CN115275307A - 扣式锂电池电芯、扣式锂电池电芯制作方法及扣式锂电池 - Google Patents

扣式锂电池电芯、扣式锂电池电芯制作方法及扣式锂电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种扣式锂电池电芯、扣式锂电池电芯制作方法及扣式锂电池，其中，制备方法包括按预设的图形分别对负极长极板、正极长极板进行冲切，以使冲切后的负极长极板呈由若干负极片首尾相连的葫芦串状，冲切后的正极长极板呈由若干正极片首尾相连的葫芦串状；按正极长极板、隔膜板、负极长极板、隔膜板、正极长极板的顺序依次叠放在一起，并结合为一体以形成集成板片；将集成板片按卷绕或Z字形折叠的方式形成电芯，其中，若干负极片、正极片重叠。采用本发明制备方法制得的扣式锂电池电芯及扣式锂电池在保证电芯容量的同时，大大提高了生产效率。

Description

扣式锂电池电芯、扣式锂电池电芯制作方法及扣式锂电池
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种扣式锂电池电芯、扣式锂电池电芯制作方法及扣式锂电池。
背景技术
随着智能穿戴产品的应用越来越广泛，人们对于小体积的扣式锂离子电池的需求越来越广。目前，市场上的扣式锂离子电池的电芯多采用卷绕式或叠片式加工方式。但受限于扣式电池的高度，卷绕式扣电极片的宽度较窄，实际生产中操作困难，效率低下，而叠片式扣电极片受限于扣电极片的尺寸，叠放时同样操作困难，效率较低。
发明内容
为克服上述缺点，本发明的目的在于提供一种扣式锂电池电芯、扣式锂电池电芯制作方法及扣式锂电池，既保证了电芯容量，又提高了电芯的生产效率。
为了达到以上目的，本发明采用的技术方案之一是：一种扣式锂电池电芯制作方法，包括如下步骤：
制备一个负极长极板、两个正极长极板、两个隔膜板；
按预设的图形对负极长极板进行冲切，以使冲切后的负极长极板呈由若干负极片首尾相连的葫芦串状，且位于最外侧的两个负极片上还冲切有负极耳；
按预设的图形对正极长极板进行冲切，以使冲切后的正极长极板呈由若干正极片首尾相连的葫芦串状，且位于最外侧的两个正极片上还冲切有正极耳；
按正极长极板、隔膜板、负极长极板、隔膜板、正极长极板的顺序依次叠放在一起，并结合为一体以形成集成板片；
将集成板片按卷绕或Z字形折叠的方式形成电芯，其中，若干负极片、正极片重叠，且两个正极耳相互重叠、两个负极耳相互重叠。
本发明制备方法的有益效果在于：
1、只采用一片呈葫芦串状的负极长极板、两片呈葫芦串状的正极长极板，即可制得有多层正极片、负极片形成的电芯，既保证了电芯容量，又能有效避免了叠片工艺时多片负极片、正极片叠放困难的问题；而且直接在负极长极板冲切负极耳，在正极长极板上冲切正极耳，有效避免了卷绕工艺中焊接极耳导致内阻偏高的问题；
2、首先将正极长极板、隔膜板、负极长极板结合为一体形成集成板片，使得负极长极板上的若干负极片能与两个正极长极板上的若干正极片一一对应重合，即集成板片上有若干组由两个正极片、一个负极片组成的重合部位；然后再对集成板片进行卷绕或Z字形折叠，既减少了折叠时的折叠次数，又能有效避免在卷绕或折叠过程中各层板之间的移位，提高正极长极板上的正极片与负极长极板上的负极片的有效重叠；
3、仅在负极长极板的两侧设置负极耳、正极长极板的两侧设置正极耳，能在采用卷绕或Z字形折叠方式形成电芯时，降低两个正极耳或两个负极耳的重叠难度；
本发明的制作方法兼具卷绕工艺与叠片工艺的优点，在保证电芯容量的同时，操作方便，提高了电芯的生产效率，而且制作出来的电芯容量高。
进一步来说，还包括当集成板片按卷绕或Z字形折叠后，对卷绕或折叠后的隔膜板进行修剪，以使隔膜板与正极片或负极片的形状相适配。在卷绕或折叠后沿正极片的外沿对隔膜板进行修剪，能对层叠后的隔膜板进行同时修剪，既能有效提高修剪效率，又能减小电芯的整体体积。
进一步来说，正极长极板、隔膜板、负极长极板经热压或焊接以形成集成板片。
进一步来说，负极长极板为双面涂覆有负极活性物质的电极板，正极长极板为单面或双面涂覆有正极活性物质的电极板。
进一步来说，当集成板片按卷绕或Z字形折叠后，正极耳与负极耳呈错位设置。
本发明采用的技术方案之二是：一种扣式锂电池电芯，由集成板片经卷绕或Z字型折叠而成。集成板片包括负极长极板，负极长极板的两侧均设有正极长极板，且正极长极板与负极长极板之间通过隔膜板隔开；
负极长极板包括通过负极连接筋进行首尾相连并形成葫芦串状的若干负极片，正极长极板包括通过正极连接筋进行首尾相连并形成葫芦串状的若干正极片；当集成板片经卷绕或Z字形折叠成扣式锂电池电芯时，若干负极片、正极片重叠。
本发明的扣式锂电池电芯直接由集成板片卷绕或Z字形折叠而成，制备简单，效率高；集成板片包括一片负极长极板、两片正极长极板、两片隔膜板，其中，负极长极板包括形成葫芦串状的若干负极片，正极长极板包括形成葫芦串状的若干正极片，当集成板片卷绕或Z字形折叠时，若干负极片、正极片能够重叠在一起，进而实现多层负极片、正极片的层叠设置，提高电芯的容量；此外，相邻两个负极片之间通过负极连接筋连接，相邻两个正极片之间通过正极连接筋连接，使得若干负极片能形成一片式的负极长极板，若干正极片能形成一片式的正极长极板，进而避免了若干负极片、正极片依次叠放导致的操作困难的问题。
进一步来说，在负极长极板中，位于最外侧的两个负极片上均设有同向布设的负极耳；在正极长极板中，位于最外侧的两个正极片上均设有同向布设的正极耳；当集成板经卷绕或Z字形折叠成扣式锂电池电芯时，两个负极耳相互重叠，两个正极耳相互重叠，且正极耳与负极耳呈错位设置。
仅在负极长极板的两侧设置负极耳、正极长极板的两侧设置正极耳，能在采用卷绕或Z字形折叠方式形成电芯时，降低两个正极耳或两个负极耳的重叠难度；而将正极耳与负极耳错位设置便于区分正极耳、负极耳，使得后续正极耳、负极耳与外部设备的连接操作更加简单方便。
进一步来说，当集成板片经卷绕成扣式锂电池电芯时，沿集成板片长度方向上，若干负极连接筋的尺寸依次增大，若干正极连接筋的尺寸也相应依次增大。由于卷绕时，每一圈的卷绕尺寸会依次增大，而为了保证若干负极片、正极片的对位重叠，再卷绕时，负极连接筋、正极连接筋的尺寸需根据每一圈卷绕尺寸的变化进行调整。
进一步来说，当集成板片经Z字形折叠成扣式锂电池电芯时，沿集成板片长度方向上，若干负极连接筋的尺寸相同，若干正极连接筋的尺寸也相同。当以Z字形方式折叠时，每个叠层的尺寸是一致的，因此，负极连接筋、正极连接筋尺寸相同即可实现各叠层的负极片、正极片的对位重叠。
本发明采用的技术方案之三是：一种扣式锂电池，包括上述任一的扣式锂电池电芯，且扣式锂电池电芯采用上述任一的制作方法制得。本发明的扣式锂电池电芯容量高，制备简单，效率高。
附图说明
图1为本发明实施例的负极长极板的结构示意图；
图2为本发明实施例的正极长极板的结构示意图；
图3为本发明实施例的集成板片的爆炸视图；
图4为本发明实施例的负极长极板、隔膜板、正极长极板的组装示意图；
图5为本发明实施例的集成板片经Z字形折叠后的结构示意图。
图中：
1-负极长极板；11-负极片；12-负极耳；13-负极连接筋；2-正极长极板；21-正极片；22-正极耳；23-正极连接筋；3-隔膜板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
实施例1
参见附图1-5所示，本发明的一种扣式锂电池电芯制作方法，包括如下步骤：
制备一个负极长极板1、两个正极长极板2、两个隔膜板3；
按预设的图形对负极长极板1进行冲切，以使冲切后的负极长极板1呈由若干负极片11首尾相连的葫芦串状，且位于最外侧的两个负极片11上还冲切有负极耳12；
按预设的图形对正极长极板2进行冲切，以使冲切后的正极长极板2呈由若干正极片21首尾相连的葫芦串状，且位于最外侧的两个正极片21上还冲切有正极耳22；
按正极长极板2、隔膜板3、负极长极板1、隔膜板3、正极长极板2的顺序依次叠放在一起，并结合为一体以形成集成板片；
将集成板片按卷绕或Z字形折叠的方式形成电芯，其中，若干负极片11、正极片21重叠，且两个正极耳22相互重叠、两个负极耳12相互重叠。
在上述制备方法中，只采用一片呈葫芦串状的负极长极板1、两片呈葫芦串状的正极长极板2，即可制得有多层正极片21、负极片11形成的电芯，既保证了电芯容量，又能有效避免叠片工艺时多片负极片11、正极片21叠放困难的问题；而且直接在负极长极板1冲切负极耳12，在正极长极板2上冲切正极耳22，有效避免了卷绕工艺中焊接极耳导致内阻偏高的问题；制备时，首先将正极长极板2、隔膜板3、负极长极板1结合为一体形成集成板片，使得负极长极板1上的若干负极片11能与两个正极长极板2上的若干正极片21一一对应重合，即集成板片上有若干组由两个正极片21、一个负极片11组成的重合部位；然后再对集成板片进行卷绕或Z字形折叠，既减少了Z字形折叠的次数，又能有效避免在卷绕或折叠过程中各层板之间的移位，提高正极长极板2上的正极片21与负极长极板1上的负极片11的有效重叠；而且仅在负极长极板1的两侧设置负极耳12、正极长极板2的两侧设置正极耳22，能在采用卷绕或Z字形折叠方式形成电芯时，降低两个正极耳22或两个负极耳12的重叠难度；本发明的制作方法兼具卷绕工艺与叠片工艺的优点，在保证电芯容量的同时，操作方便，提高了电芯的生产效率，而且制作出来的电芯容量高。
在一示例中，当集成板片按卷绕或Z字形折叠后，还需对卷绕或折叠后的隔膜板进行修剪，以使隔膜板3与正极片21或负极片11的形状相适配。具体的，在卷绕或折叠后沿正极片21的外沿对层叠的多层隔膜板3进行同步修剪，这样既能有效提高修剪效率，又能减小电芯的整体体积，此外，修剪时，要保证修剪后的单层隔膜板3的外径尺寸要略大于正极片21的尺寸，以保证隔膜板3对正极片21与负极片11的隔开作用。
在一示例中，正极长极板2、隔膜板3、负极长极板1之间可采用热压或焊接或其他等效手段来结合为一体式的集成板片。
在一示例中，负极长极板1为双面涂覆有负极活性物质的电极板，正极长极板2为单面或双面涂覆有正极活性物质的电极板。
实施例2
参见附图1-5所示，本发明的一种由实施例1的制备方法制得的扣式锂电池电芯，该扣式锂电池电芯由集成板片经卷绕或Z字型折叠而成。参见附图3所示，集成板片包括负极长极板1，负极长极板1的两侧均设有正极长极板2，且正极长极板2与负极长极板1之间通过隔膜板3隔开；负极长极板1包括通过负极连接筋13进行首尾相连并形成葫芦串状的若干负极片11，正极长极板2包括通过正极连接筋23进行首尾相连并形成葫芦串状的若干正极片21；当集成板片经卷绕或Z字形折叠成扣式锂电池电芯时，若干负极片11、正极片21重叠。
该扣式锂电池电芯直接由集成板片卷绕或Z字形折叠而成，制备简单，效率高；集成板片包括一片负极长极板1、两片正极长极板2、两片隔膜板3，其中，负极长极板1包括形成葫芦串状的若干负极片11，正极长极板2包括形成葫芦串状的若干正极片21，当集成板片卷绕或Z字形折叠时，若干负极片11、正极片21能够重叠在一起，进而实现多层负极片11、正极片21的层叠设置，提高电芯的容量；此外，相邻两个负极片11之间通过负极连接筋13连接，相邻两个正极片21之间通过正极连接筋23连接，使得若干负极片11能形成一片式的负极长极板1，若干正极片21能形成一片式的正极长极板2，进而避免了若干负极片11、正极片21依次叠放导致的操作困难的问题。
在一示例中，参见附图1所示，在负极长极板1中，位于最外侧的两个负极片11上均设有同向布设的负极耳12；参见附图2所示，在正极长极板2中，位于最外侧的两个正极片21上均设有同向布设的正极耳22；当集成板经卷绕或Z字形折叠成扣式锂电池电芯时，两个负极耳12相互重叠，两个正极耳22相互重叠，且正极耳22与负极耳12呈错位设置。
仅在负极长极板1的两侧设置负极耳12、正极长极板2的两侧设置正极耳22，能在采用卷绕或Z字形折叠方式形成电芯时，降低两个正极耳22或两个负极耳12的重叠难度；而将正极耳22与负极耳12错位设置便于区分正极耳22、负极耳12，使得后续正极耳22、负极耳12与外部设备的连接操作更加简单方便。
在一示例中，负极长极板1为双面涂覆极板，正极长极板2为单面或双面涂覆极板。参见附图4所示，负极长极板1、隔膜板3、正极长极板2经热压或焊接为一体后形成集成板片。
采用热压或焊接的方式将负极长极板1、正极长极板2及隔膜板3集成为一体，使得负极长极板1上的若干负极片11能与两个正极长极板2上的若干正极片21一一对应重合，即集成板片上有若干组由两个正极片21、一个负极片11组成的重合部位，实现正极片21、负极片11的初步对位重叠；当集成板片进行卷绕或Z字形折叠时，既能有效减少Z字形折叠的次数，又能有效避免在卷绕或折叠过程中各层板之间的移位，保证正极长极板2上的正极片21与负极长极板1上的负极片11的有效重叠。
在一示例中，当集成板片经卷绕成扣式锂电池电芯时，沿集成板片长度方向上，若干负极连接筋13的尺寸依次增大，若干正极连接筋23的尺寸也相应依次增大。由于卷绕时，每一圈的卷绕尺寸会依次增大，而为了保证若干负极片11、正极片21的对位重叠，在卷绕时，负极连接筋13、正极连接筋23的尺寸需根据每一圈卷绕尺寸的变化进行调整。而当集成板片经Z字形折叠成扣式锂电池电芯时，沿集成板片长度方向上，若干负极连接筋13的尺寸相同，若干正极连接筋23的尺寸也相同。当以Z字形方式折叠时，每个叠层的尺寸是一致的，因此，负极连接筋13、正极连接筋23尺寸相同即可实现各叠层的负极片11、正极片21的对位重叠。
实施例3
本发明的一种扣式锂电池，包括实施例2的扣式锂电池电芯，在将扣式锂电池电芯组装到电池机壳上时，需将重叠的负极耳焊接在机壳的底部，重叠的正极耳焊接在机壳的盖帽上，然后向机壳内注入电解液、封口即可。
以上实施方式只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种扣式锂电池电芯制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
制备一个负极长极板、两个正极长极板、两个隔膜板；
按预设的图形对负极长极板进行冲切，以使冲切后的负极长极板呈由若干负极片首尾相连的葫芦串状，且位于最外侧的两个所述负极片上还冲切有负极耳；
按预设的图形对正极长极板进行冲切，以使冲切后的正极长极板呈由若干正极片首尾相连的葫芦串状，且位于最外侧的两个正极片上还冲切有正极耳；
按正极长极板、隔膜板、负极长极板、隔膜板、正极长极板的顺序依次叠放在一起，并结合为一体以形成集成板片；
将集成板片按卷绕或Z字形折叠的方式形成电芯，其中，若干负极片、正极片重叠，且两个正极耳相互重叠、两个负极耳相互重叠。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，还包括当集成板片按卷绕或Z字形折叠后，对卷绕或折叠后的隔膜板进行修剪，以隔膜板与正极片或负极片的形状相适配。
3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述正极长极板、隔膜板、负极长极板经热压或焊接以形成集成板片。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述负极长极板为双面涂覆有负极活性物质的电极板，所述正极长极板为单面或双面涂覆有正极活性物质的电极板。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，当集成板片按卷绕或Z字形折叠后，所述正极耳与负极耳呈错位设置。
6.一种扣式锂电池电芯，其特征在于，由集成板片经卷绕或Z字型折叠而成；所述集成板片包括负极长极板，所述负极长极板的两侧均设有正极长极板，且所述正极长极板与负极长极板之间通过隔膜板隔开；
所述负极长极板包括通过负极连接筋进行首尾相连并形成葫芦串状的若干负极片，所述正极长极板包括通过正极连接筋进行首尾相连并形成葫芦串状的若干正极片；当所述集成板片经卷绕或Z字形折叠成所述扣式锂电池电芯时，若干所述负极片、正极片重叠。
7.根据权利要求6所述的扣式锂电池电芯，其特征在于，在所述负极长极板中，位于最外侧的两个所述负极片上均设有同向布设的负极耳；在所述正极长极板中，位于最外侧的两个所述正极片上均设有同向布设的正极耳；当所述集成板经卷绕或Z字形折叠成所述扣式锂电池电芯时，两个所述负极耳相互重叠，两个所述正极耳相互重叠，且正极耳与负极耳呈错位设置。
8.根据权利要求6所述的扣式锂电池电芯，其特征在于，当所述集成板片经卷绕成所述扣式锂电池电芯时，沿所述集成板片长度方向上，若干所述负极连接筋的尺寸依次增大，若干所述正极连接筋的尺寸也相应依次增大。
9.根据权利要求6所述的扣式锂电池电芯，其特征在于，当所述集成板片经Z字形折叠成所述扣式锂电池电芯时，沿所述集成板片长度方向上，若干所述负极连接筋的尺寸相同，若干所述正极连接筋的尺寸也相同。
10.一种扣式锂电池，其特征在于，包括权利要求6-9任一所述的扣式锂电池电芯，所述扣式锂电池电芯采用权利要求1-5任一所述的制作方法制得。
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