[實用新型]鋰離子電池及其極片結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220082110.3
• 申請日: 2012-03-07
• 公開（公告）號: CN202585616U
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周鐵剛;王會勤
• 申請（專利權(quán)）人: 寧德新能源科技有限公司;東莞新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M10/0525
• 代理公司: 天津市北洋有限責(zé)任專利代理事務(wù)所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種具有較好倍率性能的鋰離子電池極片結(jié)構(gòu)，以及包含該極片結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。?

背景技術(shù)

鋰離子電池因為具有能量密度高、循環(huán)性能優(yōu)良、對環(huán)境友好和無記憶效應(yīng)等優(yōu)點，已經(jīng)在消費電子產(chǎn)品中，如筆記本電腦、智能手機和平板電腦等方面得到廣泛應(yīng)用。特別是近年來電動汽車市場的異軍突起，為鋰離子電池的發(fā)展提供了更為廣闊的市場前景。?

傳統(tǒng)的鋰離子電池結(jié)構(gòu)主要有卷繞結(jié)構(gòu)和疊片結(jié)構(gòu)兩種。卷繞結(jié)構(gòu)為：正負極，隔膜都為長條狀，隔膜放置在正負極之間防止短路出現(xiàn)。組裝時，正負極，隔膜通過卷軸卷繞成鋰離子電池電芯，然后通過封裝，注液、活化等工序完成生產(chǎn)流程。而疊片結(jié)構(gòu)相比卷繞結(jié)構(gòu)，不同之處在于疊片的極片為n個正負極分別通過正極極耳和負極極耳焊接在一起，后續(xù)工序同卷繞結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。所以疊片結(jié)構(gòu)的鋰離子電池相比卷繞結(jié)構(gòu)，因為極片并聯(lián)，所以具有低電阻、高倍率性能好的優(yōu)點，不足之處在于疊片結(jié)構(gòu)生產(chǎn)效率比較低，特別是在極片沖切時，其邊緣容易掉粉，導(dǎo)致電池內(nèi)部出現(xiàn)微短路甚至過熱問題。另外，因為疊片結(jié)構(gòu)中正負極極片采用極耳并聯(lián)焊接的方式，需要在頂封處或者封口處預(yù)留一定的空間存放焊接區(qū)，這樣也導(dǎo)致電池的能量密度有所降低。所以目前卷繞結(jié)構(gòu)的鋰離子電池在市場中的應(yīng)用非常廣泛。?

而卷繞結(jié)構(gòu)電池極片以串聯(lián)的方式連接在一起，所以相比疊片電池，其電?阻要高，這樣導(dǎo)致電池歐姆極化增加，影響電池的倍率性能。同時，大的電阻值也會導(dǎo)致電池在高倍率充放電時溫升增加，導(dǎo)致電池內(nèi)部副反應(yīng)增大，惡化鋰離子電池性能。?

隨著電子科技的發(fā)展，電子產(chǎn)品的功能越來越多，其對電池的能量密度的要求也越來越高；而電動汽車所用鋰離子電池一般容量較大，對于電池的電阻要求較高。因為電動汽車所用的電池容量很大，一般的單體電芯容量在幾十安時到幾百安時，并且是多個電池的串并聯(lián)，所以要求鋰離子電池的電阻要盡可能的小，來減小整個電池系統(tǒng)的焦耳熱，保證電池系統(tǒng)的內(nèi)部的溫度盡可能地接近室溫，確保鋰離子電池的電性能。否則，在散熱條件不良的條件下，隨著充放電的進行，鋰離子電池內(nèi)部的副反應(yīng)會加劇。鋰離子電池內(nèi)部為化學(xué)體系，其在高溫的環(huán)境下，電池內(nèi)部的副反應(yīng)速度會變快，副反應(yīng)使得電池內(nèi)部產(chǎn)生較多的氣體，導(dǎo)致電池內(nèi)壓增大，破壞電池內(nèi)部的界面。在這樣的情況下進行充放電，輕則會導(dǎo)致電池容量下降，循環(huán)性能惡化，重則可能會導(dǎo)致負極表面析鋰，電池可能會過熱，甚至發(fā)生爆炸，導(dǎo)致鋰離子電池的安全隱患。?

有鑒于此，確有必要提供一種能夠改善電池的高倍率性能和降低電池溫升的鋰離子電池的極片結(jié)構(gòu)，以降低鋰離子電池的過熱風(fēng)險，以及包含該極片結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的之一在于：針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一一種能夠改善電池的高倍率性能和降低電池溫升的鋰離子電池。?

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：?

一種鋰離子電池極片結(jié)構(gòu)，包括集流體、涂覆在所述集流體上的膜片和在集流體上預(yù)留的極耳焊接區(qū)，所述極片翻折成V字形，所述極耳焊接區(qū)通過極耳連接。?

具體而言，本實用新型中，極片需要翻折(包括膜片區(qū)域與極耳焊接區(qū))，翻折后極片呈V字形或者多個V字形的重復(fù)。極片翻折后再將多個極耳焊接區(qū)分別用極耳焊接在一起。極片翻折后可以減小極片電阻，因為極片翻折后，使得極片電阻降低為原來的n分之一倍(n為極片翻折次數(shù))。根據(jù)焦耳熱公式Q＝I²Rt，電阻減小為原來的n分之一倍后，焦耳熱同樣也會降低到原來的n分之一，進而可以降低充放電過程中的焦耳熱，減少鋰離子電池內(nèi)部的副反應(yīng)，同時也降低了充放電過程中的歐姆極化，改善大倍率充放電性能。?

作為本實用新型鋰離子電池極片結(jié)構(gòu)的一種改進，所述V字形為至少一個。翻折的折痕位置不限于對稱的中心線，極耳焊接區(qū)翻折次數(shù)與極片翻折次數(shù)相同。這種翻折結(jié)構(gòu)的正負極極片可以減少極片電阻，改善高倍率充放電性能，同時降低充放電過程中的溫升，提高鋰離子電池的循環(huán)壽命和電化學(xué)性能。?

作為本實用新型鋰離子電池極片結(jié)構(gòu)的一種改進，所述V字形為一個。?

作為本實用新型鋰離子電池極片結(jié)構(gòu)的一種改進，所述V字形的角度為0-90°。?

作為本實用新型鋰離子電池極片結(jié)構(gòu)的一種改進，所述極片結(jié)構(gòu)包括正極極片結(jié)構(gòu)和負極極片結(jié)構(gòu)。?