[go: up one dir, main page]

CN101656330A - 一种锂离子电池电芯制作方法 - Google Patents

一种锂离子电池电芯制作方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101656330A
CN101656330A CN200910183502A CN200910183502A CN101656330A CN 101656330 A CN101656330 A CN 101656330A CN 200910183502 A CN200910183502 A CN 200910183502A CN 200910183502 A CN200910183502 A CN 200910183502A CN 101656330 A CN101656330 A CN 101656330A
Authority
CN
China
Prior art keywords
negative
plate
lug
positive
pole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN200910183502A
Other languages
English (en)
Inventor
孙全
佘沛亮
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing Shuangdeng Technology Development Research Institute Co ltd
Original Assignee
Nanjing Shuangdeng Technology Development Research Institute Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing Shuangdeng Technology Development Research Institute Co ltd filed Critical Nanjing Shuangdeng Technology Development Research Institute Co ltd
Priority to CN200910183502A priority Critical patent/CN101656330A/zh
Publication of CN101656330A publication Critical patent/CN101656330A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池电芯制作方法，先将正极集流体涂覆活性物质后冲切成单片带极耳的正极片；负极集流体涂覆活性物质后辊压冲切出多个极耳，形成负极长极板；将负极长极板按额定单个负极片尺寸呈Z字形折叠，使相邻的额定尺寸的单个负极片相互叠加；将正极片包上隔膜后插入每两个相邻的负极片之间组成电芯，或者负极集流体在折叠前先包上隔膜，折叠后再将正极片直接插入每两个相邻的负极片之间组成电芯。该方法集中了卷绕工艺性好、效率高和叠片高倍率放电性能好等优点，尤其适用于大容量动力型锂离子电芯的制作。

Description

一种锂离子电池电芯制作方法
技术领域
本发明属于化学电源技术领域，具体涉及一种锂离子电池电芯制作方法。
背景技术
锂离子电池电芯的制作主要有软绕和叠片两种方式。卷绕式电芯是将正负极极片制成长条状，焊上极耳，包上隔膜，卷成电芯。卷绕工艺效率高，一致性好。但是由于卷绕电池极片长，并通过单只极耳汇流，电子迁移的距离远，导致电池的内阻偏高，高倍率放电性能较差。所以卷绕工艺只适合做小容量，低功率电池。
叠片工艺是将正负极极片制成片状，采用手工或叠片机将正负极叠码在一起，一片正极一片负极，中间用隔膜隔开。目前动力电池制作主要采用的是叠片工艺，这是由于每张极片均留有极耳，电极的电流密度高，合适高倍率放电，而且可以制作大容量的电池，容量可达上百安时。但是叠片工艺效率低，由于目前设备水平有限，导致制片过程中正负极边角产生的毛刺较多，制成电芯后，边角毛刺刺破隔膜，造成电池内阻微短路，电池的成品率低，制作成本高。
目前有出现了叠片卷绕的方式，如中国专利200710034993.4和中国专利200820083400.3分别涉及到一种锂离子电芯的制作方法和一种叠片卷绕式锂离子电池电芯，采用多片正极和多片负极由隔膜分隔层叠后卷绕而成，这种方法无法实现自动化大生产，只能有手工完成，电池的一致性较差。而中国专利200510015494.1则涉及到一种折叠式锂离子电池极组及其制作方法，电芯采用多个正极和一片负极，正负极通过焊接方式各引出一只极耳，电芯的内阻偏高。
发明内容
本发明的目的是克服现有卷绕和叠片工艺缺点，提供一种锂离子电池电芯制作方法，该方法集中了卷绕工艺性好、效率高和叠片高倍率放电性能好等优点，尤其适用于大容量动力型锂离子电芯的制作。
本发明的目的可以通过以下措施达到：
一种锂离子电池电芯制作方法，包括如下步骤：
(A)正极集流体涂覆活性物质后辊压，冲切成单片带极耳的正极片；
(B)负极集流体涂覆活性物质后辊压，在与负极集流体涂布区相连的非涂布区间隔冲切出多个极耳，形成负极长极板；
(C)将负极长极板按额定单个负极片尺寸呈Z字形折叠，使相邻的额定尺寸的单个负极片相互叠加，其中每个负极片均带有极耳且相邻负极片的极耳相重叠；
(D)将正极片包上隔膜后插入每两个相邻的负极片之间组成电芯，或者负极集流体在折叠前先包上隔膜，折叠后再将正极片直接插入每两个相邻的负极片之间组成电芯；这两种方式既能够通过手工操作实现，同时也能采用自动化设备来实现。其中多个正极片的极耳相重叠。
涂覆过活性物质的正极集流体可以冲切成“菜刀”形极片，“刀柄”相当于正极片极耳，“刀柄”也可以位于“菜刀”的中间位置。涂覆过活性物质的负极集流体在非涂布区冲切出多个极耳形成的负极长极板，其长度需为额定单个负极片长度或宽度的整数倍，以利于Z形折叠。
制成的电芯的正极片的极耳可以统一在负极片极耳的同侧，或者也可以统一在相反的一侧；正极片或负极片的极耳相互之间需能够重叠，多层极耳捏合后焊接极耳或端子。
正极极片的尺寸略小于负极Z字形折叠后单层尺寸(即额定单个负极片尺寸)，优选单个正极片的长度和宽度均比额定单个负极片小0.4～4mm(不包括极耳)。正极片插入相邻负极片之间后，仅极耳部分露出两相邻负极片之间，即要求正极片不露出负极片，负极极片完全包裹正极片。
正极片和负极片组成电芯后缠上高温胶带固定。
与现有方法相比，本发明主要有以下几个特点：
1、电芯只采用一片负极极板，极板上留有多个极耳。
本发明采用一片负极长极板，避免了叠片工艺负极采用多张极片，边角毛刺刺穿隔膜，电芯内部微短路，导致电芯报废情况。极板上留有多个极耳，极耳不需要通过焊接的方式连接，无接触内阻；负极多极耳设计，缩短了电子的迁移的距离，极板可以以较大电流密度放电，非常适合做功率型的电池。而卷绕工艺负极极耳焊接极片上，极耳的数量仅为一只，加上焊接的接触内阻大，导致电池的内阻偏高。
2、通过负极长极板Z字型折叠，使得负极多极耳在折叠后重合。
负极长极板Z字型折叠，每个叠层的尺寸一致，这样负极长极板的多极耳才能重合。如果采用卷绕的方式，负极极片极耳的定位非常困难，因为每卷一圈所需的极片的长度都会增加，卷绕后，电芯的极耳往往不能重合，后段工序的极耳焊接无法实施。
3、正极极片的尺寸在高度和宽度方向均比负极Z字形折叠后单层尺寸(即额定单个负极片尺寸)小0.4～4mm(不包括极耳)。
本发明的锂离子电池电芯制作方法集中了卷绕工艺性好、效率高和叠片高倍率放电性能好等优点，尤其适用于大容量动力型锂离子电芯的制作。
附图说明
图1是本发明电芯正极极片示意图；
图2是本发明电芯负极极板示意图；
图3是本发明电芯正负极耳同侧Z字型折叠示意图；
图4是本发明电芯正负极耳对位Z字型折叠示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图对本发明的电芯制作方法做进一步描述。
实施例1：
以10Ah锰酸锂电池为例
1、正负极集流体分别为22μm铝箔和12μm铝箔。涂覆的面密度分别为42g/cm2和15g/cm2。正负极浆料的组成及含量见下表：
Figure G2009101835021D00041
正负极集流体涂覆活性物质后，经辊压、冲切成型。正极冲切成图1中的正极极片1的形状，其中1为正极极耳，极耳的位置非涂布区，未涂覆活性物质，3为正极极片涂布区。负极长极板冲切成图2中负极极板1的形状，其中2负极极耳，长极片设置多个极耳，4为负极涂布区。
2、图2虚线的位置，为负极Z字型折叠的位置，每次折叠的尺寸一致。正极极片的尺寸在高度和宽度方向均比负极Z字形折叠后单层尺寸小0.5mm。正极包上隔膜后，插入Z字型折叠后的负极，正极极耳位于负极极耳的同侧。如图3，所有的负极极耳6和全部的正极极耳5在电芯压紧后全部重合。
3、按以上方法制作的10Ah锰酸锂电池，其内阻为2.5～3.0mΩ，5倍率放电可以放出额定容量的85％以上；而卷绕形式的电芯内阻3.5～4.0mΩ，5倍率放电只能放出额定容量的60％。该制作方案较现有的叠片方式在负极制片工序要简单的多，电池短路几率要大大降低。
实施例2：
以8Ah高功率磷酸铁锂电池为例
1、正负极集流体分别为22μm铝箔和12μm铝箔。涂覆的面密度分别为21g/cm2和10g/cm2。正负极浆料的组成及含量见下表：
正负极集流体涂覆活性物质后，经辊压、冲切成型。正极冲切成图1正极极片2的形状，极耳位于极片一侧的中间位置。负极长极板冲切成图2负极极板2形状，负极长极板设置多个极耳，极耳位于每个叠层的中间位置。
2、图2虚线的位置，为负极Z字型折叠的位置，每次折叠的尺寸一致。正极极片的尺寸在高度和宽度方向均比负极Z字形折叠后单层尺寸小2mm。负极包上隔膜后，Z字型折叠，在将正极插入其中，正负极极耳对位。如图4，所有的负极极耳和全部的正极极耳在电芯压紧后全部重合。
3、按以上方法制作的8Ah高功率磷酸铁锂电池，其内阻为2.0mΩ以下，30倍率放电可以放出额定容量的90％以上；而卷绕形式的电芯内阻2.5～3.0mΩ，30倍率放电只能放出额定容量的70％。该制作方案较现有的叠片方式在负极制片工序要简单的多，电池短路几率要大大降低。

Claims (5)

1、一种锂离子电池电芯制作方法，其特征在于包括如下步骤：
(A)正极集流体涂覆活性物质后辊压，冲切成单片带极耳的正极片；
(B)负极集流体涂覆活性物质后辊压，在与负极集流体涂布区相连的非涂布区间隔冲切出多个极耳，形成负极长极板；
(C)将负极长极板按额定单个负极片尺寸呈Z字形折叠，使相邻的额定尺寸的单个负极片相互叠加，其中每个负极片均带有极耳且相邻负极片的极耳相重叠；
(D)将正极片包上隔膜后插入每两个相邻的负极片之间组成电芯，或者负极集流体在折叠前先包上隔膜，折叠后再将正极片直接插入每两个相邻的负极片之间组成电芯；其中多个正极片的极耳相重叠。
2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于正极片的极耳在负极片极耳的同侧，或者相反的一侧。
3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于单个正极片的长度和宽度均比额定单个负极片小0.4～4mm。
4、根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于正极片插入相邻负极片之间后，仅极耳部分露出两相邻负极片之间。
5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于正极片和负极片组成电芯后缠上高温胶带固定。
CN200910183502A 2009-09-22 2009-09-22 一种锂离子电池电芯制作方法 Pending CN101656330A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910183502A CN101656330A (zh) 2009-09-22 2009-09-22 一种锂离子电池电芯制作方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN200910183502A CN101656330A (zh) 2009-09-22 2009-09-22 一种锂离子电池电芯制作方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101656330A true CN101656330A (zh) 2010-02-24

Family

ID=41710500

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200910183502A Pending CN101656330A (zh) 2009-09-22 2009-09-22 一种锂离子电池电芯制作方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101656330A (zh)

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102024980A (zh) * 2010-10-14 2011-04-20 惠州亿纬锂能股份有限公司 电芯卷绕装置
CN102208604A (zh) * 2010-03-30 2011-10-05 江苏伊思达电池有限公司 卷绕式锂离子电池的无外加极耳式极片的制备方法
CN102779968A (zh) * 2012-04-01 2012-11-14 深圳市民众能源科技有限公司 模块电池
CN103050736A (zh) * 2011-10-14 2013-04-17 深圳市海盈科技有限公司 一种锂离子电池的装配方法
CN103682460A (zh) * 2013-12-19 2014-03-26 深圳市吉阳自动化科技有限公司 叠片机及其叠片方法
WO2014201609A1 (zh) * 2013-06-17 2014-12-24 中国科学院物理研究所 电极组件、其制造方法和锂二次电池
CN104900905A (zh) * 2015-06-03 2015-09-09 深圳市迪凯特电池科技有限公司 一种叠片式锂离子电池及其生产工艺
CN105371758A (zh) * 2014-08-19 2016-03-02 有量科技股份有限公司 电芯的检测方法
CN105633451A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 深圳市优特利电源有限公司 超薄型聚合物电池及制作方法
CN105895966A (zh) * 2016-06-13 2016-08-24 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种叠片卷绕式锂离子电池卷芯的制备方法
CN105932338A (zh) * 2016-06-13 2016-09-07 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种叠片式锂离子卷芯的快速制备方法
CN106531952A (zh) * 2016-12-19 2017-03-22 东莞市科睿思美新能源科技有限公司 一种带极耳的极片
CN109599589A (zh) * 2018-12-12 2019-04-09 河北银隆新能源有限公司 电芯制成方法和电池
CN110071331A (zh) * 2019-04-25 2019-07-30 四川福来威新能源科技有限公司 一种锂电池及其制备方法
CN110571472A (zh) * 2019-08-21 2019-12-13 温州大学新材料与产业技术研究院 一种柔性电池的电极芯体及其制备方法和应用
CN110970680A (zh) * 2018-09-28 2020-04-07 有量科技股份有限公司 电池芯的拆解方法
CN111952679A (zh) * 2020-08-06 2020-11-17 郜明文 一种基于干法成膜的电芯制备工艺
CN112436238A (zh) * 2020-11-09 2021-03-02 力神动力电池系统有限公司 一种多极耳极组及电池结构
CN112563555A (zh) * 2020-12-24 2021-03-26 常德中科多源电力融合技术研究院 一种电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池
CN113823825A (zh) * 2021-08-29 2021-12-21 西北工业大学 一种电芯及其制作方法、弧形电池和电池模组
CN115312988A (zh) * 2022-09-08 2022-11-08 珠海冠宇电池股份有限公司 多极耳极片、多极耳电芯和电池

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102208604A (zh) * 2010-03-30 2011-10-05 江苏伊思达电池有限公司 卷绕式锂离子电池的无外加极耳式极片的制备方法
CN102024980A (zh) * 2010-10-14 2011-04-20 惠州亿纬锂能股份有限公司 电芯卷绕装置
CN102024980B (zh) * 2010-10-14 2013-09-18 惠州亿纬锂能股份有限公司 电芯卷绕装置
CN103050736A (zh) * 2011-10-14 2013-04-17 深圳市海盈科技有限公司 一种锂离子电池的装配方法
CN102779968A (zh) * 2012-04-01 2012-11-14 深圳市民众能源科技有限公司 模块电池
CN102779968B (zh) * 2012-04-01 2015-05-20 深圳市民众能源科技有限公司 模块电池
WO2014201609A1 (zh) * 2013-06-17 2014-12-24 中国科学院物理研究所 电极组件、其制造方法和锂二次电池
CN103682460A (zh) * 2013-12-19 2014-03-26 深圳市吉阳自动化科技有限公司 叠片机及其叠片方法
CN105371758A (zh) * 2014-08-19 2016-03-02 有量科技股份有限公司 电芯的检测方法
CN104900905A (zh) * 2015-06-03 2015-09-09 深圳市迪凯特电池科技有限公司 一种叠片式锂离子电池及其生产工艺
CN105633451A (zh) * 2015-12-29 2016-06-01 深圳市优特利电源有限公司 超薄型聚合物电池及制作方法
CN105633451B (zh) * 2015-12-29 2018-06-05 深圳市优特利电源有限公司 超薄型聚合物电池及制作方法
CN105932338A (zh) * 2016-06-13 2016-09-07 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种叠片式锂离子卷芯的快速制备方法
CN105895966A (zh) * 2016-06-13 2016-08-24 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种叠片卷绕式锂离子电池卷芯的制备方法
CN106531952A (zh) * 2016-12-19 2017-03-22 东莞市科睿思美新能源科技有限公司 一种带极耳的极片
CN110970680A (zh) * 2018-09-28 2020-04-07 有量科技股份有限公司 电池芯的拆解方法
CN109599589A (zh) * 2018-12-12 2019-04-09 河北银隆新能源有限公司 电芯制成方法和电池
CN110071331A (zh) * 2019-04-25 2019-07-30 四川福来威新能源科技有限公司 一种锂电池及其制备方法
CN110571472A (zh) * 2019-08-21 2019-12-13 温州大学新材料与产业技术研究院 一种柔性电池的电极芯体及其制备方法和应用
CN111952679A (zh) * 2020-08-06 2020-11-17 郜明文 一种基于干法成膜的电芯制备工艺
CN111952679B (zh) * 2020-08-06 2022-02-25 郜明文 一种基于干法成膜的电芯制备工艺
CN112436238A (zh) * 2020-11-09 2021-03-02 力神动力电池系统有限公司 一种多极耳极组及电池结构
CN112563555A (zh) * 2020-12-24 2021-03-26 常德中科多源电力融合技术研究院 一种电池卷针及大容量方形金属壳锂离子电池
CN113823825A (zh) * 2021-08-29 2021-12-21 西北工业大学 一种电芯及其制作方法、弧形电池和电池模组
CN115312988A (zh) * 2022-09-08 2022-11-08 珠海冠宇电池股份有限公司 多极耳极片、多极耳电芯和电池
CN115312988B (zh) * 2022-09-08 2023-06-06 珠海冠宇电池股份有限公司 多极耳极片、多极耳电芯和电池

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101656330A (zh) 一种锂离子电池电芯制作方法
CN102683751B (zh) 一种大容量高倍率方形锂离子动力电池及其制造方法
CN108808059A (zh) 一种基于交叉堆叠的叠片式二次电池及其制备方法
CN102136603B (zh) 一种聚合物锂离子电池及其制作方法
CN104103854B (zh) 一种叠片式圆柱形锂离子电池及其制作方法
CN210837995U (zh) 一种高安全性大容量锂离子电池叠片电芯
CN209880750U (zh) 一种卷绕式电芯及锂离子电池
CN101106203A (zh) 具有新电极结构的锂电池及其制造方法
CN105261781A (zh) 一种电化学电池及其制备方法
CN112563579A (zh) 一种高安全性大容量锂离子电池叠片电芯及其制备方法
CN202601777U (zh) 一种大容量高倍率方形锂离子动力电池
CN209418625U (zh) 一种卷绕式圆柱形锂离子电池极片结构
CN202454681U (zh) 高效率锂离子电池
CN101667658A (zh) 磷酸铁锂基混合正极材料系锂离子电池
CN212033170U (zh) 一种单层隔膜的锂电池结构
CN109888404A (zh) 一种新型叠片电池及其制备方法
CN102024990A (zh) 功率型锂离子电池电芯制作方法
CN205388994U (zh) 一种圆柱动力锂离子电池
CN208336372U (zh) 电极极片、电极组件及二次电池
CN201081817Y (zh) 一种卷绕式锂电池电芯的极片
CN201741765U (zh) 功率型锂离子电池电芯
CN202601763U (zh) 一种多极耳结构的高倍率锂离子电池
CN203367419U (zh) 一种卷绕式极板以及由其卷绕而成的锂离子电池
CN217588983U (zh) 一种中间出极耳式正极片、电芯及电池
CN103346356B (zh) 一种锂离子电池其制备方法和锂离子电池组

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20100224