专利名称：折叠式锂离子电池极组及其制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池，尤其是涉及一种锂离子电池的极组。
背景技术：
电池极组的制作是电池制作的基本步骤，直接影响到电池的性能。电池极组的制作主要有卷绕式和叠片式技术。这两种技术都既能手工生产，也能实现自动化大生产，这两种技术都还存在于现今电池的生产中；叠片式由于实现了自动化而与卷绕式在操作上变得相类似；卷绕式电池和叠片式电池外观上没有太大的区别，而在电性能例如如安全性能上有差别，但作为商品化的电池对其电性能的要求是一样的，并且都应满足现有的安全标准。
卷绕式电池的制作是先将正负极片和隔膜裁成条状，然后以一定的工具手工或机器卷绕成极组；叠片式的电池制作是先将正负极片裁成片状，再用隔膜分开的正负极片叠压在一起，做成极组；叠片式电池也可做成基片，再将基片叠成较大的极组。以上极组制作技术在电极小涂敷量时没有太大区别，但在电极涂敷量大时，卷绕式极片容易断带，而叠片式就无此项弱点。但是叠片式电池在叠片时的极片定位和极片对齐度是很大问题，在机器生产时的高精度控制可做到这一点，但在手工操作时却难以保证，而造成极组制作的难度。另外，叠片式极组的集流和极耳的引出会占用较大空间，这样对电池的容量将有较大影响。
发明内容
本发明为了解决高涂敷量下的极组制作而提出一种锂离子电池极组和制作方法，以克服手工和机器生产对极片对齐度的难以控制的问题。
本发明采用如下的极组结构本发明的离子电池极组，包括长条状的负极片和多片片状的正极片，隔膜，正极极耳，负极极耳，负极片一端折边被固定，为叠层状；在负极片的折叠处设置有正极片，各片正极片的集流体被固定在一起；负极片与正极片之间设置有隔膜；负极极耳被固定在负极片的集流体上，正极极耳被固定在任意一片正极片的集流体上；整个极组外面包覆有隔膜。
负极片的叠层最好为偶数，每处折叠处各设置有一片外面包覆有隔膜的正极片。
为完成上述的锂离子电池极组结构的制作，本发明还提出下列的制作方法(1)制作负极片和正极片；
(2)负极片裁成条状；(3)正极片裁成多片片状；(4)在负极片的集流体上固定负极极耳；(5)在任意一片正极片的集流体上固定正极极耳；(6)用隔膜包覆每片正极片，并预留出未被包覆的各片正极片的集流体；或者用隔膜包覆负极片，并预留出未被包覆的负极片的集流体；(7)首先使负极一端的折边定位，然后折叠负极，在其折叠处插入正极片；(8)折叠完毕后，用隔膜包住极组并使之固定；(9)将每片正极片的集流体固定在一起。
上述的制作方法中，有些制作步骤的工序是可以调整的。最好对负极进行偶数次折叠，在每一折叠处插入一片包覆隔膜的正极片。
采用本发明的极组结构和制作方法，带来如下有益效果1、适合于手工操作，也可适用于自动化技术；2、比传统的卷绕式制作方法更容易，操作工不需特别训练；3、可利用卷绕式的现有设备，不用增加设备；4、与传统的卷绕式制作方法相比，不容易发生断带，更适用于大涂敷量的极组制作，能够提高电极涂敷量，进而提高电池容量，特别适用于大极板的聚合物电池；5、提高正极片的利用率；6、与手工方法的叠片式电池制作方法相比，解决了极片定位和极片对齐困难的问题，简化了极组制作难度；7、极耳痕迹不明显；8、与叠片式电池相比，极片计算一样容易，而设计难度却大大降低。
图1锂离子电池极组制作分解2锂离子电池极组整体结构3不同容量的SP383562电池的2C循环图
具体实施例方式
下面根据附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
锂离子电池的电极由于负极石墨的比容量远大于正极LiCoO2的比容量，所以高涂敷量下电极不可卷绕性增强的是正极片，而负极片的卷绕是没有问题的，因此，本发明首先考虑的是将正极片进行叠片，负极片不变的极组制作模式。但是负极片卷绕是不可行的，因为这样正极的尺寸会不均一，这样的正极片的制作会有很多困难，尽管这样会使正极片的定位问题得以解决。因而，本发明的负极片采用折叠方式。
参见图1和图2，本发明的极组3，在铜箔4外面涂覆负极材料制成负极片9，在铝箔5外面涂覆正极材料制成正极片10。负极片9为长条状，正极片10为多个单片，每片正极片10的外面包覆有隔膜，底部预留有铝箔5。负极片9一端折边被固定，为叠层状，叠层为偶数次，在每个负极片9的折叠处置入正极片10。各片正极片10的铝箔5在三个焊点处被焊接一起，负极极耳1被焊接在初次折叠的负极片9的铜箔4上，正极极耳被焊接在初次插入的正极片10的正极片10的铝箔5上；整个极组的外边是负极，外面还包覆有一层隔膜。
采用如下的制作方法负极采用偶数次折叠的折叠式方式，这样在负极折叠的初期可进行初次折叠以使负极折边定位。正极片10则在两个负极的折叠处插入，也解决了正极片10定位问题，当然事先隔膜要包住正极片10。这样的极组外边是负极，最后用隔膜包住极组后用终止胶带固定。正极的集流可在负极片9的侧面或底部，正极片10预留出铝箔5，经过超声波焊焊接在一起进行集流。负极极耳1还是象卷绕式那样制作，而正极极耳也预先焊接到正极叠片上，正负极极耳的位置根据极耳封装胶的位置和电池规格书中定义的极耳间距和位置而定。
以力神公司生产的聚合物电池型号383562为例，采用本发明的方法制作了软包装电池的极组。除了极组之外，其它制作步骤同软包装电池的制作。采用本发明的方法制作极组的不同容量的软包装电池的2C循环见图3。所测试电池型号383562450mAh，循环条件充电900mA到4.2V；恒压4.2V，截止电流30mA ；放电900mA到3.0V。
权利要求
1.一种折叠式锂离子电池极组，包括长条状的负极片和多片片状的正极片，隔膜，正极极耳，负极极耳，其特征在于，所述负极片一端折边被固定，为叠层状；在负极片的折叠处设置有正极片，各片正极片的集流体被固定在一起；所述负极片与正极片之间设置有隔膜；所述负极极耳被固定在负极片的集流体上，所述正极极耳被固定在任意一片正极片的集流体上；整个极组外面包覆有隔膜。
2.根据权利要求1所述的折叠式锂离子电池极组，其特征在于，所述正极片的外面包覆有隔膜，每片正极片预留有未被包覆的集流体，各片正极片的集流体被焊接在一起；所述负极片的叠层为偶数，每处折叠处各设置有一片外面包覆有隔膜的正极片。
3.根据权利要求1所述的折叠式锂离子电池极组，其特征在于，所述负极片的外面包覆有隔膜；所述负极片的叠层为偶数，每处折叠处各设置有一片正极片，各片正极片的集流体被焊接在一起。
4.一种折叠式锂离子电池极组制作方法，其特征在于，按照下列方法制作(1)制作负极片和正极片；(2)负极片裁成条状；(3)正极片裁成多片片状；(4)在负极片的集流体上固定负极极耳；(5)在任意一片正极片的集流体上固定正极极耳；(6)用隔膜包覆每片正极片，并预留出未被包覆的各片正极片的集流体；或者用隔膜包覆负极片；(7)首先使负极一端的折边定位，然后折叠负极，在其折叠处插入正极片；(8)折叠完毕后，用隔膜包住极组并使之固定；(9)将每片正极片的集流体固定在一起。
5.根据权利要求4所述的折叠式锂离子电池极组制作方法，其特征在于，对负极片进行偶数次折叠，在每一折叠处插入一片正极片。
全文摘要
本发明的离子电池极组，包括长条状的负极片和多片片状的正极片，隔膜，正极极耳，负极极耳，负极片一端折边被固定，为叠层状；在负极片的折叠处设置有正极片，各片正极片的集流体被固定在一起；负极片的叠层为偶数，每处折叠处各设置有一片外面包覆有隔膜的正极片；负极极耳被固定在负极片的集流体上，正极极耳被固定在任意一片正极片的集流体上；整个极组外面包覆有隔膜。本发明还提供了该种极组的制作方法。与手工方法的叠片式电池制作方法相比，本发明解决了极片定位和极片对齐困难的问题，简化了极组制作难度，而与叠片式电池相比，极片计算一样容易，而设计难度却大大降低。
文档编号H01M4/04GK1750295SQ20051001549
公开日2006年3月22日 申请日期2005年10月18日 优先权日2005年10月18日
发明者马忠龙, 卢鑫, 孙菲, 张丽娜, 任长媛 申请人:天津力神电池股份有限公司