[发明专利]一种高安全叠片型锂离子电芯结构及其电池和制备方法

权利要求书

1.一种高安全叠片型锂离子电芯结构，其特征在于，包括交替堆叠的并由隔膜分隔的正极极片和负极极片，所述正极极片和/或负极极片具有位于同一侧设置的外延空箔，所述正极极片和/或负极极片中至少一层为基础层，所述基础层呈锯齿状分区设计，其他非基础层外延空箔在层叠方向上分别与基础层上至少一个分区的锯齿对应并与该锯齿焊接连接。

2.根据权利要求1所述的高安全叠片型锂离子电芯结构，其特征在于，正极极片和负极极片分别具有一层正极极片基础层和负极极片基础层；所述正极极片基础层和负极极片基础层分别位于最外层或最内层的正极极片上和负极极片上；非基础层的外延空箔的长度随其距离基础层的层间距的增大而增长。

3.根据权利要求1所述的高安全叠片型锂离子电芯结构，其特征在于，基础层上每个分区的锯齿上焊接连接的非基础层的外延空箔均位于顺次相邻的正极极片和负极极片上；基础层上相邻分区的锯齿上焊接连接的非基础层的外延空箔也均位于顺次相邻的正极极片和负极极片上。

4.根据权利要求1所述的高安全叠片型锂离子电芯结构，其特征在于，所述基础层分区的锯齿数量设置为至少两个，进一步优选，基础层每个分区的锯齿对应焊接连接的非基础层的外延空箔层数≤8层。

5.根据权利要求1所述的高安全叠片型锂离子电芯结构，其特征在于，所述基础层上每个分区的锯齿具有相同的长度；所述每个分区的锯齿之间还进一步优选的具有相同的间距，所述基础层上每个分区的锯齿之间的间距为大于0。

6.根据权利要求1所述的高安全叠片型锂离子电芯结构，其特征在于，所述正极极片上的正极涂层的材料包括正极活性材料、正极导电剂和正极粘结材料，其中正极活性材料包括钴酸锂、锰酸锂、三元、磷酸铁锂、富锂锰中的一种或多种，正极导电剂包括CNTs、SP、GF-2、石墨烯中的一种或多种，正极粘结材料包括PVDF；所述负极极片上的负极涂层的材料包括负极活性材料、负极导电剂和负极粘结材料，其中负极活性材料包括石墨、硬碳、SiO中的一种或多种，负极导电剂CNtS、SP、GF-2、石墨烯中的一种或多种，负极粘结材料包括SBR、pAA、CMC中的一种或多种；所述隔膜，隔膜为PP隔膜或PE隔膜。

7.一种包含权利要求1-6任一项所述的高安全叠片型锂离子电芯结构的电池。

8.权利要求7所述的电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：使用隔膜将每层正极极片与负极极片进行堆叠，正极极片非基础层外延空箔和负极极片非基础层外延空箔分别位于电芯的两侧；S2：分区焊接电芯正极结构和负极结构，分别使正极极片和负极极片中，非基础层上外延空箔和与之相对应的基础层上分区的锯齿焊接连接；S3：将S2所制得的电芯进行注液工序、化工工序和封口工序获得电池。

9.根据权利要求8所述的一种高安全叠片型锂电池的制备方法，其特点在于，制备所述电芯正极结构：将堆叠后正极极片非基础层第2层外延空箔(1-2)...正极极片非基础层第m层外延空箔(1-m)...正极极片非基础层第n层外延空箔(1-n)与对应的正极极片基础层第2个锯齿(X-2)...正极极片基础层第m个锯齿(X-m)...正极极片基础层第n个锯齿(X-n)焊接连接；制备所述电芯负极结构：将堆叠后负极极片非基础层第2层外延空箔(2-2)...负极极片非基础层第m层外延空箔(2-m)...负极极片非基础层第n层外延空箔(2-n)与对应的负极极片基础层第2个锯齿(Y-2)...负极极片基础层第m个锯齿(Y-m)...负极极片基础层第n个锯齿(Y-n)焊接连接。

10.根据权利要求8所述的一种高安全叠片型锂电池的制备方法，其特点在于，注液工序，将电芯放置于露点低于-55℃的环境条件下进行；化工工序，将电芯放置于露点低于-10℃的环境条件下进行。