一种高功率软包装锂离子电池及其制作工艺的制作方法
【专利摘要】本发明涉及高功率软包装锂离子电池及其制作工艺。该单体电芯包括负极片、正极片、第一隔膜和第二隔膜并按照第一隔膜、负极片、第二隔膜、正极片的顺序叠放，正极片在最内层，卷绕制得。本发明的锂离子电池在正极极耳两侧一定距离处设置一段无涂覆活性物质的正极第一岛区和正极第二岛区，卷绕时正极第二岛区和正极第一岛区分别对应并包裹负极极耳和负极极耳的背面，避免正极活性物质正对负极极耳而产生析锂；制备方法中，通过在化成前对电池进行热冷压，将电池内多余的电解液挤入气囊，提高电池硬度，使各层隔膜、正极片和负极片接触更紧密，电池界面阻抗降低，以降低电池内阻，提高锂离子电池的功率能量密度。
【专利说明】一种高功率软包装锂离子电池及其制作工艺
【技术领域】
[0001] 本发明属于锂离子电池领域，涉及一种锂离子电池及其制作工艺，尤其涉及一种 高功率软包装锂离子电池及其制作工艺。
【背景技术】
[0002] 为满足市场对于大容量型动力软包装锂离子电池的要求，在严格控制极片面密度 的情况下需要通过增加极片长度来实现。但对采用卷绕工艺的动力锂离子电池来讲，极片 过长会给生产过程带来不必要的麻烦，导致产品不良率上升，且采用长极片的电池内阻大， 不利于动力电池的大电流充放电，严重阻碍其功率能量密度的提高。
[0003] 在中国专利文献CN203119046U中提到一种将正极极耳置于正极片中间的极片 结构，来降低锂离子电池内阻，解决锂离子电池循环性能差，一致性差的问题。但是该方 法负极没有采用极耳置于极片中间的结构对电池内阻降低效果不明显。在中国专利文献 CN202905842U中提到一种正负极耳均焊接在极片中间的极片结构，来进一步降低电池内 阻，提高电池充放电效率和使用寿命。在这两项专利中，正极片极耳右端一定距离以及正 极耳焊接位置反面左端一定距离，都没有设置一个无涂覆活性材料的空白箔材区，行业内 统称"岛区"来避免负极耳卷绕时正对正极料区，这样的极片结构会导致电池在充电后产生 析锂现象而引发的一系列热失控现象，降低电池安全性。因此，有必要在此位置设置一段岛 区，来提高电池的安全性。
[0004] 软包装锂离子电池的正负极极片、隔膜均为多孔状膜片结构，具有一定的吸液能 力，注液后静置一段时间会因吸液而产生膨胀发生层与层之间的分离，导致隔膜与极片接 触不够紧密，使得界面阻抗增加，化成时界面反应不均匀，不利于负极表面形成致密的固体 电解质界面膜（SEI膜），加之化成过程会发生产气反应，则更加剧这一不利反应的发生，当 化成电压超过3. 95V时，负极表面SEI膜疏松的地方会产生析锂现象，一方面会给动力电池 带来安全隐患，增加电池内阻；另一方面由于软包装锂离子电池外壳为材质较软的铝塑膜， 电芯在3. 9-4. IV的形变较铝/钢壳锂离子电池表现得更明显，需要在化成结束后在该电压 范围内对电芯进行热夹具整形，释放电池内部应力，消除电芯变形现象。而通过将化成电压 降低到3. 95V来避免化成时析锂现象，不利于电池热夹具整形效果。因此，为降低大容量型 软包装动力锂离子电池内阻，提高其功率能量密度，改善电芯变形现象，有必要在软包装锂 离子电池化成前，通过一定方式将电池内部层与层之间较为蓬松的接触变得更为紧密。
【发明内容】
[0005] 本发明针对上述现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种高功率能量密度软包装 锂离子电池及其制造工艺。
[0006] 术语说明：
[0007] 岛区：本发明所述岛区为本领域公知术语，是指在电芯卷绕完毕后，正极极片带上 正对负极极耳焊接位正反面，没有涂覆正极活性物质的空白箔材区。
[0008] 涂布线：本发明所述涂布线为本领域公知术语，是指岛区或空白区边沿处，即活性 物质和极片带的临界处。
[0009] 本发明的技术方案如下：
[0010] 一种卷绕单体电芯，该单体电芯包括负极片、正极片、第一隔膜和第二隔膜并按照 第一隔膜、负极片、第二隔膜、正极片的顺序叠放，正极片在最内层，卷绕制得；
[0011] 单体电芯展开时，所述的正极片包括正极极片带，所述的正极极片带的两侧设置 有正极活性物质，所述的正极极片带的一侧设置有正极极耳、正极第一岛区和正极第一空 白区，所述的正极极片带的另一侧设置有正极第二岛区、正极第二空白区和正极第三空白 区；所述的正极极耳和正极第二空白区位于正极极片带的中间位置并且相对设置，所述的 正极第一岛区和正极第二岛区分别位于正极极耳的两边；所述的正极第一空白区和正极第 三空白区位于正极极片带的两侧且设置在正极极片带的端部；
[0012] 所述的负极片包括负极极片带，所述的负极极片带的两侧设置有负极活性物质， 所述的负极极片带的两侧且位于中间位置处相对设置有负极极耳和负极空白区。
[0013] 根据本发明，优选的，所述的正极第一岛区距离正极极耳0-270mm，所述的正极第 二岛区距离正极第二空白区0_270mm。
[0014] 根据本发明，优选的，所述的正极极耳和负极极耳的宽度均为5_70mm，厚度均为 0· 1-0. 2mm〇
[0015] 根据本发明，优选的，所述的正极第一岛区和正极第二岛区宽度均为13-80mm。
[0016] 根据本发明，优选的，所述的正极第一空白区宽度为0_220mm，所述的正极第三空 白区宽度为15_620mm。
[0017] 根据本发明，优选的，所述的正极第二空白区和负极空白区的宽度均为6-75mm。
[0018] 根据本发明，优选的，所述的正极极片带为铝箔材质，所述的负极极片带为铜箔材 质。
[0019] 根据本发明，优选的，所述的正极极耳为铝材质，所述的负极极耳为镍、铜或铜镀 镍材质。
[0020] 根据本发明，优选的，所述的正极第一岛区、正极第一空白区、正极第二岛区和正 极第三空白区设置有聚对苯二甲酸乙二酯绝缘胶带，绝缘胶带厚度为0. 02-0. 04mm，绝缘 胶带宽度比正极第一岛区、正极第一空白区、正极第二岛区和正极第三空白区的宽度宽 0.5-lmm，绝缘胶带长度比正极第一岛区、正极第一空白区、正极第二岛区和正极第三空白 区的长度长2-8mm;所述的正极第二空白区设置有聚对苯二甲酸乙二酯绝缘胶带，绝缘胶 带厚度为〇. 02-0. 04mm，绝缘胶带长度比正极第二空白区长2-8mm，绝缘胶带宽度比正极第 二空白区宽度宽2. 5-6. 5mm。
[0021] 根据本发明，优选的，仅在正极第一岛区涂布线位置、正极第一空白区涂布线位 置、正极第二岛区涂布线位置和正极第三空白区涂布线位置设置聚对苯二甲酸乙二酯绝缘 胶带，绝缘胶带贴住涂布线两侧2-8mm。
[0022] 根据本发明，优选的，所述的负极空白区设置有聚酰亚胺亚克力绝缘胶带，绝缘胶 带厚度为〇. 055-0. 065mm，绝缘胶带的宽度比负极空白区的宽度宽2-8mm，绝缘胶带的长度 比负极空白区的长度长1. 5-5. 5mm。
[0023] 根据本发明，优选的，所述的正极极耳和负极极耳外露10_20mm，外露部分分别设 置有极耳胶，极耳胶距离正极极片带或负极极片带的边缘1. 5-2. 5mm ;极耳胶材质为黄胶、 白胶或黑胶。
[0024] 根据本发明，所述的正极活性物质和负极活性物质均为本领域常规成分，优选的， 所述的正极活性物质为锰酸锂、导电剂和粘结剂经过搅拌混合均匀后的浆料，所述的负极 活性物质为人造石墨、导电剂和粘结剂经过搅拌混合均匀后的浆料。
[0025] 根据本发明，一种高功率软包装锂离子电池，电池内部包括至少一个上述卷绕单 体电芯，更优选的，卷绕单体电芯的个数为2个，并联组成双卷芯电池。卷绕单体电芯可经 压芯制得方形锂离子电池。
[0026] 根据本发明，一种高功率软包装锂离子电池的制备方法，步骤如下：
[0027] (1)将锰酸锂、炭黑导电剂（SP)、粘结剂聚偏氟乙烯（PVDF)按照（90-100): (2-4) :(1-3)的质量配比搅拌均匀，制成料浆，得正极活性物质；
[0028] 将人造石墨、炭黑导电剂（SP)、粘结剂羧甲基纤维素钠（CMC)、增稠剂苯乙烯-丁 二烯橡胶（SBR)按照（94-97) :(0.5-2) :(1-2) :(1-3)的质量配比搅拌均匀，制成料浆，得 负极活性物质；
[0029] (2)将正极活性物质和负极活性物质分别涂覆在正极极片带的表面和负极极片 带的表面，其中，正极极耳处、正极第一岛区、正极第一空白区、正极第二岛区、正极第二空 白区和正极第三空白区不涂覆正极活性物质；负极极耳处和负极空白区不涂覆负极活性物 质；
[0030] 所述的正极活性物质的涂覆密度为160-210g/m2，
[0031] 所述的负极活性物质的涂覆密度为60-100g/m2 ;
[0032] 然后，经烘干、辊压和分切，将正极极耳处和负极极耳处焊接带极耳胶的极耳，或 者焊接不带极耳胶的极耳用于制作复合锂离子电芯，得正极片和负极片；
[0033] (3)按第一隔膜、负极片、第二隔膜、正极片的顺序叠放，正极片在最内层，将步骤 (2)制得负极片和正极片同第一隔膜和第二隔膜进行卷绕，正极极片带和负极极片带都以 焊接有极耳的一面朝上放置卷绕成卷芯；
[0034] 所述的第一隔膜和第二隔膜为聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、陶瓷涂覆聚丙烯隔膜、聚 偏氟乙烯（PVDF)涂覆聚丙烯隔膜或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯三层材质组成的隔膜，卷绕完 毕得卷绕单体电芯；
[0035] 或者，将至少两个上述卷绕单体电芯焊接并联，使用绝缘胶带固定，得到复合锂离 子电芯；
[0036] (4)将步骤（3)得到的卷绕单体电芯或复合锂离子电芯经封装、真空烘烤、注液、 热冷压、化成，即得；
[0037] 所述的热压和冷压的参数如下：
[0038] 热压：面压力l_6kgf/cm2,每次压芯数量2-16只，热压温度60-80°C，热压时间 20-180S ；
[0039] 冷压：面压力l-6kgf/cm2,每次压芯数量2-16只，冷压温度25-30°C，冷压时间 20-180S。
[0040] 根据本发明，优选的，步骤（2)中所述的正极活性物质的涂覆密度为180-185g/m2， 所述的负极活性物质的涂覆密度为65-70g/m2。
[0041] 根据本发明，优选的，步骤（2)中正极极片带的表面和负极极片带的表面涂覆活 性物质后，正极第一岛区、正极第一空白区、正极第二岛区和正极第三空白区粘贴聚对苯二 甲酸乙二酯绝缘胶带，绝缘胶带厚度为0.02-0. 04mm，绝缘胶带宽度比正极第一岛区、正极 第一空白区、正极第二岛区和正极第三空白区的宽度宽0.5-lmm，绝缘胶带长度比正极第一 岛区、正极第一空白区、正极第二岛区和正极第三空白区的长度长2-8mm;正极第二空白区 粘贴聚对苯二甲酸乙二酯绝缘胶带，绝缘胶带厚度为0. 02-0. 04mm，绝缘胶带长度比正极第 二空白区长2-8mm，绝缘胶带宽度比正极第二空白区宽度宽2. 5-6. 5mm ;
[0042] 负极空白区粘贴聚酰亚胺亚克力绝缘胶带，绝缘胶带厚度为0· 055-0. 065mm， 绝缘胶带的长度比负极空白区的长度长2-8mm，绝缘胶带的宽度比负极空白区的宽度宽 L 5-5. 5mm〇
[0043] 根据本发明，优选的，步骤（3)中至少两个卷绕单体电芯并联并联焊接的方式是 通过超声波焊接。卷绕时，正极片在最内层，以正极片收尾，卷绕结束后，露在卷芯的最外层 为正极极片带上的第三空白区。
[0044] 根据本发明，电解液为本领域常用电解液，优选的，步骤（4)中所述的电解液溶剂 为碳酸乙烯酯（EC)、碳酸二乙酯（DEC)和碳酸甲基乙基酯（EMC)的混合体系，电解质为六氟 磷酸锂（LiPF 6)，并添加1，2_碳酸亚乙烯酯（VC)作为添加剂，注液量按照4.0g/Ah±0. lg 注。
[0045] 更优选的，化成后还包括二次封装和分容步骤。
[0046] 本发明的高功率软包装锂离子电池内部包括至少一个卷绕单体电芯，各卷绕单体 电芯都分别设置有正极极耳和负极极耳，且设置在正极极片带和负极极片带的中间位置， 其中所述正极极片带设置有正极第一岛区和正极第二岛区，其能够在保证电池容量不变的 情况下有效降低电池内阻，提高其安全性。
[0047] 本发明的有益效果如下：
[0048] 1、本发明的锂离子电池内部包括至少一个卷绕单体电芯，各卷绕单体电芯都分别 设置有正负极耳，其中所述单体电芯极性相同的极耳通过超声波焊接的方式焊接为一体形 成复合电芯，电池内阻低，功率能量密度高。
[0049] 2、本发明的锂离子电池在正极极耳两侧一定距离处设置一段无涂覆活性物质的 正极第一岛区和正极第二岛区，卷绕时正极第二岛区和正极第一岛区分别对应并包裹负极 极耳和负极极耳的背面，避免正极活性物质正对负极极耳而产生析锂。
[0050] 3、本发明的高功率软包装锂离子电池的制备方法中，通过在化成前对电池进行热 冷压，将电池内多余的电解液挤入气囊，提高电池硬度，使各层隔膜、正极片和负极片接触 更紧密，电池界面阻抗降低，以降低电池内阻，提高锂离子电池的功率能量密度。
[0051] 4、由于本发明所述的正极极耳和负极极耳分别位于正极极片带和负极极片带的 中间位置，且正极极片带设置两个位置不同的岛区，因而在保证软包装锂离子电池容量不 变的基础上，既能有效降低电池内阻，降低电池放电时的产热量，又能改善电池的倍率性 能，还可以避免电池析锂离提高其安全性。
【专利附图】
【附图说明】
[0052] 图1为本发明实施例1卷绕单体电芯正极片展开时的剖面示意图。
[0053] 图2为本发明实施例1卷绕单体电芯负极片展开时的剖面示意图。
[0054] 图3为本发明实施例2复合锂离子电芯的立体结构示意图。
[0055] 图4为本发明实施例5和对比例1-2制作得到的电池的3C放电曲线。
[0056] 其中，11-正极极片带，12-正极活性物质，13-正极极耳，14-正极第一岛区，15-正 极第一空白区，16-正极第二岛区，17-正极第二空白区，18-正极第三空白区；
[0057] 21-负极极片带，22-负极活性物质，23-负极极耳，24-负极空白区；
[0058] 31-单体电芯，32-绝缘胶带，33-复合锂离子电芯正极耳，34-复合锂离子电芯负 极耳，35-极耳胶，36-焊接处。
【具体实施方式】
[0059] 为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本 发明并不局限于此。
[0060] 实施例中正极活性物质12为锰酸锂：导电剂SP :粘结剂PVDF按照95:3 :2的配 比混合均匀的浆料，负极活性物质22为人造石墨：导电剂SP :粘结剂CMC :增稠剂SBR按照 95. 4 :1 :1. 6 :2的配比混合均匀的浆料，卷绕单体电芯容量为5Ah。
[0061] 电解液的溶剂为碳酸乙烯酯（EC)、碳酸二乙酯（DEC)和碳酸甲基乙基酯（EMC)的 混合体系，电解质为六氟磷酸锂（LiPF 6)，并添加1，2-碳酸亚乙烯酯（VC)作为添加剂。
[0062] 实施例1、卷绕单体电芯
[0063] 一种卷绕单体电芯，该单体电芯包括负极片、正极片、第一隔膜和第二隔膜并按照 第一隔膜、负极片、第二隔膜、正极片的顺序叠放，正极片在最内层，卷绕制得；
[0064] 单体电芯展开时，所述的正极片包括正极极片带11，所述的正极极片带11的两侧 均匀有正极活性物质12,所述的正极极片带11的一侧设置有正极极耳13、正极第一岛区14 和正极第一空白区15,所述的正极极片带11的另一侧设置有正极第二岛区16、正极第二空 白区17和正极第三空白区18 ;所述的正极极耳13和正极第二空白区17位于正极极片带 11的中间位置并且相对设置，所述的正极第一岛区14和正极第二岛区16分别位于正极极 耳13的两边；所述的正极第一空白区15和正极第三空白区18位于正极极片带11的两侧 且设置在正极极片带11的端部；
[0065] 所述的负极片包括负极极片带21，所述的负极极片带21的两侧均匀设置有负极 活性物质22,所述的负极极片带21的两侧且位于中间位置处相对设置有负极极耳23和负 极空白区24。
[0066] 本实施例中，所述的正极第一岛区14与正极极耳13的距离为32mm，所述的正极第 二岛区16与正极第二空白区17的距离为32mm ;
[0067] 所述的正极极耳13和负极极耳23的宽度均为15mm，厚度均为0. 2mm ;
[0068] 所述的正极第一岛区14和正极第二岛区16宽度均为35mm ;
[0069] 所述的正极第一空白区15宽度为58mm，所述的正极第三空白区18宽度为180mm ;
[0070] 所述的正极第二空白区17和负极空白区24的宽度均为24mm ;
[0071] 所述的正极极片带11为铝箔材质，所述的负极极片带21为铜箔材质；
[0072] 所述的正极极耳13为铝材质，所述的负极极耳23为铜镀镍材质；
[0073] 所述的正极第一岛区14涂布线位置、正极第一空白区15涂布线位置、正极第二岛 区16涂布线位置和正极第三空白区18涂布线位置设置有聚对苯二甲酸乙二酯（PET)绝缘 胶带，绝缘胶带厚度为〇. 〇2mm，绝缘胶带贴住涂布线两侧5mm，绝缘胶带宽度比正极第一岛 区14、正极第一空白区15、正极第二岛区16和正极第三空白区18的宽度宽1mm ;正极第二 空白区17设置有聚对苯二甲酸乙二酯绝缘胶带，绝缘胶带厚度为0. 02-0. 04mm，绝缘胶带 长度比正极第二空白区17长6mm，绝缘胶带宽度比正极第二空白区17宽度宽2. 5mm;
[0074] 所述的负极空白区24设置有聚酰亚胺亚克力绝缘胶带，绝缘胶带厚度为 0. 055mm，绝缘胶带的长度比负极空白区24的长度长6mm，绝缘胶带的宽度比负极空白区24 的宽度宽1. 5mm ;
[0075] 所述的正极极耳13和负极极耳23外露出20mm，外露部分分别设置极耳胶。极耳 胶距离正极极片带11或负极极片带21的边缘2mm ;极耳胶材质为黄胶；
[0076] 正极极片带11上正极活性物质12涂覆面密度为185mg/cm2,负极极片带21上负 极活性物质22涂覆面密度为76mg/cm 2。
[0077] 实施例2、复合锂离子电芯
[0078] 本实施例制得的电芯由两个实施例1制得的卷绕单体电芯并联后得到，并联时按 照极耳"左正右负"的顺序放置，并联后容量为l〇Ah。
[0079] 实施例3、卷绕单体电芯
[0080] 如实施例1所述的卷绕单体电芯，不同的是：
[0081] 所述的正极第一岛区14与正极极耳13的距离为270mm，所述的正极第二岛区16 与正极第二空白区17的距离为270mm ;
[0082] 所述的正极极耳13和负极极耳23的宽度均为70mm，厚度均为0. 2mm ;
[0083] 所述的正极第一岛区14和正极第二岛区16宽度均为80mm ;
[0084] 所述的正极第一空白区15宽度为220mm，所述的正极第三空白区18宽度为 620mm ;
[0085] 所述的正极第二空白区17和负极空白区24的宽度均为75mm ;
[0086] 所述的负极极耳23为铜材质；
[0087] 正极极片带11上正极活性物质12涂覆面密度为210mg/cm2,负极极片带21上负 极活性物质22涂覆面密度为lOOmg/cm2。
[0088] 实施例4、卷绕单体电芯
[0089] 如实施例1所述的卷绕单体电芯，不同的是：
[0090] 所述的正极第一岛区14与正极极耳13的距离为10mm，所述的正极第二岛区16与 正极第二空白区17的距离为10mm ;
[0091] 所述的正极极耳13和负极极耳23的宽度均为5mm，厚度均为0. 1mm ;
[0092] 所述的正极第一岛区14和正极第二岛区16宽度均为13mm ;
[0093] 所述的正极第一空白区15宽度为10mm，所述的正极第三空白区18宽度为15mm ;
[0094] 所述的正极第二空白区17和负极空白区24的宽度均为6mm ;
[0095] 所述的负极极耳23为镍材质；
[0096] 正极极片带11上正极活性物质12涂覆面密度为160mg/cm2,负极极片带21上负 极活性物质22涂覆面密度为60mg/cm 2。
[0097] 实施例5
[0098] -种高功率软包装锂离子电池的制备方法，包括使用实施例2所述的复合锂离子 电芯，步骤如下：
[0099] (1)将锰酸锂、导电剂SP、粘结剂PVDF按照95 :3 :2的配比搅拌均匀，制成料浆，得 正极活性物质12 ;
[0100] 将人造石墨、导电剂SP、粘结剂CMC、增稠剂SBR按照95. 4 :1 :1. 6 :2的配比搅拌 均匀，制成料浆，得负极活性物质22 ;
[0101] (2)将正极活性物质12和负极活性物质22分别涂覆在正极极片带11的表面和 负极极片带21的表面，其中，正极极耳13处、正极第一岛区14、正极第一空白区15、正极第 二岛区16、正极第二空白区17和正极第三空白区18不涂覆正极活性物质12 ;负极极耳23 处和负极空白区24不涂覆负极活性物质22 ;
[0102] 正极极片带11的表面和负极极片带21的表面涂覆活性物质后，正极第一岛区14 涂布线位置、正极第一空白区15涂布线位置、正极第二岛区16涂布线位置和正极第三空白 区18涂布线位置设置有聚对苯二甲酸乙二酯（PET)绝缘胶带，绝缘胶带厚度为0. 02mm，绝 缘胶带贴住涂布线两侧5mm，绝缘胶带宽度比正极第一岛区14、正极第一空白区15、正极第 二岛区16和正极第三空白区18的宽度宽1mm ;正极第二空白区17设置有聚对苯二甲酸乙 二酯绝缘胶带，绝缘胶带厚度为〇. 02-0. 04mm，绝缘胶带长度比正极第二空白区17长6mm， 绝缘胶带宽度比正极第二空白区17宽度宽2. 5mm ;
[0103] 所述的负极空白区24设置有聚酰亚胺亚克力绝缘胶带，绝缘胶带厚度为 0. 055mm，绝缘胶带的长度比负极空白区24的长度长6mm，绝缘胶带的宽度比负极空白区24 的宽度宽1. 5mm ;
[0104] 所述的正极活性物质12的涂覆密度为185g/m2，
[0105] 所述的负极活性物质22的涂覆密度为76g/m2 ;
[0106] 然后，经烘干、辊压和分切，将正极极耳13处和负极极耳23处焊接不带极耳胶的 极耳用于制作复合锂离子电芯，得正极片和负极片；
[0107] (3)按第一隔膜、负极片、第二隔膜、正极片的顺序叠放，正极片在最内层，将步骤 (2)制得负极片和正极片同第一隔膜和第二隔膜进行卷绕，正极极片带11和负极极片带21 都以焊接有极耳的一面朝上放置卷绕成卷芯，以正极片收尾，卷绕结束后，露在卷芯的最外 层为正极极片带11的第三空白区18 ;
[0108] 所述的隔膜材质为聚丙烯，卷绕完毕得卷绕单体电芯；
[0109] 将两个步骤（3)得到的卷绕单体电芯通过超声波焊接的方式并联，并使用绝缘胶 带固定，得到复合锂离子电芯；
[0110] 如图3所示：焊接时复合锂离子电芯正极耳33和复合锂离子电芯负极耳34头部 朝下放置，极耳胶35上边缘距隔膜上边缘1±0. 5mm ;极耳并联焊接结束后，将复合锂离子 电芯正极耳33和复合锂离子电芯负极耳34朝上翻折，用剪刀修剪焊接处36,将多余的极耳 减掉，使焊接处36正好与最外端的电芯31边缘平齐；焊接处36下端粘贴绝缘胶带32,绝 缘胶带32比焊接处36宽l-2mm，并用绝缘胶带32将焊接处36固定在卷芯上端；
[0111] (4)将步骤（3)得到的复合卷绕单体电芯经封装、80°C真空烘烤、注液、热冷压、化 成，二次封装、分容，即得；
[0112] 所述的注液量为39. 9?40. lg
[0113] 所述的热压和冷压的参数如表1所示：
[0114] 表 1
[0115]
【权利要求】
1. 一种卷绕单体电芯，其特征在于，该单体电芯包括负极片、正极片、第一隔膜和第二 隔膜并按照第一隔膜、负极片、第二隔膜、正极片的顺序叠放，正极片在最内层，卷绕制得； 单体电芯展开时，所述的正极片包括正极极片带，所述的正极极片带的两侧设置有正 极活性物质，所述的正极极片带的一侧设置有正极极耳、正极第一岛区和正极第一空白区， 所述的正极极片带的另一侧设置有正极第二岛区、正极第二空白区和正极第三空白区；所 述的正极极耳和正极第二空白区位于正极极片带的中间位置并且相对设置，所述的正极第 一岛区和正极第二岛区分别位于正极极耳的两边；所述的正极第一空白区和正极第三空白 区位于正极极片带的两侧且设置在正极极片带的端部； 所述的负极片包括负极极片带，所述的负极极片带的两侧设置有负极活性物质，所述 的负极极片带的两侧且位于中间位置处相对设置有负极极耳和负极空白区。
2. 根据权利要求1所述的卷绕单体电芯，其特征在于，所述的正极第一岛区距离正极 极耳〇-270mm，所述的正极第二岛区距离正极第二空白区0-270mm。
3. 根据权利要求1所述的卷绕单体电芯，其特征在于，所述的正极极耳和负极极耳的 宽度均为5-70_，厚度均为0. 1-0. 2mm ; 所述的正极第一岛区和正极第二岛区宽度均为13_80mm ; 所述的正极第一空白区宽度为〇_220mm，所述的正极第三空白区宽度为15-620mm ; 所述的正极第二空白区和负极空白区的宽度均为6-75mm。
4. 根据权利要求1所述的卷绕单体电芯，其特征在于，所述的正极极片带为铝箔材质， 所述的负极极片带为铜箔材质； 所述的正极极耳为铝材质，所述的负极极耳为镍、铜或铜镀镍材质。
5. 根据权利要求1所述的卷绕单体电芯，其特征在于，所述的正极第一岛区、正极第一 空白区、正极第二岛区和正极第三空白区设置有聚对苯二甲酸乙二酯绝缘胶带，绝缘胶带 厚度为0. 02-0. 04mm，绝缘胶带宽度比正极第一岛区、正极第一空白区、正极第二岛区和正 极第三空白区的宽度宽0.5-lmm，绝缘胶带长度比正极第一岛区、正极第一空白区、正极第 二岛区和正极第三空白区的长度长2-8mm ;所述的正极第二空白区设置有聚对苯二甲酸乙 二酯绝缘胶带，绝缘胶带厚度为〇. 02-0. 04mm，绝缘胶带长度比正极第二空白区长2-8mm， 绝缘胶带宽度比正极第二空白区宽度宽2. 5-6. 5mm ; 所述的负极空白区设置有聚酰亚胺亚克力绝缘胶带，绝缘胶带厚度为〇. 055-0. 065mm， 绝缘胶带的长度比负极空白区的长度长2-8mm，绝缘胶带的宽度比负极空白区的宽度宽 L 5-5. 5mm〇
6. 根据权利要求1所述的卷绕单体电芯，其特征在于，所述的正极极耳和负极极耳 外露10-20mm，外露部分分别设置有极耳胶，极耳胶距离正极极片带或负极极片带的边缘 1. 5-2. 5_ ;极耳胶材质为黄胶、白胶或黑胶。
7. -种高功率软包装锂离子电池，电池内部包括至少一个权利要求1-6任一项所述的 卷绕单体电芯。
8. -种高功率软包装锂离子电池的制备方法，步骤如下： (1)将锰酸锂、炭黑导电剂、粘结剂聚偏氟乙烯按照（90-100) :(2-4) :(1-3)的质量配 比搅拌均匀，制成料浆，得正极活性物质； 将人造石墨、炭黑导电剂、粘结剂羧甲基纤维素钠、增稠剂苯乙烯-丁二烯橡胶按照 (94-97) :(0.5-2) :(1-2) :(1-3)的质量配比搅拌均匀，制成料浆，得负极活性物质； (2) 将正极活性物质和负极活性物质分别涂覆在正极极片带的表面和负极极片带的表 面，其中，正极极耳处、正极第一岛区、正极第一空白区、正极第二岛区、正极第二空白区和 正极第三空白区不涂覆正极活性物质；负极极耳处和负极空白区不涂覆负极活性物质； 所述的正极活性物质的涂覆密度为160_210g/m2， 所述的负极活性物质的涂覆密度为60-100g/m2 ; 然后，经烘干、辊压和分切，将正极极耳处和负极极耳处焊接带极耳胶的极耳，或者焊 接不带极耳胶的极耳用于制作复合锂离子电芯，得正极片和负极片； (3) 按第一隔膜、负极片、第二隔膜、正极片的顺序叠放，正极片在最内层，将步骤（2) 制得负极片和正极片同第一隔膜和第二隔膜进行卷绕，正极极片带和负极极片带都以焊接 有极耳的一面朝上放置卷绕成卷芯； 所述的第一隔膜和第二隔膜为聚丙烯隔膜、聚乙烯隔膜、陶瓷涂覆聚丙烯隔膜、陶瓷涂 覆聚乙烯隔膜、聚偏氟乙烯涂覆聚丙烯隔膜、聚偏氟乙烯涂覆聚乙烯隔膜或聚丙烯-聚乙 烯-聚丙烯三层材质组成的隔膜，卷绕完毕得卷绕单体电芯； 或者，将至少两个上述卷绕单体电芯焊接并联，使用绝缘胶带固定，得到复合锂离子电 心； (4) 将步骤（3)得到的卷绕单体电芯或复合锂离子电芯经封装、真空烘烤、注液、热冷 压、化成，即得； 所述的热压和冷压的参数如下： 热压：面压力l-6kgf/cm2,每次压芯数量2-16只，热压温度60-80 °C，热压时间 20-180S ； 冷压：面压力l-6kgf/cm2,每次压芯数量2-16只，冷压温度25-30 °C，冷压时间 20-180S。
9. 根据权利要求8所述的高功率软包装锂离子电池的制备方法，其特征在于，步骤（2) 中正极极片带的表面和负极极片带的表面涂覆活性物质后，正极第一岛区、正极第一空白 区、正极第二岛区和正极第三空白区粘贴聚对苯二甲酸乙二酯绝缘胶带，绝缘胶带厚度为 0. 02-0. 04mm，绝缘胶带宽度比正极第一岛区、正极第一空白区、正极第二岛区和正极第三 空白区的宽度宽〇.5-lmm，绝缘胶带长度比正极第一岛区、正极第一空白区、正极第二岛区 和正极第三空白区的长度长2-8mm;正极第二空白区粘贴聚对苯二甲酸乙二酯绝缘胶带， 绝缘胶带厚度为〇. 02-0. 04mm，绝缘胶带长度比正极第二空白区长2-8mm，绝缘胶带宽度比 正极第二空白区宽度宽2. 5-6. 5mm ; 负极空白区粘贴聚酰亚胺亚克力绝缘胶带，绝缘胶带厚度为0. 055-0. 065mm，绝缘胶带 的长度比负极空白区的长度长2-8mm，绝缘胶带的宽度比负极空白区的宽度宽1. 5-5. 5mm。
10. 根据权利要求8所述的高功率软包装锂离子电池的制备方法，其特征在于，步骤 (4)中所述的电解液溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸二乙酯和碳酸甲基乙基酯的混合体系，电解质 为六氟磷酸锂，并添加1，2-碳酸亚乙烯酯作为添加剂，注液量按照4. 0g/Ah±0. lg注。
【文档编号】H01M10/0587GK104157914SQ201410443798
【公开日】2014年11月19日 申请日期:2014年9月2日 优先权日:2014年9月2日
【发明者】王艳飞, 黄磊, 刘亚明, 张妍, 郭大利 申请人:山东齐星新能源科技有限责任公司