[發明專利]鋰離子電芯及其制備方法

在審

• 申請號: 201310086553.9
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN103199305A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 李聰;方宏新;何平;汪云龍
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0583
• 分類號: H01M10/0583
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司 44202
• 代理人: 王基才;王冬華

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，更具體地說，本發明涉及一種鋰離子電芯及其制備方法。

背景技術

鋰離子電池作為新能源領域最具代表性的儲能器件，在移動電子、動力電池和儲能電站等領域中占據著不可取代的位置，而動力電池對電池的大倍率充放電性能有非常高的要求。

目前，電芯的制備方式主要有卷繞和疊片兩種。相對而言，卷繞方式的效率更高，但是卷繞方式卷出的電芯內部結構不均一，電芯不同位置所受的應力也不同，因此造成了某些厚電芯和容易厚度反彈的電芯在充放電時容易變形；另外，卷繞方式制備的電芯還存在內阻較大的缺點。

相比之下，疊片方式的并聯堆疊方式使得電芯具有內阻更小、放電平臺更高、內部受力均勻一致等優點，而且此種電池的大倍率充放電能力較好，更適合于應用在動力電池領域中。但是，采用疊片方式制備電池的過程中需要制備電極單元來完成堆疊，工藝繁瑣復雜，效率不高。例如，業界已提出采用二分電池和全電池堆疊卷繞方式來制備鋰離子電芯，其具體方式為：先將正極片、隔離膜和負極片熱合成二分電池和全電池單元，再將每個單元放置在單獨一條隔膜上熱合，卷繞成電芯組件。可見，該方法不僅工藝較為復雜，需要進行兩次熱復合，而且還要先制備出電池單元，效率較低；另外，由于采用兩次熱復合，極片與隔膜、以及極片之間的對齊精度也不容易控制。

有鑒于此，確有必要提供一種能夠同時克服卷繞方式和疊片方式不足的鋰離子電芯及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于：提供一種既能減小電芯內阻，又能改善電芯變形，同時還能夠保證生產效率及簡化工藝的鋰離子電芯制備方法，以及采用該方法制備的鋰離子電芯。

為了實現上述發明目的，本發明提供了一種鋰離子電芯，其包括極性相反的第一極片、第二極片和間隔于兩種極片之間的隔離膜，所述第一極片至少為兩片且比第二極片少一片，第一極片和第二極片依次間隔疊加，使最上層、中間層及最下層極片都為第二極片；隔離膜有且僅有一條，其起始端完全包裹住中間層的第二極片使之與相鄰的第一極片隔離，再順時針或逆時針翻轉，以同方向卷繞的方式將所有極片逐層包裹，收尾處包裹住最上層或最下層極片后固定；第一極片和第二極片都固定于隔離膜上。

作為本發明鋰離子電芯的一種改進，所述第一極片為正極片、第二極片為負極片，或是第一極片為負極片、第二極片為正極片。

作為本發明鋰離子電芯的一種改進，所述每一正極片都設有正極耳，每一負極片都設有負極耳，所有正極耳全部對齊并彼此連接為正極引出端，所有負極耳全部對齊并彼此連接為負極引出端，正極引出端和負極引出端分別位于電芯頂封端的兩側。

作為本發明鋰離子電芯的一種改進，所述隔離膜在長度和寬度方向上的尺寸均比負極片大0.1-2mm，負極片在長度和寬度方向上的尺寸均比正極片大0.1-2mm。

作為本發明鋰離子電芯的一種改進，所述第一極片和第二極片都以熱合的方式固定于隔離膜上。

作為本發明鋰離子電芯的一種改進，所述隔離膜的收尾端以粘膠固定。

為了實現上述發明目的，本發明還提供了一種鋰離子電芯制備方法，其包括以下步驟：1）取出至少兩片第一極片和比第一極片多一片的第二極片，在隔離膜的起始端留一個空余位，然后將單片的第一極片和第二極片以四片為一個單元，按照第二極片、第一極片、第一極片、第二極片的順序依次排布在隔離膜上，不夠一個單元的最后依同樣規律排列；2）將排布好的第一極片和第二極片熱合在隔離膜上，防止極片與隔離膜之間產生相對滑動；3）從隔離膜的起始端開始，利用空余位包住第一片第二極片，再翻轉隔離膜將第一片第二極片堆疊在第一片第一極片上，繼續同向翻轉卷繞隔離膜直至將所有極片堆疊完，最后一片極片為第二極片；4）卷繞完成后，固定隔離膜的收尾端并保證其已完全包住最后一片第二極片。

作為本發明鋰離子電芯制備方法的一種改進，所述步驟1）中在隔離膜上排布極片時，從隔離膜的起始端至收尾端，相鄰極片之間的間距逐漸增大。

作為本發明鋰離子電芯制備方法的一種改進，所述兩種極片都設有極耳，步驟1）中在隔離膜上排布極片時，兩種極片的極耳朝向相同，但相鄰同種極片的極耳所在側邊相反，相鄰不同種極片的極耳所在側邊相同。

作為本發明鋰離子電芯制備方法的一種改進，所述步驟2）的熱合溫度為20-200℃。

與現有技術相比，本發明鋰離子電芯制備方法所制備的電芯兼具卷繞方式與疊片方式制備電芯的雙重優勢，既具有較小的內阻和較好的大倍率充放電能力，又因內部受力均勻一致而不易變形。

附圖說明