專利名稱：一種鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)及其制造方法，尤其是指一種鋰電池電芯中正負(fù)極間的疊制結(jié)構(gòu)和疊制方法。
背景技術(shù)：
由于容量和放電時(shí)間等諸多方面的優(yōu)勢(shì)，目前的鋰電池多為鋰離子/鋰聚合物電池，而隨著鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展，其性價(jià)比不斷提高，導(dǎo)致其被各行各業(yè)廣泛應(yīng)用，而各行各業(yè)的要求又不斷推動(dòng)鋰電池向大容量發(fā)展，大容量就要求鋰電池具有較大的存儲(chǔ)體積，這導(dǎo)致了厚度的增加。對(duì)于鋰電池，其基本結(jié)構(gòu)為由相互疊加的電芯構(gòu)成電池，而電池電芯又由相互重疊的極片構(gòu)成，極片的基本組合為正及負(fù)極片循環(huán)重疊即疊片式，兩不同性的極片間設(shè)置有絕緣隔膜；在每個(gè)極片的邊上設(shè)置有極耳，同極性的極耳相互重疊，捆扎焊接后再與外極耳焊接；極片的結(jié)構(gòu)則包括基片和涂敷在基片表面上的極性涂料層，為了增大電池的容量，基片及其上的涂層都很薄。所以，正極片、隔膜片、負(fù)極片循環(huán)疊加到規(guī)定的層數(shù)后，經(jīng)過極耳的捆扎焊接、極片的捆扎包裝，再焊上外極耳才制成電芯。由于極片很薄，造成疊加后的組合極為拋松，難于捆扎且捆扎后兩端翹起，既不美觀又影響了整體厚度，且給下道工序造成困難；同時(shí)同極極片間相互獨(dú)立，極片的加工過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。因此在疊片式的基礎(chǔ)上出現(xiàn)了“單片”型卷繞式電芯，即將正極、隔膜、負(fù)極重疊后的三層一起繞卷芯卷繞至設(shè)計(jì)值，可卷繞方式浪費(fèi)空間較多，極耳的引出也較為復(fù)雜。那么是否可以設(shè)想一種“單片”型折疊式電芯呢？發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問題是提出一種鋰電池電芯中正負(fù)極間的疊制結(jié)構(gòu)和疊制方法，以實(shí)現(xiàn)“單片”型折疊式電芯結(jié)構(gòu)。
根據(jù)上述問題設(shè)計(jì)了一種鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)，包括正極片、負(fù)極片及位于正負(fù)極之間的隔膜，所述的條狀正極片、負(fù)極片及隔膜各一，極片及隔膜經(jīng)折疊后呈連續(xù)的M或W型，正、負(fù)極相互逐一間隔穿插套置并按正、負(fù)、正、負(fù)的方式循環(huán)。其中，正、負(fù)極片的寬度相同、長(zhǎng)度也相同，且條狀正、負(fù)極片間的相互夾角為90°。
根據(jù)上述問題設(shè)計(jì)了一種鋰電池電芯結(jié)構(gòu)的制造方法，其步驟如下先取條狀正極片、負(fù)極片及隔膜各一，并用隔膜將正、負(fù)極片隔離；再將正、負(fù)極片的一端相互重疊且兩條極片之間相互形成90°垂直的夾角；然后，將處于下方的極片未重疊的部分向上翻折180°并完全重疊遮蓋住位于其上的異性極片的重疊部分后，再將現(xiàn)已處于下方的異性極片未重疊的部分向上翻折180°并完全重疊遮蓋住位于其上的極片的重疊部分，如此循環(huán)往復(fù)，直至設(shè)定的條狀極片折疊完畢。折疊時(shí)，處于下方的極片未重疊的部分以上下極片間相互重疊的邊線為對(duì)折線向上翻折。
本發(fā)明生產(chǎn)中無需沖片，生產(chǎn)效率高，尤其適用于蘭牙制作；電芯結(jié)構(gòu)中層間電液分布均勻，減少了因電液分布不均造成的電壓平臺(tái)低、沉鋰、循環(huán)性差等現(xiàn)象，且層之間熱量均勻分布易于散熱，可降低因外部短路、過沖、過放、穿刺使電芯內(nèi)局部溫度過高造成的產(chǎn)氣、燃燒、爆炸等現(xiàn)象；由于本發(fā)明電芯結(jié)構(gòu)吸液快，且在抽氣時(shí)可將電芯內(nèi)部氣體均勻抽出，提高了生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量；因極耳由極片單層引出無焊趾，減少了修焊趾工序，不會(huì)出現(xiàn)焊趾頂穿隔膜造成的漏液現(xiàn)象。


附圖1是本發(fā)明正極和負(fù)極極片形狀示意圖；附圖2～4是本發(fā)明的疊片過程示意圖；附圖5是本發(fā)明完成疊片后的壓縮效果示意圖；附圖6是附圖5的拉伸效果示意圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明公開的電芯結(jié)構(gòu)及其制造方法，是針對(duì)液態(tài)軟包裝或聚合物鋰離電芯提出的一種高效快捷、與工業(yè)化生產(chǎn)相適應(yīng)的方法，力圖將傳統(tǒng)的沖片后的疊加片結(jié)構(gòu)與卷芯結(jié)構(gòu)結(jié)合，在實(shí)際生產(chǎn)中簡(jiǎn)化生產(chǎn)工藝加快流水作業(yè)的速度，提高成形電芯的包裝及封口質(zhì)量。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳述。
本發(fā)明淘汰了傳統(tǒng)的疊加極片型鋰電池必備的沖片工序，采用卷芯型鋰電池類型的條狀極片，故需用正極片1、負(fù)極片2和夾在正負(fù)極片之間的隔膜各一條，只需在條狀極片的一端留有正極耳預(yù)留區(qū)11或負(fù)極耳預(yù)留區(qū)21。
加工時(shí)，可根據(jù)電池的設(shè)計(jì)要求分切特定寬度和長(zhǎng)度的正、負(fù)極片，隔膜為將正、負(fù)極片相互完全隔離的隔膜片，該隔膜片可將一極片包覆，或者將隔膜片制成一端開口的隔膜袋，一極片完全置于袋中。隔膜的寬度按是電池設(shè)計(jì)寬度的2.05～2.1倍計(jì)算，長(zhǎng)度可根據(jù)極片預(yù)留極耳后的長(zhǎng)度而定，如采用隔膜袋方式，需將隔膜的另一端熱封后進(jìn)行切邊修邊處理；完成隔膜制作后，任選正負(fù)極其中一極用隔膜包覆或放入隔膜袋中；進(jìn)行折疊操作時(shí)，可選擇正負(fù)極中的任一極片的一邊為折邊，另一邊為對(duì)折邊沿X軸和Y軸反復(fù)折疊到所需厚度?，F(xiàn)將具體的折疊過程描述如下將相互間已完成隔離處理的正、負(fù)極片的一端相互重疊且兩條之間相互形成90°垂直的夾角，類似于相交的X軸和Y軸；將處于下方的極片未重疊的部分向上翻折180°并完全重疊遮蓋住位于其上的異性極片的重疊部分后，再將現(xiàn)已處于下方的異性極片未重疊的部分向上翻折180°并完全重疊遮蓋住位于其上的極片的重疊部分，如此循環(huán)往復(fù)，直至設(shè)定的條狀極片折疊完畢，然后在極耳預(yù)留區(qū)的不同方向引出極耳后進(jìn)行灌液、密封，則完成了電芯的制作。翻折時(shí)，處于下方的極片未重疊的部分以上下極片間相互重疊的邊線為對(duì)折線向上翻折。制作好的電芯可在統(tǒng)一體系內(nèi)串并聯(lián)，完成最終的電池制造。
權(quán)利要求
1.一種鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)，包括正極片(1)、負(fù)極片(2)及位于正負(fù)極之間的隔膜，其特征是條狀正極片、負(fù)極片及隔膜各一，極片及隔膜經(jīng)折疊后呈連續(xù)的M或W型，正、負(fù)極相互逐一間隔穿插套置并按正、負(fù)、正、負(fù)的方式循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征是隔膜為將正、負(fù)極片相互完全隔離的隔膜片。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征是隔膜片可將一極片包覆，或者將隔膜片制成一端開口的隔膜袋，一極片完全置于袋中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征是正、負(fù)極片間的相互夾角為90°。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征是在條狀正、負(fù)極片的一端留有極耳引預(yù)留區(qū)(11、21)。
6.一種鋰電池電芯結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是取條狀正極片、負(fù)極片及隔膜各一，并用隔膜將正、負(fù)極片隔離；將正、負(fù)極片的一端相互重疊且兩條之間相互形成90°垂直的夾角；將處于下方的極片未重疊的部分向上翻折180°并完全重疊遮蓋住位于其上的異性極片的重疊部分后，再將現(xiàn)已處于下方的異性極片未重疊的部分向上翻折180°并完全重疊遮蓋住位于其上的極片的重疊部分，如此循環(huán)往復(fù)，直至設(shè)定的條狀極片折疊完畢。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰電池電芯結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征是處于下方的極片未重疊的部分以上下極片間相互重疊的邊線為對(duì)折線向上翻折。
全文摘要
一種鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)及其制造方法，包括條狀且長(zhǎng)寬相同的正負(fù)極片及其間的隔膜，極片及隔膜經(jīng)折疊后呈連續(xù)的M或W型，正、負(fù)極相互間穿插套置并按正、負(fù)、正、負(fù)的方式循環(huán)，正、負(fù)極片間的相互夾角為90°。本發(fā)明無需沖片，電芯結(jié)構(gòu)中層間電液分布均勻，電壓平臺(tái)低、沉鋰、循環(huán)性差等現(xiàn)象少，層間易于散熱，減少了因外部短路、過沖、過放、穿刺使電芯內(nèi)局部溫度過高造成的產(chǎn)氣、燃燒、爆炸等現(xiàn)象，電芯結(jié)構(gòu)吸液快，在抽氣時(shí)可將電芯內(nèi)部氣體均勻抽出，提高了生產(chǎn)效率用產(chǎn)品質(zhì)量；因極耳由極片單層引出無焊趾，減少了修焊趾工序，不會(huì)出現(xiàn)焊趾頂穿隔膜造成的漏液現(xiàn)象。
文檔編號(hào)H01M10/40GK1610168SQ20041005245
公開日2005年4月27日 申請(qǐng)日期2004年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月25日
發(fā)明者石峰, 侯桃麗 申請(qǐng)人:惠州Tcl金能電池有限公司