CN104600250A - 锂离子电池多极耳极片制备方法、极组制备方法及电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池多极耳极片制备方法、多极耳锂离子电池极组制备方法及电池，该极片制备方法包括：在集流体上全范围均匀涂布活性浆料后碾压、分切成所需宽度极片；在裁切后极片边缘刮出至少两个矩形空白区，在矩形空白区焊接极耳，并在极耳焊接位置双面贴保护带。本发明电池极片采用刮片工艺，操作简单，工艺上容易实现，制得的极片的极耳与集流体连接牢靠，稳定性好，制得极片厚度上没有增加，对于后续的卷绕、焊接等工序的操作可行性有很大的提高，制备的电池采用多极耳与集流体直接连接，降低了电池内阻，实现了电池的大电流输出特性，可以在保持电池高容量的前提下提高电池功率密度，有利于提高锂离子电池的整体性能。

Description

锂离子电池多极耳极片制备方法、极组制备方法及电池

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池多极耳极片制备方法、多极耳锂离子电池极组制备方法及多极耳锂离子电池。

背景技术

随着能源与环境问题的日益突出，新能源汽车已经成为各方关注的焦点，也成为了汽车产业发展的一个新的方向。而锂离子动力电池由于其能量密度高，循环寿命长，环境友好等特点已经成为新能源汽车的首选动力源。

当前电动汽车产业还处于发展的初期阶段，发展电动大巴已经成为新能源汽车示范推广的重点，尤其是已经在公交领域已经进行了很好的示范运营。然而充电时间长已经成为制约其进一步发展和推广的障碍，因此在电动大巴上应用的锂离子动力电池需要在保障容量的同时提高其高功率性能，以实现电动大巴车的快速充电，长距离运行。要想实现电池的大功率输入、输出就需要降低电池的内阻，实现电池的大电流充放电。

然而目前传统的动力电池，在追求较高的能量密度的时候往往会导致电池内阻较大，功率性能差，充电时间长；而高功率型电池虽然内阻低，但是其能量密度也较低，行驶里程短，或者制备工艺复杂，成品率低。

发明内容

本发明的目的在于解决上述的技术问题而提供一种锂离子电池多极耳极片制备方法、电池极组制备方法及采用该电池极组制备方法制备的锂离子电池；该极片的制备方法不但可以保证电池的容量，又提高电池的功率性能，可既提高电动汽车的行驶里程又缩短其每次的充电时间，而且其结构简单易于实现，可以提高制造的成品率。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂离子电池多极耳极片制备方法，包括如下步骤：

1)在集流体上全范围均匀涂布活性浆料制成极片；

2)对步骤1)制成的极片碾压，然后分切成所需宽度的极片；

3)在步骤2)制得的极片边缘刮出至少两个矩形空白区；

4)在步骤3)制得的极片的矩形空白区焊接极耳；

5)在所述极耳的焊接位置双面贴保护带。

本发明的目的还在于提供一种锂离子电池极组制备方法，所述电池极组由正、负极片与隔膜相隔卷绕而成，所述正极片采用如下方法制备：

1)在集流体上全范围均匀涂布活性浆料制成极片；

2)对步骤1)制成的正极片碾压，然后分切成所需宽度的正极片；

3)在步骤2)制得的极正片边缘刮出至少两个矩形空白区；

4)在步骤3)制得的正极片的矩形空白区焊接正极耳；

5)在正极耳的焊接位置双面贴保护带；

所述负极片制备方法为：

在负极片卷绕起始与终止位置留有未涂覆浆料的空白箔，在空白箔处焊接出负极耳；或者采用连续涂覆的形式涂覆，在涂覆的侧面留出空白箔，在在所述空白箔上采用铳切或激光切制备出负极耳。

本发明的目的还在于提供一种锂离子电池，包括电池极组，所述电池极组所述锂离子电池极组制备方法制成。

本发明所述多极耳结构设置一般用于方形锂离子电池或者软包装、聚合物锂离子电池，更多的用于方形锂离子动力电池和软包装以及聚合物锂离子动力电池。

本发明提供的锂离子电池多极耳极片的制备方法，采用全范围涂覆、碾压、分切，有利于工艺的实现；采用刮片技术刮出空白区焊接极耳，更大限度提高了极片的有效面积，提高了容量，保证了极片与极耳的稳定性；在整体上并没有增加极片的厚度，有利于后续卷绕、装配等工艺的操作。

采用上述极片制备方法制备的电池极组制备的电池，可以保持电池的高容量，而且降低了内阻，可以实现了电池的大电流输出而温升较小，整体结构简单，有利于提高锂离子电池的整体性能，对于使锂离子电池在电动汽车领域应用具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为正极片涂覆碾压后示意图；

图2为本发明提供的正极片刮片后的示意图；

图3为本发明提供的正极片制成后的示意图；

图4为本发明提供的一种形式的负极片示意图；

图5为本发明提供的另一种形式的负极片示意图

图6为本发明提供的电池极组示意图。

具体实施方式

下面，结合实例对本发明的实质性特点和优势作进一步的说明，但本发明并不局限于所列的实施例。

本发明所述的锂离子电池多极耳极片制备方法，包括如下步骤：

1)在集流体上全范围均匀涂布活性浆料制成极片；

2)对步骤1)制成的极片碾压，然后分切成所需宽度的极片；

3)在步骤2)制得的极片边缘刮出至少两个矩形空白区；

4)在步骤3)制得的极片的矩形空白区焊接极耳；

5)在所述的极耳的焊接位置双面贴保护带。

较优的，所述矩形空白区的中心在步骤2)制得的极片的总长的1/4等分点或3/4等分点处。

较优的，所述的极耳焊接在所述矩形空白区后与所述矩形空白区的三个边界预留一定空隙。

较优的，所述的极耳采用超声焊接在所述矩形空白区。这样可以保证焊接的稳定性，提高电池的连接稳定性。

需要说明的是，所述矩形空白区的宽度与长度要根据极耳个数以及电芯的集流要求可以适当进行调整，并不限于上述的实施例。在所述的极耳的焊接位置双面贴保护带的目的是为了防止焊斑刺破隔膜引起安全事故。

下面以制备正极片为例进行说明，参见图1所示，正极片采用连续均匀涂覆，涂覆时不留有空白，全范围涂覆碾压，碾压厚度152μm，形成如图1所示涂覆碾压完成后的初始极片1，然后按需要进行裁切，裁切成需要宽度115mm的裁切成型的成型极片2，在成型极片2指定位置刮去涂覆的浆料露出集流体，形成两个10mm*14mm的不留浆料的空白区21、22，空白区(或称之为刮片)的精确位置需要根据极组宽度、所需要的集流、散热等情况进行计算确定，而且需要保证所有的正极耳能够重合，以便和电池盖板焊接,如图2。

在空白区焊接极耳3，极耳3厚度50-80μm，本实施中采用70μm；极耳3宽度为8mm，焊极耳面积为8mm*13mm，在与浆料相接触的三条边均设有1mm的空隙，见图3。

极耳3与空白区(即极片刮片)采用超声焊接。焊接后在焊接位置双面贴保护胶带，保护胶带厚度30μm，贴胶带后厚度为150μm，不大于正常浆料部分的152μm，制成正极片。

相比现有技术制备时极片在涂覆浆料时分段进行涂覆，在集流体上预留空白区的方法而言，本发明提供的锂离子电池多极耳极片的制备方法，采用全范围涂覆、碾压、分切，有利于工艺的实现；采用刮片技术刮出空白区焊接极耳，更大限度提高了极片的有效面积，提高了容量，制得的极片，其极耳与集流体连接牢靠，稳定性好，适用于动力电池的使用环境，保证了极片与极耳的稳定性；在整体上并没有增加极片的厚度，有利于后续卷绕、、焊接、装配等工艺的操作。

本发明还提供一种锂离子电池极组制备方法，所述电池极组由正、负极片与隔膜相隔卷绕而成，所述正极片采用如下方法制备：

1)在集流体上全范围均匀涂布活性浆料制成极片；

2)对步骤1)制成的正极片碾压，然后分切成所需宽度的正极片；

3)在步骤2)制得的正极片边缘刮出至少两个矩形空白区；

4)在步骤3)制得的正极片的矩形空白区焊接正极耳；

5)在正极耳的焊接位置双面贴保护带；

所述负极片制备方法为：

在负极片卷绕起始与终止位置留有未涂覆浆料的空白箔，在空白箔处焊接出负极耳；或者采用连续涂覆的形式涂覆，在涂覆的侧面留出空白箔，在在所述空白箔上采用铳切或激光切制备出负极耳。

较优的，所述矩形空白区的中心在步骤2)制得的极片的总长的1/4等分点或3/4等分点处；所述极耳焊接在所述矩形空白区后与所述矩形空白区的三个边界预留一定空隙。

较优的，所述正极耳采用超声焊接在所述矩形空白区。

较优的，所述电池极组的正、负极耳分别重叠，或者所述正、负极耳分别紧密并排在一起。

所述正极片制备采用图1～3所示制备方法，其说明详见对应的上述实施例的说明内容，此处不再进行详细说明。

具体实现上，所述的负极片的制备时，可以是在负极片4卷绕起始与终止位置处留有未涂覆浆料的空白箔，在空白箔处焊接出负极耳5，如图4所示；或者采用连续涂覆的形式涂覆，在涂覆极片6的侧面留出空白箔，在在所述空白箔上采用铳切或激光切制备出负极耳51的方法来形成，即在没有涂覆浆料的区域按要求间隔切去部分，使未切去的部分形成负负极耳51，如图5所示。

所述正极片、负极片上极耳的数量并不限于本发明所列的实施例，可以根据实际需要来确定，负极片可以图4所示的负极片，也可以采用图5所示的负极片。

当采用图5所示的多极耳的负极片时，电池的功率性能较优越。

相比现有技术制备时极片在涂覆浆料时分段进行涂覆，在集流体上预留空白区的方法而言，本发明由于锂离子电池多极耳极片采用全范围涂覆、碾压、分切，有利于工艺的实现；采用刮片技术刮出空白区焊接极耳，更大限度提高了极片的有效面积，提高了容量，保证了极片与极耳的稳定性；在整体上并没有增加极片的厚度，有利于后续卷绕、装配等工艺的操作。

本发明还提供一种锂离子电池，包括电池极组7，所述电池极组采用所述锂离子电池极组制备方法制成。

由于该锂离子电池采用上述的极组制备方法进行制备，经隔膜相隔卷绕后得到易于大规模自动化实现，且极片的极耳位置不会影响卷绕动作的顺利实现，卷绕所得极组外观良好，电池极组制备好后，随后对电芯进行极组成型、打包、入壳、与电池盖板焊接和周边焊、注液等操作，得到锂离子动力电池。

本发明公开的采用上述方法制造的多极耳锂离子动力电池，其采用多极耳与集流体直接连接的结构，降低了电池内阻，实现了电池的大电流输出特性，可以使得保持电池高容量的前提下提高电池的功率密度，有利于提高锂离子电池的整体性能，对于使锂离子动力电池在新能源汽车领域应用具有重大的生产实践意义。

与现有正极片的制备方法相比，本发明提供的锂离子电池多极耳极片的制备方法，采用全范围涂覆、碾压、分切，有利于工艺的实现；采用刮片技术刮出空白区焊接极耳，更大限度提高了极片的有效面积，提高了容量，保证了极片与极耳的稳定性；在整体上并没有增加极片的厚度，有利于后续卷绕、装配等工艺的操作。

采用上述极片制备方法制备的电池极组制备的电池，可以保持电池的高容量，而且降低了内阻，可以实现了电池的大电流输出而温升较小，整体结构简单，有利于提高锂离子电池的整体性能，对于使锂离子电池在电动汽车领域应用具有重大的生产实践意义。

以上所述实例仅仅是本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，对于本技术领域的普通技术人员对本发明的技术方案的各种改进和润饰，均应视为本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池多极耳极片制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

1)在集流体上全范围均匀涂布活性浆料制成极片；

2)对步骤1)制成的极片碾压，然后分切成所需宽度的极片；

3)在步骤2)制得的极片边缘刮出至少两个矩形空白区；

4)在步骤3)制得的极片的矩形空白区焊接极耳；

5)在所述极耳的焊接位置双面贴保护带。

2.如权利要求1所述多极耳极片制备方法，其特征在于，所述矩形空白区的中心在步骤2)制得的极片的总长的1/4等分点或3/4等分点处。

3.如权利要求2所述多极耳极片制备方法，其特征在于，所述极耳焊接在所述矩形空白区后与所述矩形空白区的三个边界预留一定空隙。

4.如权利要求3所述多极耳极片制备方法，其特征在于，所述极耳采用超声焊接在所述矩形空白区。

5.一种锂离子电池极组制备方法，所述电池极组由正、负极片与隔膜相隔卷绕而成，其特征在于，所述正极片采用如下方法制备：

1)在集流体上全范围均匀涂布活性浆料制成极片；

2)对步骤1)制成的正极片碾压，然后分切成所需宽度的正极片；

3)在步骤2)制得的极正片边缘刮出至少两个矩形空白区；

4)在步骤3)制得的正极片的矩形空白区焊接正极耳；

5)在正极耳的焊接位置双面贴保护带；

所述负极片制备方法为：

在负极片卷绕起始与终止位置留有未涂覆浆料的空白箔，在空白箔处焊接出负极耳；或者采用连续涂覆的形式涂覆，在涂覆的侧面留出空白箔，在在所述空白箔上采用铳切或激光切制备出负极耳。

6.如权利要求5所述锂离子电池极组制备方法，其特征在于，所述矩形空白区的中心在步骤2)制得的极片的总长的1/4等分点或3/4等分点处；所述极耳焊接在所述矩形空白区后与所述矩形空白区的三个边界预留一定空隙。

7.如权利要求6所述锂离子电池极组制备方法，其特征在于，所述正极耳采用超声焊接在所述矩形空白区。

8.如权利要求7所述锂离子电池极组制备方法，其特征在于，所述电池极组的正、负极耳分别重叠，或者所述正、负极耳分别紧密并排在一起。

9.一种锂离子电池，包括电池极组，其特征在于，所述电池极组采用权利要求5～8任一项所述锂离子电池极组制备方法制成。