[發明專利]一種方形二次電池電芯的卷繞方法

有效

• 申請號: 201811354602.1
• 申請日: 2018-11-14
• 公開（公告）號: CN109728358B
• 公開（公告）日: 2020-12-01
• 發明（設計）人: 牛海超;韓裕汴;郭爭光;趙炎;黃衛國;潘美澤;呂巖
• 申請（專利權）人: 中航鋰電（洛陽）有限公司;中航鋰電技術研究院有限公司
• 主分類號: H01M10/0587
• 分類號: H01M10/0587;H01M10/0525
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 李寧

本發明涉及一種方形二次電池電芯的卷繞方法，屬于二次電池制備技術領域。本發明的方形二次電池電芯的卷繞方法，包括以下步驟：將正極片、隔膜、負極片堆疊后進行卷繞；卷繞過程中，控制施加在正極片、隔膜、負極片上的張力獨立地進行多次衰減；每相鄰兩次張力衰減之間，所述正極片、隔膜、負極片各自至多卷繞1圈。本發明的方形二次電池電芯的卷繞方法，通過在卷繞過程中分別減小施加在正極片、負極片和隔膜上的張力可以減少電芯中外圈極片與隔膜對內圈的束縛，為后續負極片膨脹以及隔膜收縮的產生的應力提供釋放渠道，減弱電芯因反彈產生的形變，提高了電池的安全性能。

技術領域

本發明涉及一種方形二次電池電芯的卷繞方法，屬于二次電池制備技術領域。

背景技術

對于方形鋰離子電池卷繞，由于采用方形或菱形的卷針結構，當卷針恒角速度轉動時，在極片的行進方向上將產生類似正弦去向的速度分量，造成了電池極片和隔膜卷繞過程中的張力波動，使得電池卷繞過程中極片易拉斷，從而限制了電池卷繞速度，影響電池生產效率。更重要的是電池卷繞過程中張力的松弛變化，容易產生電芯變形，特別是電芯烘烤后容易產生如圖8的“S”變形，進而帶來安全隱患。

現有的解決方法主要有加厚卷針、卷繞過程中插片等。加厚卷針，雖然能減小卷繞過程中張力波動幅度和線速度波動幅度，但對電芯形變改善的效果不明顯；采用卷繞過程插片法會較大的改善電芯的形變，但插片造成的間隙會影響電芯的能量密度及循環壽命。

發明內容

本發明的目的是提供一種方形二次電池電芯的卷繞方法，能夠在不影響電芯能量密度及循環壽命的前提下較好地解決電芯在后續加工過程中因反彈引起的形變問題。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：

一種方形二次電池電芯的卷繞方法，包括以下步驟：

將正極片、隔膜、負極片堆疊后進行卷繞；卷繞過程中，控制施加在正極片、隔膜、負極片上的張力獨立地進行多次衰減；每相鄰兩次張力衰減之間，所述正極片、隔膜、負極片各自至多卷繞1圈。

本發明的方形二次電池電芯的卷繞方法，通過在卷繞過程中分別減小施加在正極片、負極片和隔膜上的張力可以減少電芯外圈極片與隔膜對內圈的束縛，為后續負極片膨脹以及隔膜收縮的產生的應力提供釋放渠道，減弱了電芯因反彈產生的形變，提高了電池的安全性能。

本發明中的“至多卷繞1圈”是指卷繞不大于1圈的任何圈數，如1圈、1/2圈、1/10圈、1/300圈、1/10000圈等。

初始卷繞過程中，卷繞半徑較小，第一次張力衰減較大時，容易使極片和隔膜之間產生間隙。優選的，卷繞過程中，所述正極片、隔膜、負極片獨立地在各自卷繞第1～9圈的過程中進行張力的第一次衰減；施加在正極片、負極片上的張力的第一次衰減均不大于0.67N/m；施加在隔膜上的張力的第一次衰減不大于0.34N/m。正極片、負極片、隔膜的卷繞圈數以各自開始卷繞時計數。

合適的張力衰減梯度能夠保證卷繞過程中正極片、負極片及隔膜的對齊程度，防止因對齊不良引發的電池安全風險。優選的，施加在正極片、隔膜、負極片上的張力獨立地進行多次衰減的過程中，正極片、負極片的張力衰減均不大于0.67N/m/圈；隔膜的張力衰減不大于0.34N/m/圈。

由于卷繞過程中，張力衰減量過小則減小電芯的形變量有限，過大則容易使正負極片與隔膜之間產生間隙，影響電芯的能量密度及循環壽命。因此，進一步優選的，施加在正極片、隔膜、負極片上的張力獨立地進行多次衰減的過程中，正極片的張力衰減為0.27～0.67N/m/圈；負極片的張力衰減為0.27～0.67N/m/圈；隔膜的張力衰減為0.07～0.34N/m/圈。

優選的，施加在正極片、隔膜、負極片上的張力獨立地進行多次衰減的過程中，正極片、隔膜、負極片均每卷繞1圈進行一次張力的衰減。