CN109768333A - 一种改善锂电池安全性能的方法及锂电池的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种改善电池安全性能的方法及锂电池的制备方法,在叠放隔膜和极片时,令隔膜的至少一端沿隔膜的宽度方向延伸超出极片,所述隔膜延伸超出极片的部分的尺寸大于3mm;采用卷绕式工艺或叠片式工艺将隔膜和极片制成电芯;将隔膜延伸超出极片的部分粘合在一起。本发明通过适当延长隔膜延伸超出极片的长度,将超出的部分采用热压等方式粘合在一起,将隔膜的端部在电芯外进行固定,从而可以避免电池跌落时隔膜向内翻转导致电池短路的情况发生,极大提高了电池的安全性能。

Description

一种改善锂电池安全性能的方法及锂电池的制备方法
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域,尤其涉及一种改善锂电池安全性能的方法。
背景技术
随着经济和社会的发展,各类便携式移动电子设备也越来越普及。电池是电子类产品的核心部件之一,人们对电池的各项性能,尤其是安全性能的要求也越来越高。电子产品在使用过程中难免会发生跌落的情况,产品跌落时可能会给安装于其中的电池带来撞击,电池的内部结构会因为受到撞击而发生松动,并可能造成电池内部的隔膜向内翻折。由于隔膜在电池中起着隔离电池正、负极片的作用,当隔膜翻折移位时会造成电池的正、负极片相接触,从而形成短路,可能会引起电池燃烧或***,给电池的安全性能带来不良影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以改善电池安全性能的方法,可以防止电池隔膜因跌落翻折导致电池短路而带来的安全问题。
本发明的另一目的在于提供一种锂电池的制备方法,可以提高锂电池在使用过程中的安全性能。
为了实现上述第一目的,本发明采取如下的技术解决方案:
一种改善电池安全性能的方法,包括以下步骤:
叠放隔膜和极片时,令隔膜的至少一端沿隔膜的宽度方向延伸超出极片,所述隔膜延伸超出极片的部分的尺寸大于3mm;
采用卷绕式工艺或叠片式工艺将隔膜和极片制成电芯;
将隔膜延伸超出极片的部分粘合在一起。
由以上技术方案可知,本发明通过适当延长隔膜延伸超出极片的长度,然后将超出的部分采用热压等方式粘合在一起,使隔膜的端部在电芯外得到固定,由于隔膜端部被固定在一起,使其无法向内翻折,从而可以避免电池跌落时因隔膜向内翻转导致电池短路的情况发生,极大提高了电池的安全性能;而且本发明方法无需引入其他材料,不会影响电芯内部结构,也不会产生其他副反应。
进一步的,所述隔膜延伸超出极片的部分的尺寸为3~10mm。
将隔膜延伸超出极片的长度设置为3~10mm,既可以使隔膜端部有效地粘合在一起,同时也不会增加太多的生产成本。
进一步的,还包括隔膜裁切步骤,将隔膜延伸超出极片的部分粘合在一起后,对隔膜进行裁切,使隔膜超出极片的部分的长度小于2mm。
对隔膜超出极片的长度进行裁切,避免增加电芯的体积。
进一步的,令隔膜的下端部沿隔膜的宽度方向延伸超出极片。
在电池不设置极耳的一端粘合隔膜,方便工艺操作。
进一步的,采用热压的方式将隔膜超出极片的部分粘合在一起。
热压工艺简单,而且可以保证隔膜端部很好地粘合在一起,稳定性好。
为了实现上述第一目的,本发明采取如下的技术解决方案:
锂电池的制备方法,包括以下步骤:
提供正极片、负极片和隔膜;
将正极片、隔膜和负极片依次叠放在一起,叠放时令隔膜的至少一端沿隔膜的宽度方向延伸超出极片,所述隔膜延伸超出极片的部分的长度大于3mm;
采用卷绕式工艺或叠片式工艺将隔膜和极片制成电芯;
将隔膜延伸超出极片的部分粘合在一起。
由以上技术方案可知,采用本发明方法制备的电池,将隔膜延伸超出极片的部分采用热压等方式粘合在一起,使隔膜的端部在电芯外得到固定,从而可以避免电池跌落时隔膜向内翻转导致电池短路的情况发生,提高了电池的安全性能。
附图说明
图1为本发明隔膜与负极片的叠放位置示意图;
图2为本发明实施例的电芯的示意图;
图3为本发明实施例电芯下半部分的剖面图;
图4至图6为压合隔膜各步骤的示意图;
图7为另一种隔膜压合方式的示意图。
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明
具体实施方式
为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显,下文特举本发明实施例,做详细说明如下。
锂电池的电芯一般由正、负极片和隔膜组成,隔膜设置于正极片和负极片之间,层叠放置的极片和隔膜可采用卷绕的方式制成电芯,或采用叠片的方式制成电芯。为了隔离正极片和负极片,隔膜一般会将负极片或正极片完全覆盖,即隔膜的面积大于极片的面积。以负极片为例,如图1所示,负极片1放置于隔膜2上,隔膜2可以完全覆盖负极片1,并且隔膜2的宽度(图1中箭头所示方向的尺寸)一般比负极片1的宽度大至少1mm~2mm,隔膜2从宽度方向上延伸超出负极片1,从而可以保证正极片和负极片被隔膜所隔离。正常情况下,正、负极片及隔膜是粘贴在一起,不会发生相对移动,然而电池发生跌落时,可能会因为外部撞击导致电池内部结构发生松动,隔膜、正、负极片存在发生相对移动的可能,并且隔膜还可能会在电池跌落过程中向内翻折,从而导致翻折处的正极片和负极片相互接触,造成短路。
为了避免因隔膜向内翻折导致电池短路,本发明的基本思路是:将隔膜、极片制成电芯后,将隔膜沿隔膜宽度方向超出极片的部分采用热压等方式粘合在一起,隔膜延伸超出极片的端部粘合在一起后,各层隔膜的端部由于在电芯外被固定在一起,因此无法向内翻折,从而可以避免因隔膜向内翻转导致短路的情况发生。由于负极片的宽度(面积)一般大于正极片的宽度(面积),因此可将隔膜设置为在宽度方向上延伸超出负极片至少3mm,从节省制造成本的角度考虑,优选为3~10mm,更优选的为3~5mm。
以上是本发明的核心思想,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
下面通过具体实施例和对比例对本发明作进一步的说明。下述说明中所使用到的试剂、材料以及仪器如没有特殊的说明,均为常规试剂、常规材料以及常规仪器,均可商购获得,所涉及的试剂也可通过常规合成方法合成获得。
如图2所示,本实施例锂电池的电芯10采用卷绕工艺制成,电芯10的一端设置极耳11。为了便于描述,将隔膜的与极耳位于同一侧的端部定义为上端部,则另一侧的端部为下端部。本实施例使隔膜2的下端部延伸超出负极片10mm。如图3所示,将正极片3、隔膜2和负极片1依次叠放并卷绕制成电芯后,每一圈隔膜2的下端部都伸出于电芯(负极片1)外。将热压模具20沿图4中箭头所示方向移动,下压隔膜,使隔膜露出于电芯之外的部分粘合在一起(图5),热压完成后隔膜的端部被压合在一起(图6),各层隔膜的端部压合在一起,使得隔膜无法向内翻折。然后根据尺寸要求对隔膜进行裁切,使隔膜超出极片的部分的长度小于2mm,便于后续的生产。压合隔膜时,也可以从隔膜的两侧向中间压合,如图7所示。
对隔膜的端部进行压合时,可以和电芯一起进行热压,当电芯厚度较厚时,可采用阶梯热压板对电芯和隔膜继续热压,以保证最外层的隔膜也能相互接触粘合在一起,以及避免外层隔膜拉伸过多造成移位或打皱。也可以先将电芯热压后,再用模具对隔膜进行热压。根据隔膜延伸超出负极片的长度决定是否对粘合在一起的隔膜进行裁切,当隔膜延伸超出负极片的长度为3~5mm时,可以不用裁切隔膜,当延伸超出5mm以上时,则需对隔膜进行裁切后再进行下一个工序的生产。
当然,本发明的技术构思并不仅限于上述实施例,还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案,例如,本发明方法除了可以应用于卷绕式工艺制备的锂电池上,也可以应用于叠片式工艺制备的锂电池;可以只将隔膜下端延伸超出极片的部分压合在一起,也可以将隔膜两端延伸超出极片的部分都进行压合;可以用热压模具压合,也可以用热切刀将隔膜粘合在一起;诸如此等改变以及等效变换均应包含在本发明所述的范围之内。

Claims (10)

1.一种改善电池安全性能的方法,其特征在于,包括以下步骤:
叠放隔膜和极片时,令隔膜的至少一端沿隔膜的宽度方向延伸超出极片,所述隔膜延伸超出极片的部分的尺寸大于3mm;
采用卷绕式工艺或叠片式工艺将隔膜和极片制成电芯;
将隔膜延伸超出极片的部分粘合在一起。
2.如权利要求1所述的改善电池安全性能的方法,其特征在于:所述隔膜延伸超出极片的部分的尺寸为3~10mm。
3.如权利要求2所述的改善电池安全性能的方法,其特征在于:还包括隔膜裁切步骤,将隔膜延伸超出极片的部分粘合在一起后,对隔膜进行裁切,使隔膜超出极片的部分的长度小于2mm。
4.如权利要求1或2或3所述的改善电池安全性能的方法,其特征在于:令隔膜的下端部沿隔膜的宽度方向延伸超出极片。
5.如权利要求1或2或3所述的改善电池安全性能的方法,其特征在于:采用热压的方式将隔膜超出极片的部分粘合在一起。
6.锂电池的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供正极片、负极片和隔膜;
将正极片、隔膜和负极片依次叠放在一起,叠放时令隔膜的至少一端沿隔膜的宽度方向延伸超出极片,所述隔膜延伸超出极片的部分的长度大于3mm;
采用卷绕式工艺或叠片式工艺将隔膜和极片制成电芯;
将隔膜延伸超出极片的部分粘合在一起。
7.如权利要求6所述的锂电池的制备方法,其特征在于:所述隔膜延伸超出极片的部分的尺寸为3~10mm。
8.如权利要求7所述的锂电池的制备方法,其特征在于:还包括隔膜裁切步骤,将隔膜延伸超出极片的部分粘合在一起后,对隔膜进行裁切,使隔膜超出极片的部分的长度小于2mm。
9.如权利要求6或7或8所述的锂电池的制备方法,其特征在于:令隔膜的下端部沿隔膜的宽度方向延伸超出极片。
10.如权利要求6或7或8所述的锂电池的制备方法,其特征在于:采用热压的方式将隔膜超出极片的部分粘合在一起。
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