专利名称：：一种锂离子电池电芯制作方法
技术领域：
：本发明属于化学电源
技术领域：
，具体涉及一种锂离子电池电芯制作方法。
背景技术：
：锂离子电池电芯的制作主要有软绕和叠片两种方式。巻绕式电芯是将正负极极片制成长条状，焊上极耳，包上隔膜，巻成电芯。巻绕工艺效率高，一致性好。但是由于巻绕电池极片长，并通过单只极耳汇流，电子迁移的距离远，导致电池的内阻偏高，高倍率放电性能较差。所以巻绕工艺只适合做小容量，低功率电池。叠片工艺是将正负极极片制成片状，采用手工或叠片机将正负极叠码在一起，一片正极一片负极，中间用隔膜隔开。目前动力电池制作主要采用的是叠片工艺，这是由于每张极片均留有极耳，电极的电流密度高，合适高倍率放电，而且可以制作大容量的电池，容量可达上百安时。但是叠片工艺效率低，由于目前设备水平有限，导致制片过程中正负极边角产生的毛刺较多，制成电芯后，边角毛剌刺破隔膜，造成电池内阻微短路，电池的成品率低，制作成本高。目前有出现了叠片巻绕的方式，如中国专利200710034993.4和中国专利200820083400.3分别涉及到一种锂离子电芯的制作方法和一种叠片巻绕式锂离子电池电芯，采用多片正极和多片负极由隔膜分隔层叠后巻绕而成，这种方法无法实现自动化大生产，只能有手工完成，电池的一致性较差。而中国专利200510015494.1则涉及到一种折叠式锂离子电池极组及其制作方法，电芯采用多个正极和一片负极，正负极通过焊接方式各引出一只极耳，电芯的内阻偏高。
发明内容本发明的目的是克服现有巻绕和叠片工艺缺点，提供一种锂离子电池电芯制作方法，该方法集中了巻绕工艺性好、效率高和叠片高倍率放电性能好等优点，尤其适用于大容量动力型锂离子电芯的制作。本发明的目的可以通过以下措施达到一种锂离子电池电芯制作方法，包括如下步骤(A)正极集流体涂覆活性物质后辊压，冲切成单片带极耳的正极片；(B)负极集流体涂覆活性物质后辊压，在与负极集流体涂布区相连的非涂布区间隔冲切出多个极耳，—形成负极长极板；(C)将负极长极板按额定单个负极片尺寸呈Z字形折叠，使相邻的额定尺寸的单个负极片相互叠加，其中每个负极片均带有极耳且相邻负极片的极耳相重叠；(D)将正极片包上隔膜后插入每两个相邻的负极片之间组成电芯，或者负极集流体在折叠前先包上隔膜，折叠后再将正极片直接插入每两个相邻的负极片之间组成电芯；这两种方式既能够通过手工操作实现，同时也能采用自动化设备来实现。其中多个正极片的极耳相重叠。涂覆过活性物质的正极集流体可以冲切成"菜刀"形极片，"刀柄"相当于正极片极耳，"刀柄"也可以位于"菜刀"的中间位置。涂覆过活性物质的负极集流体在非涂布区冲切出多个极耳形成的负极长极板，其长度需为额定单个负极片长度或宽度的整数倍，以利于Z形折叠。制成的电芯的正极片的极耳可以统一在负极片极耳的同侧，或者也可以统一在相反的一侧；正极片或负极片的极耳相互之间需能够重叠，多层极耳捏合后焊接极耳或端子。正极极片的尺寸略小于负极Z字形折叠后单层尺寸(即额定单个负极片尺寸)，优选单个正极片的长度和宽度均比额定单个负极片小0.44mm(不包括极耳)。正极片插入相邻负极片之间后，仅极耳部分露出两相邻负极片之间，即要求正极片不露出负极片，负极极片完全包裹正极片。正极片和负极片组成电芯后缠上高温胶带固定。与现有方法相比，本发明主要有以下几个特点1、电芯只采用一片负极极板，极板上留有多个极耳。本发明采用一片负极长极板，避免了叠片工艺负极采用多张极片，边角毛刺刺穿隔膜，电芯内部微短路，导致电芯报废情况。极板上留有多个极耳，极耳不需要通过焊接的方式连接，无接触内阻；负极多极耳设计，縮短了电子的迁移的距离，极板可以以较大电流密度放电，非常适合做功率型的电池。而巻绕工艺负极极耳焊接极片上，极耳的数量仅为一只，加上焊接的接触内阻大，导致电池的内阻偏高。2、通过负极长极板Z字型折叠，使得负极多极耳在折叠后重合。负极长极板Z字型折叠，每个叠层的尺寸一致，这样负极长极板的多极耳才能重合。如果采用巻绕的方式，负极极片极耳的定位非常困难，因为每巻一圈所需的极片的长度都会增加，巻绕后，电芯的极耳往往不能重合，后段工序的极耳焊接无法实施。3、正极极片的尺寸在高度和宽度方向均比负极Z字形折叠后单层尺寸(即额定单个负极片尺寸)小0.44mm(不包括极耳)。本发明的锂离子电池电芯制作方法集中了巻绕工艺性好、效率高和叠片高倍率放电性能好等优点，尤其适用于大容量动力型锂离子电芯的制作。图l是本发明电芯正极极片示意图2是本发明电芯负极极板示意图3是本发明电芯正负极耳同侧Z字型折叠示意图4是本发明电芯正负极耳对位Z字型折叠示意图。具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图对本发明的电芯制作方法做进一步描述。实施例l:以10Ah锰酸锂电池为例1、正负极集流体分别为22pm铝箔和12pm铝箔。涂覆的面密度分别为42g/cn^和15g/cm2。正负极浆料的组成及含量见下表<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>正负极集流体涂覆活性物质后，经辊压、冲切成型。正极冲切成图1中的正极极片1的形状，其中1为正极极耳，极耳的位置非涂布区，未涂覆活性物质，3为正极极片涂布区。负极长极板冲切成图2中负极极板1的形状，其中2负极极耳，长极片设置多个极耳，4为负极涂布区。2、图2虚线的位置，为负极Z字型折叠的位置，每次折叠的尺寸一致。正极极片的尺寸在高度和宽度方向均比负极Z字形折叠后单层尺寸小0.5mm。正极包上隔膜后，插入Z字型折叠后的负极，正极极耳位于负极极耳的同侧。如图3，所有的负极极耳6和全部的正极极耳5在电芯压紧后全部重合。3、按以上方法制作的10Ah锰酸锂电池，其内阻为2.53.0mQ，5倍率放电可以放出额定容量的85°/。以上；而巻绕形式的电芯内阻3.54.0mQ，5倍率放电只能放出额定容量的60%。该制作方案较现有的叠片方式在负极制片工序要简单的多，电池短路几率要大大降低。实施例2:以8Ah高功率磷酸铁锂电池为例1、正负极集流体分别为22)im铝箔和12pm铝箔。涂覆的面密度分别为21g/cn^和10g/cm2。正负极桨料的组成及含量见下表:<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>正负极集流体涂覆活性物质后，经辊压、冲切成型。正极冲切成图1正极极片2的形状，极耳位于极片一侧的中间位置。负极长极板冲切成图2负极极板2形状，负极长极板设置多个极耳，极耳位于每个叠层的中间位置。2、图2虚线的位置，为负极Z字型折叠的位置，每次折叠的尺寸一致。正极极片的尺寸在高度和宽度方向均比负极Z字形折叠后单层尺寸小2mm。负极包上隔膜后，Z字型折叠，在将正极插入其中，正负极极耳对位。如图4，所有的负极极耳和全部的正极极耳在电芯压紧后全部重合。3、按以上方法制作的8Ah高功率磷酸铁锂电池，其内阻为2.0mQ以下，30倍率放电可以放出额定容量的90%以上；而巻绕形式的电芯内阻2.5~3.0mQ，30倍率放电只能放出额定容量的70%。该制作方案较现有的叠片方式在负极制片工序要简单的多，电池短路几率要大大降低。权利要求1、一种锂离子电池电芯制作方法，其特征在于包括如下步骤(A)正极集流体涂覆活性物质后辊压，冲切成单片带极耳的正极片；(B)负极集流体涂覆活性物质后辊压，在与负极集流体涂布区相连的非涂布区间隔冲切出多个极耳，形成负极长极板；(C)将负极长极板按额定单个负极片尺寸呈Z字形折叠，使相邻的额定尺寸的单个负极片相互叠加，其中每个负极片均带有极耳且相邻负极片的极耳相重叠；(D)将正极片包上隔膜后插入每两个相邻的负极片之间组成电芯，或者负极集流体在折叠前先包上隔膜，折叠后再将正极片直接插入每两个相邻的负极片之间组成电芯；其中多个正极片的极耳相重叠。2、根据权利要求1所述的方法，其特征在于正极片的极耳在负极片极耳的同侧，或者相反的一侧。3、根据权利要求1所述的方法，其特征在于单个正极片的长度和宽度均比额定单个负极片小0.44mm。4、根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于正极片插入相邻负极片之间后，仅极耳部分露出两相邻负极片之间。5、根据权利要求1所述的方法，其特征在于正极片和负极片组成电芯后缠上高温胶带固定。全文摘要本发明公开了一种锂离子电池电芯制作方法，先将正极集流体涂覆活性物质后冲切成单片带极耳的正极片；负极集流体涂覆活性物质后辊压冲切出多个极耳，形成负极长极板；将负极长极板按额定单个负极片尺寸呈Z字形折叠，使相邻的额定尺寸的单个负极片相互叠加；将正极片包上隔膜后插入每两个相邻的负极片之间组成电芯，或者负极集流体在折叠前先包上隔膜，折叠后再将正极片直接插入每两个相邻的负极片之间组成电芯。该方法集中了卷绕工艺性好、效率高和叠片高倍率放电性能好等优点，尤其适用于大容量动力型锂离子电芯的制作。文档编号H01M10/38GK101656330SQ20091018350公开日2010年2月24日申请日期2009年9月22日优先权日2009年9月22日发明者佘沛亮,全孙申请人:南京双登科技发展研究院有限公司