[发明专利]一种卷绕式叠片电池及其制备方法

说明书

本发明提供一种卷绕式叠片电池及其制备方法，包括极性相反的第一极片和第二极片，由至少一个第一极片和至少一个第二极片依次交错叠放，并通过隔膜将相邻的第一极片和第二极片之间固定连接起来形成电池单元；由至少三个电池单元依次间隔交错地固设在卷绕隔膜的两侧面，卷绕使得第n个电池单元的底部与第n+2个电池单元的顶部相叠加并固定形成卷绕式叠片电池，其中n为自然数。本发明制备的卷绕式叠片电池既具有卷绕电池的生产效率，又具有叠片电池相对于卷绕电池更好的电池性能。同时由于正、负极片被固定在隔膜或卷绕隔膜上，从而使电池的界面稳定性及安全性均得到提高。

技术领域

本发明涉锂离子二次电池领域，具体涉及一种卷绕式叠片电池及其制备方法。

背景技术

因锂离子二次电池由于其电压高、寿命长、比能量高等特点，使得消费电子产品如手机、笔记本电脑、数码相机的飞速发展，并得到了大规模的应用。近来年，由于加重的能源及环境问题，使得锂离子二次电池开始在汽车上作为动力来源广泛的应用开来，这也对锂二次电池提出的更高的要求，其中关键的一点是点成组之后的一致性。

目前应用于汽车上的动力电池既有卷绕式结构，又有叠片结构。其中卷绕式电池相比于叠片电池，其优点在于生产的效率高和工序简单易控制；但是卷绕式电池由于内部结构不均一，在循环过程中由于其各个位置张力不一致而引起不可避免的形变，导致其一致性差，甚至存在很大的安全隐患。叠片电池虽然能够在电池性能上相比于卷绕式电池得到大幅的提升，但是工序繁琐，生产效率低，特别是在单个极片依次堆叠阶段，时间较长。

发明内容

本发明旨在提供一种卷绕式叠片电池及其制备方法，其兼顾了卷绕式电池的高生产效率和叠片电池的优异电池性能，同时由于通过隔膜或卷绕隔膜将第一极片、第二极片相互粘结在一起，提高电池的界面稳定性及安全性。

一种卷绕式叠片电池，包括极性相反的第一极片和第二极片，由至少一个第一极片和至少一个第二极片依次交错叠放，并通过隔膜将相邻的第一极片和第二极片之间固定连接起来形成电池单元；由至少三个电池单元依次间隔交错地固设在卷绕隔膜的两侧面，卷绕使得第n个电池单元的底部与第n+2个电池单元的顶部相叠加并固定形成卷绕式叠片电池，其中n为自然数。

进一步方案，所述卷绕式叠片电池是以第一极片、第二极片、第一极片顺序依次设置的。

进一步方案，所述电池单元中的第一极片和第二极片在卷绕方向上的长度小于隔膜的长度。

进一步方案，相邻电池单元之间的间距沿着卷绕方向逐渐增大。

进一步方案，所述隔膜将第一极片和第二极片通过热复合或平压的方式粘结在一起；所述电池单元是通过热压粘结在卷绕隔膜的两侧面。

进一步方案，所述隔膜和卷绕隔膜的表面均涂覆有聚合物粘结剂，其涂覆的厚度为0.5~30μm。

进一步方案，所述聚合物粘结剂为PVDF（聚偏氟乙烯）、PVDF-HFP（聚偏氟乙烯-六氟丙烯）或PMMA（聚甲基丙烯酸甲酯）。

进一步方案，所述的隔膜和卷绕隔膜为聚合物膜或复合膜，所述聚合物膜为聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酯、聚苯并咪唑中至少一种；所述复合膜为在聚合物膜表面涂覆一层氧化铝、二氧化硅、水合氧化铝、碳化硅、二氧化钛、钛酸钡、氧化锆、氧化镁或勃姆石而形成的复合膜。

本发明另一个发明目的是提供上述一种卷绕式叠片电池的制备方法，其制备步骤如下：

（1）将第一极片和第二极片依次交错叠放，并通过隔膜将相邻的第一极片和第二极片之间通过热压粘结在一起形成电池单元；

（2）将电池单元间隔交错地放置在卷绕隔膜的两侧面，并用夹具固定；然后通过热压粘结将电池单元固定在卷绕隔膜上；