一种多极耳电芯及其制备方法与流程

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种多极耳电芯及其制备方法。

背景技术：

锂离子电池重量轻、安全性能好等优点，故在蓝牙耳机、手机、笔记本电脑、平板电脑、摄像机等移动电子设备以及便携式移动电源等领域的应用已处在垄断地位。同时，锂离子电池也已经在电动摩托车、电动汽车等领域批量应用。

多极耳技术的开发大幅度的提升了锂离子电池的能量密度，对我国锂电行业的发展起到了推波助澜之用。目前的多极耳电芯在极片涂布时，会在满料区的长边边缘预留集流体边缘空箔区作为箔材极耳，箔材极耳通过模切成型。在卷绕工序后，多层箔材极耳和金属带极耳焊接，经过各种工序后制成成品电芯。

然而，目前多极耳结构电芯在制程上存在较大限制，主要是因为多层阳极铜箔与金属带镍极耳在超声焊接的时候极易发生虚焊，导致焊接的可靠性降低；而且，多层箔材极耳要求严格对齐，即错位度要求较高，增加了工艺难度。

鉴于此，确有必要提供一种解决上述技术问题的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种多极耳电芯，在多层箔材极耳焊接时无需严格对齐，降低了多层箔材极耳焊接的错位度要求，降低了工艺难度，还能避免产生虚焊。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明的一方面提供一种多极耳电芯，包括裸电芯和封装所述裸电芯的包装袋；所述裸电芯包括：

第一极性极片，包括至少一个第一极性极耳；

第二极性极片，包括若干第二极性极耳；

所述第一极性极耳从所述包装袋内引出；

所述包装袋至少包括依次层叠设置的封装内层、金属层和保护外层，所述封装内层设置有第一缺口，所述第一缺口用于将所述第二极性极耳与所述金属层连接，所述保护外层还设置有用于导出所述第二极性极片电流的第二缺口。

作为本发明所述的多极耳电芯的一种改进，所述第一极性极耳和所述第二极性极耳分别设置在所述裸电芯相对的两端。由于若干第二极性极耳需要经过封装内层的第一缺口与包装袋的金属层直接连接，将第一极性极耳与第二极性极耳相对设置，便于生产，而且外形美观。

作为本发明所述的多极耳电芯的一种改进，所述金属层的硬度大于铝，所述金属层包括钢或钢合金。现有技术中一般采用铝塑膜，然而，软包铝塑膜的可靠性较低，金属层设置为钢材质能够增加包装的可靠性。

作为本发明所述的多极耳电芯的一种改进，所述第一极性极片为正极片，所述第二极性极片为负极片。负极片的集流体一般设置为铜，多极耳负极耳也设置为铜箔，转接金属带极耳一般设置为镍箔，超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。发明人发现，铜箔和镍箔在超声波焊接时极易发生虚焊，而本发明尤其适用于第二极性极片为负极片，负极集流体为铜的多极耳电芯。

作为本发明所述的多极耳电芯的一种改进，所述第一缺口设置在所述包装袋的底端，所述第一缺口的面积至少为所述若干第二极性极耳总面积的两倍。如此设置，第二极性极耳可通过第一缺口直接与包装袋的金属层连接，无需将多个第二极性极耳严格对齐，大幅降低了工艺难度。

作为本发明所述的多极耳电芯的一种改进，所述第二缺口设置于所述电芯的上边沿，且所述第二缺口与所述第一极性极耳并排设置。金属带极耳和通过第二缺口直接与包装袋的金属层焊接，焊接效果好，不易产生虚焊，能够提高电芯的可靠性。第二缺口与第一极性极耳并排设置，优选设置在电芯的顶端，与常规多极耳电芯相同，有利于后续批量工业化生产，无需额外调整设备和其他工艺。

作为本发明所述的多极耳电芯的一种改进，所述第一极性极片包括邻接设置的空箔区和第一极性料区，所述第一极性料区的至少一表面设置有第一极性活性物质层，所述第一极性极耳与所述空箔区连接。如此设置，第一极性极耳设置在第一极性极片的头部。

作为本发明所述的多极耳电芯的一种改进，所述第一极性极片包括空箔区和第一极性料区，所述第一极性料区的至少一表面设置有第一极性活性物质层，所述空箔区设置于所述第一极性料区的中部，所述第一极性极耳与所述空箔区连接。如此设置，第一极性极耳设置在活性物质层中间，即第一极性极片为极耳中置极片。

作为本发明所述的多极耳电芯的一种改进，所述第二极性极片包括第二极性集流体，所述第二极性集流体与所述第二极性极耳连接，所述第二极性极耳的根部和所述第二极性集流体的表面均设置有第二极性活性物质层。

本发明的目的之二在于，提供一种说明书前文任一项所述的多极耳电芯的制备方法，包括以下操作：

分别制备第一极性极片和具有多极耳的第二极性极片，将所述第一极性极片、隔膜和所述第二极性极片叠片和/或卷绕后制得裸电芯；

制备具有所述第一缺口和所述第二缺口的包装袋；

将所述裸电芯置于所述包装袋中，将所述第二极性极耳经过所述第一缺口与所述金属层连接，将所述第一极性极耳从所述包装袋内引出，封装所述包装袋，得到多极耳电芯。

相比于现有技术，本发明的有益效果包括但不限于：本发明的多极耳电芯，多个第二极性极耳无需严格对齐，只要将若干第二极性极耳通过封装内层的第一缺口直接与包装袋的金属层连接，相当于把包装袋当成集流体，再利用保护外层第二缺口处露出的金属层将第二极性极片的电流导出，大幅降低了工艺难度。如此设置，即可解决多个第二极性极耳与金属带极耳在超声波焊接时易出现虚焊的问题，提高了焊接的可靠性。

附图说明

图1为实施例1中正极片的结构示意图。

图2为实施例1中负极片的结构示意图。

图3为实施例1中裸电芯的结构示意图。

图4为实施例1中包装袋的俯视图。

图5为实施例1中包装袋和裸电芯的侧视图。

图6为实施例1中多极耳电芯的结构示意图。

图中：1-正极片，11-正极耳，2-负极片，21-负极耳，3-包装袋，31-封装内层、32-金属层、33-保护外层，34-第一缺口，35-第二缺口。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合实施例和说明书附图，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式并不限于此。

实施例1

如图1～6所示，本实施例提供一种多极耳电芯，包括裸电芯和封装裸电芯的包装袋3；裸电芯包括：

正极片1，包括至少一个正极耳11；

负极片2，包括若干负极耳21；

正极耳11从包装袋3内引出；

包装袋3至少包括依次层叠设置的封装内层31、金属层32和保护外层33，封装内层31设置有第一缺口34，第一缺口34用于将负极耳21与金属层32连接，保护外层33还设置有用于导出负极片2电流的第二缺口35。

进一步的，正极耳11和负极耳21分别设置在裸电芯相对的两端。由于若干负极耳21需要经过封装内层31的第一缺口34与包装袋3的金属层32直接连接，将正极耳11与负极耳21相对设置，便于生产，而且外形美观。

进一步的，金属层32的硬度大于铝，金属层32包括钢或钢合金。现有技术中一般采用铝塑膜，然而，软包铝塑膜的可靠性较低，金属层32设置为钢材质能够增加包装的可靠性。优选的，金属层32为钢层，包装袋3为钢塑膜。

进一步的，第一缺口34设置在包装袋3的底端，第一缺口34的面积至少为若干负极耳21总面积的两倍。如此设置，负极耳21可通过第一缺口34直接与包装袋3的金属层32连接，无需将多个负极耳21严格对齐，大幅降低了工艺难度。

进一步的，第二缺口35设置于电芯的上边沿，且第二缺口35与正极耳11并排设置。金属带极耳和通过第二缺口35直接与包装袋3的金属层32焊接，焊接效果好，不易产生虚焊，能够提高电芯的可靠性。第二缺口35与正极耳11并排设置，优选设置在电芯的顶端，与常规多极耳电芯相同，有利于后续批量工业化生产，无需额外调整设备和其他工艺。

进一步的，正极片1包括邻接设置的空箔区和料区，料区的至少一表面设置有正极活性物质层，正极耳11与空箔区连接。如此设置，正极耳11设置在正极片1的头部。

进一步的，负极片2包括负极集流体，负极集流体与负极耳21连接，负极耳21的根部和负极集流体的表面均设置有负极活性物质层。

该多极耳电芯的制备方法包括以下操作：

s1，在正极集流体表面的料区涂覆正极活性物质浆料得到正极活性物质层，经辊压、分切，在空箔区的表面焊接正极耳11后，制得正极片1；

s2，在负极集流体表面的料区涂覆负极活性物质浆料得到负极活性物质层，经辊压、分切后，沿负极活性物质层的长边边缘模切出多个负极耳21，使得多个负极耳21的根部也具有部分负极活性物质层，制得负极片2；

s3，将正极片1、隔膜和负极片2叠片卷绕后制得裸电芯；

s4，在钢塑膜内侧与负极耳21对应的位置不涂覆封装内层31或者使用激光清洗等方法去除封装内层31，以露出中间的金属层32，得到第一缺口34；

在钢塑膜与正极耳11并排设置的外侧不涂保护外层33或者通过激光清洗等方法去除保护外层33，以露出中间的金属层32，得到第二缺口35；

对钢塑膜冲坑；

s5，将裸电芯置于钢塑膜中，将负极耳21经过第一缺口34与金属层32连接，将正极耳11从钢塑膜内引出，顶封钢塑膜，经注液、化成、排气后侧封钢塑膜，得到多极耳电芯。

实施例2

本实施例提供一种多极耳电芯，与实施例1不同的是：

正极片1包括空箔区和料区，料区的至少一表面设置有正极活性物质层，空箔区设置于料区的中部，正极耳11与空箔区连接。如此设置，正极耳11设置在活性物质层中间，即正极片1为极耳中置极片。

其中，通过激光清洗和/或溶剂擦拭正极活性物质层以得到空箔区，具体方法为利用激光清洗设备通过正极片1连续走带定位，抽风除尘清洁，使用激光将空箔区表面的部分活性物质层快速烧除，气化，裸露出中间的金属导电集流体。其中，溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、无水乙醇、丁酮、ep(环氧树脂)、dec(碳酸二乙酯)、pc(碳酸丙烯酯)、emc(碳酸甲基乙基酯)、dmc(碳酸二甲酯)、pp(聚丙烯)等，用溶剂擦拭能够防止空箔区的表面还残留有正极活性物质层使得正极箔材极耳虚焊，以提高电芯的安全性能。

其余与实施例1相同，这里不再赘述。

综上所述，本发明的多极耳电芯，多个负极耳21无需严格对齐，只要将若干负极耳21通过封装内层31的第一缺口34直接与钢塑膜的金属层32连接，相当于把钢塑膜当成阳极，再利用保护外层33第二缺口35处露出的金属层32将负极片2的电流导出，大幅降低了工艺难度。如此设置，即可解决多个负极耳21与金属带镍极耳在超声波焊接时易出现虚焊的问题，提高了焊接的可靠性。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。