一种卷绕式锂离子电池裸电芯制造技术

技术编号:20277060 阅读:29 留言:0更新日期:2019-02-02 05:21
本实用新型专利技术提供一种卷绕式锂离子电池裸电芯,所述裸电芯包括至少一层正极极片、至少一层负极极片以及设置于正极极片与负极极片之间的隔膜,所述正极极片和/或负极极片的表面设置有凸起和凹坑。所述卷绕好的裸电芯不会因为卷绕张力的波动而出现极片打皱的问题,使用所述裸电芯的锂离子电池不会出现裸电芯变形的问题,且具有优异的可靠性、安全性以及一致性,且使用寿命长。

【技术实现步骤摘要】
一种卷绕式锂离子电池裸电芯
本技术属于动力电池
,涉及一种裸电芯,尤其涉及一种卷绕式锂离子电池裸电芯。
技术介绍
随着汽车电气化的发展,以及人们对电动续航里程的实际需要,单体锂离子电池有着向更高能量密度,更大尺寸发展的趋势;当前动力锂离子电池主要有两种生产工艺,卷绕工艺以及叠片工艺,其中卷绕工艺由于生产效率相对较高,在动力锂离子电池领域被广泛采用;采用卷绕工艺的动力锂离子电池,由于电池尺寸较大,并且极片较长,在卷绕过程中很容易由于卷绕张力的波动造成卷绕好的裸电芯极片打皱;并且锂离子电池在充放电过程中以及在充放电循环过程中正极极片以及负极极片会不断发生膨胀,尤其是正极采用三元材料时,极片的膨胀更加明显,这就会造成裸电芯极片打皱问题更加突出,严重影响电池使用过程中的可靠性;电池极片打皱会造成电池在充电过程中打皱位置发生析锂,引发安全隐患。CN2768220公开了一种锂离子电池的电极片芯及包括该片芯的锂离子电池,该电极片芯包括卷绕而成的负极极片,正极极片和位于负极极片和正极极片之间的1层隔膜;在正极极片的内侧,在正极极片卷绕首端和第一弯折处,还另外设置有至少1层隔膜,其中,在正极极片和/或负极极片的外侧的卷绕首端和第一弯折处,还另外设置有至少1层隔膜。所述极片芯的设计可以减少电池短路的问题,但是未能解决裸电芯极片打皱问题。CN102027627A公开了一种锂离子电池和用于该锂离子电池的电极卷绕体,所述锂离子电池是将电极卷绕体与非水电解液一起封入电池罐内而构成的,所述电极卷绕体是通过在由带状负极与带状正极隔着带状隔膜叠层卷绕而成的卷绕电极体的周围附着防松卷用带而成的,所述防松卷用带由1,1-二氟乙烯树脂与芳香族聚酯树脂的复合材料形成。所述电极卷绕体可以防止卷绕电极的松卷问题,但是未能解决裸电芯极片打皱问题。
技术实现思路
针对现有技术中存在的技术问题,本技术的提供一种卷绕式锂离子电池裸电芯,所述卷绕好的裸电芯不会因为卷绕张力的波动而出现极片打皱的问题,使用所述裸电芯的锂离子电池不会出现裸电芯变形的问题,且具有优异的可靠性、安全性以及一致性,且使用寿命长。为达山湖目的,本技术采用以下技术方案:本技术提供一种卷绕式锂离子电池裸电芯,所述裸电芯包括至少一层正极极片、至少一层负极极片以及设置于正极极片与负极极片之间的隔膜,所述正极极片和/或负极极片的表面设置有凸起和凹坑。作为本技术优选的技术方案,所述正极极片和/或负极极片的表面设置的凸起和凹坑的投影于极片表面的面积占据含有凸起和凹坑区域的极片面积的60~95%,如60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%等,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。本技术中,所述正极极片和/或负极极片的表面设置的凸起和凹坑的投影于极片表面的面积占据含有凸起和凹坑区域的极片面积的百分比与凸起和凹坑的排列方式有关,当至少有两层正极极片和/或负极极片表面设置有凸起和凹坑时,不同极片上设置的凸起和凹坑的排列方式可以相同或不同。作为本技术优选的技术方案,所述正极极片和/或负极极片的表面设置的凸起和凹坑的投影于极片表面的形状可以是圆形、半圆形、椭圆形或多边形中的任意一种图形或至少两种图形组成的二维图形。其中,当至少有两层正极极片和/或负极极片表面设置有凸起和凹坑时,不同极片上设置的凸起和凹坑投影于极片表面的形状可以相同或不同。作为本技术优选的技术方案,所述正极极片和/或负极极片的表面设置的凸起的高度为0.05~1mm,如0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。作为本技术优选的技术方案,所述正极极片和/或负极极片的表面设置的凹坑的深度为0.05~1mm,如0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1mm,但并不仅限于所列举的数值,该数值范围内其他未列举的数值同样适用。其中,当至少有两层正极极片和/或负极极片表面设置有凸起和凹坑时,不同极片上设置的凸起和凹坑的高度和深度可以相同或不同。与现有技术方案相比,本技术至少具有以下有益效果:本技术的提供一种卷绕式锂离子电池裸电芯,所述卷绕好的裸电芯不会因为卷绕张力的波动而出现极片打皱的问题,使用所述裸电芯的锂离子电池不会出现裸电芯变形的问题,且具有优异的可靠性、安全性以及一致性,且使用寿命长。附图说明图1是本技术提供的卷绕式锂离子电池裸电芯的结构示意图;图2是本技术提供的卷绕式锂离子电池裸电芯的细节A处的结构示意图;图3是本技术提供的卷绕式锂离子电池裸电芯包含的设置有凸起和凹坑极片的结构示意图;图中:1-卷绕式锂离子电池裸电芯,2-设置有凸起和凹坑的极片,3-平面极片,4-极片上设置的凸起(凹坑)。下面对本技术进一步详细说明。但下述的实例仅仅是本技术的简易例子,并不代表或限制本技术的权利保护范围,本技术的保护范围以权利要求书为准。具体实施方式本技术中所述卷绕式锂离子电池裸电芯,即采用卷绕式工艺制备得到的裸电芯。本技术中,所述凸起为相对于极片表面凸出于极片外侧所形成的结构,所述凹坑为相对于极片表面凹陷于极片内侧所形成的结构。本技术中,正极极片和/或负极极片的表面设置的凸起和凹坑通过表面带有凸起与凹坑的压辊对极片进行压制处理制备得到。本技术中,凸起与凹坑可以连续存在,也可以间歇存在,可按规律排列,也可无序排列,即可以根据实际需求,只分布于裸电芯拐角处,也可以仅分布于裸电芯大面,也可以均匀分布于裸电芯拐角以及裸电芯大面。本技术中,所述正极极片和/或负极极片的表面设置的凸起和凹坑的投影于极片表面的面积占据含有凸起和凹坑区域的极片面积的60~95%,可以理解为将极片设置有凸起和凹坑的部分摊平并平行于地面投影得到的投影面积中,凸起和凹坑的投影面积所占的百分比。本技术中,所述正极极片和/或负极极片的表面设置的凸起的高度以及凹坑的深度均以极片的平面为标准。本技术具体实施例部分的裸电芯以及电极采用以下方法制备得到:(1)将正极活性物质Li(Ni0.8Co0.1Mn0.1)O2、乙炔黑、聚偏氟乙烯按照97:1.5:0.5:1混合并加入到N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中,制成正极浆料;(2)将制备好的正极浆料均匀涂覆在厚度为12μm的铝箔表面并烘干;(3)将烘干好的极片经过辊压压制到目标厚度后,再使用特质的表面带有凸起与凹坑的压辊对极片进行处理,以制备出带有凸起与凹坑的正极极片;(4)再将极片按照需求进行分切;负极极片制备:(1)将石墨、乙炔黑、羧甲基纤维素钠、丁苯橡胶、按照比例96:2:1:1混合后加入去离子水中,制备成负极浆料;(2)将制备好的负极浆料均匀涂覆在6μm的铜箔表面并烘干;(3)将烘干好的极片经过辊压压制到目标厚度;(4)再将极片按照需求进行分切;电池制备:(1)将正极极片、负极极片以及隔离按照负极-隔膜-正极-隔膜-负极-隔膜的顺序卷绕成裸电芯;(2)将裸电芯按照需求进本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种卷绕式锂离子电池裸电芯,其特征在于,所述裸电芯包括至少一层正极极片、至少一层负极极片以及设置于正极极片与负极极片之间的隔膜,所述正极极片和/或负极极片的表面设置有凸起和凹坑。

【技术特征摘要】
1.一种卷绕式锂离子电池裸电芯,其特征在于,所述裸电芯包括至少一层正极极片、至少一层负极极片以及设置于正极极片与负极极片之间的隔膜,所述正极极片和/或负极极片的表面设置有凸起和凹坑。2.根据权利要求1所述的裸电芯,其特征在于,所述裸电芯包括由外至内依次连接的第一负极极片、第一隔膜、正极极片、第二隔膜、第二负极极片以及第三隔膜,其中所述第一负极极片以及第二负极极片的表面设置有凸起和凹坑。3.根据权利要求1所述的裸电芯,其特征在于,所述正极极片和/或负极极片的表面设置的凸起和凹坑的投影于极片表面的面积占据含有凸起和凹坑区域的极片面积的60~95%。4.根据权利要求1所述的裸电芯,其特征在于,当至少有两层正极极片和/或负极极片表面设置有凸起和凹坑时,每个极片上设置的凸起和凹坑的排列方式相同或不同。5.根据权利要求1所述的裸电芯,其特征在于,所述正极极片和/...

【专利技术属性】
技术研发人员:姜斌王正瑞于丰杜可龙绘锦熊星权
申请(专利权)人:东莞塔菲尔新能源科技有限公司江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司深圳塔菲尔新能源科技有限公司
类型:新型
国别省市:广东,44

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