010075851.8A Pending CN113140780A (zh) 2020-01-22 2020-01-22 一种叠卷式电芯和锂离子电池

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113140780A (zh)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103035954A (zh) * 2012-12-28 2013-04-10 常州华科新能源科技有限公司 一种卷绕式锂离子电池及其制作方法
CN105811018A (zh) * 2016-05-07 2016-07-27 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种将极片固定在隔膜上的方法
CN205646030U (zh) * 2016-05-07 2016-10-12 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种卷绕式叠片电池电极组件制作装置
CN108199092A (zh) * 2017-12-06 2018-06-22 浙江衡远新能源科技有限公司 一种锂电池卷绕装置及卷绕工艺
CN109148967A (zh) * 2018-07-26 2019-01-04 深圳吉阳智能科技有限公司 组合式叠片电芯及其叠片单元和叠片方法
CN209119243U (zh) * 2018-12-10 2019-07-16 韦仕瑜 一种叠片式卷绕锂离子电池结构

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103035954A (zh) * 2012-12-28 2013-04-10 常州华科新能源科技有限公司 一种卷绕式锂离子电池及其制作方法
CN105811018A (zh) * 2016-05-07 2016-07-27 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种将极片固定在隔膜上的方法
CN205646030U (zh) * 2016-05-07 2016-10-12 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种卷绕式叠片电池电极组件制作装置
CN108199092A (zh) * 2017-12-06 2018-06-22 浙江衡远新能源科技有限公司 一种锂电池卷绕装置及卷绕工艺
CN109148967A (zh) * 2018-07-26 2019-01-04 深圳吉阳智能科技有限公司 组合式叠片电芯及其叠片单元和叠片方法
CN209119243U (zh) * 2018-12-10 2019-07-16 韦仕瑜 一种叠片式卷绕锂离子电池结构

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112542641B (zh) 一种圆柱电池及其制造方法
JP4140311B2 (ja) 蓄電素子用ケースの製造方法
CN209843844U (zh) 一种复合式电池极组制备装置和动力电池
CN212517286U (zh) 卷芯、电池以及电子产品
CN210224214U (zh) 一种带有绝缘针或金属针电芯的卷绕型纽扣电池
CN111446480A (zh) 储能装置的电芯的制备方法以及电芯
CN102136603A (zh) 一种聚合物锂离子电池及其制作方法
JP4359809B2 (ja) 蓄電素子モジュール及びその製造方法
CN113594533A (zh) 一种电芯及其制备方法、系统和二次电池
CN111640994A (zh) 一种电池卷芯及使用该卷芯的锂电池的制造方法
CN216850053U (zh) 一种卷芯和电池
CN103270625A (zh) 锂离子二次电池
CN115513402B (zh) 电极组件、单体电池、电池模组及电极组件的制备方法
CN113140804A (zh) 一种锂离子电池的制造方法及设备
CN113140780A (zh) 一种叠卷式电芯和锂离子电池
CN218101372U (zh) 叠片电池的叠片设备及电芯
CN212461774U (zh) 圆柱形电池并联式卷芯结构
CN215342699U (zh) 一种卷绕式电芯及锂电池
CN212571096U (zh) 一种无极耳电池卷芯及使用该卷芯的锂电池
CN114614104A (zh) 叠片方法和锂电池
CN112072162A (zh) 圆柱形电池并联式卷芯结构及其制造工艺
CN218160508U (zh) 一种电芯
CN220491931U (zh) 电芯及电池
CN217903143U (zh) 卷绕电芯结构及卷绕叠片式电池
CN212461795U (zh) 一种电池卷芯及使用该卷芯的锂电池

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
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20210720