一种锂电池电芯及其生产工艺的制作方法

本发明涉及锂电池电芯，尤其涉及一种锂电池电芯及其生产工艺。

背景技术：

1、锂电池(lithiumbattery)是指电化学体系中含有锂(包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物)的电池,大致可分为两类:锂金属电池和锂离子电池。锂电池的应用非常广泛。

2、锂电池作为放电电源，其在使用时的绝缘性尤为重要，如果绝缘电阻较低，会存在击穿和漏电的风险。

3、经检索，中国专利公开号为cn101488585a的专利，公开了一种一种动力锂电池电芯及其制造方法，包括该电芯包括条状正电极片、负电极片以及位于正、负电极片之间的隔膜，其特征是所述正电极片、负电极片的一边有矩形齿形无涂突起部，条状正电极片、隔膜、条状负电极片叠层后卷绕并使其上部的矩形齿形无涂突起部呈交替层叠对齐排列。在所述层叠的矩形齿形无涂突起部上焊接电极极耳。

4、上述专利存在以下不足：其电芯结构仅采用简单的正负极膜与隔膜的结构，这种结构的绝缘性能较差，存在击穿和漏电的风险。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种锂电池电芯及其生产工艺。

2、为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

3、一种锂电池电芯，包括芯包和用于放置芯包的壳体，所述芯包的顶部焊接有顶盖，顶盖与壳体焊接固定，所述芯包包括多个叠加的卷芯单元、包裹于卷芯单元外周的mylar膜以及设置于卷芯单元底部的底托，所述卷芯单元包括由正极片卷、负极片卷、隔离膜卷绕而成的卷芯和分别插接于卷芯正极片卷的正极片、插接于卷芯负极片卷的负极片，所述壳体的外侧包裹有绝缘膜。

4、一种锂电池电芯的生产工艺，包括以下步骤：

5、s1：膜区涂布，将正极片卷、负极片卷分别进行正、负极活性物质的涂布，并留有空白区域；

6、s2：辊压、模切，将涂布后的正极片卷、负极片卷以及隔离膜进行辊压展平，随后配合模具进行激光切割；

7、s3：卷绕插片，分别将正极片插入正极片卷与隔离膜之间，将负极片插入负极片卷与隔离膜之间形成单个卷芯单元，将正极片卷、负极片卷以及隔离膜按照隔离膜在中间的形式进行卷绕；

8、s4：组合贴胶，将多个卷芯单元叠放，并贴胶固定，且将所有卷芯单元的正极片与负极片分别用铝片焊接连接，接着将卷芯单元的顶部焊接顶盖，并在焊区进行贴胶处理；

9、s5：mylar膜与底托固定，将mylar膜包覆于卷芯单元的外侧，将底托置于卷芯单元的底部，随后利用热熔的形式将mylar膜收缩包裹于卷芯单元的外侧，接着将mylar膜、底托进一步贴胶固定形成芯包；

10、s6：组合；将芯包装入壳体的内部，并将顶盖与壳体的开口处焊接固定；

11、s7：绝缘处理，将壳体的外侧包裹绝缘膜，并胶粘固定即可形成锂电池电芯。

12、进一步地：所述s1中，涂布的活性物质厚度为0.5-1.5mm，优选的：活性物质厚度为0.8mm，且测厚时，正极片卷采用x射线测厚，负极片卷采用β射线测厚。

13、在前述方案的基础上：所述s1中，正极片卷、负极片卷的两侧均加工有削薄区，削薄区的削薄量小于10μm。

14、在前述方案中更佳的方案是：所述s3中，插片时将极片卷预卷半周，且正极片与负极片同时插片。

15、作为本发明进一步的方案：所述s5中，胶粘固定时，厚度方向两侧贴胶、卷芯单元底部贴胶，所述s5中，mylar膜与底托热熔时，单点熔合区≥50％，所述s5中，卷芯单元与mylar膜对位居中；mylar膜折边先折长边，再折短边，mylar膜顶端距顶盖间距需预留1～2mm尺寸，贴合后，四周翘曲变形量小于1mm，所述s5中，mylar膜采用透明pp材质，双面磨砂，ra0.2-1.0，绝缘性能在500vdc测试下绝缘电阻大于1gω，。

16、同时，所述s6中，芯包装入壳体内部采用逐步深入的方式，避免芯包与壳体底部形成明显重力碰撞。

17、作为本发明的一种优选的：所述s2中，辊压展平使用的设备为压力式辊压装置，所述压力式辊压装置包括机架，设置于机架上方的辊压组件、设置于辊压组件上方的压力控制件以及设置机架侧壁的传动组件，所述压力控制件通过支架固定于机架的侧壁，所述辊压组件由相互配合的多个主动辊、从动辊组成，所述主动辊通过辊轴二转动连接于机架的内侧壁，所述从动辊通过辊轴一转动连接有辊架。

18、位于中间的其中一对相互配合的主动辊与从动辊的高度大于其余所述主动辊与从动辊的高度。

19、所述主动辊的内壁开设有梯形槽，所述从动辊的外壁固定安装有与梯形槽配合的梯形凸起。

20、同时，所述压力控制件包括主路缸体和多个固定安装于支路缸体底部且与主路缸体内腔连通的支路缸体，所述支路缸体的内壁滑动配合有活塞，活塞的底部通过活塞杆连接于辊架的顶部外壁。

21、所述主路缸体的顶部外壁固定安装有气泵，气泵的出气端通过管路连接于主路缸体的内腔。

22、所述主路缸体的顶部通过螺纹连接有泄压阀与压力表。

23、作为本发明的一种更优的方案：所述传动组件包括同步带一、同步带二、电动机，其中三个所述辊轴二的外壁均固定安装有带轮一，所述同步带一传动配合于带轮一的外侧壁，其中两个辊轴二与电动机的输出轴外壁均固定安装有带轮二，所述同步带二传动配合与带轮二的外壁，所述电动机固定安装于机架的内侧。

24、本发明的有益效果为：

25、1.本发明，通过增加mylar膜以及绝缘膜，其分别对芯包和壳体进行防护，可大幅度增加芯包以及整个电芯的绝缘阻值，增加了绝缘性能，提高了使用安全性。

26、2.本发明，通过对各处焊接的点胶，以及多个胶粘处理步骤，结合壳体的包覆，一方面可防止芯包自身出现短路情况，另一方面，也增加了整个芯包的防水性能，进一步增加了安全性。

27、3.本发明，对于正极片与负极片采用先卷绕半周、再插片，利用卷绕式的压力实现固定，并且利用铝片进行连接，简化了工艺焊接步骤，增加了效率，且也能保证固定的稳定性和位置的精确度。

28、4.本发明，通过利用从动辊与主动辊的压力对正极片卷、负极片卷以及隔离膜展平，并且位于中间的其中一对相互配合的主动辊与从动辊的高度大于其余所述主动辊与从动辊的高度，且放置时正极片卷、负极片卷以及隔离膜的弯曲方向朝上，从而可对弯曲的正极片卷、负极片卷以及隔离膜先是以反向弯曲后再直线辊压展平，从而防止直线展平后的弯曲回弹现象，增加展平后的平整度

29、5.本发明，通过将从动辊与主动辊的配合面设置为梯形槽与梯形凸起的配合，在对正极片卷、负极片卷以及隔离膜输送展平时，能对两侧起到限位作用，从而防止“跑偏”的情况

30、6.本发明，通过设置主路缸体与支路缸体，利用气压施加辊压压力，一方面，结合压力表可实现压力的直观展示，便于压力控制，另一方面还能结合泄压阀实现过压保护，并且由于气压传递的均匀性，还能保证各处辊压压力大小均一致。