专利名称：一种大容量高功率锂离子电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锂离子电池，特别是涉及一种大容量高功率锂离子电池。
背景技术：
锂离子电池是近10年来发展起来的一种新型电池，是目前比能量最高的一种便 携式化学电源，它具有电压高、比能量大、放电电压平稳、低温性能好、安全性能高以及贮存 时间和工作寿命长等优点。1990年，日本索尼公司率先研制成功了锂离子电池，这使锂离子 电池的研究进入了实用化阶段，已经广泛应用于移动通讯、摄像机、笔记本电脑等电子电器 中，并且逐步向电动自行车、电动汽车、卫星定位系统及国防、航天航空等领域拓展。目前的卷绕式锂离子电池，是由一片负极极片、一片隔膜、一片正极极片卷绕而 成，这种常规卷绕式锂离子电池一致性好，容易操作便于机械化生产，生产效率高，成品率 也高；但是电池内部的空间不能充分利用导致电池的体积容量较低，由于正负极片都较长， 电池的内阻也较高。同时随着科技的发展，要求锂离子电池具有大电流放电特性，有的要求 20C、30C甚至更高的放电倍率，采用常规的卷绕式结构很难制备出高倍率性能的锂离子电 池。叠片式结构能有效地降低电池的内阻，提高放电倍率，但是叠片式结构在生产过程中操 作复杂，生产效率低，电池的一致性较差，成品率较低。因此制备大容量高功率锂离子电池， 常规卷绕式和叠片式的结构都不是很好的选择。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种适合于生产大容量、高功率的锂离子电池结构。针 对现有技术的不足，提供一种新型的叠片卷绕式软包装锂离子电池的电池单元。本实用新 型制备的电池容量高，能量密度大，内阻低，一致性好，成品率高，生产效率高。本实用新型采用以下技术方案一种大容量高功率锂离子电池，包括铝塑复合膜 电池壳体、卷绕形成的电池单元、电解液。电池壳体由冲压成型的铝塑复合膜构成；电池单 元由一片负极极片、两片隔膜、两片正极极片卷绕而成。在每片正极极片的一端设计有一片 正极极耳，一片正极极耳上设计有一聚丙烯胶，另一片正极极耳上未设计聚丙烯胶，在负极 极片的中间部位的跳涂区设计有一只负极极耳，负极极耳上设计有一聚丙烯胶；先将两片 隔膜叠放对齐，再将负极极片放到两片隔膜中间，在负极极耳一侧，将隔膜/负极极片/隔 膜叠片对折，套在U型卷针一个卷针片上，转动卷针半圈，把两片正极极片插入相应位置形 成正极极片/隔膜/负极极片/隔膜/正极极片/隔膜/负极极片/隔膜叠层进行卷绕， 两片正极极耳要上下对齐，卷绕后将两个正极极耳焊接在一起，焊接位置在聚丙烯胶下侧， 两片正极极片并联，单个电池单元内实现电芯的内部并联。根据不同设计要求和需要，正、负极极耳可以位于卷绕体同侧，也可以位于卷绕体 两侧，同时根据需求可以调整极耳宽度以及极耳中心距。本实用新型的有益效果是对于相同设计容量的锂离子电池，本实用新型的正极 极片长度为现有技术的正极极片长度的一半，所以降低正极极片的制作难度，提高制作正极极片成品率；负极极片的长度和现有技术的负极极片长度相当，但是在卷绕时，负极极 耳在负极极片中间，要将负极极片对折形成叠片后进行卷绕的，所以本实用新型所要卷绕 的叠片长度仅为现有技术叠片长度的一半，降低卷绕的难度，降低卷绕过程中出现极片或 隔膜错位偏离以及叠片内外层错位偏离的可能性，减少卷绕圈数，提高生产效率，提高成品 率。本实用新型采用两片正极极片，卷绕后将两片正极极耳焊接在一起，两片正极极片形成 并联，降低了内阻，提高了锂离子电池的高功率性能和倍率性能。同时本实用新型能提高壳 体内有效空间的利用，提高锂离子电池的体积能量密度。本实用新型与现有技术相比，制备 出的锂离子电池容量大，功率高，内阻小，有效地解决了大容量高功率锂离子电池制备困难 的问题，为制备大容量高功率锂离子电池提供了一种有效的方法。
图1为本实用新型的锂离子电池的主视图图2为本实用新型的正极极片的主视图图3为图2的侧视剖面图图4为本实用新型的负极极片的主视图图5为图4的侧视剖面图图6为本实用新型隔膜、负极极片叠放方式以及在卷针上的位置示意图图7为本实用新型正负负极片、隔膜在卷针上的叠放次序和位置示意图图8为本实用新型的电池卷芯的主视图附图标记一览表1-铝塑膜电池壳体；2、2，-正极极片；3-负极极片；4、4’ -正极极耳；5_负极极 耳；6-聚丙烯胶；7、7’ -隔膜；8-正极集流体铝箔；9-正极活性物质层；10-负极集流体铜 箔；11-负极活性物质层；12-U型卷针卷针片；13——电池卷芯。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行进一步详细的说明。参见图1至图8。本实施例所述的大容量高功率锂离子电池，包括铝塑复合膜电池壳体1、置于电池 壳体1中的正极极片2、正极极片2’、负极极片3、隔膜7和隔膜7’，所述电池壳体1呈方形， 该电池壳体1由冲压成型的铝塑复合膜构成。所述正极极片2、正极极片2’的集流体8为 长条形的铝箔，集流体8的上下两个表面涂敷有正极活性物质层9，涂敷区域参见图3，采用 常规的涂布方式，根据设计要求和卷针宽度进行涂布；正极极片2、正极极片2’上分别设计 有正极极耳4、正极极耳4’，正极极耳4上设计有一聚丙烯胶6，正极极耳4、正极极耳4’分 别焊接在正极极片2、正极极片2’的一端，参见图2和图3。所述负极极片3的集流体10 为长条形的铜箔，集流体10的上下两个表面涂敷有负极活性物质层11，涂敷区域参见图5， 采用常规的涂布方式，根据设计要求和卷针宽度进行涂布；负极极片3上设计有负极极耳 5，负极极耳5上设计有一聚丙烯胶6，负极极耳焊接在负极极片的中间位置，位置由设计要 求、卷针宽度和厚度决定，参见图4和图5。所述隔膜7、隔膜7’没有差别。将隔膜7’对折 套在U型卷针的卷针片12上，左右两端对齐，将负极极片3对折套在卷针的卷针片12上，再将隔膜7对折套在卷针的卷针片12上，调整隔膜7’、负极极片3、隔膜7的位置，使负极 极耳5和卷针片12的外边缘对齐，同时要使隔膜V和隔膜7完全包覆住负极极片3，隔膜 7’、负极极片3、隔膜7的叠放方式以及在卷针上的位置参见图6。转动卷针，转动半周，将正极极片2、正极极片2’分别插到叠层中相应位置，形成 正极极片/隔膜/负极极片/隔膜/正极极片/隔膜/负极极片隔膜叠层，正极极耳4、正 极极耳4’上下要对齐，参见图7，转动卷针将叠层卷绕成一个具有机械强度和弹性的电池 卷芯13，参见图8。电池卷芯13有正极极耳4、正极极耳4’，在两个极耳之间的空隙贴上高 温绝缘胶，将正极极耳4’焊接在正极极耳4上，焊接位置在聚丙烯胶下面。电池卷芯13两 个正极极耳焊接在一起后，放置于铝塑复合膜电池壳体中，进行顶封、侧封，在氩气保护的 手套箱中注入电解液并进行预封，化成、老化后真空抽气封口，得到大容量高功率锂离子电 池，参见图1。上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实施 新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型原理和设计构思的前提下，本领域中的 普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，也属于本实用新型的保护 范围。
权利要求一种大容量高功率锂离子电池，采用叠片卷绕式软包装的电池单元。其特征在于电池单元由一片负极极片、两片隔膜、两片正极极片卷绕而成，在每片正极极片的一端设计有一片正极极耳，在负极极片的中间部位设计有一片负极极耳，负极极片要在极耳一侧对折后使用，两片正极极片、一片负极极片、两片隔膜插入相应位置形成正极极片/隔膜/负极极片/隔膜/正极极片/隔膜/负极极片/隔膜叠层进行卷绕，两片正极极耳焊接在一起。
2.根据权利要求1所述大容量高功率锂离子电池，其特征在于负极极片有两个涂料 区域，负极极耳焊接在中间的跳涂区，两个涂料区域分别对应于两个正极极片。
3.根据权利要求1所述大容量高功率锂离子电池，其特征在于电池单元采用叠片卷 绕方式卷绕而成，负极极片要在极耳一侧对折后使用，两片正极极片分别对应负极极片的 两个涂料区，两片正极极耳位置要对齐。
4.根据权利要求1所述大容量高功率锂离子电池，其特征在于负极极耳采用镍带，负 极极耳上设计有一聚丙烯胶；正极极耳采用铝带，两片正极极片，每片正极极片上设计有正 极极耳，一片正极极耳上设计有一聚丙烯胶，另一片正极极片上没有设计聚丙烯胶并且极 耳较短。
5.根据权利要求1所述大容量高功率锂离子电池，其特征在于两片正极极耳焊接在 一块，焊接位置在聚丙烯胶下侧，两片正极极片并联，单个电池单元内实现电芯的内部并联。
专利摘要本实用新型采用了软包装锂离子电池的电池单元，所述电池单元是由两片正极极片，一片负极极片和两片隔膜卷绕形成的卷绕体，在每片正极极片的一端上设计有一只正极极耳，在负极极片的中间部位设计有一只负极极耳。卷绕完成后，将两个正极极耳焊接在一起，实现两片正极极片电池内部并联，引出一只正极极耳，引出的正极极耳和负极极耳作为电池的正负极。本实用新型采用叠片卷绕方式，低了锂离子电池的内阻，提高锂离子电池的高功率性能和倍率性能。本实用新型与现有技术相比，制备出的锂离子电池容量大，功率高，内阻小。同时本实用新型降低了卷绕难度，减小卷绕过程中出现错位偏离的可能性，减少卷绕圈数，提高生产效率，提高成品率。
文档编号H01M10/0583GK201741762SQ20092025994
公开日2011年2月9日 申请日期2009年12月30日 优先权日2009年12月30日
发明者李秋红, 王太宏, 陈杰, 陈立宝 申请人:湖南大学