專(zhuān)利名稱(chēng)：一種卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠有效改善變形的具有卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，手機(jī)、筆記本電腦和數(shù)碼相機(jī)等移動(dòng)設(shè)備有了越來(lái)越廣泛的使用。而軟包裝鋰離子電池具有能量密度高、使用壽命長(zhǎng)、尺寸(長(zhǎng)度、寬度和厚度)設(shè)計(jì)靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此在移動(dòng)設(shè)備中被廣泛的應(yīng)用。軟包裝鋰離子電池有兩種生產(chǎn)工藝疊片工藝和卷繞工藝。其中，卷繞工藝具有生產(chǎn)效率高，直通率高，制成的電池一致性好的優(yōu)勢(shì)，逐漸成為軟包裝鋰離子電池的主要生產(chǎn)工藝。如圖I所示，由卷繞工藝生產(chǎn)的鋰離子電池包括具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組10，極片組10由正極極片11、負(fù)極極片12和間隔于正極極片11和負(fù)極極片12之間的隔膜13卷繞而成，具有卷繞結(jié)構(gòu)的極片組10裝入鋁塑復(fù)合膜做成的包裝袋20中并充入電解液，最后密封包裝袋20，得到軟包裝鋰離子電池。通常，卷繞工藝制備的極片組，各組成部分(正極極片11、負(fù)極極片12和隔膜)在卷繞過(guò)程中受到恒拉力的作用，以保證各組成部分的平整和精確定位，進(jìn)而保證各組成部分在卷繞時(shí)不發(fā)生偏斜和錯(cuò)位。但是這種卷繞工藝制備的極片組10至少具有以下缺陷如圖2所示，上述極片組10可以簡(jiǎn)化為這樣一種結(jié)構(gòu)模型里圈是充電膨脹的負(fù)極極片12(在充電過(guò)程中負(fù)極的石墨嵌鋰厚度膨脹達(dá)到8% 12%)，外圈是尺寸固定的正極極片11 (正極極片11和負(fù)極極片12由柔性隔膜13間隔開(kāi)，柔性隔膜13可自由延伸和收縮，其并對(duì)極片以及極片組10的影響可以忽略)，這種負(fù)極極片12/隔膜13/正極極片11的結(jié)構(gòu)夠成了一個(gè)基本單元；極片組10由這種基本單元環(huán)環(huán)疊加組成(基本單元之間也由柔性隔膜間隔開(kāi))。當(dāng)電池充電時(shí)，負(fù)極極片12厚度膨脹，而緊密包裹在外的正極極片11束縛了負(fù)極極片2的膨脹。經(jīng)過(guò)反復(fù)的充放電循環(huán)后，這種外圈周長(zhǎng)固定，內(nèi)圈體積膨脹的應(yīng)力狀態(tài)使得基本單元在寬度方向變窄，厚度方向增厚，最終表現(xiàn)出極片組10和整個(gè)軟包裝鋰離子電池的變形，影響了電池的外觀和性能。有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決電池循環(huán)充放電后的變形問(wèn)題的具有卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能夠解決電池循環(huán)充放電后的變形問(wèn)題的具有卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，包括包裝袋、收容于所述包裝袋內(nèi)的極片組和填充于所述包裝袋內(nèi)的電解液，所述極片組由正極極片、負(fù)極極片和間隔于正極極片和負(fù)極極片之間的隔膜卷繞而成，所述正極極片在彎折處的內(nèi)側(cè)設(shè)有碳酸乙烯酯層，所述彎折處的內(nèi)側(cè)是指朝向電芯中心的一側(cè)。作為本實(shí)用新型卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述碳酸乙烯酯層的厚度為O. 1-30 μ m。若碳酸乙烯酯層的厚度太大，則會(huì)使正極片和負(fù)極片之間的間隙過(guò)大，影響電池的能量密度；而若碳酸乙烯酯層的厚度太小，則對(duì)電池的變形改善效果不明顯。作為本實(shí)用新型卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述碳酸乙烯酯層的厚度為1-20 μ m。作為本實(shí)用新型卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，所述碳酸乙烯酯層的厚度為10 μ mo作為本實(shí)用新型卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，不同卷繞層的碳酸乙烯酯層的厚度相同。作為本實(shí)用新型卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，不同卷繞層的碳酸乙烯酯層的厚度不同?！ぷ鳛楸緦?shí)用新型卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，不同卷繞層的碳酸乙烯酯層的面積相同。作為本實(shí)用新型卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池的一種改進(jìn)，不同卷繞層的碳酸乙烯酯層的面積不同。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型新卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池的正極極片在彎折處的內(nèi)側(cè)設(shè)有碳酸乙烯酯層，當(dāng)注液后，碳酸乙烯酯溶解在電解液中，相當(dāng)于在負(fù)極極片與其外層的正極極片間“儲(chǔ)存”了一定的間隙，在充電過(guò)程中負(fù)極極片發(fā)生厚度膨脹，此時(shí)“儲(chǔ)存”在負(fù)極極片與其外層正極極片間的間隙可以使轉(zhuǎn)角部位負(fù)極極片的厚度膨脹得到有效的釋放，避免了負(fù)極極片向里壓縮、將內(nèi)圈的基本單元壓縮成S形情況的發(fā)生，即消除了軟包裝鋰離子電池在循環(huán)充放電后的變形。此外，由于EC本身是電解液中的主要成分之一，因此不會(huì)向電芯體系中弓I入其他雜質(zhì)，不會(huì)對(duì)電芯性能產(chǎn)生負(fù)面影響。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中圖I為現(xiàn)有技術(shù)軟包裝鋰離子電池的卷繞結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖I中極片組轉(zhuǎn)彎處的簡(jiǎn)化模型；圖3為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖3中極片組轉(zhuǎn)彎處的簡(jiǎn)化模型。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3，本實(shí)用新型卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，包括包裝袋3、收容于所述包裝袋3內(nèi)的極片組4和填充于所述包裝袋3內(nèi)的電解液，所述極片組4由正極極片41、負(fù)極極片42和間隔于正極極片41和負(fù)極極片42之間的隔膜43卷繞而成，所述正極極片41在彎折處的內(nèi)側(cè)設(shè)有碳酸乙烯酯層5，所述彎折處的內(nèi)側(cè)是指朝向電芯中心的一側(cè)。其中，所述碳酸乙烯酯層5的厚度為O. 1-30 μ m。優(yōu)選為1-20 μ m，更優(yōu)選的為10 μ m0不同卷繞層的碳酸乙烯酯層5的厚度可以相同，也可以不同。不同卷繞層的碳酸乙烯酯層5的面積可以相同，也可以不同。極片組4是由正極極片41、負(fù)極極片42和間隔于正極極片41和負(fù)極極片42之間的隔膜卷繞而成，極片組4的具體制備過(guò)程如下正極極片41的制備以鈷酸鋰(LiCoO2)作為正極活性物質(zhì)，以碳黑作為導(dǎo)電劑，以聚偏二氟作乙烯作為粘結(jié)劑，以N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)作為溶劑，將上述原料攪拌混合均勻形成正極漿料；將正極漿料涂布在正極集流體鋁箔的兩面，然后經(jīng)干燥、軋 制、切割等工序制備成預(yù)定尺寸的正極極片41 ；負(fù)極極片42的制備以石墨作為負(fù)極活性物質(zhì)，以丁苯橡膠(SBR)、羧甲基纖維素鈉(CMC)作為粘結(jié)劑，以去離子水作為溶劑，將上述原料攪拌混合均勻，形成負(fù)極漿料；將負(fù)極漿料涂布在負(fù)極集流體銅箔的兩面，干燥后，經(jīng)軋制、切割形成預(yù)定尺寸的負(fù)極極片42。隔膜43采用聚丙烯多孔膜。極片組4的制備將根據(jù)前述工藝制備的正極極片41、負(fù)極極片42和隔膜43按照一定的堆疊順序在卷針上卷繞成極片組4。在卷繞過(guò)程中，將液體狀態(tài)的碳酸乙烯酯涂覆(或采用噴、涂、滴、刷等方式)于內(nèi)圈已卷繞完成的基本單元的轉(zhuǎn)角，碳酸乙烯酯在室溫下迅速凝固并被卷入，從而將其外層的正極極片41支撐起來(lái)，隨著卷繞的進(jìn)行，基本單元向外圈增殖，形成極片組4，最后移除用于卷繞極片組4的卷針。軟包裝鋰離子電池的制備將按照前述工藝制備的極片組4置于包裝袋3中，注入電解液后密封包裝袋3，制得本實(shí)用新型軟包裝鋰離子電池。其中，電解液的配制如下將碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)和碳酸二甲酯(DMC)按照質(zhì)量比1:3: 6混合，得到混合溶劑，然后加入六氟磷酸鋰(LiFP6)，并使LiFPJ^濃度為1M。注入電解液后，碳酸乙烯酯完全溶解在電解液中，從而在正極極片41和負(fù)極極片42之間形成可以釋放負(fù)極極片42膨脹的間隙。請(qǐng)參閱圖4，本實(shí)用新型極片組4的基本單元的轉(zhuǎn)角處可以簡(jiǎn)化為這樣的模型極片組4由基本單元環(huán)環(huán)疊加組成，極片組4的基本單元的轉(zhuǎn)角處，負(fù)極極片42與其外層的正極極片41間存在一定的間隙，在充電過(guò)程中負(fù)極極片42厚度膨脹，此時(shí)“儲(chǔ)存”在負(fù)極極片42與其外層正極極片41間的間隙可以有效的釋放轉(zhuǎn)角處負(fù)極極片42的厚度膨脹，避免了負(fù)極極片42向里壓縮，將內(nèi)圈的基本單元壓縮成S形情況的發(fā)生，即消除了軟包裝鋰離子電池在循環(huán)充放電后的變形問(wèn)題。根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本?shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求1.一種卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，包括包裝袋、收容于所述包裝袋內(nèi)的極片組和填充于所述包裝袋內(nèi)的電解液，所述極片組由正極極片、負(fù)極極片和間隔于正極極片和負(fù)極極片之間的隔膜卷繞而成，其特征在于所述正極極片在彎折處的內(nèi)側(cè)設(shè)有碳酸乙烯酯層。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述碳酸乙烯酯層的厚度為0. 1-30 Um0
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述碳酸乙烯酯層的厚度為1-20 iim。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，其特征在于所述碳酸乙烯酯層的厚度為lOiim。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，其特征在于不同卷繞層的碳酸乙烯酯層的厚度相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，其特征在于不同卷繞層的碳酸乙烯酯層的厚度不同。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，其特征在于不同卷繞層的碳酸乙烯酯層的面積相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，其特征在于不同卷繞層的碳酸乙烯酯層的面積不同。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有卷繞結(jié)構(gòu)的軟包裝鋰離子電池，包括包裝袋、收容于包裝袋內(nèi)的極片組和填充于包裝袋內(nèi)的電解液，極片組由正極極片、負(fù)極極片和間隔于正極極片和負(fù)極極片之間的隔膜卷繞而成，正極極片在彎折處的內(nèi)側(cè)設(shè)有碳酸乙烯酯層。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型新軟包裝鋰離子電池的正極極片在彎折處的內(nèi)側(cè)設(shè)有碳酸乙烯酯層，注液后，碳酸乙烯酯溶解在電解液中，相當(dāng)于在負(fù)極極片與其外層的正極極片間“儲(chǔ)存”了一定的間隙，在充電過(guò)程中負(fù)極極片發(fā)生厚度膨脹，此時(shí)負(fù)極極片與其外層正極極片間的間隙可以使轉(zhuǎn)角部位負(fù)極極片的厚度膨脹得到有效的釋放，消除了軟包裝鋰離子電池在循環(huán)充放電后的變形。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK202585643SQ20122011603
公開(kāi)日2012年12月5日 申請(qǐng)日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者趙義, 方宏新, 張柏清, 何平, 汪云龍, 史仲 申請(qǐng)人:寧德新能源科技有限公司, 東莞新能源科技有限公司