一种锂离子电池卷芯及电池的制作方法

1.本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池卷芯及电池。


背景技术：

2.锂离子以其高能量密度，高工作电压、长循环寿命环保安全等优点，一直以来在在便携式电子产品中得到大量普使用。随着电子工业不断发展，便携式消费类电子产品功能越来越多，越来越完善强大，尤其是智能手机、平板电脑、可穿戴设备的出现，其功能强大，元器件繁多，对电量需求较大，充放次数频繁，对随机匹配到的电池能量密度，循环寿命，安全性能要求越来越高。本发明针对现状提供一种锂离子卷芯的卷绕结构、其结构在能量密度的提升、卷芯所用的极片涂覆生产的效率提升明显，弥补目前卷芯的技术结构。


技术实现要素：

3.本发明的目的是，针对现技术空缺，提供一种聚合物锂离子电池的卷芯，其结构制作简单、实用，有针对性解决了目前因涂布设备、卷绕设备等技术功能缺陷而引起的特定卷绕结构无法实现等问题。
4.为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
5.一种锂离子电池卷芯，包括正极片、负极片、极耳和壳体，其中卷芯的制备采用卷绕的工艺，正极与负极均采用头尾双对齐结构，第一折的正极和/或负极为双面涂覆，并在卷芯中部内侧的正极片处贴有保护胶带，以防止正极的锂离子脱出；所述的正极片和/或负极片采用连续涂覆的工艺，并在所述的正极片和/或负极片的极耳位置留下空箔。
6.进一步的，所述极耳的间距排列根据极片的尺寸长短确定。
7.作为优选的方案，卷芯为极耳中置、正极箔材收尾结构，其中第一折正极双面涂覆，在卷芯中部内侧正极片双面涂覆处贴有一条保护胶带；第一折负极双面涂覆，负极片采用连续涂覆，在极耳位置处清除粉料，留下空箔，后进行极耳的引出。
8.作为优选的方案，卷芯为极耳中置、负极箔材收尾结构，其中第一折负极双面涂覆、第一折正极双面涂覆，在卷芯中部内侧正极双面涂覆处贴有一条保护胶带；正极片采用连续涂覆，在极耳位置处清除粉料，留下空箔，后进行极耳的引出。
9.作为优选的方案，卷芯为多极耳、正极箔材收尾结构，其中第一折正极双面涂覆，在卷芯中部内侧正极双面涂覆处贴有一条保护胶带；正极耳涂覆时两边留出空箔，经过冲切或激光切除留下的空箔为极耳；负极片采用连续涂覆，负极涂覆时两边留出空箔，经过冲切或激光切留下的空箔为极耳。
10.作为优选的方案，卷芯为多极耳、负极收尾结构，其中第一折正极双面涂覆，正极片采用连续涂覆，在正极双面涂覆处贴有一条保护胶带；第一折负极双面涂覆。
11.其中，极耳与壳体之间采用热熔或焊接方式实现连接密封得到半成品电芯。
12.其中，所制得的半成品电芯经过注液、静置、化成、测容工序后，制得成品电芯。
13.本发明还保护含有上述卷芯的锂离子电池。
14.本发明的有益效果是：
15.与传统的电极涂覆工艺及卷绕结构相比，本发明提供一种电芯卷绕结构，减少了卷绕层数，降低了卷芯厚度，在提升能量密度的同时，能够降低生产成本，并极大地提升电极片的卷绕生产效率。
16.本发明所制得的卷芯更适用于中置极耳和多极耳结构，其制备过程操作简易，可实现自动化，具有可操作性和实际应用性；采用该电芯组成的锂离子电池可适用于各移动、储能、穿戴等设备领域。
附图说明
17.图1：普通卷芯a结构。
18.图2：卷芯a极耳引出与涂覆结构。
19.图3：卷芯b结构(极耳中置正极收尾时)。
20.图4：卷芯b极耳引出与涂覆结构。
21.图5：卷芯c结构(极耳中置负极收尾时)。
22.图6：卷芯c极耳引出与涂覆结构。
23.图7：卷芯d结构(多极耳正极收尾时)。
24.图8：卷芯d极耳引出与涂覆结构。
25.图9：卷芯e结构(多极耳负极收尾时)。
26.图10：卷芯e极耳引出与涂覆结构。
27.图11：卷芯f结构(清粉极耳引出正极收尾时)。
28.图12：卷芯f极耳引出与涂覆结构。
29.图13：卷芯g结构(清粉极耳引出负极收尾时)。
30.图14：卷芯g极耳引出与涂覆结构。
具体实施方式
31.以下通过实施例的形式对本发明的上述内容再作进一步的详细说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。
32.本发明提供了一种锂离子电池卷芯及电池，其中，卷芯包括正极片、负极片、极耳和壳体，卷芯的制备采用卷绕的工艺，正极与负极均采用头尾双对齐结构，其中第一折的正极和/或负极为双面涂覆，并在卷芯中部内侧的正极片处贴有保护胶带，以防止正极的锂离子脱出；所述的正极片和/或负极片采用连续涂覆的工艺，并在所述的正极片和/或负极片的极耳位置留下空箔。极耳的间距排列根据极片的尺寸长短确定。
33.图1、2为普通的卷芯a卷绕结构，图1中示意了卷芯a第一折负极空箔1与卷芯a负极耳5、卷芯a正极第一折铝箔2与卷芯a正极耳6、卷芯a负极第二及第三折单面涂覆3、卷芯a正极第二折双面涂覆4。其中，正极涂覆为头齐涂覆7、负极涂覆为尾齐涂覆8，如图2所示。正极耳引出焊接在涂覆间隔的空箔上，图2中示意了卷芯a正极耳引出位置9、卷芯a负极耳引出位置10。
34.图3、4为本发明卷芯b结构，为极耳中置、正极箔材收尾结构。图3中示意了卷芯b第
一折正极双面涂覆101，在卷芯b正极涂覆位置11处贴有一条保护胶带，防止正极的锂离子脱出，起到安全防护的作用。图3中示意了卷芯b负极第一折双面涂覆12、卷芯b正极耳中置结构13、卷芯b负极耳中置结构14，图4中示意了卷芯b正极涂覆15，卷芯b负极涂覆16，负极采用连续涂覆提高生产效率，在极耳位置处清除粉料，留下空箔，后再进行极耳的引出。图4中示意了正极耳引出位置17、负极耳引出位置18。
35.图5、6为本发明卷芯c结构，为极耳中置、负极箔材收尾结构。图5中示意了卷芯c第一折负极双面涂覆19、卷芯c正极第一折双面涂覆20，在卷芯c正极双面涂覆位置21处贴有一条保护胶带，防止正极的锂离子脱出，起到安全防护的作用。图5中示意了卷芯c正极耳中置结构22、卷芯c负极耳中置结构23、卷芯c正极涂覆24，采用连续涂覆提高生产效率，在极耳位置处清除粉料，留下空箔，后再进行极耳的引出。图6中示意了卷芯c负极涂覆25、卷芯c正极耳焊接引出位置26、卷芯c负极耳焊接引出位置27。
36.图7、8为本发明卷芯d结构，为多极耳结构、正极箔材收尾结构。图7中示意了卷芯d第一折正极双面涂覆28、卷芯d负极双面面涂覆30，卷芯d正极双面涂覆29处贴有一条保护胶带，防止正极的锂离子脱出，起到安全防护的作用。图8中示意了卷芯d正极涂覆31、卷芯d负极涂覆32，采用连续涂覆提高生产效率。图8中示意了卷芯d正极耳引出位置33，涂覆时两边留出空箔，经过冲切或激光切除，留下的空箔为极耳，极耳的间距排列根据极片的尺寸长短确定。图8中示意了卷芯d负极耳34，涂覆时两边留出空箔，经过冲切或激光切留下的空箔为极耳，极耳的间距排列根据极片的尺寸长短确定。
37.图9、10为本发明卷芯e结构，为多极耳结构、负极箔材收尾结构。图9中示意了卷芯e第一折正极双面涂覆35、卷芯e负极第一折双面涂覆37。卷芯e正极双面涂覆36处贴有一条保护胶带，防止正极的锂离子脱出，起到安全防护的作用。图10中示意了卷芯e正极双面涂覆38，采用连续涂覆提高生产效率，图10中示意了卷芯e负极涂覆39、卷芯e正极耳40、卷芯e负极耳41。卷芯e正极耳40涂覆时的空箔涂覆时两边留出空箔，经过冲切或激光切除，留下的空箔为极耳，极耳的间距排列根据极片的尺寸长短确定。卷芯e负极耳41涂覆时两边留出空箔，经过冲切或激光切留下的空箔为极耳，极耳的间距排列根据极片的尺寸长短确定。
38.图11、12为本发明卷芯f结构，为极耳中置清粉结构、正极箔材收尾结构。图11中示意了卷芯f第一折正极双面涂覆44，在卷芯f正极涂覆位置43处贴有一条保护胶带，防止正极的锂离子脱出，起到安全防护的作用。图11中示意了卷芯f正极耳中置结构45、卷芯f负极耳中置结构46图12中示意了卷芯f正极涂覆47、卷芯f负极涂覆48，负极采用连续涂覆提高生产效率，在极耳位置处清除粉料，留下空箔，后再进行极耳的引出。图12中示意了卷芯f正极耳引出位置49、卷芯f负极耳引出位置50。
39.图13、14为本发明卷芯g结构，为极耳中置清粉结构、负极箔材收尾结构。图13中示意了卷芯g第一折负极双面涂覆53、卷芯g正极第一折双面涂覆51，在卷芯g正极双面涂覆位置52处贴有一条保护胶带，防止正极的锂离子脱出，起到安全防护的作用。图14中示意了卷芯g正极耳中置结构55、卷芯g负极耳中置结构54、采用连续涂覆提高生产效率，在极耳位置处清除粉料，留下空箔，后再进行极耳的引出。图14中示意了卷芯g正极涂覆56、卷芯g负极涂覆57、卷芯g正极耳焊接引出位置58、卷芯g负极耳焊接引出位置59。
40.经过上述比较，卷芯a为传统的卷芯结构，卷芯b、卷芯c、卷芯d、卷芯e、卷芯f、卷芯g为本发明结构，因第一折的正负极均可以直接采用双面涂覆的结构，可以有效地节省卷绕
的折数，在厚度堆叠上可以降低减少箔材、胶带、隔膜的用量。降低了卷芯的厚度，进而提升电芯的能量密度。同时在正极、负极采用头尾都是双对齐结构时，极片在涂覆时可以采用连续涂覆的生产方式，提高生产的效率。
41.采用本发明制备的锂离子电池的卷芯，操作简易，可实现自动化，具有可操作性和实际应用性。
42.以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，依据本发明的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。