[发明专利]卷绕式电芯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及储能器件领域，尤其涉及一种卷绕式电芯的制备方法。

背景技术

随着锂离子电池的应用领域不断扩大，如微型化便携式电子产品及锂离子电池的超长使用时间等，对锂离子电池的能量密度提出了越来越高的要求。对于现在的锂离子电池卷绕方式一般均为阳极极片宽度(阳极极片边缘保护区域方向)要大于阴极极片宽度，而且隔离膜宽度要大于阳极极片宽度，以保证阴极极片和阳极极片不会发生错位带来短路的风险，该卷绕方式制得的电芯不仅浪费资源而且体积能量密度偏低。如果我们将阳极极片边缘保护区域降低，同时将阴阳极极片容易错位短路的区域用热处理的隔离膜包裹并分离开，这样就能避免短路的风险，同时这样制得的电芯会因为阳极极片与隔离膜减小而提升一定的体积能量密度。

提高安全性的一种方法可以通过改进卷绕方式，降低阴阳极发生接触的风险，为此一些新的卷绕方法被应用并取得了一些进展。

于2011年2月9日公布的中国专利申请公开号CN101969140A公开了一种锂离子电池极组的新型卷绕方法，其采用将阳极片用胶带居中固定在水平放置的隔离膜上；将卷针放置在阳极片的尾部(极耳侧为头部)边缘，将隔离膜沿着位于阳极片尾部边缘的卷针进行对折形成双层的隔离膜，同时使得阳极片保持居中固定在对折后形成的双层的隔离膜之间；将对折后形成的双层的隔离膜围绕卷针卷绕一圈；将阴极片居中放置在对折后形成的双层的隔离膜上表面，然后围绕着卷针进行卷绕，最终得到锂离子电池极组。该方法与传统的头部开始卷绕类似，从尾部开始卷绕，同时因为有胶带固定阴极极片和阳极极片可以较少发生错位，在一定范围内可以降低电芯的安全风险，但是在卷绕过程中并没有完全的降低风险，同时双层的隔离膜首先要绕一圈，从而增加了电池的厚度，降低了电池的能量密度。

发明内容

鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种卷绕式电芯的制备方法，其能提升卷绕式电芯的安全性能。

本发明的另一目的在于提供一种卷绕式电芯的制备方法，其能提升卷绕式电芯的体积能量密度。

本发明的再一目的在于提供一种卷绕式电芯的制备方法，其能提高卷绕式电芯的生产效率。

为了实现上述目的，在第一方面，本发明提供了一种卷绕式电芯的制备方法，所述卷绕式电芯包括极性相反的第一极片和第二极片以及设置于第一极片和第二极片之间的隔离膜，第一极片为阳极极片或阴极极片，第二极片相应地为阴极极片或阳极极片，第一极片与第二极片分别沿宽度方向设置有第一极耳与第二极耳；其中，所述卷绕式电芯的制备方法包括步骤：将隔离膜沿宽度方向对折，形成双层的隔离膜，双层的隔离膜在宽度方向上形成相对的一个对折侧和一个自由侧，双层的隔离膜在长度方向上形成两个相对的自由侧；将第一极片放置在双层的隔离膜之间，使双层的隔离膜覆盖第一极片；在宽度方向上的一个自由侧及隔离膜在长度方向上的两个自由侧处将双层的隔离膜全部或部分地粘接，以使双层的隔离膜包覆第一极片；将第二极片贴覆在包覆第一极片的双层的隔离膜的一个外表面上，使第一极片与第二极片沿长度方向的边缘对齐；以及插入卷针，由电机驱动卷针对第一极片、第二极片、及包覆第一极片的双层的隔离膜沿长度方向进行卷绕。

本发明的有益效果如下：

隔离膜包覆第一极片杜绝了第一极片、第二极片在卷绕过程或者使用过程中穿过隔离膜保护区域直接接触造成短路带来的安全风险，使制得的卷绕式电芯的安全性能提升。

当第一极片为阳极极片时，通过该方法处理的第一极片的边缘保护区域减小并可除去，不仅减少了第一极片的用量，而且由于减小了隔离膜的边缘保护区域使隔离膜的用量减少，由此制得的电芯体积减小，在容量不变的状况下，降低卷绕式电芯的成本、提升卷绕式电芯的体积能量密度。

避免了分步骤插入第二极片、第一极片和隔离膜，因此提高了卷绕式电芯的生产效率、易于工业化生产。

附图说明

图1为未对折的隔离膜的示意图；

图2为对折形成双层的隔离膜的示意图；

图3为将第一极片放置到双层的隔离膜中的示意图；

图4为将双层的隔离膜在自由侧处进行粘接的示意图；

图5为将第二极片放置到包覆第一极片的双层的隔离膜的一个表面上的示意图，其中a表示第一极片为阳极极片的宽度而b表示第二极片为阴极极片的宽度；以及

图6为插入卷针准备卷取的示意图，其中a表示第一极片为阳极极片的宽度而b表示第二极片为阴极极片的宽度。

其中，附图标记说明如下：

1第一极片 4卷针