[发明专利]一种卷绕堆叠式电芯及其制备方法

说明书

本发明公开了一种卷绕堆叠式电芯及其制备方法，其中卷绕堆叠式电芯包括至少一个复合单元极片带，所述复合单元极片带的两端相向卷绕后相互堆叠在一起形成电芯。本发明对不同类型的复合单元极片带进行卷绕作业，通过调整卷绕方向及方式，可得到不同形式的卷绕堆叠式电芯，在电芯卷绕层数一定的前提下，能够有效缓解圆角累积，使得电芯的截面在一定程度上接近于矩形，可以进一步提高锂离子电池的使用性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体而言涉及一种卷绕堆叠式电芯及其制备方法。

背景技术

锂离子电池的电芯是由正极片、隔膜、负极片构成，目前的电芯结构主要采用卷绕式。卷绕式电芯的制备方法如下：先将电极活性材料均匀涂覆在作为集流体的金属箔上，经过辊压、分切工序分别得到具有期望宽度的带状的正极片和负极片，再将隔膜放置在正、负极片之间，然后将它们一起进行卷绕成型。

这种传统的卷绕方法只是采用单一方向卷绕，存在如下问题：由于该电芯的截面是椭圆形，在电池的充放电期间，电极的膨胀和收缩可能会导致电极之间的间隙不均匀，从而造成电池性能下降；虽然卷绕式电芯适用于圆柱形电池，但当其运用到方形铝壳电池时，就会出现极片易在圆角处断裂、电极活性材料脱落、空间利用率低等缺陷；随着卷绕层数的增加，圆角效应愈加明显。另外，由于电芯的正面与侧面的张力不一致，会导致内部反应不均匀；同时还存在极片较长、电池内阻大，不利于大倍率充放电等缺点。

针对上述缺陷，本发明提出了一种锂离子电池的电芯卷绕堆叠方法，通过调整卷绕方向及卷绕方式，在电芯卷绕层数一定的前提下，能够有效缓解圆角效应累积，使得电芯的截面在一定程度上接近于矩形，可以进一步提高锂离子电池的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷绕堆叠式电芯及其制备方法，能够有效缓解圆角效应累积，使得电芯的截面在一定程度上接近于矩形，可以进一步提高锂离子电池的使用性能。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种卷绕堆叠式电芯，包括至少一个复合单元极片带，所述复合单元极片带的两端相向卷绕后相互堆叠在一起形成电芯。

进一步方案，所述复合单元极片带的两端相向卷绕是指复合单元极片带的两端均向中间位置以同向卷绕或异向卷绕，然后将卷绕体堆叠在一起用胶带固定形成电芯。

本发明中的同向卷绕是指同时以顺时针或逆时针方向卷绕，异向卷绕是指一个以顺时针方向向中间卷绕、另一个则以逆时针方向向中间进行卷绕。

进一步方案，所述复合单元极片带是由正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜按序依次叠加复合而成。

本发明的第二种技术方案，所述复合单元极片带包括正极片、负极片和长隔膜，所述正极片和负极片的一端部分重合叠加，复合成卷芯体，所述长隔膜位于正极片和负极片之间并延伸至正极片、负极片的外端头。

进一步方案，所述复合单元极片带的两端分别绕着卷芯体进行同方向卷绕，分别形成留有正负极两端的第一电芯半成品和留有正负极复合端的第二电芯半成品；所述第一电芯半成品的正负极两端均向中间卷绕后相互堆叠在一起形成第一电芯；所述第二电芯半成品的正负极复合端向第二电芯半成品方向卷绕后与第二电芯半成品堆叠在一起形成第二电芯。

本发明的第三种技术方案，所述复合单元极片带为两个极片体构成，所述极片体是由正极片、第一隔膜、负极片按序依次叠加复合而成；两个所述极片体中的正极片或负极片相对设置，其一端部分相重合叠加，复合成卷芯体，位于两个所述极片体之间复合有长隔膜，所述长隔膜的两端延伸至两个所述极片体的外端头。