一种提高能量密度的软包锂电池制备方法技术

本发明专利技术提供了一种提高能量密度的软包锂电池制备方法，包括如下步骤：1)制备边缘部位具有极耳焊接区和极片空缺区的正、负极片；2)在隔膜边缘部位冲切出两个隔膜缺口；3)将负极片、隔膜、正极片依次叠加，正极片的极耳焊接区和极片空缺区分别与负极片的极片空缺区和极耳焊接区对应，隔膜的两个隔膜缺口与极耳焊接区和极片空缺区对应；4)在极耳焊接区内焊接极耳形成内部电芯；5)在内部电芯内注入电解液，封装，即得软包锂电池。该发明专利技术将电池极片的极片活性层外部的集流体焊接区域转移到其内部，极耳焊接只需占用极片活性层本体很小的一部分区域，且极耳无需弯折处理，使电池内的空间得到充分的利用，提高了锂电池的体积能量密度。

A preparation method of soft lithium battery with increased energy density

The invention provides a method for the preparation of a soft packet lithium battery for increasing the energy density, including the following steps: 1) the preparation of a positive and a negative electrode with a polar ear welding area and a pole vacancy area on the edge part; 2) cutting out two diaphragm gaps at the edge of the diaphragm; 3) the negative electrode, the septum, the positive electrode are superimposed in turn, and the pole ears of the positive plate are used. The welding area and the pole vacancy area correspond to the polar plate vacancy area and the polar ear welding area of the negative electrode, and the two diaphragm gaps correspond to the polar ear welding area and the pole vacancy area; 4) the inner electric core is formed in the polar ear welding area, and 5) the electrolysis liquid is injected into the inner core, and the package, that is, the soft lithium battery. The invention transfers the soldering area from the outer part of the electrode active layer to the inner part of the electrode. The soldering of the polar ear is only required to take up a small part of the active layer of the electrode, and the polar ear does not have to be bent, so that the space in the battery is fully utilized and the volume energy density of the lithium battery is improved.

【技术实现步骤摘要】
一种提高能量密度的软包锂电池制备方法
本专利技术属于储能
，具体涉及一种提高能量密度的软包锂电池制备方法。
技术介绍
锂离子电池分布在我们生活的每一个角落，其应用领域包括手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、移动电源（充电宝）、应急电源、剃须刀、电动自行车、电动汽车、电动公交车、旅游观光车、无人机，以及其他各类电动工具。作为电能的载体和众多设备的动力来源，可以说，锂离子电池的使用已经渗透了我们生活的方方面面。软包装锂离子电池是锂离子电池常见的形态，其基本组成单元为内部电芯、外部包装膜以及负责锂离子传输的电解液。其中，内部电芯为锂离子电池的能量承载体，其组成一般包括正极片、负极片、隔膜三大组分，而正负极极片又各自包含活性成分层以及电子传输层（集流体）。正极片的集流体一般选用铝箔，主要在于其耐高电压下的氧化反应；负极片的集流体一般选用铜箔，主要在于其耐低电压下的还原反应；电池电流的引出一般使用金属极耳与极片集流体焊接的方式。由于软包装电池的制备工艺的可操作性较强，所以，市面上可见的软包装锂离子电池也是形态各异，但基本结构不会发生变化。尽管软包装锂离子电池可以被制备成各种形状规格，但是考核锂电池能量大小的标准是不变的，一般以单位体积或者单位重量的锂电池所能发挥出的能量大小作为衡量标准，即电池的能量密度。作为当前电池行业的中坚力量的锂离子电池的研发重点也是在于提高其能量密度，包括提升电池的质量能量密度和体积能量密度两个方面。当今消费类电子设备的发展趋势是轻、薄，甚至一些电子产品还需要电池具备特殊的属性，如柔性耐弯曲，对应的锂离子电池也会向轻、薄化发展。随着电池的变薄，包装膜、极耳等非活性成分在质量和体积中所占的比重将逐步增大，导致电池的能量密度降低，甚至随着电池厚度的变薄，一些原有的电池结构都会受到影响，如图1所示，在薄款的软包装电池中，极耳焊接部位将不能再通过折弯的形式来减小无效区域的体积，只能通过平铺的方式进行极耳的引出，否则极耳焊接部位将会对铝塑包装膜形成尖端凸顶效果，除了电池厚度不均一、不美观外，还可能引起包装膜破裂等致命问题，因而将金属集流体上预留的用于焊接极耳的极耳焊接区设置在极片活性层边缘外部，但是极耳一旦平铺放置，将对极耳焊接方向的电池空间利用率造成极大的浪费，约3～5mm的长度将因为极耳平铺而不能有效利用，从而使得电池的体积能量密度受到极大的影响。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有薄款软包锂电池中极耳平铺放置而增加无效区域体积，导致其体积能量密度降低的问题。为此，本专利技术实施例提供了一种提高能量密度的软包锂电池制备方法，包括如下步骤：1)制备边缘部位具有方形槽结构的极耳焊接区和极片空缺区的正、负极片；2)隔膜的制备：在隔膜边缘部位冲切出与正、负极片上极耳焊接区和极片空缺区相对应的两个隔膜缺口；3)叠片：将步骤1)中的正极片与负极片叠加放置，并将正极片的极耳焊接区与负极片的极片空缺区相对应，正极片的极片空缺区与负极片的极耳焊接区相对应，将步骤2)制备的隔膜放置在正极片和负极片之间，两个隔膜缺口与正、负极片的极耳焊接区和极片空缺区相对应；4)极耳焊接：经步骤3)叠片后的正、负极片的极耳焊接区内分别焊接极耳，形成内部电芯；5)电池封装：步骤4)得到的内部电芯内注入电解液，并通过外包装膜进行封装，即得软包锂电池。进一步的，所述步骤1)中正、负极片的制备过程为按设计的极片规格，在正、负极集流体上分别进行涂布极片活性层形成正、负极片，且在涂布过程中正、负极集流体上均沿涂布中心线等间距设有若干个空白区，待涂布的极片活性层烘干后分切正、负极片，分切后正、负极片边缘均具有一个空白区，并在该空白区冲切出极耳焊接区，最后按照设计的极耳中心距距离在分切后正、负极片上与极耳焊接区同边相邻一定距离处冲切出极片空缺区。进一步的，所述正、负极集流体进入涂布区前一定间隔区域内等间距粘贴若干个隔离层，然后再对正、负极集流体进行涂布极片活性层；涂布的极片活性层烘干后取下隔离层，即在正、负极片上形成空白区。进一步的，所述隔离层为长方形胶带，该胶带的长度方向与正、负极集流体涂布的宽度方向一致，且胶带的厚度为50～200um。进一步的，所述极耳焊接区的三边中一边与极片活性层连接，另外两边与极片活性层具有一定间距。进一步的，所述隔膜的边缘超出极片活性层边缘1～1.5mm。进一步的，所述步骤3)中正、负极片有多对，且正极片和负极片依次交错进行叠片。进一步的，所述步骤3)中将正、负极片及隔膜叠片后，极耳焊接前将隔膜缺口边缘通过胶带粘贴固定。进一步的，所述步骤4)中极耳焊接后，极耳的焊接部位通过胶带粘贴包裹。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术提供的这种提高能量密度的软包锂电池制备方法将一般电池极片在极片活性层区域外部的集流体焊接区域转移到极片活性层区域内部，在靠近极片边缘的区域预留裸露的集流体部分用于焊接极耳，焊接后的极耳不需要进行弯折处理，不仅能使锂电池的外包装膜内的空间得到充分的利用，而且还能将极耳焊接后折弯部分的厚度节省下来用作极片活性层，从而更大程度的填充活性材料，大大提高了锂电池的体积能量密度。以下将结合附图对本专利技术做进一步详细说明。附图说明图1是现有软包锂电池中极片的结构示意图；图2是本专利技术中极片的结构示意图；图3是本专利技术中内部电芯结构爆炸图。附图标记说明：1、极片活性层；2、极耳焊接区；3、极片空缺区；4、正极片；5、隔膜、6、负极片；7、隔膜缺口。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制；在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。本实施例提供了一种提高能量密度的软包锂电池制备方法，包括如下步骤：(1)制备边缘部位具有方形槽结构的极耳焊接区2和极片空缺区3的正、负极片，其具体结构如图2所示，极耳焊接区2用于极耳的焊接，极片空缺区3用于正、负极片对位时以方便对极片的焊接。上述正、负极片的具体制备过程如下：首先，按设计的极片规格，在正、负极集流体上分别进行涂布极片活性层1形成正、负极片，其中，制备正极片4的正极集流体选用铝箔，制备负极片6的负极集流体选用铜箔，同时在该涂布过程中，正、负极集流体上均沿涂布中心线等间距预留有用于制备极耳焊接区的若干个空白区，而在涂布过程中此空白区形成的一种具体实施方式可以是在所述正、负极集流体进入涂布区前一定间隔区域内等间距粘贴若干个隔离层，然后再对正、负极集流体进行正常涂布极片活性层1，具体的，该隔离层可采用长方形胶带，该胶带的长度方向与正、负极集流体涂布的宽度方向一致，且胶带的厚度依据涂布的厚度不同可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高能量密度的软包锂电池制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)制备边缘部位具有方形槽结构的极耳焊接区和极片空缺区的正、负极片；2)隔膜的制备：在隔膜边缘部位冲切出与正、负极片上极耳焊接区和极片空缺区相对应的两个隔膜缺口；3)叠片：将步骤1)中的正极片与负极片叠加放置，并将正极片的极耳焊接区与负极片的极片空缺区相对应，正极片的极片空缺区与负极片的极耳焊接区相对应，将步骤2)制备的隔膜放置在正极片和负极片之间，两个隔膜缺口与正、负极片的极耳焊接区和极片空缺区相对应；4)极耳焊接：经步骤3)叠片后的正、负极片的极耳焊接区内分别焊接极耳，形成内部电芯；5)电池封装：步骤4)得到的内部电芯内注入电解液，并通过外包装膜进行封装，即得软包锂电池。

【技术特征摘要】
1.一种提高能量密度的软包锂电池制备方法，其特征在于：包括如下步骤：1)制备边缘部位具有方形槽结构的极耳焊接区和极片空缺区的正、负极片；2)隔膜的制备：在隔膜边缘部位冲切出与正、负极片上极耳焊接区和极片空缺区相对应的两个隔膜缺口；3)叠片：将步骤1)中的正极片与负极片叠加放置，并将正极片的极耳焊接区与负极片的极片空缺区相对应，正极片的极片空缺区与负极片的极耳焊接区相对应，将步骤2)制备的隔膜放置在正极片和负极片之间，两个隔膜缺口与正、负极片的极耳焊接区和极片空缺区相对应；4)极耳焊接：经步骤3)叠片后的正、负极片的极耳焊接区内分别焊接极耳，形成内部电芯；5)电池封装：步骤4)得到的内部电芯内注入电解液，并通过外包装膜进行封装，即得软包锂电池。2.如权利要求1所述的提高能量密度的软包锂电池制备方法，其特征在于：所述步骤1)中正、负极片的制备过程为按设计的极片规格，在正、负极集流体上分别进行涂布极片活性层形成正、负极片，且在涂布过程中正、负极集流体上均沿涂布中心线等间距设有若干个空白区，待涂布的极片活性层烘干后分切正、负极片，分切后正、负极片边缘均具有一个空白区，并在该空白区冲切出极耳焊接区，最后按照设计的极耳中心距距离在分切后正、负极片上与极耳焊接区同边相邻一定距离处冲切出极片空缺...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贝，胡韬，解明，
申请(专利权)人：柔电武汉科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42