二次电池电芯、二次电池及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种二次电池电芯、二次电池及其制备方法。制备方法包括步骤：S1：装料，将来料模切好的极片和隔膜分别装载在对应的放卷挂轴上，并进行紧固；S2：引带，将固定好的极片卷料与隔膜沿各自料线行进方向进行引带，对齐料线后，进行待卷绕状态，极片和隔膜沿各自行进的方向依次进行放卷、纠偏、张力控制、计长和切断；S3：热复合，将切断的极片与隔膜进行热复合，得到复合电极；S4：卷绕，将得到的复合电极与第二电芯材料沿预设方向进行卷绕，到达卷绕设定长度后切断极片，制成由外到内依次排布有隔膜

【技术实现步骤摘要】
二次电池电芯、二次电池及其制备方法


[0001]本专利技术涉及锂离子电池
，特别是涉及一种二次电池电芯、二次电池及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着手机、笔记本电脑、无人机、航模、电动工具、新能源汽车、便携式储能、医疗设备等领域大量采用锂电池作为电源，锂电池产业获得了迅猛发展。为提升锂电池能量密度，现阶段大部分动力型锂电池采用叠片或卷绕工艺制作，卷绕式生产工艺因其生产速度快、连续性好、对设备要求较低、电池一致性也更容易控制等优点，成为当前最广泛使用，也是技术最成熟的锂电池主流生产工艺。
[0003]作为锂离子电池生产制造过程中必不可少也是尤为重要的一道工序，卷绕工艺具体方式是把激光切好后的极片，固定在卷绕针上，并随着卷绕针旋转而将正极片、负极片和膜片卷入到电池中，把极片卷成一个层层包裹的卷芯状，正常包裹方式为隔膜
‑
负极
‑
隔膜
‑
正极，一般卷针为棱形、椭圆形等，但卷绕式电池在生产过程中，极片与隔膜受拉力影响会造成电芯内部应力不均一，在充放电时极片的膨胀与收缩会使内应力加剧，进而造成电芯变形，严重影响电芯的性能，这种现象在厚度、长度或宽度尺寸较大的电芯上表现尤其明显。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种二次电池电芯、二次电池及其制备方法，用于解决现有技术中的卷绕式电池在生产过程中极片与隔膜受拉力影响会造成电芯内部应力不均一，造成电芯下料后内圈极片褶皱，且在充放电时极片的膨胀与收缩会使内应力加剧，进而造成电芯变形，严重影响电芯的性能等问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种二次电池电芯的制备方法，包括步骤：
[0006]S1：装料，将来料模切好的极片和隔膜分别装载在对应的放卷挂轴上，并进行紧固；
[0007]S2：引带，将固定好的极片卷料与隔膜沿各自料线行进方向进行引带，对齐料线后，进行待卷绕状态，极片和隔膜沿各自行进的方向依次进行放卷、纠偏、张力控制、计长和切断；
[0008]S3：热复合，将切断的极片与隔膜进行热复合，得到复合电极，在复合过程中，极片的两面分别与隔膜的单面进行同步运动，经预复合并膜机构进行预复合处理后，进入烘箱，对极片和隔膜进行加热；然后经热复合机构进行复合，得到复合电极；
[0009]S4：卷绕，将得到的复合电极与第二电芯材料沿预设方向进行卷绕，到达卷绕设定长度后切断极片，制成由外到内依次排布有隔膜
‑
负极
‑
隔膜
‑
正极的二次电池电芯；
[0010]S5：下料，将卷绕完成的二次电池电芯进行贴终止胶，然后进行下料。
[0011]可选地，沿极片的行进方向，依次设置有：极片放卷机构、放卷纠偏、极片放卷张力控制、极片放卷张力检测、极片行进纠偏、极片蛇形纠偏、极片计长、极片入片纠偏、极片切断机构和极片夹持入片机构，极片行进至各机构时执行相应操作。
[0012]可选地，沿隔膜行进方向，依次设置有隔膜放卷机构、放卷纠偏、隔膜放卷张力控制、隔膜放卷张力检测、隔膜行进纠偏、隔膜计长机构和隔膜切断机构，隔膜行进至各机构时执行相应操作。
[0013]可选地，在引带过程中，利用极片和隔膜的纠偏机构，对齐料线，其中，极片在极片切断位进行裁断，隔膜在行进至卷针并膜辊处利用隔膜切断机构进行裁断；极片切断方式为铡刀式冷切，隔膜为热切。
[0014]可选地，所述二次电池电芯的制备方法采用边复合边卷绕的方式，在上一电芯卷绕完成并对负极极片裁切后，隔膜单独继续走带，待卷绕负极极片停止走带，正极极片在复合电极过程中，同步入料进行卷绕，并入复合电极下面，完成初始包覆后继续新的卷绕行程。
[0015]可选地，预复合并膜机构为加热设计，温度为60
‑
120
°
，预复合压力为0.1
‑
0.6mpa；加热烘箱为非接触式加热，加热温度为45
‑
120
°
；热复合机构为加热设计，温度为60
‑
120
°
，热复合压力为0.2
‑
1T。
[0016]可选地，制备的复合电极包括隔膜+负极片、隔膜+正极片、隔膜+负极片+隔膜、隔膜+正极片+隔膜中的任意一种。
[0017]可选地，正极极片、负极极片、隔膜为连续设置，隔膜比负极极片宽1～5mm，负极极片比正极极片宽1～5mm；热复合时，负极极片位于隔膜的中间，使得两侧隔膜完全覆盖负极极片，宽度方向上隔膜单边超出负极极片0.5～2.5mm，长度方向上隔膜超出负极极片。
[0018]可选地，对负极极片上下面与隔膜进行热合时，通过调整位于负极极片上下分布的隔膜转向角度，从而调整上下隔膜的张力，以减小位于负极极片上面和下面隔膜长度不同造成的应力不均，防止极片复合后在卷绕过程中造成剥离，其中，隔膜采用双张力系统控制，放卷采用大张力，张力范围为500
‑
1000gf，卷绕采用的张力小于放卷时的张力。
[0019]本专利技术还提供一种二次电池电芯，所述二次电池电芯采用如上述任一方案中所述的制备方法制备而成，所述二次电池电芯的厚度为30
‑
200mm，长度为500
‑
2000mm。
[0020]本专利技术还提供一种二次电池，所述二次电池包括若干个如上述任一方案中所述的二次电池电芯。
[0021]如上所述，本专利技术的二次电池电芯、二次电池及其制备方法，具有以下有益效果：本专利技术将隔膜和极片预先进行热复合，并经优化的工艺流程设计，可有效解决卷绕过程中极片错位、对齐度、抽芯等不良情况，减小卷绕时电芯内层与外层张力不均匀的问题，可以将极片充电膨胀时隔膜的反作用力平均分配到极片表面，降低极片变形风险，并且可以有效防止卷芯褶皱，减小隔膜与极片、极片与极片间距，同时提高电芯安全性能。本专利技术提供的二次电池电芯及二次电池，性能可以得到显著提升。
附图说明
[0022]图1显示为本专利技术实施例提供的极片与隔膜的走带示意图。
[0023]图2显示为本专利技术实施例提供的极片复合成型示意图。
具体实施方式
[0024]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本专利技术实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本专利技术保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
[0025]为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种二次电池电芯的制备方法，其特征在于，包括步骤：S1：装料，将来料模切好的极片和隔膜分别装载在对应的放卷挂轴上，并进行紧固；S2：引带，将固定好的极片卷料与隔膜沿各自料线行进方向进行引带，对齐料线后，进行待卷绕状态，极片和隔膜沿各自行进的方向依次进行放卷、纠偏、张力控制、计长和切断；S3：热复合，将切断的极片与隔膜进行热复合，得到复合电极，在复合过程中，极片的两面分别与隔膜的单面进行同步运动，经预复合并膜机构进行预复合处理后，进入烘箱，对极片和隔膜进行加热；然后经热复合机构进行复合，得到复合电极；S4：卷绕，将得到的复合电极与第二电芯材料沿预设方向进行卷绕，到达卷绕设定长度后切断极片，制成由外到内依次排布有隔膜
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负极
‑
隔膜
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正极的二次电池电芯；S5：下料，将卷绕完成的二次电池电芯进行贴终止胶，然后进行下料。2.根据权利要求1所述的二次电池电芯的制备方法，其特征在于，沿极片的行进方向，依次设置有：极片放卷机构、放卷纠偏、极片放卷张力控制、极片放卷张力检测、极片行进纠偏、极片蛇形纠偏、极片计长、极片入片纠偏、极片切断机构和极片夹持入片机构，极片行进至各机构时执行相应操作；沿隔膜行进方向，依次设置有隔膜放卷机构、放卷纠偏、隔膜放卷张力控制、隔膜放卷张力检测、隔膜行进纠偏、隔膜计长机构和隔膜切断机构，隔膜行进至各机构时执行相应操作。3.根据权利要求1所述的二次电池电芯的制备方法，其特征在于，在引带过程中，利用极片和隔膜的纠偏机构，对齐料线，其中，极片在极片切断位进行裁断，隔膜在行进至卷针并膜辊处利用隔膜切断机构进行裁断；极片切断方式为铡刀式冷切，隔膜为热切。4.根据权利要求1所述的二次电池电芯的制备方法，其特征在于，所述二次电池电芯的制备方法采用边复合边卷绕的方式，在上一电芯卷绕完成并对负极极片裁切后，隔膜单独继续走带，待卷绕负极极片停止走带，正极极片在复合电极过程中，同步入料进行卷绕，并入复合电极下面，完成初始包...

【专利技术属性】
技术研发人员：周中心，李利潮，张珂，李进华，陈彪，张五堂，刘朝阳，
申请(专利权)人：上海兰钧新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：