专利名称：一种叠片式锂离子二次电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锂离子二次电池，更具体的涉及一种耐振荡、抗跌落、安全性能优的叠片式锂离子二次电池。
背景技术：
随着科学技术的飞速发展，电子仪器及电子设备的小型化对二次电池的性能要求越来越高，从综合性能方面讲，锂离子二次电池是最具有发展和应用前景的高能二次电池。目前在市场上广泛应用的是通过隔膜卷绕带状正极和负极制造的圆筒形电芯容纳在电池外壳内的圆柱形锂离子二次电池，或通过隔膜卷绕带状正极和负极制造的电芯经扁平成型后容纳在方形电池外壳内形成的方形锂离子二次电池。
方形锂离子二次电池目前被广泛应用于手机电池的领域。针对目前对锂离子二次电池高容量和大电流放电性能的要求，为提高方形锂离子二次电池的空间利用率及高倍率放电性能，后来提出了由正极片、负极片依次层叠排布于隔膜的两面构成电极芯，正极片是由含有能嵌入及脱出锂离子的锂与过渡金属的复合氧化物为活性物质涂敷在铝箔基体表面而形成，由铝箔基体延伸出来的细颈部分为正极片的集电体，负极片是由含有能嵌入及脱出锂离子的碳材料为活性物质涂敷在铜箔基体表面而形成，由铜箔基体延伸出来的细颈部分为负极片的集电体(如图1)。这样，正极片、隔膜和负极片依次层叠而成的具有多层集电体的层叠式锂离子二次电池，其能量密度和大倍率放电性能均优于通过卷绕形成的只具有一层集电体(又叫极耳)的锂离子二次电池。
目前，正、负极片的多层集电体是直接焊接在电池盖板的正负极两端子上，但这存在的问题是1、容易脱焊，因为盖板的材料一般是铝板或钢板，多层集电体与之焊接，不牢固易脱焊。而且因无缓冲功能，难以抵抗振荡或跌落。2、占用空间，延伸到与盖板焊接的多层集电体会占用不少电池内部空间，降低电池空间利用率。3、多层集电体直接点焊在电池盖板上，弯折时因应力不均易造成断裂。
因此，设计一种空间利用率高、耐振荡、抗跌落且安全性能优的叠片式锂离子二次电池是业界迫切需要解决的一个问题。
实用新型内容鉴于现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种空间利用率高、耐振荡、抗跌落且安全性能优的叠片式锂离子二次电池。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种叠片式锂离子二次电池，由正极片、负极片依次层叠排布于隔膜的两面构成电极芯，并收纳于一端部开口的电池壳中，开口部由电池盖板密封，所述正极片、负极片均由活性物质涂敷在基体表面而形成，并由基体延伸出来的细颈部分构成互为相反电极的第一集电体和第二集电体，其中，第一集电体与第一金属片连接，第一金属片的另一端与位于电池盖板上的第一端子相连接，第二集电体与第二金属片连接，第二金属片的另一端与位于电池盖板上的第二端子相连接，所述第一金属片的形状为Γ形。
在本实用新型叠片式锂离子二次电池中，上述技术方案进一步改进为所述第二金属片的形状也为Γ形。
所述的第一集电体和第二集电体至少之一贴有起隔离作用的绝缘胶布。
所述第一集电体与第一金属片的一端连接，第一金属片的另一端与一从盖板第一端子延伸出的导电引片相连接。
所述第一金属片为镍片，其两端与盖板第一端子、第一集电体均为电阻焊连接。
所述第一金属片为镍片，其两端与导电引片和第一集电体均为电阻焊连接。
所第二金属片为铝片，该铝片两端与盖板第二端子和第二集电体均为超声波焊连接。
所述电池盖板与电池极芯之间设置有起隔离作用的绝缘圈。
在本实用新型叠片式锂离子二次电池中，所述正极片、负极片和隔膜是采用现有锂离子二次电池制作的常规技术，没有特别的限定。比如其中正极片是由含有能嵌入及脱出锂离子的锂与过渡金属的复合氧化物为活性物质涂敷在铝箔基体表面而形成，所述活性物质可以为锂钴氧化物、锂镍氧化物和锂锰氧化物中的至少一种，优选锂钴氧化物LiCoO2；负极片是由含有能嵌入及脱出锂离子的碳材料为活性物质涂敷在铜箔基体表面而形成，所述活性物质可以为天然石墨、人造石墨和焦炭中的至少一种，优选天然石墨。所述电池壳和电池盖板也采用现有锂离子二次电池制作的常规技术，没有特别的限定，比如电池壳可以为铝壳，也可以为钢壳。所述电池盖板上包括有相互隔离的第一端子和第二端子。
本实用新型叠片式锂离子二次电池的优点在于(1)、因不必用多层的集电体与盖板直接连接，改用单层的金属片连接，从而省略了部分多层集电体占用的空间，并减少点焊次数，简化工序，降低了生产成本。
(2)、因采用单层金属片与盖板和集电体连接，可以提高焊接效果，防止脱焊的现象，提高了抗振荡和跌落能力。
(3)、因在集电体上贴了起隔离作用的绝缘胶布，和在电池盖板与电池极芯之间设有起隔离作用的绝缘圈，防止了振荡或跌落过程中金属片或集电体与外壳之间、或与盖板另一极之间的接触，从而预防了内短路。
(4)、采用了导电引片结构，一方面扩大焊接面积，提高焊接效果，另一方面避免因盖板两端子的近距离，两集电体的易接触而发生内短路。
(5)、因采用了Γ形状的金属片，与现有工艺中采用极片集流体挤压在一侧向上引伸相比，本发明在保证电池内部空间和容量的同时，由于极片集电体根部处于松弛状态，增强了集流体抗拉伸能力，且消除了现有工艺中集电体与极芯顶部挤压过紧导致极片上边沿刺破顶部隔膜与集流体接触产生短路的隐患。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1为本实用新型叠片式锂离子二次电池正极片和负极片形状示意图。
图2为本实用新型叠片式锂离子二次电池焊接前的结构关系图。
图3为图2的局部放大图。
图4为本实用新型的另一种实施方式的示意图。
图5为本实用新型叠片式锂离子二次电池焊接后的结构关系图。
具体实施方式如图1所示，在本实用新型叠片式锂离子二次电池中，正极片是由含有能嵌入及脱出锂离子的锂与过渡金属的复合氧化物为活性物质涂敷在铝箔基体表面而形成，负极片是由含有能嵌入及脱出锂离子的碳材料为活性物质涂敷在铜箔基体表面而形成，分别从铝箔和铜箔延伸出来的细颈部分构成集电体，与外部电路连接，起到引出和引入电流的作用。把如图1所示的正、负极片依次层叠排布于隔膜的两面，便构成了叠片式电极芯。
如图2、图3所示，将上述电极芯3收纳于电池外壳5中，电池外壳5采用铝壳，从负极片的铜箔延伸出的部分构成第一集电体2，从正极片的铝箔延伸出的部分构成第二集电体4。盖板7为铝质盖板，盖板第一端子12为镍质铆钉，盖板第一端子12与盖板第二端子14(也就是铝质盖板7本身)之间由绝缘树脂密封隔离。第一金属片6为镍片，形状为Γ形。第二金属片8为铝片，形状也为Γ形。盖板第一端子12和盖板第二端子14分别通过第一金属片6和第二金属片8与电池负、正极片的第一集电体2和第二集电体4相电连接，便构成了作为连接外电路的电池两电极。第一金属片6的一端与盖板上的第一端子12相连接，可以采用铆接，也可采用电阻焊连接，第一金属片6的另一端与第一集电体2采用电阻焊连接，因为镍片与铜片之间以电阻焊连接比较牢固。第二金属片8的两端分别与盖板上的第二端子14(也就是盖板7本身)和第二集电体通过超声波焊连接，因为铝片之间以超声波焊连接比较牢固，如图5所示。
如图4所示本发明的另一种实施方式，导电引片10为镍片或镀镍金属片，其一端与盖板第一端子12铆接，另一端与第一金属片6采用电阻焊连接，第一金属片6的另一端与第一集电体2也采用电阻焊连接，因为镍片与镍片或铜片之间以电阻焊连接比较牢固。第二金属片8为铝片，从正极片的铝箔延伸出的部分构成第二集电体4，第二金属片8的两端分别与第二集电体4和盖板上的第二端子14(也就是盖板7本身)采用超声波焊连接，因为铝片之间以超声波焊连接比较牢固，如图5所示。
在金属片与集电体焊接之前，还可在盖板与集电体之间套上起绝缘作用的塑胶隔离圈。另外也可给第一集电体2或第二集电体4贴上绝缘胶布。
最后把电极芯3完全沉入电池壳5内，将盖板和铝壳进行激光焊密封，并按常规方式完成后续制作步骤。
本实用新型叠片式锂离子二次电池也可以采用钢壳和钢质盖板作为电池的外壳和盖板，同上，将电极芯3收纳于电池外壳5中，电池外壳5采用钢壳，从正极片的铝箔延伸出的部分构成第一集电体2，盖板7为钢质盖板，盖板上的第一端子12为铝质铆钉，第一金属片6为铝片，形状为Γ形。第二金属片8为镍片，形状也为Γ形。盖板第一端子12和盖板第二端子14分别通过第一金属片6和第二金属片8与电池负、正极片的第一集电体2和第二集电体4相电连接，便构成了作为连接外电路的电池两电极。第一金属片6的一端与盖板上的第一端子12相连接，可以采用铆接，也可采用超声波焊连接，第一金属片6的另一端与第一集电体2采用超声波焊连接，因为铝片之间以超声波焊连接比较牢固。第二金属片8的两端分别与盖板上的第二端子14(也就是盖板7本身)和第二集电体4通过电阻焊连接，钢壳电池除了上述焊接方式与铝壳不同之外，其他步骤完全与铝壳电池相同。
权利要求1.一种叠片式锂离子二次电池，由正极片、负极片依次层叠排布于隔膜的两面构成电极芯(3)，并收纳于一端部开口的电池壳(5)中，开口部由电池盖板(7)密封，所述正极片、负极片均由活性物质涂敷在基体表面而形成，并由基体延伸出来的细颈部分构成互为相反电极的第一集电体(2)和第二集电体(4)，其特征在于，第一集电体(2)与第一金属片(6)连接，第一金属片(6)的另一端与位于电池盖板上的第一端子(12)相连接，第二集电体(4)与第二金属片(8)连接，第二金属片(8)的另一端与位于电池盖板上的第二端子(14)相连接，所述第一金属片(6)的形状为Γ形。
2.根据权利要求1所述的叠片式锂离子二次电池，其特征在于，所述第二金属片(8)的形状为Γ形。
3.根据权利要求1所述的叠片式锂离子二次电池，其特征在于，在第一集电体(2)和第二集电体(4)的至少之一上贴有起隔离作用的绝缘胶布。
4.根据权利要求1所述的叠片式锂离子二次电池，其特征在于，第一集电体(2)与第一金属片(6)的一端连接，第一金属片(6)的另一端与一从盖板第一端子(12)延伸出的导电引片(10)相连接。
5.根据权利要求1所述的叠片式锂离子二次电池，其特征在于，第一金属片(6)为镍片，其两端与盖板第一端子(12)、第一集电体(2)均为电阻焊连接。
6.根据权利要求4所述的叠片式锂离子二次电池，其特征在于，第一金属片(6)为镍片，其两端与导电引片(10)和第一集电体(2)均为电阻焊连接。
7.根据权利要求1所述的叠片式锂离子二次电池，其特征在于，第二金属片(8)为铝片，该铝片两端与盖板第二端子(14)和第二集电体(4)均为超声波焊连接。
8.根据权利要求1-7任一项所述的叠片式锂离子二次电池，其特征在于，在电池盖板(7)与电池极芯之间设有起隔离作用的绝缘圈。
专利摘要本实用新型涉及一种叠片式锂离子二次电池，由正极片、负极片依次层叠排布于隔膜的两面构成电极芯，并收纳于一端部开口的电池壳中，开口部由电池盖板密封，所述正极片、负极片均由活性物质涂敷在基体表面而形成，并由基体延伸出来的细颈部分构成互为相反电极的第一集电体和第二集电体，其中，第一集电体与第一金属片连接，第一金属片的另一端与位于电池盖板上的第一端子相连接，第二集电体与第二金属片连接，第二金属片的另一端与位于电池盖板上的第二端子相连接，所述第一金属片的形状为Г形。本实用新型叠片式锂离子二次电池具有空间利用率高、耐振荡、抗跌落、安全性能优的特点。
文档编号H01M10/40GK2785151SQ20042009460
公开日2006年5月31日 申请日期2004年10月30日 优先权日2004年10月30日
发明者肖峰, 余美海, 吴光麟 申请人:比亚迪股份有限公司