一种叠片扣式电池及其生产工艺的制作方法

本发明属于电池技术领域，具体涉及一种叠片扣式电池及其生产工艺。

背景技术：

锂离子电池是一种二次电池(充电电池)，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。锂离子电池通常包括正极、负极、隔膜和电池壳体，隔膜设置于正极和负极之间。

传统的锂离子电池的储电量较低，倍率性能较弱，且在生产过程中需要在电池壳体上设置正、负电极，并将正、负电极焊接至电池壳体的内侧，以对接正极、负极的极耳，生产工艺复杂，生产效率低。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种叠片扣式聚合物锂离子电池及其生产工艺。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种叠片扣式电池，其包括壳体和容纳于壳体内的叠片电极，所述叠片电极包括至少一个正电极板和至少一个负电极板，所述正电极板和负电极板堆叠设置，且正电极板和负电极板之间设置有隔膜，所述壳体的外侧具有电连接正电极板的正极端子和电连接负电极板的负极端子。

优选的，所述正电极板和负电极板交错堆叠设置。

优选的，所述正极端子和负极端子位于壳体的同一侧或相对的两侧。

优选的，所述正电极板具有正极引出极耳，所述负电极板具有负极引出极耳，所述正极引出极耳与负极引出极耳错位设置。

优选的，所述壳体由两个半壳拼合形成，两个半壳拼合的部分具有一圈用于密封拼接的延边，两个半壳通过延边的封合实现拼接，该延边翻折贴合壳体表面并固定，所述正极端子和负极端子从延边内穿出，从而通过延边固定正极端子和负极端子。

优选的，所述壳体为铝塑膜壳体，所述正极端子和负极端子穿出壳体的部分与壳体之间设置有极耳胶进行密封。

一种叠片扣式电池的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一，叠片，将正电极板和负电极板堆叠摆放，且在两者之间设置隔膜，避免正电极板和负电极板直接接触，之后再将堆叠的正电极板和负电极板通过叠片机叠片制成叠片电极；

步骤二，包装膜成型，包装膜采用铝塑膜并于其上冲压出与叠片电极适配的凹腔；

步骤三，封装，将叠片电极装入包装膜的凹腔内，并折叠包装膜使凹腔形成闭合的容置腔而制成包覆叠片电极的壳体。

进一步的，在步骤一中，正电极板和负电极板设置有多个并交错堆叠设置，正电极板具有正极引出极耳，负电极板具有负极引出极耳，在堆叠摆放时，正极引出极耳与负极引出极耳错开设置。

进一步的，在制成叠片电极后，多个正电极板的正极引出极耳焊接一正极金属带，并通过正极金属带电连接正极端子，多个负电极板的负极引出极耳焊接一负极金属带，并通过负极金属带电连接负极端子。

进一步的，包装膜上冲压出两个适配的凹腔，通过折叠拼合两个凹腔形成闭合的容置腔，并且包装膜通过热封封合容置腔。

本发明的有益效果是：采用上述结构的叠片扣式电池的储电量更大，倍率性能更高，制造更为简单，并且根据该结构采用上述的生产工艺，极大地提高了生产效率，降低生产成本，实用性强。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是叠片扣式电池的剖视图；

图2是叠片扣式电池的整体结构示意图；

图3是隔膜的设置示意图；

图4是叠片电极的制作示意图；

图5是叠片扣式电池的第一种装配方式示意图；

图6是叠片扣式电池的第二种装配方式示意图；

图7是叠片扣式电池的第三种装配方式示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。

参照图1～图7，本发明公开一种叠片扣式电池，其包括壳体1和容纳于壳体1内的叠片电极，所述叠片电极包括至少一个正电极板3和至少一个负电极板2，所述正电极板3和负电极板2堆叠设置，且正电极板3和负电极板2之间设置有隔膜4，所述壳体1的外侧具有电连接正电极板3的正极端子8和电连接负电极板2的负极端子6。

其中壳体1内具有电解质，该电解质优选为液态聚合物电解质，且隔膜4吸附有液态聚合物电解质，其具体成分采用现有技术中已有的成分，故在此不作赘述。该隔膜4亦采用市面上已知材质的锂电子电池的隔膜4，故其结构、材质在此亦不作赘述。

如图所示，本实施例中设置有多个正电极板3和负电极板2，且所述正电极板3和负电极板2的数量相同并交错堆叠设置，在相邻的两个正电极板3和负电极板2之间具有一隔膜4。并且每个正电极板3均具有一正极引出极耳301，每个负电极板2均具有一负极引出极耳201，在堆叠设置时，正极引出极耳301上下对齐设置，负极引出极耳201上下对齐设置，且正极引出极耳301与负极引出极耳201相互错位设置。

本实施例以圆形结构的正电极板3和负电极板2为例，正电极板3和负电极板2对齐堆叠，正极引出极耳301与负极引出极耳201分别延伸于正电极板3、负电极板2的外周侧，且两者于圆周方向错位设置而互成180°夹角，此外，也可使两者所成夹角为90°或其他任意角度。该正电极板3上和负电极板2上均设置有活性物质，其中正电极板3上的活性物质可以设置为锰酸锂或者钴酸锂、镍钴锰酸锂材料，负电极板2上的活性物质可以设置为石墨或近似石墨结构的碳。

为了实现与正极端子8和负极端子6的电连接，所有的正极引出极耳301焊接成为同一正极金属带7，正极金属带7的末端焊接正极端子8。与之相同的，所有的负极引出极耳201焊接成为同一负极金属带5，负极金属带5的末端焊接负极端子6。在安装于壳体1内时，所述正极端子8和负极端子6位于壳体1的同一侧或相对的两侧。具体的，该负极金属带5由铜制成，正极金属带7由铝材制成；负极端子6采用镍或铜制成，正极端子8采用铝或镍制成。

如图所示，本实施例中的壳体1由两个半壳拼合形成，两个半壳拼合的部分具有一圈用于密封拼接的延边101，两个半壳通过延边101的封合实现拼接。并且该延边101翻折贴合壳体1表面，并在必要时通过胶粘或贴胶带的方式固定。与之相对应的，正极端子8和负极端子6从延边101内穿出并通过延边101限位作用而固定。

优选的，所述壳体1为铝塑膜壳体1，铝塑膜壳体1的厚度为50-500μm，所述正极端子8和负极端子6穿出壳体1的部分与壳体1之间设置有极耳胶9。

本实施例还公开一种用于上述结构的叠片扣式电池的生产工艺，包括以下步骤：

步骤一，叠片，将正电极板3和负电极板2堆叠摆放，且在两者之间设置隔膜4，避免正电极板3和负电极板2直接接触，之后再将堆叠的正电极板3和负电极板2通过叠片机叠片制成叠片电极；

步骤二，包装膜10成型，包装膜10采用铝塑膜并于其上冲压出与叠片电极适配的凹腔102；

步骤三，封装，将叠片电极装入包装膜10的凹腔102内，并折叠包装膜10使凹腔102形成闭合的容置腔而制成包覆叠片电极的壳体1。

在进行步骤一的叠片加工时，先于正电极板3的上下端盖覆隔膜4并制袋固定，通过隔膜4包覆正电极板3并仅使正电极板3上的正极引出极耳301外露。之后再将数量相同的多个正电极板3和负电极板2交错堆叠设置，在堆叠的过程中，正电极板3上的正极引出极耳301上下对齐、负电极板2上的负极引出极耳201上下对齐，并且正极引出极耳301与负极引出极耳201错开设置。如图所示，本实施例中以正极引出极耳301与负极引出极耳201错开而互成180°夹角、正电极板3和负电极板2均为圆形板结构为例。最后再将堆叠摆放整齐的正电极板3和负电极板2放入叠片机叠片固定制成圆柱形的叠片电极。

并且，在制成叠片电极后，多个正电极板3的正极引出极耳301焊接为同一正极金属带7，正极金属带7的末端焊接正极端子8，从而通过正极金属带7电连接正极端子8；多个负电极板2的负极引出极耳201焊接为同一负极金属带5，负极金属带5的末端焊接负极端子6，从而通过负极金属带5电连接负极端子6。该负极金属带5由铜制成，正极金属带7由铝材制成；负极端子6采用镍或铜制成，正极端子8采用铝或镍制成。并且在必要时该正极金属带7与负极金属带5通过绝缘胶进行固定并使得在折弯贴合在正电极板3或负电极板2上时可以保持绝缘。

在进行步骤二的包装膜10成型时，于包装膜10上冲压出两个适配的凹腔102，通过折叠拼合两个凹腔102形成闭合的容置腔，并且包装膜10通过热封封合容置腔。该包装膜10为铝塑膜。

本实施例中以圆形的正电极板3、负电极板2为例，因此凹腔102的设置主要有三种形式，如图5所示，第一种是于包装膜10上冲压出两个内凹的圆柱形的凹腔102，两者拼合形成与叠片电极外形适配而可包覆、容纳叠片电极的容置腔。与此相对应的，正极金属带7和负极金属带5均沿叠片电极的径向延伸于叠片电极的周侧，且正极金属带7与负极金属带5位于同一水平面上，叠片电极通过正极金属带7和负极金属带5所处平面划分为上部和下部，两个圆柱形的凹腔102分别与上部和下部适配，从而在折叠包装膜10拼合两个凹腔102时，使正极金属带7与负极金属带5刚好位于拼接处，便于其从壳体1内穿出。

由于包装膜10的尺寸通常大于实际所需尺寸，故而在进行步骤三的封装后，需要再切边。此切边是为了将封合后壳体1周侧多余的包装膜10切除。

在采用上述第一种凹腔102设置的形式时，本生产工艺中在进行切边后于壳体1的圆周周侧形成有一圆环状的延边101，进一步进行折边加工，将延边101向上或向下翻折而使其紧贴壳体1的圆周外表面，再通过加热或胶粘的方式固定。在生产加工过程中，确保切出的延边101的宽度小于或等于翻折方向的凹腔102的深度，从而使得在延边101翻折贴合壳体1的圆周外表面时不会突出壳体1的端面。

如图6和图7所示，凹腔102的第二种设置形式是于包装膜10上冲压出两个竖直截面呈半圆形的凹腔102，通过拼合两个凹腔102而形成与叠片电极适配的圆柱形容置腔。在采用第二种凹腔102设置的形式时，切除后形成的延边101穿透壳体1的两个端面及圆周侧壁。采用此种凹腔102形式设置时，正极金属带7和负极金属带5通过绝缘胶粘附固定而使末端延伸于叠片电极的端面的平分线上，且正极金属带7既可以与负极金属带5位于叠片电极的同一端面，也可以分别位于叠片电极的相反端面。

凹腔102的第三种设置形式是于包装膜10上冲压出一个圆柱形的凹腔102，该凹腔102的深度与叠片电极的高度一致而可完全容纳叠片电极。生产时，将叠片电极上的正极端子8与负极端子6设置于与叠片电极的一个端面平齐，在将叠片电极装入凹腔102内而使正极端子8与负极端子6从凹腔102的开口端延伸于包装膜10外侧，再折叠包装膜10闭合凹腔102的开口端，从而将叠片电极包覆。

在凹腔102采用上述三种设置形式时，封合切边后均会形成一圈延边101，因此进一步的，在完成包装膜10封合后，还需要进行延边101贴合加工。进行延边101贴合加工时，将延边101朝向一侧翻折而使其贴合壳体1表面，必要时再贴胶固定。正极金属带7和负极金属带5的长度根据其起点到延边101所在位置的路径长度进行设定，从而使其末端延伸于容置腔靠近延边101的位置，而正极端子8和负极端子6的一端分别焊接正极金属带7和负极金属带5，另一端穿过延边101而延伸于延边101外侧。

为了实现电解质的加入，在进行步骤三的封装时，分为一次封装和二次封装，一次封装为不完全封装，即于拼合形成的容置腔的拼合处封合部分，而预留部分不进行封合，之后先导入液态电解质，再进行二次封装，进行完全封合。

为保证正极端子8和负极端子6的与壳体1之间的绝缘性，且保证正极端子8和负极端子6与壳体1之间的加热封合的密封性，因此在正极端子8和负极端子6上设置有极耳胶9。该极耳胶9采用市面上现有的绝缘胶即可，故此其具体成分等内容在此不作赘述。

采用上述结构的叠片扣式电池，正电极板3和负电极板2之间距离小，且正电极板3和负电极板2交错堆叠设置，使得该电池的储电量更大，倍率性能更高。并且正极端子8和负极端子6通过壳体1周侧的延边101定位固定，省去了传统工艺中的焊接，结构简单，制造更为简单。由于延边101贴合壳体1表面，因此正极端子8和负极端子6在延边101的作用下也贴合所在位置的壳体1表面，同时还设置有极耳胶9，因此其密封性强，安装牢靠程度高。根据该结构采用上述的生产工艺，极大地提高了生产效率，降低生产成本，实用性强。

上述实施例只是本发明的优选方案，本发明还可有其他实施方案，如于负电极板2的上下端面设置隔膜4并制袋固定，再将正电极板3和包覆有隔膜4的负电极板2交错堆叠。本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所设定的范围内。