一种分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法，属于锂离子电池制造技术领域。它解决如何避免生产效率低、一致性差的问题。本方法包括：将正极分卷冲切成带正极极耳的正极卷带，负极分卷冲切成带负极极耳的负极卷带；相邻正极极耳和负极极耳均以两相邻极耳的冲切位对称设置；每切割下正极单片直接放置于连续的卷绕隔膜一上形成正极片/隔膜带，每切割下负极单片直接放置于连续的卷绕隔膜二上形成负极片/隔膜带；将正极片/隔膜带位于负极片/隔膜带上方重合后层叠，从而形成覆合叠片极组，并将覆合叠片极组进行热压复合形成极组复合体；对极组复合体进行卷绕，形成分切叠片卷绕式单体电池卷芯。有效提高了生产效率和一致性。

【技术实现步骤摘要】
一种分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法
本专利技术属于锂离子电池制造
，涉及一种分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法。
技术介绍
锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点。锂离子电池作为电动汽车关键部件，其各电化学性能的表现将直接成为影响电动汽车广泛推广应用的主要限制条件之一。而作为锂离子电池的核心部件，电芯的制作将直接影响到锂离子电池的各相关性能。现有技术中有卷绕式电芯和叠片式电芯。.卷绕式电芯适合小容量电池，且卷绕过程不易控制，容易偏绕，由于极片与极片、极片与隔膜之间的普通贴合方式造成了卷绕之后的电芯不紧实，且由于引力作用还会出现“S”型变形，导致尺寸过大、卷芯过厚等缺陷。叠片式电芯，是由负极极片和正极极片交替放入隔离膜中。叠片式电芯的层数以及极片的尺寸不受限制，电池的性能发挥好，适合大容量电池电芯制作。但是叠片式电芯在叠片的过程中容易出现错位的现象，在化成后容易夹杂气泡，造成后续锂离子电池生产过程中出现偏绕、短路、鼓包和尺寸不良等缺陷。对于大容量锂离子电池的电芯，常规的卷绕式和叠片式制作方法都不是最佳的选择。中国专利文献公开了申请号为201610424893.1的一种卷绕式锂离子叠片电池的快速制备方法，包括(1)选取多个分切好的正极单片、负极单片和条形隔膜备用；(2)将多个正极单片和负极单片以正极单片、负极单片、负极单片、正极单片为单元的顺序依次设置在隔膜表面并固定形成复合极片；(3)通过卷针对复合极片进行卷绕，使卷绕后的正极单片、隔膜与负极单片相互层叠形成叠片电池。该专利虽然省去了多层结构单元的制作、分切、固定及转移步骤，但分切后单层叠片的制作方式使得相同的厚度电芯需要的隔膜卷带长度比双层的隔膜卷带长了一倍，过长的隔膜卷带不仅增加了卷绕难度，使得单条生产线过长，放置排列正负极极片形成单层的复合极片时的工艺难度加大。不能和分切工位对接，需要分切准备后需要上料工位过程形成复合极片，这个过程通过吸盘吸取极片或复合极片放置在隔膜上容易出现多吸、摆放不正、错位，从而导致生产效率低等一系列问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述问题，提出了一种分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法。该方法解决了如何在连贯的生产流程中避免偏绕、错位、难定位、多吸等导致生产效率低下和一致性差的问题。本专利技术通过下列技术方案来实现：一种分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将正极分卷冲切成具有正极极耳的正极卷带，使正极卷带相邻正极极耳以相邻两正极极耳之间的冲切位对称设置，负极分卷冲切成具有负极极耳的负极卷带，负极卷带相邻负极极耳以相邻两负极极耳之间的冲切位对称设置，且正极卷带和负极卷带层叠重合时，正极极耳和负极极耳对应错开；B、将步骤A中的正极卷带切割成若干个带有正极极耳的正极单片，负极卷带切割成若干个带有负极极耳的负极单片，每切割下的一个正极单片直接放置于卷绕隔膜一上，同步每切割下一个负极单片直接放置于卷绕隔膜二上，正极单片依次排布于卷绕隔膜一形成正极片/隔膜带，负极单片依次排布于卷绕隔膜二上形成负极片/隔膜带；C、将正极片/隔膜带位于负极片/隔膜带上方重合后层叠，从而形成具有正极单片、卷绕隔膜一、负极单片、卷绕隔膜二分层顺序的覆合叠片极组，并将覆合叠片极组进行热压复合形成极组复合体；D、对极组复合体进行卷绕，形成分切叠片卷绕式的单体电池卷芯。正极分卷和负极分卷进行冲切成对应的正极卷带和负极卷带，正极卷带上的正极极耳成两两相对模式，相邻正极极耳以相邻两正极极耳之间的冲切位对称设置，冲切位为正极卷带冲切单个正极单片和负极卷带冲切单个负极单片的切割位置。第一个正极极耳和第二个正极极耳以两个极耳之间的冲切位为对称中心线进行对称设置，比如第一个正极极耳在第一个正极单片的左侧时，则对应相邻的第二个正极极耳位于对应第二个正极单片的右侧，则第三个正极极耳在第三个正极单片的左侧，第四个正极极耳位于对应第四个正极单片的右侧，以此顺序类推排列，对应的负极卷带上的负极极耳分布于正极卷带上重合时正好错开，且排列顺序如正极卷带上的正极极耳也是相邻负极极耳相对设置，即与上述正卷带对应错开时第一个负极极耳在第一负极单片上的右侧时，则对应相邻的第二个负极极耳位于对应第二个负极单片的左侧，则第三个负极极耳在第三个负极单片的右侧，第四个正极极耳位于对应正极单片上的右侧，以此顺序类推排列。按此顺序依次排列冲切分割后的正极单片和负极单片还是按着上述的排列顺序依次放置与卷绕隔膜一和卷绕隔膜二上，无需再进行对正极单片或负极单片上料工序相对应的通过吸盘吸取极片或复合极片放置在隔膜上对放置位置、方向进行调整，通过分切步骤直接确定后续正极单片和负极单片在卷绕隔膜上的放置方向、放置顺序，且同一个操作平台上切割后直接放置在卷绕隔膜一和卷绕隔膜二上的正极单片和负极单片为一直线型，更加整齐，只需要控制输送卷绕隔膜一和卷绕隔膜二的传送带调整相邻正极单片和负极单片在卷绕隔膜一和卷绕隔膜二间距，实现了分切工位与隔膜放置、重合、复合等工位的连贯生产，无需转移、上料、倒置等附加加工过程，从而有效避免了多吸、摆放不正、错位等系列问题，并且克服了后工序排气困难，降低了内阻，增大了电芯的硬度等，提高了生产效率、生产一致性以及电芯的安全性。在上述的分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法中，所述正极片/隔膜带的正极单片在卷绕隔膜一上的排布顺序与对应未切割时正极卷带的顺序一致，负极片/隔膜带的负极单片在卷绕隔膜二上的排布顺序与对应未切割时负极卷带的顺序一致。从冲片开始到最后卷绕成型正极单片和负极单片的排列顺序和方向都不会改变，从而有效避免了多吸、摆放不正、错位的情况，从而提高了生产质量和生产效率。在上述的分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法中，上下对应重合的正极片/隔膜带上的正极单片和负极片/隔膜带上的负极单片中心点重合。保证覆合叠片极组上下对应的正极单片片和负极单片中心重合，即相互重合上下对应的正极单片四边到负极单片四边距离分别相等，覆合叠片极组热压复合形成极组复合体更加整齐，避免卷绕时型变问题，减少后续排气难的问题，提高电芯的硬度，降低内阻，提高比能量。在上述的分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法中，所述卷绕隔膜一和卷绕隔膜二分别为连续整体的条形隔膜带。方便正极单片和负极单片在卷绕隔膜一和卷绕隔膜二放置整齐和相邻极片之间的间距控制调整，也是为了保证后续层叠、复合、卷绕工艺的连贯，提高了生产效率。在上述的分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法中，所述步骤B中同步正极单片放置于卷绕隔膜一上形成正极片/隔膜带时，在正极片/隔膜带的正极单片上表面附上PET膜；同步负极单片放置于卷绕隔膜二上形成负极片/隔膜带时，在负极片/隔膜带的卷绕隔膜二下表面附上PET膜。正极单片放置在卷绕隔膜一上的同时负极单片也被放置在卷绕隔膜二上，随后和上下两层PET膜一同进入重合部位重合，形成一条连续的覆合叠片极组长带，大大的提高了整个生产过程的连续性和一致性。在上述的分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法中，所述步骤C中将正极片/隔膜带位于负极片/隔膜带上方重合后层叠，从而形成具有PET膜、正本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将正极分卷冲切成具有正极极耳的正极卷带(7)，使正极卷带(7)上任意相邻正极极耳以相邻两个正极极耳之间的冲切位(11)成对称设置，负极分卷冲切成具有负极极耳的负极卷带(8)，使负极卷带(8)上任意相邻负极极耳以相邻两个负极极耳之间的冲切位(11)成对称设置，且正极卷带(7)和负极卷带(8)重合层叠时，正极极耳和负极极耳对应错开；B、沿冲切位将步骤A中的正极卷带(7)切割成若干个带有正极极耳的正极单片(1)，沿冲切位将负极卷带(8)切割成若干个带有负极极耳的负极单片(2)，每切割下一个正极单片(1)直接放置于连续的卷绕隔膜一(3)上，同步每切割下一个负极单片(2)直接放置于连续的卷绕隔膜二(4)上，正极单片(1)依次排布于卷绕隔膜一(3)形成正极片/隔膜带，负极单片(2)依次排布于卷绕隔膜二(4)上形成负极片/隔膜带；C、将正极片/隔膜带位于负极片/隔膜带上方重合后热压复合形成极组复合体(6)；D、对极组复合体(6)进行卷绕，形成分切叠片卷绕式的单体电池卷芯。

【技术特征摘要】
1.一种分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将正极分卷冲切成具有正极极耳的正极卷带(7)，使正极卷带(7)上任意相邻正极极耳以相邻两个正极极耳之间的冲切位(11)成对称设置，负极分卷冲切成具有负极极耳的负极卷带(8)，使负极卷带(8)上任意相邻负极极耳以相邻两个负极极耳之间的冲切位(11)成对称设置，且正极卷带(7)和负极卷带(8)重合层叠时，正极极耳和负极极耳对应错开；B、沿冲切位将步骤A中的正极卷带(7)切割成若干个带有正极极耳的正极单片(1)，沿冲切位将负极卷带(8)切割成若干个带有负极极耳的负极单片(2)，每切割下一个正极单片(1)直接放置于连续的卷绕隔膜一(3)上，同步每切割下一个负极单片(2)直接放置于连续的卷绕隔膜二(4)上，正极单片(1)依次排布于卷绕隔膜一(3)形成正极片/隔膜带，负极单片(2)依次排布于卷绕隔膜二(4)上形成负极片/隔膜带；C、将正极片/隔膜带位于负极片/隔膜带上方重合后热压复合形成极组复合体(6)；D、对极组复合体(6)进行卷绕，形成分切叠片卷绕式的单体电池卷芯。2.根据权利要求1所述的分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于，所述正极片/隔膜带的正极单片(1)在卷绕隔膜一(3)上的排布顺序与对应未切割时正极卷带(7)的顺序一致，负极片/隔膜带的负极单片(2)在卷绕隔膜二(4)上的排布顺序与对应未切割时负极卷带(8)的顺序一致。3.根据权利要求1或2所述的分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于，上下对应重合的正极片/隔膜带上的正极单片(1)和负极片/隔膜带上的负极单片(2)中心点重合。4.根据权利要求1或2所述的分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法，其特征在于，所述卷绕隔膜一(3)和卷绕隔膜二(4)分别为连续整体的条形隔膜带。5.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭恒志，贲晴，吴波涛，陈怀胜，
申请(专利权)人：浙江衡远新能源科技有限公司，山东衡远新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33