一种模切极耳圆柱形电池及其制造工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种模切极耳圆柱形电池及其制造工艺，属于化学电源技术领域，其特征在于，包括如下步骤：S1、将含有正极活性物质、负极活性物质的浆料分别涂布在铝箔、铜箔集流体上，并在铝箔、铜箔集流体的两侧边缘预留一定宽度的未涂区域；S2、将涂有活性物质的铝箔、铜箔集流体分切为所需的宽度；S3、将铝箔、铜箔集流体预留的未涂区域进行切割，得到极耳，该极耳为一体成型结构；S4、将模切极耳后的正负极极片和隔膜卷绕成为电芯；S5、对极耳进行整形；S6、焊接极耳；S7、将焊接好的电芯与零部件组装在一起，然后进行注液、化成，既得到成品电池。

【技术实现步骤摘要】
一种模切极耳圆柱形电池及其制造工艺
本专利技术属于化学电源
，具体涉及一种模切极耳圆柱形电池及其制造工艺。
技术介绍
众所周知，锂离子电池具有循环寿命长、无记忆效应和倍率性能好的优点，因此在消费电子、动力电池领域得到了广泛的应用。传统的锂离子电池通常包含正负极极片、隔膜、集流极耳等部分构成，极耳一般是通过超声焊接的方式焊接在极片上，因此集流极耳往往成为电池集流能力的限制环节，在大电流放电时会产生较大的热量，从而影响电池的功率性能能力。
技术实现思路
本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题，提供一种模切极耳圆柱形电池及其制造工艺，通过优化集流结构设计，提升电池的过流能力，降低电池的欧姆阻抗，减少电池在大电流充放电过程中产热，提升电池的功率性能和循环寿命。本专利技术的第一目的是提供一种具有快充性能的圆柱形锂离子电池的制造工艺，包括：S1、将含有正极活性物质、负极活性物质的浆料分别涂布在铝箔、铜箔集流体上，并在铝箔、铜箔集流体的两侧边缘预留一定宽度的未涂区域；S2、将涂有活性物质的铝箔、铜箔集流体分切为所需的宽度；S3、将铝箔、铜箔集流体预留的未涂区域进行切割，得到极耳，该极耳为一体成型结构；S4、将模切极耳后的正负极极片和隔膜卷绕成为电芯；S5、对极耳进行整形；S6、焊接极耳；S7、将焊接好的电芯与零部件组装在一起，然后进行注液、化成，既得到成品电池。优选地，在S4中，卷绕后的电芯极耳呈现环形分布。优选地，在S5中，整形后的极耳为环形。优选地，在S4中，电芯的极耳分布在一条直线上。优选地，整形后的极耳为一字型。优选地，所述S6具体为：将整形好的极耳焊接在圆形焊盘上。优选地，所述S6具体为：将整形好的极耳采用激光焊接在极柱焊接面上。优选地，所述S6具体为：采用超声焊将极耳与电连接片焊接在一起；采用激光焊将电连接片与电池的正负极端子焊接在一起。本专利技术的第二目的是提供一种模切极耳圆柱形电池，由上述制造工艺制造而成。本专利技术具有的优点和积极效果是：1、本专利技术摒弃了传统的超声焊接式的极耳，直接将铜箔、铝箔集流体切割为集流极耳，可以极大的增加电池集流极耳的数量，从而有效的降低了电池的欧姆阻抗，减少了电池在大电流工况下的发热。2、本专利技术采用了直接在铜箔、铝箔上切割极耳的方式，避免了采用超声焊接极耳过程中可能产生的焊渣和毛刺等，能够有效的提升电池的可靠性。3、本专利技术应用的圆柱形电池范围为：电池直径大于3mm，高度大于20mm4、本专利技术可以用锂离子电池、钠离子电池、钾离子电池、超级电容器等化学储能电池体系中。附图说明图1为本专利技术采用的模切极耳的极片示意图；图2为本专利技术涉及的环形模切极耳整形图；图3为本专利技术涉及的一字型模切极耳整形图；图4为本专利技术涉及的模切极耳电芯焊盘焊接示意图；图5为本专利技术涉及的模切极耳极柱焊接示意图；图6为不同电芯设计的产生热量对比图；具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：如图1至图6所示，本专利技术的技术方案为：一种具有快充性能的圆柱形锂离子电池的制造工艺：实施例1(1)首先将含有正极活性物质、负极活性物质的浆料分别涂布在铝箔、铜箔集流体上，并在铝箔、铜箔集流体的两侧边缘预留宽度为20mm的未涂区域。(2)采用分切机，将涂有活性物质的铝箔、铜箔集流体分切为合适的宽度。(3)采用用激光模切机将铝箔、铜箔集流体预留的未涂区域按照预定程序，按照一定间距切割为下图1所示的结构。(4)采用卷绕机将模切极耳1后的正负极极片和隔膜卷绕成为电芯，卷绕后的电芯极耳呈现环形分布。(5)采用专用的整形工装，将极耳2整形为下图2所示的规则环形。(6)将整形好的极耳焊接在圆形焊盘上，如下图4所示。(7)将焊接好的电芯与零部件组装在一起，然后进行注液、化成，既得到成品电池。实施例2(1)首先将含有正极活性物质、负极活性物质的浆料分别涂布在铝箔、铜箔集流体上，并在铝箔、铜箔集流体的两侧边缘预留宽度为30mm的未涂区域。(2)采用分切机，将涂有活性物质的铝箔、铜箔集流体分切为合适的宽度。(3)采用激光模切机将铝箔、铜箔集流体预留的未涂区域按照预定程序，按照一定的间隔宽度切割为下图1所示的结构。(4)采用卷绕机将模切极耳后的正负极极片和隔膜卷绕成为电芯，电芯的极耳分布应该在一条直线上。(5)采用专用的整形工装，将极耳整形为下图3所示的一字型极耳。(6)将整形好的极耳采用激光焊接在极柱3焊接面上，如下图5所示。(7)将焊接好的电芯与零部件组装在一起，然后进行注液、化成，既得到成品电池。实施例3(1)首先将含有正极活性物质、负极活性物质的浆料分别涂布在铝箔、铜箔集流体上，并在铝箔、铜箔集流体的两侧边缘预留宽度为30mm的未涂区域。(2)采用分切机，将涂有活性物质的铝箔、铝箔集流体分切为合适的宽度。(3)采用激光模切机将铝箔、铜箔集流体预留的未涂区域按照预定程序，按照一定的间隔宽度切割为下图1所示的结构。(4)采用卷绕机将模切极耳后的正负极极片和隔膜卷绕成为电芯，电芯的极耳分布应该在一条直线上。(5)采用专用的整形工装，将极耳整形为下图3所示的一字型极耳。(6)采用超声焊将整形好的极耳与电连接片焊接在一起。(7)采用激光焊将电连接片与电池的正负极端子焊接在一起。(8)将焊接好的电芯与零部件组装在一起，然后进行注液、化成，既得到成品电池。对比例(1)首先将含有正极活性物质、负极活性物质的浆料分别涂布在铝箔集流体上，并在涂布过程中每隔一定的宽度，留出10mm宽度的间隙，不涂布浆料。(2)将涂布后的电极按照要求分切为一定的宽度。(3)采用超声焊在电极涂层间隙处焊接极耳(4)将焊接好极耳的电极与隔膜卷绕为电芯(5)将卷绕好的电芯与其他零部件组装为电池，注液、化成后，既得到成品电池。测试方法在25±5℃的条件下，将上述电池按照0.1C倍率，恒流充电至4.2V，然后4.2V恒压充电至电流下降至0.01C，静置1h后，按照20C的倍率进行放电测试，并在放电的过程中监控电池表面温度。采用模切极耳工艺后，相比于传统的极片焊接极耳的方式，过流能力大大提升，电池在大电流工况下的产热显著降低，在20C倍率下放电后电池最高温度降低了7℃，有效的改善了电池的循环寿命。以上所述仅是对本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，凡是依据本专利技术的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本专利技术技术方案的范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种模切极耳圆柱形电池的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：/nS1、将含有正极活性物质、负极活性物质的浆料分别涂布在铝箔、铜箔集流体上，并在铝箔、铜箔集流体的两侧边缘预留一定宽度的未涂区域；/nS2、将涂有活性物质的铝箔、铜箔集流体分切为所需的宽度；/nS3、将铝箔、铜箔集流体预留的未涂区域进行切割，得到极耳，该极耳为一体成型结构；/nS4、将模切极耳后的正负极极片和隔膜卷绕成为电芯；/nS5、对极耳进行整形；/nS6、焊接极耳；/nS7、将焊接好的电芯与零部件组装在一起，然后进行注液、化成，既得到成品电池。/n

【技术特征摘要】
1.一种模切极耳圆柱形电池的制造工艺，其特征在于，包括如下步骤：
S1、将含有正极活性物质、负极活性物质的浆料分别涂布在铝箔、铜箔集流体上，并在铝箔、铜箔集流体的两侧边缘预留一定宽度的未涂区域；
S2、将涂有活性物质的铝箔、铜箔集流体分切为所需的宽度；
S3、将铝箔、铜箔集流体预留的未涂区域进行切割，得到极耳，该极耳为一体成型结构；
S4、将模切极耳后的正负极极片和隔膜卷绕成为电芯；
S5、对极耳进行整形；
S6、焊接极耳；
S7、将焊接好的电芯与零部件组装在一起，然后进行注液、化成，既得到成品电池。


2.根据权利要求1所述模切极耳圆柱形电池的制造工艺，其特征在于，在S4中，卷绕后的电芯极耳呈现环形分布。


3.根据权利要求2所述模切极耳圆柱形电池的制造工艺，其特征在于，在S5中，整形后的极耳为环形。

【专利技术属性】
技术研发人员：郑见杰，王炜娜，杜园，杨彩玲，张志伟，
申请(专利权)人：天津空间电源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12