一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法
【专利摘要】本发明涉及一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，包括以下步骤：（1）选取多个分切好的正极单片、负极单片和条形隔膜备用；（2）将多个正极单片和负极单片以正极单片、负极单片、负极单片、正极单片为单元的顺序依次设置在隔膜表面并固定形成复合极片；（3）通过卷针对复合极片进行卷绕，使卷绕后的正极单片、隔膜与负极单片相互层叠形成叠片电池。本发明所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，通过卷绕的形式将正负极片层叠而成，该卷绕式叠片电池的最小结构单元为正、负极单片，省去了多层结构单元的制作、分切、固定及转移步骤，该方法所采用的涂胶隔膜为连续的、未切断的整体，提高了叠片电池的制作效率。
【专利说明】
一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法
技术领域
[0001] 本发明涉及锂离子卷绕型叠片电池技术领域，具体涉及一种卷绕式锂离子叠片电 池的快速制备方法。
【背景技术】
[0002] 锂离子电池具有能量密度高、安全性能好、使用寿命长、自放电小以及绿色无污染 等优点，目前广泛应用于便携式移动设备、混合动力电池汽车、纯电动汽车等领域。
[0003] 目前，在动力锂离子电池领域，电芯的制备方法主要有以下两种:一种是卷绕型电 芯；另一种是叠片型电芯。卷绕型电芯由于具有制备方法简单、生产效率高、一致性好等优 点受到了众多厂家的青睐。但是，卷绕型电芯自身也存在着致命的缺陷，如制备过程中极片 张力控制困难、卷绕层数和极片的大小受到限制。此外，卷绕型电池在使用过程中也会存在 着热分布不均，特别是在大电流充放电的条件下，容易造成热失控。叠片型电芯由于其特殊 的结构，决定了电芯在制作过程中张力分布的均匀性，以及在运行过程中热均匀分布。因 此，与卷绕型电芯相比，叠片型电池在功率性能等方面具有较大的优势，特别是在功率性能 和热分布等方面，受到了众多新能源汽车厂家一致好评。但是，叠片型电芯存在着制备过程 复杂、生产效率低等难题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，该方法通过 卷绕的形式将正负极片层叠而成，可以一站式的、连续性的完成卷绕型叠片电池的制备，提 尚置片电芯的生广效率。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案:一种卷绕式锂离子叠片电池的快 速制备方法，包括以下步骤：
[0006] (1)选取多个正极单片、负极单片和条形隔膜备用；
[0007] (2)将多个正极单片和负极单片以正极单片、负极单片、负极单片、正极单片为单 元的顺序依次设置在隔膜表面并固定形成复合极片，相邻电极单片之间的距离通过以下公 式计算得到：
[0008]
[0009]其中，a = d2-di，Li为第一片电极单片与第二片电极单片之间的间距，L2为第二片 电极单片与第三片电极单片之间的间距，L3为第三片电极单片与第四片电极单片之间的间 距，L4为第四片电极单片与第五片电极单片之间的间距，L n为第η电极片与第n+1片电极片之 间的间距，b为隔膜的厚度，c为正极单片的厚度，d为负极单片的厚度，d 2为负极电极片的宽 度，cU为正极电极片的宽度，N+为正整数。
[0010] (3)通过卷针对复合极片进行卷绕，使卷绕后的正极单片、隔膜与负极单片相互层 叠形成叠片电池。
[0011] 上述步骤中，所述隔膜为涂胶隔膜，正极单片、负极单片通过热压与涂胶隔膜黏贴 固定。
[0012] 上述步骤中，所述正极单片、负极单片通过热压辊与隔膜进行热压固定。
[0013] 上述步骤中，所述正极单片所采用的基材为铝箱，所述负极单片所采用的基材为 铜箱。
[0014] 由上述技术方案可知，本发明所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，通 过卷绕的形式将正负极片层叠而成，该卷绕式叠片电池的最小结构单元为正、负极单片，省 去了多层结构单元的制作、分切、固定及转移步骤，该方法所采用的涂胶隔膜为连续的、未 切断的整体，提高了叠片电池的制作效率。
【附图说明】
[0015] 图1是本发明的方法流程图；
[0016] 图2是本发明中所述的正、负极单片的放置序列及极耳的排列方式示意图；
[0017] 图3是本发明制作后的卷绕型叠片电池剖面示意图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图对本发明做进一步说明：
[0019] 如图1所示，一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，包括以下步骤：
[0020] S1:选取多个分切好的正极单片16、负极单片17和条形的涂胶隔膜18备用；
[0021] S2:将多个正极单片和负极单片以正极单片16、负极单片17、负极单片17、正极单 片16为单元的顺序（即以正极单片16、负极单片17、负极单片17、正极单片16,每4个为一组 依次循环的顺序，如图2所示)依次设置在隔膜表面并固定形成复合极片，相邻电极单片之 间的距离通过以下公式计算得到：
[0022]
[0023] 具中，3 =也_山山为弟一片电极早片与弟二片电极早片之丨日」的丨日」距，L2为第二片 电极单片与第三片电极单片之间的间距，L3为第三片电极单片与第四片电极单片之间的间 距，L4为第四片电极单片与第五片电极单片之间的间距，L n为第η电极片与第n+1片电极片之 间的间距，b为隔膜的厚度，c为正极单片的厚度，d为负极单片的厚度，d 2为负极电极片的宽 度，cU为正极电极片的宽度，N+为正整数。
[0024]本实施例，可采用机械手将正、负极单片放置在隔膜上，按照正、负电极片特定的 排列方式将正、负极电极片放置在机械手相对应的收料盒内，由机械手将电极片精确地放 置在涂胶隔膜上并固定(在实际生产中，可通过增加机械手的数量来提高制作效率）。
[0025]为保证相邻正、负极单片间距的精确性，在机械手放置电极单片时，传送带是停止 运行的，而且在每次停止运行时，会全部完成每组正、负极电极片的放置及固定。
[0026] S3:通过卷针对复合极片进行卷绕，使卷绕后的正极单片16、隔膜18与负极单片17 相互层叠形成叠片电池，如图3所示。
[0027] 本实施例所述正极单片、负极单片通过热压辊与涂胶隔膜进行热压固定，所述正 极单片所采用的基材为铝箱，所述负极单片所采用的基材为铜箱。
[0028] 发明所述的叠片电池制作方法，有效地解决了叠片电池多层结构单元制备过程繁 琐以及固定、转移困难等难题，一站式的完成了卷绕式叠片电池的制作，极大缩减了卷绕式 叠片电池的制作工步和制作成本，提高了卷绕式叠片电池制作的效率。
[0029] 以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范 围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方 案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
【主权项】
1. 一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 选取多个正极单片、负极单片和条形隔膜备用； (2) 将多个正极单片和负极单片以正极单片、负极单片、负极单片、正极单片为单元的 顺序依次设置在隔膜表面并固定形成复合极片，相邻电极单片之间的距离通过以下公式计 算得到：其中，a = d2-di，Li为第一片电极单片与第二片电极单片之间的间距，L2为第二片电极单 片与第三片电极单片之间的间距，L3为第三片电极单片与第四片电极单片之间的间距，L4为 第四片电极单片与第五片电极单片之间的间距，L n为第η电极片与第n+1片电极片之间的间 距，b为隔膜的厚度，c为正极单片的厚度，d为负极单片的厚度，d 2为负极电极片的宽度，di为 正极电极片的宽度，N+为正整数。 (3) 通过卷针对复合极片进行卷绕，使卷绕后的正极单片、隔膜与负极单片相互层叠形 成叠片电池。2. 根据权利要求1所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，其特征在于:所述隔 膜为涂胶隔膜，正极单片、负极单片通过热压与涂胶隔膜黏贴固定。3. 根据权利要求2所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，其特征在于:所述正 极单片、负极单片通过热压辊与隔膜进行热压固定。4. 根据权利要求1所述的卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，其特征在于:所述正 极单片所采用的基材为铝箱，所述负极单片所采用的基材为铜箱。
【文档编号】H01M10/0583GK105932339SQ201610424893
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年6月13日
【发明人】王丰, 左龙龙, 黄刚, 王晨旭
【申请人】合肥国轩高科动力能源有限公司