一种动力锂离子电芯的制备方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及动力电池技术领域，具体地说涉及一种动力锂离子电芯的制备方法。
【背景技术】
[0002]锂离子动力电池是20世纪开发成功的新型高能电池。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中。现有的锂电池普遍采用正负极膜片，隔膜通过卷绕或叠片工艺进行组装然后入壳封口，常规工艺锂电池多采用单卷芯，但是当要求单体大容量时，极片就会过长而难于卷绕，同时导致浪费严重；同时现有技术中电池芯由阴极片、隔膜纸和阳极片卷绕而成，极耳是通过在一个长的极片上焊接上去的，在倍率要求高的场合，内阻较大，不能满足高倍率要求，虽然叠片工艺可实现上述要求，但生产效率很低。
[0003]申请号为CN200610070804.4的中国专利公开了一种多极耳锂离子电池极片制造方法及电芯卷绕体的制造方法，该发明将多个极耳分别焊在极片顶端相应位置，并在与极片重叠的极耳上粘贴适当大小的绝缘带，但是造成了内阻较大的问题。
【发明内容】
[0004]为解决当要求单体大容量时，极片就会过长而难于卷绕，同时导致浪费严重；现有极耳在倍率要求高的场合，内阻较大，不能满足高倍率要求的问题，本发明提出了一种动力锂离子电芯的制备方法，解决了大容量极耳太长导致浪费的问题，提高了电池的倍率性能，同时降低了电池的开发成本。
[0005]本发明是通过以下技术方案实现的:一种动力锂离子电芯的制备方法，所述的电芯由若干个单卷芯组成，电芯前端设有正极极耳和负极极耳，顶盖与正极极耳之间设有正极转接片，单卷芯由设有若干个极耳的正极片、隔膜、设有若干个极耳的负极片组成。
[0006]作为优选，电芯至少包括两个单卷芯，所述的正极极耳由单卷芯的正极片上的极耳组成，负极极耳由单卷芯的负极片上的极耳组成，极耳之间并联连接。作为优选，相邻单卷芯正极片上的极耳通过焊接并联，负极片上的极耳通过焊接并联。这样兼顾卷绕结构的效率和叠片性能优势，便于操作，封装简单、电池内阻低，倍率性能高。
[0007]作为优选，极耳数量大于等于2个，极耳位于正极片或者负极片的一侧。极耳距离正极片或负极片右侧端50mm~300mm，每个极耳之间的距离为30mm~210mm。电芯负极片上的极耳与正极片上的正极耳通过极片留白的边，采用模切或激光切割形成极耳，然后将正极片、隔膜、负极片、隔膜从右侧端卷起，卷起后正极片的极耳与负极片的极耳排布在单卷芯的两侧。隔膜采用常规使用的锂离子电池的隔膜。
[0008]所述的电芯的制备方法为:
(1)将注入电解液并未进行一次封口的电芯放置的真空箱内，将单电芯与水平面呈60-90度夹角放置真空箱内，真空度为-0.085MPa—0.09MPa，放置时间10~15分钟；作为优选，电芯气囊向上； (2)然后将单电芯取出，在真空抽气设备上进行抽气，真空度为-0.1Mpa以下，抽气时间为2秒-10秒；
抽气是为了降低电芯内压，作为优选，抽气后电芯失液量为:0.2g~0.8g，而采用常温浸润方法的失液量为2.0g~5.0g ;
(3)将步骤(2)处理后的电池进行碾压封口，碾压压力为0.lMPa~0.2Mpa ；
作为优选，电芯正反面各碾压一次进行封口。
[0009](4)将完成封口的单电芯，放置在33°C ~38°C的老化房内，放置时间24~72小时；作为优选，单电芯与水平面呈30~60度夹角放置，电芯气囊向上；
(5 )在充电设备上，分别用电流对老化后的单电芯进行预充电。
[0010]作为优选，充电电流为0.007C~0.2C，充电电压为3.17V~3.47V，充电时间为50-300 分钟；
本发明在电池卷绕的基础上，采用多卷芯、多极耳卷绕方式增加电池效率。
[0011]与现有技术相比，本发明的有益效果是:
(1)在锂电池卷绕的基础上，采用多卷芯解决了大容量极耳太长导致浪费的问题；
(2)采用多极耳卷绕提高了叠片电池的倍率性能，降低了电池的开发成本。
[0012]说明附图
图1为本发明的多极耳结构示意图；
图2为本发明的多卷芯结构示意图；
图3为本发明的CID装置结构示意图；
图中，1为电芯，2为正极极耳，3为负极极耳，4为单卷芯，5为正极片，6为负极片，7为极耳。
【具体实施方式】
[0013]下面通过实施例和附图对本发明作进一步详细说明。
[0014]实施例1
在长7100mm、宽88mm的正极片5上距离一边10mm通过激光进行切割成极耳7，每个极耳7宽10mm，最右端极耳7距离正极片5的最右侧距离为164mm，右侧第一个极耳7与第二个极耳7相距140mm，第二个极耳7与第三个极耳7之间相距141mm，之后每个极耳7之间依次增加1mm，共切割成20个极耳7。
[0015]在长7100mm、宽88mm的负极片6上距离一边10mm通过激光进行切割成极耳7，每个极耳7宽10mm，最右端极耳7距离负极片6的最右侧距离为164mm，右侧第一个极耳7与第二个极耳7相距140mm，第二个极耳7与第三个极耳7之间相距141mm，之后每个极耳7之间依次增加1mm，共切割成20个极耳7。
[0016]然后将一层正极片5、一层隔膜、一层负极片7、一层隔膜叠放在一起，从右侧端卷起，卷起后正极片5的极耳7与负极片5的极耳7分别排布在单电芯4的两侧。
[0017]卷起后的单电芯4，将负极片6上的极耳7并联连接，正极片5上的极耳7并联焊接，将注入电解液并未进行一次封口的单电芯4放置的真空箱内，将电单芯与水平面成60度夹角放置真空箱内，真空度为-0.085MPa，放置时间10分钟；然后将单电芯4取出，在真空抽气设备上进行抽气，真空度小于-0.1Mpa，抽气时间为2秒，抽气后电芯失液量为0.2g。然后将电池进行碾压封口，正反面各碾压一次进行封口，碾压压力为0.1MPa ;将完成封口的单电芯4，放置在33°C的老化房内，单电芯4与水平面成30度夹角放置，搁置时间24小时；在充电设备上，用电流对老化后的电芯进行预充电，用0.007C的电流对单电芯4进行预充电，充电上限电压为3.17V、充电时间为50分钟，完成后制成成品单卷芯4。
[0018]一种多卷芯动力锂离子电芯结构中，电芯1中的单卷芯4个数为2个，两个单卷芯4的正极片5的极耳7通过焊接并联连接成正极极耳2，两个单卷芯4的负极片6的极耳7通过焊接并联连接成负极极耳3。
[0019]实施例2
在长8000mm、宽95mm的正极片5上距离一边15mm通过激光进行切割成极耳7，每个极耳7宽15mm，最右端极耳7距离正极片5的最右侧距离为200mm，右侧第一个极耳7与第二个极耳7相距150mm，第二个极耳7与第三个极耳7之间相距151mm，之后每个极耳7之间依次增加1mm，共切割成15个极耳7。
[0020]在长8000mm、宽95mm的负极片6上距离一边15mm通过激光进行切割成极耳7，每个极耳7宽15mm，最右端极耳7距离负极片6的最右侧距离为200mm，右侧第一个极耳7与第二个极耳7相距150mm，第二个极耳7与第三个极耳7之间相距151mm，之后每个极耳7之间依次增加1_，共切割成15个极耳7。
[0021]然后将一层正极片5、一层隔膜、一层负极片7、一层隔膜叠放在一起，从右侧端卷起，卷起后正极片5的极耳7与负极片5的极耳7分别排布在单电芯4的两侧。
[0022]卷起后的单电芯4，将负极片6上的极耳7并联连接，正极片5上的极耳7并联焊接，将注入电解液并未进行一次封口的单电芯4放置的真空箱内，将电单芯与水平面成90度夹角放置真空箱内，真空度为-0.09MPa，放置时间15分钟；然后将单电芯4取出，在真空抽气设备上进行抽气，真空度小于-0.1Mpa，抽气时间为10秒，抽气后电芯失液量为0.8g。然后将电池进行碾压封口，正反面各碾压一次进行封口，碾压压力为0.2MPa ;将完成封口的单电芯4，放置在38°C的老化房内，单电芯4与水平面成60度夹角放置，搁置时间72小时；在充电设备上，用电流对老化后的单电芯4进行预充电，用0.2C的电流对单电芯4进行预充电，充电上限电压为3.47V、充电时间为300分钟，完成后制成成品单卷芯4。
[0023]一种多卷芯动力锂离子电芯结构中，电芯1中的单卷芯4个数为4个，两个单卷芯4的正极片5的极耳7通过焊接并联连接成正极极耳2，两个单卷芯4的负极片6的极耳7通过焊接并联连接成负极极耳3。
[0024]本实施例的多极耳动力锂离子电芯结构制成的锂离子动力电池，由于极耳多了，电流走的路径小了，内阻降低了，倍率性能提高。
【主权项】
1.一种动力锂离子电芯的制备方法，其特征在于，所述的电芯由若干个单卷芯组成，电芯前端设有正极极耳和负极极耳，单卷芯由设有若干个极耳的正极片、隔膜、设有若干个极耳的负极片组成。2.根据权利要求1所述的一种动力锂离子电芯的制备方法，其特征在于，所述单卷芯正极片上的极耳并联连接后与正极极耳连接，单卷芯负极片上的极耳并联连接后与负极极耳连接。3.根据权利要求1所述的一种动力锂离子电芯的制备方法，其特征在于，正极片上的极耳或负极片上的极耳数量大于等于2个，极耳分别位于正极片或者负极片的一侧。4.根据权利要求3所述的一种动力锂离子电芯的制备方法，其特征在于，极耳距离正极片或负极片右侧端50mm~300mm，每个极耳之间的距离为30mm~210mm。5.根据权利要求3或4所述的一种动力锂离子电芯的制备方法，其特征在于，极耳通过模切或激光切割形成极耳。6.根据权利要求3或4所述的一种动力锂离子电芯的制备方法，其特征在于，正极片或负极片从右侧端卷起。7.根据权利要求1所述的一种动力锂离子电芯的制备方法，其特征在于，所述的单电芯的制备方法为: (1)将注入电解液并未进行一次封口的单电芯放置的真空箱内，将单电芯与水平面呈60-90度夹角放置真空箱内，真空度为-0.085MPa—0.09MPa，放置时间10~15分钟； (2)然后将单电芯取出，在真空抽气设备上进行抽气，真空度小于-0.1Mpa，抽气时间为2秒-10秒； (3)将步骤(2)处理后的电池进行碾压封口，碾压压力为0.lMPa~0.2Mpa ； (4)将完成封口的单电芯，放置在33°C到38°C的老化房内，单电芯与水平面成30~60度夹角放置，搁置时间24~72小时； (5 )在充电设备上，分别用电流对老化后的单电芯进行预充电。8.根据权利要求7所述的一种动力锂离子电芯的制备方法，其特征在于，步骤(2)抽气后电芯失液量为:0.2g~0.8g。9.根据权利要求7所述的一种动力锂离子电芯的制备方法，其特征在于，步骤(3)中电芯正反面各碾压一次进行封口。
【专利摘要】本发明涉及动力电池技术领域，为解决当要求单体大容量时，极片就会过长而难于卷绕，同时导致浪费严重；现有极耳在倍率要求高的场合，内阻较大，不能满足高倍率要求的问题，本发明提出了一种动力锂离子电芯的制备方法，所述的电芯由若干个单卷芯组成，电芯前端设有正极极耳和负极极耳，顶盖与正极极耳之间设有正极转接片，单卷芯由设有若干个极耳的正极片、隔膜、设有若干个极耳的负极片组成。本发明解决了大容量极耳太长导致浪费的问题，提高了电池的倍率性能，同时降低了电池的开发成本。
【IPC分类】H01M2/26, H01M10/0587
【公开号】CN105470583
【申请号】CN201510110215
【发明人】杜小红, 朱修锋, 高新宝, 李凡群
【申请人】万向A一二三系统有限公司, 万向集团公司
【公开日】2016年4月6日
【申请日】2015年3月13日