用卷針作正負電極的卷繞式鋰離子二次電池及其制造方法技術

本發明專利技術公開了一種用卷針作正負電極的卷繞式鋰離子二次電池，包括電池殼體、設置于殼體內的正極片、負極片以及電隔離正、負極片的隔膜，還包括設置于電池殼體內的卷針，正、負極片和隔膜卷繞在卷針上，卷針有電隔離地設置的電池的正、負電極。本發明專利技術同時公開了一種卷繞式鋰離子二次電池的制造方法，包括：在正極片和負極片上分別涂敷正、負極活性材料；將正極片、負極片以及電隔離正、負極片的隔膜卷繞在卷針上以繞制成卷芯；將電池的正、負電極電隔離地設置在卷針上；將卷芯連同卷針安裝在電池殼體內。本發明專利技術使電池生產裝配操作更加簡單，容易實現電池裝配的重復一致性，提高裝配效率，保證產品性能的穩定性并降低廢品率，使產品性能更加優良。

Winding lithium ion secondary battery using roll needle as positive and negative electrode and manufacturing method thereof two

The invention discloses a winding type lithium ion secondary battery two for positive and negative electrode of the needle, which comprises a diaphragm battery shell is arranged in the shell, an anode plate and a cathode plate and electrical isolation of positive and negative plates, including the roll pin arranged in the battery shell, the positive and negative plate and diaphragm winding on the coiling needle, the positive and negative electrode needle electrical isolation set battery. The invention also discloses a method of manufacturing a winding type lithium ion secondary battery two includes positive and negative electrode active material is coated on the positive plate and the negative plate on the diaphragm; the winding anode plate and a cathode plate and electrical isolation of positive and negative plates in the coiling needle to wound into the core of the battery; the positive and negative electrode electrical isolation is provided in the coiling needle; the needle core with installed in the battery casing. The invention makes the battery production and assembly operation simpler, easy to realize the repeated consistency of the battery assembly, improves the assembly efficiency, ensures the stability of the product performance, and reduces the reject rate, and makes the product performance better.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及電池，具體涉及一種巻繞式鋰離子二次電池及其制造方法。
技術介紹
電動設備如電動自行車、電動啟程等需要用到各種容量的動力型鋰離 子二次電池。與現有產品化的鉛酸、鎳鎘、鎳氫等二次可充電電池相比較， 鋰離子二次電池的比能量、循環壽命等主要性能指標是最好的。但已有的 鋰離子電池存在大電流放電能力較差、生產過程廢品率較高，微短路現象 經常發生而導致荷電保持能力差等缺陷，這些缺陷至今困擾著大容量型鋰 離子電池的發展。動力型鋰離子電池制造工藝復雜繁多，最初的經典結構為正、負極 片采用銅箔、鋁箔或銅網、鋁網等作為集流體，把正極活性材料涂敷于鋁 箔兩面(或鋁網的內部和表面)，然后把相同尺寸的正、負極片和隔膜按照 正極/隔膜/負極/隔膜層疊放置構成電芯，重疊的層數取決于極片面積和電 池的設計容量。現有的鋰離子電池由其結構所帶來的缺點主要有l)生成 過程的裝配效率極低；2)難以保證正、負極裝配的準確對位，導致電池容 量發揮的損失，由此也難以保證產品性能的一致性；3)層疊的極片邊長過 長，由于邊緣毛刺的存在，過長的極片變長容易造成正負極之間的短路。 因此，需要尋找一種新型的電池結構來促進鋰離子動力電池的發展。
技術實現思路
本專利技術的主要目的就是提供一種用巻針作正負電極的巻繞式鋰離子 二次電池及其制造方法，能夠有效解決現有技術的上述問題。 為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案一種用巻針作正負電極的巻繞式鋰離子二次電池，包括電池殼體、設 置于所述殼體內的正極片、負極片以及電隔離所述正、負極片的隔膜，其 特征在于，還包括設置于所述電池殼體內的巻針，所述正、負極片和隔膜 巻繞在所述巻針上，所述巻針有電隔離地設置的電池的正、負電極。優選地，所述巻針中間為絕緣材料，所述正、負電極導電材料分別設置在所述 巻針軸向的兩個端點處。所述正、負極片各包括涂料部和非涂料部，所述正、負極片的所述非 涂料部分別位于所述正、負極片沿巻繞方向的兩相對側的邊緣，并分別與 所述正、負電極在多處形成電連接。所述巻針為空心的。所述巻針為圓筒狀的。所述巻針為絕緣材料制成。一種用巻針作正負電極的巻繞式鋰離子二次電池的制造方法，其特 征在于，包括以下步驟Al、在正極片和負極片上分別涂敷正、負極活性材料；Bl、將所述正極片、負極片以及電隔離正、負極片的隔膜巻繞在巻針 上以繞制成巻芯；Cl、將電池的正、負電極電隔離地設置在所述巻針上；Dl、將所述巻芯連同所述巻針安裝在電池殼體內。優選地，所述步驟A1中，在所述正、負極片沿巻繞方向的兩相對側的邊緣上 分別留出空白的非涂料部，所述步驟C1中，在所述巻針軸向的兩個端點處 設置所述正、負電極，利用所述正、負極片的非涂料部形成多個正、負極 耳并將其分別電連接至所述正、負電極。本專利技術有益的技術效果是在本專利技術的巻繞式鋰離子二次電池中，正極片、負極片以及正、負極 片之間的隔膜巻繞在巻針上形成巻芯，對于每一個電池，巻針是與巻芯一 同保留于電池殼體內的，與以往鋰離子電池不帶巻針的電芯結構相比，本 專利技術的電池由于增設了作為固定物的巻針，易于實現生產過程中的自動工 裝，能保證電池正、負極裝配時的準確對位，從而提高裝配效率以及產品 性能的一致性。由于巻針的存在，可利用巻針電隔離地引出電池的正、負電極，如采 用塑料巻針并將正、負電極設置在巻針軸向相對的兩個端點上；進一步的， 將正、負極片沿巻繞方向的兩相對側的邊緣保留為空白的非涂料部，多層 巻繞后，使利用正、負極片的非涂料部形成的多個極耳可以很方便地電連 接至該巻針上的正、負電極，利用巻針巧妙設計的多極耳體系，提高了電 流的通過能力，增強了大電流放電的可靠性。如進一步采用如圓筒形的空心結構的巻針，相對增大了巻芯直徑，能 避免現有方案使用小巻針繞制時巻繞圈數過多帶來的繁瑣，并能避免傳統巻繞式電池R角的產生，使活性材料容量得到充分地發揮，也拓寬了電池 外形尺寸的自由度；巻芯直徑增加后，能使極片的總邊長相對于現有的層 疊結構減少50%，從而使由于邊緣毛刺所造成正負極之間短路的可能性降 低50%;空心的巻芯還能使電池在遇到意外或產生高溫時有充分的能量釋 放空間，提高了電池使用的安全性。 附圖說明圖1為本專利技術鋰離子二次電池一種實施例的結構示意圖； 圖2為本專利技術鋰離子二次電池中正負極片的層疊示意圖； 圖3為本專利技術鋰離子二次電池制造方法一種實施例的流程圖。 本專利技術的特征及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。 具體實施例方式請參考圖1和圖2，鋰離子二次電池包括巻針8、巻芯10、電池外殼 9以及左、右端蓋7，巻針8和巻芯10位于圓筒形的電池外殼9內，左、 右端蓋7合蓋在電池外殼9的兩端，巻針8有電隔離地設置的電池的正、 負電極。巻芯10包括正極片1 (即正集流體)、負極片ll (即負集流體) 以及位于正極片1和負極片11之間起電隔離作用的隔膜13，正極片1、負 極片11和隔膜13巻繞在巻針8上。正極片1采用銅箔，負極片11采用鋁 箔，正、負極片均包括涂料部和非涂料部，正、負極片的涂料部上分別涂 敷正極活性材料la、負極活性材料lb，非涂料部保留為不涂料的空白區。 正、負極片的非涂料部分別位于正、負極片沿巻繞方向的兩相對側的邊緣， 當在巻針8上安裝時，以正、負極片的空白區為準，正、負極片沿巻針8 軸向錯位巻繞，且巻繞后正、負極片的空白區分別朝向巻芯10的兩個端 點方向(即巻針8軸向的兩個相對端點的方向)。隔膜13可采用聚烯烴類 單層或多層微孔膜。巻針8可采用塑料的空心圓筒狀結構。電池的正、負 電極分別設置在巻針8軸向的兩個相對端點上。將正、負極片的非涂料部 中的一部分去除后，剩下部分形成多個極耳，正、負極片的極耳可以分別 通過焊接或鉚接的方式連接至正、負電極。進一步的，在巻針8和左、右端蓋7之間、緊貼巻針8的兩個端面還 分別設置有集片套6。集片套6和端蓋7由雙向螺釘5固定。雙向螺釘5 的端部位于空心的巻針8內，其螺桿穿過集片套6和端蓋7，螺母4從端蓋7外側向內擰在螺桿上以壓緊端蓋7。集片套6和端蓋7之間的間隙由 下密封墊3密封，端蓋7和螺母4之間的間隙由上密封墊2密封，其中， 上密封墊2的外徑與螺母4平齊,下密封墊3的外徑不超出巻針8的外徑， 在下密封墊3和電池外殼9之間的間隙內還填充有絕緣片12。上密封墊2 和下密封墊3也可以是一體設置的。本專利技術中，巻針8的內徑、外徑及極片等各個部件的尺寸可根據最終 成品電池的型號來確定。本專利技術還提供了一種鋰離子二次電池制造方法，請參考圖3，其具體 可采用以下流程來實施步驟S1、涂敷銅箔、鋁箔，制造如圖2所示的正、負極片，在正、負 極片沿巻繞方向的兩相對側的邊緣上分別留出空白的非涂料區，且負極片 的涂料區大于正極片的涂料區，以保證負極片能夠完全包覆正極片。步驟S2、將正、負極和隔膜用空心的塑料巻針巻繞成圓柱形巻芯，且 正、負極片的非涂料區分別朝向巻針軸向的兩端。步驟S3、在巻針的兩個端點上安裝電極，選取合適的非涂料區作為多 個極耳，去除其余的部分，然后將正、負極的多個極耳分別焊接或鉚接在 塑料巻針兩端的電極處。步驟S4、將巻繞后的電芯(巻針連同巻芯)貼膠完后裝入殼體內。步驟S5、注入適量的電解液并完成電池的封裝。根據本專利技術的鋰離子二次電池，電池殼體可以是鋁塑或本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用卷針作正負電極的卷繞式鋰離子二次電池，包括電池殼體、設置于所述殼體內的正極片、負極片以及電隔離所述正、負極片的隔膜，其特征在于，還包括設置于所述電池殼體內的卷針，所述正、負極片和隔膜卷繞在所述卷針上，所述卷針有電隔離地設置的電池的正、負電極。

【技術特征摘要】
CN 2008-5-12 200810066990.31.一種用卷針作正負電極的卷繞式鋰離子二次電池，包括電池殼體、設置于所述殼體內的正極片、負極片以及電隔離所述正、負極片的隔膜，其特征在于，還包括設置于所述電池殼體內的卷針，所述正、負極片和隔膜卷繞在所述卷針上，所述卷針有電隔離地設置的電池的正、負電極。2. 如權利要求1所述的用巻針作正負電極的巻繞式鋰離子二次電池，其特征在于，所述巻針中間為絕緣材料，所述正、負電極導電材料分別設置在所述巻針軸向的兩個端點處。3. 如權利要求2所述的用巻針作正負電極的巻繞式鋰離子二次電池，其特征在于，所述正、負極片各包括涂料部和非涂料部，所述正、負極片的所述非涂料部分別位于所述正、負極片沿巻繞方向的兩相對側的邊緣，并分別與所述正、負電極在多處形成電連接。4. 如權利要求1至3任意一項所述的用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李東山，劉立君，
申請(專利權)人：李東山，劉立君，
類型：發明
國別省市：94[中國|深圳]