一種高倍率鋰離子電芯及其制作鋰離子電池的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰離子電池制備領(lǐng)域，具體的說(shuō)是通過(guò)在極耳處涂覆極耳膠及其采用多極耳結(jié)構(gòu)制備出鋰離子電芯及其鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池是近幾年發(fā)展起來(lái)的一種新型儲(chǔ)能電池，并以其能量密度高、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)而受到越來(lái)越多人們的關(guān)注。而電池的倍率性能又是影響電池性能的關(guān)鍵因素，而提高電池倍率性能的方法很多，比如選擇倍率性正負(fù)極材料、電解液及其優(yōu)化電池設(shè)計(jì)，而通過(guò)優(yōu)化電池設(shè)計(jì)則是一種最簡(jiǎn)單、最可行及其低成本的方法，目前鋰離子主要有疊片和卷繞兩種結(jié)構(gòu)，但是疊片電池存在合格率低、產(chǎn)率低及其工藝復(fù)雜而影響其電池價(jià)格，而卷繞電池以其產(chǎn)率高、合格率高及其成本低等優(yōu)點(diǎn)成為目前鋰離子電池的主要型號(hào)，但是卷繞電池目前存在倍率性能偏差等缺點(diǎn)，限制了其在混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)工具等領(lǐng)域的推廣，因此開(kāi)發(fā)出一種高倍率型的鋰離子電池顯得非常必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)目前鋰離子卷繞電池倍率性能差、散熱性能差等方法存在的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種高倍率鋰離子電芯及其鋰離子電池，多極耳電芯結(jié)構(gòu)提高了電芯的合格率和生產(chǎn)效率;極耳膠涂覆在極耳處提高了極耳處的散熱性能及其安全性能，由此提高了鋰離子電池的倍率性能。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案是通過(guò)以下方式實(shí)現(xiàn)的:一種高倍率鋰離子電芯，由多極耳負(fù)極極片、陶瓷隔膜和多極耳正極極片卷繞而成，多極耳正極極片、多極耳負(fù)極極片的表面分別涂覆磷酸鐵鋰活性物質(zhì)層和石墨活性物質(zhì)層，極耳處涂覆有極耳膠;其特征在于:所述的多極耳正極極片和多極耳負(fù)極極片的極耳處其極耳間距呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。
[0005]所述的第η-1極耳與第η極耳間距d(n-l)、第η極耳與第11十1極耳間距(1(11)，間距差Δ d=d(n)—d(n-l)=mX{d(2)—d(l)}+2L/m，其中m為層數(shù)，L為極片長(zhǎng)度。
[0006]所述的極耳膠的成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:聚丙烯酸10?20%、聚丙烯氰10?20%、聚四氟乙烯5?15%、聚萘二甲酸乙二醇酯50?60%。
[0007]—種高倍率鋰離子電芯制作鋰離子電池的方法，包括以下步驟:
I)、首先通過(guò)凹版印刷技術(shù)在銅箔和集流體涂覆區(qū)域涂覆厚度為I?5μπι的底涂液，干燥;所述的集流體為底涂集流體:納米碳黑、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的復(fù)合體，極耳表面極耳膠厚度為卜2μπι。
[0008]2)、再通過(guò)噴涂技術(shù)在多極耳正極極片和多極耳負(fù)極極片的極耳區(qū)域涂覆極耳膠，通過(guò)制片機(jī)制備出正極極卷、負(fù)極極卷，并通過(guò)涂布機(jī)在正極極卷和負(fù)極極卷涂覆區(qū)域分別涂覆磷酸鐵鋰活性物質(zhì)層和石墨活性物質(zhì)層，最后得到正極極卷和負(fù)極極卷，
3)、采用卷繞機(jī)將負(fù)極極卷、陶瓷隔膜、正極極卷卷繞形成電芯，并按照電池制作工藝制備出鋰離子電池。
[0009]本發(fā)明有益效果:1)采用多極耳卷繞結(jié)構(gòu)，可以大幅度提高鋰離子電芯的制作效率，生產(chǎn)效率較疊片方式提高5倍，并且可以大幅度降低粉塵、金屬肩等因素造成的不合格率過(guò)高。2)采用特殊性質(zhì)的極耳膠，一方面可以提高極耳處的散熱性能，從而提高其熱量均衡分布，從而提高其倍率性能;另一方面，極耳膠涂覆在極耳處可以防止電芯中極片與極片之間的短路，提高其安全性能。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是正極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是卷繞電池的橫截面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0011]由圖1、圖2知，一種高倍率鋰離子電芯，由多極耳負(fù)極極片5、陶瓷隔膜4和多極耳正極極片3卷繞而成，多極耳正極極片3、多極耳負(fù)極極片5的表面為活性物質(zhì)層，極耳處涂覆有極耳膠;所述的多極耳正極極片和多極耳負(fù)極極片的極耳處其極耳間距呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。
[0012]實(shí)施例1:
一種高倍率鋰離子電芯制作鋰離子電池的方法，包括以下步驟:
1、首先通過(guò)凹版印刷技術(shù)在銅箔和集流體2涂覆區(qū)域涂覆厚度為2μπι的底涂液，干燥；所述的集流體2為底涂集流體(納米碳黑、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的復(fù)合體)，其涂覆厚度為(I?5)μπι，極耳I表面的極耳膠厚度為(I?2)μπι。
[0013]所述的極耳膠的成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:聚丙烯酸15%、聚丙烯氰15%、聚四氟乙烯10%、聚萘二甲酸乙二醇酯60%。
[0014]2、再通過(guò)噴涂技術(shù)在多極耳正極極片和多極耳負(fù)極極片的極耳區(qū)域涂覆極耳膠，通過(guò)制片機(jī)制備出正極極卷、負(fù)極極卷，并通過(guò)涂布機(jī)在正極極卷和負(fù)極極卷涂覆區(qū)域分別涂覆磷酸鐵鋰活性物質(zhì)層和石墨活性物質(zhì)層，最后得到正極極卷和負(fù)極極卷，
3、采用卷繞機(jī)將負(fù)極極卷、陶瓷隔膜、正極極卷卷繞形成電芯，并按照電池制作工藝制備出鋰離子電池。
[0015]最后應(yīng)說(shuō)明的是:顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本發(fā)明專利所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引申出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種高倍率鋰離子電芯，由多極耳負(fù)極極片、陶瓷隔膜和多極耳正極極片卷繞而成，多極耳正極極片、多極耳負(fù)極極片的表面分別磷酸鐵鋰活性物質(zhì)層和石墨活性物質(zhì)層，極耳處涂覆有極耳膠;其特征在于:所述的多極耳正極極片和多極耳負(fù)極極片的極耳處其極耳間距呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍率鋰離子電芯，其特征在于:所述的第η-1極耳與第η極耳間距d(n-l)、第η極耳與第η + 1極耳間距d(n)，間距差A(yù)d=d(n) — d(n-l)=mX{d(2) — d(I))+2L/m，其中m為層數(shù)，L為極片長(zhǎng)度。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高倍率鋰離子電芯，其特征在于:所述的極耳膠的成分以質(zhì)量百分比計(jì)為:聚丙烯酸10?20%、聚丙烯氰10?20%、聚四氟乙烯5?15%、聚萘二甲酸乙二醇酯50?60%。4.一種如權(quán)利要求1所述的高倍率鋰離子電芯制作鋰離子電池的方法，包括以下步驟:其特征在于: 1)、首先通過(guò)凹版印刷技術(shù)在銅箔和集流體涂覆區(qū)域涂覆底涂液，干燥;所述的集流體為底涂集流體:納米碳黑、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮的復(fù)合體，其涂覆厚度為I?5μπι，極耳表面的極耳膠厚度為I?2μπι; 2)、再通過(guò)噴涂技術(shù)在多極耳正極極片和多極耳負(fù)極極片的極耳區(qū)域涂覆極耳膠，通過(guò)制片機(jī)制備出正極極卷、負(fù)極極卷，并通過(guò)涂布機(jī)在正極極卷和負(fù)極極卷涂覆區(qū)域涂覆分別涂覆磷酸鐵鋰活性物質(zhì)和石墨活性物質(zhì)材料，最后得到正極極卷和負(fù)極極卷； 3)、采用卷繞機(jī)將負(fù)極極卷、陶瓷隔膜、正極極卷卷繞形成電芯，并按照電池制作工藝制備出鋰離子電池。
【專利摘要】一種高倍率鋰離子電芯及其制作鋰離子電池的方法，由多極耳負(fù)極極片、陶瓷隔膜和多極耳正極極片卷繞而成，多極耳正極極片、多極耳負(fù)極極片的表面分別磷酸鐵鋰活性物質(zhì)層和石墨活性物質(zhì)層，極耳處涂覆有極耳膠；其特征在于：所述的多極耳正極極片和多極耳負(fù)極極片的極耳處其極耳間距呈現(xiàn)遞增趨勢(shì)。本發(fā)明，不但電芯合格率高、產(chǎn)能高，而且可以避免粉塵、針刺等因素造成的電芯不合格高等問(wèn)題，同時(shí)由于采用卷繞結(jié)構(gòu)，其極片與極片間的接觸機(jī)率大大增加，從而降低其內(nèi)阻，提高其電池的倍率性能。
【IPC分類】H01M10/0525, H01M10/0587
【公開(kāi)號(hào)】CN105591153
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610147238
【發(fā)明人】丁建民
【申請(qǐng)人】江蘇樂(lè)能電池股份有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2016年3月16日