叠片式电芯的制作方法
【专利摘要】叠片式电芯，该电芯电芯包括第一电芯层和第二电芯层，第一电芯层由宽度为l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ln的负极极片和正极极片交替叠放形成，所述第二电芯层的极片宽度从下往上递减；第二电芯层位于第一电芯层上，电芯热压后的截面形状为梯形。本实用新型电芯截面形状为梯形，可最大化使用设备预留空间，提高电芯设计容量，从而提高设备待机时间，解决因受电池容量所限导致的设备待机时间短的问题；而且本实用新型电芯具有倾斜的侧面，可与设备梯形的预留空间完全贴合，其应力平均分配在电芯过渡斜面，提高了设备的安全性能。
【专利说明】
叠片式电芯
技术领域
[0001]本实用新型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。
【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。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型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。
[0004]为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案:
[0005]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，In= 1-n X d，n = I，…，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。
[0006]进一步的，所述正极极片裁切为独立的片体。
[0007]进一步的，所述负极极片裁切为独立的片体。
[0008]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。
[0009]进一步的，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。
[0010]由以上技术方案可知，本实用新型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】
[0011]为了更清楚地说明本实用新型实施例，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实用新型的一些实施例，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。
[0012]图1a为本实用新型标准极片的示意图；
[0013]图1b为本实用新型窄极片的不意图；
[0014]图2为本实用新型实施例1隔膜的示意图；
[0015]图3为本实用新型实施例1电芯的结构示意图；
[0016]图4为本实用新型电芯热压老化的示意图；
[0017]图5为本实用新型电芯制成的锂电池的结构示意图；
[0018]图6a为本实用新型实施例2装了正极标准极片的隔膜袋的示意图；
[0019]图6b为本实用新型实施例2装了正极窄极片的隔膜袋的示意图；
[0020]图7为本实用新型实施例2电芯的结构示意图；
[0021 ]图8为本实用新型实施例3负极极片的结构示意图；
[0022]图9为本实用新型实施例3电芯的结构示意图；
[0023]图10为本实用新型实施例4电芯的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024]为了让本实用新型的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本实用新型实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。
[0025]本实用新型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。
[0026]实施例1
[0027]本实施例的叠片式梯形电芯的制备方法如下:
[0028]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；
[0029]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;
[0030]将隔膜裁切为长条，如图2所示；
[0031]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;
[0032]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;
[0033]第一电芯层和第二电芯层堆叠形成如图3所示结构；
[0034]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)。本实用新型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。
[0035]实施例2
[0036]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；
[0037]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；
[0038]将隔膜裁切制成与正极极片大小相适应的隔膜袋，将正极极片分别放入尺寸对应的隔膜袋中，图6a所示为放置了正极标准极片的隔膜袋的示意图，图6b所示为放置了正极窄极片的隔膜袋的示意图；
[0039]将内置正极标准极片的隔膜袋放置于设备平台上，在隔膜袋上放置负极标准极片，确保负极标准极片将正极涂膏完全覆盖，在负极标准极片上放置内置正极标准极片的隔膜袋，如此重复，形成由数片负极标准极片和数片正极标准极片间隔叠放形成的第一电芯层A(图7);
[0040]在第一电芯层A的隔膜袋上放置一张负极窄极片，在负极窄极片上放置内置正极窄极片的隔膜袋，在置正极窄极片的隔膜袋再放置一片宽度变窄的负极窄极片，再放置一个内置了正极窄极片的隔膜袋，如此重复，每片负(正)极窄极片比其前一片负(正)极窄极片窄，形成极片宽度从下到上依次缩减的第二电芯层B(图7);
[0041]第一电芯层和第二电芯层堆叠形成如图7所示的结构；
[0042]对电芯进行封装、注液陈化后，进行热压老化并化成，采用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。
[0043]实施例3
[0044]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；
[0045]将正极极片裁切为若干片标准极片和若干片窄极片，窄极片的宽度递减；
[0046]将隔膜裁切制成与正极极片大小相适应的隔膜袋，将正极极片放入隔膜袋中；
[0047]将负极极片裁切为长条，如图8所示；
[0048]将负极极片放置于设备平台上，在负极极片上放置内置正极标准极片的隔膜袋，然后将负极极片弯折180°覆盖在隔膜袋上，再放置一个内置了正极极片的隔膜袋，再将负极极片弯折覆盖在隔膜袋上，如此重复，直至把不同宽度的正极极片全部堆叠完，得到如图9所示结构的电芯；
[0049]对电芯进行封装、注液陈化后，进行热压老化并化成，采用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。
[0050]实施例4
[0051 ]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；
[0052]将正极极片裁切为若干片标准极片和若干片窄极片，窄极片的宽度相对于标准极片的宽度递减；
[0053]负极极片和隔膜分别裁切为长条；
[0054]将隔膜贴合在负极极片的正反两侧面上，将贴了隔膜的负极极片放置于设备平台上，在隔膜上放置一片正极极片，然后将负极弯折覆盖在正极极片上，再在隔膜上放置一片正极极片，……如此反复，直至把不同宽度的正极极片全部堆叠完，得到如图10所示的梯形结构的电芯；
[0055]对电芯进行封装、注液陈化后，进行热压老化并化成，采用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。
[0056]采用本实用新型方法制备得到的电芯由若干标准极片和若干窄极片叠放形成，标准极片形成截面形状为矩形的第一电芯层，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，负极极片和正极极片之间设置有隔膜;窄极片放置于第一电芯层上，窄极片的宽度从下往上递减形成第二电芯层，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;热压整型后得到的电芯底面为平面，顶面为凸起面，截面形状为梯形，可最大化使用设备预留空间，提高电芯设计容量，从而提高设备待机时间，解决因受电池容量所限导致的设备待机时间短的问题;而且本实用新型电芯的截面形状为梯形，具有倾斜的侧面，可与设备梯形的预留空间完全贴合，其应力平均分配在电芯过渡斜面，提高了设备的安全性能。
[0057]本实用新型的正极极片裁切为独立的片体，负极极片可同样裁切为独立的片体或长条形，隔膜可裁切制成大小与所述正极极片对应的隔膜袋，用于放置正极极片，或裁切为长条，其连续弯折设置于所述负极极片和所述正极极片之间。前述实施例中，窄极片与标准极片中心线重合，使得电芯的截面形状为中心对称的等腰梯形，但窄极片也可叠放于标准极片的某一侧，电芯的截面形状可为直角梯形，电芯的凸起面不一定在电芯的正中心。
[0058]对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。
【主权项】
1.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，其特征在于: 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，In= 1-n X d，n=I，…，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。2.根据权利要求1所述的叠片式电芯，其特征在于:所述正极极片裁切为独立的片体。3.根据权利要求2所述的叠片式电芯，其特征在于:所述负极极片裁切为独立的片体。4.根据权利要求1或2或3所述的叠片式电芯，其特征在于: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。5.根据权利要求1或2或3所述的叠片式电芯，其特征在于: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。
【文档编号】H01M10/0585GK205564889SQ201620023707
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年1月8日
【发明人】徐延铭, 李俊义, 邹浒
【申请人】珠海光宇电池有限公司