一种用于锂离子二次电池中的极片组制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于锂离子二次电池中的极片组，包括带极耳的正极片，带极耳的负极片，隔膜，其中负极和正极之间由隔膜隔开；正极片为在一载体表面除极耳外的地方涂正极材料，正极极耳做在正极片的一侧上边；所述的负极片为在一载体表面除极耳外的地方涂负极材料，另一面涂绝缘材料，其负极极耳做在与负极片相反的一侧上边，负极片涂绝缘材料的面向外，其负极片涂负极材料的一面与正极片重叠，并在正、负极片之间插入一片隔膜，然后再在正极片上叠放一隔膜，隔膜外再在叠放一负极片，其涂负极材料面朝里，涂绝缘材料面朝外叠在一起，其正负极耳相错开，并卷成“Ｓ”型的叠层极片组，即为用于锂离子二次电池中的电极芯。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电池中的极片结构，特别是涉及一种用于锂离子二次电池中的极片组。
技术介绍
目前二次锂离子电池普遍采用卷绕式结构，如图1所示；即电池的正负极都只有一个极片，成型时正负极极片以隔膜相隔后一起(即卷绕模具)卷绕成卷即可得到电池的极片组。采用这种结构的锂离子电池虽然电流分布均匀，但是散热慢，不利于大容量锂离子电池在大电流充放电时内部产生热量的排散，降低和限制了电池容许的最大充放电电流密度。另外，卷绕式结构的极片的极耳是焊接在极片上的，极片过长，则必须在极片顶端的极耳的基础上再在极片的中部也焊接极耳，极片中部的极耳会影响与其相邻的隔膜和极片层的平整，在卷绕时还容易戳穿电池的隔膜，造成短路。专利号为ZL00228494.4还公开了一种锂离子二次电池，由电池极片、电解液及其电池壳构成，电池壳内方形电池极片层叠排布，电池极片间用隔膜相隔，电池极片两端由不锈钢板或铜板或镍板联接和固定，电解液基本充满电池壳，隔膜采用聚丙烯隔膜或聚乙烯膜与聚丙烯膜叠层的隔膜。装配电池时，用聚丙烯隔膜或聚丙烯和聚乙烯叠层的隔膜将电池正、负极极片隔开并对齐，按层叠式进行排布，极片顶端的极耳也相应排列整齐，然后将排布好的极片两端以不锈钢板或铜板或镍板加不锈钉或镍钉等固定，排布整齐的正、负极的极耳也分别用不锈钢片、镍板或铜片加不锈钢钉或铜钉紧固后连接外导线。将固定好的极片放入电池壳，在80-100℃下干燥40-100小时后，在干燥箱中注入适量的电解液，再将电池壳完全密封好。虽然这种叠式结构的大容量蓄电池在大电流放电时可以通过每个电池极片的边缘来散热，有利于电池大电流充放电时内部产生热量的散失，从而提高电池容许的最大充放电电流密度，而卷绕式结构的大容量蓄电池由于整个电极只是一个极片，极片的尺寸很长，卷绕后只能通过极片的上下端散热，散热性能相应较差，也影响了电池的大电池充放电性能。但是它并没有从根本上解决问题。另外，该叠层式结构的极片组只能用手工制作，并且整个极片组成为一个整体，整个电池是一体的，不能分成多个单元，这样电池的安全性能不能保证。本技术的目的之一是为了提高电池的整体安全性；目的之二是为了降低电池内阻，及可方便地调整电池的倍率，从而提供一种极片上采用单/双极耳方式连接，和具有“S”形折叠方式组成的用于锂离子二次电池中的极片组。本技术的目的是这样实现的本技术提供的用于锂离子二次电池中的极片组，包括带极耳的正极片1，带极耳的负极片2，隔膜3，其中负极2和正极1之间由隔膜3隔开；其特征在于所述的正极片1为在一载体表面除极耳外的地方涂正极材料，正极极耳4做在正极片1的一侧上边；所述的负极片2为在一载体表面除极耳外的地方涂负极材料，另一面涂绝缘材料，其负极极耳4′做在与负极片2相反的一侧上边；负极片2涂绝缘材料的面向外，其负极片2涂负极材料的一面与正极片1重叠，并在正、负极片之间插入一片隔膜3，然后再在正极片上叠放一隔膜3，隔膜3外再在叠放一负极片2，其涂负极材料面朝里，涂绝缘材料面朝外叠在一起，其正负极耳相错开，并卷成“S”型的叠层极片组，即为用于锂离子二次电池中的电极芯。还包括在极耳上焊接一金属熔断丝，当温度超过一定值时金属丝熔断，以确保电池不过温。还包括双面均涂有负极材料的负极片2′；负极片2涂绝缘材料的面向外，其负极片2涂负极材料的一面与正极片1重叠，并在正、负极片之间插入一片隔膜3，然后再在正极片上叠放一隔膜3，在隔膜3上叠放一负极片2′，负极片2′上叠放一正极片1，并可以N次重复叠后，再在正极片1上叠放一隔膜3后再叠放一负极片2，其涂负极材料面朝里，涂绝缘材料面朝外叠在一起，其正负极耳相错开，并卷成“S”型的叠层极片组，即为用于锂离子二次电池中的电极芯。组装成电池时正极耳焊在一起，其一端焊一温度保险丝(金属熔断丝)串联，温度保险丝另一端与电池单元外接线连接；负极耳串联在一起，并与电池单元外接线连接；并将一个极片组放入铝塑膜盒内，加注电解液后，并用铝塑膜密封好后，形成电池单元。至少2个以上，或N个上述的电池单元，正、负极并联形成一个电池。其中N＝100个本技术的优点在于1、一般电池是缠绕成圆形或者手工操作折叠成方块；本技术可以取代手工操作，实现自动化工业生产，大大的提高工作效率，和降低了劳动成本。2、在每组单元的极耳焊接上了一只温度保险，当温度超过一定值时会熔断，以确保电池不过温。3、现存工艺整个电池为一个整体，电池的极片组不能分解成多个单元；利用本技术的极片组，使电池中每个单元自成小电池，可以将危险的大容量电池分成多个带有温度保险的小容量电池并联而成，提高了电池的安全性，使其大量生产成为现实。4.因为以“S”形折叠，并采用单/双极耳方式连接，有利于降低电池内阻及灵活的倍率调整及生产工艺。5.为以“S”行折叠或直接叠成极片组可以减少折叠时累积人为因松紧而导致尺寸问题，减少生中的不良品，提高品质。6.使折叠中的折叠位的R角容易控制，有利于品质控制。7.在必要的极片边缘或单面涂等露金属边或面上加绝缘层，以提高其安全性及寿命。8.用本技术极片组制作的电池对比已有的锰酸锂电池数据如下1、内阻10AH电池内阻约15毫欧，本技术极片组制作的电池为6毫欧左右。2、效率可提高20倍左右。3、安全25AH过充不会爆炸；其一些性能正如表1所示。附图说明图1是已有的锂离子二次电池中具有叠层结构的极片组示意图图2是本技术具有“S”型叠层极片组结构示意图1—正极片 2—单面涂负极材料的负极片2′—双面涂负极材料的负极片 3—隔膜4—正极极耳 4′—负极极耳具体实施方式实施例1参考图1，制作一只20AH锰酸锂电池，该20AH锰酸锂电池由4只电池极片组并联而成，其中每只电池极片组包括A.一条100mm(宽)×600mm(长)×0.385mm(厚)的载体，其上除极耳外的地方均涂敷上正极材料作为正极片1，正极极耳4做在正极片1的左侧上边；B、2条101mm(宽)×606mm(长)×0.235mm(厚)铜泊做负极片2的载体在一条铜泊的一面上涂负极材料，另一面涂0.01mm厚绝缘材料；其负极极耳4′做在负极片2上边的右侧上；以及另一条铜泊两面均涂负极材料做负极片2′；其负极极耳4′做在负极片2′上边的右侧上；C、隔膜3102mm(宽)×612mm(长)×0.025mm(厚)的常规隔膜3，共用6条，每一条隔膜3置于正极片1、负极片2之间；D、正、负极耳为10mm(长)×15mm(宽)；其中现将一条负极片2带绝缘层的面向外放置，其涂负极材料的面上放置一片隔膜3，隔膜3上再放置一片正极片1，再在正极片1上放置一片隔膜3，隔膜3上放置负极片2，该负极片2带绝缘层的面向外放置，其两极片上的极耳相错开，然后将其叠片卷成“S”型叠层，作为一个极片组，即一个电池单元。组装成电池时正极耳与温度保险丝(金属熔断丝)串联，温度保险丝另一端与电池单元外接线连接；负极耳与电池单元外接线连接；并将一个极片组放入铝塑膜袋内，加注电解液后，并用铝塑膜密封好后，形成电池单元。用4个上述的电池单元，正、负极并联形成一个20AH的电池。或者再在第二块隔膜3上再放置一片负极片2′，其负极片2′上放置一片隔膜3，第三块隔膜3上再放置一正极片1本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于锂离子二次电池中的极片组，包括带极耳的正极片（１），带极耳的负极片（２），隔膜（３），其中负极（２）和正极（１）之间由隔膜（３）隔开；其特征在于：所述的正极片（１）为在一载体表面除极耳外的地方涂正极材料，正极极耳（４）做在正极片（１）的一侧上边；所述的负极片（２）为在一载体表面除极耳外的地方涂负极材料，另一面涂绝缘材料，其负极极耳（４′）做在与负极片（２）相反的一侧上边；其中负极片（２）涂绝缘材料的面向外，其负极片涂负极材料的一面与正极片的一面重叠，并在正、负极片之间插入一片隔膜（３），在隔膜（３）上再叠放负极片（２），该负极片（２）涂绝缘材料的面向外，并将叠层卷成“Ｓ”型的极片组。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昌国，
申请(专利权)人：刘昌国，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]