1.本发明涉及电池生产领域，特别涉及了异型锂离子电池的制备工艺。
背景技术：2.随着电子产品与可穿戴产品的需求日益增加，客户对产品内部空间的最大化利用，以及对电池容量提升的迫切需求，推动了异形锂离子电池产品的发展，促进其产量的提升。
3.但目前生产异形锂离子电池，一般采用叠片工艺，即一定数量的正极和负极小片，通过隔膜间隔，一层一层堆叠起来。该工艺主要是生产效率较低，人工成本较高。
4.本技术所要解决的技术问题为：如何提高异形锂离子电池的生产速度。
技术实现要素：5.为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种生产速度快、效率高的卷绕型异型锂离子电池的制备工艺。
6.本发明所采用的技术方案为：一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，包括如下步骤：
7.s1：切片：将极片切割成与待制作电池大小相对应的连续长条状的正极片和负极片，或者；将极片切割成与待制作电池大小对应的具有凸出位的正极片和负极片；
8.s2涂布：采用间隙涂布的方式分别在连续长条状的正极片和负极片涂覆正极材料和负极材料，间隙涂布处为预留极耳位，在预留极耳位上焊接极耳；采用连续或间隙涂布的方式在具有凸出位的正极片和负极片分别涂覆正极材料和负极材料，预留出凸出位作为极耳位；
9.s3：模切：将s2步骤得到的正极片和负极片单独或叠放后整体模切，使正负极片的边缘和/或内部分别形成与待制作异性电池对应的缺口或孔洞；
10.s4：卷绕：将步骤s3得到的正极片、负极片和隔膜卷绕形成电芯；在步骤s2中预留的凸出位上焊接极耳形成电池集流组；
11.s5：组装：将电池集流组放入电池外壳内；
12.s6：烘烤：组装后的干电池放入真空烤箱中，60-150摄氏度烘烤一定时间，去除正极片和负极片中的水分；
13.s7：注液封口：在真空环境下对电池外壳内注入一定量的电解液后封口；
14.s8：活化：对电池进行常温或者高温活化，使电解液充分渗透到正极片、负极片、隔膜中，
15.s9：化成：给电池进行首次充电；
16.s10：筛选、分容：常温或高温下搁置一段时间，使充电后的电池内部发生平衡反应，然后测压降，筛选压降大、内阻大等异常电池，再分容筛选容量合格的电池测压降，筛选压降大、内阻大等异常电池，再分容筛选容量合格的电池。
17.所述极耳的制作步骤如下：
18.d1：清洗、烘干：将金属片按规定切割成预设大小的片材后置入超声波清洗机内进行清洗后烘干；
19.d2：二次清洗、二次烘干：将烘干后的金属片表面喷涂金属带处理液后静置，再用去离子水对其进行清洗后再次烘干得到成品极耳。
20.在一些实施方式中，所述正极主材料至少包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂等的其中一种或几种，所述负极主材料至少包括石墨、硅基材料等其中一种或几种，所述电解液至少包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、六氟磷酸锂和五氟化磷。
21.在一些实施方式中，所述正极片和负极片的切割采用激光模切，利用高功率密度激光束分别照射在正极片和负极片上，使其被加热至达到燃点而形成孔洞，光束分别在正极片和负极片上移动，孔洞连续形成切缝；或者，所述正极片和负极片的切割采用刀模模切，采用圆盘分切技术或者采用冲切工艺分别对正极片和负极片进行裁切；或者所述正极片和负极片的切割采用激光模切和刀模模切相配合的方式。
22.在一些实施方式中，所述正极片和负极片模切后产生的缺口形状包括圆形、方形、三角形、具有倒角的矩形、具有圆角的矩形、同时具有倒角和圆角的矩形、多矩形组合式形状的一种或几种组合缺口。
23.在一些实施方式中，所述隔膜的大小大于负极片的大小，所述负极片的大小大于正极片的大小，隔膜完全包裹正极片和负极片，负极片完全包裹正极片，隔膜将正极片与负极片分隔开，电池电芯最外圈最内圈均为负极片。
24.在一些实施方式中，正极片和负极片上均预留有用于焊接极耳的极耳位，极耳位上焊接极耳后卷绕；或者，电池电芯卷绕后正极片和负极片上的极耳位先焊接在一起，然后再焊接极耳。
25.在一些实施方式中，组装后的异型锂离子电池设为柱状电池或板状电池，柱状电池上正极片和负极片的极耳焊接位置相反，板状电池上正极片和负极片的极耳焊接位置相同。
26.在一些实施方式中，所述隔膜模切后的形状结构与正极片、负极片的形状结构相同，所述隔膜的模切在s3步骤中与正极片、负极片一同裁切；或者，所述隔膜的模切在s4步骤中随正极片、负极片卷绕形成电芯后裁切。
27.在一些实施方式中，所述电池外壳为钢壳，把钢壳沿虚线位置分成两半，卷心放在半壳体中间，组装后将两个半壳体通过激光焊接的方式连接；或者，所述电池外壳为铝塑膜，用模具冲两个半卷心形状的双坑，放入卷心，组合起来，四周封口，热封成型。
28.本发明的有益效果在于：
29.该卷绕型异型锂离子电池的制备工艺通过对正极片、负极片以及隔膜采用卷绕方式生产出电池电芯的工艺，解决了叠片工艺生产效率较低，人工成本较高的问题，卷绕法生产具有速度快、产量高的优点，能够极大的提高生产效率，缩减了生产成本。
附图说明
30.图1是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的制备工艺结构示意
图；
31.图2是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的极耳的制作步骤结构示意图；
32.图3是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的底部带有圆台的圆柱体形状的柱状电池的结构示意图；
33.图4是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的底部带有圆台的圆柱体形状的柱状电池的正极片、负极片、隔膜、极耳结构示意图；
34.图5是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的大圆柱、小圆柱、大圆柱以及圆锥的组合形状的柱状电池的结构示意图；
35.图6是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的大圆柱、小圆柱、大圆柱以及圆锥的组合形状的柱状电池的正极片的结构示意图；
36.图7是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的柱状电池采用钢壳时分割结果示意图；
37.图8是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的带有倒角的长方体形状的板状电池的结构示意图；
38.图9是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的带有倒角的长方体形状的板状电池的正极片、负极片、隔膜、极耳结构示意图
39.图10是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的侧截面呈上下方均具有一个圆角的矩形且带有下方具有一个圆角的矩形的缺口的板状电池的结构示意图；
40.图11是本发明提供的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺的侧截面呈上下方均具有一个圆角的矩形且带有下方具有一个圆角的矩形的缺口的板状电池的正极片的结构示意图。
41.附图标记说明：1、电池；2、正极片；3、隔膜；4、负极片；5、极耳位。
具体实施方式
42.下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
43.本发明提供一种技术方案：一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，包括如下步骤：
44.s1：切片：将极片切割成与待制作电池大小相对应的连续长条状的正极片2和负极片4，或者；将极片切割成与待制作电池大小对应的具有凸出位的正极片2和负极片4；
45.s2涂布：采用间隙涂布的方式分别在连续长条状的正极片2和负极片4涂覆正极材料和负极材料，间隙涂布处为预留极耳位5，在预留极耳位5上焊接极耳；采用连续或间隙涂布的方式在具有凸出位的正极片2和负极片4分别涂覆正极材料和负极材料，预留出凸出位作为极耳位5；
46.s3：模切：将s2步骤得到的正极片2和负极片4单独或叠放后整体模切，使正负极片的边缘和/或内部分别形成与待制作异性电池对应的缺口或孔洞；
47.s4：卷绕：将步骤s3得到的正极片2、负极片4和隔膜卷绕形成电芯；在步骤s2中预留的凸出位上焊接极耳形成电池1集流组；
48.s5：组装：将电池1集流组放入电池1外壳内；
49.s6：烘烤：组装后的干电池1放入真空烤箱中，60-150摄氏度烘烤一定时间，去除正极片2和负极片4中的水分；
50.s7：注液封口：在真空环境下对电池1外壳内注入一定量的电解液后封口；
51.s8：活化：对电池1进行常温或者高温活化，使电解液充分渗透到正极片2、负极片4、隔膜3中，
52.s9：化成：给电池1进行首次充电；
53.s10：筛选、分容：常温或高温下搁置一段时间，使充电后的电池1内部内部反应平衡，然后测电压、内阻，筛除压降大、内阻大的电池1，分容筛选容量合格的电池1。
54.本实施例中，正极片2和负极片4上均预留有用于焊接极耳的极耳位5，极耳位5上焊接极耳后卷绕，在其他实施例中，也可以将电池1电芯卷绕后正极片2和负极片4上的极耳位5先焊接在一起，然后再焊接极耳。
55.所述极耳5的制作步骤如下：
56.d1：清洗、烘干：将金属片按规定切割成预设大小的片材后置入超声波清洗机内进行清洗后烘干；
57.d2：二次清洗、二次烘干：将烘干后的金属片表面喷涂金属带处理液后静置，再用去离子水对其进行清洗后再次烘干得到成品极耳5。
58.为了保证正极片2和负极片4的涂布材料具有良好的电化学性能，本实施例中，正极材料为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂等的其中一种或几种组合材料，负极材料为石墨、硅基材料的其中一种或组合材料，在其他实施例中，由于材料是存在更新的，正极材料、负极材料也可以采用其他的材料涂覆正极片2和负极片4。
59.本实施例中，正极片2由正极卷料切割而成，负极片4由负极卷料切割而成，正极片2和负极片4的切割采用激光模切，利用高功率密度激光束分别照射在正极片2和负极片4上，使其被加热至达到燃点而形成孔洞，光束分别在正极片2和负极片4上移动，孔洞连续形成切缝，在其他实施例中，正极片2和负极片4的切割也可以采用刀模模切，采用圆盘分切技术或者采用冲切工艺分别对正极片2和负极片4进行裁切，同样的，正极片2和负极片4的切割也可以采用激光模切和刀模模切相配合的方式。
60.需要说明的是，所述隔膜3需模切出与正极片2、负极片4形状结构相同的形状，本实施例中，所述隔膜3的模切在s3步骤中与正极片2、负极片4一同裁切，在其他实施例中，所述隔膜3的模切在s4步骤中随正极片2、负极片4卷绕形成电芯后裁切。
61.需要说明的是，组装后的异型锂离子电池1设为柱状电池1或板状电池1，柱状电池1上正极片2和负极片4的极耳5焊接位置相反，板状电池1上正极片2和负极片4的极耳5焊接位置相同。
62.如图3、4所示，为底部带有圆台的圆柱体形状的柱状电池1，正极片2和负极片4上背离极耳5一侧裁切有开放的三角形缺口；如图5、6所示，为大圆柱、小圆柱、大圆柱以及圆锥的组合形状的柱状电池1，正极片2、负极片4中间均裁切有矩形缺口且底部裁切有三角形缺口；如图8、9所示，为带有倒角的长方体形状的板状电池1，正极片2、负极片4上均间隙裁
切有开放的三角形缺口，如图10、11所示，电池1的侧截面呈上下方均具有一个圆角的矩形，且电池1上带有下方具有一个圆角的矩形的缺口，正极片2、负极片4上均间隙裁切有封闭的具有一个圆角的矩形的缺口，且位于正极片2、负极片4的顶部和底部端面分别间隙裁切有开放的弧形缺口。
63.在其他实施例中，所述正极片2和负极片4模切后产生的缺口形状包括圆形、方形、三角形、具有倒角的矩形、具有圆角的矩形、同时具有倒角和圆角的矩形、多矩形组合式形状的一种或几种组合缺口。
64.需要说明的是，隔膜3需完全包裹正极片2和负极片4，负极片4需完全包裹正极片2，隔膜3将正极片2与负极片4分隔开，本实施例中，隔膜3的大小大于负极片4的大小，负极片4的大小大于正极片2的大小，电池1电芯最外圈最内圈均为负极片4。
65.为了保证锂离子电池1能够正常工作，并保证工作中发生的化学反应是可逆的，电解液对电池1正常工作提供离子，本实施例中，电解液至少包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、六氟磷酸锂和五氟化磷。
66.所述电池1外壳为钢壳，把钢壳沿如图7所示的虚线位置分成两半，卷心放在半壳体中间，组装后将两个半壳体通过激光焊接的方式连接；或者，所述电池1外壳为铝塑膜，用模具冲两个半卷心形状的双坑，放入卷心，组合起来，四周封口，热封成型。
67.本实施例中，电池1外壳可以设置为铝塑膜壳或钢壳，当电池1外壳为铝塑膜壳时，先将平整的铝塑膜在冲壳机上冲成相应形状的凹坑，一个电池1的铝塑膜外壳可为两个凹坑对叠组成，也可为一个凹坑和一个平整面堆叠组成，组装时将电芯放在凹坑中，两边热封，剩一边敞开口；当电池1外壳为钢壳时，钢壳需要定制，对于不能直接从顶部将电芯放入的异形电池1，将钢壳分为两部分，电芯放在半壳体中间，组装后将两个半壳体通过激光焊接的方式进行连接。
68.需要说明的是，在电池1外壳封口阶段，铝塑膜壳需热封住剩下的一边敞开口，钢壳需封住钢壳和顶部盖帽部分的开口，并且在给电池1首次充电后，铝塑膜壳作为电池1外壳的软包电池1需要排除化成后即首次充电后内部化学反应产生的气体，并剪掉多余的气囊部分才可成型。
69.本实施例中，分容筛选出容量合格的电池1后，对其进行包装即可完成完整的工艺过程。
70.最后应说明的是，以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：1.一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：s1：切片：将极片切割成与待制作电池大小相对应的连续长条状的正极片(2)和负极片(4)，或者；将极片切割成与待制作电池大小对应的具有凸出位的正极片(2)和负极片(4)；s2涂布：采用间隙涂布的方式分别在连续长条状的正极片(2)和负极片(4)涂覆正极材料和负极材料，间隙涂布处为预留极耳位(5)，在预留极耳位(5)上焊接极耳；采用连续或间隙涂布的方式在具有凸出位的正极片(2)和负极片(4)分别涂覆正极材料和负极材料，预留出凸出位作为极耳位(5)；s3：模切：将s2步骤得到的正极片(2)和负极片(4)单独或叠放后整体模切，使正负极片的边缘和/或内部分别形成与待制作异性电池对应的缺口或孔洞；s4：卷绕：将步骤s3得到的正极片(2)、负极片(4)和隔膜卷绕形成电芯；在步骤s2中预留的凸出位上焊接极耳形成电池(1)集流组；s5：组装：将电池(1)集流组放入电池(1)外壳内；s6：烘烤：组装后的干电池(1)放入真空烤箱中，60-150摄氏度烘烤一定时间，去除正极片(2)和负极片(4)中的水分；s7：注液封口：在真空环境下对电池(1)外壳内注入一定量的电解液后封口；s8：活化：对电池(1)进行常温或者高温活化，使电解液充分渗透到正极片(2)、负极片(4)、隔膜(3)中，s9：化成：给电池(1)进行首次充电；s10：筛选、分容：常温或高温下搁置一段时间，使充电后的电池(1)内部内部反应平衡，然后测电压、内阻，筛除压降大、内阻大的电池(1)，分容筛选容量合格的电池(1)。2.根据权利要求1所述的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，所述极耳的制作步骤如下：d1：清洗、烘干：将金属片按规定切割成预设大小的片材后置入超声波清洗机内进行清洗后烘干；d2：二次清洗、二次烘干：将烘干后的金属片表面喷涂金属带处理液后静置，再用去离子水对其进行清洗后再次烘干得到成品极耳。3.根据权利要求1所述的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，所述正极主材料至少包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂等的其中一种或几种，所述负极主材料至少包括石墨、硅基材料等其中一种或几种，所述电解液至少包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、六氟磷酸锂和五氟化磷。4.根据权利要求1所述的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，所述正极片(2)和负极片(4)的切割采用激光模切，利用高功率密度激光束分别照射在正极片(2)和负极片(4)上，使其被加热至达到燃点而形成孔洞，光束分别在正极片(2)和负极片(4)上移动，孔洞连续形成切缝；或者，所述正极片(2)和负极片(4)的切割采用刀模模切，采用圆盘分切技术或者采用冲切工艺分别对正极片(2)和负极片(4)进行裁切；或者所述正极片(2)和负极片(4)的切割采用激光模切和刀模模切相配合的方式。5.根据权利要求1所述的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，所述正极片(2)和负极片(4)模切后产生的缺口形状包括圆形、方形、三角形、具有倒角的矩形、具有圆角的矩形、同时具有倒角和圆角的矩形、多矩形组合式形状的一种或几种组合缺口。
6.根据权利要求1所述的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，所述隔膜(3)的大小大于负极片(4)的大小，所述负极片(4)的大小大于正极片(2)的大小，隔膜(3)完全包裹正极片(2)和负极片(4)，负极片(4)完全包裹正极片(2)，隔膜(3)将正极片(2)与负极片(4)分隔开，电池(1)电芯最外圈最内圈均为负极片(4)。7.根据权利要求1所述的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，极耳位(5)上焊接极耳后卷绕；或者，电池(1)电芯卷绕后正极片(2)和负极片(4)上的极耳位(5)先焊接在一起，然后再焊接极耳。8.根据权利要求1所述的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，组装后的异型锂离子电池(1)设为柱状电池(1)或板状电池(1)，柱状电池(1)上正极片(2)和负极片(4)的极耳(5)焊接位置相反，板状电池(1)上正极片(2)和负极片(4)的极耳(5)焊接位置相同。9.根据权利要求1所述的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，所述隔膜(3)模切后的形状结构与正极片(2)、负极片(4)的形状结构相同，所述隔膜(3)的模切在s3步骤中与正极片(2)、负极片(4)一同裁切；或者，所述隔膜(3)的模切在s4步骤中随正极片(2)、负极片(4)卷绕形成电芯后裁切。10.根据权利要求1所述的一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，其特征在于，所述电池(1)外壳为钢壳，把钢壳沿虚线位置分成两半，卷心放在半壳体中间，组装后将两个半壳体通过激光焊接的方式连接；或者，所述电池(1)外壳为铝塑膜，用模具冲两个半卷心形状的双坑，放入卷心，组合起来，四周封口，热封成型。
技术总结本发明涉及电池生产领域，具体公开了一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺。一种卷绕型异型锂离子电池的制备工艺，包括如下步骤：在正极片和负极片的两面分别涂覆正极材料和负极材料；在正极片上下表面各贴附一层隔膜后得到正极组，再将负极片上表面贴附一层隔膜得到负极组，将负极组贴附于正极组上表面后得到电池级组；将电池级组绕着卷轴卷绕至少三周得到电池电芯。该卷绕型异型锂离子电池的制备工艺通过对正极片、负极片以及隔膜采用卷绕方式生产出电池电芯的工艺，解决了叠片工艺生产效率较低，人工成本较高的问题，卷绕法生产具有速度快、产量高的优点，能够极大的提高生产效率，缩减了生产成本。缩减了生产成本。缩减了生产成本。
技术研发人员：张继锋 刘淼 徐言慧 郭建辉
受保护的技术使用者：深圳市能锐创新科技有限公司
技术研发日：2022.07.13
技术公布日：2022/11/1
