CN106129479A - 电芯结构及其制备方法、扣式二次锂离子电池 - Google Patents

电芯结构及其制备方法、扣式二次锂离子电池 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种电芯结构及其制备方法、扣式二次锂离子电池，所述电芯结构包括交错叠合的至少一个第一极片以及至少两个复合极片；所述复合极片包括热合形成一体的第二极片和隔膜；其中，所述隔膜热合包覆在所述第二极片的外侧。本发明的电芯结构，通过将隔膜和一种极片热合成一体的复合极片，再与另一种极片叠合形成电芯结构，方便组装，提高电池的壳体空间利用率，还提供电池的体积容量密度，使得电池具有大电流放电性能优异，循环寿命长，本发明的电芯结构制作工艺简单，生产难度低，适合大规模工业化生产。

Description

电芯结构及其制备方法、扣式二次锂离子电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯结构及其制备方法、使用该电芯结构的扣式二次锂离子电池。
背景技术
扣式二次锂离子电池主要应用于小型化电子产品，广泛用作于便携式电子装置的电源。目前这类电池电芯结构主要分为卷绕式结构和折叠式结构，卷绕式结构优点是电池性能一致性好，但体积容量密度低，壳内空间利用率低。折叠式结构相对于卷绕式容量偏高，空间利用率较好，但制程较为困难，工艺较为复杂，不利于大批量工业生产。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种提高电池体积容量密度，制备简单的电芯结构及其制备方法、使用该电芯结构的扣式二次锂离子电池。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种电芯结构，用于扣式二次锂离子电池，所述电芯结构包括交错叠合的至少一个第一极片以及至少两个复合极片；所述复合极片包括热合形成一体的第二极片和隔膜；其中，所述隔膜热合包覆在所述第二极片的外侧。
优选地，所述电芯结构还包括凸出连接在所述第一极片上的第一极耳、凸出连接在所述复合极片上的第二极耳；所述第一极耳和第二极耳朝向不同侧。
优选地，所述电芯结构包括多个所述第一极片以及多个所述复合极片，所述第一极片和复合极片依次交错叠合；
多个所述第一极片上的所述第一极耳叠合在一条直线上，多个所述复合极片上的所述第二极耳叠合在一条直线上。
优选地，所述电芯结构中，位于叠合方向上相对两外侧的极片为复合极片。
优选地，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片。
本发明还提供一种电芯结构的制备方法，包括以下步骤：
S1、制备第一极片和复合极片；所述复合极片包括热合形成一体的第二极片和隔膜，所述隔膜热合包覆在所述第二极片的外侧；
S2、将所述第一极片和复合极片交错叠合，形成电芯结构。
优选地，步骤S1中，所述复合极片的制备方法如下：
将第二极片放置在两个隔膜之间，通过热合使所述第二极片和隔膜形成一体。
优选地，步骤S2中，所述电芯结构中，位于叠合方向上相对两外侧的极片为复合极片。
优选地，步骤S2中，将第一极片上的第一极耳朝向一侧，所述复合极片上的第二极耳朝向另一侧进行叠合；
多个所述第一极耳叠合在一条直线上，多个所述第二极耳叠合在一条直线上。
本发明还提供一种扣式二次锂离子电池，包括电池壳体、以上任一项所述的电芯结构；所述电芯结构设置在所述电池壳体内并与所述电池壳体导电连接。
优选地，所述扣式二次锂离子电池还包括第一导电金属带和第二导电金属带；
所述第一导电金属带的一端连接在所述电芯结构的第一极耳上，另一端连接在所述电池壳体内侧；所述第二导电金属带的一端连接在所述电芯结构的第二极耳上，另一端连接在所述电池壳体内侧。
本发明的电芯结构，通过将隔膜和一种极片热合成一体的复合极片，再与另一种极片叠合形成电芯结构，方便组装，提高电池的壳体空间利用率，还提供电池的体积容量密度，使得电池具有大电流放电性能优异，循环寿命长，本发明的电芯结构制作工艺简单，生产难度低，适合大规模工业化生产。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一实施例的电芯结构的结构示意图；
图2是图1中复合极片的热合过程示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1、2所示，本发明一实施例的电芯结构，可用于扣式二次锂离子电池。该电芯结构包括交错叠合的至少一个第一极片10以及至少两个复合极片20。
其中，复合极片20包括热合形成一体的第二极片21和隔膜22。隔膜22热合包覆在第二极片21的外侧，从而复合极片20的外侧部分为隔膜部分。
复合极片20在制备时，可采用两个隔膜22放置在第二极片21的相对两侧，放置在热合模具中，通过高温，隔膜22熔融包覆在第二极片21的外周上，形成复合极片20。
隔膜22的尺寸稍大于第二极片21的尺寸，从而可完整将第二极片21包覆在其内。
电芯结构中，位于叠合方向上相对两外侧的极片为复合极片20。
进一步地，电芯结构还包括凸出连接在第一极片10上的第一极耳11、凸出连接在复合极片20上的第二极耳23。第一极耳11和第二极耳23朝向不同侧。优选地，第二极耳23在制作第二极片21时形成在第二极片21上。第一极耳11和第二极耳23可通过导电金属带与电池壳体导电连接。
如图1所示，本实施例中，电芯结构包括多个第一极片10以及多个复合极片20，第一极片10和复合极片20依次交错叠合。多个第一极片10上的第一极耳11叠合在一条直线上，多个复合极片20上的第二极耳23叠合在一条直线上。
考虑到电池的相关性能，第一极片10为正极片，复合极片20中的第二极片21为负极片。
复合极片20的外周尺寸稍大于第一极片10的外周尺寸，可将第一极片10覆盖。进一步优选地，第一极片10为圆形，复合极片20也为圆形。
可以理解地，第一极片10和复合极片20也可为多边形或椭圆形等其他形状。
本发明的电芯结构还可包括第一导电金属带(未图示)和第二导电金属带(未图示)，分别连接叠合的第一极耳11和叠合的第二极耳23，用于在电池中与电池壳体连接，导电性能好，内阻低。
本发明一实施例的电芯结构的制备方法，参考图1，其包括以下步骤：
S1、制备第一极片10和复合极片20。
其中，如图2所示，复合极片20包括热合形成一体的第二极片21和隔膜22，隔膜22热合包覆在第二极片21的外侧。
该复合极片的制备方法可如下：
将第二极片21放置在两个隔膜22之间，通过热合使第二极片21和隔膜22形成一体。热合操作可在热合模具中进行，通过高温，隔膜22熔融包覆在第二极片21的外周上，形成复合极片20。
隔膜22的尺寸稍大于第二极片21的尺寸，从而可完整将第二极片21包覆在其内。
考虑到电池的相关性能，第一极片10优选为正极片，复合极片20中的第二极片21为负极片。
复合极片20的外周尺寸稍大于第一极片10的外周尺寸，可将第一极片10覆盖。
进一步优选地，第一极片10为圆形，复合极片20也为圆形。
可以理解地，第一极片10和复合极片20也可为多边形或椭圆形等其他形状。
S2、将第一极片10和复合极片20交错叠合，形成电芯结构。
步骤S2中，将第一极片10上的第一极耳11朝向一侧，复合极片20上的第二极耳23朝向另一侧进行叠合。
在电芯结构中，位于叠合方向上相对两外侧的极片为复合极片20。多个第一极耳11叠合在一条直线上，多个第二极耳23叠合在一条直线上。
另外，本发明的电芯结构的制备方法，还可包括S3、将第一导电金属带和第二导电金属带，分别焊接在第一极耳11和第二极耳23上；第一导电金属带和第二导电金属带用于在电池中与电池壳体连接。对于多个叠合的第一极耳11，第一导电金属带的一端连接叠合的多个第一极耳11；同理，第二导电金属带的一端连接叠合的多个第二极耳23。
本发明一实施例的扣式二次锂离子电池，包括电池壳体(未图示)、以上所述的电芯结构(如图1所示)。电芯结构设置在电池壳体内并与电池壳体导电连接。
扣式二次锂离子电池还包括第一导电金属带(未图示)和第二导电金属带(未图示)；第一导电金属带的一端连接在电芯结构的第一极耳(如图1所示)上，另一端连接在电池壳体内侧；第二导电金属带的一端连接在电芯结构的第二极耳23(如图1所示)上，另一端连接在电池壳体内侧，从而电芯结构通过第一导电金属带和第二导电金属带与电池壳体导电连接，导电性能好，内阻低。
电池壳体的形状优选对应电芯结构的整体形状设置。例如，图1所示的电芯结构大致呈圆柱状，电池壳体对应为中空的圆柱壳体。
综上可知，本发明的电芯结构，制作工艺简单，生产难度低，适合大规模工业化生产。将本发明的电芯结构应用于扣式二次锂离子电池中，可提高电池壳体的空间利用率，提高电池体积容量密度，使得电池具有大电流放电性能，循环寿命长。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种电芯结构，用于扣式二次锂离子电池，其特征在于，所述电芯结构包括交错叠合的至少一个第一极片以及至少两个复合极片；所述复合极片包括热合形成一体的第二极片和隔膜；其中，所述隔膜热合包覆在所述第二极片的外侧。
2.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述电芯结构还包括凸出连接在所述第一极片上的第一极耳、凸出连接在所述复合极片上的第二极耳；所述第一极耳和第二极耳朝向不同侧。
3.根据权利要求2所述的电芯结构，其特征在于，所述电芯结构包括多个所述第一极片以及多个所述复合极片，所述第一极片和复合极片依次交错叠合；
多个所述第一极片上的所述第一极耳叠合在一条直线上，多个所述复合极片上的所述第二极耳叠合在一条直线上。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电芯结构，其特征在于，所述电芯结构中，位于叠合方向上相对两外侧的极片为复合极片。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电芯结构，其特征在于，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片。
6.一种电芯结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、制备第一极片和复合极片；所述复合极片包括热合形成一体的第二极片和隔膜，所述隔膜热合包覆在所述第二极片的外侧；
S2、将所述第一极片和复合极片交错叠合，形成电芯结构。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述复合极片的制备方法如下：
将第二极片放置在两个隔膜之间，通过热合使所述第二极片和隔膜形成一体。
8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤S2中，所述电芯结构中，位于叠合方向上相对两外侧的极片为复合极片；
步骤S2中，将第一极片上的第一极耳朝向一侧，所述复合极片上的第二极耳朝向另一侧进行叠合；
多个所述第一极耳叠合在一条直线上，多个所述第二极耳叠合在一条直线上。
9.一种扣式二次锂离子电池，其特征在于，包括电池壳体、权利要求1-5任一项所述的电芯结构；所述电芯结构设置在所述电池壳体内并与所述电池壳体导电连接。
10.根据权利要求9所述的扣式二次锂离子电池，其特征在于，所述扣式二次锂离子电池还包括第一导电金属带和第二导电金属带；
所述第一导电金属带的一端连接在所述电芯结构的第一极耳上，另一端连接在所述电池壳体内侧；所述第二导电金属带的一端连接在所述电芯结构的第二极耳上，另一端连接在所述电池壳体内侧。
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