一种轻薄型锂离子电芯、电池及制备方法与流程

本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种轻薄型锂离子电芯、电池及制备方法。

背景技术：

1、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，因此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。传统的聚合物电芯，外壳主要使用铝塑膜为主，卷芯主要采用卷绕和叠片的方式，此方式一般较难做薄型化的电芯。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种轻薄型锂离子电芯、电池及制备方法，采用本发明的电芯制作的锂离子电池具有超薄、超轻的特点，其上、下面能分别直接作为正、负极使用，在体积、能量密度等方面也具有优势。

2、为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

3、一种轻薄型锂离子电池电芯的制备方法，包括以下步骤：

4、步骤(1)：选择极片基材制作正极片、负极片，对正极片、负极片进行表面粗糙处理；

5、步骤(2)：在进行表面粗糙处理后的正极片、负极片的中部分别涂覆电极材料；

6、步骤(3)：对涂覆有电极材料的正极片、负极片进行碾压处理；

7、步骤(4)：在正极片和负极片上沿着电极材料周围复合胶框；

8、步骤(5)：在正极片或负极片上复合一层隔膜，所述的隔膜覆盖正极片、负极片上涂覆的电极材料，但不覆盖胶框；

9、步骤(6)：将正极片、负极片相对、叠片，制备电芯。

10、为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

11、进一步地，步骤(1)中制作正极片的基材采用铝材质，制作负极片的基材采用为铜、镍或钢材质；正极片基材厚度为50-200um，正极片基材厚度为50-200um；

12、步骤(1)中粗糙处理后的粗糙度为0.2～10um。

13、进一步地，步骤(2)中的涂覆电极材料方法为湿法涂覆或干法涂覆。

14、进一步地，步骤(4)中，胶框采用的材料为pp或pp改性材质，胶框厚度为45-115um，采用热法工艺或干法工艺在极片上复合胶框。

15、进一步地，步骤(5)中，隔膜厚度为4-25um；复合隔膜的参数：复合压力为：10-45kg/cm2；复合压板加热温度范围为：70-95℃，复合压板加热热压时间为：2-15秒。

16、进一步地，步骤(6)中，在叠片前，单层的常规电池和半固态电池在正极片、负极片上滴入电解液进行浸润吸附，单层的全固态电池无需滴入电解液。

17、本发明还提供了上述方法制备的轻薄型锂离子电池电芯。

18、本发明还提供了一种轻薄型锂离子电池的制备方法，采用上述的电池电芯制作电池；

19、对于单层正负极片的电池，对电芯的电极材料周围区域进行热压，使正极片和负极片的胶框贴合密封，经封口、切边、化成、容量检测工序后，制得成品电池；

20、对于多层正负极片的电池，多层正极片、负极片叠片得电芯包，将注电解液后的电芯包放入金属材质的电池外壳，焊接正极极耳并引至正极壳体形成正极电流通路，焊接负极极耳并引至负极壳体形成负极电流通路；经封口、切边、化成、容量检测工序后，制得成品电池。

21、进一步地，对于多层正负极片的电池，位于电芯包顶面和底面的正极片、负极片分别具有同一侧的延长区域，同样对电芯包的电极材料周围区域进行热压，但热压时不对延长区域所在的电极材料侧面进行热压，仅热压除了该延长区域以外的电极材料周围区域，使热压处的正极片和负极片的胶框贴合密封，电芯包顶面和底面的正极片、负极片的延长区域间形成气袋区域，在化成后通过气袋区域排气，排气后将所述的延长区域裁去并对该侧的电极材料侧面进行热压，使该侧正极片和负极片的胶框贴合密封，经容量检测，制得成品电池。

22、进一步地，焊接极耳的方法为超声波焊接、电阻焊或激光焊法；裁切掉无用的区域，制得成品电池。

23、本发明还提供了上述方法制备的轻薄型锂离子电池。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、本发明锂离子电池内部采用叠片工艺，电极制作工艺中将电极料涂在基材上，基材在涂覆前进行粗糙度处理，利于胶框与基材的复合。

26、制作单层电芯时，在正负极之间复合上一层隔膜后，进行后序工艺制得成品电芯，尤其在固态电池及干法工艺、超小电芯方面应用更具有效率。

27、制作多层极片的电芯时，将正、负极片预选堆叠，在叠片前将正极与隔膜通过热复合的方式粘在一起，进行热复合，将正极片、负极片的极耳预焊接后转焊接在壳体上，形成电子通道，制成成品电芯；不同于单层电芯，多层电芯的注液需要预留气袋区域，注意胶框的热压工序，方便后序的排气、封装。

28、采用本发明的电芯制作的锂离子电池具有超薄、超轻的特点，单层电芯可直接制备电池，多层极片的电芯装入金属材质的电池外壳制备电池，因此单层电芯、多层极片制成的成品电池的上、下面均能分别直接作为正、负极使用，因而厚度可以调到更低；与传统电芯外壳相比，在体积、能量密度等方面也具有优势。

29、本发明还具有尺寸形状可塑性强、工序简单实用等优点，易于实现自动化生产，具有很强的可操作性和实际应用性。

技术特征：

1.一种轻薄型锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的轻薄型锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于：步骤(1)中制作正极片的基材采用铝材质，制作负极片的基材采用为铜、镍或钢材质；正极片基材厚度为50-200um，正极片基材厚度为50-200um；步骤(1)中粗糙处理后的粗糙度为0.2～10um。

3.根据权利要求1所述的轻薄型锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的涂覆电极材料方法为湿法涂覆或干法涂覆；步骤(4)中，胶框采用的材料为pp或pp改性材质，胶框厚度为45-115um，采用热法工艺或干法工艺在极片上复合胶框。

4.根据权利要求1所述的轻薄型锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，隔膜厚度为4-25um；复合隔膜的参数：复合压力为：10-45kg/cm2；复合压板加热温度范围为：70-95℃，复合压板加热热压时间为：2-15秒。

5.根据权利要求1所述的轻薄型锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于：步骤(6)中，在叠片前，单层的常规电池和半固态电池在正极片、负极片上滴入电解液进行浸润吸附，单层的全固态电池无需滴入电解液。

6.权利要求1-5任一项所述方法制备的轻薄型锂离子电池电芯。

7.一种轻薄型锂离子电池的制备方法，其特征在于：采用权利要求6所述的电池电芯制作电池：

8.根据权利要求7所述的轻薄型锂离子电池的制备方法，其特征在于：对于多层正负极片的电池，位于电芯包顶面和底面的正极片、负极片分别具有同一侧的延长区域，同样对电芯包的电极材料周围区域进行热压，但热压时不对延长区域所在的电极材料侧面进行热压，仅热压除了该延长区域以外的电极材料周围区域，使热压处的正极片和负极片的胶框贴合密封，电芯包顶面和底面的正极片、负极片的延长区域间形成气袋区域，在化成后通过气袋区域排气，排气后将所述的延长区域裁去并对该侧的电极材料侧面进行热压，使该侧正极片和负极片的胶框贴合密封，经容量检测，制得成品电池。

9.根据权利要求7所述的轻薄型锂离子电池的制备方法，其特征在于：焊接极耳的方法为超声波焊接、电阻焊或激光焊法；裁切掉无用的区域，制得成品电池。

10.权利要求7-9任一项所述方法制备的轻薄型锂离子电池。

技术总结
本发明涉及一种轻薄型锂离子电芯、电池及制备方法，选择极片基材制作正极片、负极片，对正极片、负极片进行表面粗糙处理；在进行表面粗糙处理后的正极片、负极片的中部分别涂覆电极材料；对涂覆有电极材料的电极片进行碾压处理；沿着电极材料周围复合胶框；在正极片或负极片上复合一层隔膜，隔膜覆盖电极片上涂覆的电极材料，但不覆盖胶框；将正极片、负极片相对、叠片，制备电芯；热压使正极片和负极片的胶框贴合密封，经封口、切边、化成、容量检测工序后，制得成品电池。采用本发明的电芯制作的锂离子电池具有超薄、超轻的特点，其上、下面能分别直接作为正、负极使用，在体积、能量密度等方面也具有优势。

技术研发人员：张小海,徐子福,张明慧,严涛
受保护的技术使用者：安普瑞斯（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15