[發明專利]一種增容型軟包鋰電池結構及其電芯組合方法

在審

• 申請號: 202110104939.2
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN113013479A
• 公開（公告）日: 2021-06-22
• 發明（設計）人: 夏賽賽;韓笑;李凡群;譚歌;謝天;陳潔
• 申請（專利權）人: 萬向一二三股份公司;萬向集團公司
• 主分類號: H01M10/052
• 分類號: H01M10/052;H01M10/0525;H01M50/466;H01M10/058
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏

本發明公開了一種增容型軟包鋰電池結構，包括殼體、電解液以及若干組設置在殼體中的裝配極組，每組裝配極組包括正極片、負極片以及隔膜袋，正極片與負極片尺寸一致，隔膜袋一側設有開口，負極片或正極片設置在隔膜袋中，負極片或正極片的極耳從隔膜袋的開口伸出。步驟包括S1：將負極片裝入隔膜袋中，正極片設置在隔膜袋外側。S2：將正極片與負極片對正。S3：使用熱復合裝置進行一次熱壓，形成裝配極組。S4：重復S1至S3步驟，獲得N個裝配極組。S5：取若干裝配極組，二次熱壓形成大單元。本方案隔膜袋為半封閉結構，保證正負極不會因相對位移造成短路，避免活性物質脫落，安全性優越。正極片與負極片的尺寸一致，負極的利用效率高，容量大。

技術領域

本發明涉及鋰離子電池制造領域，尤其是涉及一種增容型軟包鋰電池結構及其電芯組合方法。

背景技術

鋰電池是依靠鋰離子在正極片和負極片之間來回移動工作的二次電池，正負極片指有正負極活性物質和金屬集流體構成的鋰離子的工作部件。現有技術中，負極比正極尺寸大，完全包裹正極，會造成負極邊緣未嵌鋰，損失很大一部分容量，并且在后續裝配過程中，正負極活性物質容易脫落，導致電池自放電大，造成不良影響。例如，一種在中國專利文獻上公開的“一種快速充電且安全的低溫鋰離子電池及其制造方法”，其公告號CN111370752A，電池由干電芯經入殼、注入電解液、化成、封口、分容制成，所述干電芯由正極片、陶瓷隔膜、負極片、陶瓷隔膜組合經卷繞形成。正/負極活性物質為一次納米粒子構成的二次微米顆粒，納米級粒子能有效縮減鋰離子的遷移距離，提高鋰離子在電池充放電過程的遷移速度；同時干電芯的正負極片引出的多重極耳聚集后與平面金屬薄片集流體焊接在一起形成全極耳，有效降低電池在充電過程的內阻和溫升，解決了電池高倍率快速充電的問題，提高了電池的大電流充放電性能，也提高了電池的安全穩定性能和低溫電化學性能。但是該方案在容量損失，裝配時活性物質容易脫落，導致電池自放電大，造成不良影響。

發明內容

本發明是為了克服現有技術存在容量損失，裝配時活性物質容易脫落，導致電池自放電大，造成不良影響的問題，提供一種增容型軟包鋰電池結構。在殼體大小一定的基礎上提升電池容量，同時裝配時可避免活性物質脫落，安全性高，能量密度大。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種增容型軟包鋰電池結構，包括殼體、電解液以及若干設置在殼體中的裝配極組，若干裝配極組連接成一體結構，每組裝配極組包括正極片、負極片以及隔膜袋，正極片與負極片尺寸一致，隔膜袋一側設有開口，負極片或正極片設置在隔膜袋中，負極片或正極片的極耳從隔膜袋的開口伸出。隔膜袋為半封閉結構，將正極片或負極片設置在隔膜袋中，正極片或負極片的缺陷都會被封閉在隔膜袋內，既保證正負極不會因相對位移造成短路，又可活性物質容易脫落，安全性優越。

作為優選，正極片、負極片均呈方形薄片狀，正極片與負極片的邊緣對齊，正極片、負極片以及隔膜袋熱壓成一體結構。裝配極組通過熱壓技術將正極片、負極片以及隔膜袋位置固定。裝配模組形成一個小單元，若干個小單元組成電池。

作為優選，正極片包括活性物質和第一導電集流體，活性物質設置在第一導電集流體表面，活性物質為鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰之一或者它們的混合物，第一導電集流體采用鋁箔與鎳箔網復合結構，鋁箔厚度為10~20um。正極片的集流體電化學性能穩定，不與活性物質、粘結劑和電解液等發生相互反應，鎳箔用于電加熱。

作為優選，負極片包括石墨和第二導電集流體，第二導電集流體采用銅箔與鎳箔網復合結構，銅箔厚度為6~8um。這種結構的負極片具有較高的強度、柔韌性好、質量輕以及比容量高。

作為優選，隔膜袋采用pvdf材質，隔膜袋的厚度為不超過100μm，隔膜袋設有若干微孔，微孔孔徑為0.1~0.5μm。隔膜袋的有微孔，可以讓鋰離子自由通過，而電子不能通過。

作為優選，隔膜袋開口一側的邊緣超出正極片或負極片的邊緣0.5~3mm。避免電池使用后發熱膨脹端部接觸造成短路。