CN105161673A - 一种多极耳电芯的制造工艺及多极耳电池 - Google Patents

一种多极耳电芯的制造工艺及多极耳电池 Download PDF

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Abstract

本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种多极耳电芯的制造工艺及多极耳电池。本发明有如下步骤：A．将活性浆料间断的涂布在正极片和负极片，制成涂布区和空白区依次排列的正极片以及负极片；B．将第一正极耳和第一负极耳分别焊接在步骤A制得的正极片和负极片的空白区；C．将步骤B制得的电极片叠加，所述第一正极耳和第一负极耳错位布置；D．将步骤C制得的电极片卷绕一定角度形成卷芯，且将第一正极耳或第一负极耳包裹于该卷芯；E．以该卷芯为卷轴进行卷绕作业，在正极片空白区对应第一正极耳的位置焊接第二正极耳；在负极片空白区对应第一负极耳的位置焊接第二负极耳；保证了所有的正极耳对齐且所有的负极耳对齐。

Description

一种多极耳电芯的制造工艺及多极耳电池
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种多极耳电芯的制造工艺及多极耳电池。
背景技术
如今，便携式电子产品已经成了必不可少的工具，随着电子产品的体积越来越小，人们迫切需要体积小、功率高、稳定性高、安全性高的电池来满足电子产品对电池性能日益增长的需求。现有的锂离子电池大多由正负极极片堆叠制得，且正极极片和负极极片间间隔有绝缘隔膜或绝缘涂胶层，极片上涂布有活性物质层，连接有极耳，优选的极耳应与电极片通过焊接连接。为进一步提高电池性能，需要在极片设置多个极耳，卷绕时又需要保证多个正极耳能对齐布置，申请号为200910192367.7的专利申请提供了一种螺旋线多极耳锂离子电池及其制造方法，其一定程度上可以保证多个正极耳能对齐布置，但通过这种方法，其极耳是通过模切形成，极耳与电极片无法通过焊接连接，存在较高的析锂风险。
因此有必要提供一种既能保证多个极耳对齐布置，又能允许极耳与电极片通过焊接连接的电芯生产工艺。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足提供一种多极耳电芯的制造工艺，既能保证多个极耳对齐布置，又能允许极耳与电极片通过焊接连接的电芯生产。
为实现上述目的，本发明的一种多极耳电芯的制造工艺，包括如下步骤：
A．涂布活性浆料：将活性浆料间断的涂布在正极片和负极片，制成涂布区和空白区依次排列的正极片以及负极片；
B．焊接第一对极耳：将第一正极耳和第一负极耳分别焊接在步骤A制得的正极片和负极片的空白区；
C．叠加正极片和负极片：将步骤B制得的电极片叠加，所述第一正极耳和第一负极耳错位布置；
D．卷绕成卷芯：将步骤C制得的电极片卷绕一定角度形成卷芯，且将第一正极耳或第一负极耳包裹于该卷芯；
E．焊接下一对极耳：在正极片空白区对应第一正极耳的位置焊接第二正极耳；在负极片空白区对应第一负极耳的位置焊接第二负极耳；
F贴紧极耳：以步骤D形成的卷芯为卷轴继续卷绕，将步骤E焊接的极耳紧贴在卷芯。
优选的，所述步骤D是以第一正极耳和第一负极耳为卷轴，将步骤C制得的电极片卷绕180度，分别在正极片空白区对应第一正极耳的位置和在负极片空白区对应第一负极耳的位置标记，然后将卷绕后的电极片回转一定角度，根据所述标记的位置分别焊接第二正极耳和第二负极耳。
优选的，所述步骤B中，所述第一正极耳和第一负极耳分别焊接在步骤A制得的正极片一端和负极片一端。
优选的，将步骤D制得的卷芯卷绕一定角度，在正极片空白区对应第二正极耳的位置焊接第三正极耳；在负极片空白区对应第二负极耳的位置焊接第三负极耳。
优选的，所述第一正极耳、第二正极耳和第三正极耳分别设置在正极片的首部、中部和尾部；第一负极耳、第二负极耳和第三负极耳分别设置在负极片的首部、中部和尾部。
优选的，将所述第二正极耳与第一正极耳焊接在正极片的同一侧；所述第二负极耳与第一负极耳焊接在负极片的同一侧。
优选的，重复所述步骤E和F依次在正极片和负极片分别焊接若干正极耳和若干负极耳，且每次卷绕的方向与上次卷绕方向相同。优选的，每次焊接极耳后，均在极耳上粘贴绝缘胶纸。
优选的，步骤F中，将步骤E焊接的极耳紧贴在卷芯后继续卷绕若干个180度。
优选的，还包括焊接极耳引出端工序：所有的极耳被焊接于电极片之后，将叠在一起的所有的正极耳引出端焊接，将叠在一起的所有的负极耳引出端焊接。
本发明的另一目的在于针对现有技术的不足提供一种多极耳电池，多个极耳对齐布置，提高了电池的一致性，极耳与电极片通过焊接连接，避免电极片析锂。
为实现上述目的，本发明的一种多极耳电池，包括上述的一种多极耳电芯的制造工艺中任一种工艺制得的电芯。本发明的有益效果：具体的，制得正极片和负极片后，先将第一正极耳和第一负极耳分别焊接在正极片和负极片，然后以第一正极耳和第一负极耳为卷轴，逐个将正极耳和负极耳分别焊接在正极片和负极片相应的位置，空白区可便于调整极耳焊接的位置，保证卷绕后所有的正极耳对齐且所有的负极耳对齐，可实现在电极片设置较多极耳，既能保证多个极耳卷绕后对齐布置，又能允许极耳与电极片通过焊接连接，便于提高电池功率和容量；通过焊接工艺避免了多极耳的电极片在极耳区析锂的现象，避免了模切极耳造成的毛刺大等问题；提高了电池的一致性，降低了生产成本。
附图说明
图1为本发明的电芯的立体结构示意图。
图2为本发明的电芯的另一视角的结构示意图。
图3为本发明的正极片和负极片展平状态时的横截面的结构示意图。
图4为本发明的工艺流程图。
图5为本发明的一种多极耳电芯的制造工艺制得的一种电芯的结构示意图。
附图标记包括：
1—正极片2—负极片3—涂布区
4—空白区
10—正极耳
11—第一正极耳12—第二正极耳13—第三正极耳
14—正极耳引出端
20—负极耳
21—第一负极耳22—第二负极耳23—第三负极耳
24—负极耳引出端。
具体实施方式
以下结合附图1~5对本发明进行详细的描述。
如图1至图4所示，本发明的一种多极耳电芯的制造工艺，包括如下步骤：A．涂布活性浆料：将活性浆料间断的涂布在正极片1和负极片2，制成涂布区3和空白区4依次排列的正极片1以及负极片2；B．焊接第一对极耳：将第一正极耳11和第一负极耳21分别焊接在步骤A制得的正极片1和负极片2的空白区；C．叠加正极片1和负极片2：将步骤B制得的电极片叠加，所述第一正极耳11和第一负极耳21错位布置；D．卷绕成卷芯：将步骤C制得的电极片卷绕一定角度形成卷芯，且将第一正极耳11或第一负极耳21包裹于该卷芯，具体的可将第一正极耳11和第一负极耳21包裹在该卷芯内部或附在该卷芯外部；卷绕时，可以正极片1包裹负极片2，也可以负极片2包裹正极片1；卷绕收尾时，可以是正极片1包裹于电芯的最外层，也可以是负极片2包裹于电芯的最外层，优选的，负极片2包裹于电芯的最外层；E．焊接下一对极耳：在正极片1空白区4对应第一正极耳11的位置焊接第二正极耳12；在负极片2空白区4对应第一负极耳21的位置焊接第二负极耳22。可多次重复步骤D和步骤E，以获得更多的极耳；F贴紧极耳：以步骤D形成的卷芯为卷轴继续卷绕，将步骤E焊接的极耳紧贴在卷芯，优选的可将步骤E焊接的极耳紧贴在卷芯后继续卷绕若干个180度，提高第二正极耳12或第二负极耳22的紧固性，避免电芯松散，提高电芯的整体性，同时提高电芯的充电和放电性能，便于提高电池的功率和容量。
涂布活性物质层时，根据实际设计经验确定空白区4的间隔距离，可以是通过计算得出，也可以是先将没有焊接极耳的电极片卷绕成型，标记出极耳位置，然后摊开根据极耳位置再确定空白区4的位置；先将第一正极耳11和第一负极耳21分别焊接在正极片1和负极片2，以第一正极耳11和第一负极耳21为卷轴间歇卷动，逐个将正极耳10和负极耳20分别焊接在正极片1和负极片2相应的位置；空白区4可便于调整极耳焊接的位置，保证卷绕后所有的正极耳10对齐且所有的负极耳20对齐，可实现在电极片设置较多极耳，便于提高电池功率和容量；通过焊接避免了了极耳区析锂的现象，避免了模切极耳造成的毛刺大等问题；提高了电池的一致性，降低了生产成本。
本实施例中，所述步骤D是以第一正极耳11和第一负极耳21为卷轴，可将步骤C制得的电极片卷绕180度，分别在正极片1空白区4对应第一正极耳11的位置和在负极片2空白区4对应第一负极耳21的位置标记，然后将卷绕后的电极片回转一定角度，根据所述标记的位置分别焊接第二正极耳12和第二负极耳22。通过标记，提高了极耳焊接的位置精度，保证了卷绕后所有的正极耳10对齐且所有的负极耳20对齐，进一步提高了电池的一致性；卷芯回转一定角度再进行焊接，提高了焊接便利性，降低了生产成本。
本实施例中，所述步骤B中，所述第一正极耳11和第一负极耳21分别焊接在步骤A制得的正极片1一端和负极片2一端。便于将第一正极耳11和第一负极耳21作为卷轴，提高卷绕速度，提高了加工效率，降低了生产成本。
本实施例中，将步骤D制得的卷芯卷绕一定角度，在正极片1空白区4对应第二正极耳12的位置焊接第三正极耳13；在负极片2空白区4对应第二负极耳22的位置焊接第三负极耳23；第一正极耳11、第二正极耳12和第三正极耳13分别设置在正极片1的首部、中部和尾部；第一负极耳21、第二负极耳22和第三负极耳23分别设置在负极片2的首部、中部和尾部。在电极片的首部、中部和尾部设置极耳，有利于电荷的移动，便于降低电池电阻，降低电池充放电温升。进一步优选的，将所述第二正极耳12与第一正极耳11焊接在正极片1的同一侧；所述第二负极耳22与第一负极耳21焊接在负极片2的同一侧。
本实施例中，重复所述步骤E和F依次在正极片1和负极片2分别焊接若干正极耳10和若干负极耳20，且每次卷绕的方向与上次卷绕方向相同。具体的，完成第二正极耳12和第二负极耳22焊接后，卷芯向前转动180度，标记第三正极耳13和第三负极耳23的位置，卷芯回转一定角度，便于焊接，然后根据标记的位置将第三正极耳13和第三负极耳23焊接，焊接后，卷芯转回，将第三正极耳13和第三负极耳23分别与第二正极耳12和第二负极耳22紧贴，完成一个焊接周期；重复上述焊接周期，继续焊接更多的极耳。进一步优选的，每次焊接极耳后，均在极耳上粘贴绝缘胶纸。
优选的，还包括焊接极耳引出端工序：所有的极耳被焊接于电极片之后，可以先将卷成的电芯裹紧，然后将叠在一起的所有的正极耳引出端14焊接于一起，使叠在一起的所有正极耳电连接，将叠在一起的所有的负极耳引出端焊接于一起，使叠在一起的所有的负极耳电连接；方便将正极耳和负极耳引出，便于将电芯组装成电池。
图5公开的是根据上述一种多极耳电芯的制造工艺制得的电芯的举例，本发明的一种多极耳电池，包括上述的一种多极耳电芯的制造工艺中任一种工艺制得的电芯，所有的正极耳10对齐且所有的负极耳20对齐，电极片可设置较多极耳，极耳与电极片通过焊接连接，便于提高电池功率和容量；通过焊接工艺避免了多极耳的电极片在极耳区析锂的现象，避免了模切极耳造成的毛刺大等问题；提高了电池的一致性，便于自动化生产，降低了生产成本。综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种多极耳电芯的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
A．涂布活性浆料：将活性浆料间断的涂布在正极片（1）和负极片（2），制成涂布区（3）和空白区（4）依次排列的正极片（1）以及负极片（2）；
B．焊接第一对极耳：将第一正极耳（11）和第一负极耳（21）分别焊接在步骤A制得的正极片（1）和负极片（2）的空白区（4）；
C．叠加正极片（1）和负极片（2）：将步骤B制得的电极片叠加，所述第一正极耳（11）和第一负极耳（21）错位布置；
D．卷绕成卷芯：将步骤C制得的电极片卷绕一定角度形成卷芯，且将第一正极耳（11）或第一负极耳（21）包裹于该卷芯；
E．焊接下一对极耳：在正极片（1）空白区（4）对应第一正极耳（11）的位置焊接第二正极耳（12）；在负极片（2）空白区（4）对应第一负极耳（21）的位置焊接第二负极耳（22）；
F．贴紧极耳：以步骤D形成的卷芯为卷轴继续卷绕，将步骤E焊接的极耳紧贴在卷芯。
2.根据权利要求1所述的一种多极耳电芯的制造工艺，其特征在于：所述步骤D是以第一正极耳（11）和第一负极耳（21）为卷轴进行卷绕；所述步骤E先分别在正极片（1）空白区（4）对应第一正极耳（11）的位置和在负极片（2）空白区（4）对应第一负极耳（21）的位置标记，然后将卷绕后的电极片回转一定角度，根据所述标记的位置分别焊接第二正极耳（12）和第二负极耳（22）。
3.根据权利要求1所述的一种多极耳电芯的制造工艺，其特征在于：所述步骤B中，所述第一正极耳（11）和第一负极耳（21）分别焊接在步骤A制得的正极片（1）一端和负极片（2）一端。
4.根据权利要求1所述的一种多极耳电芯的制造工艺，其特征在于：将步骤D制得的卷芯卷绕一定角度，在正极片（1）的空白区（4）对应第二正极耳（12）的位置焊接第三正极耳（13）；在负极片（2）的空白区（4）对应第二负极耳（22）的位置焊接第三负极耳（23）。
5.根据权利要求4所述的一种多极耳电芯的制造工艺，其特征在于：所述第一正极耳（11）、第二正极耳（12）和第三正极耳（13）分别设置在正极片（1）的首部、中部和尾部；第一负极耳（21）、第二负极耳（22）和第三负极耳（23）分别设置在负极片（2）的首部、中部和尾部。
6.根据权利要求1所述的一种多极耳电芯的制造工艺，其特征在于：将所述第二正极耳（12）与第一正极耳（11）焊接在正极片（1）的同一侧；所述第二负极耳（22）与第一负极耳（21）焊接在负极片（2）的同一侧。
7.根据权利要求1所述的一种多极耳电芯的制造工艺，其特征在于：重复所述步骤E和F依次在正极片（1）和负极片（2）分别焊接若干正极耳和若干负极耳，且每次卷绕的方向与上次卷绕方向相同。
8.根据权利要求1所述的一种多极耳电芯的制造工艺，其特征在于：每次焊接极耳后，均在极耳上粘贴绝缘胶纸。
9.根据权利要求1所述的一种多极耳电芯的制造工艺，其特征在于：步骤F中，将步骤E焊接的极耳紧贴在卷芯后继续卷绕若干个180度。
10.一种多极耳电池，其特征在于：包括根据权利要求1~9中任一项所述的一种多极耳电芯的制造工艺制得的电芯。
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