一种新型叠片电池及其制备方法与流程

文档序号:17917519发布日期:2019-06-14 23:53
一种新型叠片电池及其制备方法与流程

本发明涉及锂电池技术领域,特别涉及一种新型叠片电池及其制备方法。



背景技术:

目前商业化锂离子制作工艺主要分为卷绕式和叠片式工艺。其中,卷绕工艺是把正极片和负极片以长条片的模式,用隔膜隔开,叠于一起按圆周或椭圆形方式进行卷绕,形成电池卷芯。但是,由于卷绕式制作的电池不能把卷芯做得很厚,限制了单体电池的能量,另外卷绕式结构在极片弯曲地方不利于锂离子快速通导,限制了电池的大倍率充放电性能。

叠片式结构电池芯包括单片的正极极片和与之交叉层叠负极极片,正极极片和负极极片之采用隔膜分隔。也就是说,现有的叠片工艺是把正负极切成模片,自下往上是一片正极极片、一片负极极片,中间用隔膜分隔进行堆叠。虽然现有的叠片式结构电池克服了卷绕式结构的缺点,在单体容量和电池倍率性能方面得到了很大改善,但传统的叠片工艺,因为正负极极片都需要分切成模片进行叠加,工序增多了,投入的设备和人工成本过高,并且在叠片式工艺中,正负极模片四条切边都与隔膜接触,极片分切毛刺刺穿隔膜的概率大大增加,影响电池的安全性。

此外,电池芯的极耳也很重要,极耳的位置分为两种,一种单侧极耳,正负极极耳设置在同一端;另一种双侧极耳,正负极极耳不同的一端;双侧极耳比单侧极耳有明显的优点:一方面极耳可以做的足够宽,电流密度更大,从而能提高电池的倍率性能;另一方面极耳宽,电阻率低,两侧极耳使得电子分布更均匀,从而使得电池内阻降低,温升降低且更均匀,从而提高电池性能。但是这两种极耳设置在Pack串并联过程中,若任一极耳出现问题,会影响整个Pack的运行。

现在需要研发一种锂离子电池,保证更多更宽的极耳,输出更多电子,并且电子的分布更均匀,进而降低内阻温升,且使界面温度更加一致,从而提升电池性能,延长使用寿命;使得Pack即使任一极耳出问题下也能正常运行,同时毛刺更少。工序更简洁,操作更简单,成本更低。



技术实现要素:

针对现有技术的上述问题,本发明的目的在于提供一种叠片电池的制备方法,采用电池芯四端均设有正负极耳,能够降低内阻温升,提升电池性能,延长使用寿命,保证Pack串并联的正常运行,同时减少冲片工序和减少毛刺刺穿隔膜的概率,提高电池的安全性,降低成本,提高生产效率。

为了解决上述问题,本发明提供一种新型叠片电池,包括电池芯、壳体和连接片;所述电池芯设置在所述壳体内,所述电池芯包括若干个正极片、若干个负极片和若干个隔绝层,所述正极片包括正极膜片和两个正极极耳,两个所述正极极耳分别与所述正极膜片一组对边连接,所述负极片包括负极膜片和两个负极极耳,两个所述负极极耳分别与所述负极膜片一组对边连接,所述正极片与所述负极片依次交错叠加,所述正极极耳与所述负极极耳相互交错,所述隔绝层设置在相邻的所述正极片和所述负极片之间的间隙处;所述连接片包括正连接片和负连接片,所述正连接片与所述正极极耳连接,所述负连接片与所述负极极耳连接。

进一步地,每个所述正极片尺寸相同,每个所述负极片尺寸相同,每个所述隔绝层尺寸相同。

进一步地,所述隔绝层的长度和宽度大于所述负极片的长度和宽度,所述负极片的长度和宽度大于所述正极片的长度和宽度。

进一步地,所述正极膜片和所述负极膜片均为双面涂层结构。

进一步地,所述正极极耳与所述负极极耳之间呈90°夹角。

进一步地,所述隔绝层为隔膜或固态电解质层。

本发明另一方面保护了一种所述的新型叠片电池的制备方法,其特征在于,包括步骤如下:S1:准备若干设定大小的正极片、负极片和隔绝层;S2:将所述正极片、负极片和隔绝层按照一负极片、一隔绝层、一正极片、一隔绝层的顺序自下而上进行叠加,使所述正极片的正极极耳与所述负极片的负极极耳相互交错,形成形成所述隔绝层包住所述负极片的负极膜片、所述负极片的负极膜片包住所述正极片的正极膜片的电池芯;S3:将正连接片与所述正极极耳焊接连接,将负连接片与所述负极极耳焊接连接,形成电池芯的焊接区域;S4:在所述电池芯的焊接区域外热封壳体。

进一步地,所述正极片的正极极耳与所述负极片的负极极耳之间呈90°夹角。

进一步地,所述正极片和所述负极片均为独立片状结构。

进一步地,若干个所述正极片形成连续带状结构,相邻两个正极片之间具有第一折线,若干个负极片形成连续带状结构,相邻两个负极片之间具有第二折线;所述步骤S2中,通过沿所述第一折线折叠将所述正极片叠加至所述隔绝层,通过沿所述第二折线折叠将所述负极片叠加至所述隔绝层。

由于上述技术方案,本发明具有以下有益效果:

1)本发明的新型叠片电池及其制备方法,电池芯四端均设有正负极耳,能够降低内阻温升,提升电池性能,延长使用寿命,保证Pack串并联的正常运行。

2)本发明的新型叠片电池及其制备方法,减少毛刺刺穿隔膜的概率,提高电池的安全性,同时减少冲片工序,降低成本,提高生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明实施例提供的所述新型电池的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的所述正极片的结构示意图;

图3是本发明实施例提供的所述负极片的结构示意图;

图4是本发明实施例提供的叠片电池的制备方法的流程图;

图5是本发明实施例二提供的步骤S2的示意图。

图中:1-电池芯,11-正极片,12-负极片,13-隔绝层,111-正极膜片,112-正极极耳,121-负极膜片,122-负极极耳,2-壳体,3-连接片,31-正连接片,32-负连接片。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且,术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

实施例一

本实施例一提供一种新型叠片电池,包括电池芯1、壳体2和连接片3。

结合图1、图2和图3所示,所述电池芯1设置在所述壳体2内,所述电池芯1包括若干个正极片11、若干个负极片12和若干个隔绝层13;每个所述正极片11包括正极膜片111和正极极耳112,所述正极极耳112与所述正极膜片111一对边连接;每个所述负极片12包括负极膜片121和负极极耳122,所述负极极耳122与所述负极膜片121一对边连接。

具体地,每个所述正极片11尺寸相同,每个所述负极片12尺寸相同,每个所述隔绝层13尺寸相同,所述隔绝层13的长度和宽度大于所述负极片12的长度和宽度,所述负极片12的长度和宽度大于所述正极片11的长度和宽度。

具体地,所述正极膜片111和所述负极膜片121均为双面涂层结构。

结合图1、图2和图3所示,所述正极片11与所述负极片12依次交错叠加,保证所述正极极耳112与所述负极极耳122呈90°夹角,相邻的所述正极片11和所述负极片12之间的间隙处设有所述隔绝层13,所述隔绝层13通过者热压的方式与所述正极片11和所述负极片12连接,进而制备成所述电池芯1,能够保证在Pack串并联过程中,若任一极耳出现问题,而不影响整个Pack的运行。

具体地,所述隔绝层13为隔膜或固态电解质层。

如图1所示,所述连接片3包括正连接片31和负连接片32,所述正连接片31与所述正极极耳112通过超声焊接方式连接,形成焊接区域,所述负连接片32与所述负极极耳122通过超声焊接方式连接,形成焊接区域,所述焊接区域外热封所述壳体2。

具体地,所述连接片3用于扩大极耳,增加更多的电子并且电子分布更均匀,进而电池内阻降低,温升降低且更均匀,使界面温度更加一致,提高电池性能;所述壳体2采用铝塑膜材质。

本实施例一提供了一种新型叠片电池,电池芯四端均设有正负极耳,使得更多的电子并且电子分布更均匀,进而电池内阻降低,温升降低且更均匀,使界面温度更加一致,提高电池性能,同时保证在Pack串并联过程中,若任一极耳出现问题,而不影响整个Pack的运行。

实施例二

结合图4和图5所示,本实施例二提供了一种用于制备上述新型叠片电池的制备方法,包括如下步骤:S1:准备若干设定大小的正极片、负极片和隔绝层;S2:将所述正极片、负极片和隔绝层按照一负极片、一隔绝层、一正极片、一隔绝层的顺序自下而上进行叠加,使所述正极片的正极极耳与所述负极片的负极极耳相互交错,形成所述隔绝层包住所述负极片的负极膜片,所述负极片的负极膜片包住所述正极片的正极膜片的电池芯;S3:将正连接片与所述正极极耳焊接连接,将负连接片与所述负极极耳焊接连接,形成电池芯的焊接区域;S4:在所述电池芯的焊接区域外热封壳体。

具体地,若干个所述正极片和所述负极片均为连续结构,连续结构的所述正极片上的正极极耳和极膜片呈间歇分布,连续结构的所述负极片上的负极极耳和极膜片呈呈间歇分布。

具体地,所述正极片的正极极耳与所述负极片的负极极耳之间呈90°夹角。

具体地,若干个所述正极片形成连续带状结构,相邻两个正极片之间具有第一折线,若干个负极片形成连续带状结构,相邻两个负极片之间具有第二折线;所述步骤S2中,通过沿所述第一折线折叠将所述正极片叠加至所述隔绝层,通过沿所述第二折线折叠将所述负极片叠加至所述隔绝层,依次循环制备成所述隔绝层包住所述负极片的负极膜片,所述负极片的负极膜片包住所述正极片的正极膜片的电池芯;所述电池芯的一组对边设有正极极耳,所述电池芯的另一组对边设有负极极耳。

进一步地,所述正极极耳正连接片通过超声焊接连接形成焊接区域,所述负极极耳与负连接片通过超声焊接连接形成焊接区域,在焊接区域外热封壳体,所述壳体热封任意三个边后,注入化学电解液后,再密封最后一个边,形成电池包。

本实施例二提供了一种新型叠片电池的制备方法,能够减少模切次数,减少毛刺刺穿隔膜的概率,提高电池的安全性,同时减少冲片工序,降低成本,提高生产效率,并且制备的电池四端均设有正负极耳,使得更多的电子并且电子分布更均匀,进而电池内阻降低,温升降低且更均匀,使界面温度更加一致,提高电池性能,同时保证在Pack串并联过程中,若任一极耳出现问题,而不影响整个Pack的运行。

实施例三

如图4所示,本实施例三提供了另一种用于制备上述新型叠片电池的制备方法,包括如下步骤:S1:准备若干设定大小的正极片、负极片和隔绝层;S2:将所述正极片、负极片和隔绝层按照一负极片、一隔绝层、一正极片、一隔绝层的顺序自下而上进行叠加,使所述正极片的正极极耳与所述负极片的负极极耳相互交错,形成所述隔绝层包住所述负极片的负极膜片,所述负极片的负极膜片包住所述正极片的正极膜片的电池芯电池芯;S3:将正连接片与所述正极极耳焊接连接,将负连接片与所述负极极耳焊接连接,形成电池芯的焊接区域;S4:在所述电池芯的焊接区域外热封壳体。

具体地,所述正极片的正极极耳与所述负极片的负极极耳之间呈90°夹角。

具体地,所述正极片和所述负极片均为独立片状结构,所述负极片上覆盖所述隔绝层,所述隔绝层上覆盖所述正极片,依次循环制备成所述隔绝层包住所述负极片的负极膜片,所述负极片的负极膜片包住所述正极片的正极膜片的电池芯,所述电池芯的一组对边设有正极极耳,所述电池芯的另一组对边设有负极极耳。

进一步地,所述正极极耳正连接片通过超声焊接连接形成焊接区域,所述负极极耳与负连接片通过超声焊接连接形成焊接区域,在焊接区域外热封壳体,所述壳体热封任意三个边后,注入化学电解液后,再密封最后一个边,形成电池包。

本实施例三与实施例二的区别在于,若干个正极片和负极片为独立结构,减少对折步骤,操作简单,同时能够减少毛刺刺穿隔膜的概率,提高电池的安全性;并且制备的电池四端均设有正负极耳,使得电子更多的传递,电子分布更均匀,进而电池内阻降低,温升降低且更均匀,使界面温度更加一致,提高电池性能,同时保证在Pack串并联过程中,若任一极耳出现问题,而不影响整个Pack的运行。

上述说明已经充分揭露了本发明的具体实施方式。需要指出的是,熟悉该领域的技术人员对本发明的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本发明的权利要求书的范围。相应地,本发明的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

再多了解一些
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