專(zhuān)利名稱(chēng)：一種疊片式鋰離子動(dòng)力電池及其制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池的制備技術(shù)，尤其涉及一種疊片式鋰離子動(dòng)力電池及其制作方法。
背景技術(shù)：
電動(dòng)車(chē)用鋰離子動(dòng)力電池因需要更大的散熱面積和更高的容量，一般采用層疊式結(jié)構(gòu)。層疊式結(jié)構(gòu)一般為負(fù)極片，隔膜，正極片一層層的疊加而成。對(duì)于目前的疊片式制備方法，需要首先將制成的電極極片按照成品電池尺寸切割成若干小塊，切割完畢后再按照正極極片-隔膜-負(fù)極極片-隔膜的順序循環(huán)疊放，工序繁瑣，而且已發(fā)生極片毛刺刺穿隔膜等造成隔膜破裂，正負(fù)極片連接而發(fā)生短路現(xiàn)象，降低了電池的安全性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了解決上述電池疊片制作方法的缺點(diǎn)，提供一種生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，活性物質(zhì)不易脫落，且安全性能高的鋰離子動(dòng)力電池及制備方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案一種連續(xù)疊片結(jié)構(gòu)的鋰離子動(dòng)力電池，包括隔膜、正極極片、負(fù)極極片、正極和負(fù)極電極、電液和外殼；第一長(zhǎng)條狀隔膜上以均勻間隔粘置條狀正極極片且極片兩側(cè)隔膜上設(shè)有均有折縫，第二長(zhǎng)條狀隔膜上以均勻間隔粘置條狀負(fù)極極片且極片兩側(cè)隔膜上設(shè)有均有折縫，條狀正極極片與條狀負(fù)極極片的寬度相同且均略小于間隔，將粘置條狀負(fù)極極片第二長(zhǎng)條狀隔膜覆蓋在第一長(zhǎng)條狀隔膜的極片間隔上，連續(xù)在折縫處V型折疊，即對(duì)等面積的正負(fù)極片依次地連續(xù)V型折疊，直到達(dá)到電池的厚度。條狀正極極片在長(zhǎng)度方向的一端引出正極電極，條狀負(fù)極極片在長(zhǎng)度方向的另一端引出負(fù)極電極。連續(xù)V型折疊，經(jīng)熱壓成型構(gòu)成電芯，折疊的面是矩形。正負(fù)極片均已經(jīng)是至少一面覆有金屬箔的電極，完整的結(jié)構(gòu)還包括在長(zhǎng)方體外殼填充電芯，并引出正負(fù)極并充電液后電化成，構(gòu)成電池。一種連續(xù)疊片結(jié)構(gòu)的鋰離子動(dòng)力電池的制造方法，包括以下步驟根據(jù)設(shè)計(jì)要求，制作條狀極性的極片，先將隔膜制成長(zhǎng)條狀，將與隔膜寬度相當(dāng)，寬度稍窄的正極性的極片依相同間隔粘接于隔膜上；第二長(zhǎng)條狀隔膜上以均勻間隔粘置條狀負(fù)極極片且極片兩側(cè)隔膜上設(shè)有均有折縫，條狀正極極片與條狀負(fù)極極片的寬度相同且均略小于間隔，將粘置條狀負(fù)極極片第二長(zhǎng)條狀隔膜覆蓋在第一長(zhǎng)條狀隔膜的極片間隔上，連續(xù)在折縫處V型折疊，按“V”字型連續(xù)折疊N次(6-20次常用，如十次)。形成按照負(fù)極-隔膜-正極-隔膜的方式交叉疊放，形成用隔膜隔開(kāi)的正負(fù)極片交替的層疊堆。熱壓成型，用沖壓設(shè)備分別沖出正負(fù)極耳，其中正極片和負(fù)極片經(jīng)過(guò)特殊處理包含一層活性涂層。本發(fā)明的有益效果是電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；尤其是應(yīng)用于電動(dòng)車(chē)用鋰離子動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)，容易具有更大的散熱面積和更高的容量，不會(huì)產(chǎn)生層疊式結(jié)構(gòu)切割、順序循環(huán)疊放導(dǎo)致的工序繁瑣，不會(huì)發(fā)生極片毛刺刺穿隔膜等造成隔膜破裂，正負(fù)極片連接而發(fā)生短路現(xiàn)象，提高了安全性能。本發(fā)明的生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，活性物質(zhì)不易脫落，且安全性能高.主要制備工藝的重復(fù)性好，不易出現(xiàn)正負(fù)極片連接短路現(xiàn)象；大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序；降低生產(chǎn)成本；有效提高生產(chǎn)效率。


圖I為極片隔膜條帶進(jìn)行“Z”字形折疊成堆的示意圖。長(zhǎng)條狀的某一極性極片的示意圖。圖2為鋰離子電池充放電性能曲線。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明選用磷酸鐵鋰動(dòng)力電池電芯的疊片制作工藝作為實(shí)施例，來(lái)對(duì)本發(fā)明做詳細(xì)的說(shuō)明。本實(shí)施例的工藝步驟如下 A、極片和隔膜的制作如圖I所示
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，正極極片I、負(fù)極極片2的面積尺寸是長(zhǎng)為30-150mm，寬為20_60mm。本發(fā)明實(shí)施例尺寸為40*49mm，先制作條狀40*49mm(或其他尺寸)的正、負(fù)極片。具體的制備方法是在隔膜3上采用印刷用切線刀對(duì)隔膜切線形成折縫；負(fù)極片I由負(fù)極集流體和均勻涂在兩面的活性涂料涂覆層構(gòu)成。正極片2由正極集流體和均勻涂在兩面的活性涂料涂覆層構(gòu)成。根據(jù)上述步驟要求將隔膜3制成40*500mm (或更長(zhǎng))的如圖所示。B、極片隔膜條帶的制作
將制備好的的正、負(fù)極片粘置于隔膜相應(yīng)位置，形成正、負(fù)極片在隔膜上連續(xù)均勻分布的隔膜條。C、極片疊堆，如圖所示
第二長(zhǎng)條狀隔膜上以均勻間隔粘置條狀負(fù)極極片且極片兩側(cè)隔膜上設(shè)有均有折縫，條狀正極極片與條狀負(fù)極極片的寬度相同且均略小于間隔，將粘置條狀負(fù)極極片第二長(zhǎng)條狀隔膜覆蓋在第一長(zhǎng)條狀隔膜的極片間隔上，連續(xù)在折縫處V型折疊，形成用隔膜隔開(kāi)的正負(fù)極片交替的折疊堆。D、成型制作
正負(fù)極片均已經(jīng)是至少一面覆有金屬箔的電極，且正極片覆有金屬箔伸出于一端，負(fù)極片覆有金屬箔伸出于極片的另一端。將用隔膜隔開(kāi)的正負(fù)極片交替的折疊堆熱壓成型，用沖壓設(shè)備分別沖出正負(fù)極耳連接伸出某一端的金屬箔作為電極。本發(fā)明在進(jìn)行第一步驟的制作時(shí)，形成用隔膜隔開(kāi)的正負(fù)極片交替的折疊堆作為電芯，電芯再裝殼，焊接，注電解液并封口、化成，這樣軟包裝整形，最后得到成品鋰離子電池。E、產(chǎn)品性能測(cè)試
本發(fā)明提供的磷酸鐵鋰動(dòng)力電池使用后性能如下該鋰離子電池恒流充電后放電容量最高能達(dá)到37. 313Ah，經(jīng)2390次循環(huán)充放電之后放電容量為28. 94IAh,說(shuō)明該鋰離子電池具有良好的倍率性能和循環(huán)性能。電池充電電壓在3. 5V上下浮動(dòng)，恒流充容量百分比平均值約為96. 462%，200A恒流放電時(shí)電壓穩(wěn)定在3V左右；140A恒流放電時(shí)電壓穩(wěn)定在3. IV左右；40A恒流放電時(shí)電壓穩(wěn)定在3. 3V左右，如圖2所示，表明該鋰離子電池充放電性能安全穩(wěn)定。
本發(fā)明從根本上解決了傳統(tǒng)疊片制備工藝中因正負(fù)極片接觸，極片邊緣毛刺刺穿隔膜造成的短路問(wèn)題，提高了電池質(zhì)量，改善了現(xiàn)有隔膜的折疊方式，大大降低了材料成本和工藝復(fù)雜程度。
以上所述的實(shí)施案例僅僅是對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，并非對(duì)本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明涉及精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書(shū)確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種連續(xù)疊片結(jié)構(gòu)的鋰離子動(dòng)力電池，其特征是結(jié)構(gòu)如下包括隔膜、正極極片、負(fù)極極片、正極和負(fù)極電極、電液和外殼；第一長(zhǎng)條狀隔膜上以均勻間隔粘置條狀正極極片且極片兩側(cè)隔膜上設(shè)有均有折縫，第二長(zhǎng)條狀隔膜上以均勻間隔粘置條狀負(fù)極極片且極片兩側(cè)隔膜上設(shè)有均有折縫，條狀正極極片與條狀負(fù)極極片的寬度相同且均略小于間隔，將粘置條狀負(fù)極極片第二長(zhǎng)條狀隔膜覆蓋在第一長(zhǎng)條狀隔膜的極片間隔上，連續(xù)在折縫處V型折疊，即對(duì)等面積的正負(fù)極片依次地連續(xù)V型折疊，直到達(dá)到電池的厚度；條狀正極極片在長(zhǎng)度方向的一端引出正極電極，條狀負(fù)極極片在長(zhǎng)度方向的另一端引出負(fù)極電極；連續(xù)V型折疊，經(jīng)熱壓成型構(gòu)成電芯，折疊的面是矩形；正、負(fù)極片均是至少一面覆有金屬箔的電極，在長(zhǎng)方體外殼填充電芯，并引出正負(fù)極并充電液后構(gòu)成電池。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的連續(xù)疊片結(jié)構(gòu)的鋰離子動(dòng)力電池，其特征是正極極片、負(fù)極極片的面積尺寸是長(zhǎng)為30-150mm，寬為20_60mm。
3.—種連續(xù)疊片結(jié)構(gòu)的鋰離子動(dòng)力電池的制造方法，其特征是包括以下步驟制作條狀正極和負(fù)極極片，先將隔膜制成長(zhǎng)條狀，將與隔膜寬度相當(dāng)，寬度稍窄的正極極片依相同 間隔粘接于隔膜上；第二長(zhǎng)條狀隔膜上以均勻間隔粘置條狀負(fù)極極片且極片兩側(cè)隔膜上設(shè)有均有折縫，條狀正極極片與條狀負(fù)極極片的寬度相同且均略小于間隔，將粘置條狀負(fù)極極片第二長(zhǎng)條狀隔膜覆蓋在第一長(zhǎng)條狀隔膜的極片間隔上，連續(xù)在折縫處V型折疊，按“V”字型連續(xù)折疊6-20次；形成按照負(fù)極-隔膜-正極-隔膜的方式交叉疊放，形成用隔膜隔開(kāi)的正負(fù)極片交替的層疊堆；熱壓成型，用沖壓設(shè)備分別沖出正負(fù)極耳；正負(fù)極片均已經(jīng)是至少一面覆有金屬箔的電極，且正極片覆有金屬箔伸出于一端，負(fù)極片覆有金屬箔伸出于極片的另一端，連接相應(yīng)的正負(fù)極耳。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的連續(xù)疊片結(jié)構(gòu)的鋰離子動(dòng)力電池的制造方法，其特征是在隔膜上采用印刷用切線刀對(duì)隔膜切線形成折縫；負(fù)極片由負(fù)極集流體和均勻涂在兩面的活性涂料涂覆層構(gòu)成。
全文摘要
連續(xù)疊片結(jié)構(gòu)的鋰離子動(dòng)力電池，包括隔膜、正極極片、負(fù)極極片、正極和負(fù)極電極、電液和長(zhǎng)方體外殼；第一長(zhǎng)條狀隔膜上以均勻間隔粘置條狀正極極片且極片兩側(cè)隔膜上設(shè)有均有折縫，第二長(zhǎng)條狀隔膜上以均勻間隔粘置條狀負(fù)極極片且極片兩側(cè)隔膜上設(shè)有均有折縫，條狀正極極片與條狀負(fù)極極片的寬度相同且均略小于間隔，將粘置條狀負(fù)極極片第二長(zhǎng)條狀隔膜覆蓋在第一長(zhǎng)條狀隔膜的極片間隔上，連續(xù)在折縫處V型折疊，即對(duì)等面積的正負(fù)極片依次地連續(xù)V型折疊，直到達(dá)到電池的厚度。在長(zhǎng)方體外殼填充電芯，并引出正負(fù)極并充電液后構(gòu)成電池。
文檔編號(hào)H01M10/0585GK102683752SQ20121010019
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月9日
發(fā)明者朱承飛, 李明勛, 王慶軍 申請(qǐng)人:南京久兆新能源科技有限公司, 南京工業(yè)大學(xué)