一種卷繞式疊片電池及其制備方法
【專利說明】一種卷繞式疊片電池及其制備方法
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉鋰離子二次電池領(lǐng)域，具體涉及一種卷繞式疊片電池及其制備方法。
[0003]
【背景技術(shù)】
[0004]因鋰離子二次電池由于其電壓高、壽命長(zhǎng)、比能量高等特點(diǎn)，使得消費(fèi)電子產(chǎn)品如手機(jī)、筆記本電腦、數(shù)碼相機(jī)的飛速發(fā)展，并得到了大規(guī)模的應(yīng)用。近來(lái)年，由于加重的能源及環(huán)境問題，使得鋰離子二次電池開始在汽車上作為動(dòng)力來(lái)源廣泛的應(yīng)用開來(lái)，這也對(duì)鋰二次電池提出的更高的要求，其中關(guān)鍵的一點(diǎn)是點(diǎn)成組之后的一致性。
[0005]目前應(yīng)用于汽車上的動(dòng)力電池既有卷繞式結(jié)構(gòu)，又有疊片結(jié)構(gòu)。其中卷繞式電池相比于疊片電池，其優(yōu)點(diǎn)在于生產(chǎn)的效率高和工序簡(jiǎn)單易控制;但是卷繞式電池由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)不均一，在循環(huán)過程中由于其各個(gè)位置張力不一致而引起不可避免的形變，導(dǎo)致其一致性差，甚至存在很大的安全隱患。疊片電池雖然能夠在電池性能上相比于卷繞式電池得到大幅的提升，但是工序繁瑣，生產(chǎn)效率低，特別是在單個(gè)極片依次堆疊階段，時(shí)間較長(zhǎng)。
[0006]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在提供一種卷繞式疊片電池及其制備方法，其兼顧了卷繞式電池的高生產(chǎn)效率和疊片電池的優(yōu)異電池性能，同時(shí)由于通過隔膜或卷繞隔膜將第一極片、第二極片相互粘結(jié)在一起，提尚電池的界面穩(wěn)定性及安全性。
[0008]—種卷繞式疊片電池，包括極性相反的第一極片和第二極片，由至少一個(gè)第一極片和至少一個(gè)第二極片依次交錯(cuò)疊放，并通過隔膜將相鄰的第一極片和第二極片之間固定連接起來(lái)形成電池單元；由至少三個(gè)電池單元依次間隔交錯(cuò)地固設(shè)在卷繞隔膜的兩側(cè)面，卷繞使得第η個(gè)電池單元的底部與第η+2個(gè)電池單元的頂部相疊加并固定形成卷繞式疊片電池，其中η為自然數(shù)。
[0009]進(jìn)一步方案，所述卷繞式疊片電池是以第一極片、第二極片、第一極片順序依次設(shè)置的。
[0010]進(jìn)一步方案，所述電池單元中的第一極片和第二極片在卷繞方向上的長(zhǎng)度小于隔膜的長(zhǎng)度。
[0011 ]進(jìn)一步方案，相鄰電池單元之間的間距沿著卷繞方向逐漸增大。
[0012]進(jìn)一步方案，所述隔膜將第一極片和第二極片通過熱復(fù)合或平壓的方式粘結(jié)在一起;所述電池單元是通過熱壓粘結(jié)在卷繞隔膜的兩側(cè)面。
[0013]進(jìn)一步方案，所述隔膜和卷繞隔膜的表面均涂覆有聚合物粘結(jié)劑，其涂覆的厚度為0.5?30μηι。
[0014]進(jìn)一步方案，所述聚合物粘結(jié)劑為PVDF(聚偏氟乙烯)、PVDF-HFP(聚偏氟乙烯-六氟丙烯)或PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)。
[0015]進(jìn)一步方案，所述的隔膜和卷繞隔膜為聚合物膜或復(fù)合膜，所述聚合物膜為聚乙烯、聚丙烯、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、聚苯并咪唑中至少一種;所述復(fù)合膜為在聚合物膜表面涂覆一層氧化鋁、二氧化硅、水合氧化鋁、碳化硅、二氧化鈦、鈦酸鋇、氧化鋯、氧化鎂或勃姆石而形成的復(fù)合膜。
[0016]本發(fā)明另一個(gè)發(fā)明目的是提供上述一種卷繞式疊片電池的制備方法，其制備步驟如下:
(1)將第一極片和第二極片依次交錯(cuò)疊放，并通過隔膜將相鄰的第一極片和第二極片之間通過熱壓粘結(jié)在一起形成電池單元；
(2)將電池單元間隔交錯(cuò)地放置在卷繞隔膜的兩側(cè)面，并用夾具固定;然后通過熱壓粘結(jié)將電池單元固定在卷繞隔膜上；
(3)以靠近卷繞卷針的卷繞隔膜一端為起點(diǎn)進(jìn)行卷繞，使得第η個(gè)電池單元的底部與第η+2個(gè)電池單元的頂部相疊加，形成以第一極片、第二極片、第一極片順序依次設(shè)置的結(jié)構(gòu)；
(4)使用粘結(jié)膠帶將卷繞隔膜的尾端固定住，即得卷繞式疊片電池。
[0017]本發(fā)明中第一極片與第二極片為極性相反的電極片，如第一極片為正極片，則第二極片為負(fù)極片;如第一極片為負(fù)極片，則第二極片為正極片。
[0018]本發(fā)明制備的卷繞式疊片電池既具有卷繞電池的生產(chǎn)效率，又具有疊片電池相對(duì)于卷繞電池更好的電池性能。同時(shí)由于正、負(fù)極片被固定在隔膜或卷繞隔膜上，從而使電池的界面穩(wěn)定性及安全性均得到提高。
[0019]
【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明中電池單元的第一種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是本發(fā)明中電池單元的第二種結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4是本發(fā)明中電池單元排列在卷繞隔膜兩側(cè)面的第一種示意圖；
圖5是本發(fā)明中電池單元排列在卷繞隔膜兩側(cè)面的第二種示意圖；
圖6是本發(fā)明中電池單元排列在卷繞隔膜兩側(cè)面的第二種示意圖。
[0021]圖中，1、電池單元；11、第一極片；12、第二極片；13、隔膜;2、卷繞隔膜;3、粘粘膠帶。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述，旨在便于對(duì)本發(fā)明的理解，但本發(fā)明并不局限于所列的實(shí)施例。
[0024]實(shí)施例1
選取正極片作為第一極片11，負(fù)極片作為第二極片12，隔膜13采用表面涂覆有厚?ομπι的PVDF的氧化鋁聚乙烯復(fù)合膜，卷繞隔膜2選用涂覆有厚3μπι的PVDF的氧化鋁聚乙烯復(fù)合膜； (1)將第一極片11和第二極片12使用隔膜13通過熱壓粘結(jié)在一起形成三層結(jié)構(gòu)的電池單元I，如圖2所示；
(2)在通過視覺檢測(cè)、短路檢測(cè)后，使用機(jī)械手依次將電池單元I以一定的間距交錯(cuò)地放置在卷繞隔膜2的兩側(cè)面，并用夾具固定;然后通過傳送帶，將其一起送入熱壓區(qū)域進(jìn)行熱壓粘結(jié)，從而將電池單元I粘結(jié)固定在卷繞隔膜2上，如圖4所示;使所有的電池單元在沿著卷繞隔膜的方向上是完全對(duì)齊的，即處于同一水平線上。
[0025](3)以靠近卷繞卷針的卷繞隔膜2—端為起點(diǎn)進(jìn)行卷繞，使第一個(gè)電池單元的負(fù)極片疊加在第三個(gè)電池單元的正極片上，第二個(gè)電池單元的正極片疊加在第四個(gè)電池單元的負(fù)極片上，第三個(gè)電池單元的負(fù)極片疊加在第五個(gè)電池單元的正極片上，如此卷繞將電池單元依次疊加起來(lái)，并使得第一極片U、第二極片12、第一極片11依次交錯(cuò)排列，最后使用粘結(jié)膠帶3將電池固定成型得卷繞式疊片電池，如圖1所示。
[0026]
實(shí)施例2
選取負(fù)極片作為第一極片11，正極片作為第二極片12，隔膜13采用表面涂覆有PVDF-HFP的聚酯膜，卷繞隔膜2選用涂覆有