[发明专利]一种电极组件的叠片结构、制备方法及电化学装置

说明书

本发明涉及锂离子电池技术领域，针对现有层压式叠片结构电极组件易出现错位的问题，公开一种电极组件的叠片结构，包括叠层布置的若干叠片单元，叠片单元包括由隔膜形成的隔膜扁腔、设于隔膜扁腔内的第一极片和设于隔膜扁腔外的第二极片；隔膜扁腔的一侧向上延伸形成连接上方相邻叠片单元隔膜扁腔的对应同侧的连接膜，隔膜扁腔的另一侧与上方相邻叠片单元隔膜通腔的对应同侧相断开，能有效避免或降低第一极片和第二极片在电池震动时出现的错位。同时本发明的叠片结构的制备方法采用锯齿形折叠的叠片方式更简单易行，避免了对隔膜的裁切，减少了定位误差，避免隔膜翻折带来的绝缘不良，良品率不低于97%。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种电极组件的叠片结构、制备方法及电化学装置。

背景技术

锂离子电池等电化学电池的基本组件包括正极/隔膜/负极结构。一般根据该结构可将电极组件分为：卷绕型电极组件，将具有长片状的正极和负极与插入的隔膜一起进行卷绕处理；摇摆式堆叠型电极组件，将切割成特定尺寸的正极与负极单元与插入的连续隔膜带通过隔膜的摇摆进行堆叠处理；层压式堆叠型电极组件，将多个正极和负极与插入的隔膜共同切割成特定尺寸的单元后进行依次堆叠。

卷绕型电极组件具有机械化更容易实现、效率高等优点。但是，其电极组装的方式决定了其存在正面与侧面张力不一致的情况，导致内部电化学反应不均匀。此外，卷绕工艺对极片的涂布要求很高，要求极片要有一定的弹性和可弯折性，避免卷绕时活性材料脱落或断裂。摇摆式堆叠型电极组件即为传统的Z字型叠片，隔膜和极片之间不做粘结处理，靠机械手抓取极片对应叠在隔膜带上，其生产效率较低，在加工尺寸较长的电池中隔膜与极片之间的界面易发生褶皱等不良。层压式堆叠型电极组件可看成是针对摇摆型叠片工艺的缺陷进行的改进，可显著提高生产效率，但现有的层压式叠片结构容易在工作中出现震荡时出现错位，影响电极组件的使用寿命和安全性能，而且加工过程中容易发生电极组件单元角位翻折，尤其是隔膜角位的翻折，造成绝缘不良，另外，该工艺对于对齐度的控制要求较高，难度较大。

中国专利CN103959541A，专利名称“电极组件和包含其的电化学电池”公开了一种层压式叠片结构的电极组件，该电极组件包括至少一个基本单元，该基本单元具有通过依次堆叠第一电极、第一隔膜、第二电极和第二隔膜而得到的四层结构。但是该叠片结构由于隔膜是切断的，在操作过程中隔膜角位非常容易折断，造成正负极接触，引起绝缘不良，其良率为90%。同时该电极组件在工作过程中出现震动时极片容易出现错位，影响电极组件的使用寿命和安全性能。

发明内容

针对现有层压式叠片结构电极组件在工作中出现震荡时，极片易出现错位而影响使用寿命和安全性能的问题，本发明的目的在于提供一种电极组件的叠片结构，以避免极片错位，提高电极组件和电池的使用寿命以及安全性。

本发明的另一目的在于提供上述电极组件的叠片结构的制备方法，以避免隔膜在加工过程中出现的翻折，提高电极组件的叠片质量和生产效率，提高电极组件加工过程中良品率。

本发明的另一目的还在于提供含有上述电极组件的叠片结构或者使用上述制备方法制备的电化学装置。

本发明提供如下的技术方案：

一种电极组件的叠片结构，包括叠层布置的若干叠片单元，叠片单元包括由隔膜形成的中通的隔膜扁腔、设于隔膜扁腔内的第一极片和设于隔膜扁腔外的第二极片；

所述第一极片与隔膜扁腔的两扁平腔面相贴合，所述第二极片贴合于隔膜扁腔的上表面，并与上方相邻叠片单元的隔膜扁腔的下表面相贴合；

所述隔膜扁腔的一侧向上延伸形成连接上方相邻叠片单元隔膜扁腔的对应同侧的连接膜，所述隔膜扁腔的另一侧与上方相邻叠片单元隔膜通腔的对应同侧相断开。