专利名称：一种制袋式锂离子电池及其制备方法
技术领域：
本发明涉及锂离子电池，特别是涉及ー种制袋式锂离子电池及其制备方法。
背景技术：
目前传统锂离子电池的制作方法主要有卷绕式和叠片式两种方式。叠片式电芯的制作方法主要有自由叠片、“Z”字形叠片等，不同的方法适用于不同的领域，同时也对应不同的生产制作方式。自由叠片的制作方法:隔膜、负极片、隔膜、正极片、……正极片、隔膜、负极片、隔膜等按一定エ艺要求逐层叠加而成。自由叠片方法简单、灵活，适合手工试验电芯的制作。但是，由于此种方法的隔膜是薄的PP、PE膜，叠片时隔膜的分切、转移等操作很难控制，不适合自动化生产，且生产效率低下。“Z”字形叠片的制作方法:单卷隔膜按“Z”字形折叠，同时每次隔膜折叠一次，放入一片负极片、正极片，直到完成全部极片放入。此种方法不需要裁切和转移隔膜，生产效率有很大改进。但是这两种方法中的极片都没有束缚，很容易松散，容易导致正、负极片、隔膜之间相互错位，对位精度不好控制。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是解决现有技术中生产效率低和正、负极对位不好控制的问题，提供一种制袋式锂离子电池及其制备方法。为此，本发明提供了ー种制袋式锂离子电池，所述制袋式锂离子电池由铝塑包装膜、正极极耳、负极极耳、极片和制袋极片构成，极片与上下两层隔膜通过粘接方式制作成ー个含有极片的袋子，制袋极片和对电极逐层叠在一起组成极组，正极极耳、负极极耳分别与极组的正极极耳、负极极耳焊接在一起。优选的，所述极片与上、下两层隔膜粘接方式为加热熔接。优选的，加热温度为100-300°C。优选的，所述隔膜为PE隔膜。优选的，所述隔膜为PP隔膜。优选的，所述隔膜为无纺布。优选的，所述隔膜为陶瓷隔膜。优选的，所述隔膜为PP隔膜时，加热温度为160_180°C。本发明提供了一种制袋式锂离子电池的制备方法，包括以下步骤:
(1)将正极活性材料、负极活性材料、导电剂、粘结剂按一定比例加入到适当的溶剂中，搅拌均匀后涂于集流体的两面；
(2)极片烘干、碾压后按设计的尺寸进行模切，制成正极片和负极片；
(3)将正极片或负极片及隔膜采用粘接方式制作成袋子；
(4)叠片时将制袋电极和未制袋电极逐层叠在一起 ，构成极组；(5)极组与正极极耳、负极极耳焊接后，进行封装、注液；
(6)预充、化成后电芯制作完成。采用本发明提供的锂离子电池及其制备方法可以提高电池装配エ序制作的生产效率和良品率，并且对锂离子电池使用过程中可能发生的安全问题有一定的预防:
(I)隔膜制袋后保护负极与铝塑包装膜接触，解决了铝塑包装膜破损后与负极片接触而造成电化学腐蚀，以及钢壳(或铝壳)与负极片接触造成的壳体带电问题，从而提高了电芯的密封以及安全性能。(2)制袋后装配时正极片藏于芯包内部，避免了芯包在装配时因振动、碰撞、摩擦等方式造成的极片边缘掉粉，降低了由于粉料造成的自放电等不良缺陷，提升了电芯的性倉^:。
图1为制袋式锂离子电池的隔膜制袋的结构示意图。图2为制袋式锂离子电池的正极片的结构示意图。图3为制袋式锂离子电池的负极片的结构示意图。
图4为袋式锂离子电池的エ艺流程图。
具体实施例方式为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面对本发明作进ー步的详细说明:
一种制袋式锂离子电池由铝塑包装膜、正极极耳、负极极耳、极片和制袋极片构成，极片与上、下两层隔膜通过热封方式制作成ー个含有极片的袋子，然后再将制袋子极片和对电极逐层叠在一起组成极组，然后正极极耳、负极极耳分别与极组的正极极耳、负极极耳焊接在一起，用铝塑包装膜包装后再封装。本发明技术方案中隔膜、正极、隔膜、负极叠片装配方式，电芯为层叠式设计，负极片或正极片与隔膜封装成袋，再层叠成极组入到外壳中，电芯的外壳可以是铝塑包装膜或者是钢壳、铝壳等。极片上下两层相邻的隔膜采用热封或是其他的粘接方式封装在一起，形成袋子。隔膜封装方式优先采用加热熔接的方式，加热的温度为100-300°C，如采用PP隔膜，温度优先采用160-180°C。负极片或正极片置于袋中，只有极耳外露以便集流、焊接。隔膜的材料可以是PE、PP、无纺布、陶瓷隔膜以及其他公知的锂电池用隔膜。制作制袋式锂离子电池的エ艺流程见图4，正、负极片与隔膜采用热封方式制作成袋子，为后续叠片准备。负极隔膜制袋过程:隔膜2卷、冲切好的负极片、制袋设备、热封模具，隔膜分切成要求尺寸，其尺寸比负极 片涂膜长度或宽度大1.5-3mm，负极片按一定的尺寸冲切成形，如:负极涂膜长100-200mm、涂膜宽100-200mm。热封模具加热到100-300°C，ー层隔膜放到热封模具上，冲切好的极片放到隔膜上，再盖ー层隔膜，封装机将上下两层隔膜粘在一起制成袋子；用刀片将边缘多余部分切棹。
制袋式锂离子电池的制备方法如下:
(1)将正极活性材料、负极活性材料、导电剂、粘结剂按一定比例加入到适当的溶剂中，搅拌均匀后涂于集流体的两面；
(2)极片烘干、碾压后按设计的尺寸进行模切，制成正极片和负极片；
(3)将正极片或负极片及隔膜采用粘接方式制作成袋子；
(4)叠片时将制袋电极和未制袋电极逐层叠在一起，构成极组；
(5)极组与正极极耳、负极极耳焊接后，进行封装、注液；
(6)预充、化成后电芯制作完成。采用本发明提供的锂离子电池可以提高电池装配エ序制作的生产效率和良品率，并且对锂离子电池使用过程中可能发生的安全问题有一定的预防作用:
(I)隔膜制袋后保护负极与铝塑包装膜接触，解决了铝塑包装膜破损后与负极片接触而造成电化学腐蚀，以及钢壳(或铝壳)与负极片接触造成的壳体带电问题，从而提高了电芯的密封以及安全性能。
(2)制袋后装配时正极片藏于芯包内部，避免了芯包在装配时因振动、碰撞、摩擦等方式造成的极片边缘掉粉，降低了由于粉料造成的自放电等不良缺陷，提升了电芯的性倉^:。
权利要求
1.一种制袋式锂离子电池，其特征在于:所述制袋式锂离子电池由铝塑包装膜、正极极耳、负极极耳、极片和制袋极片构成，极片与上下两层隔膜通过粘接方式制作成ー个含有极片的袋子，制袋极片和对电极逐层叠在一起组成极组，正极极耳、负极极耳分别与极组的正极极耳、负极极耳焊接在一起。
2.根据权利要求1所述的ー种制袋式锂离子电池，其特征在于:所述极片与上、下两层隔膜粘接方式为加热熔接。
3.根据权利要求2所述的ー种制袋式锂离子电池，其特征在干:加热温度为100-300。。。
4.根据权利要求1所述的ー种制袋式锂离子电池，其特征在于:所述隔膜为PE隔膜。
5.根据权利要求1所述的ー种制袋式锂离子电池，其特征在于:所述隔膜为PP隔膜。
6.根据权利要求1所述的ー种制袋式锂离子电池，其特征在于:所述隔膜为无纺布。
7.根据权利要求1所述的ー种制袋式锂离子电池，其特征在于:所述隔膜为陶瓷隔膜。
8.根据权利要求5所述的ー种制袋式锂离子电池，其特征在干:加热温度为160-180°C。
9.权利要求1-8中任意一项所述的制袋式锂离子电池的制备方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将正极活性材料、负极活性材料、导电剂、粘结剂按一定比例加入到适当的溶剂中，搅拌均匀后涂于集流体的两面； (2)极片烘干、碾压后按设计的尺寸进行模切，制成正极片和负极片； (3)将正极片或负极片及隔膜采用粘接方式制作成袋子； (4)叠片时将制袋电极和未制袋电极逐层叠在一起，构成极组； (5)极组与正极极耳、负极极耳焊接后，进行封装、注液； (6)预充、化成后电芯制作完成。
全文摘要
本发明公开了一种制袋式锂离子电池及其制备方法。所述制袋式锂离子电池由铝塑包装膜、正极极耳、负极极耳、极片和制袋极片构成，极片与上下两层隔膜通过粘接方式制作成一个含有极片的袋子，制袋极片和对电极逐层叠在一起组成极组，正极极耳、负极极耳分别与极组的正极极耳、负极极耳焊接在一起。采用本发明提供的锂离子电池可以提高电池装配工序制作的生产效率和良品率，并且对锂离子电池使用过程中可能发生的安全问题有一定的预防作用。
文档编号H01M2/16GK103094618SQ201210554139
公开日2013年5月8日 申请日期2012年12月19日 优先权日2012年12月19日
发明者刘国庆, 焦天宇, 王驰伟, 郭春泰 申请人:天津市捷威动力工业有限公司