一种锂电池电芯体、制备方法及所得的锂一次电池的制作方法
【专利摘要】本发明属于电池领域，尤其涉及一种锂电池电芯体、制备方法及所得的锂一次电池。电芯体包括由N个含单位正极片的隔膜袋与N+1个单位负极片卷绕而成，N是大于等于1的正整数，本发明中，N的意义都相同，所述的单位正极片的形状和边数与单位负极片的形状和边数相同，边数至少为4边。该电芯的电流密度分布均匀、安全性能优异、并且极片隔离良好，由该电芯所得的锂一次电池具有放电性能优异，电池安全性能良好等优点。利用本发明技术所得的一次电池可充分利用用电器的内部空间，尽量适应电器体积的最小化。本发明可以制造对形状有特殊要求的电芯体及其所得的锂一次电池。
【专利说明】
一种锂电池电芯体、制备方法及所得的锂一次电池
技术领域
[0001]本发明涉及电池领域，尤其涉及一种锂电池电芯体、制备方法及所得的锂一次电池。
【背景技术】
[0002]锂一次电池因其比能量高、能量密度大、开/放路电压高、放电电压平稳、工作温度范围广、低温性能良好、储存寿命长等优点，随着电子工业的高速发展，电子器件慢慢趋向多功能化，精细化，外形多样化。而小体积易携带的电子器件在社会的发展中越来越受关注，越来越受消费者青睐。由于体积的最小化，因此如何充分利用器件内组装电子元件后剩余空间是电子器件可最小化的关键。就一方形体或柱形体的用电器而言，在电路板上安装电子元件后，由于电子元件的大小不一，因而其内部是有剩余的空间。常见的电子器件由于电池占据空间的原因，无法将用电器的体积最小化。
【发明内容】
[0003]针对上述技术问题，本发明需要解决的技术问题是解决电池占用常用电器空间大的问题，根据安放电池的空间的大小，本发明提供一种可量身订做、电流密度分布均匀、安全性能优异、极片隔离良好并适合不同电器电池空间的电芯体、制备方法及所得的锂一次电池。
[0004]本发明要解决上述技术问题是通过以下技术方案实现的:一种锂电池电芯体，包括由N个含单位正极片的隔膜袋与N+1个单位负极片卷绕而成，N是大于等于I的正整数，本发明中，N的意义都相同，所述的单位正极片的形状和边数与单位负极片的形状和边数相同，边数至少为4边。
[0005]进一步:上述锂电池电芯体电芯体，所述正极片厚度是0.15 mm~0.6 mm;所述负极片厚度是0.1 mm~0.3 mm。需要说明的是，负极为金属锂带或者锂招合金，正极材料主要为二氧化猛，二硫化铁，氧化铜或一氟化碳。就一次锂电池而言，负极的单位克容量远大于正极的单位克容量，这是有别于二次电池极片的设计的最大特点。所以，在极片厚度的设计上，为了缩小正负极片之间的克容量差距，往往要求正极片的厚度要大于负极片的厚度。而正负极片的厚度视电池的设计容量而定。
[0006]所述单位正极片与单位负极片的形状均是相同的规则多边形或不规则多边形;再或者:所述单位正极片隔膜袋与单位负极片的对应边是成比例的相似的规则多边形或不规则多边形。无论正负极片是那种形状，都是为具体的用电器量身订做电池，充分利用剩余空间则可以做到最大限度的压缩用电器的体积，使得用电器的体积达到最小化。
[0007]本发明还提供了上述锂电池电芯体的制备方法，步骤为:
步骤一:将隔膜带平铺在具有吸附功能的模具上，利用吸附作用将隔膜带固定；
步骤二:将已经裁切好且串成串的正极片放置在固定的隔膜带上面；
步骤三:等宽对折隔膜带将正极片包裹，利用模具将其定型和切割，最后封装，封装后形成串在一起的N个单位隔膜袋；
步骤四:将串成串的负极片折叠卷绕包裹N个单位隔膜袋，形成负极片裸露在外的电芯体;所述串成串的负极片是由N+1个单位负极片串成；
所述带状正负极片均带极耳。
[0008]进一步:在上述制备方法中，单位正极片面宽长度为Lmm，串成串的正极片的长度为(NL+Xi) mm，Xi为折叠卷绕所需预留正极片的总长度。
[0009]所述串成串的负极片的长度为[(N+l)L+Xo]mm，X()为折叠卷绕所需预留负极片的总长度。
[0010]本发明还提供了由上述锂电池电芯体所得的锂一次电池，它还包含电解液，锂盐及外壳;所述电解液包括碳酸酯类电解液，亚硫酸酯类电解液，羧酸酯类电解液中至少一种;锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、高氯酸锂、碘化锂、全氟烷基磺酰亚胺锂、双全氟丁基磺酸亚酰胺锂、氟化锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、六氟磷酸锂，四氟硼酸锂中至少一种;外壳是钢壳、铝塑膜或铝壳中的任一种。
[0011]与现有技术相比，本发明的锂电池电芯体，包括由N个含单位正极片的隔膜袋与N+I个单位负极片卷绕而成，N是大于等于I的正整数，本发明中，N的意义都相同，所述的单位正极片的形状和边数与单位负极片的形状和边数相同，边数至少为4边。由隔膜袋包裹正极片，最后由负极片折叠卷绕包裹含正极片的隔膜袋，得到负极片裸露在外的电芯。该电芯的电流密度分布均匀、安全性能优异、并且极片隔离良好，由该电芯所得的锂一次电池具有放电性能优异，电池安全性能良好等优点。利用本发明技术所得的一次电池可充分利用用电器的内部空间，尽量适应电器体积的最小化。本发明可以制造对形状有特殊要求的电芯体及其所得的锂一次电池。
【附图说明】
[0012]图1为本发明串成串的正极片与隔膜带的平铺结构示意图；
图2为本发明串成串的正极片隔膜袋封装后的结构示意图；
图3为本发明串成串的负极片平铺结构示意图；
图4本发明串成串正极片袋与串成串负极片的折叠卷绕组装结构图；
图5为本发明电芯体的截面图；
图6为本发明特殊多边形正极片与隔膜带的平铺结构示意图；
其中:I单位正极片(长度为L) ; 2隔膜带;3折叠卷绕所需预留正极片，其长度为An(n是大于I的正整数，即An分别是HA3.........，其An之和是X1) ;4极耳;5单位隔膜袋;6单位负极片；7折叠卷绕所需预留负极片，其长度为Bn(n是大于I的正整数，S卩Bn分别是B^Bs、B3.........，其Bn之和是X0)。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图，通过实施例对本发明作进一步地说明。
[0014]实施例1
带多边形正极的隔膜袋组装:如图1所示，首先将隔膜带平铺在具有吸附功能的模具上，利用吸附作用将隔膜带固定;第二步就是将已经裁切好串成串正极片放置在以固定的隔膜带上面;最后等宽对折隔膜带将串成串的正极片包裹，利用模具将其定型，切割和封装，封装后所得的隔膜袋为串成串的隔膜袋。单位正极片面宽长度为L _。
[0015]经过等宽对折、模切、封装后得到串成串正极片隔膜袋，如图2所示，根据电芯设计，电芯的负极片比正极片多一片，所得的串成串的负极片如图3所示。
[0016]图4所示为串成串的负极片与串成串的隔膜袋的组装方式，串成串的负极片与串成串的隔膜袋以折叠卷绕方式进行组装，a和b分别是串成串的隔膜袋与串成串的负极片的折叠卷绕方向。图中为了方便说明隔膜袋与负极片的组装方式，这里选用四边形平面代替多面体平面展示折叠卷绕组装方式，平面的代替说明不影响本发明的技术应用。经过图4的组装，即可完成电芯的组装，完成组装后的电芯的截面图如图5所示，可见，最后所得的电芯为负极片裸露在外的电芯体。
[0017]实施例2
为了进一步说明本发明技术的通用性，下面展示一种既不是轴对称也不是中心对称的串成串的不规则多边形正极片的平铺结构示意图，如图6所示，所展现的单位正极片I为不规则的多边形，根据需要折叠的长度确定极片的面宽长度L mm，并且单位正极片I的形状根据所需折叠卷绕的数量，单个极片设计为两两对称，整个串成串的正极片为非对形。折叠卷绕所需预留极片3的总长度为An。所得串成串的正极片隔膜袋与串成串的负极片组装成为电芯的操作方式与实施例1相同，最后可获得所需的两面为多面体电芯。
[0018]最后，利用制造电池所需的活性正极材料制备的正极极片，所需电解液，锂盐，电池外壳按照本领域技术人员常用的方法，如
【发明内容】
所述，利用本发明技术所制备的电芯体制造锂一次电池，由于正极材料为二硫化铁，二氧化锰，氧化铜和一氟化碳中任一种，因此，本发明适用于锂/二氧化锰(Li/Mn02)，锂/二硫化铁(LVFeS2)，锂/氧化铜(Li/CuO)，锂/一氟化碳【Li/(CF)X】等锂一次电池体系所用电芯。
[0019]最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。
【主权项】
1.一种锂电池电芯体，包括由N个含单位正极片的隔膜袋与N+1个单位负极片卷绕而成，N是大于等于I的正整数，其特征在于:所述的单位正极片的形状和边数与单位负极片的形状和边数相同，边数至少为4边。2.根据权利要求1所述的锂电池电芯体，其特征在于:所述正极片厚度是0.15mm-0.6mm;所述负极片厚度是0.1 mm~0.3 mm。3.根据权利要求2所述的锂电池电芯体，其特征在于:所述单位正极片与单位负极片的形状均是相同的规则多边形或不规则多边形。4.根据权利要求1所述的锂电池电芯体，其特征在于:所述单位正极片隔膜袋与单位负极片的对应边是成比例的相似的规则多边形或不规则多边形。5.—种权利要求1-4中任意一项所述锂电池电芯体的制备方法，其特征在于: 步骤一:将隔膜带平铺在具有吸附功能的模具上，利用吸附作用将隔膜带固定； 步骤二:将已经裁切好且串成串的正极片放置在固定的隔膜带上面； 步骤三:等宽对折隔膜带将正极片包裹，利用模具将其定型和切割，最后封装，封装后形成串在一起的N个单位隔膜袋； 步骤四:将串成串的负极片折叠卷绕包裹N个单位隔膜袋，形成负极片裸露在外的电芯体;所述串成串的负极片是由N+1个单位负极片串成； 所述带状正负极片均带极耳。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于:单位正极片面宽长度为Lmm，串成串的正极片的长度为(NL+XDmm，。为折叠卷绕所需预留正极片的总长度。7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于:所述串成串的负极片的长度为[(N+1)L+Xo]mm，X()为折叠卷绕所需预留负极片的总长度。8.由权利要求1-4中任意一项锂电池电芯体所得的锂一次电池，其特征在于:它还包含电解液，锂盐及外壳;所述电解液包括碳酸酯类电解液，亚硫酸酯类电解液，羧酸酯类电解液中至少一种;锂盐包括双氟磺酰亚胺锂、高氯酸锂、碘化锂、全氟烷基磺酰亚胺锂、双全氟丁基磺酸亚酰胺锂、氟化锂、三氟甲基磺酸锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、双草酸硼酸锂、六氟磷酸锂，四氟硼酸锂中至少一种;外壳是钢壳、铝塑膜或铝壳中的任一种。
【文档编号】H01M6/16GK106099133SQ201610758542
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月30日
【发明人】何献文, 潘文硕, 劳忠奋
【申请人】惠州市惠德瑞锂电科技股份有限公司