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一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池及其制備方法

文檔序號:85874閱讀:378來源:國知局
專利名稱:一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種方型鋰離子電池,尤其涉及一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池及其制備方法。
背景技術(shù)
在鋰離子二次電池中,正極和負(fù)極由隔膜隔離,其作用是將兩者電子絕緣的同時,又起到保持電解液的作用。在鋰離子二次電池中,隔膜主要是使用聚乙烯和聚丙烯的聚烯烴樹脂構(gòu)成。近年來隨著鋰離子二次電池的高容量化,隔膜傾向于薄型化。在極組的卷繞過程中,由于極片的切斷部位不可避免的要產(chǎn)生毛刺,而在電池循環(huán)過程中由于極片的不斷膨脹,毛刺部位對隔膜的擠壓很大可能會刺穿隔膜引起內(nèi)短路。特別是,正、負(fù)極的集流體彼此之間,更進(jìn)一步的講是在正極集流體和負(fù)極活性物質(zhì)層間或負(fù)極集流體和正極活性物質(zhì)層之間發(fā)生內(nèi)部短路的話,短路部位的電阻小,因此,更多的短路電流流過,引起電池的溫度上升的可能性增高。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足,提供一種能夠增強(qiáng)極組卷繞時極片切斷部位的抗內(nèi)短路能力,具有高絕緣性能的方型鋰離子電池及其制備方法。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池,包括外殼和設(shè)置在外殼內(nèi)的極組,所述極組由正極片、負(fù)極片和隔膜疊加卷繞而成,所述正、負(fù)極片由集流體和分別設(shè)置在集流體上下表面的正、負(fù)極活性物質(zhì)層構(gòu)成,所述在集流體與活性物質(zhì)層交界處設(shè)置有絕緣膠帶。
所述正、負(fù)極片的兩側(cè)端均設(shè)置有無活性物質(zhì)層的集流體露出部,所述正、負(fù)極片露出部其中一側(cè)端上下兩面為寬度不相等。
所述正極片所設(shè)置的絕緣膠帶與活性物質(zhì)層重疊0.2-m2m。
所述負(fù)極片所設(shè)置的絕緣膠帶,距離活性物質(zhì)層0-2mm。
所述絕緣膠帶的寬度為5-15mm,厚度為20-60u。
本發(fā)明一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池的制備方法的制備方法是
1)制備正、負(fù)極活性物質(zhì)漿料;2)將正、負(fù)極活性物質(zhì)漿料分別涂敷在集流體的上下表面,構(gòu)成正、負(fù)極片;所述在正、負(fù)極片的兩側(cè)端分別預(yù)留出無活性物質(zhì)層的集流體露出部;所述正、負(fù)極片露出部其中一側(cè)端上下兩面為寬度不相等。
3)將正、負(fù)極片進(jìn)行碾壓;4)對正、負(fù)極片進(jìn)行分切;5)將分切后的極片放入烘箱中,抽真空,去除極片中的水分。
6)取烘干后的正極片,在正極片上表面和下表面集流體露出部與活性物質(zhì)層的交界處粘貼膠帶;取烘干后的負(fù)極片,在負(fù)極片上表面和下表面集流體露出部與活性物質(zhì)層的交接處粘貼膠帶;7)將上述正、負(fù)極片與隔膜疊加卷繞成極組。
8)最后將極組入殼、封裝。
所述步驟6)中正極片粘貼的絕緣膠帶與活性物質(zhì)層重疊0.2-2mm。
所述步驟6)中負(fù)極片粘貼的絕緣膠帶距離活性物質(zhì)層0-2mm。
所述步驟6)中絕緣膠帶的寬度為5-15mm,厚度為20-60u。
本發(fā)明的有益效果是由于本技術(shù)方案采用在正、負(fù)極集流體的一側(cè)設(shè)置有無活性物質(zhì)層的露出部,在露出部與活性物質(zhì)層的交界處粘貼上絕緣膠帶,在正極片粘貼的絕緣膠帶又與活性物質(zhì)層重疊0.2-2mm又由于負(fù)極片粘貼的絕緣膠帶為距離活性物質(zhì)層為0-2mm。因此,在卷繞時可以使正極切斷部位正好位于負(fù)極絕緣膠帶之間,而負(fù)極的切斷位置正好位于正極的絕緣膠帶之間。這樣,就可以有效的防止在卷繞的初始和結(jié)尾端由于正極的插入和負(fù)極的收尾處切斷時所產(chǎn)生的毛刺刺穿隔膜,避免了電池內(nèi)部的短路,從而使電池的安全性能極大的提高。
圖1為本發(fā)明制備方法流程圖;圖2為本發(fā)明正極片結(jié)構(gòu)示意圖;圖3為圖2的截面示意圖;圖4為本發(fā)明負(fù)極片結(jié)構(gòu)示意圖;圖5為圖4的截面示意圖;圖6為本發(fā)明正、負(fù)極片與隔膜卷繞結(jié)構(gòu)示意圖。
其中1正極片 2集流體 3正極活性物質(zhì)層 4負(fù)極片5負(fù)極活性物質(zhì)層 6絕緣膠帶
具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述如圖所示,本發(fā)明一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池,包括外殼和設(shè)置在外殼內(nèi)的極組,所述極組由正極片1、負(fù)極片2和隔膜疊加卷繞而成(如圖4所示),所述正極片1是由集流體2和分別涂敷在集流體2上下表面的正極活性物質(zhì)層3構(gòu)成,所述在集流體2的兩側(cè)端,均留有一定寬度的露出部,所述正極片露出部其一側(cè)上、下寬度相等,另一側(cè)為上下寬度不相等,該露出部即無需涂敷活性物質(zhì)層。所述上下表面寬度相等一側(cè)的露出部,一般是根據(jù)電池型號的不同而設(shè)置與之適合的上下相等的寬度,本實(shí)施例上下寬度均為6mm所述上下表面寬度不相等一側(cè)的露出部,一般也是根據(jù)電池型號的不同,而設(shè)置與之相適應(yīng)的上下不等的寬度,本實(shí)施例為上表面寬105mm,下表面寬38mm,(如圖3所示),所述在集流體2與正極活性物質(zhì)層3交界處粘貼有絕緣膠帶6,所述絕緣膠帶6與活性物質(zhì)層為重疊設(shè)置,一般為0.2-2mm,本實(shí)施例重疊尺寸為1mm;所述絕緣膠帶6的尺寸通常選擇寬度5-15mm,厚度為20-60u,本實(shí)施例的寬度為9mm,厚度為30um的絕緣膠帶(如圖2所示)。所述負(fù)極片4由集流體2和分別設(shè)置在集流體2上下表面的負(fù)極活性物質(zhì)層5構(gòu)成,所述在集流體2的兩側(cè)端,均留有一定寬度的露出部,所述負(fù)極片露出部其一側(cè)上、下寬度相等,另一側(cè)為上下寬度不相等,該露出部即無需涂敷活性物質(zhì)層,所述上下表面寬度相等一側(cè)的露出部,一般是根據(jù)電池型號的不同而設(shè)置與之適合的上下相等的寬度,本實(shí)施例上下寬度均為1mm;所述上下表面寬度不相等一側(cè)的露出部,一般也是根據(jù)電池型號的不同,而設(shè)置與之相適應(yīng)的上下不等的寬度,本實(shí)施例為上表面寬19mm,下表面寬75mm(如圖5所示),所述在集流體2距離負(fù)極活性物質(zhì)層0-2mm處粘貼有絕緣膠帶6,本實(shí)施例的距離為1mm;所述絕緣膠帶6可以選擇寬度5-15mm,厚度為20-60u,本實(shí)施例是寬度9mm,厚度30um的絕緣膠帶(如圖4所示)。
本發(fā)明具有高絕緣性能的方型鋰離子電池制備方法為(如圖1所示)首先制備正、負(fù)極活性物質(zhì)漿料;即將正極粉、負(fù)極粉、導(dǎo)電劑、黏結(jié)劑及溶劑按一定比例混合,勻制成一定黏度的漿料,黏度范圍根據(jù)涂敷設(shè)備涂敷能力確定;然后將正、負(fù)極活性物質(zhì)漿料分別涂敷在集流體的上下表面,構(gòu)成正、負(fù)極片;所述在正、負(fù)極片的上下表面的一側(cè),分別預(yù)留出無活性物質(zhì)層的集流體露出部;將正、負(fù)極片根據(jù)工藝要求進(jìn)行碾壓到指定的厚度;對正、負(fù)極片進(jìn)行分切。即根據(jù)具體型號的電池對極片寬度的要求,將極片分切成一定寬度的極片;將分切后的極片放入烘箱中,抽真空,去除極片中的水分,所述真空度約-0.1MPa下,選取80-140℃之間溫度范圍烘極片除去極片中的水分;取烘干后的正極片,在正極片上表面和下表面集流體露出部與活性物質(zhì)層的交界處粘貼膠帶,所述正極片上粘貼的膠帶要與活性物質(zhì)重疊,重疊尺寸為1mm;再取烘干后的負(fù)極片,在負(fù)極片上表面和下表面集流體露出部與活性物質(zhì)層的交接處粘貼膠帶;所述負(fù)極片上粘貼的膠帶可根據(jù)各型號及極片尺寸的設(shè)計選擇寬度5-15mm,厚度為20-60u負(fù)極片上膠帶不與活性物質(zhì)重疊,距離活性物質(zhì)尺寸為1mm;將上述粘貼有絕緣膠帶的正、負(fù)極片與隔膜疊加卷繞成極組(如圖6);最后將極組裝入外殼,將極組的正負(fù)極耳與電池的蓋體焊接,并將電池蓋扣在殼體上采用激光焊接使殼體口部密封。從蓋體予留的注液孔處進(jìn)行注液(注電解液成分和注液量根據(jù)各電池性能要求而定)。注液完畢后,采用焊接工藝或封球工藝將電池密封,即完成本發(fā)明電池的制備。
權(quán)利要求
1.一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池,包括外殼和設(shè)置在外殼內(nèi)的極組,所述極組由正極片、負(fù)極片和隔膜疊加卷繞而成,其特征是,所述正、負(fù)極片由集流體和分別設(shè)置在集流體上下表面的正、負(fù)極活性物質(zhì)層構(gòu)成,所述在集流體與活性物質(zhì)層交界處設(shè)置有絕緣膠帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池,其特征是,所述正、負(fù)極片的兩側(cè)端均設(shè)置有無活性物質(zhì)層的集流體露出部,所述正、負(fù)極片露出部其中一側(cè)端上下兩面為寬度不相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池,其特征是,所述正極片所設(shè)置的絕緣膠帶與活性物質(zhì)層重疊0.2-2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池,其特征是,所述負(fù)極片所設(shè)置的絕緣膠帶,距離活性物質(zhì)層0-2mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池,其特征是,所述絕緣膠帶的寬度為5-15mm,厚度為20-60u。
6.一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池的制備方法,由下述步驟構(gòu)成1)制備正、負(fù)極活性物質(zhì)漿料;2)將正、負(fù)極活性物質(zhì)漿料分別涂敷在集流體的上下表面,構(gòu)成正、負(fù)極片;所述在正、負(fù)極片的兩側(cè)端分別預(yù)留出無活性物質(zhì)層的集流體露出部;所述正、負(fù)極片露出部其中一側(cè)端上下兩面為寬度不相等。3)將正、負(fù)極片進(jìn)行碾壓;4)對正、負(fù)極片進(jìn)行分切;5)將分切后的極片放入烘箱中,抽真空,去除極片中的水分。在真空度約-0.1MPa下選取80-140℃之間溫度范圍烘極片除去極片中的水分。6)取烘干后的正極片,在正極片上表面和下表面集流體露出部與活性物質(zhì)層的交界處粘貼膠帶;取烘干后的負(fù)極片,在負(fù)極片上表面和下表面集流體露出部與活性物質(zhì)層的交接處粘貼膠帶;根據(jù)各型號及極片尺寸的設(shè)計選擇寬度5-15mm,厚度為20-60u的絕緣膠帶分別貼在極片活性物質(zhì)和露出的集流體交界位置處。(注專利中具體實(shí)施舉例中使用的是寬度9mm,厚度30um的絕緣膠帶。負(fù)極片上膠帶不與活性物質(zhì)重疊,距離活性物質(zhì)尺寸為1mm。正極片上膠帶與活性物質(zhì)重疊,重疊尺寸為1mm。)7)將上述正、負(fù)極片與隔膜疊加卷繞成極組。8)最后將極組入殼、封裝。
7.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池的制備方法,其特征是,所述步驟6)中正極片粘貼的絕緣膠帶與活性物質(zhì)層重疊0.2-2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池的制備方法,其特征是,所述步驟6)中負(fù)極片粘貼的絕緣膠帶距離活性物質(zhì)層0-2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求
6所述的一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池的制備方法,其特征是,所述絕緣膠帶的寬度為5-15mm,厚度為20-60u。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種具有高絕緣性能的方型鋰離子電池及其制備方法,包括外殼和設(shè)置在外殼內(nèi)的極組,所述極組由正極片、負(fù)極片和隔膜疊加卷繞而成,所述正、負(fù)極片由集流體和分別設(shè)置在集流體上下表面的正、負(fù)極活性物質(zhì)層構(gòu)成,在正、負(fù)極片上表面和下表面集流體露出部與活性物質(zhì)層的交接處粘貼有用于絕緣的膠帶。本發(fā)明避免了電池內(nèi)部的短路,從而使電池的安全性能極大的提高。
文檔編號H01M10/40GK1996643SQ200610130588
公開日2007年7月11日 申請日期2006年12月26日
發(fā)明者王榮, 高俊奎, 孫杰, 史亞鵬 申請人:天津力神電池股份有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
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