新型高能聚合物锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术涉及高能聚合物锂离子电池。包括正极片、负极片和隔膜，特点是：隔膜为与极片尺寸相适应的袋状；一负极片或正级片紧密贴合位于隔膜袋中，另一正极片或负极片紧密贴合在隔膜袋的外侧；依此排列组成电池。本实用新型专利技术不但从根本上解决了电池短路问题，及正极片或负极片与隔膜界面的稳定性问题，而且还减少了电池组装过程的手工操作，减少了人为因素对电池质量的影响，进一步提高了电池组装的机械化水平，从而达到提高生产效率、降低产品成本的目的。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高能聚合物锂离子电池。
技术介绍
目前，市场上锂离子电池的主流产品为液态锂离子电池。聚合物锂离子电池相对液态锂离子电池具有更大的能量密度、更薄、更小、更轻，使用更加安全等优点，特别是它可以依据客户的需求做成各种形状，具有液态锂离子电池无法比拟的特性。1994年，美国贝尔实验室开发出世界上第一块聚合物锂离子电池。1999年，SONY公司将其商品化。在聚合物锂离子电池的制作过程中，其极片堆的组装方法目前有两种方法，即卷绕式和叠层式。所谓卷绕式，就是根据电池要求的外形尺寸和容量，设计出电池极片的尺寸和要装入的活性物质的量，然后将电池的正、负极片和隔膜准备好，即可开机工作。电池芯在卷绕时先将隔膜套在卷绕针上，负极片(或正极片)放在隔膜中间，正极片(或负极片)放在隔膜上，先将负极(或正极)卷入半圈，然后送入正极(负极)片。正极(或负极)引线部分先卷入，负极(或正极)引线部分后送入，并将正负极片的涂布部分对齐(隔膜在正负极之间)。卷绕过程中正极片不得错位超出负极片。正、负极片均不得错位超出隔膜宽度。电池芯尽可能卷紧，其径向尺寸误差不得大于±0.2mm，轴向尺寸误差不得大于±0.5mm。此方法的缺点是1、大型电池不适合采用卷绕式。当电池高度过大(大于100mm以上)或极片长度过长时，由于要求设备规格的改变及精度的提升，普通设备难以达到上述电池要求的标准。2、当电池厚度低于2mm时，如电子卡片、电子证件等多数要求电池的厚度在1mm以下，极片长度过短，此时就不适用卷绕方法。3、根据聚合物锂离子电池的基本原理，它要求电池的正、负极片和隔膜三者间的相对位置必须对正。如图1，1代表隔膜，2代表负极片，3代表正极片。而在生产过程中，正极片、负极片和隔膜都是带状，其长度随电池型号的不同而改变，当电池宽度相同时，其正极片、负极片和隔膜的长度随电池的厚度增加而增加。在卷绕过程中，三者中有一个跑偏，或有一个材料变形或设备张力控制不均匀等，就可能造成正、负极片直接接触而发生短路。正极片、负极片和隔膜的长度越长，正极片、负极片和隔膜的相对位置就越难对正，再加上材料本身在受力情况下有变形的特点等，造成电池卷绕松紧度的变化不均匀，卷绕的难度就越大，废品率越高。为避免此现象发生，通常使隔膜的宽度大于正、负极片宽度的0.5mm---2.0mm。但这仍然解决不了根本问题。以063048型电池为例，其正极片425mm*40mm；负极片392mm*41mm；隔膜865mm*43mm。扁卷针尺寸宽22.4mm，双片厚度约在0.8mm左右。正极片、负极片和隔膜三种材料的平均长度约560mm左右，要卷12圈。多卷一圈，三种材料就多一次接触机会，电芯就多一次短路机会。而卷针抽走后，又形成了中间薄两边厚的形状。所谓叠层式，可以将其细分为折叠式(叠合片层)和单电池(bi-cell)式两类。折叠式，就是根据电池要求的外形尺寸和容量，设计出隔膜的长度及正、负极片的大小和单双面层数。然后将隔膜平放在工作台上，先放一张双面涂布活性物质的正极片在隔膜上，正极片距隔膜短边约28mm，与隔膜上下边缘平行且距离约0.2mm---1.0mm，将隔膜长边折到正极片上，整平；再在隔膜上放上一张双面涂布活性物质的负极片，与下面的正极片对正，将长边的隔膜折到负极片上，整平。如此操作，直至用完所需的正、负极极片。此方法的缺点是1、手工操作太多，难以实现机械化，生产效率低。2、隔膜纸与电极片之间是非稳定接触。3、仍然存在因正、负极极片接触而短路的现象，没有解决根本问题。单电池式，就是根据电池要求的外形尺寸和容量，设计出单体电池的尺寸和数量，再将它们组合在一起。具体操作是按规定的尺寸裁好正、负极片和隔膜，然后将以负极片为中间层，两面各放一层隔膜，隔膜上再放正极片(也有以正极片为中间层，两面各放一层隔膜，隔膜上再放负极片的)。然后将它们放在热辊压机上热压，这样做成的极片堆即为单电池(bi-cell)。此方法的缺点是1、要将整张的正、负极极片和隔膜，裁成一小块一小块的，再叠片，热压，不但增加了工作量，而且由于隔膜外露部分增多，在后道工序的加工过程中，增加了掉边掉角的机会，即增加了正负极极片直接接触的机会。在叠片、热压过程中，也存在对位问题，即仍然存在因正负极极片直接接触的短路问题。2、由于增加了冲裁、热压的工作量，增加了制造成本。3、手工操作太多，不易实现流水作业。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可避免电池正负极极片直接接触造成短路、提高生产效率，提高电池质量的新结构高能聚合物锂离子电池。实现上述目的的具体结构改进方案如下1、新型高能聚合物锂离子电池，包括正极片、负极片和隔膜，其特征在于A、所述隔膜为与极片尺寸相适应的袋状；B、一负极片或正级片紧密贴合位于隔膜袋中，另一正极片或负极片紧密贴合在隔膜袋的外侧；依此排列组成电池。2、根据上述1所述的新型高能聚合物锂离子电池，其特征在于一负极片紧密贴合位于隔膜袋中，一正极片紧密贴合在隔膜袋的外侧，组成负极单电池。3、根据上述1所述的新型高能聚合物锂离子电池，其特征在于一负极片紧密贴合位于隔膜纸袋中，两正极片分别紧密贴合在隔膜袋的两外侧，组成负极双电池。4、根据上述1所述的新型高能聚合物锂离子电池，其特征在于一正极片紧密贴合位于隔膜袋中，一负极片紧密贴合在隔膜袋的外侧，组成正极单电池。5、根据上述1所述的新型高能聚合物锂离子电池，其特征在于一正极片紧密贴合位于隔膜袋中，两负极片分别紧密贴合在隔膜袋的两外侧，组成正极双电池。6、根据上述2和3所述的新型高能聚合物锂离子电池，其特征在于由一个以上负极单电池和一个以上负极双电池组成电池。7、根据上述4和5所述的新型高能聚合物锂离子电池，其特征在于由一个以上正极单电池和一个以上正极双电池组成电池。8、根据上述1-8所述的新型高聚合物锂离子电池，其特征在于所述隔膜纸面上有粘胶层。本专利技术的有益技术效果体现在几个方面1、本专利技术将隔膜表面涂一层粘胶，制成袋状隔膜袋，然后将正极片或者负极片放入袋中，经压机压合使电极片与隔膜纸表面结合牢固，从根本上解决了隔膜与电极片之间的非稳定接触问题，使锂离子通过电极片与隔膜的距离最短。2、由于正极片或负极片是放在隔膜做成的口袋里，没有裸露的正极片或负极片，因而不存在正极片与负极片之间的直接接触，从根本上解决了电池因正、负极极片直接接触而造成的短路问题。3、采用本专利技术还减少了电池组装过程的手工操作，减少了人为因素对电池质量的影响，进一步提高了电池组装的机械化水平，从而达到提高生产效率、降低产品成本的目的。附图说明图1为本专利技术结构示意图，图2为本专利技术结构分解示意图。具体实施方式以下结合附图，通过实施例对本专利技术作进一步地说明。实施例1将表面具有粘胶层的隔膜制成袋状3，将由碳一石墨材料、黏结剂、添加剂制成的负极片1放入隔膜袋中，经过压机压后，负极片1与隔膜袋3组成一体，在隔膜袋3外侧加一正极片2即组成负极单电池在隔膜袋3外两侧各加一正极片2即组成负极双电池，见图1、图2。负极单电池以063048型电池为例，其负极片尺寸27mm×41mm，正极片尺寸27mm×40mm，隔膜袋尺寸28.5mm×42.5mm。将8个负极单电池与一个负极双电池堆积，再经过焊接极耳、入铝塑本文档来自技高网...

【技术保护点】
新型高能聚合物锂离子电池，包括正极片、负极片和隔膜纸，其特征在于：Ａ、所述隔膜为与极片尺寸相适应的袋状；Ｂ、一负极片或正级片紧密贴合位于隔膜袋中，另一正极片或负极片紧密贴合在隔膜袋的外侧；依此排列组成电池。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈疆，
申请(专利权)人：合肥荣事达集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：34[中国|安徽]