一种高功率型锂离子电池的制作方法

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种高功率型锂离子电池。

背景技术：

如今，随人口的急剧增长和社会经济的迅速发展，资源和能源日渐短缺，环境保护日益受到重视，能源的开发和节省成为当今世界的一个重要课题。能源是人类社会存在和发展的基础，以矿物能源为基础的当今社会愈来愈频繁地遭遇能源匾乏以及环境污染危机。同时，伴随着信息化高科技时代的来临，能源应用形态正在发生变化，可再生、无污染、小型分立的可移动高性能电源需求快速增长。各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。

现有的锂离子电池存在电池的能量密度损失大，电池极化内阻较高，无法满足高能量密度高功率电池的要求，首先，中国专利文献公开了一种锂离子电池(公开号：CN 105514350 A)，其包括：正极极片，包括正极集流体和涂布干燥压实设置于正极集流体上且包含正极活性材料、正极导电剂、正极粘结剂的正极膜片；负极极片，包括负极集流体和涂布干燥压实设置于负极集流体上且包含负极活性材料、负极导电剂、负极粘结剂的负极膜片；隔离膜；电解液以及包装膜。优化正负电极的涂覆重量、压实密度以及正负极容量比例，从而达到提高电芯快速充电的能力的目的。此外，中国专利文献公开了一种锂离子电池多极耳极片制备方法、多极耳锂离子电池极组制备方法及电池(公开号：CN 104600250 A)，包括：在集流体上全范围均匀涂布活性浆料后碾压、分切成所需宽度极片；在裁切后极片边缘刮出至少两个矩形空白区，在矩形空白区焊接极耳，并在极耳焊接位置双面贴保护带。在制备电极的时，在电极边缘刮出至少两个极耳焊接位，降低了电芯内阻，提升了电芯的功率特性。上述的方案均在一定程度上减少了电池的能量密度损失，降低电池极化内阻，但是这几种方案至少还存在以下缺陷：第一，电芯的空间利用率不高，第二，体积能量密度偏低，导致结构的实用性不强。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种高功率型锂离子电池，以能够降低电芯的极化内阻，提高电芯快速充电和放电的能力，同时还最大化提升电芯的空间利用率和提高电芯的能量密度。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种高功率型锂离子电池，包括包装袋、容置于所述包装袋内的正极片和负极片、设置在所述正极片和所述负极片之间的隔离膜和注入到所述包装袋的电解液，所述正极片、所述隔离膜和所述负极片一起卷绕形成卷芯，所述正极片具有正极未涂覆区，所述负极片具有负极未涂覆区，所述正极未涂覆区折叠形成第一折叠部，所述负极未涂覆区折叠形成第二折叠部，所述第一折叠部和所述第二折叠部的高度均不超过所述卷芯的高度，所述正极未涂覆区焊接有正极耳，所述负极未涂覆区焊接有负极耳。增加正极未涂覆区和负极未涂覆区，有助于把电芯空间充分利用起来，并通过增加第一折叠部和第二折叠部，节省空间，达到降低电芯的极化内阻，使电子在极片上的传递距离等于电池极片的宽度，提高电芯快速充电和放电的能力，实现最大化提升电芯的空间利用率和提高电芯的能量密度。

作为本实用新型所述的一种高功率型锂离子电池的一种改进，所述第一折叠部和所述第二折叠部均设置为多层结构。第一折叠部和第二折叠部设置为多层结构，降低电芯的极化内阻。

作为本实用新型所述的一种高功率型锂离子电池的一种改进，所述第一折叠部和所述第二折叠部的高度均为所述卷芯的高度1/4-4/5。将第一折叠部和第二折叠部的高度限定范围，防止第一折叠部和第二折叠部的高度超过卷芯的高度，导致电芯表面不平整，无法应用，同时防止第一折叠部和第二折叠部的高度过小，导致无法与极耳焊接在一起。

作为本实用新型所述的一种高功率型锂离子电池的一种改进，所述第一折叠部和所述第二折叠部的高度均为所述卷芯的高度3/5。进一步限定第一折叠部和第二折叠部的高度，不仅达到电芯表面平整，同时折叠部能与极耳无缝焊接在一起。

作为本实用新型所述的一种高功率型锂离子电池的一种改进，所述第一折叠部的高度大于或等于所述第二折叠部的高度。第一折叠部的高度也可以小于第二折叠部的高度，只要满足不超过卷芯的高度1/4-4/5即可，有利于简化生产工艺，提高制备效率。

作为本实用新型所述的一种高功率型锂离子电池的一种改进，所述负极未涂覆区包括第一负极未涂覆区及与所述第一负极未涂覆区连通的第二负极未涂覆区，所述第二负极未涂覆区占据于所述负极片的端部，所述第二负极未涂覆区与负极耳连接，所述第一折叠部与所述正极耳连接。增加第二负极未涂覆区与负极耳焊接在一起，使负极耳的朝向无需根据负极未涂覆区的朝向而定，实现负极耳和正极耳朝向一致，有效利用电池的空间，同时步骤3)之前焊接负极耳，对生产的要求降低，有利于加快制备的效率。

作为本实用新型所述的一种高功率型锂离子电池的一种改进，所述正极未涂覆区包括第一正极未涂覆区及与所述第一正极未涂覆区连通的第二正极未涂覆区，所述第二正极未涂覆区占据于所述正极片的端部，所述第二正极未涂覆区与所述正极耳连接，所述第二折叠部与所述负极耳连接。增加第二正极未涂覆区与正极耳焊接在一起，使正极耳的朝向无需根据正极未涂覆区的朝向而定，实现负极耳和正极耳朝向一致，有效利用电池的空间，同时步骤3)之前焊接正极耳，对生产的要求降低，有利于加快制备的效率。

作为本实用新型所述的一种高功率型锂离子电池的一种改进，所述第一折叠部与所述正极耳连接，所述第二折叠部与所述负极耳连接。在折叠之后焊接正极耳和负极耳，简化生产工序，防止由于没有在卷绕前焊接正极耳或负极耳导致电池失效。

作为本实用新型所述的一种高功率型锂离子电池的一种改进，所述第一折叠部和所述第二折叠部的四个角为圆角，所述圆角的半径为1mm-10mm。第一折叠部和第二折叠部的四个角设置为圆角，有利于更快的折叠，同时防止第一折叠部和第二折叠部的角刺破外壳，导致电池漏液发生。

作为本实用新型所述的一种高功率型锂离子电池的一种改进，所述圆角的半径为5mm。进一步限定圆角的半径，防止切角机不兼容范围类的参数输入，也达到防止第一折叠部和第二折叠部的圆角半径过小，刺破外壳，导致电池漏液发生。

本发明的有益效果在于，本发明包括包装袋、容置于所述包装袋内的正极片和负极片、设置在所述正极片和所述负极片之间的隔离膜和注入到所述包装袋的电解液，所述正极片、所述隔离膜和所述负极片一起卷绕形成卷芯，所述正极片具有正极未涂覆区，所述负极片具有负极未涂覆区，所述正极未涂覆区折叠形成第一折叠部，所述负极未涂覆区折叠形成第二折叠部，所述第一折叠部和所述第二折叠部的高度均不超过所述卷芯的高度，所述正极未涂覆区焊接有正极耳，所述负极未涂覆区焊接有负极耳。增加正极未涂覆区和负极未涂覆区，有助于把电芯空间充分利用起来，并通过增加第一折叠部和第二折叠部，节省空间，达到降低电芯的极化内阻，使电子在极片上的传递距离等于电池极片的宽度，提高电芯快速充电和放电的能力，实现最大化提升电芯的空间利用率和提高电芯的能量密度。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明中正极片和负极片的结构示意图。

图3为本发明卷绕后的结构示意图。

图4为本发明折叠后的结构示意图。

图5为本发明中实施例8的正极片和负极片的结构示意图。

图6为本发明中实施例9的结构示意图。

其中：1-正极片；2-负极片；3-卷芯； 11-正极涂覆区；12-正极未涂覆区；13-正极耳；121-第一正极未涂覆区；122-第二正极未涂覆区：21-负极涂覆区；22-负极未涂覆区；23-负极耳；221-第一负极未涂覆区；222-第二负极未涂覆区；120-第一折叠部；220-第二折叠部。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接 ；可以是机械连接，也可以是电连接 ；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1~4所示，一种高功率型锂离子电池，包括包装袋、容置于包装袋内的正极片1和负极片2、设置在正极片1和负极片2之间的隔离膜和注入到包装袋的电解液，正极片1、隔离膜和负极片2一起卷绕形成卷芯3，正极片1具有正极未涂覆区12，负极片2具有负极未涂覆区22，正极未涂覆区12折叠形成第一折叠部120，负极未涂覆区22折叠形成第二折叠部220，第一折叠部120和第二折叠部220的高度均不超过卷芯3的高度，正极未涂覆区12焊接有正极耳13，负极未涂覆区22焊接有负极耳23。增加正极未涂覆区12和负极未涂覆区22，有助于把电芯空间充分利用起来，并通过增加第一折叠部120和第二折叠部220，节省空间，达到降低电芯的极化内阻，使电子在极片上的传递距离等于电池极片的宽度，提高电芯快速充电和放电的能力，相比于电极边缘刮出两个极耳焊接位的方案，本实用新型减少50%的极化内阻。

优选的，第一折叠部120和第二折叠部220均设置为多层结构，第一折叠部120和第二折叠部220的高度均为卷芯3的高度1/4。正极未涂覆区12和负极未涂覆区22的折叠次数为四次，使第一折叠部120和第二折叠部220的高度达到最小值，防止第一折叠部120和第二折叠部220的高度过小，导致第一折叠部120无法与正极耳13焊接在一起，第二折叠部220无法与负极耳23焊接在一起。

优选的，负极未涂覆区22包括第一负极未涂覆区221及与第一负极未涂覆区221连通的第二负极未涂覆区222，第二负极未涂覆区222占据于负极片2的端部，第二负极未涂覆区222与负极耳23连接，第一折叠部120与正极耳13连接。

优选的，第一折叠部120和第二折叠部220的四个角为圆角，圆角的半径为1mm。第一折叠部120和第二折叠部220设置为圆角，有利于更快的折叠，园角半径设置为最小值，防止第一折叠部120和第二折叠部220的圆角半径过小，刺破外壳，导致电池漏液发生。

本实用新型还公开了一种高功率型锂离子电池的制备方法，包括如下步骤：

1)正极片制备：将正极活性材料、正极导电剂和正极粘贴剂混合成涂覆料，然后将涂覆料涂覆在正极集流体，制备有正极涂覆区11和所述正极未涂覆区12的所述正极片1；

2)负极片制备：将负极活性材料、负极导电剂和负极粘贴剂混合成涂覆料，然后将涂覆料涂覆在负极集流体，制备有负极涂覆区21和所述负极未涂覆区22的所述负极片2；

3)卷绕：将正极未涂覆区12与负极未涂覆区22朝相反方向放置，并在正极片1和负极片2放置隔离膜，然后将它们卷绕成卷芯3，使得卷芯3一端露出正极未涂覆区12，另一端露出负极未涂覆区22；

4)预焊：将卷绕的多层正极未涂覆区12焊接在一起，将卷绕的多层负极未涂覆区22焊接在一起；

5)折叠：将卷绕的多层正极未涂覆区12折叠成第一折叠部120，将卷绕的多层负极未涂覆区22折叠成第二折叠部220，第一折叠部120和第二折叠部220的高度均不超过卷芯3的高度；

6)最后经过封装、干燥、注液、除气和分容制得高功率型锂离子电池。

还需要说明的是：本发明的制造方法中，步骤3)使卷芯3一端露出正极未涂覆区12，另一端露出负极未涂覆区22，有助于把正极未涂覆区12和负极未涂覆区22分开，防止正极未涂覆区12和负极未涂覆区22在电池内直接接触导致电池爆炸，步骤4)使电子在极片上的传递距离约等于电池极片的宽度，提高电芯快速充电和放电的能力，步骤5)规定第一折叠部120和第二折叠部220的高度不超过所述卷芯3的高度，防止第一折叠部120和第二折叠部220的高度超过卷芯3的高度，导致电芯表面不平整，无法应用，同时防止第一折叠部120和第二折叠部220的高度过小，导致第一折叠部120无法与正极耳13焊接在一起，第二折叠部220无法与负极耳焊接23在一起。

实施例2

与实施例1不同的是：本实施例第一折叠部120和第二折叠部220的高度均为卷芯3的高度4/5。正极未涂覆区12和负极未涂覆区22的折叠次数为两次，使第一折叠部120和第二折叠部220的高度达到最大值，防止第一折叠部120和第二折叠部220的高度超过卷芯3的高度，导致电芯表面不平整，无法应用。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

与实施例1不同的是：本实施例第一折叠部120和第二折叠部220的高度均为卷芯3的高度3/5。正极未涂覆区12和负极未涂覆区22的折叠次数为三次，使第一折叠部120和第二折叠部220的高度达到中间值，不仅达到电芯表面平整，同时第一折叠部120能与正极耳13无缝焊接在一起，第二折叠部220能与负极耳23无缝焊接在一起。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例4

与实施例1不同的是：本实施例第一折叠部120的高度大于或等于第二折叠部220的高度。第一折叠部120的高度也可以小于第二折叠部220的高度，只要满足不超过卷芯3的高度1/4-4/5即可，有利于简化生产工艺，提高制备效率。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例5

与实施例1不同的是：本实施例圆角的半径为10mm。园角半径设置为最大值，防止第一折叠部120和第二折叠部220的圆角半径过大，第一折叠部120和第二折叠部220的面积过度减少，影响电芯的极化内阻。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例6

与实施例1不同的是：本实施例圆角的半径为5mm。进一步限定圆角的半径，防止切角机不兼容范围类的参数输入，也达到防止第一折叠部120和第二折叠部220的圆角半径过小，刺破外壳，导致电池漏液发生。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例7

与实施例1不同的是：负极未涂覆区22包括第一负极未涂覆区221及与第一负极未涂覆区221连通的第二负极未涂覆区222，第二负极未涂覆区222占据于负极片2的端部，第二负极未涂覆区222与负极耳23连接，第一折叠部120与正极耳13连接。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例8

如图5所示，与实施例1不同的是：正极未涂覆区12包括第一正极未涂覆区121及与第一正极未涂覆区121连通的第二正极未涂覆区122，第二正极未涂覆区122占据于正极片1的端部，第二正极未涂覆区122与正极耳13连接，第二折叠部220与负极耳23连接。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例9

如图6所示，与实施例1不同的是：第一折叠部120与正极耳13连接，第二折叠部220与负极耳23连接。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。