一种电池芯及二次电池制造技术

一种电池芯，包括由正极片、负极片和位于它们之间的隔膜卷绕而成的扁平形电极体，其特征在于，位于所述电极体最内层的相邻电极片之间夹隔一层起绝缘作用的隔膜。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种以提高体积能量密度、及降低成本为目的的扁平形卷绕电池芯及具有该电池芯的二次电池。
技术介绍
近年来，人们为了提高体积能量密度，以提高放电特性，在电极芯结构上做了很多改进。以新型实用的锂二次电池为例，其中很多场合应用到扁平形(或方形)电池，而且要求电池做的越来越薄。在方形的电池外壳中，一般都收装有扁平形卷绕的电池芯，包括正极片，负极片和位于正负极片之间的隔膜。此种扁平形卷绕电池芯结构如图1所示，采用如下方法制作，使用截面为圆形的并在其直径方向设置了狭缝的卷针，在所述狭缝中穿过带状隔膜，通过一边在隔膜的各个面上咬住正负极片，一边卷绕，形成圆柱形的卷绕电极体，在除去所述卷针后，对电极体加压成形，即形成如图1所示的扁平形卷绕电池芯。但是，用该方法制造的如图1所示的电池芯，在电极体中央部形成四片隔膜重合的形状，其中的三片隔膜都属于对绝缘没有贡献的多余部分，因此卷绕电极体的厚度增加，从而使体积变大，造成体积能量密度变低的问题。为解决上述技术问题，公开号为CN1574441A的专利文献公开了一种扁平形卷绕电极体的制造方法，通过该方法制造的扁平形卷绕电极体如图2所示。即，当从短径方向透视扁平形卷绕电极体的卷绕中心时，位于最内侧的同极的电极板之间夹隔两片隔膜而相互面对。根据所述构成，当从短径方向透视所述扁平形卷绕电极体的卷绕中心时，由于存在于位于最内侧的同极的电极板之间的隔膜与以往的技术四片相比，减少到两片，因此可以提高体积能量密度。现在较常见的制造扁平形卷绕电极体的方法是直接采用平板形卷针对正负极片和隔膜进行卷绕。如图3所示，使用两块平板叠置在一起的平板形卷针，先将一张隔膜对折成双层，将隔膜的对折部分固定在两块平板形卷针之间，并保证隔膜对折部分的前端超出卷针几毫米，将一电极片放在对折的隔膜之间，开始卷绕，卷至少许后，将另一电极片放置在隔膜的另一面，电极片前端顶住隔膜对折部分的，继续卷绕，形成扁平形的卷绕电极体，在除去所述平板形卷针后，对电极体稍微加压成形，即形成如图4所示的扁平形卷绕电极体。根据所述构成，当从短径方向透视所述扁平形卷绕电极体的卷绕中心时，由于存在于位于最内侧的一电极板两面的隔膜与以往的技术相比，减少到一面是一片，另一面是三片，因此可以提高体积能量密度。但是，用上述两种方法制造的如图2、图4所示的电极体，在电极体中央一电极板的两面形成共四片隔膜的形状，其中的两片隔膜都属于对电池芯没有贡献的多余部分，因此，没有最大发挥空间效用，依然造成体积能量密度变低的问题。此外，在大规模生产中，这些多余部分原材料所占用的不低的成本也是一个须待解决的问题。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服生产成本和体积能量密度低的缺点，从而提供一种能降低隔膜成本且体积能量密度高的电池芯。本技术要解决的另一个技术问题是提供一种能降低隔膜成本且体积能量密度高的二次电池。为解决第一个技术问题，本技术提供了一种电池芯，包括由正极片、负极片和位于它们之间的隔膜卷绕而成的扁平形电极体，其中，位于所述电极体最内层的相邻电极片之间夹隔一层起绝缘作用的隔膜。为解决第二个技术问题，本技术提供了一种二次电池，包括壳体、收纳于壳体的电池芯和电解液，其中，所述电池芯，包括由正极片、负极片和位于它们之间的隔膜卷绕而成的扁平形电极体，其中，位于所述电极体最内层的相邻电极片之间夹隔一层起绝缘作用的隔膜。上述电池芯和二次电池中，所述正极片包括正极集电体和涂覆在正极集电体上的含锂金属氧化物层。上述电池芯和二次电池中，所述负极片包括负极集电体和涂覆在负极集电体上的可嵌入脱出锂的活性物质层。上述电池芯和二次电池中，所述隔膜为可使锂离子自由穿过的微孔有机聚合物膜。优选为微孔聚丙烯膜、微孔聚乙烯膜或他们的复合膜。由于采用了以上的技术方案，与现有技术相比，带来了如下的有益效果本技术避免了现有技术在电极体中央电极板的两面形成多层隔膜情况。在电池芯的最里层对应的相邻极片之间只有一层隔膜，节省了隔膜被极片夹隔的多余层的部分，所以提高了空间利用率，提高了电池体积能量密度，并节省了材料和生产成本。附图说明下面通过具体的实施例并结合附图对本专利技术作进一步详细的描述。图1是第一种现有技术扁平形卷绕电池芯结构示意图；图2是第二种现有技术扁平形卷绕电池芯结构示意图；图3是第三种现有技术扁平形卷绕电池芯的制作示意图；图4是第三种现有技术扁平形卷绕电池芯结构示意图；图5是本技术扁平形卷绕电池芯的制作示意图；图6是本技术扁平形卷绕电池芯结构示意图。其中，正极片-1，负极片-2，隔膜-3，壳体-4。具体实施方式构成本使用新型电池芯和二次电池所用的电池部件没有特定的限制，可以使用以往使用的各种构成部件，优选使用锂二次电池及其常规构件。比如，作为正极材料，可以使用含有锂的可充放电锂电池中通常使用的任何材料。例如LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4等复合金属氧化物或含有锂的层间化合物等。另外，正极材料中还可含有少量的导电剂，作为导电剂，只要在所构成的电池内，不发生化学变化的导电性材料即可，例如乙炔黑、石墨粉和导电性碳纤维等。通过将该锂化合物粉末、导电粉末和粘合剂混合的浆料涂布到正极集电体(比如铝箔)上，干燥后，进行适当加工，可制成锂二次电池的正极片。作为负极材料，可以使用可吸收释放锂的可充放电锂电池中通常使用的任何材料。比如锂合金、碳材料、无机氧化物等。常规锂二次电池负极材料多采用碳材料，如天然石墨或人造石墨等。通过将该碳负极材料和粘合剂混合的浆料涂布到负极集电体(比如铜箔)上，干燥后，进行适当加工，可制成锂二次电池的负极片。作为隔膜，可以使用可充放电锂电池中通常使用的任何材料。比如可以为可使锂离子自由穿过的微孔有机聚合物膜。优选为微孔聚丙烯膜、微孔聚乙烯膜或他们的复合膜。非水电解液通过适当组合有机溶剂与溶质来使用，可以使用可充放电锂电池中通常使用的任何非水电解液。作为非水溶剂，可举含有碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸丙烯酯和甲基乙基碳酸酯等溶剂，作为电解质溶质，可举六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)和三氟甲烷磺酸锂(LiCF3SO3)等。实施例1以制作LP043048A型电池为例，该型号使用宽度为23mm的平板形卷针。如图5所示，卷绕电池芯所用的平板形卷针包括主卷针6和副卷针5，主卷针6和副卷针5叠置在一起构成平板形卷针。卷绕前，先将隔膜对折成上下两层，然后将下层隔膜用两平板卷针夹紧，固定在卷绕机上，再把负极片(图中未示出)放置在上下两片隔膜之间，负极片与上下隔膜对齐，开始卷绕，卷绕少许之后，再把正极片放置在上层隔膜上，并与隔膜和负极片对齐，继续卷绕，形成扁平形的卷绕电极体，在除去所述平板形卷针后，对电极体稍微加压成形，即形成如图6所示的扁平形卷绕电极体。将上述方法制得的电池芯收纳于外壳4内，注入电解液，封口、化成并分容，便制备出本技术的锂二次电池。比较例1如图3所示，使用两块平板叠置在一起的平板形卷针，先将一张隔膜对折成双层，将隔膜的对折部分固定在两块平板形卷针之间，并使隔膜对折部分的前端超出卷针几毫米，再把负极片(图中未示出)放置在上下两片隔膜之间，负极片与上下隔膜对齐，开始卷绕，卷绕少许之后，再把正极片(图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘卫平，肖宏，何昱臣，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：实用新型
国别省市：