一种锂离子电池极芯及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种锂离子电池极芯，包括第一电极组、第二电极组和隔膜，第一电极组和第二电极组分别由极片及设置在极片上的极耳组成，第一电极组排布到两条隔膜之间形成载体，第二电极组按上下交替顺序排列到载体的两侧，重叠卷绕，提高了叠片的效率，隔膜束缚住极片，极片不易产生错位，提高电池安全性能，且解决卷绕式电极极芯的拐角电极膨胀问题，减小了极芯的内部阻抗，使得极化减小，放电平台提高；极片的并联提高了极芯的大倍率充放电能力，内部结构统一，应力均匀分布，所以不容易产生变形。此外，本发明专利技术还公开了一种该极芯的制备方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子电池
，尤其是。
技术介绍
随着现代社会的发展，移动设备有了越来越广泛的应用，与之相应的二次锂离子电池的需求也不断増加，尤其是动カ汽车的发展，要求锂离子电池的充放电能力有更高要求。目前，实际生产中的锂离子电池电极芯组装方法主要有卷绕式和叠片式两种方式。 卷绕式电极极芯是通过长条型正极和长条型负极来制造卷绕型电极极芯，得到的电极极芯截面是圆状的或椭圆的。这导致是极片存在拐角，在电池充放电过程中，电极膨胀或收缩导致应カ不均，最終电极极芯变形，而导致电池性能变差，存在安全隐患。叠片式电极极芯是通过堆积多个正极片、负极片和隔膜制造电极极芯。例如，申请专利号为CN200880120848. 0的中国专利申请记载了采用二分电池和全电池堆叠卷绕的方式来制备锂离子极芯。需要制作大量単元正极和单元负极(二分电池或全电池)，需要消耗大量时间堆叠，エ艺繁琐，降低生产效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种解决卷绕式电极极芯的拐角电极膨胀问题，安全性能高的卷绕式叠片锂离子电池极芯。为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为， 一种锂离子电池极芯，包括第一电极组、第二电极组和隔膜，第一电极组和第二电极组分别由极片及设置在极片上的极耳组成，第一电极组排布到两条隔膜之间形成载体，第二电极组按上下交替顺序排列到载体的两侧，重叠卷绕。作为本专利技术的进ー步改进，第一电极组的极片片数和第二电极组的极片片数相差I片。作为本专利技术的进ー步改进，第一电极组为的同一种极性极片组成，第二电极组为与第一电极组相反极性的极片组成。其中，第一电极组为正极片时，第二电极组为负极片；第一电极组为负极片时，第二电极组为正极片，正极极片是由正极材料涂覆到正极集流体表面制造而成，负极极片是由负极材料涂覆到负极集流体表面制造而成。作为本专利技术的进ー步改进，第一电极组极片沿隔膜长度方向放置，相邻的极耳不在同一侧，第二电极组极片沿隔膜长度方向上下交替放置，相邻的极耳在同一侧。以保证同极性极耳的对齐，利于焊接。作为本专利技术的进ー步改进，第一电极组和第二电极组的极耳连接方式为焊接。极耳并联焊接可以减小内阻，提高电池的放电倍率。作为本专利技术的进ー步改进，为了使隔膜包裹极片组紧密，第一电极组的相邻两电极的间隙长度从卷绕初始端开始是依次増加。作为本专利技术的进ー步改进，隔膜包括微孔聚こ烯膜、聚丙烯膜、聚偏氟こ烯、聚四氟こ烯和聚偏こ烯聚六氟丙烯共聚物中的至少ー种。隔膜由具有离子导通能力的聚合物组成，正极片是由正极材料涂覆到正极集流体表面制造而成，负极极片是由负极材料涂覆到负极集流体表面制造而成，隔膜必须有足够长度和宽度包裹所有极片，以防止正极片和负极片直接接触。为了进一步提高正极片、负极片和隔膜之间的稳固性，在将正极片、负极片和隔膜按照一定顺序堆叠后需要在一定温度下进行热合，热合的温度范围胃20—200°C，以保证极片与隔膜不发生相对滑动。作为本专利技术的进ー步改进，隔膜的末端贴有粘胶。相对于现有技术，本专利技术具有以下优点第一，多层极片并联减小了极芯的内部阻抗，使得极化减小，放电平台提高，更接近材料自身的真实放电平台。第二，极片的并联提高了极芯的大倍率充放电能力。 第三，本专利技术的极芯由于极片是堆叠在一起的，内部结构统一，应カ均勻分布，所以不容易产生变形。本专利技术的另ー个目的在于提供一种锂离子极芯的制备方法，包括以下步骤第一步，将留有同极性极耳的第一电极组的极片间隔地设置在两条隔膜之间形成载体，将第二电极组间隔地设置在载体的两侧，与第一电极组一一对应，第一电极组的极片片数和第二电极组的极片片数相差I片；第二步，从空白隔膜一端开始卷绕，使第一电极组和第二电极组依次堆叠，然后将第一电极组和第二电极组的极耳焊接连接；其中，极耳并联焊接可以减小内阻，提高电池的放电倍率；第三步，最終卷绕起来，并由隔膜热合或绝缘胶带固定起来，得到锂离子电池极芯。卷绕完成后极芯的最上层和最下层的极片既可以是双面涂覆的正极片也可以是双面涂覆的负极片，还可以是单面涂覆的正极集流体或单面涂覆的负极集流体，优选为单面涂覆的正极集流体或单面涂覆的负极集流体，因为这样可以防止活性物质的浪费，提高电池的能量密度。更优选的，极芯的最上层和最下层极片均为单面涂覆的负极集流体，因为这样还可以节约成本。第三步卷绕完成后，第一电极组的每一片极耳均位于所述极芯前端的ー侧，第二电极组每一片极耳均位于所述极芯前端的另ー侧。本专利技术的有益效果在于，极片布置到两条长条型隔膜中间形成载体，再将另ー种极性相反的极片布置在上下层隔膜上，按预定的顺序卷绕起来，双面布置第二电极组，提高了叠片的效率，隔膜束缚住极片，极片不易产生错位，提高电池安全性能，且解决卷绕式电极极芯的拐角电极膨胀问题。附图说明下面结合附图和具体实施方式，对本专利技术及其有益技术效果进行详细说明。图I为本专利技术实施例I的第一电极组在隔膜上的排布结构示意图。图2为本专利技术实施例I的第一电极组和第二电极组在隔膜上的排布结构示意图。图3为本专利技术实施例I的极芯的结构示意图。图4为本专利技术实施例2的第一电极组在隔膜上的排布结构示意图。图5为本专利技术实施例2的第一电极组和第二电极组在隔膜上的排布结构示意图。图6为本专利技术实施例2的极芯的结构示意图。具体实施例方式以下结合具体实施例详细描述本专利技术及其有益效果，但是，本专利技术的实施例并不局限于此。本专利技术实施例I提供的一种锂离子电池极芯的制备方法，包括以下步骤第一歩，本实施例中，第一电极组10为正极片时，第二电极组20为负极片；正极片的片数比负极片的片数少一片，且正极片的片数至少为2片，每一片正极片上均设置有正极极耳，每一片负极片上均设置有负极极耳。如图I和2所示，将留有正极极耳的正极片间隔地固定在两条隔膜之间形成载体，其中，隔膜30的起始位置不放置正极片。将留有负极极耳的负极片间隔地按交替顺序排列固定在载体的两侧，隔膜30的起始位置放置有负极片。其余正极片与负极片一一对应设置。在隔膜30的长度方向上，从起始位置开始，相邻正极片之间的间距 逐渐増大；在隔膜30的长度方向上，从起始位置开始，相邻负极片之间的间距逐渐増大。相邻正极片的正极极耳左右交替设置；相邻负极片的负极极耳左右交替设置，若一片正极片的正极极耳设置在其右側，则与该正极片左右相邻的正极片上的正极极耳则设置在左側，同理，负极片也是如此。而且，对于相对设置的正极片和负极片，正极极耳和负极极耳交错设置。第二歩，如图3所示，将设置有正极片的隔膜30和设置有负极片的隔膜30对齐放置，即除了起始位置外，其余位置的正极片和负极片对齐，从隔膜30的空白端开始卷绕，;第三步，起始位置的负极片堆叠在位于隔膜30另ー侧的正极片上，按此方向继续卷绕，然后再通过热合的方式将正极片、隔膜30和负极片固定在一起，热合的温度为20-200°C，以防止正极片、负极片和隔膜30之间的相互滑动，保证电池安全，同时还能增强电池的硬度。卷绕完成后，再在隔膜30的末端贴上粘胶40，此时，正极极耳位于极芯的ー侧，负极极耳位于极芯另ー侧，然后将正极极耳焊接连接，负极极耳焊接连接，得到锂离子极芯。采用以上方法得到的锂离子极芯的结构示意图如图4所示，包括相互层叠设置的正极片和负极片，并且正极片的片数比负极片的片数少一片，正极片均设置有正极极耳，负极本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池极芯，包括第一电极组（10）、第二电极组（20）和隔膜（30），第一电极组（10）和第二电极组（20）分别由极片及设置在极片上的极耳组成，其特征在于，第一电极组（10）排布到两条隔膜（30）之间形成载体，第二电极组（20）按上下交替顺序排列到载体的两侧，重叠卷绕。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李聪，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，东莞新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：