[實用新型]一種卷繞式極板以及由其卷繞而成的鋰離子電池

有效

• 申請號: 201320404725.8
• 申請日: 2013-07-09
• 公開（公告）號: CN203367419U
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 莊大高;施利勇;錢亮
• 申請（專利權）人: 浙江天能能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/13
• 分類號: H01M4/13;H01M10/0587;H01M10/0525
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本實用新型涉及鋰離子電池加工技術領域，具體涉及一種卷繞式極板以及由其卷繞而成的鋰離子電池。

背景技術

鋰離子電池按放電類型可分為能量型和功率型，能量型鋰離子電池主要特點是可為負載提供長時間小功率的能量，放電倍率很小，如0.2C、0.5C、1C等，應用領域主要涉及電動自行車、手機、筆記本電池等；功率型鋰離子電池主要特點是在短時間內可提供較大功率的能量，放電電流非常大，如5C、10C、20C等，應用領域主要有電動工具、電動玩具、遙控模型等。

鋰離子電池從內部結構分又可以分為疊片結構和卷繞結構，卷繞結構和疊片結構相比，具有自動化程度高、投資低，所以總體的成本要比疊片結構低，申請號為201120025896.0的專利文獻公開了一種鋰電池的電芯，包括依次疊置并卷繞的正極極片、隔離膜和負極極片；正極混合漿料涂覆在正極集流體上，負極混合漿料涂覆在負極集流體上，且在該正極極片上設置有正極極耳，在負極極片上設置有負極極耳，且正負極耳在卷繞時分布卷芯兩側。

在鋰電池電芯的正極極片和負極極片均設置為單極耳，均設置在極片的一端，單極耳電芯的內阻一般較高，可達40～60mΩ，在大電流通過時電流密度太高，產熱較高，存在安全隱患，因此不適用于大電流放電。因此有研究者提出了一種設有多個極耳的鋰電池，申請號為201220572232.0的專利文獻公開了一種功率型鋰離子電池，包括正極極片和負極極片，所述正極極片上設有至少兩個正極極耳，所述負極極片上設有至少兩個負極極耳。

上述專利文獻所提供的鋰離子電池雖然可以有效降低電芯內阻降低至10～20mΩ，但在設置極耳時，極耳長度在極板上延伸較長，極板上去除的活性物質較多，將會降低了鋰離子電池儲能量。

實用新型內容

本實用新型提供了一種卷繞式極板，以解決現有的具有多個極耳的鋰離子電池，在極板上設置極耳時，去除的活性物質較多，降低了鋰離子電池儲能量的問題，且具有降低電芯內阻，電解液滲透擴散均勻等優點。

一種卷繞式極板，包括極板本體以及焊接在極板本體上的多個極耳，所述極板本體帶有若干個空箔區，所述極耳帶有與對應的空箔區相連的焊接段，各焊接段為從極板本體的側邊沿極板本體的高度方向延伸至極板本體內，其中一個極耳設置在極板本體端部且該極耳的焊接段貫穿極板本體，其余極耳的焊接段高度與極板本體的高度之比為1:3～6。

以上設置的卷繞式極板，與對應的空箔區相連的焊接段只有一個貫穿極板本體設置，其余皆只占極板本體的部分高度，因此，所述空箔區只需去除了較少部分的活性物質，對鋰離子電池儲能量影響較小，且因設置多個極耳，由本實用新型的鋰離子電池的極板卷繞而成的鋰離子電池的內阻較低。

制備上述卷繞式極板時，首先，通過分切機將涂布活性物質的后的極板原料切成符合設計尺寸的極板本體，然后用超聲波沿著極板本體側邊將部分活性物質去掉，形成用于焊接極耳的空箔區，最后將極耳的焊接段焊接至空箔區，其中，極耳的間距設置可以先經過計算得出，使卷繞式極板在卷繞后，使同一塊卷繞式極板上的極耳相互重疊。

為了盡可能利用空箔區的焊接空間，從而減少去除的活性物質的數量，增加鋰離子電池電能儲蓄量，優選的，所述焊接段處在對應空箔區的中間。

為了提高鋰離子電池的工作性能，提高極耳的焊接效果，所述空箔區需要設置較寬裕的焊接范圍，優選的，所述空箔區比對應的焊接段寬1～5mm。

為了擴大本實用新型的使用范圍，優選的，所述極耳的厚度為0.02～0.3mm。

進一步優選的，所述極耳的寬度為3～30mm。

本實用新型同時提供了一種鋰離子電池，包括卷芯，所述卷芯中帶有兩塊上述的卷繞式極板，兩塊卷繞式極板分別作為正極板和負極板，正極板上的極耳為正極耳，負極板上的極耳為負極耳，鋰離子電池的頂面大致為矩形，所有的正極耳和所有的負極耳分別位于矩形的兩對角處。

優選的，所述卷芯為多個，所有的卷芯通過鋁塑復合膜包覆。

優選的，所有正極耳相互重合構成正極柱，負極耳相互重合構成負極柱，正極柱和負極柱上分別焊接有外極耳，外極耳外周與鋁塑復合膜密封配合。

其中，設置在正極板上的活性物質是鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰和/或三元材料；設置在負極板上的活性物質是石墨、硅基化物、錫基化合物和/或Li4Ti5O12。

本實用新型的有益效果：