一种锂离子电池及其制造工艺制造技术

一种锂离子电池及其制造工艺，属于新能源电池技术领域，此锂离子电池，包括由正极片、负极片和隔离膜依次层叠卷绕形成的多层极片层的电芯，正极片上连接有正极极耳，负极片上连接有负极极耳，负极片的四周设置有覆盖正极片边缘的绝缘层，该锂离子电池的制造工艺包括极片的制片、绝缘层的包覆、隔离膜在极片中的Z字形卷绕成电芯、电芯的封装成型，本发明专利技术的有益效果是，锂离子电池整体结构稳定，对极片的四周进行绝缘隔离，降低了由于毛刺刺穿隔离膜而使电芯短路的风险，隔离膜以Z字形依次卷绕在正极片和负极片之间使正极片和负极片进一步绝缘隔离，提高了锂离子电池的合格率和安全性能。

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池及其制造工艺
本专利技术涉及新能源电池
，尤其涉及一种锂离子电池及其制造工艺。
技术介绍
锂离子电池作为一种绿色环保电池，具有高能量密度、高工作电压、高安全性能和长使用寿命等优点，随着绿色能源环保、能源储存利用等方面的需求日益急增，锂离子电池成为解决新能源发展的瓶颈。目前大规模制造叠片式锂离子电池的过程包括以下工序：配制电极浆料、涂布干燥、制片、极片烘烤、正负极片和隔膜叠片组装成电芯、电芯烘烤注液、化成和分容。其中制片工序中所涉及的极片辊压、裁切和分条步骤中不可避免的会出现毛刺并带来严重的安全隐患，目前是进行毛刺监控和扫除粉尘等方法来解决毛刺的问题，但是还是不能完全消除残留的毛刺刺穿隔膜导致电芯内部短路的问题，使产品的合格率降低，使电池在工作过程中极易因内部短路引起起火甚至爆炸，带来很大的安全隐患。所以，如何有效地解决叠片式锂离子电池的极片上的毛刺引起电芯内部短路的问题是目前需要解决的问题。
技术实现思路
为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种锂离子电池及其制造工艺，通过在锂离子电池负极片的四周设置绝缘层，不仅包覆了负极片在裁切分条过程中产生的毛刺，而且还覆盖了正极片四周的毛刺，对正极片和负极片的四周进行绝缘隔离，降低了由于毛刺刺穿隔离膜而使电芯短路的风险，隔离膜以Z字形依次卷绕在正极片和负极片之间使正极片和负极片进一步绝缘隔离，提高了锂离子电池的安全性能。为实现上述目的，本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：所述锂离子电池，包括由正极片、负极片和隔离膜依次层叠卷绕形成的多层极片层的电芯，其特征在于，所述正极片上连接有正极极耳，所述负极片上连接有负极极耳，所述负极片的四周设置有覆盖正极片边缘的绝缘层。进一步地，所述负极片上不含绝缘层的区域设置为有效涂膜区，所述有效涂膜区的长度小于正极片的长度，所述有效涂膜区的宽度小于正极片的宽度。进一步地，所述含绝缘层的负极片的总长度大于正极片的长度，含绝缘层的负极片的总宽度大于正极片的宽度。进一步地，所述含绝缘层的负极片的总长度等于正极片的长度，含绝缘层的负极片的总宽度等于正极片的宽度。进一步地，所述绝缘层由绝缘胶带包覆构成或由陶瓷胶喷涂而成。进一步地，所述绝缘层对负极片的四周进行U形包覆。进一步地，所述铝塑膜壳体上固定有将正极极耳和负极极耳定位的绝缘套。进一步地，所述正极极耳与正极片圆滑过渡相连。进一步地，所述负极极耳与负极片圆滑过渡相连。一种所述的锂离子电池的制造工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)将正极活性物质、粘结剂、导电剂和溶剂均匀混合后，涂布在集流体铝箔表面，经干燥、辊压、分切、制片后得到所述正极片；2)将负极活性物质、粘结剂、导电剂与溶剂均匀混合后，涂布在集流体铜箔表面，经干燥、辊压、分切、制片后得到所述负极片；3)在一个正极片和一个负极片上分别连接正极极耳和负极极耳，然后在负极片的四周包覆所述绝缘层；4)将隔离膜以Z字形依次卷绕在正极片和负极片之间，形成所述多层极片层的电芯；5)将电芯封装进入铝塑膜壳体内，经干燥、注液、静置一段时间后，经化成整形后得到软包锂离子电池。本专利技术的有益效果是：1、通过在锂离子电池负极片的四周设置绝缘层，不仅包覆了负极片在裁切分条过程中产生的毛刺，而且还覆盖了正极片四周的毛刺，对正极片和负极片的四周进行绝缘隔离，降低了由于毛刺刺穿隔离膜而使电芯短路的风险；在锂离子电池的电芯成型过程中，隔离膜以Z字形依次卷绕在正极片和负极片之间使正极片和负极片的边缘进一步绝缘隔离，而且Z字形的卷绕方式使电芯整体结构的形成更稳定，提高了锂离子电池的安全性能。2、负极片和正极片的大小关系有以下两种情况：其中一种情况是含绝缘层的负极片的总长度大于正极片的长度，含绝缘层的负极片的总宽度大于正极片的宽度，不仅降低了由于极片毛刺刺穿隔离膜而使电芯短路的风险，而且使充电时正极片内脱嵌的锂离子完全被负极片接收，减少了析锂现象的产生；另一种情况是是含绝缘层的负极片的总长度等于正极片的长度，含绝缘层的负极片的总宽度等于正极片的宽度，有效解决了正极片和负极片在与隔离膜的卷绕过程中的对位问题。3、铝塑膜壳体通过绝缘套将正极极耳和负极极耳定位绝缘，防止了极耳和铝塑膜壳体之间的接触而发生短路，使软包装锂离子电池使用更安全；正极极耳与正极片圆滑过渡相连，负极极耳与负极片圆滑过渡相连，圆滑过渡处设置圆角结构，不仅防止了应力集中，而且还增加了连接处的接触面积，使连接结构更稳定。综上，本专利技术提供的锂离子电池整体结构稳定，对极片的四周进行绝缘隔离，降低了由于毛刺刺穿隔离膜而使电芯短路的风险，隔离膜以Z字形依次卷绕在正极片和负极片之间使正极片和负极片进一步绝缘隔离，提高了锂离子电池的合格率和安全性能。附图说明下面对本专利技术说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：图1为本专利技术中锂离子电池的结构示意图；图2为锂离子电池中正极片的结构示意图；图3为锂离子电池中负极片的结构示意图；图4为隔离膜卷绕在正极片和负极片之间的结构示意图；上述图中的标记均为：1.正极片，2.负极片，21.有效涂膜区，3.隔离膜，4.电芯，5.铝塑膜壳体，6.正极极耳，7.负极极耳，8.绝缘层，9.绝缘套。具体实施方式下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细的说明。本专利技术具体的实施方案为：如图1、图2、图3所示，一种锂离子电池，包括由正极片1、负极片2和隔离膜3依次层叠卷绕形成的多层极片层的电芯4，电芯4封装在铝塑膜壳体5内，正极片1上连接有正极极耳6，负极片2上连接有负极极耳7，负极片2的四周设置有覆盖正极片1边缘的绝缘层8，该绝缘层8不仅包覆了负极片2在裁切分条过程中产生的毛刺，而且还覆盖了正极片1四周的毛刺，对正极片1和负极片2的四周进行绝缘隔离，降低了由于毛刺刺穿隔离膜3而使电芯4短路的风险。具体地，负极片2上不含绝缘层8的区域设置为有效涂膜区21，有效涂膜区21的长度小于正极片1的长度，有效涂膜区21的宽度小于正极片1的宽度，使正极片1周围由于裁切分条过程产生的毛刺不在有效涂膜区21的范围内，避免毛刺刺穿隔离膜3与有效涂膜区21接触而发生短路；含绝缘层8的负极片2的总长度大于正极片1的长度，含绝缘层8的负极片2的总宽度大于正极片1的宽度，使正极片1周围的毛刺位于绝缘层8的覆盖区域，不仅降低了由于极片毛刺刺穿隔离膜3而使电芯4短路的风险，而且使充电时正极片1内脱嵌的锂离子完全被负极片2接收，减少了析锂现象的产生。另一种情况是，含绝缘层8的负极片2的总长度等于正极片1的长度，含绝缘层8的负极片2的总宽度等于正极片1的宽度，有效解决了正极片1和负极片2在与隔离膜3的卷绕过程中的对位问题。具体地，绝缘层8由绝缘胶带包覆构成或由陶瓷胶喷涂而成，陶瓷胶可使用耐高温陶瓷胶，喷涂在负极片2的四周后，进行冷压处理，使其凝固；如图4所示，绝缘层8对负极片2的四周进行U形包覆，使与负极片2层叠紧靠的正极片1的边缘被有效绝缘，进一步提高了锂离子电池的安全性能。优化地，铝塑膜壳体5上固定有将正极极耳6和负极极耳7定位的绝缘套9，防止了极耳和铝塑膜壳体5之间接触而发生短路，使软包装锂离子电池使用更安全。优化地，正极极耳6与正极片1圆滑过渡相连，负极极耳7与负极片2圆滑过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锂离子电池，包括由正极片(1)、负极片(2)和隔离膜(3)依次层叠卷绕形成的多层极片层的电芯(4)，所述电芯(4)封装在铝塑膜壳体(5)内，其特征在于，所述正极片(1)上连接有正极极耳(6)，所述负极片(2)上连接有负极极耳(7)，所述负极片(2)的四周设置有覆盖正极片(1)边缘的绝缘层(8)。

【技术特征摘要】
1.一种锂离子电池，包括由正极片(1)、负极片(2)和隔离膜(3)依次层叠卷绕形成的多层极片层的电芯(4)，所述电芯(4)封装在铝塑膜壳体(5)内，其特征在于，所述正极片(1)上连接有正极极耳(6)，所述负极片(2)上连接有负极极耳(7)，所述负极片(2)的四周设置有覆盖正极片(1)边缘的绝缘层(8)。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述负极片(2)上不含绝缘层(8)的区域设置为有效涂膜区(21)，所述有效涂膜区(21)的长度小于正极片(1)的长度，所述有效涂膜区(21)的宽度小于正极片(1)的宽度。3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述含绝缘层(8)的负极片(2)的总长度大于正极片(1)的长度，含绝缘层(8)的负极片(2)的总宽度大于正极片(1)的宽度。4.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述含绝缘层(8)的负极片(2)的总长度等于正极片(1)的长度，含绝缘层(8)的负极片(2)的总宽度等于正极片(1)的宽度。5.根据权利要求1～4任意一项所述的锂离子电池，其特征在于：所述绝缘层(8)由绝缘胶带包覆构成或由陶瓷胶喷涂而成。6.根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁景刚，姜丹丹，汪志军，伍志松，王璟，
申请(专利权)人：芜湖天弋能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34