[发明专利]一种隔膜上涂胶固定极片的卷绕式叠片电池制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，尤其是一种隔膜上涂胶固定极片的卷绕式叠片电池制作方法。

背景技术

锂离子二次电池由于其质量轻，体积小，比能量高，自放电小，循环性能好，污染小和无记忆效应等特点，已经广泛应用于电动交通工具、太阳能与风能的分散式电源供给系统、电网调峰、储备电源、绿色建筑、便携式医疗电子设备、工业控制、航空航天、机器人、国家安全等领域。这些领域需要具有更高的能量密度，更高的功率密度和更长的循环寿命和安全性能的锂离子电池，而要实现这些目标，除了要在材料方面不断突破和创新外，还需要工艺的不断改进和完善。

在锂离子电池制作工艺中，卷绕式制片和叠片式制片各自有其优缺点：卷绕制片的优点在于工艺简单，投资规模小，但是此种制片方式所得电池内阻大，大电流充放电时温度升高高，卷绕时产生的应力会在循环过程中逐渐释放出来，导致电芯变形而引发安全性问题。而叠片电池工艺复杂，所需投资规模大，但是以此种制片方式所得电池内阻小，大电流充放电时温度升高低，不存在由于应力原因导致的电芯变形从而提高了安全性能。

发明内容

本发明通过一种隔膜上涂胶固定极片的卷绕式叠片电池及制作方法制作叠片电池可以提高生产效率，简化生产工艺，降低生产成本，解决生产过程中的一致性差的问题，提高电池的循环寿命和安全性能。

本发明实现上述技术目的所采用的技术方案为：一种隔膜上涂胶固定极片的卷绕式叠片电池及制作方法，包括极片制作步骤：分别在正极集流体和福极集流体上完成涂布，干燥，辊压和分切工序后，按照正、负极片设计尺寸剪裁，然后与涂胶的隔膜粘贴固定，固定方式为隔膜与极片接触部分涂胶，涂胶区域由极片位置确定。极片按照正极极片和负极极片间隔排布。将极片固定在隔膜上后，通过卷绕隔膜来完成叠片电池的制作，其中隔膜起到隔离正负极片的作用。

所述叠片电池具体制作步骤如下：

1.将按照设计尺寸剪切完成的正极片由设备落下，下方为涂胶隔膜；涂胶隔膜在与正极片接触面上涂胶，胶液并非覆盖整个隔膜表面，涂胶位置由正极片落下位置确定；涂胶形状由涂胶设备毛刷确定；设备正极片落下后与涂胶隔膜粘合并被固定。

2.将剪切完成的负极片由设备落下，下方为同一条涂胶隔膜；隔膜前进方向上，负极片与正极片间隔排列，形成负极片-正极片-负极片分布；隔膜前进方向上正极片，负极片之间间隔距离由设计决定并且根据卷绕正极片和负极片数目，正极片和负极片厚度和隔膜厚度共同决定，此间距呈现循环分布。

3.正极片和负极片固定在隔膜上以后，通过卷绕隔膜完成电芯的制作；卷绕时，要同时保证第一片和最后一篇极片为负极片；电芯制作完成后，再通过组装，注入电解液，化成和分容后完成卷绕式叠片电池制作。

所述叠片电池的正极材料为磷酸铁锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、锰酸锂、或镍钴铝酸锂等富锂相材料中的一种或几种；

所述胶液主要成分为PVDF(聚偏氟乙烯)，其中溶解有成孔剂等高分子聚合物；

所述电池的负极材料为碳类、硅类、合金类、钛酸锂等材料中的一种或几种；

所述隔膜为聚乙烯膜(PE)、聚丙烯膜(PP)、陶瓷隔膜或三层隔膜(PP-PE-PP)；

所述隔膜比所述正、负极片宽2mm—6mm；

所述电解液中的电解质为有机溶剂电解质、聚合物电解质、凝胶电解质或全固态电解质；

所述电池的外壳为铝壳、钢壳、塑料壳或铝塑膜等材质制成。

本发明的有益效果是：本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种隔膜上涂胶固定极片的卷绕式叠片电池及制作方法，本发明可以简化叠片电池的工艺，提高叠片电池的生产效率，大幅度降低电池的生产成本，有利于提高电池的寿命和安全性能，具有重要的经济实用价值。

附图说明

图1为未粘连的正极片、负极片、隔膜示意图；

图2为粘连后的正极片—隔膜粘贴和负极片-隔膜固定后垂直隔膜方向示意图；

图3为两种隔膜涂胶设备制作示意图；

图4为隔膜两种涂胶设备涂完胶液以后隔膜上存在胶液区域示意图；

图5为隔膜上固定正极片和负极片制作示意图；

图6为卷绕隔膜制作叠片电池的制作示意图。