一种多极耳电池的制备方法
【技术领域】
1.本发明涉及锂离子电池加工技术领域，尤其是一种多极耳电池的制备方法。
背景技术：
2.锂离子电池相对于铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池具有更高的能量密度、自放电小、循环寿命长等优点，当前已广泛应用于消费电子及动力电池领域。
3.目前，聚合物锂离子电池的电池芯一般采用卷绕式结构的卷绕电芯与叠片电芯。叠片电芯是将正负极极片、隔膜裁成规定尺寸的大小，随后将正极极片、隔膜、负极极片叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成一个大电芯；卷绕电芯是将分条后的极片固定在卷针上随着卷针转动将正极极片、负极极片以及隔膜卷成电芯的工艺方式。卷绕电芯与叠片电芯由于加工工艺的不同存在以下优缺点：1、内阻不同，叠片式工艺生产的电芯具有较低内阻，而卷绕式电芯的内阻较高，这是因为卷绕式的电芯通常是单一极耳，而叠片式的电芯可以看成是多极耳式的，可以大大降低了其内阻；2、电芯容量衰减不同，由于内阻不同，造成成品电芯在充放电循环中产热量的不同、以及电芯容量衰减快慢不同，叠片式电芯由于多个极耳，使得叠片式电芯的电池容量衰减更慢；3、电芯的倍率不同，叠片式电芯相当于多极片并联起来，更容易在短时间内完成大电流的放电，有利于电池的倍率性能，而卷绕式电芯工艺则正好相反，其单一极耳导致倍率性能略差；4、加工难以程度不同，卷绕式电芯操作比较简便，无论是半自动或全自动都可以快速完成，成品率高、适用于批量化生产，叠片式电芯的工艺复杂程度较高，人工操作费时费力，自动化则由于设备问题而难以产业化。
4.因此，现有的卷绕式电芯的极耳均是从极片上一处引出，且正负极耳各仅有一个，极耳与集流体的接触面积较小，导致卷绕电芯的倍率性能比叠片电芯差，在实际充电过程中，焊接单极耳电阻大，充电时间长，无法实现快充；如何改进现有卷绕式电芯的工艺及结构，使其同时兼顾高倍率性能与高体积能量密度，是现有卷绕式电芯迫切需要解决的技术问题。
技术实现要素：
5.本发明实施例提供一种多极耳电池的制备方法，采用极耳双出或多出来改善卷绕电芯卷绕松紧一致性差的问题，同时提高极耳与集流体的接触面积，提高锂离子电池的倍率放电能力。
6.本发明一实施例的一种多极耳电池的制备方法，包括以下步骤：
7.s1、根据预设尺寸分别准备带状的正极片和负极片；
8.s2、沿所述正极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于正极片上沿口且卷制后重叠于同一位置的正极集流体；
9.s3、在所述正极片上的每个正极集流体处分别焊接有、相对于所述正极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的正极耳；
10.s4、沿所述负极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于负极片下沿口且卷制后重叠于同一位置的负极集流体，所述负极集流体相对所述正极集流体错位设置；
11.s5、在所述负极片上的每个负极集流体处分别焊接有、相对于所述负极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的负极耳；
12.s6、依序将焊接有正极耳的正极片、隔膜、焊接有负极耳的负极片叠放并卷绕成圆柱形的卷芯；
13.s7、用高温胶带将圆柱形的卷芯缠绕成整体，封装所述整体成型得到电芯；
14.s8、卷制完成后的电芯放入圆筒状的电池外壳中；
15.s9、在电池外壳的上下敞口处，叠加的正极耳穿过上绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖，叠加的负极耳穿过下绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖；
16.s10、在电池外壳上的上绝缘片及正极耳处、下绝缘片及负极耳处分别封盖顶盖帽，完成电池制作。
17.进一步地，所述步骤s3中的正极耳为铝极耳。
18.进一步地，所述步骤s5中的负极耳为镍极耳。
19.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
20.由于正极片、负极片上分别设置有两组或多组集流体，对应的集流体上点焊有作为极耳的铝带或镍带，形成两组或多组极耳引出端，再通过卷绕方式使两组或多组极耳引出端重叠，与传统焊接单极耳锂电池相比，多个极耳卷制后重叠，可以有效提高极耳与集流体的接触面积，在充电过程中有效减小电阻，从而提高倍率放电能力，大大提高充电效率，从而实现快充。
21.而且，采用此制备方法的卷绕电芯，具有叠片电池的内阻低、倍率性能好的优点，且有效解决了卷绕电芯倍率性能差及叠片电池低电压的问题；同时，可以采用卷绕工序加工电芯，适用于批量化生产。
【具体实施方式】
22.下面通过具体实例对本发明的内容作进一步的说明。
23.一种多极耳电池的制备方法，包括以下步骤：
24.s1、根据预设尺寸分别准备带状的正极片和负极片；
25.s2、沿正极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于正极片上沿口且卷制后重叠于同一位置的正极集流体；
26.s3、在正极片上的每个正极集流体处分别焊接有、相对于正极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的正极耳；其中，正极片为铝质带体，正极耳为铝极耳；
27.s4、沿负极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于负极片下沿口且卷制后重叠于同一位置的负极集流体，负极集流体相对所述正极集流体错位设置；
28.s5、在负极片上的每个负极集流体处分别焊接有、相对于负极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的负极耳，其中，负极片为镍质带体，负极耳为镍极耳；
29.s6、依序将焊接有正极耳的正极片、隔膜、焊接有负极耳的负极片叠放并卷绕成圆
柱形的卷芯；
30.s7、用高温胶带将圆柱形的卷芯缠绕成整体，封装整体成型得到电芯；
31.s8、卷制完成后的电芯放入圆筒状的电池外壳中；
32.s9、在电池外壳的上下敞口处，叠加的正极耳穿过上绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖，叠加的负极耳穿过下绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖；
33.s10、在电池外壳上的上绝缘片及正极耳处、下绝缘片及负极耳处分别封盖顶盖帽，完成电池制作。
34.该制备方法可以采用批量化卷绕加工电芯，具有叠片电池的内阻低、倍率性能好的优点，且与传统焊接单极耳锂电池相比，多个极耳卷制后重叠，可以有效提高极耳与集流体的接触面积，在充电过程中有效减小电阻，从而提高倍率放电能力，大大提高充电效率。
35.以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，除了具体实施例中列举的情况外；凡依本发明之方法及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种多极耳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、根据预设尺寸分别准备带状的正极片和负极片；s2、沿所述正极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于正极片上沿口且卷制后重叠于同一位置的正极集流体；s3、在所述正极片上的每个正极集流体处分别焊接有、相对于所述正极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的正极耳；s4、沿所述负极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于负极片下沿口且卷制后重叠于同一位置的负极集流体，所述负极集流体相对所述正极集流体错位设置；s5、在所述负极片上的每个负极集流体处分别焊接有、相对于所述负极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的负极耳；s6、依序将焊接有正极耳的正极片、隔膜、焊接有负极耳的负极片叠放并卷绕成圆柱形的卷芯；s7、用高温胶带将圆柱形的卷芯缠绕成整体，封装所述整体成型得到电芯；s8、卷制完成后的电芯放入圆筒状的电池外壳中；s9、在电池外壳的上下敞口处，叠加的正极耳穿过上绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖，叠加的负极耳穿过下绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖；s10、在电池外壳上的上绝缘片及正极耳处、下绝缘片及负极耳处分别封盖顶盖帽，完成电池制作。2.根据权利要求1所述的一种多极耳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中的正极耳为铝极耳。3.根据权利要求1所述的一种多极耳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中的负极耳为镍极耳。
技术总结
一种多极耳电池的制备方法，在正极片、负极片上分别设置有两组或多组集流体，对应的集流体上点焊有作为极耳的铝带或镍带，形成两组或多组极耳引出端，再通过卷绕方式将两组或多组极耳引出端重叠，采用极耳双出或多出来改善卷绕电芯卷绕松紧一致性差的问题，有效提高极耳与集流体的接触面积，提高锂离子电池的倍率放电能力，大大提高充电效率，从而实现快充。从而实现快充。
技术研发人员：胡常青 赵明 罗强
受保护的技术使用者：珠海汉格能源科技有限公司
技术研发日：2022.04.02
技术公布日：2022/7/29
【技术领域】
1.本发明涉及锂离子电池加工技术领域，尤其是一种多极耳电池的制备方法。
背景技术：
2.锂离子电池相对于铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池具有更高的能量密度、自放电小、循环寿命长等优点，当前已广泛应用于消费电子及动力电池领域。
3.目前，聚合物锂离子电池的电池芯一般采用卷绕式结构的卷绕电芯与叠片电芯。叠片电芯是将正负极极片、隔膜裁成规定尺寸的大小，随后将正极极片、隔膜、负极极片叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成一个大电芯；卷绕电芯是将分条后的极片固定在卷针上随着卷针转动将正极极片、负极极片以及隔膜卷成电芯的工艺方式。卷绕电芯与叠片电芯由于加工工艺的不同存在以下优缺点：1、内阻不同，叠片式工艺生产的电芯具有较低内阻，而卷绕式电芯的内阻较高，这是因为卷绕式的电芯通常是单一极耳，而叠片式的电芯可以看成是多极耳式的，可以大大降低了其内阻；2、电芯容量衰减不同，由于内阻不同，造成成品电芯在充放电循环中产热量的不同、以及电芯容量衰减快慢不同，叠片式电芯由于多个极耳，使得叠片式电芯的电池容量衰减更慢；3、电芯的倍率不同，叠片式电芯相当于多极片并联起来，更容易在短时间内完成大电流的放电，有利于电池的倍率性能，而卷绕式电芯工艺则正好相反，其单一极耳导致倍率性能略差；4、加工难以程度不同，卷绕式电芯操作比较简便，无论是半自动或全自动都可以快速完成，成品率高、适用于批量化生产，叠片式电芯的工艺复杂程度较高，人工操作费时费力，自动化则由于设备问题而难以产业化。
4.因此，现有的卷绕式电芯的极耳均是从极片上一处引出，且正负极耳各仅有一个，极耳与集流体的接触面积较小，导致卷绕电芯的倍率性能比叠片电芯差，在实际充电过程中，焊接单极耳电阻大，充电时间长，无法实现快充；如何改进现有卷绕式电芯的工艺及结构，使其同时兼顾高倍率性能与高体积能量密度，是现有卷绕式电芯迫切需要解决的技术问题。
技术实现要素：
5.本发明实施例提供一种多极耳电池的制备方法，采用极耳双出或多出来改善卷绕电芯卷绕松紧一致性差的问题，同时提高极耳与集流体的接触面积，提高锂离子电池的倍率放电能力。
6.本发明一实施例的一种多极耳电池的制备方法，包括以下步骤：
7.s1、根据预设尺寸分别准备带状的正极片和负极片；
8.s2、沿所述正极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于正极片上沿口且卷制后重叠于同一位置的正极集流体；
9.s3、在所述正极片上的每个正极集流体处分别焊接有、相对于所述正极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的正极耳；
10.s4、沿所述负极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于负极片下沿口且卷制后重叠于同一位置的负极集流体，所述负极集流体相对所述正极集流体错位设置；
11.s5、在所述负极片上的每个负极集流体处分别焊接有、相对于所述负极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的负极耳；
12.s6、依序将焊接有正极耳的正极片、隔膜、焊接有负极耳的负极片叠放并卷绕成圆柱形的卷芯；
13.s7、用高温胶带将圆柱形的卷芯缠绕成整体，封装所述整体成型得到电芯；
14.s8、卷制完成后的电芯放入圆筒状的电池外壳中；
15.s9、在电池外壳的上下敞口处，叠加的正极耳穿过上绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖，叠加的负极耳穿过下绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖；
16.s10、在电池外壳上的上绝缘片及正极耳处、下绝缘片及负极耳处分别封盖顶盖帽，完成电池制作。
17.进一步地，所述步骤s3中的正极耳为铝极耳。
18.进一步地，所述步骤s5中的负极耳为镍极耳。
19.本发明实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
20.由于正极片、负极片上分别设置有两组或多组集流体，对应的集流体上点焊有作为极耳的铝带或镍带，形成两组或多组极耳引出端，再通过卷绕方式使两组或多组极耳引出端重叠，与传统焊接单极耳锂电池相比，多个极耳卷制后重叠，可以有效提高极耳与集流体的接触面积，在充电过程中有效减小电阻，从而提高倍率放电能力，大大提高充电效率，从而实现快充。
21.而且，采用此制备方法的卷绕电芯，具有叠片电池的内阻低、倍率性能好的优点，且有效解决了卷绕电芯倍率性能差及叠片电池低电压的问题；同时，可以采用卷绕工序加工电芯，适用于批量化生产。
【具体实施方式】
22.下面通过具体实例对本发明的内容作进一步的说明。
23.一种多极耳电池的制备方法，包括以下步骤：
24.s1、根据预设尺寸分别准备带状的正极片和负极片；
25.s2、沿正极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于正极片上沿口且卷制后重叠于同一位置的正极集流体；
26.s3、在正极片上的每个正极集流体处分别焊接有、相对于正极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的正极耳；其中，正极片为铝质带体，正极耳为铝极耳；
27.s4、沿负极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于负极片下沿口且卷制后重叠于同一位置的负极集流体，负极集流体相对所述正极集流体错位设置；
28.s5、在负极片上的每个负极集流体处分别焊接有、相对于负极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的负极耳，其中，负极片为镍质带体，负极耳为镍极耳；
29.s6、依序将焊接有正极耳的正极片、隔膜、焊接有负极耳的负极片叠放并卷绕成圆
柱形的卷芯；
30.s7、用高温胶带将圆柱形的卷芯缠绕成整体，封装整体成型得到电芯；
31.s8、卷制完成后的电芯放入圆筒状的电池外壳中；
32.s9、在电池外壳的上下敞口处，叠加的正极耳穿过上绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖，叠加的负极耳穿过下绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖；
33.s10、在电池外壳上的上绝缘片及正极耳处、下绝缘片及负极耳处分别封盖顶盖帽，完成电池制作。
34.该制备方法可以采用批量化卷绕加工电芯，具有叠片电池的内阻低、倍率性能好的优点，且与传统焊接单极耳锂电池相比，多个极耳卷制后重叠，可以有效提高极耳与集流体的接触面积，在充电过程中有效减小电阻，从而提高倍率放电能力，大大提高充电效率。
35.以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，除了具体实施例中列举的情况外；凡依本发明之方法及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。
技术特征：
1.一种多极耳电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、根据预设尺寸分别准备带状的正极片和负极片；s2、沿所述正极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于正极片上沿口且卷制后重叠于同一位置的正极集流体；s3、在所述正极片上的每个正极集流体处分别焊接有、相对于所述正极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的正极耳；s4、沿所述负极片长度方向，按卷绕后卷芯曲率变化、依次等比例放大的间隔设置有多个位于负极片下沿口且卷制后重叠于同一位置的负极集流体，所述负极集流体相对所述正极集流体错位设置；s5、在所述负极片上的每个负极集流体处分别焊接有、相对于所述负极片长度方向垂直且卷制后重叠于同一位置的负极耳；s6、依序将焊接有正极耳的正极片、隔膜、焊接有负极耳的负极片叠放并卷绕成圆柱形的卷芯；s7、用高温胶带将圆柱形的卷芯缠绕成整体，封装所述整体成型得到电芯；s8、卷制完成后的电芯放入圆筒状的电池外壳中；s9、在电池外壳的上下敞口处，叠加的正极耳穿过上绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖，叠加的负极耳穿过下绝缘片上的极耳槽后绝缘封盖；s10、在电池外壳上的上绝缘片及正极耳处、下绝缘片及负极耳处分别封盖顶盖帽，完成电池制作。2.根据权利要求1所述的一种多极耳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s3中的正极耳为铝极耳。3.根据权利要求1所述的一种多极耳电池的制备方法，其特征在于，所述步骤s5中的负极耳为镍极耳。
技术总结
一种多极耳电池的制备方法，在正极片、负极片上分别设置有两组或多组集流体，对应的集流体上点焊有作为极耳的铝带或镍带，形成两组或多组极耳引出端，再通过卷绕方式将两组或多组极耳引出端重叠，采用极耳双出或多出来改善卷绕电芯卷绕松紧一致性差的问题，有效提高极耳与集流体的接触面积，提高锂离子电池的倍率放电能力，大大提高充电效率，从而实现快充。从而实现快充。
技术研发人员：胡常青 赵明 罗强
受保护的技术使用者：珠海汉格能源科技有限公司
技术研发日：2022.04.02
技术公布日：2022/7/29
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