一種卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法
【專利摘要】本發明涉及一種卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法，包括以下步驟：（1）選取多個分切好的正極單片、負極單片和條形隔膜備用；（2）將多個正極單片和負極單片以正極單片、負極單片、負極單片、正極單片為單元的順序依次設置在隔膜表面并固定形成復合極片；（3）通過卷針對復合極片進行卷繞，使卷繞后的正極單片、隔膜與負極單片相互層疊形成疊片電池。本發明所述的卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法，通過卷繞的形式將正負極片層疊而成，該卷繞式疊片電池的最小結構單元為正、負極單片，省去了多層結構單元的制作、分切、固定及轉移步驟，該方法所采用的涂膠隔膜為連續的、未切斷的整體，提高了疊片電池的制作效率。
【專利說明】
一種卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法
技術領域
[0001] 本發明涉及鋰離子卷繞型疊片電池技術領域，具體涉及一種卷繞式鋰離子疊片電 池的快速制備方法。
【背景技術】
[0002] 鋰離子電池具有能量密度高、安全性能好、使用壽命長、自放電小以及綠色無污染 等優點，目前廣泛應用于便攜式移動設備、混合動力電池汽車、純電動汽車等領域。
[0003] 目前，在動力鋰離子電池領域，電芯的制備方法主要有以下兩種:一種是卷繞型電 芯；另一種是疊片型電芯。卷繞型電芯由于具有制備方法簡單、生產效率高、一致性好等優 點受到了眾多廠家的青睞。但是，卷繞型電芯自身也存在著致命的缺陷，如制備過程中極片 張力控制困難、卷繞層數和極片的大小受到限制。此外，卷繞型電池在使用過程中也會存在 著熱分布不均，特別是在大電流充放電的條件下，容易造成熱失控。疊片型電芯由于其特殊 的結構，決定了電芯在制作過程中張力分布的均勻性，以及在運行過程中熱均勻分布。因 此，與卷繞型電芯相比，疊片型電池在功率性能等方面具有較大的優勢，特別是在功率性能 和熱分布等方面，受到了眾多新能源汽車廠家一致好評。但是，疊片型電芯存在著制備過程 復雜、生產效率低等難題。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于提供一種卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法，該方法通過 卷繞的形式將正負極片層疊而成，可以一站式的、連續性的完成卷繞型疊片電池的制備，提 尚置片電芯的生廣效率。
[0005] 為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案:一種卷繞式鋰離子疊片電池的快 速制備方法，包括以下步驟：
[0006] (1)選取多個正極單片、負極單片和條形隔膜備用；
[0007] (2)將多個正極單片和負極單片以正極單片、負極單片、負極單片、正極單片為單 元的順序依次設置在隔膜表面并固定形成復合極片，相鄰電極單片之間的距離通過以下公 式計算得到：
[0008]
[0009]其中，a = d2-di，Li為第一片電極單片與第二片電極單片之間的間距，L2為第二片 電極單片與第三片電極單片之間的間距，L3為第三片電極單片與第四片電極單片之間的間 距，L4為第四片電極單片與第五片電極單片之間的間距，L n為第η電極片與第n+1片電極片之 間的間距，b為隔膜的厚度，c為正極單片的厚度，d為負極單片的厚度，d 2為負極電極片的寬 度，cU為正極電極片的寬度，N+為正整數。
[0010] (3)通過卷針對復合極片進行卷繞，使卷繞后的正極單片、隔膜與負極單片相互層 疊形成疊片電池。
[0011] 上述步驟中，所述隔膜為涂膠隔膜，正極單片、負極單片通過熱壓與涂膠隔膜黏貼 固定。
[0012] 上述步驟中，所述正極單片、負極單片通過熱壓輥與隔膜進行熱壓固定。
[0013] 上述步驟中，所述正極單片所采用的基材為鋁箱，所述負極單片所采用的基材為 銅箱。
[0014] 由上述技術方案可知，本發明所述的卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法，通 過卷繞的形式將正負極片層疊而成，該卷繞式疊片電池的最小結構單元為正、負極單片，省 去了多層結構單元的制作、分切、固定及轉移步驟，該方法所采用的涂膠隔膜為連續的、未 切斷的整體，提高了疊片電池的制作效率。
【附圖說明】
[0015] 圖1是本發明的方法流程圖；
[0016] 圖2是本發明中所述的正、負極單片的放置序列及極耳的排列方式示意圖；
[0017] 圖3是本發明制作后的卷繞型疊片電池剖面示意圖。
【具體實施方式】
[0018] 下面結合附圖對本發明做進一步說明：
[0019] 如圖1所示，一種卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法，包括以下步驟：
[0020] S1:選取多個分切好的正極單片16、負極單片17和條形的涂膠隔膜18備用；
[0021] S2:將多個正極單片和負極單片以正極單片16、負極單片17、負極單片17、正極單 片16為單元的順序（即以正極單片16、負極單片17、負極單片17、正極單片16,每4個為一組 依次循環的順序，如圖2所示)依次設置在隔膜表面并固定形成復合極片，相鄰電極單片之 間的距離通過以下公式計算得到：
[0022]
[0023] 具中，3 =也_山山為弟一片電極早片與弟二片電極早片之丨日」的丨日」距，L2為第二片 電極單片與第三片電極單片之間的間距，L3為第三片電極單片與第四片電極單片之間的間 距，L4為第四片電極單片與第五片電極單片之間的間距，L n為第η電極片與第n+1片電極片之 間的間距，b為隔膜的厚度，c為正極單片的厚度，d為負極單片的厚度，d 2為負極電極片的寬 度，cU為正極電極片的寬度，N+為正整數。
[0024]本實施例，可采用機械手將正、負極單片放置在隔膜上，按照正、負電極片特定的 排列方式將正、負極電極片放置在機械手相對應的收料盒內，由機械手將電極片精確地放 置在涂膠隔膜上并固定(在實際生產中，可通過增加機械手的數量來提高制作效率）。
[0025]為保證相鄰正、負極單片間距的精確性，在機械手放置電極單片時，傳送帶是停止 運行的，而且在每次停止運行時，會全部完成每組正、負極電極片的放置及固定。
[0026] S3:通過卷針對復合極片進行卷繞，使卷繞后的正極單片16、隔膜18與負極單片17 相互層疊形成疊片電池，如圖3所示。
[0027] 本實施例所述正極單片、負極單片通過熱壓輥與涂膠隔膜進行熱壓固定，所述正 極單片所采用的基材為鋁箱，所述負極單片所采用的基材為銅箱。
[0028] 發明所述的疊片電池制作方法，有效地解決了疊片電池多層結構單元制備過程繁 瑣以及固定、轉移困難等難題，一站式的完成了卷繞式疊片電池的制作，極大縮減了卷繞式 疊片電池的制作工步和制作成本，提高了卷繞式疊片電池制作的效率。
[0029] 以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范 圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方 案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。
【主權項】
1. 一種卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法，其特征在于，包括以下步驟： (1) 選取多個正極單片、負極單片和條形隔膜備用； (2) 將多個正極單片和負極單片以正極單片、負極單片、負極單片、正極單片為單元的 順序依次設置在隔膜表面并固定形成復合極片，相鄰電極單片之間的距離通過以下公式計 算得到：其中，a = d2-di，Li為第一片電極單片與第二片電極單片之間的間距，L2為第二片電極單 片與第三片電極單片之間的間距，L3為第三片電極單片與第四片電極單片之間的間距，L4為 第四片電極單片與第五片電極單片之間的間距，L n為第η電極片與第n+1片電極片之間的間 距，b為隔膜的厚度，c為正極單片的厚度，d為負極單片的厚度，d 2為負極電極片的寬度，di為 正極電極片的寬度，N+為正整數。 (3) 通過卷針對復合極片進行卷繞，使卷繞后的正極單片、隔膜與負極單片相互層疊形 成疊片電池。2. 根據權利要求1所述的卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法，其特征在于:所述隔 膜為涂膠隔膜，正極單片、負極單片通過熱壓與涂膠隔膜黏貼固定。3. 根據權利要求2所述的卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法，其特征在于:所述正 極單片、負極單片通過熱壓輥與隔膜進行熱壓固定。4. 根據權利要求1所述的卷繞式鋰離子疊片電池的快速制備方法，其特征在于:所述正 極單片所采用的基材為鋁箱，所述負極單片所采用的基材為銅箱。
【文檔編號】H01M10/0583GK105932339SQ201610424893
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年6月13日
【發明人】王豐, 左龍龍, 黃剛, 王晨旭
【申請人】合肥國軒高科動力能源有限公司