锂离子二次电池、其电极叠片电芯和电芯叠片方法技术

本发明专利技术实施例公开了一种锂离子二次电池、其电极叠片电芯和电芯叠片方法，该方法获包括取初级电极组，在隔膜的一侧放置第一正极极片，在所述隔膜的另一侧放置第一负极极片，以形成初级电极组；获取中心叠片组，将初级电极绕转动轴线翻转180°，以使所述隔膜覆盖于所述第一正极极片和所述第一负极极片，并形成中心叠片组；获取外围叠片组，在覆盖所述中心叠片组的隔膜的两放置第二正极极片和第二负极极片，将所述中心叠片组绕转动轴线翻转180°，以使所述隔膜覆盖于所述第二正极极片和所述第二负极极片，并形成外围叠片组。其采用整体翻折包裹的形式，避免产生析锂现象导致的电池寿命短、安全性能低的技术问题，提高了电池的寿命及输入输出特性。

Lithium ion secondary battery, its electrode lamination, cell lamination method

【技术实现步骤摘要】
锂离子二次电池、其电极叠片电芯和电芯叠片方法
本专利技术实施例涉及电池生产
，具体涉及一种锂离子二次电池及其电极叠片电芯和电芯叠片方法。
技术介绍
电池作为使内部的活性物质的化学能量通过氧化还原反应转换为电能的装置，由电化学反应代替化学反应并通过导线传输至外部的结构。随着设备的体积最小化及轻量化、便携式电子产品的应用的一般化的实现，高能量密度的锂离子二次电池应运而生。锂离子二次电池使用锂离子嵌入及可脱离的物质作为正极与负极极片，并在上述正负极极片中间填充有机电解液或聚合物电解液制造而成，锂离子在上述正负极极片中嵌入脱离的过程中经氧化、还原反应而形成电能。请参考图1、图2a和图2b，现有技术中，锂离子二次电池可通过如图1所示的叠片的方式成型，也可以通过如图2a所示的卷绕(winding)的方式成型。当采用叠片方式时，按照正极极片、隔膜、负极极片的顺序维持一定的位置叠片的“Z”形的方式叠加。如图1所示，“Z”形叠片方式将裁切成一定规格的正极极片12、隔膜11、负极极片13依次相交进行叠片，形成锂离子二次电池用电极叠片体10。但是，从规格上来讲，通常正极极片小于负极极片，正极极片与负极极片之间隔着隔膜，如果正极极片大于负极极片或正极极片脱离负极极片大小的范围，则叠片的电池在对应的负极极片表面产生反应而导致析锂(Lithiumdendrite)，此种现象一方面极速衰弱锂离子二次电池的寿命，另一方面由于正负极极片之间的副反应导致析锂现象的发生，会引起内部短路，将会有起火、爆炸等安全方面的隐患，并且需在每个正极极片与负极极片之间用隔膜分离，使叠片工艺速度下降。而采用“Z”形叠片方式时，叠片过程由于包覆正极极片12及负极极片13的隔膜11的张力较弱，叠片完成后在后续的处理过程中容易导致正极极片或负极极片产生偏移，这种情况下会发生正极极片12从负极极片13范围内脱离，出现脱离部18，此时正极极片12从负极极片13脱离的部位的负极极片13会产生反应，形成上述析锂(Lithiumdendrite)，从而产生前述析锂现象导致的电池寿命短、安全性能低的技术问题。另外，电极制作完成后隔膜与电极间隙易产生空白部位19，在充放电过程中因电池内部的残留物而导致电池发生膨胀的现象。当采用卷绕方式时，如图2a和2b所示，在卷绕时电芯的边缘部与中央部位应力存在差异，正极极片与负极极片相对应的直线距离不一致导致锂离子的移动度不一致，产生偏差h，此时相对较近的部位发生过度反应，相对较远的部位反应不到位从而导致析锂现象的发生，同样存在前述析锂现象导致的电池寿命短、安全性能低的技术问题。
技术实现思路
为此，本专利技术实施例提供一种锂电池及其电极叠片电芯和电芯叠片方法，以至少部分解决由于析锂现象导致的电池寿命短、安全性能低的技术问题。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供如下技术方案：一种电极叠片电芯，用于锂离子二次电池，包括中心叠片组和至少一个外围叠片组；所述中心叠片组包括隔膜、设置于所述隔膜一侧的第一正极极片，和设置于所述隔膜另一侧的第一负极极片，所述中心叠片组绕转动轴线翻转预设角度，以使所述隔膜覆盖于所述第一正极极片和所述第一负极极片；所述外围叠片组包括中心叠片组、位于该外围叠片组靠近所述中心叠片组一侧的各外围叠片组、设置于所述隔膜一侧的第二正极极片，和设置于所述隔膜另一侧的第二负极极片，且所述第二正极极片与所述第一负极极片之间相隔一层所述隔膜，所述第二负极极片与所述第一正极极片之间相隔一侧所述隔膜；所述外围叠片组绕转动轴线翻转预设角度，以使所述隔膜覆盖于所述第二正极极片和所述第二负极极片。进一步地，所述转动轴线、所述第一正极极片、所述第一负极极片、所述第二正极极片和所述第二负极极片均平行设置，且所述转动轴线垂直于所述隔膜的长度方向。进一步地，还包括隔膜轴，所述隔膜轴设置于所述隔膜的至少一端。进一步地，所述隔膜轴为两个，两所述隔膜轴分设于所述隔膜的两端、并拉伸所述隔膜。进一步地，所述第一正极极片和所述第一负极极片均为单面电极，两所述单面电极的非电极面相对设置。进一步地，所述转动轴线穿过所述隔膜的长度方向的中心线，且/或，所述预设角度为180°。本专利技术还提供一种锂离子二次电池，包括如上所述的电极叠片电芯。本专利技术还提供一种电芯叠片方法，用于加工如上所述的电极叠片电芯，所述方法包括：获取初级电极组，在隔膜的一侧放置第一正极极片，在所述隔膜的另一侧放置第一负极极片，以形成初级电极组；获取中心叠片组，将初级电极绕转动轴线翻转180°，以使所述隔膜覆盖于所述第一正极极片和所述第一负极极片，并形成中心叠片组，其中，所述转动轴线穿过所述隔膜的长度方向的中心线；获取外围叠片组，在覆盖所述中心叠片组的隔膜的一侧外表面放置第二正极极片，在覆盖所述中心叠片组的隔膜的另一侧外表面放置第二负极极片，将所述中心叠片组绕转动轴线翻转180°，以使所述隔膜覆盖于所述第二正极极片和所述第二负极极片，并形成外围叠片组；重复获取外围叠片组步骤，依次放置正极极片和负极极片、并通过翻转将所述隔膜覆盖于新增的正极极片和负极极片外，直至完成预设数量的电极放置，以形成电极叠片电芯。进一步地，所述方法采用的正极极片均采用活性物质制备，正极极片的制备方法为，将锂镍钴锰酸酯、作为导电剂的炭黑、作为粘合物的PVDF混入NMP中形成浆料，并将形成的浆料涂在铝集流体上进行干燥，以得到正极极片；且/或，所述方法采用的负极极片均采用活性物质制备，负极极片的制备方法为，将石墨、作为导电剂的炭黑、作为粘合物的PVDF混入NMP中形成浆料，并将形成的浆料涂在铜集流体上进行干燥，以得到负极极片。进一步地，获取初级电极组之前，所述方法还包括：在隔膜的至少一端设置隔膜轴，以通过所述隔膜轴拉伸所述隔膜。本专利技术所提供的锂离子二次电池及其电极叠片电芯和电芯叠片方法，通过整体翻折包裹的形式，实现了各个正极极片、隔膜和各个负极极片上应力的全面、均匀增加，并通过可维持均匀张力的隔膜改善表面特性，使得隔膜完整的包覆电芯左右两侧边缘部位，从而解决了电芯中正极极片与负极极片排列偏移的问题，进而避免了由于极片偏移导致的析锂(Lithiumdendrite)现象，从而避免产生析锂现象导致的电池寿命短、安全性能低的技术问题，提高了电池的寿命及输入输出特性。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本专利技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本专利技术所能产生的功本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极叠片电芯，用于锂离子二次电池，其特征在于，包括中心叠片组和至少一个外围叠片组；/n所述中心叠片组包括隔膜、设置于所述隔膜一侧的第一正极极片，和设置于所述隔膜另一侧的第一负极极片，所述中心叠片组绕转动轴线翻转预设角度，以使所述隔膜覆盖于所述第一正极极片和所述第一负极极片；/n所述外围叠片组包括中心叠片组、位于该外围叠片组靠近所述中心叠片组一侧的各外围叠片组、设置于所述隔膜一侧的第二正极极片，和设置于所述隔膜另一侧的第二负极极片，且所述第二正极极片与所述第一负极极片之间相隔一层所述隔膜，所述第二负极极片与所述第一正极极片之间相隔一侧所述隔膜；/n所述外围叠片组绕转动轴线翻转预设角度，以使所述隔膜覆盖于所述第二正极极片和所述第二负极极片。/n

【技术特征摘要】
20191119 CN 20191113061931.一种电极叠片电芯，用于锂离子二次电池，其特征在于，包括中心叠片组和至少一个外围叠片组；
所述中心叠片组包括隔膜、设置于所述隔膜一侧的第一正极极片，和设置于所述隔膜另一侧的第一负极极片，所述中心叠片组绕转动轴线翻转预设角度，以使所述隔膜覆盖于所述第一正极极片和所述第一负极极片；
所述外围叠片组包括中心叠片组、位于该外围叠片组靠近所述中心叠片组一侧的各外围叠片组、设置于所述隔膜一侧的第二正极极片，和设置于所述隔膜另一侧的第二负极极片，且所述第二正极极片与所述第一负极极片之间相隔一层所述隔膜，所述第二负极极片与所述第一正极极片之间相隔一侧所述隔膜；
所述外围叠片组绕转动轴线翻转预设角度，以使所述隔膜覆盖于所述第二正极极片和所述第二负极极片。


2.根据权利要求1所述的电极叠片电芯，其特征在于，所述转动轴线、所述第一正极极片、所述第一负极极片、所述第二正极极片和所述第二负极极片均平行设置，且所述转动轴线垂直于所述隔膜的长度方向。


3.根据权利要求1所述的电极叠片电芯，其特征在于，还包括隔膜轴，所述隔膜轴设置于所述隔膜的至少一端。


4.根据权利要求3所述的电极叠片电芯，其特征在于，所述隔膜轴为两个，两所述隔膜轴分设于所述隔膜的两端、并拉伸所述隔膜。


5.根据权利要求1所述的电极叠片电芯，其特征在于，所述第一正极极片和所述第一负极极片均为单面电极，两所述单面电极的非电极面相对设置。


6.根据权利要求1-5任一项所述的电极叠片电芯，其特征在于，所述转动轴线穿过所述隔膜的长度方向的中心线，且/或，所述预设角度为180°。
<...

【专利技术属性】
技术研发人员：禹锺萬，李龙德，孔明哲，
申请(专利权)人：江苏葑全新能源动力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32