疊片式鋰離子電芯的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種疊片式鋰離子電芯，包括：正極極片，包括正極集流體及正極膜；正極極耳，電性連接于正極集流體；負(fù)極極片，包括負(fù)極集流體及負(fù)極膜；負(fù)極極耳，電性連接于負(fù)極集流體；隔膜，設(shè)置于正極極片和負(fù)極極片之間；以及絕緣層。從堆疊方向正視，正極極片處于為負(fù)極極片的周邊圍成的區(qū)域內(nèi)。正極極耳具有：第一位置，為正極極耳電性連接于正極集流體的位置；第二位置，為正極極耳與負(fù)極極片的邊緣對(duì)應(yīng)的位置；以及第三位置，為正極極耳從第二位置向正極極耳的自由端延伸一距離的位置。第一位置至第三位置之間的正極極耳覆蓋有正極膜。絕緣層至少覆蓋正極極耳的第二位置至第三位置之間的正極膜。由此避免析鋰以及毛刺刺穿隔膜的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說明】疊片式鋰離子電芯
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋰離子電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種疊片式鋰離子電芯。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池作為新能源領(lǐng)域最具代表性的儲(chǔ)能器件，在移動(dòng)電子、動(dòng)力電池和儲(chǔ)能電站等領(lǐng)域中占據(jù)不可取代的位置。尤其在動(dòng)力電池領(lǐng)域，對(duì)電池的大倍率充放電性能有了更高的要求。出于對(duì)充放電倍率和特殊形狀電芯的要求，采用疊片工藝生產(chǎn)的電池在鋰離子電池中占有較大的比例。但是疊片式電芯在安全性方面存在一定的隱患，首先，對(duì)于充放電的疊片式鋰離子電池來說，正極的鋁箔如果接觸到負(fù)極的石墨會(huì)導(dǎo)致起火，這就要求正極的涂層要涂布到正極極耳上并且涂層的尺寸超過負(fù)極石墨的尺寸，這樣才能保證陰極極耳位沒有裸露的鋁箔對(duì)應(yīng)到負(fù)極的石墨。但是這就導(dǎo)致了另一個(gè)問題，就是超出的正極涂層充放電時(shí)因?yàn)閷?duì)面沒有石墨接收鋰離子會(huì)導(dǎo)致析鋰，析出的鋰形成鋰枝晶刺穿隔膜導(dǎo)致短路起火。其次，由于疊片式電芯是采用刀模沖模的方式極片成型，極耳位置會(huì)產(chǎn)生毛刺，一旦刺穿隔膜也會(huì)導(dǎo)致短路。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種疊片式鋰離子電芯，其能避免正極極耳上的超出負(fù)極膜的正極膜析鋰帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]本實(shí)用新型的另一目的在于提供一種疊片式鋰離子電芯，其能降低正極極耳的毛刺刺穿隔膜的風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種疊片式鋰離子電芯，其包括:正極極片，包括正極集流體以及設(shè)置在整個(gè)正極集流體正反表面上的含有正極活性物質(zhì)的正極膜；正極極耳，電性連接于正極集流體；負(fù)極極片，包括負(fù)極集流體以及設(shè)置在整個(gè)負(fù)極集流體正反表面上的含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極膜；負(fù)極極耳，電性連接于負(fù)極集流體；隔膜，設(shè)置于正極極片和負(fù)極極片之間；以及絕緣層。從所述疊片式鋰離子電芯的堆疊方向正視時(shí)，正極極片處于為負(fù)極極片的周邊圍成的區(qū)域內(nèi)。正極極耳具有:第一位置，為正極極耳電性連接于正極集流體的位置；第二位置，為正極極耳與負(fù)極極片的邊緣對(duì)應(yīng)的位置；以及第三位置，為正極極耳從第二位置向正極極耳的自由端延伸一定距離的位置。處于第一位置至第三位置之間的正極極耳覆蓋有正極膜。絕緣層至少覆蓋正極極耳的第二位置至第三位置之間的正極膜。
[0006]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0007]由于絕緣層的設(shè)置，能避免正極極耳上的超出負(fù)極膜的正極膜析鋰帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)，能降低正極極耳的毛刺刺穿隔膜的風(fēng)險(xiǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型的疊片式鋰離子電芯的立體分解圖，其中為了清楚地體現(xiàn)正極極片和負(fù)極極片之間的相對(duì)關(guān)系，在最上面的正極極片的圖中，以虛線示意地示出負(fù)極極片的周邊所圍成的區(qū)域；
[0009]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的疊片式鋰離子電芯的側(cè)視圖，其中為了清楚起見未示出隔膜以及絕緣層。
[0010]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0011]I正極極片31負(fù)極集流體
[0012]11正極集流體32負(fù)極膜
[0013]12正極膜33邊緣
[0014]2正極極耳4 負(fù)極極耳
[0015]E自由端5隔膜
[0016]P1、P2、P3位置6絕緣層
[0017]3負(fù)極極片D1、D2距離
【具體實(shí)施方式】
[0018]下面參照附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型的疊片式鋰離子電芯。
[0019]參照圖1和圖2，根據(jù)本實(shí)用新型的疊片式鋰離子電芯包括:正極極片1，包括正極集流體11以及設(shè)置在整個(gè)正極集流體11正反表面上的含有正極活性物質(zhì)的正極膜12 ;正極極耳2，電性連接于正極集流體11 ;負(fù)極極片3，包括負(fù)極集流體31以及設(shè)置在整個(gè)負(fù)極集流體3正反表面上的含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極膜32 ;負(fù)極極耳4，電性連接于負(fù)極集流體31 ;隔膜5，設(shè)置于正極極片I和負(fù)極極片3之間；以及絕緣層6。其中，從所述疊片式鋰離子電芯的堆疊方向正視時(shí)，正極極片I處于為負(fù)極極片3的周邊圍成的區(qū)域內(nèi)。正極極耳2具有:第一位置P1，為正極極耳2電性連接于正極集流體11的位置；第二位置P2，為正極極耳2與負(fù)極極片3的邊緣33對(duì)應(yīng)的位置；以及第三位置P3，為正極極耳2從第二位置P2向正極極耳2的自由端E延伸一距離D2的位置。處于第一位置Pl至第三位置P3之間的正極極耳2覆蓋有正極膜12。絕緣層6至少覆蓋處于正極極耳2的第二位置P2至第三位置P3之間的全部正極膜12。
[0020]傳統(tǒng)疊片式鋰離子電芯在充放電時(shí)，由于正極極耳2上的正極膜12超出對(duì)應(yīng)的負(fù)極膜32的位置P2，負(fù)極極耳3上沒有負(fù)極膜32接收鋰離子會(huì)導(dǎo)致析鋰，析出的鋰會(huì)形成鋰枝晶刺穿隔膜5導(dǎo)致短路起火。而本實(shí)用新型的疊片式鋰離子電芯通過絕緣層6的設(shè)置，可以使正極極耳2上的超出對(duì)應(yīng)的負(fù)極膜32的位置P2的正極膜12無法通過鋰離子，從而避免正極極耳2上的超出負(fù)極膜32的正極膜12析鋰帶來的安全風(fēng)險(xiǎn)；同時(shí)降低正極極耳2的毛刺刺穿隔膜5的風(fēng)險(xiǎn)。
[0021]在根據(jù)本實(shí)用新型的疊片式鋰離子電芯的一實(shí)施例中，參照圖1和圖2，絕緣層6的覆蓋范圍可包括覆蓋正極極耳2的第二位置P2至第三位置P3之間的全部正極膜12以及覆蓋正極極耳2的第一位置Pl至第二位置P2之間的一部分或全部正極膜12。
[0022]在根據(jù)本實(shí)用新型的疊片式鋰離子電芯的一實(shí)施例中，參照圖1和圖2，正極極耳2的第一位置Pl至第二位置P2之間的距離Dl為0.2mm~1.3mm,正極極耳2的第二位置P2至第三位置P3之間的距離D2為Omm~0.2mm。在一實(shí)施例中，絕緣層6的厚度為0.01mm~
0.08mm。正極極耳2在制備時(shí)的毛刺的高度一般大于0.008mm,因此絕緣層6的厚度超過毛刺的高度，從而通過設(shè)置絕緣層6可以更有效地降低絕緣層6對(duì)應(yīng)的正極極耳2的相應(yīng)部位的毛刺刺穿隔膜的風(fēng)險(xiǎn)。
[0023]在絕緣層6的一實(shí)施例中，絕緣層6的阻抗大于1ΚΩ。此時(shí)，絕緣層6可以有效地阻止鋰離子通過。在另一實(shí)施例中，絕緣層6的材料可為耐電解液的有機(jī)高分子材料或無機(jī)材料?？杀ＷC高溫浸泡電解液后不會(huì)脫落。優(yōu)選地，絕緣層6的材料可為丁苯橡膠、UV膠、氮化娃中的一種。
[0024]在絕緣層6的一實(shí)施例中，絕緣層6可采用涂覆方式設(shè)置。在另一實(shí)施例中，涂覆可為接觸式與非接觸式噴涂。優(yōu)選地，接觸式涂覆為印刷噴涂或電鍍。優(yōu)選地，非接觸式噴涂為激光噴涂。采用的涂覆方式尺寸定位精確，涂覆的尺寸公差范圍可精確到±0.01mm，厚度公差范圍可控制在±0.0Olmm ;效率高，涂覆速度可以達(dá)到1000pCS/h以上；涂覆的方式簡單，涂覆的位置、時(shí)間均可精確調(diào)整。工業(yè)生產(chǎn)上操作簡便易行，成本更低；同時(shí)不會(huì)增加電芯的厚度，對(duì)電芯的性能也沒有影響。
【權(quán)利要求】
1.一種疊片式鋰離子電芯，包括: 正極極片(I)，包括正極集流體(11)以及設(shè)置在整個(gè)正極集流體(11)正反表面上的含有正極活性物質(zhì)的正極膜(12)； 正極極耳(2)，電性連接于正極集流體(11)； 負(fù)極極片(3)，包括負(fù)極集流體(31)以及設(shè)置在整個(gè)負(fù)極集流體(3)正反表面上的含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極膜(32)； 負(fù)極極耳(4)，電性連接于負(fù)極集流體(31);以及 隔膜(5)，設(shè)置于正極極片(I)和負(fù)極極片(3)之間； 其中，從所述疊片式鋰離子電芯的堆疊方向正視時(shí)，正極極片(I)處于為負(fù)極極片(3)的周邊圍成的區(qū)域內(nèi)； 正極極耳(2)具有:第一位置(P1)，為正極極耳(2)電性連接于正極集流體(11)的位置；第二位置(P2)，為正極極耳(2)與負(fù)極極片(3)的邊緣(33)對(duì)應(yīng)的位置；以及第三位置(P3)，為正極極耳(2)從第二位置(P2)向正極極耳(2)的自由端(E)延伸一定距離(D2)的位置； 處于第一位置(Pl)至第三位置(P3)之間的正極極耳(2)覆蓋有正極膜(12)； 其特征在于，所述疊片式鋰離子電芯還包括: 絕緣層(6)，至少覆蓋正極極耳(2)的第二位置(P2)至第三位置(P3)之間的正極膜(12)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊片式鋰離子電芯，其特征在于，絕緣層(6)的覆蓋范圍包括覆蓋正極極耳(2)的第二位置(P2)至第三位置(P3)之間的全部正極膜(12)以及覆蓋正極極耳(2)的第一位置(Pl)至第二位置(P2)之間的一部分或全部正極膜(12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的疊片式鋰離子電芯，其特征在于， 正極極耳(2)的第一位置(Pl)至第二位置(P2)之間的距離(Dl)為0.2mm?1.3mm，正極極耳(2)的第二位置(P2)至第三位置(P3)之間的距離(D2)為Omm?0.2mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的疊片式鋰離子電芯，其特征在于，絕緣層(6)的厚度為0.0lmm ?0.08mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊片式鋰離子電芯，其特征在于，絕緣層(6)的阻抗大于IK Ω。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的疊片式鋰離子電芯，其特征在于，絕緣層(6)的材料為丁苯橡膠、UV膠、氮化娃中的一種。
【文檔編號(hào)】H01M10/0585GK203521537SQ201320642027
【公開日】2014年4月2日 申請日期:2013年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月17日
【發(fā)明者】何平, 李聰, 史仲, 邱建富, 方宏新, 張柏清 申請人:東莞新能源科技有限公司