叠片式梯形电芯的制备方法及叠片式电芯的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于聚合物锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种叠片式锂离子电芯的制备方法及锂离子电芯。
【背景技术】
[0002]目前通讯、数码产品外形多样，为了适应产品的外形，用于存放电池的空间并不一定是方正的六面体，如长方体或正方体，也可能是截面形状为梯形的多面体。特殊形状的空间若仍使用普通的矩形电芯，会存在以下不足:矩形电芯无法充分利用预留的存放电芯空间，导致电芯设计容量低，设备待机时间短;其次，由于电芯外侧是内切于梯形空间的矩形体，仅电芯两侧边与存放空间的内侧表面接触，存在晃动或者电池侧面过压的风险。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种可以充分利用设备预留的存放空间的叠片式梯形电芯的制备方法及叠片式电芯。
[0004]为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案:
[0005]—种叠片式梯形电芯的制备方法，步骤如下:
[0006]在负极集流体上涂覆活性物质制成负极极片，在正极集流体上涂覆活性物质制成正极极片；
[0007]将正极极片和负极极片分别裁切为若干标准极片和若干窄极片，所述窄极片的宽度小于所述标准极片的宽度且宽度递减，所述窄极片的宽度ln=l_nXd，其中，I为所述标准极片的宽度，η = I，…，N，N为窄极片的数量，d为缩减宽度；
[0008]制备隔膜，并将隔膜放置于设备平台上，在隔膜上交替放置负极标准极片和正极标准极片，所述负极标准极片和正极标准极片之间设置隔膜，形成第一电芯层；
[0009]在第一电芯层的隔膜上交替放置负极窄极片和正极窄极片，每一窄极片的宽度比其前一窄极片的宽度窄，所述负极窄极片和正极窄极片之间设置隔膜，形成极片宽度依次缩减的第二电芯层；
[0010]对电芯进行封装、注液陈化后，采用具有梯形槽的夹具对电芯进行热压老化及化成，整形后得到截面形状为梯形的电芯。
[0011]—种叠片式梯形电芯的制备方法，步骤如下:
[0012]在负极集流体上涂覆活性物质制成负极极片，在正极集流体上涂覆活性物质制成正极极片；
[0013]将正极极片裁切为若干标准极片和若干窄极片，所述窄极片的宽度小于所述标准极片的宽度且宽度递减，所述窄极片的宽度In= Ι-nXd，其中，I为所述标准极片的宽度，η=1，…，Ν，Ν为窄极片的数量，d为缩减宽度；
[0014]将负极极片裁切为长条；
[0015]制备隔膜；
[0016]将负极极片放置于设备平台上，在所述负极极片上每放置一片正极标准极片，将所述负极极片弯折使其覆盖于所述正极标准极片上，负极极片和正极标准极片之间设置隔膜，形成第一电芯层；
[0017]在第一电芯层上的负极极片上放置正极窄极片，所述负极极片上每放置一片正极窄极片，将所述负极极片弯折使其覆盖于所述正极窄极片上，每一正极窄极片的宽度比其前一正极窄极片的宽度窄，负极极片和正极窄极片之间设置隔膜，形成极片宽度依次缩减的第二电芯层；
[0018]对电芯进行封装、注液陈化后，采用具有梯形槽的夹具对电芯进行热压老化及化成，整形后得到截面形状为梯形的电芯。
[0019]进一步的，所述第一电芯层包括K片正极标准极片和K片负极标准极片，K2 I。
[0020]进一步的，所述隔膜裁切为长条形，在所述隔膜上每放置一片极片后，将隔膜弯折180°使其覆盖于其上的极片上。
[0021]进一步的，所述隔膜裁切后制成大小与正极极片大小相适应的隔膜袋，将正极极片装入所述隔膜袋中，叠放时将负极极片与内置了正极极片的隔膜袋交替放置。
[0022]进一步的，所述隔膜裁切为长条形，将隔膜贴在负极极片的两侧面上，在所述负极极片上每放置一片正极极片，将所述负极极片弯折使其覆盖于正极极片上。
[0023]进一步的，所述隔膜裁切后制成大小与正极极片大小相适应的隔膜袋，将正极极片装入所述隔膜袋中，叠放时在负极极片每放置一内置了正极极片的隔膜袋，将负极极片弯折使其覆盖于隔膜袋上。
[0024]一种叠片式电芯，包括:依次层叠放置的正极极片、隔膜及负极极片，所述电芯包括第一电芯层和第二电芯层，所述第一电芯层由宽度为I的负极极片和正极极片交替叠放形成，所述负极极片和正极极片之间设置有隔膜;所述第二电芯层由宽度为In的负极极片和正极极片交替叠放形成，其中，ln=l-nXd，n=l，…，N，N为窄极片的数量，d为缩减宽度，所述第二电芯层的极片宽度从下往上递减;所述第二电芯层位于所述第一电芯层上，所述电芯热压后的截面形状为梯形。
[0025]进一步的，所述正极极片裁切为独立的片体。
[0026]进一步的，所述负极极片裁切为独立的片体。
[0027]进一步的，所述隔膜为长条，其连续弯折设置于所述负极极片和所述正极极片之间；或者所述隔膜裁切制成大小与所述正极极片对应的隔膜袋，所述正极极片放置于所述隔膜袋中
[0028]由以上技术方案可知，本发明将正极极片裁切成标准极片和窄极片，负极极片裁切成标准极片和窄极片，或为长片，窄极片的宽度相对标准极片的宽度少I?N个缩减宽度，在叠放时标准极片位于电芯的底层，窄极片从下往上宽度递减的叠放，使得最后热压整型后得到竖截面形状为梯形的电芯，梯形电芯可最大化使用设备预留空间，提高电芯设计容量，且可使应力平均分配在电芯过渡斜面，能避免电芯长期循环后变形的问题。
【附图说明】
[0029]为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，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他的附图。
[0030]图1a为本发明标准极片的不意图；
[0031 ]图1b为本发明窄极片的不意图；
[0032]图2为本发明实施例1隔膜的示意图；
[0033]图3为本发明实施例1电芯的结构示意图；
[0034]图4为本发明电芯热压老化的示意图；
[0035]图5为本发明电芯制成的锂电池的结构示意图；
[0036]图6a为本发明实施例2装了正极标准极片的隔膜袋的示意图；
[0037]图6b为本发明实施例2装了正极窄极片的隔膜袋的示意图；
[0038]图7为本发明实施例2电芯的结构示意图；
[0039]图8为本发明实施例3负极极片的结构示意图；
[0040]图9为本发明实施例3电芯的结构示意图；
[0041 ]图10为本发明实施例4电芯的结构示意图。
【具体实施方式】
[0042]为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。
[0043]本发明的目的是制备一种截面形状为梯形的叠片式电芯，使得由该电芯制得的锂电池可放入预留的存放空间为梯形的产品中，以充分利用产品所预留空间，最大化电芯设计容量。
[0044]实施例1
[0045]本实施例的叠片式梯形电芯的制备方法如下:
[0046]在负极集流体上涂覆活性物质制成负极极片，在正极集流体上涂覆活性物质制成正极极片；
[0047]将正极极片和负极极片分别裁切为若干片标准极片和若干片宽度相对于标准极片的宽度递减的窄极片，每一窄极片的宽度均不相同，标准极片的结构如图1a所示，其宽度为I;窄极片的结构如图1b所示，其宽度为In= 1-n X d，其中，n= I，…，N，N为窄极片的数量，d为缩减宽度，第一片窄极片相对标准极片减少一个缩减宽度d，第二片窄极片相对第一片窄极片减少一个缩减宽度d，即相当于相对标准极片缩减宽度2d，以此类推，每一窄极片都相对其前一窄极片窄一个缩减宽度d;
[0048]将隔膜裁切为长条，如图2所示；
[0049]将隔膜放置于设备平台上，然后在隔膜上放置一张负极标准极片，将隔膜弯折180°使其覆盖于负极标准极片上，再放置一张正极标准极片于隔膜上，同时确保负极极片完全将正极极片上的涂膏覆盖，再将隔膜弯折180°使其覆盖于正极标准极片上，继续放置一张负极标准极片于隔膜上，再将隔膜弯折180°，如此重复，形成由负极标准极片和正极标准极片间隔叠放形成的第一电芯层A(图3)，隔膜位于正极极片和负极极片之间，该第一电芯层A包括K片正极标准极片和K片负极标准极片，K 2 I，优选的，3 < K < 12;
[0050]在第一电芯层A的隔膜上放置一张负极窄极片，同样的，将隔膜弯折覆盖在负极窄极片上后，再放置一张正极窄极片于隔膜上，再将隔膜弯折覆盖在正极窄极片上，再放置一张负极窄极片于隔膜上，如此重复，形成由负极窄极片和正极窄极片间隔叠放形成的第二电芯层B(图3)，由于每张(正、负极)窄极片要比其前一张(正、负极)窄极片窄，因此，形成极片宽度依次缩减的第二电芯层B;
[0051]第一电芯层和第二电芯层堆叠形成如图3所示结构；
[0052]对电芯进行封装、注液陈化后，进行热压老化并化成，采用如图4所示的具有梯形槽的夹具对电芯进行热压老化及化成，整形后得到截面形状为梯形的电芯(图5)。本发明的电芯热压老化及化成工艺可采用常规的高温高压老化一常温常压化成一高温高压老化的工艺;或者采用高温高压老化下化成的工艺。
[0053]实施例2
[0054]在负极集流体上涂覆活性物质制成负极极片，在正极集流体上涂覆活性物质制成正极极片；
[0055]将正极极片和负极极片分别裁切为若干片标准极片和若干片窄极片；
[0056]将隔膜裁切制成与正极极片大小相