[发明专利]方形卷绕式锂离子电池的装配方法和锂离子电池

说明书

本发明属于电池装配技术领域，涉及一种方形卷绕式锂离子电池的装配方法和锂离子电池。该锂离子电池的装配方法，包括以下步骤：通过至少一次热压和/或冷压的方式，对卷芯进行定型；卷芯的两端分别为正极留白区和负极留白区；将定型后的卷芯的至少一部分正极留白区和负极留白区进行揉平，分别形成正极揉平区和负极揉平区；利用激光焊接的方式分别将正极揉平区和负极揉平区与正极汇流排和负极汇流排焊接在一起；入壳，得到方形卷绕式锂离子电池。本发明提高了方形卷绕的全极耳设计的电池能量密度，缓解了传统的装配工艺存在卷芯有效体积占比小、电池能量密度低、多卷芯并联装配困难等问题，并且工艺流程简单、易行，高效可控，工艺损耗少。

技术领域

本发明属于电池装配技术领域，具体而言，涉及一种方形卷绕式锂离子电池的装配方法和锂离子电池。

背景技术

锂电池因其电压高、比能量大、充放电寿命长、放电性能稳定、自放电率低和无污染等优点，在新能源汽车、储能等领域得到了广泛的应用。随着市场发展尤其是新能源汽车的快速发展，行业的需要，国家政策的指引，对动力锂离子电池的倍率性能及能量密度要求越来越高。根据《中国制造2025》明确了动力电池的发展规划：2020年，电池能量密度达到300Wh/kg；2025年，电池能量密度达到400Wh/kg；2030年，电池能量密度达到500Wh/kg。方形锂离子电池由于PACK组装工艺简单且PACK后系统能量密度高，成为动力锂电池发展的一条主要路线。

目前，方形卷绕动力锂电池常用的提高锂电池倍率的一种方法是增加极耳载流面积，现在主要有两种方案一种是全极耳设计方案，另一种是多极耳设计方案。传统的全极耳方案：不需要对未涂布集流体模切处理，且焊接工艺简单，但是由于通过超声焊接把正或负极留白处与汇流排焊接，焊接较面积大，且焊接时，层与层间的错位造成正负极涂布留白占比高，所以单体外壳内卷心的有效体积占比少，同一尺寸的全极耳方案比多极耳方案的能量密度低5％～15％；当单体容量做大时，需要多只卷芯并联，多只电芯并联组装工艺复杂难以实现，且卷芯的有效体积占比更少。传统的多极耳方案：由于要对极片的未涂布集流体部分模切，多了一道工序；且模切后的极片在卷绕工序，对卷绕机要求高，且生产效率低；集流体的留白设计比较多，造成的工艺损耗也多，对提高极片的压实有一定影响。

因此，所期望的提供一种方形卷绕式锂离子电池的装配方法，能够缓解现有的全极耳设计方案存在的电池能量密度低，设计为多卷芯并联时装配困难的问题。

鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种方形卷绕式锂离子电池的装配方法，该方法装配得到的电池能量密度大，多卷芯并联装配容易，能够克服上述问题或者至少部分地解决上述技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种锂离子电池，利用上述的方形卷绕式锂离子电池的装配方法得到。

本发明的第三目的在于提供一种包含上述锂离子电池的电动工具、电动车辆或电力储存系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

根据本发明的一个方面，本发明提供一种方形卷绕式锂离子电池的装配方法，包括以下步骤：

通过至少一次热压和/或至少一次冷压的方式，对卷芯进行定型，所述卷芯的两端分别为正极留白区和负极留白区；

将定型后的卷芯的至少一部分正极留白区和至少一部分负极留白区进行揉平，分别形成正极揉平区和负极揉平区；

利用激光焊接的方式将正极揉平区与正极汇流排焊接在一起，将负极揉平区与负极汇流排焊接在一起；

入壳，得到方形卷绕式锂离子电池。

作为进一步优选技术方案，通过至少一次热压与至少一次冷压相结合的方式，对卷芯进行定型；