CN114122529A - 一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,包括以下步骤:S1、在第一集流体箔材上沿长度方向间歇涂布物料;S2、第一集流体箔材进行烘燥、辊压、分切,焊接正极耳,形成正极片;S3、在第二集流体箔材上沿长度方向间歇涂布物料;S4、第二集流体箔材进行烘燥、辊压和分切,焊接负极耳,形成负极片;S5、将正极片、隔膜和负极片卷绕形成多极耳卷芯;S6、多极耳卷芯经过热压整形后,第一R角处正极耳通过转接片焊接到盖板上,第二R角处负极耳通过转接片焊接到盖板上;S7、多极耳卷芯入壳、激光焊盖板,形成多极耳方形电池。本发明相较于现有技术,避免电芯极片出现掉粉、打皱、断裂等形变问题,节约集流体箔材原材料,提升安全性能。
Description
技术领域
本发明属于卷绕式锂离子电池制备领域,尤其涉及一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺。
背景技术
锂离子电池具有绿色环保、能量密度大、输出电压高、自放电小等优点,而被广泛应用于生活的各个场景中,例如手机、笔记本、汽车等。目前方形电池分为卷绕式和叠片式结构。
传统卷绕方形电芯多为连续涂布,且多在宽度方向上进行留白,以焊接极耳,R角处极片极易在卷绕和循环过程中受到较大的应力,导致R角处极片掉粉、打皱、断裂,从而影响电池的循环性能和安全性能。此外,宽度方向留白焊接极耳,导致集流体箔材的浪费,降低了电池的能量密度。
发明内容
本发明的目的在于:提供一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,在正/负极片的长度方向上间歇涂布留白,间歇涂布留白区域位于卷绕多极耳卷芯的最大弯曲R角处,并在间歇留白处焊接极耳,避免电芯极片出现掉粉、打皱、断裂等形变问题,节约集流体箔材原材料,提升安全性能。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,包括以下步骤:
S1、在第一集流体箔材上沿长度方向间歇涂布物料,形成多幅第一涂覆层,相邻两幅第一涂覆层之间没有留白,单幅第一涂覆层上设置有沿自身长度方向布置的若干个第一留白间隙;
S2、第一集流体箔材进行烘燥、辊压、分切后形成多个第一极片,在第一极片的第一留白间隙内焊接正极耳,正极耳的根部粘贴有第一高温保护胶带,形成正极片;
S3、在第二集流体箔材上沿长度方向间歇涂布物料,形成多幅第二涂覆层,相邻两幅第二涂覆层之间没有留白,单幅第二涂覆层上设置有沿自身长度方向布置的若干个第二留白间隙;
S4、第二集流体箔材进行烘燥、辊压和分切后形成多个第二极片,在第二极片的第二留白间隙内焊接负极耳,负极耳的根部粘贴有第二高温保护胶带,形成负极片;
S5、将正极片、隔膜和负极片卷绕形成多极耳卷芯,正极耳位于多极耳卷芯上的第一R角处,负极耳位于多极耳卷芯上的第二R角处,负极片包覆正极片;
S6、多极耳卷芯经过热压整形后,第一R角处正极耳通过转接片焊接到盖板上,第二R角处负极耳通过转接片焊接到盖板上;
S7、多极耳卷芯入壳、激光焊盖板,形成多极耳方形电池。
作为上述技术方案的进一步描述:
在步骤S1中,若干个第一留白间隙沿着第一涂覆层的长度方向宽度逐渐增大。
作为上述技术方案的进一步描述:
在步骤S2中,正极耳焊接在偶数位的第一留白间隙内。
作为上述技术方案的进一步描述:
在步骤S2中,第一高温保护胶带超出正极耳根部1-4mm。
作为上述技术方案的进一步描述:
在步骤S3中,若干个第二留白间隙沿着第二涂覆层的长度方向宽度逐渐增大。
作为上述技术方案的进一步描述:
在步骤S4中,负极耳焊接在奇数位的第二留白间隙内。
作为上述技术方案的进一步描述:
在步骤S4中,第二高温保护胶带超出负极耳根部1-4mm。
综上所述,由于采用了上述技术方案,本发明的有益效果是:
1、本发明中,多极耳卷芯R角区域的极片表面无物料,有效防止内圈R角处极片整形时掉料、折断,且有助于缓解卷绕式极片充放电过程中应力释放导致的S型打皱,提高多极耳方形电池的安全性能和循环性能。
2、本发明中,卷芯采用多极耳结构,卷芯的空间利用率高,使得电池的能量密度得到提高,并且提升电池的安全性能和续航里程。
3、本发明中,集流体箔材上涂布物料时,无需在宽度方向上进行留白,有效降低集流体箔材损耗,节约成本。
4、本发明中,极耳根部贴有高温保护胶带,防止了卷芯入壳时,极耳弯折后根部倒插进卷芯造成的短路危险,提升电池的安全性能。
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为现有技术中集流体箔材间歇涂布示意图。
图2为一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺中第一集流体箔材的间歇涂布示意图。
图3为一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺中正/负极片极耳间歇焊接示意图。
图4为一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺中多极耳卷芯的结构示意图。
图5为一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺中多极耳方形电池的结构示意图。
图6为一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺中第一极片上间歇涂布示意图。
图例说明:
1、正极片;11、第一留白间隙;12、正极耳;13、第一高温保护胶带;2、负极片;21、第二留白间隙;22、负极耳;23、第二高温保护胶带;3、隔膜;4、多极耳卷芯;41、第一R角;42、第二R角;5、方形电池。
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它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-6,本发明提供一种技术方案:一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,包括以下步骤:
S1、在第一集流体箔材上沿长度方向间歇涂布物料,形成多幅第一涂覆层,相邻两幅第一涂覆层之间没有留白,单幅第一涂覆层上设置有沿自身长度方向布置的若干个第一留白间隙11;
S2、第一集流体箔材进行烘燥、辊压、分切后形成多个第一极片,在第一极片的第一留白间隙11内焊接正极耳12,正极耳2的根部粘贴有第一高温保护胶带13,形成正极片1;
S3、在第二集流体箔材上沿长度方向间歇涂布物料,形成多幅第二涂覆层,相邻两幅第二涂覆层之间没有留白,单幅第二涂覆层上设置有沿自身长度方向布置的若干个第二留白间隙21;
S4、第二集流体箔材进行烘燥、辊压和分切后形成多个第二极片,在第二极片的第二留白间隙21内焊接负极耳22,负极耳22的根部粘贴有第二高温保护胶带23,形成负极片2;
S5、将正极片1、隔膜3和负极片2卷绕形成多极耳卷芯4,正极耳12位于多极耳卷芯4上的第一R角41处,负极耳22位于多极耳卷芯4上的第二R角42处,负极片2包覆正极片1;
S6、多极耳卷芯4经过热压整形后,第一R角41处正极耳12通过转接片焊接到盖板上,第二R角42处负极耳22通过转接片焊接到盖板上;
S7、多极耳卷芯4入壳、激光焊盖板,形成多极耳方形电池5。
在步骤S1中,若干个第一留白间隙11沿着第一涂覆层的长度方向宽度逐渐增大。第一留白间隙11(正极间隙)宽度Dn=(正极厚度+隔膜厚度×2+负极厚度)×N+2mm,N为卷绕圈数。
在步骤S2中,正极耳12焊接在偶数位的第一留白间隙11内。
在步骤S2中,第一高温保护胶带13超出正极耳12根部1-4mm。第一高温保护胶带13的设置,防止了多极耳卷芯4入壳时正极耳12弯折后根部倒插进卷芯造成的短路危险,提高电池的安全性能。
在步骤S3中,若干个第二留白间隙21沿着第二涂覆层的长度方向宽度逐渐增大。第二留白间隙21(负极间隙)宽度Dn=(正极厚度+隔膜厚度×2+负极厚度)×N+1mm,N为卷绕圈数。
在步骤S4中,负极耳22焊接在奇数位的第二留白间隙21内。
在步骤S4中,第二高温保护胶带23超出负极耳22根部1-4mm。第二高温保护胶带23的作用同第一高温保护胶带13。
实施例一
以27148102型号方形磷酸铁锂双卷芯电芯为例,对比例1采用传统模切工艺制作(集流体箔材涂布可参见附图1)。
实施例1采用540mm宽度集流体,经过单幅间歇涂布,涂布宽度540mm的极片,经过烘燥、辊压和分切后,在留白区域焊接极耳并贴高温保护胶,制备了6条适用于电池85mm宽度的多极耳极片。
从表中可以看出:实施例1采用本申请中工艺制备的方形锂离子电池,无宽度方向空箔消耗,卷芯R角处无打皱S型,常温循环性能提升~700周;
实施例2
以1714862型号方形三元单卷芯电芯为例,对比例2采用传统模切工艺制作(集流体箔材涂布可参见附图1)。
实施例2采用300mm宽度集流体,经过单幅间歇涂布,涂布宽度300mm的极片,经过烘燥、辊压和分切后,在留白区域焊接极耳并贴高温保护胶,制备了6条适用于电池50mm宽度的多极耳极片。从表中可以看出:实施例2采用本申请中工艺制备的方形锂离子电池,无宽度方向空箔消耗,卷芯R角处无打皱S型,常温循环性能提升~500周;
实施例3
以7922097型号方形磷酸铁锂4卷芯电芯为例,对比例2采用传统模切工艺制作(集流体箔材涂布可参见附图1)。
实施例3采用480mm宽度集流体,经过单幅间歇涂布,涂布宽度480mm的极片,经过烘燥、辊压和分切后,在留白区域焊接极耳并贴高温保护胶,制备了6条适用于电池80mm高度的多极耳极片。
从表中可以看出:实施例3采用本申请中工艺制备的方形锂离子电池,无宽度方向空箔消耗,卷芯R角处无打皱S型,常温循环性能提升~500周;
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,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,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,其特征在于,包括以下步骤:
S1、在第一集流体箔材上沿长度方向间歇涂布物料,形成多幅第一涂覆层,相邻两幅第一涂覆层之间没有留白,单幅第一涂覆层上设置有沿自身长度方向布置的若干个第一留白间隙(11);
S2、第一集流体箔材进行烘燥、辊压、分切后形成多个第一极片,在第一极片的第一留白间隙(11)内焊接正极耳(12),正极耳(12)的根部粘贴有第一高温保护胶带(13),形成正极片(1);
S3、在第二集流体箔材上沿长度方向间歇涂布物料,形成多幅第二涂覆层,相邻两幅第二涂覆层之间没有留白,单幅第二涂覆层上设置有沿自身长度方向布置的若干个第二留白间隙(21);
S4、第二集流体箔材进行烘燥、辊压和分切后形成多个第二极片,在第二极片的第二留白间隙(21)内焊接负极耳(22),负极耳(22)的根部粘贴有第二高温保护胶带(23),形成负极片(2);
S5、将正极片(1)、隔膜(3)和负极片(2)卷绕形成多极耳卷芯(4),正极耳(12)位于多极耳卷芯(4)上的第一R角(41)处,负极耳(22)位于多极耳卷芯(4)上的第二R角(42)处,负极片(2)包覆正极片(1);
S6、多极耳卷芯(4)经过热压整形后,第一R角(41)处正极耳(12)通过转接片焊接到盖板上,第二R角(42)处负极耳(22)通过转接片焊接到盖板上;
S7、多极耳卷芯(4)入壳、激光焊盖板,形成多极耳方形电池(5)。
2.根据权利要求1所述的一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,其特征在于,在所述步骤S1中,若干个第一留白间隙(11)沿着第一涂覆层的长度方向宽度逐渐增大。
3.根据权利要求2所述的一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,其特征在于,在所述步骤S2中,正极耳(12)焊接在偶数位的第一留白间隙(11)内。
4.根据权利要求3所述的一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,其特征在于,在所述步骤S2中,第一高温保护胶带(13)超出正极耳(12)根部1-4mm。
5.根据权利要求1所述的一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,其特征在于,在所述步骤S3中,若干个第二留白间隙(21)沿着第二涂覆层的长度方向宽度逐渐增大。
6.根据权利要求5所述的一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,其特征在于,在所述步骤S4中,负极耳(22)焊接在奇数位的第二留白间隙(21)内。
7.根据权利要求6所述的一种卷绕式方形锂离子电池制备工艺,其特征在于,在所述步骤S4中,第二高温保护胶带(23)超出负极耳(22)根部1-4mm。
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