專利名稱：：一種鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
：液態(tài)鋰離子電池作為一種高效能源載體被廣泛應(yīng)用于通訊、電子行業(yè)，特別是手機(jī)、PDA等個(gè)人通訊工具上。近一兩年來(lái)，隨著通i孔技術(shù)的飛速發(fā)展，手機(jī)彩屏技術(shù)、彩信技術(shù)、藍(lán)牙技術(shù)及攝像技術(shù)相續(xù)出現(xiàn)，對(duì)液態(tài)鋰電池的容量、體積、重量及電化學(xué)性能等指標(biāo)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的采用巻繞式電芯結(jié)構(gòu)的液態(tài)鋰電池已不能滿足高容量高性能的要求，對(duì)于要求容量高厚度大的電芯，巻繞時(shí)不易控制松緊度，巻繞難度大，而且由于電芯厚度大，多次反復(fù)巻曲折反，在折反拐角處會(huì)形成的肩部，正負(fù)極活性物質(zhì)很容易從集流體上剝落，脫落的粒子會(huì)引起刺穿隔膜，接通正負(fù)極，產(chǎn)生內(nèi)部短路現(xiàn)象；再者巻繞式結(jié)構(gòu)需要克服巻繞時(shí)的張力，很難再繼續(xù)增厚活性物質(zhì)，也就難以滿足高性能高容量的要求。而對(duì)于常規(guī)的疊片式電芯結(jié)構(gòu)，其正極片、負(fù)極片、隔膜在裝配過(guò)程中只是簡(jiǎn)單疊合在一起，界面接M^果的差異性較大，導(dǎo)致電池后期循環(huán)性能、倍率性能較差，同時(shí)還存在電芯在裝配過(guò)程中正、負(fù)極片容易錯(cuò)位，邊緣毛刺與鋰枝晶弓l發(fā)的安全隱患等問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高容量、高安全性能、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單的鋰離子電池電芯結(jié)構(gòu)。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的一種技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，電芯由電芯單體借助于電芯隔膜層疊巻繞而成，所述電芯單體由正極片和負(fù)極片對(duì)應(yīng)貼合在單體隔膜兩側(cè)所壓合而成，正極片上的正極耳與負(fù)極片上的負(fù)極耳分離位于電芯單體同側(cè)的兩邊。上述方案中用于巻繞電芯單體的電芯隔膜呈"Z"字形半包圍結(jié)構(gòu)，電芯單體依次層疊置于"Z"型電芯隔膜折疊圍繞的凹位中來(lái)形成電芯。上述方案中，隔膜巻繞電芯單體的方式還可以是把電芯隔膜設(shè)置于依次層疊的電芯單體之間并沿同方向逐層巻繞。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的另一種技術(shù)方案是一種鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，電芯由電芯單體借助于電芯隔膜層疊巻繞而成，電芯單體依序排布在上、下兩條平行的電芯隔膜之間，所述電芯單體由正極片和負(fù)極片對(duì)應(yīng)壓合在電芯隔膜兩側(cè)形成，正極片上的正極耳與負(fù)極片上的負(fù)極耳分離位于電芯單體同側(cè)的兩邊，其中依序排布的每?jī)蓚€(gè)電芯單體排列規(guī)則是，第一個(gè)電芯單體以上層電芯隔膜為其正、負(fù)極片所壓合的隔膜，第二個(gè)電芯單體以下層電芯隔膜為其正、負(fù)極片所壓合的隔膜。上述方案中，上、下兩條平行的電芯隔膜通過(guò)Z字形折合方式巻繞形成電芯，折合巻繞時(shí)使得各電芯單體的正極耳和負(fù)極耳分別對(duì)合位于同一直線上。上述方案中，上、下兩條平行的電芯隔膜還可以順著同一方向巻繞來(lái)形成電芯，并使得各電芯單體的正極耳和負(fù)極耳分別對(duì)合位于同一直線上。相鄰電芯單體之間的距離取決于其前面電芯單體的厚度和兩層電芯隔膜的厚度的總和。作為上述方案的改進(jìn),電芯隔膜厚度范圍在20微米~50微米之間為宜。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下顯著效果本發(fā)明的電芯由具有正、負(fù)極耳的電芯單體借助于電芯隔膜層疊巻繞而成，這種電芯結(jié)構(gòu)的鋰電池，可以有效改善疊片所形成的電芯內(nèi)部極片以及隔膜之間界面結(jié)構(gòu)，減少電芯的內(nèi)阻，提高循環(huán)性能與倍率放電性能，又可以防止正負(fù)極片在裝配過(guò)程中由于錯(cuò)位而弓l發(fā)的安全隱患。本發(fā)明的電芯結(jié)構(gòu)工藝簡(jiǎn)單、制造成本低，適合中國(guó)半自動(dòng)化鋰離子電池制造工藝流禾呈。圖l是本發(fā)明中電芯單體的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是采用圖l電芯單體制得的一種電芯結(jié)構(gòu)，圖3是采用圖l電芯單體所制得的另一種電芯結(jié)構(gòu)；圖4是本發(fā)明中另一種電芯單體的構(gòu)成示意圖；圖5是圖4的俯皿構(gòu)示意圖6是采用圖4電芯單體所構(gòu)成的電芯結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳述。實(shí)施例1參見(jiàn)圖1、2,—種鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其電芯由電芯單體10借助于電芯隔膜巻繞而成。電芯單體由方塊形的正極片和負(fù)極片對(duì)應(yīng)貼合在單體隔膜3兩側(cè)壓合制成。按照常規(guī)制好片狀的正極片和負(fù)極片，且使負(fù)極片的面積略大于正極片的面積。將長(zhǎng)片的隔膜分切成方塊狀的單體隔膜3,單體隔膜的長(zhǎng)寬比最大極片的長(zhǎng)寬各長(zhǎng)1.5mm為宜,這mmi兌的極片長(zhǎng)寬是不包括極片上的極耳部位的。然后按照正極片、隔膜、負(fù)極片的次序?qū)盈B排列好，并使得較小的正極片位于負(fù)極片的中間位置，同時(shí)層疊放置時(shí)，注意使正極片的正極耳2和負(fù)極片的負(fù)極耳1位于同一方向的兩側(cè)。層疊放置好的正極片、單體隔膜、負(fù)極片熱壓在一起制成具有正、負(fù)極耳的電芯單體。若干電芯單體層疊并由一長(zhǎng)條電芯隔膜隔離巻繞即可制成電芯。本實(shí)施例中電芯隔膜4是以"Z"狀巻繞多個(gè)電芯單體的。按照電池容量的要求，把所需要的電芯單體依次層疊置于"Z"型電芯隔膜折疊圍繞的凹位中，最后再把各電芯單體的正極耳和負(fù)極耳分別焊接在一起，構(gòu)成整個(gè)電芯的正極和負(fù)極。本發(fā)明中的所涉及的熱壓條件，包括溫度、速度、壓力，與所采用的隔膜厚度有關(guān)。本發(fā)明適用的隔膜厚度范圍是20微米到50微米。表1為不同厚度的隔膜與正、負(fù)極片制成雙極電芯單體的熱壓條件。本發(fā)明提供的以電芯單體為基礎(chǔ)制造的電芯，可以有效的防止單個(gè)正、負(fù)極片在層疊裝配過(guò)程中由于錯(cuò)位而引發(fā)的安全隱患。同時(shí)，本結(jié)構(gòu)還可以有效改善疊片所形成的電芯內(nèi)部的極片以及隔膜之間界面結(jié)構(gòu)，減少電芯的內(nèi)阻，提高循環(huán)性能與倍率放電性能。實(shí)施例2參見(jiàn)圖3,本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于長(zhǎng)條狀的電芯隔膜4巻繞電芯單體10的形式。本實(shí)施例中電芯隔膜依次巻繞包裹一個(gè)個(gè)電芯單體，并向同一方向逐驟繞以形成電芯。實(shí)施例3參見(jiàn)圖4~6,本實(shí)施例中制備電芯單體的單體隔膜和巻繞多個(gè)電芯單體的電芯隔膜是一體的。制備電芯時(shí)先將兩條隔膜上、下平行擺放，然后取一負(fù)極片和正極片對(duì)應(yīng)擺放在上層電芯隔膜41的上、下兩側(cè)，擺放定位時(shí)要使得正極片的正極耳2與負(fù)極片的負(fù)極耳1位于上層電芯隔膜的同一方向，同時(shí)保證正極耳與負(fù)極耳是分離于兩側(cè)的。擺放定位好上述一對(duì)負(fù)極片、正極片后，在其臨近位置擺放第二對(duì)，第二對(duì)的正極片和負(fù)極片是對(duì)應(yīng)擺放在下層電芯隔膜42的上、下兩側(cè)的。也就是說(shuō)，所放置的第一對(duì)極片中的負(fù)極片是擺放在上層電芯隔膜的上側(cè)的，而第二對(duì)極片中的正極片是擺放在下層電芯隔膜的上側(cè)的，即位于兩條隔膜之間的。依次類推，按照上述規(guī)律依次在兩條隔膜之間擺放多組正、負(fù)極片，相鄰兩極片組之間間隔的距離取決于其前面擺放的極片組的厚度和兩層隔膜的厚度的總和。按照電芯的容量要求擺放多對(duì)極片后，把每對(duì)極片分別和其對(duì)合的電芯隔膜熱壓在一起，則在兩條隔膜上形成一連串的電芯單體，最后通過(guò)兩條隔膜把各電芯單體層疊并沿著同一方向巻繞在一起，即可制成電芯。當(dāng)然，適當(dāng)變換擺放在兩條隔膜上的極片組的正、負(fù)極片的位置，也可以使隔膜通過(guò)ZJ斤疊方式巻繞所制得的電芯單亍本。表1不同厚度的隔膜與正負(fù)極片制成雙極電芯單體的熱壓條件<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>權(quán)利要求1、一種鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電芯由電芯單體(10)借助于電芯隔膜層疊卷繞而成，所述電芯單體由正極片和負(fù)極片對(duì)應(yīng)貼合在單體隔膜(3)兩側(cè)所壓合而成，正極片上的正極耳(2)與負(fù)極片上的負(fù)極耳(1)分離位于電芯單體同側(cè)的兩邊。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其1^^正在于所述電芯隔膜(4)為"Z"字形半包圍結(jié)構(gòu)，電芯單體依次層疊置于"Z"型隔膜折疊圍繞的凹位中。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電芯單體層疊放置，電芯隔膜(4)設(shè)置于電芯單體之間并沿同方向逐層巻繞。4、一種鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電芯由電芯單體借助于電芯隔膜層疊巻繞而成，電芯單體(10)依序排布在上、下兩條平行的電芯隔膜之間，所述電芯單體由正極片和負(fù)極片對(duì)應(yīng)壓合在電芯隔膜兩側(cè)形成，正極片上的正極耳(2)與負(fù)極片上的負(fù)極耳(1)分離位于電芯單體同側(cè)的兩邊，其中依序排布的每?jī)蓚€(gè)電芯單體排列規(guī)則是，第一個(gè)電芯單體以上層電芯隔膜(41)為其正、負(fù)極片所壓合的隔膜，第二個(gè)電芯單體以下層電芯隔膜(42)為其正、負(fù)極片所壓合的隔膜。5、根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于上、下兩條平行的電芯隔膜通過(guò)Z字形折合方式巻繞形成電芯，折合巻繞時(shí)使得各電芯單體的正極耳和負(fù)極耳分別對(duì)合位于同一直線上。6、根據(jù)權(quán)利要求4所述的鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于上、下兩條平行的電芯隔膜順著同一方向巻繞形成電芯，并使得各電芯單體的正極耳和負(fù)極耳分別對(duì)合位于同一直線上。7、根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其糊正在于相鄰電芯單體之間的距離取決于其前面電芯單體的厚度和兩層隔膜的厚度的總和。8、根據(jù)權(quán)利要求1~7任一項(xiàng)所述的鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其特征在于所述電芯隔膜的厚度為20微米50微米。全文摘要本發(fā)明涉及鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)。一種鋰離子電池的電芯結(jié)構(gòu)，其電芯由電芯單體借助于電芯隔膜層疊卷繞而成，所述電芯單體由正極片和負(fù)極片對(duì)應(yīng)貼合在隔膜兩側(cè)所壓合而成，正極片上的正極耳與負(fù)極片上的負(fù)極耳分離位于電芯單體同側(cè)的兩邊。電芯隔膜卷繞若干層疊的電芯單體可以沿著同方向卷繞，也可以是Z字形卷繞結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的電芯由具有正、負(fù)極耳的電芯單體借助于電芯隔膜層疊卷繞而成，這種電芯結(jié)構(gòu)的鋰電池，可以有效改善疊片所形成的電芯內(nèi)部極片以及隔膜之間界面結(jié)構(gòu)，減少電芯的內(nèi)阻，提高循環(huán)性能與倍率放電性能，又可以防止正負(fù)極片在裝配過(guò)程中由于錯(cuò)位而引發(fā)的安全隱患。文檔編號(hào)H01M10/38GK101630757SQ200810029529公開(kāi)日2010年1月20日申請(qǐng)日期2008年7月14日優(yōu)先權(quán)日2008年7月14日發(fā)明者健佟,郭也平,陳國(guó)榮申請(qǐng)人:Tcl集團(tuán)股份有限公司