[發明專利]一種提高能量密度的軟包鋰電池制備方法

在審

• 申請號: 201810044129.0
• 申請日: 2018-01-17
• 公開（公告）號: CN108376759A
• 公開（公告）日: 2018-08-07
• 發明（設計）人: 李貝;胡韜;解明
• 申請（專利權）人: 柔電（武漢）科技有限公司
• 主分類號: H01M2/26
• 分類號: H01M2/26;H01M4/72;H01M10/0585
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 胡建文

本發明提供了一種提高能量密度的軟包鋰電池制備方法，包括如下步驟：1)制備邊緣部位具有極耳焊接區和極片空缺區的正、負極片；2)在隔膜邊緣部位沖切出兩個隔膜缺口；3)將負極片、隔膜、正極片依次疊加，正極片的極耳焊接區和極片空缺區分別與負極片的極片空缺區和極耳焊接區對應，隔膜的兩個隔膜缺口與極耳焊接區和極片空缺區對應；4)在極耳焊接區內焊接極耳形成內部電芯；5)在內部電芯內注入電解液，封裝，即得軟包鋰電池。該發明將電池極片的極片活性層外部的集流體焊接區域轉移到其內部，極耳焊接只需占用極片活性層本體很小的一部分區域，且極耳無需彎折處理，使電池內的空間得到充分的利用，提高了鋰電池的體積能量密度。

技術領域

本發明屬于儲能技術領域，具體涉及一種提高能量密度的軟包鋰電池制備方法。

背景技術

鋰離子電池分布在我們生活的每一個角落，其應用領域包括手機、平板電腦、筆記本電腦、智能手表、移動電源（充電寶）、應急電源、剃須刀、電動自行車、電動汽車、電動公交車、旅游觀光車、無人機，以及其他各類電動工具。作為電能的載體和眾多設備的動力來源，可以說，鋰離子電池的使用已經滲透了我們生活的方方面面。

軟包裝鋰離子電池是鋰離子電池常見的形態，其基本組成單元為內部電芯、外部包裝膜以及負責鋰離子傳輸的電解液。其中，內部電芯為鋰離子電池的能量承載體，其組成一般包括正極片、負極片、隔膜三大組分，而正負極極片又各自包含活性成分層以及電子傳輸層（集流體）。

正極片的集流體一般選用鋁箔，主要在于其耐高電壓下的氧化反應；負極片的集流體一般選用銅箔，主要在于其耐低電壓下的還原反應；電池電流的引出一般使用金屬極耳與極片集流體焊接的方式。由于軟包裝電池的制備工藝的可操作性較強，所以，市面上可見的軟包裝鋰離子電池也是形態各異，但基本結構不會發生變化。

盡管軟包裝鋰離子電池可以被制備成各種形狀規格，但是考核鋰電池能量大小的標準是不變的，一般以單位體積或者單位重量的鋰電池所能發揮出的能量大小作為衡量標準，即電池的能量密度。作為當前電池行業的中堅力量的鋰離子電池的研發重點也是在于提高其能量密度，包括提升電池的質量能量密度和體積能量密度兩個方面。

當今消費類電子設備的發展趨勢是輕、薄，甚至一些電子產品還需要電池具備特殊的屬性，如柔性耐彎曲，對應的鋰離子電池也會向輕、薄化發展。隨著電池的變薄，包裝膜、極耳等非活性成分在質量和體積中所占的比重將逐步增大，導致電池的能量密度降低，甚至隨著電池厚度的變薄，一些原有的電池結構都會受到影響，如圖1所示，在薄款的軟包裝電池中，極耳焊接部位將不能再通過折彎的形式來減小無效區域的體積，只能通過平鋪的方式進行極耳的引出，否則極耳焊接部位將會對鋁塑包裝膜形成尖端凸頂效果，除了電池厚度不均一、不美觀外，還可能引起包裝膜破裂等致命問題，因而將金屬集流體上預留的用于焊接極耳的極耳焊接區設置在極片活性層邊緣外部，但是極耳一旦平鋪放置，將對極耳焊接方向的電池空間利用率造成極大的浪費，約3～5mm的長度將因為極耳平鋪而不能有效利用，從而使得電池的體積能量密度受到極大的影響。

發明內容

本發明的目的是克服現有薄款軟包鋰電池中極耳平鋪放置而增加無效區域體積，導致其體積能量密度降低的問題。

為此，本發明實施例提供了一種提高能量密度的軟包鋰電池制備方法，包括如下步驟：

1)制備邊緣部位具有方形槽結構的極耳焊接區和極片空缺區的正、負極片；

2)隔膜的制備：在隔膜邊緣部位沖切出與正、負極片上極耳焊接區和極片空缺區相對應的兩個隔膜缺口；

3)疊片：將步驟1)中的正極片與負極片疊加放置，并將正極片的極耳焊接區與負極片的極片空缺區相對應，正極片的極片空缺區與負極片的極耳焊接區相對應，將步驟2)制備的隔膜放置在正極片和負極片之間，兩個隔膜缺口與正、負極片的極耳焊接區和極片空缺區相對應；