一种锂离子电池的电芯结构制造技术

本发明专利技术涉及锂离子电池的电芯结构。一种锂离子电池的电芯结构，其电芯由电芯单体借助于电芯隔膜层叠卷绕而成，所述电芯单体由正极片和负极片对应贴合在隔膜两侧所压合而成，正极片上的正极耳与负极片上的负极耳分离位于电芯单体同侧的两边。电芯隔膜卷绕若干层叠的电芯单体可以沿着同方向卷绕，也可以是Ｚ字形卷绕结构。本发明专利技术的电芯由具有正、负极耳的电芯单体借助于电芯隔膜层叠卷绕而成，这种电芯结构的锂电池，可以有效改善叠片所形成的电芯内部极片以及隔膜之间界面结构，减少电芯的内阻，提高循环性能与倍率放电性能，又可以防止正负极片在装配过程中由于错位而引发的安全隐患。

Electric core structure of lithium ion battery

The invention relates to an electric core structure of a lithium ion battery. Electric core structure of lithium ion batteries, the batteries by electric core monomers by a diaphragm stacked on the electric core winding, wherein the electrical core monomer consists of positive and negative pole piece are correspondingly stuck in the diaphragm on both sides which are pressed, anode and cathode sheet cathode cathode ear ear piece on electric separation is located on both sides of the same side of the core monomer. The electric core diaphragm is wound with a plurality of laminated electric cores, and the monomer can be wound in the same direction or the Z shape winding structure. The invention of the electric core with electric core of positive and negative ear monomers by a diaphragm stacked on the electric core winding, the lithium battery electric core structure, can effectively improve the interface structure between the laminations formed inside the electricity core sheet and a diaphragm, reduce internal resistance of batteries, improve the cycle performance and rate the discharge performance, and can prevent the safety problems of positive and negative plates in the assembly process caused by dislocation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种锂离子电池的电芯结构。
技术介绍
液态锂离子电池作为一种高效能源载体被广泛应用于通讯、电子行业，特别是手机、PDA等个人通讯工具上。近一两年来，随着通i孔技术的飞速发 展，手机彩屏技术、彩信技术、蓝牙技术及摄像技术相续出现，对液态锂电 池的容量、体积、重量及电化学性能等指标提出了更高的要求。传统的采用巻绕式电芯结构的液态锂电池已不能满足高容量高性能的要 求，对于要求容量高厚度大的电芯，巻绕时不易控制松紧度，巻绕难度大， 而且由于电芯厚度大，多次反复巻曲折反，在折反拐角处会形成的肩部，正 负极活性物质很容易从集流体上剥落，脱落的粒子会引起刺穿隔膜，接通正负极，产生内部短路现象；再者巻绕式结构需要克服巻绕时的张力，很难再 继续增厚活性物质，也就难以满足高性能高容量的要求。而对于常规的叠片式电芯结构，其正极片、负极片、隔膜在装配过程中 只是简单叠合在一起，界面接M^果的差异性较大，导致电池后期循环性能、 倍率性能较差，同时还存在电芯在装配过程中正、负极片容易错位，边缘毛 刺与锂枝晶弓l发的安全隐患等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高容量、高安全性能、生产工艺 简单的锂离子电池电芯结构。为解决上述技术问题，实现本专利技术的一种技术方案是 设计一种锂离子电池的电芯结构，电芯由电芯单体借助于电芯隔膜层叠 巻绕而成，所述电芯单体由正极片和负极片对应贴合在单体隔膜两侧所压合 而成，正极片上的正极耳与负极片上的负极耳分离位于电芯单体同侧的两边。 上述方案中用于巻绕电芯单体的电芯隔膜呈Z字形半包围结构，电芯 单体依次层叠置于Z型电芯隔膜折叠围绕的凹位中来形成电芯。上述方案中，隔膜巻绕电芯单体的方式还可以是把电芯隔膜设置于依次 层叠的电芯单体之间并沿同方向逐层巻绕。为解决上述技术问题，实现本专利技术的另一种技术方案是 一种锂离子电池的电芯结构，电芯由电芯单体借助于电芯隔膜层叠巻绕 而成，电芯单体依序排布在上、下两条平行的电芯隔膜之间，所述电芯单体 由正极片和负极片对应压合在电芯隔膜两侧形成，正极片上的正极耳与负极 片上的负极耳分离位于电芯单体同侧的两边，其中依序排布的每两个电芯单 体排列规则是，第一个电芯单体以上层电芯隔膜为其正、负极片所压合的隔 膜，第二个电芯单体以下层电芯隔膜为其正、负极片所压合的隔膜。上述方案中，上、下两条平行的电芯隔膜通过Z字形折合方式巻绕形成 电芯，折合巻绕时使得各电芯单体的正极耳和负极耳分别对合位于同一直线 上。上述方案中，上、下两条平行的电芯隔膜还可以顺着同一方向巻绕来形 成电芯，并使得各电芯单体的正极耳和负极耳分别对合位于同一直线上。相 邻电芯单体之间的距离取决于其前面电芯单体的厚度和两层电芯隔膜的厚度的总和。作为上述方案的改进,电芯隔膜厚度范围在20微米~ 50微米之间为宜。 本专利技术与现有技术相比具有以下显著效果本专利技术的电芯由具有正、负极耳的电芯单体借助于电芯隔膜层叠巻绕而 成，这种电芯结构的锂电池，可以有效改善叠片所形成的电芯内部极片以及 隔膜之间界面结构，减少电芯的内阻，提高循环性能与倍率放电性能，又可 以防止正负极片在装配过程中由于错位而弓l发的安全隐患。本专利技术的电芯结构工艺简单、制造成本低，适合中国半自动化锂离子电 池制造工艺流禾呈。 附图说明图l是本专利技术中电芯单体的结构示意图； 图2是采用图l电芯单体制得的一种电芯结构， 图3是采用图l电芯单体所制得的另一种电芯结构； 图4是本专利技术中另一种电芯单体的构成示意图；图5是图4的俯皿构示意图6是采用图4电芯单体所构成的电芯结构示意图。具体实施例方式下面结合附图通过实施例对本专利技术作进一步详述。 实施例1参见图1、 2 , —种锂离子电池的电芯结构，其电芯由电芯单体10借助 于电芯隔膜巻绕而成。电芯单体由方块形的正极片和负极片对应贴合在单体 隔膜3两侧压合制成。按照常规制好片状的正极片和负极片，且使负极片的 面积略大于正极片的面积。将长片的隔膜分切成方块状的单体隔膜3 ,单体隔 膜的长宽比最大极片的长宽各长1.5mm为宜,这mmi兑的极片长宽是不包括 极片上的极耳部位的。然后按照正极片、隔膜、负极片的次序层叠排列好， 并使得较小的正极片位于负极片的中间位置，同时层叠放置时，注意使正极 片的正极耳2和负极片的负极耳1位于同一方向的两侧。层叠放置好的正极 片、单体隔膜、负极片热压在一起制成具有正、负极耳的电芯单体。若干电芯单体层叠并由一长条电芯隔膜隔离巻绕即可制成电芯。本实施 例中电芯隔膜4是以Z状巻绕多个电芯单体的。按照电池容量的要求，把 所需要的电芯单体依次层叠置于Z型电芯隔膜折叠围绕的凹位中，最后再 把各电芯单体的正极耳和负极耳分别焊接在一起，构成整个电芯的正极和负 极。本专利技术中的所涉及的热压条件，包括温度、速度、压力，与所采用的隔 膜厚度有关。本专利技术适用的隔膜厚度范围是20微米到50微米。表1为不同 厚度的隔膜与正、负极片制成双极电芯单体的热压条件。本专利技术提供的以电芯单体为基础制造的电芯，可以有效的防止单个正、 负极片在层叠装配过程中由于错位而引发的安全隐患。同时，本结构还可以 有效改善叠片所形成的电芯内部的极片以及隔膜之间界面结构，减少电芯的 内阻，提高循环性能与倍率放电性能。实施例2参见图3 ,本实施例与实施例1不同之处在于长条状的电芯隔膜4巻绕 电芯单体10的形式。本实施例中电芯隔膜依次巻绕包裹一个个电芯单体，并向同一方向逐驟绕以形成电芯。实施例3参见图4 ~ 6 ,本实施例中制备电芯单体的单体隔膜和巻绕多个电芯单体 的电芯隔膜是一体的。制备电芯时先将两条隔膜上、下平行摆放，然后取一 负极片和正极片对应摆放在上层电芯隔膜41的上、下两侧，摆放定位时要使 得正极片的正极耳2与负极片的负极耳1位于上层电芯隔膜的同一方向，同 时保证正极耳与负极耳是分离于两侧的。摆放定位好上述一对负极片、正极 片后，在其临近位置摆放第二对，第二对的正极片和负极片是对应摆放在下 层电芯隔膜42的上、下两侧的。也就是说，所放置的第一对极片中的负极片 是摆放在上层电芯隔膜的上侧的，而第二对极片中的正极片是摆放在下层电 芯隔膜的上侧的，即位于两条隔膜之间的。依次类推，按照上述规律依次在两条隔膜之间摆放多组正、负极片，相 邻两极片组之间间隔的距离取决于其前面摆放的极片组的厚度和两层隔膜的 厚度的总和。按照电芯的容量要求摆放多对极片后，把每对极片分别和其对 合的电芯隔膜热压在一起，则在两条隔膜上形成一连串的电芯单体，最后通 过两条隔膜把各电芯单体层叠并沿着同一方向巻绕在一起，即可制成电芯。当然，适当变换摆放在两条隔膜上的极片组的正、负极片的位置，也可 以使隔膜通过Z J斤叠方式巻绕所制得的电芯单亍本。表1不同厚度的隔膜与正负极片制成双极电芯单体的热压条件<table>table see original document page 6</column></row><table>本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池的电芯结构，其特征在于：所述电芯由电芯单体（１０）借助于电芯隔膜层叠卷绕而成，所述电芯单体由正极片和负极片对应贴合在单体隔膜（３）两侧所压合而成，正极片上的正极耳（２）与负极片上的负极耳（１）分离位于电芯单体同侧的两边。

【技术特征摘要】
1、一种锂离子电池的电芯结构，其特征在于所述电芯由电芯单体(10)借助于电芯隔膜层叠卷绕而成，所述电芯单体由正极片和负极片对应贴合在单体隔膜(3)两侧所压合而成，正极片上的正极耳(2)与负极片上的负极耳(1)分离位于电芯单体同侧的两边。2、 根据权利要求1所述的锂离子电池的电芯结构，其1^^正在于所 述电芯隔膜(4 )为Z字形半包围结构，电芯单体依次层叠置于Z 型隔膜折叠围绕的凹位中。3、 根据权利要求1所述的锂离子电池的电芯结构，其特征在于所 述电芯单体层叠放置，电芯隔膜(4 )设置于电芯单体之间并沿同方向逐层巻绕。4、 一种锂离子电池的电芯结构，其特征在于所述电芯由电芯单体 借助于电芯隔膜层叠巻绕而成，电芯单体(10 )依序排布在上、下两条平 行的电芯隔膜之间，所述电芯单体由正极片和负极片对应压合在电芯隔膜 两侧形成，正极片上的正极耳(2 )与负极片上的负极耳(1)分离位于电...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭也平，陈国荣，佟健，
申请(专利权)人：TCL集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]