[发明专利]一种聚合物锂离子电池及其制作方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及一种聚合物锂离子电池及其制作方法。

【背景技术】

电子信息时代使对移动电源的需求快速增长。锂离子电池具有高电压、高容量的重要优点，且循环寿命长、安全性能好，使其在便携式电子设备、电动汽车、空间技术、国防工业等多方面具有广阔的应用前景，成为近几年广为关注的研究热点。

目前，如图1-图4所示，一种聚合物锂离子电池的结构具体包括：卷芯，其包括负极片1、设于负极片1上的负极耳4、正极片2、设于正极片2上的正极耳5及设置在负极片1上并用于隔开负极片1和正极片2的隔膜3，负极片1和正极片2以负极耳4和正极耳5的间距为卷绕内轴进行卷绕成卷芯，负极耳4、正极耳5分别位于负极片1和正极片2的头部空箔，即位于卷芯的外层；及外壳6，其用于容纳所述卷芯和电解质。这种极耳内定位卷绕结构的锂离子电池(即常规卷绕电池)的生产方式是这样，先将负极耳、正极耳分别焊接到负极片、正极片上，然后按照负极耳和正极耳之间的距离调整卷机的卷针的位置，将卷针定位在负极耳和正极耳上，再卷针将负极片和正极片进行卷绕成卷芯。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题是提供一种聚合物锂离子电池，其性能好、运用灵活且适合自动化生产。

上述技术问题通过以下技术方案解决：

一种聚合物锂离子电池，包括卷芯、正极耳、负极耳、非水电解液及聚合物包装膜，所述卷芯包括正极片、负极片、设置在负极片或正极片上以用于隔开负极片和正电极片的隔膜，所述负极片涂有负极活性材料层，所述正极片涂有正极活性材料层；其特征在于，所述正极片的尾部留有空箔，所述负极片的尾部留有空箔，所述负极片和正极片层叠卷绕成所述卷芯，负极耳、正极耳分别对应地焊接处于负极片尾部的空箔、正极片尾部的空箔上，卷芯和非水电解液容纳于聚合物包装膜内。

处于内层的极片的空箔位于比处于外层的极片的空箔之后。

所述负极耳、正极耳设置在卷芯的同一侧，方向垂直于正、负极片卷绕方向；或设置在卷芯的两侧，方向垂直于正、负极片卷绕方向；或设置在卷芯的同侧，方向平行于正、负极片卷绕方向。

所述隔膜采用聚乙烯微孔隔膜或者聚丙烯微孔隔膜组成的单层或多层，或者由聚乙烯微孔隔膜和聚丙烯微孔隔膜组成的多层。

所述负极活性材料层采用人造石墨或天然石墨。

所述正极活性材料层采用钴酸锂材料、镍锰钴三元材料和锰酸锂材料中的一种或两种或三种材料。

本发明还提供一种聚合物锂离子电池的制作方法，包括以下步骤：

(1)制作负极片：

采间隔涂布方式将一段未经涂布的负极片进行两面涂布负极活性材料层，然后进行烘烤和压光，再按照间隔进行切片，得出所需的负极片，负极片的尾部留有空箔；

(2)、制作正极片：

采间隔涂布方式将未经涂布的正极片进行两面涂布正极活性材料层，然后进行烘烤和压光，再按照间隔进行切片，得出所需的正极片，正极片的尾部留有空箔；

(3)、将步骤(1)制得的负极片和将步骤(2)制得的正极片进行叠放，隔膜设置在负极片或正极片上以将正极片和负极片进行隔开，正极片和负极片以负极片在内或正极片在内的方式卷绕成卷芯；

(4)、将正极耳、负极耳对应地焊接在正极片尾部的空箔、负极片尾部的空箔上；

(5)焊接正极耳、负极耳后将卷芯装聚合物包装膜，进行顶侧封、注非水电解液、化成、分选后出本发明聚合物锂离子电池。

所述步骤(3)中卷绕成卷芯后，处于内层的极片尾部的空箔位于比处于外层的极片尾部的空箔之后。

所述步骤(4)中负极耳、正极耳的焊接方向为：负极耳、正极耳在卷芯的同侧，方向垂直于正极片、负极片的卷绕方向；或，负极耳、正极耳在卷芯的不同侧，方向垂直于正极片、负极片的卷绕方向；或，负极耳、正极耳设置在卷芯的同侧，方向平行于正极片、负极片的卷绕方向。

本发明聚合物锂离子电池及制作方法具有以下特点及优点：

1)负极片、正极片和负极耳、正极耳不用预先焊接组装在一起，而是直接将负极片、正极片和隔膜卷绕组装生产效率高，实现了自动化组装；

2)由于负极耳、正极耳分别焊接在负极片、正极片的尾部空箔，负极片、正极片先卷绕后焊接负极耳、正极耳，简化了整个卷芯组装工艺，提高了生产效率；

3)体积能量密度高，比常规卷绕结构的电池要高约4％；

4)电池安全性高，可通过250℃铁板高温加热测试和10C/10V过充电测试；

5)常温循环寿命可以达到400次80％以上；

6)负极耳、正极耳的设置方式灵活，以适应不同设计要求；