專利名稱：一種大容量高倍率方形鋰離子動力電池的制作方法
技術領域：
一種大容量高倍率方形鋰離子動力電池
技術領域：
本實用新型涉及大容量高倍率方形鋰離子動力電池及其制造方法，屬于電池領域，特別是涉及一種具有大容量、高倍率放電性能的可充放電的二次鋰離子電池的結構及制造方法。
背景技術：
鋰離子電池是性能卓越的新一代環(huán)保、可再生的化學能源，目前正以其它電池所不能比擬的優(yōu)勢迅速占領了移動電話、筆記本電腦、小型攝像機、數(shù)碼照相機、電動工具、電動汽車等應用領域。容量高、體積小、安全性能好的動力電池越來越受到消費者的親睞。目前傳統(tǒng)的方形鋰離子電池成型主要分為卷繞式和疊片式，這兩種裝備方式各有優(yōu)缺點卷繞式電芯結構簡單、比能量大，但是內阻較大，不利于大電流放電；疊片式電芯極片短、電池內阻較小，有利于大電流充放電，但是實際生產中極片多，切邊多，生產效率·低，并且不利于控制極片邊緣毛刺。采用多極耳制作方式可以綜合兩者的優(yōu)點，實現(xiàn)快速充電和大電流放電。目前，多極耳電池的制作方法是通過在正負極極片上焊接多個連接條來實現(xiàn)的，專利CN101714624A中公布了一種多極耳鋰離子電池的制造方法，分別在正、負極片上點焊多個極耳，并且極耳的間距遵循螺旋線極坐標方程，該實用新型的特點是卷繞后，同一極性的極耳在卷芯的頂端整齊的排列，這種方式雖然可以一定程度的提高電池的大電流工作能力，但是極耳焊接位點不易控制，操作繁雜，生產效率低；同時多個極耳的使用提高了生產成本，并且，一張極片上焊接多個極耳，增加了電池的內阻，限制了電池倍率放電性能的進一步提升。

實用新型內容本實用新型的目的就是解決現(xiàn)有技術中的問題，提出一種大容量高倍率方形鋰離子動力電池，既能夠電芯結構簡單、比能量大，又能夠內阻較小，有利于大電流充放電，同時，降低成本，提高生產效率。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型還提出了一種大容量高倍率方形鋰離子動力電池，包括電芯，所述電芯包括一側設有若干負極空白的負極片、一側設有若干正極空白的正極片、隔膜，負極片與正極片之間設置隔膜，并使負極片上的所有負極空白在隔膜的一側伸出，正極片上的所有正極空白在隔膜的另一側伸出，負極片、隔膜和正極片疊放卷繞后形成電芯，所有負極空白整齊重置，所有正極空白整齊重置，所述負極空白上焊接有負極耳，正極空白上焊接有正極耳。作為優(yōu)選，所述隔膜的寬度比負極片的寬度大2 3mm，負極片的寬度比正極片的寬度大I 2mm。作為優(yōu)選，所述負極片、隔膜和正極片疊放卷繞后形成電芯后，每層正極片上均有正極空白，每層負極片上均有負極空白。作為優(yōu)選，所述正極耳在電芯的一側，負極耳在電芯的另一側。[0009]作為優(yōu)選，所述正極耳的寬度等于正極空白的寬度，負極耳的寬度等于負極空白的寬度。本實用新型的有益效果本實用新型采用新的涂布結構和新的極片分切結構，制造出“凹凸相連”的電極片，極片卷繞后，突出的集流體部分替代連接條與極耳相連，既實現(xiàn)了疊片與卷繞的組合，又減少了連接條的使用，一方面提高了生產效率，降低了生產成本；另一方面避免了極片上焊接多個連接條造成的內阻增大的情況。此種“凹凸相連”形狀的電極片的實用新型，從根本上實現(xiàn)了卷繞與疊片方式的完美組合，多層次全方位減小電池內阻，提升了電池的放電平臺；同時減少了放電時的熱量生成，提高了電池的安全性。本實用新型徹底解決了目前存在的卷繞方式不適合大容量動力電池以及疊片式電池的安全性能較差和不易操作的問題，對大容量高倍率方形鋰離子動力電池的發(fā)展應用具有重要的意義。本實用新型的特征及優(yōu)點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。·
圖I是本實用新型中所涉及的涂布后的正極集流體的結構示意圖；圖2是本實用新型中所涉及的涂布后的負極集流體的結構示意圖；圖3是本實用新型中所涉及的涂布后的正極集流體分切過程的示意圖；圖4是本實用新型中所涉及的涂布后的負極集流體分切過程的示意圖；圖5是本實用新型中所涉及的涂布后的正極集流體分切后得到的單個正極片的結構示意圖；圖6是本實用新型中所涉及的涂布后的負極集流體分切得到的單個負極片的結構示意圖；圖7是本實用新型一種大容量高倍率方形鋰離子動力電池中電芯的結構示意圖；圖8是本實用新型一種大容量高倍率方形鋰離子動力電池中正極耳的結構示意圖；圖9是本實用新型中一種大容量高倍率方形鋰離子動力電池中負極耳的結構示意圖。
具體實施方式大容量高倍率方形鋰離子動力電池的制造方法，依次包括以下步驟a)參閱圖1，采用活性物質、導電劑和粘結劑按一定比例充分混合后制成正極漿料，采用涂布機將正極漿料涂覆到正極集流體上，在正極集流體的正面寬度方向的中間位置留出正極空白12，正極空白12的一側涂覆有第一正極漿料層11，正極空白12的另一側涂覆有第二正極漿料層13，第一正極漿料層11與第二正極漿料層13漿料成分完全相同。第一正極漿料層11、第二正極漿料層13和正極空白12的長度均相等，第一正極漿料層11和第二正極漿料層13的寬度相等，在正極集流體的背面寬度方向的中間位置留出正極空白12，正極空白12的一側涂覆有第一正極漿料層11，正極空白12的另一側涂覆有第二正極漿料層13，第一正極漿料層11、第二正極漿料層13和正極空白12的長度均相等，第一正極漿料層11和第二正極漿料層13的寬度相等；第一正極漿料層11與第二正極漿料層13漿料成分完全相同。正極漿料中活性物質、導電劑與粘結劑的質量比例為88 93%，3 6%，3 6% ;正極的活性物質采用錳酸鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰、磷酸鐵鋰中的一種或多種，導電劑采用超導炭黑或者導電石墨，粘結劑采用聚偏氟乙烯。b)參閱圖2，采用活性物質、導電劑和粘結劑按一定比例充分混合后制成負極漿料，采用涂布機將負極漿料涂覆到負極集流體上，在負極集流體的正面寬度方向的中間位置留出負極空白22，負極空白22的一側涂覆有第一負極漿料層21，第一負極漿料層21、第二負極漿料層23和負極空白22的長度均相等，第一負極漿料層21和第二負極漿料層23的寬度相等，在負極集流體的背面寬度方向的中間位置留出負極空白22，負極空白22的一側涂覆有第一負極漿料層21，負極空白22的另一側涂覆有第二負極漿料層23，第一負極漿料層21、第二負極漿料層23和負極空白22的長度均相等，第一負極漿料層21和第二負極漿料層23的寬度相等；第一負極漿料層21與第二負極漿料層23漿料成分完全相同。負極漿料中活性物質、導電劑與粘結劑的質量比例為90 95%，2 5%，2 5%。負極的活性物質采用天然石墨或者人造石墨，導電劑采用超導炭黑或者導電石墨，粘結劑采用水性粘合劑。c)參閱圖3、5，將涂覆后的正極集流體進行對稱分切，分切后得到兩條形狀和尺寸一致的正極片，對稱分切是對正極空白12處進行分切，保留若干空白鋁箔32，切除掉正極左端切除空箔31、若干正極中間切除空箔33和正極右端切除空箔34，設正極左端切除空箔31的長度為W31，保留若干空白鋁箔32的長度為W32，正極中間切除空箔33的長度為W33,正極右端切除空箔34的長度為W34,則W33=2W31=2W34，且W32+W31+1/2W33=卷芯寬度；卷芯寬度是指e)步驟中負極片、隔膜和正極片卷繞成電芯后整個的寬度。正極中間切除空箔33的長度W33為I 2. 5cm。空白鋁箔32的寬度與涂布時正極空白12 (或稱正極留白)的寬度相同。d)參閱圖4、6，將涂覆后的負極集流體進行對稱分切，分切后得到兩條形狀和尺寸一致的負極片，對稱分切是對負極空白22處進行分切，保留若干空白銅箔42，切除掉負極左端切除空箔41、若干負極中間切除空箔43和負極右端切除空箔44，設負極左端切除空箔41的長度為W41，保留若干空白銅箔42的長度為W42,負極中間切除空箔43的長度為W43,負極右端切除空箔44的長度為W44,則W43=2W41=2W44，且W42+W41+1/2W43=卷芯寬度；卷芯寬度是指e)步驟中負極片、隔膜和正極片卷繞成電芯后整個的寬度。負極中間切除空箔43的長度W43為I 2. 5cm?？瞻足~箔42的寬度與涂布時負極空白22 (或稱負極留白)的寬度相同。e)參閱圖7，采用卷繞的方式，將負極片放在隔膜上，用隔膜將負極片包裹住，負極片上的空白銅箔42在隔膜的一側伸出，卷半圈后，將正極片插入卷針和隔膜之間，正極片上的空白鋁箔32在隔膜的另一側伸出，然后將負極片、隔膜和正極片卷繞成電芯，隔膜圍繞在電芯外圈，用終止膠帶固定，卷繞后，在電芯一側的空白銅箔42整齊疊放，在電芯另一側的空白鋁箔32整齊疊放；隔膜的寬度比負極片的寬度大2 3mm，負極片的寬度比正極片的寬度大I 2mm。f)參閱圖8、9，將負極耳與卷繞好的電芯一側的空白銅箔42進行焊接，焊接完成后用聚酰亞胺膠帶包裹固定；將正極耳與卷繞好的電芯另一側的空白鋁箔32進行焊接，焊接完成后用聚酰亞胺膠帶包裹固定。g)將焊接有正極耳和負極耳的電芯依次進行封裝、真空干燥、注液、封口、化成、整形、分容和老化，得到大容量高倍率方形鋰離子動力電池。參閱圖7,大容量高倍率方形鋰離子動力電池,包括電芯,所述電芯包括一側設有若干空白銅箔42的負極片、一側設有若干空白鋁箔32的正極片、隔膜，負極片與正極片之間設置隔膜，并使負極片上的所有負極空白22在隔膜的一側伸出，正極片上的所有空白鋁箔32在隔膜的另一側伸出，負極片、隔膜和正極片疊放卷繞后形成電芯，所有空白銅箔42整齊重疊，所有空白鋁箔32整齊重疊，空白銅箔42上焊接有負極耳，空白銅箔42與負極耳的焊接處包裹有膠帶，空白鋁箔32上焊接有正極耳，空白鋁箔32與正極耳的焊接處包裹有膠帶；所述隔膜的寬度比負極片的寬度大2 3mm，負極片的寬度比正極片的寬度大I 2mm ο上述實施例是對本實用新型的說明，不是對本實用新型的限定，任何對本實用新型簡單變換后的方案均屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.大容量高倍率方形鋰離子動力電池，其特征在于包括電芯，所述電芯包括一側設有若干負極空白(22)的負極片、一側設有若干正極空白(12)的正極片、隔膜，負極片與正極片之間設置隔膜，并使負極片上的所有負極空白(22)在隔膜的一側伸出，正極片上的所有正極空白(12)在隔膜的另一側伸出，負極片、隔膜和正極片疊放卷繞后形成電芯，所有負極空白(22)整齊重疊，所有正極空白(12)整齊重疊，所述負極空白(22)上焊接有負極耳，正極空白(12)上焊接有正極耳。
2.如權利要求I所述的大容量高倍率方形鋰離子動力電池，其特征在于所述隔膜的寬度比負極片的寬度大2 3mm，負極片的寬度比正極片的寬度大I 2mm。
3.如權利要求I所述的大容量高倍率方形鋰離子動力電池，其特征在于所述負極片、隔膜和正極片疊放卷繞后形成電芯后，每層正極片上均有正極空白(12)，每層負極片上均有負極空白(22)。
4.如權利要求I所述的大容量高倍率方形鋰離子動力電池，其特征在于所述正極耳在電芯的一側，負極耳在電芯的另一側。
5.如權利要求I所述的大容量高倍率方形鋰離子動力電池，其特征在于所述正極耳的寬度等于正極空白(12)的寬度，負極耳的寬度等于負極空白(22)的寬度。
專利摘要本實用新型公開了一種大容量高倍率方形鋰離子動力電池，包括電芯，所述電芯包括一側設有若干負極空白的負極片、一側設有若干正極空白的正極片、隔膜，負極片與正極片之間設置隔膜，并使負極片上的所有負極空白在隔膜的一側伸出，正極片上的所有正極空白在隔膜的另一側伸出，負極片、隔膜和正極片疊放卷繞后形成電芯，所有負極空白整齊重疊，所有正極空白整齊重疊，所述負極空白上焊接有負極耳，正極空白上焊接有正極耳。本實用新型采用新的涂布方法和新的極片分切方式，既實現(xiàn)了疊片與卷繞的組合，又減少了連接條的使用，提高了生產效率，降低了生產成本，減小了電池內阻，提升了電池的放電平臺，提高了電池的安全性。
文檔編號H01M10/0525GK202601777SQ20122024718
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月25日 優(yōu)先權日2012年5月25日
發(fā)明者陳威, 李艷, 楊蘭生, 何華, 王恒煜 申請人:浙江振龍電源股份有限公司