一种异形锂电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种异形锂电池及其制造方法，属于锂电池制造技术领域。该异形锂电池的制造方法包括如下步骤：将以隔膜相隔的异形正极极片和异形负极极片通过卷针进行卷绕，得到异形电芯；对异形电芯进行切割以去除多余的隔膜，得到异形锂电池；其中，异形正极极片为异形连续料带或者是由多个异形单体极片构成；异形负极极片为异形连续料带或者是由多个异形单体极片构成；异形连续料带为在矩形连续料带的至少一侧沿长度方向经裁切而形成的凹陷部与凸起部交替设置的齿形料带。本发明专利技术采用卷绕的方式加工异形锂电池，能够提高适应性，降低换型成本，提高生产效率，满足不同形状的锂电池产品需求。

A special-shaped lithium battery and its manufacturing method

The invention provides a heteromorphic lithium battery and a manufacturing method thereof, belonging to the technical field of lithium battery manufacturing. The manufacturing method of the special-shaped lithium battery includes the following steps: winding the special-shaped positive pole piece and the special-shaped negative pole piece separated by the diaphragm through the rolling needle to obtain the special-shaped electric cell; cutting the special-shaped electric cell to remove the redundant diaphragm to obtain the special-shaped lithium battery; wherein, the special-shaped positive pole piece is a special-shaped continuous strip or is composed of a plurality of special-shaped single pole pieces; the special-shaped negative pole The sheet is a special-shaped continuous strip or is composed of a plurality of special-shaped single pole pieces; the special-shaped continuous strip is a tooth shaped strip alternately arranged at the concave part and the convex part formed by cutting at least one side of the rectangular continuous strip along the length direction. The special-shaped lithium battery is processed by winding, which can improve the adaptability, reduce the cost of type change, improve the production efficiency and meet the requirements of lithium battery products with different shapes.

【技术实现步骤摘要】
一种异形锂电池及其制造方法
本专利技术涉及锂电池制造技术，尤其涉及一种异形锂电池及其制造方法。
技术介绍
锂离子电池(或称为锂电池)，具有能量密度高、功率大、安全性能好、循环寿命长等优点，是理想的可移动电源，因而可广泛应用于通讯、交通、家用电器等领域。现阶段的锂电池，多采用卷绕和叠片的方式加工。其中卷绕是在锂电池成型时，将正负极极片以隔膜相隔后一起围绕卷针等卷绕模具旋转得到。由于卷绕时很容易出现卷绕不齐的问题，比如正负极片错位较多，导致外观不良甚至锂电池性能下降等。因此对于异形锂电池，目前多是采用将正极极片、负极极片和隔膜分割成一个个独立的小单元后进行叠片的方式加工得到。但是，采用叠片的方式加工制造异形锂电池，换型成本较高，生产效率较低，较难满足不同形状的产品需求。
技术实现思路
针对上述缺陷，本专利技术提供一种异形锂电池的制造方法，能够降低换型成本，提高换型适应性和生产效率，满足不同形状锂电池的产品需求。本专利技术还提供一种异形锂电池，是采用前述制造方法制得。为实现上述目的，本专利技术的第一个方面是提供一种异形锂电池的制造方法，包括如下步骤：将以隔膜相隔的异形正极极片和异形负极极片通过卷针进行卷绕，得到异形电芯；对异形电芯进行切割以去除多余的隔膜，得到异形锂电池；其中，异形正极极片为异形连续料带或者是由多个异形单体极片构成；异形负极极片为异形连续料带或者是由多个异形单体极片构成；异形连续料带为在矩形连续料带的至少一侧沿长度方向经裁切而形成的凹陷部与凸起部交替设置的齿形料带。针对现阶段异形锂电池只能依靠叠片的方式加工得到的现状，本专利技术采用卷绕工艺制造异形锂电池，不仅能够满足不同形状的锂电池产品要求，而且能够显著提升异形锂电池的制造效率。并且由于卷绕结构适应能力更强，因此还降低了换型成本。本专利技术提供的制造方法中，所用的隔膜可以是目前卷绕工艺中所常用的隔膜，本专利技术对其材质和形状均不做特别限定。在本领域中，卷绕工艺中所常用的隔膜一般呈矩形，且矩形长边的延伸方向即为卷绕的方向。如前述，异形连续料带是在矩形连续料带的至少一侧沿长度方向进行裁切而形成的凹陷部与凸起部交替设置的齿形料带。不难理解，裁切掉的缺口部分即形成了凹陷部，相邻两个缺口之间即形成了凸起部。具体的，异形连续料带可以是在矩形连续料带的某一侧沿长度方向进行裁切而得到的齿形料带。当卷绕完成后，所形成的异形锂电池呈类似于“凸”形。或者，异形连续料带可以是在矩形连续料带的两侧均沿长度方向进行裁切而得到的齿形料带。当卷绕完成后，所形成的异形锂电池呈“十”字形。具体的，异形正极极片可以是异形连续料带，也可以是由多个异形单体极片构成。异形负极极片可以是异形连续料带，也可以是由多个异形单体极片构成。比如异形正极极片和异形负极极片均采用异形连续料带的形式；或者异形正极极片和异形负极极片均采用异形单体极片的形式；或者异形正极极片和异形负极极片中之一为异形连续料带，另一是由多个异形单体极片构成。具体的，当异形正极极片为异形连续料带，则异形连续料带的两端部均形成凹陷部，且沿卷绕方向，异形正极极片的规格为：每一凸起部的尺寸均相同；第1个凹陷部的尺寸a1为设计要求的异形正极极片单侧缺口宽度；第n个凹陷部与第n-1个凸起部的尺寸之和an＝卷针宽度+π×(卷针厚度+2×异形负极极片厚度+4×隔膜厚度+(n-2)×(一层厚度))/2；其中n为异形电芯中异形正极片的层数，n≥2，一层厚度＝异形正极极片厚度+异形负极极片厚度+2×隔膜厚度。当异形正极极片采用此种规格时，经过卷绕之后，异形正极极片所有凸起部都完全对应重叠，从而有利于后续对于异形电芯的切割以及确保异形锂电池的性能。可以理解，当异形正极极片的两侧均为交替设置的凹陷部与凸起部，则两侧的凹陷部和凸起部最好均符合上述规格。具体的，当异形正极极片是由多个异形单体极片构成，每一异形单体极片的尺寸都相同，相邻两个异形单体极片呈轴对称(镜像对称)设置；沿卷绕的方向，第n-1个异形单体极片与第n个异形单体极片之间的间距cn-1＝π×(卷针厚度+2×异形负极极片厚度+4×隔膜厚度)/2+(n-1)×(一层厚度)；其中，n为异形电芯中异形正极极片的层数，n≥2，一层厚度＝异形正极极片厚度+异形负极极片厚度+2×隔膜厚度。可以理解，当异形正极极片采用多个异形单体极片的形式，则每一异形单体极片的形状均相同，且相邻两个异形单体极片之间呈轴对称(或镜像对称)。随着卷绕的进行，异形电芯越来越厚，相邻两个异形单体极片之间的间距也应越来越大，尤其是满足上述等差数列的规则，才能确保所有异形单体极片在卷绕过程中保持完全重叠，方便后续对异形电芯实施切割以及确保异形锂电池的性能。具体的，当异形负极极片为异形连续料带，异形连续料带的两端部均形成凹陷部，且沿卷绕的方向，异形负极极片的规格为：每一凸起部的尺寸均相同；第1个凹陷部的尺寸b1为设计要求的异形负极极片单侧缺口宽度；第n个凹陷部与第n-1个凸起部的尺寸之和bn＝卷针宽度+π×(卷针厚度+2×异形正极极片厚度+4×隔膜厚度+(n-2)×(一层厚度))/2；其中，n为异形电芯中异形负极极片的层数，n≥2，一层厚度＝异形正极极片厚度+异形负极极片厚度+2×隔膜厚度。具体的，当异形负极极片是由多个异形单体极片构成，则每一异形单体极片的形状均相同，相邻两个异形单体极片之间呈轴对称(或镜像对称)设置。并且沿着卷绕的方向，相邻两个异形单体极片之间的间距也应越来越大，呈等差数列。具体的，沿卷绕的方向，第n-1个异形单体极片与第n个异形单体极片之间的间距dn-1＝π×(卷针厚度+2×异形正极极片厚度+4×隔膜厚度)/2+(n-1)×(一层厚度)；其中n为异形电芯中异形负极极片的层数，n≥2，一层厚度＝异形正极极片厚度+异形负极极片厚度+2×隔膜厚度。进一步的，本专利技术提供的制造方法，还包括制备异形正极极片的步骤：将活性浆料涂布在集流体上，得到正极卷料；对正极卷料进行裁切，得到异形正极极片。进一步的，本专利技术提供的制造方法，还包括制备异形负极极片的步骤：将活性浆料涂布在集流体上，得到负极卷料；对负极卷料进行裁切，得到异形负极极片。本专利技术对于制备异形正极极片和异形负极极片过程中所用的活性浆料及集流体不做特别限定，可以是目前制备正极极片或负极极片所常用的活性浆料及集流体。比如异形正极极片所用的集流体通常可以是铝箔，异形负极极片所用的集流体通常可以是铜箔。本专利技术对于活性浆料的涂布方式不做特别限定，可以是连续涂布、间隙涂布、斑马涂布等中的一种方式或多种方式的组合，具体可以根据所需异形正极极片和异形负极极片的形状和尺寸选择适宜的涂布方式。本专利技术对于裁切的工艺不做特别限定，可以采用激光、模具、或者激光与模具混合使用的切割方式，将正、负极卷料切割成要求尺寸的异形连续料带或者多个异本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种异形锂电池的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：/n将以隔膜相隔的异形正极极片和异形负极极片通过卷针进行卷绕，得到异形电芯；对所述异形电芯进行切割以去除多余的隔膜，得到异形锂电池；/n其中，所述异形正极极片为异形连续料带或者是由多个异形单体极片构成；所述异形负极极片为异形连续料带或者是由多个异形单体极片构成；/n所述异形连续料带为在矩形连续料带的至少一侧沿长度方向经裁切而形成的凹陷部与凸起部交替设置的齿形料带。/n

【技术特征摘要】
1.一种异形锂电池的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
将以隔膜相隔的异形正极极片和异形负极极片通过卷针进行卷绕，得到异形电芯；对所述异形电芯进行切割以去除多余的隔膜，得到异形锂电池；
其中，所述异形正极极片为异形连续料带或者是由多个异形单体极片构成；所述异形负极极片为异形连续料带或者是由多个异形单体极片构成；
所述异形连续料带为在矩形连续料带的至少一侧沿长度方向经裁切而形成的凹陷部与凸起部交替设置的齿形料带。


2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述异形正极极片为异形连续料带，所述异形连续料带的两端部均形成所述凹陷部，且沿卷绕的方向，所述异形正极极片的规格为：
每一所述凸起部的尺寸均相同；
第1个凹陷部的尺寸a1为设计要求的异形正极极片单侧缺口宽度；
第n个凹陷部与第n-1个凸起部的尺寸之和an＝卷针宽度+π×(卷针厚度+2×异形负极极片厚度+4×隔膜厚度+(n-2)×(一层厚度))/2；
其中n为异形电芯中异形正极片的层数，n≥2；一层厚度＝异形正极极片厚度+异形负极极片厚度+2×隔膜厚度。


3.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述异形正极极片是由多个异形单体极片构成，每一所述异形单体极片的尺寸都相同，相邻两个异形单体极片呈镜像对称；
沿卷绕的方向，第n-1个异形单体极片与第n个异形单体极片之间的间距cn-1＝π×(卷针厚度+2×异形负极极片厚度+4×隔膜厚度)/2+(n-1)×(一层厚度)；
其中，n为异形电芯的异形正极极片的层数，n≥2，一层厚度＝异形正极极片厚度+异形负极极片厚度+2×隔膜厚度。


4.根据权利要求1-3任一项所述的制造方法，其特征在于，所述异形负极极片为异形连续料带，所述异形连续料带的两端部均形成所述凹陷部，且沿卷绕的方向，...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭宁，曾玉祥，熊科，徐延铭，谢斌，
申请(专利权)人：珠海冠宇电池有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44