专利名称：锂离子电池电芯免切割叠片式制备方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池电芯制备方法，尤其是一种锂离子电池电芯免切割叠 片式制备方法。
背景技术：
锂离子电池电芯主要由正极极片、负极极片以及隔膜组成，正极极片通常由作为 基底的铝箔以及涂在铝箔表面的活性物质组成，负极极片则由作为基底的铜箔以及涂在铜 箔表面的碳材料组成，隔膜就是普通的聚合物隔膜，一般是PP或PE聚合物隔膜。目前锂离 子电池电芯的主要制备方法之一是采用叠片式制备方法，对于叠片式制备方法，需要首先 将制成的电极极片按照成品电池尺寸切割成若干小块，切割完毕后再按照正极极片2、隔膜 4、负极极片3、隔膜4的单元顺序循环叠放，不同的电极极片之间再通过极耳相连，从而制 备而成，其制成结构如图1所示。这种制备方法需要将正负极极片进行切割，工序烦琐，不 适合于容量型锂离子电池的大规模生产。
发明内容
本发明目的是提供一种锂离子电池电芯免切割叠片式制备方法，该方法在制备 电池电芯的过程中无需对电极极片进行切割，能够大大简化生产工序，降低生产成本，有效 提高生产效率。本发明的技术方案是一种锂离子电池电芯免切割叠片式制备方法，其特征在于 包括下述步骤1)以聚合物隔膜作为基底，在基底的单面或者双面交替涂布正极活性材料和负极 活性材料，分别形成正极极片区域和负极极片区域，而在相邻的正极极片区域和负极极片 区域之间留有一定间隙作为隔膜区域；2)直接将基底沿正极极片区域与隔膜区域之间的分隔线以及负极极片区域与隔 膜区域之间的分隔线交替折叠，形成以正极极片、隔膜、负极极片、隔膜为单元叠放顺序的 电芯。根据成品锂离子电池的尺寸需要，本发明方法在实际制备电芯的过程中，对正极 极片区域、隔膜区域和负极极片区域的长度以及宽度均可以进行调整，例如根据后续折叠 工序的需要，各个区域的宽度可以相同，也可以不同。当然本发明中优选的方案是所述正极 极片区域、隔膜区域和负极极片区域的长度即为基底的宽度，而正极极片区域、隔膜区域和 负极极片区域的宽度均相同。本发明中的基底由常规的聚合物隔膜制成，所述聚合物隔膜可以是PP隔膜，也可 以是PE隔膜，也可以是改性的PP或PE隔膜，这些隔膜的制备方法均是本领域技术人员所 熟知的技术。本发明中涂布于基底上的正极活性材料和负极活性材料均为锂离子电池制造领 域所公知的技术，例如正极材料为LiFePCV LiCoO2或者尖晶石与导电剂和粘结剂的混合浆料，而负极材料则是碳材料、硅材料或者是锡材料与必要的导电剂和粘结剂的混合浆料。由本发明方法制成的电芯，最终同常规技术一样置于壳体内并注入电解液制成成 品电池。当然具体还要根据成品电池的规格，决定按照正极极片、隔膜、负极极片、隔膜顺序 叠放的单元数量。本发明的优点是本发明提供的方法在制备锂离子电池电芯的过程中无需对电极极片进行切割，只 需在由聚合物隔膜制成的基底上交替涂布正、负极活性材料之后，直接进行折叠便可制得 电芯，相比现有技术能够大大简化生产工序，降低生产成本，有效提高生产效率。
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述图1为传统叠片式制备获得的电池电芯结构示意图；图2为本发明在基底上交替涂布电极材料的立体结构示意图；图3为本发明在基底上交替涂布电极材料的平面结构示意图；图4为本发明将基底折叠后的结构示意图。其中1、基底；2、正极极片；3、负极极片；4、隔膜。
具体实施例方式实施例现有的锂离子电池电芯的制备方法主要采用叠片式制备方法，对于叠片 式制备方法，需要首先将制成的电极极片按照成品电池尺寸切割成若干小块，切割完毕后 再按照正极极片2、隔膜4、负极极片3、隔膜4的单元顺序循环叠放，不同的电极极片之间再 通过极耳(图中未画出)相连，从而制备而成，其制成结构如图1所示。上述现有技术中通常都采用金属箔片作为电极极片的基底，并在其上涂覆同一种 正极或者负极活性材料，例如，在铜箔上涂碳材料及必要的导电剂和粘结剂的混合浆料制 成的负极活性材料，铝箔上涂LiCoO2材料及必要的导电剂和粘结剂的混合浆料制成的正极 活性材料，而不会在同一基底上涂覆不同的正极或者负极活性材料。结合图2、图3和图4所示，本发明提供的这种锂离子电池电芯免切割叠片式制备 方法，其包括下述步骤1)以聚合物隔膜作为基底1，在基底1的单面或者双面交替涂布正极活性材料和 负极活性材料，分别形成正极极片区域和负极极片区域，而在相邻的正极极片区域和负极 极片区域之间留有一定间隙作为隔膜区域；具体如图2、图3所示，图中打右斜线的部分为 正极极片区域，打左斜线的部分为负极极片区域，打网格线的部分为隔膜区域；2)直接将基底1沿正极极片区域与隔膜区域之间的分隔线以及负极极片区域与 隔膜区域之间的分隔线交替折叠，形成以正极极片2、隔膜4、负极极片3、隔膜4为单元叠放 顺序的电芯，具体如图4所示。根据成品锂离子电池的尺寸需要，本发明方法在实际制备电芯的过程中，对正极 极片区域、隔膜区域和负极极片区域的长度L以及宽度W均可以进行调整，如图2、图3和图 4所示的实施例中正极极片区域、隔膜区域和负极极片区域的长度L即为基底1的宽度，而 正极极片区域、隔膜区域和负极极片区域的宽度W均相同。电芯制备完成后最终同常规技
4术一样置于壳体内并注入电解液即制成成品电池。采用上述方法进行实际电池产品生产的具体实例如下实例一方形523450型锂离子电池结合图2、图3所示，制备电芯时，设定基底上各个区域的宽度W均为34毫米，而各 区域的长度即基底的宽度L为50毫米。正极极片区域涂上LiFePO4以及导电剂和粘结剂 的混合浆料制成的正极活性材料，负极极片区域涂上碳材料以及导电剂和粘结剂的混合浆 料制成的负极活性材料，聚合物隔膜是PE隔膜。涂布完成后直接按照图4所示折叠成方形 电池电芯即可，最后将电芯置于壳体内注入电解液制成成品电池。实例二 方形113925型锂离子电池结合图2、图3所示，制备电芯时，设定基底上各个区域的宽度W均为39毫米，而各 区域的长度即基底的宽度L为25毫米。正极极片区域涂上LiCoO2以及导电剂和粘结剂的 混合浆料制成的正极活性材料，负极极片区域涂上硅材料以及导电剂和粘结剂的混合浆料 制成的负极活性材料，聚合物隔膜是PP隔膜。涂布完成后直接按照图4所示折叠成方形电 池电芯即可，最后将电芯置于壳体内注入电解液制成成品电池。实例三方形632996型锂离子电池结合图2、图3所示，制备电芯时，设定基底上各个区域的宽度W均为29毫米，而各 区域的长度即基底的宽度L为96毫米。正极极片区域涂上尖晶石材料以及必要的粘结剂 和导电剂的混合浆料制成的正极活性材料，负极极片区域涂上锡材料以及导电剂和粘结剂 的混合浆料制成的负极活性材料，隔膜是高强度改性PE隔膜。涂布完成后直接按照图4所 示折叠成方形电池电芯即可，最后将电芯置于壳体内注入电解液制成成品电池。隔膜在注 入少量的电解液后呈胶体状态。
权利要求
一种锂离子电池电芯免切割叠片式制备方法，其特征在于包括下述步骤1)以聚合物隔膜作为基底(1)，在基底(1)的单面或者双面交替涂布正极活性材料和负极活性材料，分别形成正极极片区域和负极极片区域，而在相邻的正极极片区域和负极极片区域之间留有一定间隙作为隔膜区域；2)直接将基底(1)沿正极极片区域与隔膜区域之间的分隔线以及负极极片区域与隔膜区域之间的分隔线交替折叠，形成以正极极片(2)、隔膜(4)、负极极片(3)、隔膜(4)为单元叠放顺序的电芯。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯免切割叠片式制备方法，其特征在于所述正 极极片区域、隔膜区域和负极极片区域的长度即为基底的宽度，而正极极片区域、隔膜区域 和负极极片区域的宽度相同。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯免切割叠片式制备方法，其特征在于所述聚 合物隔膜为PP隔膜或者PE隔膜，或者是改性的PP或PE隔膜。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池电芯免切割叠片式制备方法，其特征在于所述正 极活性材料正极材料为LiFePCV LiCoO2或者尖晶石与导电剂和粘结剂的混合浆料，而所述 负极材料则是碳材料、硅材料或者是锡材料与必要的导电剂和粘结剂的混合浆料。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池电芯免切割叠片式制备方法，其特征在于包括下述步骤1)以聚合物隔膜作为基底，在基底的单面或者双面交替涂布正极活性材料和负极活性材料，分别形成正极极片区域和负极极片区域，而在相邻的正极极片区域和负极极片区域之间留有一定间隙作为隔膜区域；2)直接将基底沿正极极片区域与隔膜区域之间的分隔线以及负极极片区域与隔膜区域之间的分隔线交替折叠，形成以正极极片、隔膜、负极极片、隔膜为单元叠放顺序的电芯。本发明方法在制备锂离子电池电芯过程中无需对电极极片进行切割，能够大大简化生产工序，降低生产成本，有效提高生产效率。
文档编号H01M10/0583GK101944639SQ20101026207
公开日2011年1月12日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者吴军, 徐艳辉, 李德成, 李志虎, 郑军伟, 鞠华 申请人:苏州大学