疊片式電芯的制作方法
【專利摘要】疊片式電芯，該電芯電芯包括第一電芯層和第二電芯層，第一電芯層由寬度為l的負極極片和正極極片交替疊放形成，所述負極極片和正極極片之間設置有隔膜；所述第二電芯層由寬度為ln的負極極片和正極極片交替疊放形成，所述第二電芯層的極片寬度從下往上遞減；第二電芯層位于第一電芯層上，電芯熱壓后的截面形狀為梯形。本實用新型電芯截面形狀為梯形，可最大化使用設備預留空間，提高電芯設計容量，從而提高設備待機時間，解決因受電池容量所限導致的設備待機時間短的問題；而且本實用新型電芯具有傾斜的側(cè)面，可與設備梯形的預留空間完全貼合，其應力平均分配在電芯過渡斜面，提高了設備的安全性能。
【專利說明】
疊片式電芯
技術領域
[0001]本實用新型屬于聚合物鋰離子電池制造技術領域，尤其涉及一種疊片式鋰離子電芯。
【背景技術】
[0002]目前通訊、數(shù)碼產(chǎn)品外形多樣，為了適應產(chǎn)品的外形，用于存放電池的空間并不一定是方正的六面體，如長方體或正方體，也可能是截面形狀為梯形的多面體。特殊形狀的空間若仍使用普通的矩形電芯，會存在以下不足:矩形電芯無法充分利用預留的存放電芯空間，導致電芯設計容量低，設備待機時間短;其次，由于電芯外側(cè)是內(nèi)切于梯形空間的矩形體，僅電芯兩側(cè)邊與存放空間的內(nèi)側(cè)表面接觸，存在晃動或者電池側(cè)面過壓的風險。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于提供一種可以充分利用設備預留的存放空間的疊片式梯形電芯。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取如下的技術解決方案:
[0005]疊片式電芯，包括:依次層疊放置的正極極片、隔膜及負極極片，所述電芯包括第一電芯層和第二電芯層，所述第一電芯層由寬度為I的負極極片和正極極片交替疊放形成，所述負極極片和正極極片之間設置有隔膜;所述第二電芯層由寬度為In的負極極片和正極極片交替疊放形成，其中，In= 1-n X d，n = I，…，N，N為窄極片的數(shù)量，d為縮減寬度，所述第二電芯層的極片寬度從下往上遞減;所述第二電芯層位于所述第一電芯層上，所述電芯熱壓后的截面形狀為梯形。
[0006]進一步的，所述正極極片裁切為獨立的片體。
[0007]進一步的，所述負極極片裁切為獨立的片體。
[0008]進一步的，所述隔膜為長條，其連續(xù)彎折設置于所述負極極片和所述正極極片之間。
[0009]進一步的，所述隔膜裁切制成大小與所述正極極片對應的隔膜袋，所述正極極片放置于所述隔膜袋中。
[0010]由以上技術方案可知，本實用新型將正極極片裁切成標準極片和窄極片，負極極片裁切成標準極片和窄極片，或為長片，窄極片的寬度相對標準極片的寬度少I?N個縮減寬度，在疊放時標準極片位于電芯的底層，窄極片從下往上寬度遞減的疊放，使得最后熱壓整型后得到豎截面形狀為梯形的電芯，梯形電芯可最大化使用設備預留空間，提高電芯設計容量，且可使應力平均分配在電芯過渡斜面，能避免電芯長期循環(huán)后變形的問題。
【附圖說明】
[0011]為了更清楚地說明本實用新型實施例，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖做簡單介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0012]圖1a為本實用新型標準極片的示意圖；
[0013]圖1b為本實用新型窄極片的不意圖；
[0014]圖2為本實用新型實施例1隔膜的示意圖；
[0015]圖3為本實用新型實施例1電芯的結(jié)構示意圖；
[0016]圖4為本實用新型電芯熱壓老化的示意圖；
[0017]圖5為本實用新型電芯制成的鋰電池的結(jié)構示意圖；
[0018]圖6a為本實用新型實施例2裝了正極標準極片的隔膜袋的示意圖；
[0019]圖6b為本實用新型實施例2裝了正極窄極片的隔膜袋的示意圖；
[0020]圖7為本實用新型實施例2電芯的結(jié)構示意圖；
[0021 ]圖8為本實用新型實施例3負極極片的結(jié)構示意圖；
[0022]圖9為本實用新型實施例3電芯的結(jié)構示意圖；
[0023]圖10為本實用新型實施例4電芯的結(jié)構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]為了讓本實用新型的上述和其它目的、特征及優(yōu)點能更明顯，下文特舉本實用新型實施例，并配合所附圖示，做詳細說明如下。
[0025]本實用新型的目的是制備一種截面形狀為梯形的疊片式電芯，使得由該電芯制得的鋰電池可放入預留的存放空間為梯形的產(chǎn)品中，以充分利用產(chǎn)品所預留空間，最大化電芯設計容量。
[0026]實施例1
[0027]本實施例的疊片式梯形電芯的制備方法如下:
[0028]在負極集流體上涂覆活性物質(zhì)制成負極極片，在正極集流體上涂覆活性物質(zhì)制成正極極片；
[0029]將正極極片和負極極片分別裁切為若干片標準極片和若干片寬度相對于標準極片的寬度遞減的窄極片，每一窄極片的寬度均不相同，標準極片的結(jié)構如圖1a所示，其寬度為I;窄極片的結(jié)構如圖1b所示，其寬度為In= 1-n X d，其中，n= I，…，N，N為窄極片的數(shù)量，d為縮減寬度，第一片窄極片相對標準極片減少一個縮減寬度d，第二片窄極片相對第一片窄極片減少一個縮減寬度d，即相當于相對標準極片縮減寬度2d，以此類推，每一窄極片都相對其前一窄極片窄一個縮減寬度d;
[0030]將隔膜裁切為長條，如圖2所示；
[0031]將隔膜放置于設備平臺上，然后在隔膜上放置一張負極標準極片，將隔膜彎折180°使其覆蓋于負極標準極片上，再放置一張正極標準極片于隔膜上，同時確保負極極片完全將正極極片上的涂膏覆蓋，再將隔膜彎折180°使其覆蓋于正極標準極片上，繼續(xù)放置一張負極標準極片于隔膜上，再將隔膜彎折180°，如此重復，形成由負極標準極片和正極標準極片間隔疊放形成的第一電芯層A(圖3)，隔膜位于正極極片和負極極片之間，該第一電芯層A包括K片正極標準極片和K片負極標準極片，K 2 I，優(yōu)選的，3 < K < 12;
[0032]在第一電芯層A的隔膜上放置一張負極窄極片，同樣的，將隔膜彎折覆蓋在負極窄極片上后，再放置一張正極窄極片于隔膜上，再將隔膜彎折覆蓋在正極窄極片上，再放置一張負極窄極片于隔膜上，如此重復，形成由負極窄極片和正極窄極片間隔疊放形成的第二電芯層B(圖3)，由于每張(正、負極)窄極片要比其前一張(正、負極)窄極片窄，因此，形成極片寬度依次縮減的第二電芯層B;
[0033]第一電芯層和第二電芯層堆疊形成如圖3所示結(jié)構；
[0034]對電芯進行封裝、注液陳化后，進行熱壓老化并化成，采用如圖4所示的具有梯形槽的夾具對電芯進行熱壓老化及化成，整形后得到截面形狀為梯形的電芯(圖5)。本實用新型的電芯熱壓老化及化成工藝可采用常規(guī)的高溫高壓老化一常溫常壓化成一高溫高壓老化的工藝;或者采用高溫高壓老化下化成的工藝。
[0035]實施例2
[0036]在負極集流體上涂覆活性物質(zhì)制成負極極片，在正極集流體上涂覆活性物質(zhì)制成正極極片；
[0037]將正極極片和負極極片分別裁切為若干片標準極片和若干片窄極片；
[0038]將隔膜裁切制成與正極極片大小相適應的隔膜袋，將正極極片分別放入尺寸對應的隔膜袋中，圖6a所示為放置了正極標準極片的隔膜袋的示意圖，圖6b所示為放置了正極窄極片的隔膜袋的示意圖；
[0039]將內(nèi)置正極標準極片的隔膜袋放置于設備平臺上，在隔膜袋上放置負極標準極片，確保負極標準極片將正極涂膏完全覆蓋，在負極標準極片上放置內(nèi)置正極標準極片的隔膜袋，如此重復，形成由數(shù)片負極標準極片和數(shù)片正極標準極片間隔疊放形成的第一電芯層A(圖7);
[0040]在第一電芯層A的隔膜袋上放置一張負極窄極片，在負極窄極片上放置內(nèi)置正極窄極片的隔膜袋，在置正極窄極片的隔膜袋再放置一片寬度變窄的負極窄極片，再放置一個內(nèi)置了正極窄極片的隔膜袋，如此重復，每片負(正)極窄極片比其前一片負(正)極窄極片窄，形成極片寬度從下到上依次縮減的第二電芯層B(圖7);
[0041]第一電芯層和第二電芯層堆疊形成如圖7所示的結(jié)構；
[0042]對電芯進行封裝、注液陳化后，進行熱壓老化并化成，采用夾具對電芯進行熱壓老化及化成，整形后得到截面形狀為梯形的電芯。
[0043]實施例3
[0044]在負極集流體上涂覆活性物質(zhì)制成負極極片，在正極集流體上涂覆活性物質(zhì)制成正極極片；
[0045]將正極極片裁切為若干片標準極片和若干片窄極片，窄極片的寬度遞減；
[0046]將隔膜裁切制成與正極極片大小相適應的隔膜袋，將正極極片放入隔膜袋中；
[0047]將負極極片裁切為長條，如圖8所示；
[0048]將負極極片放置于設備平臺上，在負極極片上放置內(nèi)置正極標準極片的隔膜袋，然后將負極極片彎折180°覆蓋在隔膜袋上，再放置一個內(nèi)置了正極極片的隔膜袋，再將負極極片彎折覆蓋在隔膜袋上，如此重復，直至把不同寬度的正極極片全部堆疊完，得到如圖9所示結(jié)構的電芯；
[0049]對電芯進行封裝、注液陳化后，進行熱壓老化并化成，采用夾具對電芯進行熱壓老化及化成，整形后得到截面形狀為梯形的電芯。
[0050]實施例4
[0051 ]在負極集流體上涂覆活性物質(zhì)制成負極極片，在正極集流體上涂覆活性物質(zhì)制成正極極片；
[0052]將正極極片裁切為若干片標準極片和若干片窄極片，窄極片的寬度相對于標準極片的寬度遞減；
[0053]負極極片和隔膜分別裁切為長條；
[0054]將隔膜貼合在負極極片的正反兩側(cè)面上，將貼了隔膜的負極極片放置于設備平臺上，在隔膜上放置一片正極極片，然后將負極彎折覆蓋在正極極片上，再在隔膜上放置一片正極極片，……如此反復，直至把不同寬度的正極極片全部堆疊完，得到如圖10所示的梯形結(jié)構的電芯；
[0055]對電芯進行封裝、注液陳化后，進行熱壓老化并化成，采用夾具對電芯進行熱壓老化及化成，整形后得到截面形狀為梯形的電芯。
[0056]采用本實用新型方法制備得到的電芯由若干標準極片和若干窄極片疊放形成，標準極片形成截面形狀為矩形的第一電芯層，第一電芯層由寬度為I的負極極片和正極極片交替疊放形成，負極極片和正極極片之間設置有隔膜;窄極片放置于第一電芯層上，窄極片的寬度從下往上遞減形成第二電芯層，第二電芯層由寬度為In的負極極片和正極極片交替疊放形成，其中，ln=l_nXd，n=l，...，N，N為窄極片的數(shù)量，d為縮減寬度;熱壓整型后得到的電芯底面為平面，頂面為凸起面，截面形狀為梯形，可最大化使用設備預留空間，提高電芯設計容量，從而提高設備待機時間，解決因受電池容量所限導致的設備待機時間短的問題;而且本實用新型電芯的截面形狀為梯形，具有傾斜的側(cè)面，可與設備梯形的預留空間完全貼合，其應力平均分配在電芯過渡斜面，提高了設備的安全性能。
[0057]本實用新型的正極極片裁切為獨立的片體，負極極片可同樣裁切為獨立的片體或長條形，隔膜可裁切制成大小與所述正極極片對應的隔膜袋，用于放置正極極片，或裁切為長條，其連續(xù)彎折設置于所述負極極片和所述正極極片之間。前述實施例中，窄極片與標準極片中心線重合，使得電芯的截面形狀為中心對稱的等腰梯形，但窄極片也可疊放于標準極片的某一側(cè)，電芯的截面形狀可為直角梯形，電芯的凸起面不一定在電芯的正中心。
[0058]對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬范圍。
【主權項】
1.疊片式電芯，包括:依次層疊放置的正極極片、隔膜及負極極片，其特征在于: 所述電芯包括第一電芯層和第二電芯層，所述第一電芯層由寬度為I的負極極片和正極極片交替疊放形成，所述負極極片和正極極片之間設置有隔膜； 所述第二電芯層由寬度為In的負極極片和正極極片交替疊放形成，其中，In= 1-n X d，n=I，…，N，N為窄極片的數(shù)量，d為縮減寬度，所述第二電芯層的極片寬度從下往上遞減；所述第二電芯層位于所述第一電芯層上，所述電芯熱壓后的截面形狀為梯形。2.根據(jù)權利要求1所述的疊片式電芯，其特征在于:所述正極極片裁切為獨立的片體。3.根據(jù)權利要求2所述的疊片式電芯，其特征在于:所述負極極片裁切為獨立的片體。4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的疊片式電芯，其特征在于:所述隔膜為長條，其連續(xù)彎折設置于所述負極極片和所述正極極片之間。5.根據(jù)權利要求1或2或3所述的疊片式電芯，其特征在于:所述隔膜裁切制成大小與所述正極極片對應的隔膜袋，所述正極極片放置于所述隔膜袋中。
【文檔編號】H01M10/0585GK205564889SQ201620023707
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年1月8日
【發(fā)明人】徐延銘, 李俊義, 鄒滸
【申請人】珠海光宇電池有限公司