一种锂离子电池的制作方法_2

文档序号:9237053阅读:来源:国知局
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。在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
[0034]在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0035]锂离子电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池,靠锂离子在正负极之间的转移来完成电池充放电工作的,其主要工作构件为电芯,所述电芯包括正极片2、正极耳4、负极片3、负极耳5和隔膜6 ;
[0036]参见图2所示,为本发明公开的正极片2的结构示意图,所述正极片2包括正极集流体,优选将正极集流体设置为矩形片状结构,本发明的正极集流体采用铝箔。
[0037]所述正极片2包括正极集流体,所述正极集流体包括正极空白区21和正极活性区22,所述正极空白区21与正极活性区22沿正极集流体长度方向排布,所述正极空白区21为正极集流体一侧边缘上沿宽度方向的矩形区域,在正极空白区21内的正极集流体不设置正极活性层221,即正极空白区21为空白的正极集流体铝箔层,所述正极活性区22设有正极活性层221。
[0038]所述正极活性层221选自锂的磷酸盐、锂的硅酸盐、锂的钒系材料、钴酸锂、錳酸锂或者三元(NCM、NCA)中的一种或几种制成的活性层,当电池充电时,锂离子从正极活性层中脱嵌,放电时则相反,电解液中的锂离子嵌入到正极活性层,本发明的正极活性层221采用锂的磷酸盐、锂的硅酸盐或者锂的钒系材料中的一种或几种,为本领域技术人员所公知,故不做进一步赘述。
[0039]参见图3所示,为本发明公开的负极片3的结构示意图,所述负极片3包括负极集流体,优选将负极集流体设置为矩形片状结构,本发明的负极集流体采用铜箔,为常规负极集流体材料,为本领域技术人员所公知。
[0040]所述负极片3包括负极集流体,所述负极集流体包括负极空白区21和负极活性区22,所述负极空白区21与负极活性区22沿负极集流体长度方向排布,所述负极空白区31为负极集流体上沿宽度方向的矩形区域,在负极空白区31内的负极集流体不设置负极活性层321,即负极空白区31为空白的负极集流体铝箔层,所述负极活性区32设有负极活性层 321。
[0041]所述负极活性层321选自碳材料、锡合金、硅合金、硅、锡、锗中的一种或多种制成的活性层,当电池充电时,电解液中的锂离子嵌入到负极活性层中,放电时负极活性层将嵌入的锂离子重新释放到电解液中,完成循环,本发明的负极活性层321采用碳材料、锡合金、硅合金、硅、锡、锗中的一种或多种,为本领域技术人员所公知,故不做进一步赘述。
[0042]参见图4所示,所述正极片2、隔膜6与负极片3之间叠片设置,所述隔膜6置于正极片2和负极片3之间,所述正极片2、负极片3均设置多个,同时正极空白区21与负极空白区31分别位于所述电芯相对的两侧,所述正极活性区22、负极活性区32位于隔膜6覆盖区域内部,所述正极空白区21与负极空白区31位于隔膜6覆盖区域之外,置于隔膜6外部的正极空白区21部分相互层叠接触,置于隔膜外部的负极空白区31部分也相互层叠接触,使得不同正极片2之间相互并联和不同的负极片3之间相互并联,与现有的叠片式锂离子电池的极片之间连接方式不同,现有的极片之间通常采用电极片I上突出的极耳12进行连接,而锂离子电池的内阻一般与其电极片I之间的连接相关,其电极片I之间接触面积小导致锂离子电池的内阻较大,影响放电和充电效率,而本发明的极片之间通过正极空白区21或负极空白区31面连接进行并联,增大了极片之间的接触面积,减小了锂离子电池的内阻,提高了电池的放电和充电效率,同时锂离子电池内阻减少可相应地降低其在充电和放电时的发热量,保持电池的稳定性,而且本锂离子电芯的正极片2和负极片3之间为叠片设置,不存在卷绕式电芯两端封闭会影响电解液注入的情况,本锂离子电芯的电解液可从电芯的侧面渗入,不影响电芯的正常使用。
[0043]参见图5所示,所述不同正极片2的正极空白区21之间的连接方式为焊接,所述不同负极片3的负极空白区31之间的连接方式为焊接,所述正极耳4焊接于正极空白区21并向电芯外部延伸,所述负极耳5焊接于负极空白区31并向电芯外部延伸,正极空白区21之间或负极空白区31之间的焊接优选为超声波焊接,焊接时利用高频振动波传递到正极空白区21或负极空白区31表面,在加压的情况下,使多个正极空白区21之间或多个负极空白区31之间相互摩擦而形成分子层之间的熔合,该超声焊接方式可同时进行多层极片之间的焊接,操作方便,同时极片之间连接紧密,避免出现漏焊现象,需要说明的是,所述超声焊接仅为本发明一种优选的实施方式,其他实现同种功能的焊接方式也应包括在本发明的保护范围内。
[0044]本发明将正极耳2和负极耳3分别设置于电芯的两端,突破了正极耳4和负极耳5宽度设置的限制,正极耳4或负极耳5不会受到相互之间的干扰,可设置较大宽度的正极耳4和负极耳5,适应大功率的电池输出,如动力电池;同时将正极耳4和负极耳5设置在电芯的两端可适用于一些特殊结构电子产品的正负极位置要求。
[0045]本发明的正极片2和负极片3均为规整的矩形片状结构,可通过裁切直接成型,不需要冲床冲出极片上的极耳部分,正极片2和负极片3的边缘平整,避免了现有的极耳和极片一体化冲床生产工艺带来的毛刺问题,防止隔膜被刺破泄露。
[0046]需要说明的是,本发明的正极空白区21和负极空白区31的宽度需要根据不同锂离子电池的正负极片的大小做相应的调整,作为一种优选实施方式,所述正极空白区21的宽度为I?15mm,所述负极空白区31的宽度为I?15mm。
[0047]以下通过实施例对本发明进行进一步的说明。
[0048]实施例1
[0049]参见图6所示,为本实施例1中锂离子电池电芯的叠片示意图。
[0050]进行该锂离子电池电芯的生产的时候,包括以下工序:
[0051]首先进行正极活性层221或负极活性层321的配料,将配料置于高速搅拌机中进行搅拌,制成正极活性层或负极活性层涂料;
[0052]条形片材的涂布和裁剪,所述条形片材为铜箔和铝箔,所述条形片材的宽度为所需制成极片的2倍长度;正极片的生产:将正极活性层涂料涂布于铝箔上,正极活性层沿铝箔的中心线涂布,两边留出正极空白区21,将铝箔沿中心线进行裁切,然后沿条形片材的宽度方向进行裁切,将铝箔裁切成如图2所示的正极片2 ;负极片3的生产与正极片2相似:将负极活性层涂料涂布于铜箔上,负极活性层沿铜箔的中心线涂布,两边留出负极空白区31,将铜箔沿中心线进行裁切,然后沿条形片材的宽度方向相隔一定距离进行裁切,将铜箔裁切成如图3所示的负极片3。
[0053]准备隔膜6,所述隔膜6为片状隔膜,片状隔膜的宽度略大于正极片2和负极片3
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