本發(fā)明涉及鋰離子電池生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種軟包鋰離子電池及其制造方法。

背景技術(shù)：

相對(duì)于圓柱形電池和鋁殼方形電池而言，采用鋁塑膜的軟包鋰離子電池由于具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、形狀可根據(jù)需要變化、能量密度高、安全性高等特點(diǎn)，因此其應(yīng)用范圍越來越廣泛，需求量也隨之增長(zhǎng)。

鋰離子電池在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用獲得了迅速的發(fā)展，儲(chǔ)能市場(chǎng)的主要應(yīng)用在可再生能源并網(wǎng)和分布式發(fā)電及微網(wǎng)領(lǐng)域，戶用儲(chǔ)能在國(guó)外也已經(jīng)發(fā)展成為了熱門應(yīng)用，在微網(wǎng)領(lǐng)域和追求體積以及重量?jī)?yōu)勢(shì)的戶用儲(chǔ)能領(lǐng)域，高容量電芯具有很大的優(yōu)勢(shì)，而大容量軟包電池正是采用這種電芯的電池。

眾所周知，目前的大容量軟包電池普遍采用疊片式生產(chǎn)方式：即模切好的正負(fù)極片和隔膜層疊在一起，其特點(diǎn)是制作的電池內(nèi)阻小且適合大電流放電，但是其缺點(diǎn)是工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高、疊片效率低，性能一致性較差，較難保證電芯在后續(xù)充放電的平整性，從而影響循環(huán)壽命。

因此，如何能夠降低大容量軟包電池的生產(chǎn)成本，并使得大容量軟包電池具有優(yōu)良的平整性以及理想的循環(huán)壽命是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種軟包鋰離子電池，以便能夠降低大容量軟包鋰離子電池的生產(chǎn)成本，同時(shí)能夠使得大容量軟包電池具有優(yōu)良的平整性以及理想的循環(huán)壽命。

本發(fā)明還提供了一種軟包鋰離子電池的制造方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供的軟包鋰離子電池，包括電芯總成和軟包外殼，所述電芯總成包括多個(gè)相互并聯(lián)的電芯單體，且所述電芯單體為卷繞式電芯單體，所述電芯總成的厚度大于1cm。

優(yōu)選的，在上述軟包鋰離子電池中，任意一所述電芯單體的厚度均不大于1cm。

優(yōu)選的，在上述軟包鋰離子電池中，所述電芯單體的極耳為全極耳、多極耳或單極耳中的任意一種。

優(yōu)選的，在上述軟包鋰離子電池中，所述電芯單體呈矩形，所述電芯單體的正極極耳和負(fù)極極耳分別對(duì)稱分布在所述電芯單體長(zhǎng)度方向上的兩側(cè)。

優(yōu)選的，在上述軟包鋰離子電池中，所述電芯單體呈矩形，所述電芯單體的正極極耳和負(fù)極極耳均位于所述電芯單體的一個(gè)側(cè)邊上。

優(yōu)選的，在上述軟包鋰離子電池中，所述電芯總成中包括2～7個(gè)相互并聯(lián)的所述電芯單體。

本發(fā)明中所公開的軟包鋰離子電池的制造方法，包括步驟：

1)將正極極片、隔膜和負(fù)極極片疊放好后卷繞制成所述電芯單體；

2)將至少兩個(gè)所述電芯單體疊合后并聯(lián)形成整體，然后在該所述整體的正極焊接區(qū)焊接正極極耳，負(fù)極焊接區(qū)焊接負(fù)極極耳后形成所述電芯總成，所述電芯總成的厚度大于1cm；

3)將所述電芯總成通過后續(xù)處理制成軟包鋰離子電池。

優(yōu)選的，在上述制造方法中，所述后續(xù)處理包括：沖殼、頂側(cè)封、注液、熱冷壓、化成、夾具烘烤、二次封裝以及分容。

優(yōu)選的，在上述制造方法中，所述步驟1)中制成的電芯單體呈矩形，所述電芯單體的厚度為5mm-10mm，寬度為5cm-15cm，長(zhǎng)度為10cm-25cm。

優(yōu)選的，在上述制造方法中，所述電芯單體中，正極留白區(qū)為正極極耳焊接區(qū)，負(fù)極留白區(qū)為負(fù)極極耳焊接區(qū)，所述步驟1)中還包括，在所述電芯單體的寬度方向上，對(duì)所述正極極耳焊接區(qū)以及所述負(fù)極極耳焊接區(qū)的兩端進(jìn)行剪裁，剪裁量為0.5cm-1cm。

優(yōu)選的，在上述制造方法中，所述正極極耳以及所述負(fù)極極耳的厚度為0.1mm-0.5mm，寬度為3cm-10cm。

優(yōu)選的，在上述制造方法中，所述步驟1)中所制成的電芯單體，在電芯單體的長(zhǎng)度方向上，所述負(fù)極極片上的涂層兩端均超出所述正極極片上的涂層，所述隔膜的兩端均超出所述負(fù)極極片上的涂層。

優(yōu)選的，在上述制造方法中，所述步驟2)中采用超聲波焊接所述正極極耳和所述負(fù)極極耳。

優(yōu)選的，在上述制造方法中，所述正極極耳為鋁金屬片，所述負(fù)極極耳為鎳金屬片、鎳鍍銅金屬片或銅鎳合金金屬片中的一種。

由上述技術(shù)方案可以看出，本發(fā)明中所公開的軟包鋰離子電池的電芯總成是由多個(gè)相互并聯(lián)的電芯單體形成的，而每一個(gè)電芯單體均為卷繞式電芯單體，也就是說，電芯單體為卷芯，并且由這些電芯單體所形成的電芯總成的厚度大于1cm。

相比于疊片式的生產(chǎn)方式而言，卷繞式的電芯單體其生產(chǎn)效率更高，生產(chǎn)成本也更低，多個(gè)電芯單體并聯(lián)方式層疊在一起的結(jié)構(gòu)一方面可以避免卷繞式結(jié)構(gòu)電芯內(nèi)阻較高的問題，另一方面可以解決厚卷芯結(jié)構(gòu)在后期充放電過程總出現(xiàn)的平整性較差的問題；多個(gè)電芯單體并聯(lián)后所形成的電芯總成厚度大于1cm，這使得電芯總成具有更大的容量，因此由這種電芯單體所制成的軟包鋰離子電池不僅生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低，而且還具有能量密度高、電池容量大的特點(diǎn)，并且還可以提高電池大電流充放電性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例中所公開的正極極片或負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例中卷芯卷繞正負(fù)極以及隔膜放置位置示意圖；

圖3為第一實(shí)施例中單個(gè)電芯單體卷繞完成后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖3中所示的電芯單體裁剪掉邊緣處極耳焊接區(qū)后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為第一實(shí)施例中三個(gè)電芯單體并聯(lián)示意圖；

圖6為第一實(shí)施例中三個(gè)電芯單體并聯(lián)形成的電芯總成焊接大極耳后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為圖6中的電芯總成完成二次封裝后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本發(fā)明第二實(shí)施例中卷芯卷繞正負(fù)極以及隔膜放置位置示意圖；

圖9為第二實(shí)施例中的電芯總成焊接大極耳后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為圖9中的電芯總成完成二次封裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中，1為涂層，2為留白區(qū)，3為正極極片，4為負(fù)極極片，5為隔膜，6為正極焊接區(qū)，7為負(fù)極焊接區(qū)，8為正極極耳，9為負(fù)極極耳。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明的核心之一是提供一種軟包鋰離子電池，以便能夠降低大容量軟包鋰離子電池的生產(chǎn)成本，同時(shí)能夠使得大容量軟包電池具有優(yōu)良的平整性以及理想的循環(huán)壽命。

本發(fā)明的另一核心在于提供一種軟包鋰離子電池的制造方法。

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

本發(fā)明中所公開的軟包鋰離子電池，包括電芯總成和軟包外殼，其中，電芯總成由多個(gè)相互并聯(lián)的電芯單體形成，相鄰兩個(gè)電芯單體相互疊合，并且任意一個(gè)電芯單體均為采用卷繞方式生產(chǎn)的卷繞式電芯單體，該種電芯單體也可簡(jiǎn)稱為卷芯，由多個(gè)電芯單體并聯(lián)所形成的電芯總成的厚度大于1cm。

相比于疊片式的生產(chǎn)方式而言，卷繞式的電芯單體其生產(chǎn)效率更高，生產(chǎn)成本也更低，多個(gè)電芯單體并聯(lián)方式層疊在一起的結(jié)構(gòu)一方面可以避免卷繞式結(jié)構(gòu)電芯內(nèi)阻較高的問題，另一方面可以解決厚卷芯結(jié)構(gòu)在后期充放電過程總出現(xiàn)的平整性較差的問題；多個(gè)電芯單體并聯(lián)后所形成的電芯總成厚度大于1cm，這使得電芯總成具有更大的容量，因此由這種電芯單體所制成的軟包鋰離子電池不僅生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低，而且還具有能量密度高、電池容量大的特點(diǎn)，并且還可以提高電池大電流充放電性能。

本發(fā)明實(shí)施例中所公開的軟包鋰離子電池中，雖然電芯總成的厚度大于1cm，但是任意一個(gè)電芯單體的厚度均不大于1cm，多個(gè)電芯單體疊合且并聯(lián)的組裝方式具有較大優(yōu)勢(shì)，這可以有效解決目前厚電芯所存在的后期充放電過程中出現(xiàn)的平整性較差的問題。

需要進(jìn)行說明的是，本發(fā)明實(shí)施例中的軟包鋰離子電池對(duì)電芯單體的極耳方式不作限定，極耳可以為單極耳、多極耳或者全極耳中的任意一種，當(dāng)然，為了能夠有效提高軟包鋰離子電池整體的倍率性能，本實(shí)施例中的電芯單體的極耳優(yōu)選的采用全極耳。

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，電芯單體的卷制是依賴特定的卷針而形成的，卷針本身決定了電芯單體的寬度，因此，電芯單體與卷制方向相同的邊通常情況下為電芯單體的寬度邊，而與電芯單體卷制方向垂直的邊通常為電芯單體的長(zhǎng)度邊。電芯單體完成卷制后通常呈矩形，并且電芯單體的正極極耳8和負(fù)極極耳9可以對(duì)稱分布在電芯單體長(zhǎng)度方向上的兩側(cè)，也可以是正極極耳8和負(fù)極極耳9均位于電芯單體的一個(gè)側(cè)面上，如圖6和圖9中所示。

根據(jù)電芯單體的電容量以及實(shí)際使用需求，可以將2～7個(gè)電芯單體并聯(lián)形成電芯總成，然后經(jīng)過后續(xù)的沖殼、頂側(cè)封、注液、熱冷壓、化成、夾具烘烤、二次封裝以及分容等工序，制成結(jié)構(gòu)為多個(gè)電芯單體并聯(lián)的大容量軟包鋰離子電池。

本發(fā)明中還提供了公開了一種軟包鋰離子電池的制造方法，該制造方法具體包括如下步驟：

1)將正極極片3、隔膜5和負(fù)極極片4疊放好后卷繞制成所述電芯單體，為了防止析鋰而引起的安全性問題，在疊放過程中需要保證負(fù)極極片4的涂層1在電芯單體長(zhǎng)度方向上的兩端均超過正極極片3的涂層1在長(zhǎng)度方向上的兩端，也就是說，負(fù)極極片4的涂層1需要覆蓋住正極極片3的涂層1，為了防止正負(fù)極相互接觸而造成短路，隔膜5在電芯單體長(zhǎng)度方向上的兩端要超過負(fù)極極片4的涂層1在長(zhǎng)度方向上的兩端。需要進(jìn)行說明的是，本實(shí)施例中的“電芯單體長(zhǎng)度方向”具體是指與電池卷制方向垂直的方向。實(shí)際上，正極極片3、負(fù)極極片4以及隔膜5的來料均呈長(zhǎng)條狀，卷制方向?qū)嶋H是沿著來料的正極極片3、負(fù)極極片4以及隔膜2的長(zhǎng)度方向進(jìn)行的，而與卷制方向垂直的方向，實(shí)際為正極極片3、負(fù)極極片4以及隔膜5來料的寬度方向，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員需要注意該處描述中的方向轉(zhuǎn)變，卷制完成的電芯單體的長(zhǎng)度方向，實(shí)際為正極極片3、負(fù)極極片4以及隔膜5來料的寬度方向；

2)將至少兩個(gè)上述步驟中的電芯單體疊合后并聯(lián)形成整體，然后在該整體的正極焊接區(qū)6焊接正極極耳，負(fù)極焊接區(qū)7焊接負(fù)極極耳后形成電芯總成，并且該電芯總成的厚度大于1cm，以保證電芯總成的容量；

3)將電芯總成通過后續(xù)處理制成軟包鋰離子電池，所謂后續(xù)處理通常包括沖殼、頂側(cè)封、注液、冷熱壓、化成、夾具烘烤、二次封裝以及分容等工藝，由于上述工藝為目前軟包鋰離子電池生產(chǎn)過程中的成熟工藝，因此本實(shí)施例中對(duì)上述工藝不再進(jìn)行贅述。

通過上述方法所制成的軟包鋰離子電池，電芯總成由多個(gè)相互并聯(lián)的電芯單體形成，而電芯單體是通過卷繞的方式生產(chǎn)，并且電芯總成的厚度大于1cm，卷繞式的電芯單體生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低，多個(gè)電芯單體并聯(lián)方式層疊在一起的結(jié)構(gòu)一方面可以避免卷繞式結(jié)構(gòu)電芯內(nèi)阻較高的問題，另一方面可以解決厚卷芯結(jié)構(gòu)在后期充放電過程總出現(xiàn)的平整性較差的問題；多個(gè)電芯單體并聯(lián)后所形成的電芯總成厚度大于1cm，這使得電芯總成具有更大的容量，因此由上述實(shí)施例中所公開的軟包鋰離子電池的制造方法所所制成的軟包鋰離子電池不僅生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低，而且還具有能量密度高、電池容量大的特點(diǎn)，并且還可以提高電池大電流充放電性能。

上述實(shí)施例的步驟1)中所制成的電芯單體的厚度通常為5mm-10mm，寬度為5cm-15cm(該數(shù)值通常根據(jù)卷針的不同而發(fā)生變化)，長(zhǎng)度為10cm-25cm(該數(shù)值根據(jù)正極極片、負(fù)極極片以及隔膜來料的寬度不同而發(fā)生變化)，上述數(shù)值區(qū)間均包括端點(diǎn)值。

請(qǐng)參考圖1、圖2和圖8，正極極片3和負(fù)極極片4上除了涂層1之外還有留白區(qū)2，在完成卷之后的全極耳電芯單體中，正極留白區(qū)為正極焊接區(qū)6，負(fù)極留白區(qū)為負(fù)極焊接區(qū)7，在步驟1)中還包括：在電芯單體的寬度方向上，對(duì)正極焊接區(qū)6以及負(fù)極焊接區(qū)7的兩端均進(jìn)行剪裁，剪裁尺寸為0.5cm-1cm。

正極極耳8和負(fù)極極耳9的厚度為0.1mm-0.5mm，寬度為3cm-10cm，極耳寬度方向與電芯單體的寬度方向一致。

在步驟2)中，正極極耳8和負(fù)極極耳9的焊接優(yōu)選的采用超聲波焊接，正極極耳8為鋁金屬片，負(fù)極極耳9為鎳金屬片、鎳鍍銅金屬片或銅鎳合金金屬片中的一種。

以下以具體制造實(shí)施例對(duì)上述軟包鋰離子電池的制造方法進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)闡述，如圖2至圖7中所示，圖2中的左右方向?yàn)閷挾确较?，上下方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向，電芯單體沿長(zhǎng)度方向卷繞。

第一個(gè)具體制造實(shí)施例：

將涂層寬度為134mm、留白區(qū)寬度為12mm的正極極片、涂層寬度為140mm、留白區(qū)寬度為11mm的負(fù)極極片和寬度為144.5mm的隔膜卷繞成卷芯，使a為2mm，b為4mm，c為3mm和d為1.5mm，獲得的電芯單體的寬度為8cm，長(zhǎng)度為16.1cm，厚度為8mm。把邊緣留白區(qū)切掉1cm，然后并聯(lián)3個(gè)全極耳電芯單體，把厚度為0.15mm、寬度5cm的鋁大金屬極耳超聲波焊接到正極焊接區(qū)，把厚度為0.15mm、寬度5cm的鎳鍍銅大金屬極耳超聲波焊接到負(fù)極焊接區(qū)。之后，通過沖殼、頂側(cè)封、注液、熱冷壓、化成、夾具烘烤、二次封裝和分容，獲得結(jié)構(gòu)為多個(gè)全極耳電芯單體并聯(lián)的大容量軟包電池，正負(fù)極對(duì)稱分布在電池的兩端。所制成的電芯單體的容量為16.2ah，3個(gè)并聯(lián)形成的電芯總成厚度為27mm，容量為48.6ah，內(nèi)阻為3.0mω，1.5c放電容量為0.2c的98％。

需要進(jìn)行說明的是，上述實(shí)施例中，a為負(fù)極涂層在一端超出正極涂層的大小，b為負(fù)極涂層在另一端超出正極涂層的大小，c為隔膜在一端超出負(fù)極涂層的大小，d為隔膜在另一端超出負(fù)極涂層的大小。

第二個(gè)具體制造實(shí)施例：

如圖2至圖7中所示，圖2中的左右方向?yàn)閷挾确较颍舷路较驗(yàn)殚L(zhǎng)度方向，電芯單體沿長(zhǎng)度方向卷繞。

將涂層寬度為120mm、留白區(qū)寬度為14mm的正極極片、涂層寬度為126mm、留白區(qū)寬度為10mm的負(fù)極極片和寬度為132mm的隔膜卷繞成電芯單體，使a為2mm，b為4mm，c為3mm和d為3mm，獲得的電芯單體的寬度為8.2cm，長(zhǎng)度為14.8cm，厚度為5.5mm。把邊緣留白區(qū)切掉1cm，然后并聯(lián)4個(gè)全極耳電芯單體，把厚度為0.2mm、寬度6cm的鋁大金屬極耳超聲波焊接到正極焊接區(qū)，把厚度為0.2mm、寬度6cm的鎳鍍銅大金屬極耳超聲波焊接到負(fù)極焊接區(qū)。之后，通過沖殼、頂側(cè)封、注液、熱冷壓、化成、夾具烘烤、二次封裝和分容，獲得結(jié)構(gòu)為多個(gè)全極耳電芯單體并聯(lián)的大容量軟包鋰離子電池，正負(fù)極對(duì)稱分布在電池的兩端。制造形成的單個(gè)電芯單體的容量為10.1ah，4個(gè)并聯(lián)的形成的電芯總成厚度為26mm，容量為40.4ah，內(nèi)阻為1.8mω，1.5c放電容量為0.2c的98.5％。

該具體制造實(shí)施例中a、b、c、d所代表的含義與第一個(gè)具體制造實(shí)施例相同。

第三個(gè)具體實(shí)施例：

如圖8至圖10中所示，圖8中的上下方向?yàn)閷挾确较?，左右方向?yàn)殚L(zhǎng)度方向，電芯單體沿長(zhǎng)度方向卷繞。

把正極涂層寬度為71mm、留白寬度為9mm的正極極片進(jìn)行模切，使留白區(qū)的金屬焊接區(qū)寬度為5cm；把負(fù)極涂層寬度為74mm、留白寬度為7mm的負(fù)極極片進(jìn)行模切，使留白區(qū)的金屬焊接區(qū)寬度為5cm，然后把寬度為80mm的隔膜，正負(fù)極極片進(jìn)行卷繞，使a為2mm，b為1mm，c為4mm，d為2mm，獲得寬度為80mm，長(zhǎng)度為140mm，厚度為5.5mm的電芯單體。通過并聯(lián)的方式，把4個(gè)電芯單體重疊，在正負(fù)極極耳焊接區(qū)通過超聲波焊接的方式，焊接正負(fù)極極耳。極耳尺寸為：厚度0.2mm，寬度為4mm，正極極耳為鋁極耳，負(fù)極極耳為鎳鍍銅極耳。之后通過沖殼、頂側(cè)封、注液、熱冷壓、化成、夾具烘烤、二次封裝和分容，獲得結(jié)構(gòu)為多個(gè)由模切方式進(jìn)行極耳設(shè)計(jì)的電芯單體并聯(lián)的大容量軟包電池，正負(fù)極極耳分布在電池的同一側(cè)，如圖9和圖10中所示。

需要進(jìn)行說明的是，正極極片、負(fù)極極片和隔膜應(yīng)當(dāng)重疊方式，圖2和圖8中只是為了便于清楚的展示三者尺寸上的關(guān)系，各個(gè)部件僅錯(cuò)開截取了一截進(jìn)行表示。

以上對(duì)本發(fā)明所提供的軟包鋰離子電池及其制造方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。本文中應(yīng)用了具體個(gè)例對(duì)本發(fā)明的原理及實(shí)施方式進(jìn)行了闡述，以上實(shí)施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。