新型电池极片及新型结构电池的制作方法

文档序号:11103631
新型电池极片及新型结构电池的制造方法与工艺

本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种新型电池极片以及新型结构电池。



背景技术:

现有电池的极片通常为两种结构一种极片是条状(如图1),集流体通过焊接的方式连接极柱,然后通过卷绕方式组装成电芯;另一种为极片是块状(如图2),通过叠片方式组装成电芯。以上两种结构的极片通过两种不同的组装方式制作成锂电池均已大批量商业化。其中条状结构的极片制成的锂电池内阻相对较高,低温和倍率放电性能相对较差;块状结构的极片制成的锂电池在低温和倍率性能上比较好,但其制程较复杂,需要投入高精度的冲片设备,同时生产效率低,制造成本高。

如何兼顾锂电池的低温和倍率放电优异性能,以及降低生产难度,降低生产成本,是现有技术中亟需解决的技术问题。



技术实现要素:

本发明的一个目的在于:提供一种新型电池极片,其能够同时具备叠片电芯以及卷芯的优点。

本发明的另一个目的在于:提供一种新型结构电池,其采用不同于传统叠片式电芯以及卷芯的电芯,电池具有良好的使用性能以及经济性能。

为达此目的,本发明采用以下技术方案:

一方面,公开一种新型电池极片,包括呈一体结构的涂布区以及导流区,所述导流区位于所述涂布区的周部,所述导流区用于形成集流体导柱。

另一方面,提供一种新型结构电池,包括正极片、负极片,以及设置在所述正极片与所述负极片之间的隔膜,所述正极片具有位于其中部位置的正极涂布区以及位于所述正极涂布区周部位置的正极导流区,所述负极片具有位于其中部位置的负极涂布区域以及位于所述负极涂布区域周部位置的负极导流区,所述正极导流区与所述负极导流区相对设置,所述正极导流区形成正极集流体导柱,所述负极导流区形成负极集流体导柱。

作为所述的新型结构电池的一种优选技术方案,所述正极片呈矩形结构,依次具有第一正极片边缘、第二正极片边缘、第三正极片边缘以及第四正极片边缘;所述负极片呈矩形结构,依次具有第一负极片边缘、第二负极片边缘、第三负极片边缘以及第四负极片边缘,所述第一正极片边缘与所述第一负极片边缘位置相对应,所述第二正极片边缘与所述第二负极片边缘位置相对应,所述第三正极片边缘与所述第三负极片边缘位置相对应,所述第四正极片边缘与所述第四负极片边缘位置相对应。

作为所述的新型结构电池的一种优选技术方案,所述正极导流区设置在所述第一正极片边缘、所述第二正极片边缘以及所述第三正极片边缘,分别为第一正极导流区、第二正极导流区以及第三正极导流区,所述第一正极导流区、所述第二正极导流区以及所述第三正极导流区依次连接;

所述负极导流区设置在所述第一负极片边缘、所述第三负极片边缘以及所述第四负极片边缘,分别为第一负极导流区、第三负极导流区以及第二负极导流区,所述第一负极导流区、所述第三负极导流区以及所述第二负极导流区依次连接。

作为所述的新型结构电池的一种优选技术方案,所述第一正极导流区与所述第三正极导流区的宽度相同,所述第一负极导流区与所述第二负极导流区的宽度相同。

作为所述的新型结构电池的一种优选技术方案,所述第二正极导流区的宽度与所述第一正极导流区以及所述第三正极导流区宽度相同,或,所述第二正极导流区的宽度大于所述第一正极导流区以及所述第三正极导流区的宽度。

作为所述的新型结构电池的一种优选技术方案,所述第二正极导流区形成正极集流体导柱,所述第四负极导流区形成负极集流体导柱。

作为所述的新型结构电池的一种优选技术方案,所述第一正极导流区、所述第二正极导流区以及所述第三正极导流区的宽度均不相同,所述第一负极导流区,所述第二负极导流区以及所述第三负极导流区的宽度均不相同。

作为所述的新型结构电池的一种优选技术方案,所述新型结构电池为锂原电池或锂离子电池。

作为所述的新型结构电池的一种优选技术方案,所述新型结构电池为软包装电池、铝壳电池、钢壳电池或塑胶壳电池。

本发明的有益效果为:本方案相对于传统的条状极片以及块状极片而言,集合了两者的优点,具有电池内阻低、低温和倍率放电性能好、制程简单、无需投入高精度的冲片设备、生产效率高以及制造成本低的特点。

附图说明

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

图1为本发明实施例所述正极片结构示意图。

图2为本发明实施例所述负极片结构示意图。

图3为本发明实施例所述正极片、负极片以及隔膜叠合结构示意图。

图4为本发明实施例所述卷芯结构示意图(图中阴影区域为待切除区域)。

图5为本发明实施例所述卷芯裁切后结构示意图。

图6为本发明实施例所述

图中:

100、正极片;110、正极涂布区;120、正极导流区;121、第一正极导流区;122、第二正极导流区;123、第三正极导流区;130、正极集流体导柱;200、负极片;210、负极涂布区;220、负极导流区;221、第一负极导流区;222、第二负极导流区;223、第三负极导流区;230、负极集流体导柱;300、隔膜。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1、2所示,于本实施例中,本发明所述的一种新型电池极片,包括呈一体结构的涂布区以及导流区,所述导流区位于所述涂布区的周部,所述导流区用于形成集流体导柱。本方案相对于传统的条状极片以及块状极片而言,集合了两者的优点,具有电池内阻低、低温和倍率放电性能好、制程简单、无需投入高精度的冲片设备、生产效率高以及制造成本低的特点。

如图1-5所示,作为本发明所述的新型电池极片的一种具体应用,本实施例中还提供一种新型结构电池,包括正极片100、负极片200,以及设置在所述正极片100与所述负极片200之间的隔膜300,所述正极片100具有位于其中部位置的正极涂布区110以及位于所述正极涂布区110周部位置的正极导流区120,所述负极片200具有位于其中部位置的负极涂布区210域以及位于所述负极涂布区210域周部位置的负极导流区220,所述正极导流区120与所述负极导流区220相对设置,所述正极导流区120形成正极集流体导柱130,所述负极导流区220形成负极集流体导柱230。

具体的,在本实施例中所述正极片100呈矩形结构,依次具有第一正极片100边缘、第二正极片100边缘、第三正极片100边缘以及第四正极片100边缘;所述负极片200呈矩形结构,依次具有第一负极片200边缘、第二负极片200边缘、第三负极片200边缘以及第四负极片200边缘,所述第一正极片100边缘与所述第一负极片200边缘位置相对应,所述第二正极片100边缘与所述第二负极片200边缘位置相对应,所述第三正极片100边缘与所述第三负极片200边缘位置相对应,所述第四正极片100边缘与所述第四负极片200边缘位置相对应。所述正极导流区120设置在所述第一正极片100边缘、所述第二正极片100边缘以及所述第三正极片100边缘,分别为第一正极导流区1210、第二正极导流区122以及第三正极导流区123,所述第一正极导流区121、所述第二正极导流区122以及所述第三正极导流区123依次连接;所述负极导流区220设置在所述第一负极片200边缘、所述第三负极片200边缘以及所述第四负极片200边缘,分别为第一负极导流区221220、第三负极导流区223220以及第二负极导流区222,所述第一负极导流区221、所述第三负极导流区223以及所述第二负极导流区222依次连接。

在本实施例中所述第一正极导流区121与所述第三正极导流区123的宽度相同,所述第二正极导流区122的宽度大于所述第一正极导流区121以及所述第三正极导流区123的宽度。所述第一负极导流区221与所述第二负极导流区222的宽度相同,所述第三负极导流区223的宽度大于所述第一负极导流区221以及所述第二负极导流区222的宽度。

导流区以及涂布区的尺寸根据电池的大小而定,同时其也不局限于上述形式,在本发明的其他实施例中还可以将所述第二正极导流区122的宽度与所述第一正极导流区121以及所述第三正极导流区123宽度相同,第三负极导流区223的宽度与所述第一负极导流区221的宽度以及第二负极导流区222的宽度相同。或者将所述第二正极导流区122的宽度设置为小于所述第一正极导流区121以及所述第三正极导流区123的宽度,将所述第三负极导流区223的宽度设置为小于所述第一负极导流区221的宽度以及所述第二负极导流区222的宽度。

所述第二正极导流区122形成正极集流体导柱130,所述第四负极导流区220形成负极集流体导柱230。

在其他实施例中还可以将所述第一正极导流区121、所述第二正极导流区122以及所述第三正极导流区123的宽度均不相同,所述第一负极导流区221,所述第二负极导流区222以及所述第三负极导流区223的宽度均不相同。

从电池的工作原理上区分所述新型结构电池为锂原电池或锂离子电池。从电池的结构组成上区分所述的新型结构电池,所述新型结构电池为软包装电池、铝壳电池、钢壳电池或塑胶壳电池。

本实施例中所述新型结构电池为钢壳锂离子电池。

下面介绍如上所述的新型结构电池的生产工艺,包括电芯加工以及电池整体成型,所述电芯加工为:对电芯进行裁切,于其两端部分别形成正极集流体导柱130以及负极集流体导柱230。

本实施例所述的新型结构电池生产工艺用于加工卷芯电池,所述电芯由正极极片、隔膜300以及负极极片依次叠合卷绕而成。

具体的,本实施例中所述正极极片包括正极涂布区110以及正极导流区120,所述正极涂布区110由在基材上涂布正极浆料形成,所述正极导流区120为位于所述正极涂布区110周部的空箔区;所述负极极片包括负极涂布区210以及负极导流区220,所述负极涂布区210由在基材上涂布负极浆料形成,所述负极导流区220为位于所述负极涂布区210周部的空箔区。

作为一种优选的技术方案,所述裁切为对所述正极导流区120进行裁切形成正极集流体导柱130,对所述负极导流区220进行裁切形成负极集流体导柱230。所述正极浆料以及所述负极浆料均采用增稠剂、导电剂以及粘接剂搅拌加工而成。所述对电芯进行裁切为冲压裁切。所述电池整体成型包括组装、注液以及化成分容。

所述正极集流体导柱130可以为一个或多个,所述负极集流体导柱230的数量与所述正极集流体导柱130的数量相对应。

本实施例中所述正极集流体导柱130的数量为一个,所述负极集流体导柱230的数量同样为一个,两者相对设置在卷芯的两端。

如图6所示,如上所述的新型结构电池的加工工艺具体包括以下步骤:

步骤S1、搅拌,对正、负极浆料原材料进行搅拌,制作符合要求的正、负极浆料;

步骤S2、涂布,在基材上进行涂布,预留正极导流区以及负极导流区,形成本发明方案所述的正极片以及负极片;

步骤S3、冷压,对涂布完成的正极片以及负极片进行冷压定型;

步骤S4、分条,对正极片、负极片进行分条;

步骤S5、卷绕,将正极片、隔膜以及负极片依次叠合之后进行卷绕;

步骤S6、裁集流体,采用冲压裁切的方式对卷绕后的卷芯进行集流体裁切,形成正极集流体导柱以及负极集流体导柱;

步骤S7、组装,将裁切后的卷芯与电池壳体进行组装;

步骤S8、注液、化成分容形成电池产品。

于本文的描述中,需要理解的是,此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”,仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。

需要声明的是,上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理,在本发明所公开的技术范围内,任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围内。

再多了解一些
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