卷绕式聚合物锂离子电池制造方法技术

一种卷绕式聚合物锂离子电池制造方法，利用计算机实现以下设计：根据电池外观和性能要求，在已有的计算机数据库中查寻现有设计数据；智能化选择正负极材料和电池结构，同时给出聚合物电池铝塑包装袋冲壳模具的加工参数，以便绘制冲壳模具加工图；确立电极参数和结构参数，将电极参数传递到锂离子电池极片涂敷机的ＰＣＩ中进行电池电极生产；理论计算电池极组参数和模拟计算卷针，给出卷针的主要加工参数，如卷针厚度、宽度和卷针尾部的标准模具接口。结合数据库中电池性能参数，设计出新品电池的制作参数，将新产品设计参数传递到锂离子电池全自动卷绕机和锂离子电池装配流水线的控制参数接口中进行新品电池的生产制作。

【技术实现步骤摘要】
卷绕式聚合物锂离子电池制造方法
本专利技术属于卷绕式聚合物锂离子电池制造方法。特别涉及一种具有相关数据库支持的卷绕式聚合物锂离子电池制造方法。
技术介绍
在新品聚合物锂离子电池设计初期，电池的各项工艺参数需要依靠研发工程师原有设计经验预先制定，因此在研发阶段常常需要做许多次定型实验才能确定一款新品的电极尺寸、电极涂敷量等参数，这样的制造方法需要的研发周期长、研发费用比较大。本专利技术采用模型量化手段，并利用已有的各项测量数据，先进行模拟设计，再做少量实验验证，以达到节省人力物力的目的。
技术实现思路
本制造方法的目的是缩短聚合物锂离子电池的研发周期，减少研发费用，同时对研发过程中的各项测量数据进行系统的分析及提高数据利用率。本软件的技术方案是：将卷绕式聚合物锂离子电池的电池结构和装配方式用数学建模的方式建立量化的计算方法，同时用原有电池设计数据建立电池设计参数数据库并用之对新型号电池的设计参数加以修正和指导。新品开发的最初期我们能够确立的电池参数仅仅是电池的外观尺寸和电池的大概容量，对电池的性能只有一个粗略的、定性的估计。一种卷绕式聚合物锂离子电池制造方法，其特征在于：利用计算机并且通过控制生产设备的PCI来调整设备的生产参数实现以下设计：一、根据电池外观和性能要求，在已有的计算机数据库中查寻现有设计数据；二、智能化选择正负极材料和电池结构，同时给出聚合物电池铝塑包装袋冲壳模具的加工参数(如凸模尺寸和凹模尺寸等等)以便绘制冲壳模具加工图；三、再通过电极参数和结构参数进行建模，并计算和误差分析；-->四、确立电极参数和结构参数，将电极参数传递到锂离子电池极片涂敷机的PCI中进行电池电极生产；五、理论计算电池极组参数和模拟计算卷针，给出卷针的主要加工参数，如卷针厚度、宽度和卷针尾部的标准模具接口；六、再通过制定卷针及卷绕方式进行极组验证计算；七、用一、二的计算结果，结合数据库中电池性能参数，设计出新品电池的制作参数，将新产品设计参数传递到锂离子电池全自动卷绕机和锂离子电池装配流水线的控制参数接口中进行新品电池的生产制作；八、并计算出新品电池的性能参数，预计电池定性能；九、最后给出电池设计合理性结论。本专利技术优点是：计算精度高，对电池型号开发指导性强，可以辅助制定电池工艺参数，并且可以直接进行生产和设计之间的交互，对电池生产有直接的控制功能。附图说明图1是整个制造方法模块的结构框图具体实施例本专利技术通过多步来实现电池的模块化制造方法。一、根据电池外观和性能要求，在已有的数据库中查寻现有设计数据，智能化选择正负极材料和电池结构，再通过电极参数和结构参数进行建模计算和误差分析，确立电极参数和结构参数；二、理论计算电池极组参数和模拟计算卷针，再通过制定卷针及卷绕方式进行极组验证计算；三、用一、二的计算结果，结合数据库中电池性能参数，设计出新品电池的制作参数，并计算出新品电池的性能参数，最后给出电池设计合理性结论。卷绕式聚合物锂离子电池设计软件主要是对聚合物电池设计思想和制造方法的一种体现，它对新品电池开发有着一定的指导意义。以型号为383562的聚合物锂离子电池设计为例，具体设计过程如下：型号383562代表的意义是：电池最大满电厚度为3.8mm，电池满电最大宽度为35mm，电池高度为62mm。电池容量要求大于800mAh。通过查-->找数据库选择以LiCoO2作为正极材料和相应正极配比参数，由一定电池N/P选择电池负极。首先，确定电池单片极片厚度(0.119mm)及复合极片厚度(0.298mm)，根据复合极片厚度和相关满电膨胀率计算在电池最大厚度允许范围内可以叠放的复合极片层数(11层)，并且计算成品电池最大厚度(3.69mm)。其次，根据现有生产设备条件确定聚合物铝塑包装袋结构参数，同时确定冲壳模具参数。在既定的铝塑包装袋结构参数条件下，结合已经得出的电池厚度参数计算整形后极组宽度(34.3mm)。将整形前和整形后的极组作为环形结构建模，利用环形结构变形时周长不变的原则计算出极组整形前宽度(32.3mm)及卷针宽度(28.6mm)。再次，将极组弧线部分进行建模，通过极组卷绕层数和复合极片厚度计算出极组弧线部分周长，考虑到模型同实际卷绕的差异，将计算出的弧线部分周长进行修正(正极极片长355mm，负极极片长360mm)。根据极片计算电池容量为805mAh，估算电池满电厚度范围为3.64mm～3.74mm，估算电池容量范围为792mAh～817mAh。计算电池正极极片长度355mm，负极极片长度360mm。估算出电池注液量。实际电池正极极片长358mm，负极极片长361mm，电池容量813mAh，电池厚度3.70mm。电池充放电性能计算值和实际测量值对比请参见图1所示。本软件在电池结构设计方面精度较高(误差控制在5％以内)，同时可以根据电池生产中给出的公差范围估算出电池在生产时的参数范围(如：极片厚度、电池厚度等)。本一种卷绕式聚合物锂离子电池制造方法方法，利用计算机实现以下设计：根据电池外观和性能要求，在已有的计算机数据库中查寻现有设计数据；智能化选择正负极材料和电池结构，同时给出聚合物电池铝塑包装袋冲壳模具的加工参数(如凸模尺寸和凹模尺寸等等)以便绘制冲壳模具加工图；再通过电极参数和结构参数进行建模，并计算和误差分析；确立电极参数和结构参数，将电极参数传递到锂离子电池极片涂敷机的PCI中进行电池电极生产；理论计算电池极组参数和模拟计算卷针，给出卷针的主要加工参数，如卷针厚度、宽度和卷针尾部的标准模具接口。；再通过制定卷针及卷绕方式进行极组验证计算；用一、二的计算结果，结合数据库中电池性能参数，设计出新品电池的制作参数，将新产品设计参数传递到锂离子电池全自动卷绕机和锂离子电池装配流水线的控制参数接口中进行新品电池的生产制作。并计算出新品电池的性能参数，预计电池定性能。最后给出电池设计合理性结论。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷绕式聚合物锂离子电池制造方法，其特征在于：利用计算机并且通过控制生产设备的ＰＣＩ来调整设备的生产参数实现以下设计：一、根据电池外观和性能要求，在已有的计算机数据库中查寻现有设计数据；二、智能化选择正负极材料和电池结构， 同时给出聚合物电池铝塑包装袋冲壳模具的加工参数（如凸模尺寸和凹模尺寸等等）以便绘制冲壳模具加工图；三、再通过电极参数和结构参数进行建模，并计算和误差分析；四、确立电极参数和结构参数，将电极参数传递到锂离子电池极片涂敷机的ＰＣ Ｉ中进行电池电极生产；五、理论计算电池极组参数和模拟计算卷针，给出卷针的主要加工参数，如卷针厚度、宽度和卷针尾部的标准模具接口；六、再通过制定卷针及卷绕方式进行极组验证计算；七、用一、二的计算结果，结合数据库中电池性 能参数，设计出新品电池的制作参数，将新产品设计参数传递到锂离子电池全自动卷绕机和锂离子电池装配流水线的控制参数接口中进行新品电池的生产制作；八、并计算出新品电池的性能参数，预计电池定性能；九、最后给出电池设计合理性结论。

【技术特征摘要】
1、一种卷绕式聚合物锂离子电池制造方法，其特征在于：利用计算机并且通过控制生产设备的PCI来调整设备的生产参数实现以下设计：一、根据电池外观和性能要求，在已有的计算机数据库中查寻现有设计数据；二、智能化选择正负极材料和电池结构，同时给出聚合物电池铝塑包装袋冲壳模具的加工参数(如凸模尺寸和凹模尺寸等等)以便绘制冲壳模具加工图；三、再通过电极参数和结构参数进行建模，并计算和误差分析；四、确立电极参数和结构参数，将电极参数传递到锂离子电池极片涂敷机的...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯栋，卢鑫，李秋荻，
申请(专利权)人：天津力神电池股份有限公司，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]