高倍率聚合物鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型屬于電池領(lǐng)域，具體涉及一種高倍率聚合物鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002] 大電流高倍率聚合物鋰離子電池屬于電池技術(shù)的前端產(chǎn)品。高倍率聚合物鋰離子 電池通常包括兩種結(jié)構(gòu)類型，一種是疊片式鋰離子電池，另一種是卷繞式鋰離子電池。其 中，疊片式鋰離子電池的電池倍率性能好，但其工藝復(fù)雜、安全性能差、人工成本低使該體 系的缺陷，而且極片的四個(gè)邊緣容易產(chǎn)生毛刺，易造成電池短路涉及到電池的安全性能問(wèn) 題，另外此疊片結(jié)構(gòu)每個(gè)電芯需要正負(fù)極片交叉疊至少20片以上，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率;卷繞 結(jié)構(gòu)體系電池安全性能好，工藝簡(jiǎn)單，人工成本低，但其受結(jié)構(gòu)限制，倍率性能難易做好，尤 其是30倍以上的大倍率電池，無(wú)法實(shí)現(xiàn);且卷繞式鋰離子電池中，每個(gè)電芯只有一個(gè)獨(dú)立的 極耳，造成導(dǎo)電性能差，極化大，無(wú)法滿足大倍率充放電性能需求。
[0003] 上述兩種結(jié)構(gòu)類型的鋰離子電池的熱穩(wěn)定性和安全性都較差，在大型電池特別尤 其是電動(dòng)汽車(EV)和混合動(dòng)力汽車(HEV)的動(dòng)力鋰離子電池的使用方面受到限制。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004] 本實(shí)用新型的一個(gè)目的在于提供一種高倍率聚合物鋰離子電池，該高倍率聚合物 鋰離子電池的產(chǎn)熱速率低，而且散熱效率高，安全系數(shù)高。
[0005] 本實(shí)用新型的另一個(gè)目的在于提供一種上述高倍率鋰離子電池的制備方法。
[0006] 為達(dá)此目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：
[0007] -方面，提供一種高倍率聚合物鋰離子電池，包括聚合物鋰離子電芯，所述聚合物 鋰離子電芯包括先依次層疊再經(jīng)卷繞機(jī)卷繞的正極片、隔膜和負(fù)極片，所述聚合物鋰離子 電芯的一側(cè)設(shè)置有極耳，所述極耳包括間隔設(shè)置且等寬的正極耳和負(fù)極耳；
[0008] 所述正極耳、所述負(fù)極耳分別包括若干層與所述正極片連接且完全重疊對(duì)齊的子 正極耳、子負(fù)極耳，每個(gè)所述子正極耳由多個(gè)小正極耳組成，每個(gè)所述子負(fù)極耳由多個(gè)小負(fù) 極耳組成，由內(nèi)層到外層且沿卷繞方向，每個(gè)所述子正極耳中的相鄰兩個(gè)所述小正極耳的 中心之間的距離以公差為A依次遞增，每個(gè)所述子負(fù)極耳中的相鄰兩個(gè)所述小負(fù)極耳的中 心之間的距離以公差為B依次遞增，所述Α = Β>0。
[0009] 作為高倍率聚合物鋰離子電池的優(yōu)選方案，由內(nèi)層到外層且沿卷繞方向，相鄰兩 個(gè)所述子正極耳之間的所述正極片的弧長(zhǎng)以公差為Μ依次遞增，相鄰兩個(gè)所述子負(fù)極耳之 間的所述負(fù)極片的弧長(zhǎng)以公差為Ν依次遞增，所述Μ=Ν>0。
[0010] 作為高倍率聚合物鋰離子電池的優(yōu)選方案，所述公差Α = Β=Μ = Ν。
[0011] 作為高倍率聚合物鋰離子電池的優(yōu)選方案，若干層所述子正極耳通過(guò)焊接連接， 若干層所述子負(fù)極耳通過(guò)焊接連接。
[0012] 作為高倍率聚合物鋰離子電池的優(yōu)選方案，所述聚合物鋰離子電芯的最外層的所 述正極片、所述隔膜和所述負(fù)極片結(jié)束卷繞的邊緣處通過(guò)綠膠粘結(jié)固定。
[0013] 作為高倍率聚合物鋰離子電池的優(yōu)選方案，卷繞前的所述正極片、所述負(fù)極片的 四角均為圓倒角，所述圓倒角的半徑為2mm。
[0014] 作為高倍率聚合物鋰離子電池的優(yōu)選方案，所述高倍率聚合物鋰離子電池的放電 倍率為30~40倍。
[0015] 另一方面，提供一種高倍率聚合物鋰離子電池的制備方法，該制備方法包括以下 步驟：
[0016] (1)、沖切:將對(duì)輥后的正負(fù)極片，采用極片沖切機(jī)將正極片一側(cè)邊緣的箱材沖切 出若干間隔設(shè)置的子正極耳，同樣將負(fù)極片一側(cè)邊緣的箱材沖切出若干間隔設(shè)置的子負(fù)極 耳；
[0017] (2)、卷繞：將隔膜置于沖切后的正極片、負(fù)極片之間，放在卷繞機(jī)上進(jìn)行卷繞處 理；
[0018] (3)、焊接:將多層子正極耳焊接在一起形成所述正極耳以及將多層子負(fù)極耳焊接 在一起形成所述負(fù)極耳后，然后經(jīng)后處理制得所述聚合物鋰離子電池。
[0019] 作為上述制備方法的優(yōu)選方案，在卷繞結(jié)束的正極片、隔膜和負(fù)極片的邊緣處貼 上綠膠。
[0020] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果為:本實(shí)用新型的聚合物鋰離子電池中 的正極片、負(fù)極片均為連體式極片，正極片的一側(cè)設(shè)置有若干子正極耳，負(fù)極片的一側(cè)設(shè)置 有若干子負(fù)極耳，通過(guò)對(duì)子正極耳之間的距離以及子正極耳與子負(fù)極耳之間的距離進(jìn)行設(shè) 計(jì)，可以使卷繞后的子正極耳完全重疊、子負(fù)極耳也完全重疊，減少了極片的毛刺，避免了 疊片結(jié)構(gòu)中每層疊片都會(huì)產(chǎn)生毛刺的風(fēng)險(xiǎn);連體式的極片設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)避免了疊片式結(jié)構(gòu)中每 個(gè)小極片疊加的方式，可直接上自動(dòng)化卷繞機(jī)生產(chǎn)，子正極耳和子負(fù)極耳的設(shè)計(jì)，增加了聚 合物鋰離子電池的導(dǎo)電性能，大大提升了電池的倍率性能。本實(shí)用新型的聚合物鋰離子電 池的倍率性能得到進(jìn)一步的提升，同普通高倍率相比，高倍率放電的情況下同時(shí)可兼容高 倍率充電，可滿足30~40倍率放電，同時(shí)可兼容5~10倍率充放電；該結(jié)構(gòu)減少了電池充放 電過(guò)程中的短路及壓降情況，能夠保證其安全性能。
【附圖說(shuō)明】
[0021 ]圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例的高倍率聚合物鋰離子電池的示意圖。
[0022]圖2為圖1的俯視不意圖。
[0023]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例的正極片沖切處理后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例的負(fù)極片沖切處理后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例的高倍率聚合物鋰離子電池的倍率充放曲線圖。
[0026] 圖1~4中：
[0027] 100、聚合物鋰離子電芯；110、正極片；120、負(fù)極片；200、正極耳；210、子正極耳； 211、小正極耳;300、負(fù)極耳;310、子負(fù)極耳;311、小負(fù)極耳;400、綠膠。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面結(jié)合附圖1~5并通過(guò)【具體實(shí)施方式】來(lái)進(jìn)一步說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。
[0029] 圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的高倍率聚合物鋰離子電池的示意圖。如圖1所示， 該高倍率聚合物鋰離子電池，包括聚合物鋰離子電芯100,聚合物鋰離子電芯100包括先依 次層疊再經(jīng)卷繞機(jī)卷繞的正極片110、隔膜和負(fù)極片120,聚合物鋰離子電芯100的一側(cè)設(shè)置 有極耳，極耳包括間隔設(shè)置且等寬的正極耳200和負(fù)極耳300;正極耳200、負(fù)極耳300分別包 括若干層與正極片110連接且完全重疊對(duì)齊的子正極耳210、子負(fù)極耳310,每個(gè)子正極耳 210由多個(gè)小正極耳211組成，每個(gè)子負(fù)極耳310由多個(gè)小負(fù)極耳311組成，由內(nèi)層到外層且 沿卷繞方向，每個(gè)子正極耳210中的相鄰兩個(gè)小正極耳211的中心之間的距離以公差A(yù)依次 遞增，每個(gè)子負(fù)極耳310中的相鄰兩個(gè)小負(fù)極耳311的中心之間的距離以公差B依次遞增，所 述Α = Β>0。本實(shí)用新型的正極片110和負(fù)極片120均為連體式極片，正極片110和負(fù)極片120 的一側(cè)分別設(shè)置有若干的子正極耳210和子負(fù)極耳310,采用多極耳連體式極片的設(shè)計(jì)結(jié) 構(gòu)，減少了極片的毛刺，避免了疊片結(jié)構(gòu)中每層疊片都會(huì)產(chǎn)生毛刺的風(fēng)險(xiǎn)；每個(gè)子正極耳 210、每個(gè)子負(fù)極耳310中的小正極耳211、小負(fù)極耳311的數(shù)量可以為兩個(gè)、三個(gè)或者更多 個(gè)，本實(shí)施例中，如圖3~4所示，每個(gè)子正極耳210由兩個(gè)小正極耳211組成，每個(gè)子負(fù)極耳 310由兩個(gè)小負(fù)極耳311組成;本實(shí)施例中的連體式的極片設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，結(jié)合了疊片式極片的 有時(shí)，增加了電池的導(dǎo)電性能，大大提升了電池的倍率性能。本實(shí)用新型的聚合物鋰離子電 池的倍率性能得到進(jìn)一步的提升，同普通高倍率相比，高倍率放電的情況下同時(shí)可兼容高 倍率充電，可滿足30~40倍率放電，同時(shí)可兼容5~10倍率充放電；該結(jié)構(gòu)減少了電池充放 電過(guò)程中的短路及壓降情況，能夠保證其安全性能。
[0030] 由內(nèi)層到外層且沿卷繞方向，相鄰兩個(gè)子正極耳210之間的正極片110的弧長(zhǎng)以公 差Μ依次遞增，相鄰兩個(gè)子負(fù)極耳之間的所述負(fù)