一种对称电池的制作方法及对称电池[发明专利]

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 CN 109585932 A(43)申请公布日 2019.04.05

(21)申请号 201811563769.9(22)申请日 2018.12.20

(71)申请人 惠州亿纬锂能股份有限公司

地址 516006 广东省惠州市仲恺高新区惠

风七路38号(72)发明人 王成云　侯桃丽　乔亚非　陈校军　

王晨　曾冬冬　李强　李艳红　刘金成　(74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司

11332

代理人 胡彬(51)Int.Cl.

H01M 10/058(2010.01)H01M 10/0525(2010.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图1页

CN 109585932 A(54)发明名称

一种对称电池的制作方法及对称电池(57)摘要

本发明公开一种对称电池的制作方法及对称电池，其中，对称电池的制作方法包括：使焊接有极耳的两个工作电极和焊接有极耳的对电极

在工作电置于已冲压成型的铝塑膜的容纳腔内，

极与对电极之间设置隔膜，将极耳引出至铝塑膜外；对铝塑膜进行封装，加注电解液后封口；进行充放电操作，使两个工作电极达到目标SOC状态；将对电极从铝塑膜中取出，再次封口后得到对称电池。本发明利用铝塑膜可裁剪、易封装的特性，通过“可移除的对称电极”这一设计，不仅大大简化了对称电池的制作过程，同时使对称电池的电极始终处于电解液环境中，避免了不利外部环境的影响，最大程度地保证了电极性质的稳定，使后续进行的电化学测试结构更为准确可靠。

CN 109585932 A

权　利　要　求　书

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1.一种对称电池的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：S10、提供两片同性电极作为工作电极，使两个所述工作电极分别与第一极耳焊接；S20、提供对电极，使所述对电极与第二极耳焊接；S30、提供铝塑膜，所述铝塑膜具有冲压成型的容纳腔，使所述工作电极和所述对电极均被置于所述容纳腔内，并使所述对电极被置于两个所述工作电极之间，在所述工作电极与所述对电极之间设置隔膜，使所述第一极耳和所述第二极耳均被引出至所述铝塑膜外；

S40、对所述铝塑膜进行封装，加注电解液后封口；S50、进行充放电操作，使两个所述工作电极达到目标SOC状态；S60、使所述对电极从所述铝塑膜中分离，再次封口后得到对称电池。2.根据权利要求1所述的对称电池的制作方法，其特征在于，两个所述工作电极大小相同，关于所述对电极镜像对称设置。

3.根据权利要求2所述的对称电池的制作方法，其特征在于，所述对电极尺寸大于两个所述工作电极尺寸，使两个所述工作电极完全位于所述对电极的面积范围内。

4.根据权利要求1所述的对称电池的制作方法，其特征在于，所述第二极耳与两个所述第一极耳从所述铝塑膜的不同侧引出。

5.根据权利要求4所述的对称电池的制作方法，其特征在于，两个所述第一极耳分别从所述铝塑膜相对的两侧引出，所述第二极耳的引出方向与两个所述第一极耳的引出方向垂直。

6.根据权利要求1所述的对称电池的制作方法，其特征在于，所述对电极相对的两侧的所述隔膜共同形成包裹所述对电极的隔膜袋。

7.根据权利要求6所述的对称电池的制作方法，其特征在于，所述隔膜袋至少为一层。8.根据权利要求1所述的对称电池的制作方法，其特征在于，步骤S50具体包括以下步骤：

S510、使两个所述第一极耳连接电源正极，使所述第二极耳连接电源负极；S520、进行充放电操作，使两个所述工作电极达到目标SOC状态。9.根据权利要求8所述的对称电池的制作方法，其特征在于，在达到目标SOC状态前，两个所述工作电极至少经过一次充放电循环。

10.一种对称电池，其特征在于，所述对称电池按照权利要求1至9任一项所述的对称电池的制作方法制作。

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说　明　书

一种对称电池的制作方法及对称电池

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技术领域

[0001]本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种对称电池的制作方法及对称电池。背景技术

[0002]锂离子电池作为绿色环保新能源，具有可靠性好、安全性高、体积小、重量轻等优点，已经被广泛的应用于数码类产品、电动汽车、军工产品等领域。目前，对于锂离子电池制备前正负极材料研究的比较充分，但是对于制备成锂离子电池后电极材料的研究较为欠缺。

[0003]通过制作对称电池来实现对锂离子电池欧姆阻抗、电化学阻抗谱及循环伏安性能的研究，对研究锂离子电池整体的性能提升有很大意义。[0004]SOC，全称是State of Charge，荷电状态，也叫剩余电量，代表的是电池使用一段时间或长期搁置不用后的剩余容量与其完全充电状态的容量的比值，常用百分数表示。当SOC为0时表示电池放电完全，当SOC为1时表示电池完全充满。现有技术关于对称电池的制作方法，通常采取将成品锂离子电池进行充放电调整到所需要测试的SOC状态，然后对该电池进行拆解，取出两片相同的正极片(或负极片)进行组装成对称电极。该种制作方法主要存在的缺点是制作流程过于繁琐，极易出错或在此过程中改变了电极状态等问题。发明内容

[0005]本发明的一个目的在于提供一种对称电池的制作方法，具有简单、快捷和准确等优点。

[0006]本发明的另一个目的在于提供一种对称电池，其可用于检测电极性能的电化学测试。

[0007]为达此目的，本发明采用以下技术方案：[0008]一方面提供一种对称电池的制作方法，包括以下步骤：[0009]S10、提供两片同性电极作为工作电极，使两个所述工作电极分别与第一极耳焊接；

[0010]S20、提供对电极，使所述对电极与第二极耳焊接；[0011]S30、提供铝塑膜，所述铝塑膜具有冲压成型的容纳腔，使所述工作电极和所述对电极均被置于所述容纳腔内，并使所述对电极被置于两个所述工作电极之间，在所述工作电极与所述对电极之间设置隔膜，使所述第一极耳和所述第二极耳均被引出至所述铝塑膜外；

[0012]S40、对所述铝塑膜进行封装，加注电解液后封口；[0013]S50、进行充放电操作，使两个所述工作电极达到目标SOC状态；[0014]S60、使所述对电极从所述铝塑膜中分离，再次封口后得到对称电池。[0015]作为本发明的一种优选方案，两个所述工作电极大小相同，关于所述对电极镜像对称设置。

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作为本发明的一种优选方案，所述对电极尺寸大于两个所述工作电极尺寸，使两

个所述工作电极完全位于所述对电极的面积范围内。[0017]作为本发明的一种优选方案，所述第二极耳与两个所述第一极耳从所述铝塑膜的不同侧引出。

[0018]作为本发明的一种优选方案，两个所述第一极耳分别从所述铝塑膜相对的两侧引出，所述第二极耳的引出方向与两个所述第一极耳的引出方向垂直。[0019]作为本发明的一种优选方案，所述对电极相对的两侧的所述隔膜共同形成包裹所述对电极的隔膜袋。

[0020]作为本发明的一种优选方案，所述隔膜袋至少为一层。[0021]作为本发明的一种优选方案，步骤S50具体包括以下步骤：[0022]S510、使两个所述第一极耳连接电源正极，使所述第二极耳连接电源负极；[0023]S520、进行充放电操作，使两个所述工作电极达到目标SOC状态。[0024]作为本发明的一种优选方案，在达到目标SOC状态前，两个所述工作电极至少经过一次充放电循环。[0025]另一方面，提供一种对称电池，所述对称电池由上述技术方案任一项所述的对称电池的制作方法制作。

[0026]本发明的有益效果：本发明利用铝塑膜可裁剪、易封装的特性，通过“可移除的对称电极”这一设计，不仅大大简化了对称电池的制作过程，同时使对称电池的电极始终处于电解液环境中，避免了不利外部环境的影响，最大程度地保证了电极性质的稳定，使后续进行的电化学测试结构更为准确可靠。

附图说明

[0027]图1为本发明实施例的对称电池的结构示意图。[0028]图中：[0029]1、工作电极；10、第一极耳；2、对电极；20、第二极耳；3、第一隔膜袋；4、第二隔膜袋；5、铝塑膜。具体实施方式

[0030]下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。[0031]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。[0032]实施例一[0033]如图1所示，本实施例的对称电池制作方法如下：[0034]取两片已经模切制备好的同性极片作为工作电极1，分别与两个第一极耳10焊接。取一片已模切制备好的对电极2，与第二极耳20焊接。取一块已经冲压成型的铝塑膜5，铝塑膜5具有容纳腔。将两个工作电极1置于铝塑膜5的容纳腔内，在两个工作电极1之间放置第一隔膜袋3，将对电极2放置在第二隔膜袋4中，再将第二隔膜袋4整体放置于第一隔膜袋3中。

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将两个第一极耳10分别从铝塑膜5相对的两侧引出，将第二极耳20从与两个第一

极耳10引出方向垂直的方向引出，再将铝塑膜5封装，注入电解液后第一次封口。[0036]第一次封口完成后，将两个第一极耳10接外部电源的正极，将第二极耳20接外部电源的负极，进行充放电循环。在进行至少一次充放电循环后，将两个工作电极1调整到目标SOC状态。

[0037]当两个工作电极1调整到目标SOC状态后，剪掉第二极耳20一侧的铝塑膜，将第二隔膜袋4连同对电极2一起从铝塑膜5中取出，然后进行第二次封口，得到制作完成的对称电池。

[0038]在本实施例中，第二隔膜袋4的尺寸小于第一隔膜袋3的尺寸，使装有对电极2的第二隔膜袋4可以整体放入第一隔膜袋3内部。双层隔膜袋的设置一方面可以有效降低电池内部的短路风险，另一方面使对电极2的取出操作更为简便。[0039]优选的，第一极耳10为铝极耳，第二极耳20为镍或铜镀镍极耳。[0040]优选的，对电极2为锂片。[0041]可选的，对电极2为石墨或含锂化合物。工作电极1如果是镍钴锰酸锂等含锂源的材料，对电极2可以采用石墨、锂片及含锂化合物等材料。如果工作电极1为石墨等无锂源材料，对电极2需用锂片或含锂化合物等材料。[0042]在本实施例中，两个工作电极1均取自同一批次，且二者的尺寸相同，关于对电极2镜像对称设置在第一隔膜袋3外侧，镜像对称设置具体指：两个工作电极1在水平方向上的投影完全重合。同时，对电极2的尺寸大于两个工作电极1的尺寸，且两个工作电极1均完全处于对电极2的面积范围内。上述设置一方面使工作电极1保持一致性，使对称电池的电极具有良好的对称性，电化学测试结果更加准确可靠；另一方面可以保证对电极2拥有足够的容纳锂离子的能力，从而防止在充电过程中，锂离子在对电极2表面发生还原反应时析出形成锂枝晶，进而刺穿隔膜，造成对称电池内短路。[0043]在本实施例中，由于对电极2在两个工作电极1调整到目标SOC状态后需要从铝塑膜5中移除，将第二极耳20与两个第一极耳10从不同侧引出，可以仅剪掉第二极耳20一侧的铝塑膜即完成取出操作，省时省力。[0044]在其他实施例中，两个第一极耳10还可从铝塑膜5的同侧引出，第二极耳20从与两个第一极耳10的相邻侧或相对侧引出。[0045]在本实施例中，两个第一极耳10、第二极耳20在与铝塑膜5边缘相接处均设有极耳胶，以便于铝塑膜5的封装操作，同时避免两个第一极耳10、第二极耳20与铝塑膜5中的金属层接触而导致短路。

[0046]在本实施例中，可以制备相同充放电循环次数下不同SOC状态的对称电池，也可以制备不同充放电循环次数下相同SOC状态的对称电池，以充分测试电极性能。[0047]实施例二

[0048]本实施例在实施例一的基础上简化了制作方法，取消第二隔膜袋4，将对电极2直接放置于第一隔膜袋3内。当两个工作电极1调整到目标SOC状态后，剪掉第二极耳20一侧的铝塑膜，将对电极2从铝塑膜5中取出，其他制作方法均不变。[0049]实施例三

[0050]本实施例将实施例一或实施例二中的隔膜袋替换为隔膜片，此隔膜片至少经过一

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次折叠，使对电极2与两个工作电极1之间至少由一层隔膜隔离。[0051]可选的，隔膜片折叠为M形，使对电极2与两个工作电极1之间由两层隔膜隔离。[0052]实施例四

[0053]一种采用上述任一实施例的对称电池的制作方法制作的对称电池，其由两片同性极片组成的电极浸润在加注有电解液的铝塑膜容器中构成，电极之间由隔膜隔离，电极的极耳延伸至铝塑膜外部。本实施例的对称电池利用铝塑膜可裁剪、易封装的特性，通过“可移除的对称电极”这一设计，不仅大大简化了对称电池的制作过程，同时使电极始终处于电解液环境中，避免了不利外部环境的影响，最大程度地保证了电极性质的稳定，使后续进行的电化学测试结构更为准确可靠。

[0054]作为本发明优选的实施方案，在本说明书的描述中，参考术语“优选的”、“可选的”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0055]以上实施例仅用来说明本发明的详细方案，本发明并不局限于上述详细方案，即不意味着本发明必须依赖上述详细方案才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

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说　明　书　附　图

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图1

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