[發(fā)明專利]一種類疊片、留白卷繞的方形鋰離子電池

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910084271.2
• 申請日: 2019-01-29
• 公開（公告）號: CN109904525A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李峰;胡廣劍;吳敏杰;成會明;唐昌平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院金屬研究所
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0525;H01M10/0587;H01M4/70
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 于曉波

本發(fā)明公開了一種類疊片式、留白卷繞式的方形鋰離子電池，屬于鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明對正負(fù)極極片長度方向進(jìn)行間歇式留白設(shè)計(jì)；寬度方向進(jìn)行全極耳留白設(shè)計(jì)。長度方向的留白位于電芯兩側(cè)最大曲率處，可有效的緩沖卷繞后產(chǎn)生的張力，從而降低了設(shè)備卷繞所產(chǎn)生的S型形變；同時，電芯在后續(xù)的循環(huán)過程中，避免發(fā)生彎曲處正負(fù)極材料脫離集流體的問題。寬度方向的全極耳留白設(shè)計(jì)，可將留白處整體焊接極耳后引出電流，顯著降低電池內(nèi)阻，改善卷繞式電池大倍率性能和低溫性能。本發(fā)明不僅解決了電池的形變問題，同時提高了高倍率電池及低溫電池的各項(xiàng)電化學(xué)性能，并且可提高生產(chǎn)效率高、減少制程時間、降低報(bào)廢率，縮減人工成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種類疊片、留白卷繞的方形鋰離子電池。

背景技術(shù)

鋰離子電池因具有比能量高、循環(huán)性能好和自放電低等特點(diǎn)，已經(jīng)在消費(fèi)類電子產(chǎn)品、電動工具、電動汽車等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。目前，鋰離子電池分為卷繞式和疊片式電芯結(jié)構(gòu)。

卷繞式電芯的特點(diǎn)是由正極、隔膜、負(fù)極卷繞后形成的螺旋結(jié)構(gòu)，最里層彎曲處180度的折疊過程及后續(xù)充放電過程，易造成極片斷裂或掉粉，形成電池的微短路，影響電池性能。同時，由于卷繞圈數(shù)的增加，隔膜的張力也隨之增加，從而導(dǎo)致卷繞后的電芯產(chǎn)生S型形變。此外卷繞式電芯，在極耳的設(shè)計(jì)上多采用單個極耳，在大電流或低溫下充放電時，因極化的增大和歐姆阻抗的影響，電流分布不均勻，影響電池的性能并增加熱安全隱患。

疊片式電芯由若干個正負(fù)極單片組成，由于正負(fù)極極片的重量不一致，導(dǎo)致每張極片的容量不一致，在后續(xù)的充放電過程中易造成電池內(nèi)部結(jié)構(gòu)的繼續(xù)惡化，造成電池一致性差、循環(huán)壽命短等問題。此外，疊片式電芯由于工藝復(fù)雜，廢品率高，導(dǎo)致生產(chǎn)成本居高不下。

發(fā)明內(nèi)容

針對典型電芯中存在的技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是克服鋰離子電池電芯結(jié)構(gòu)中所存在的缺點(diǎn)，結(jié)合卷繞式和疊片式電芯的優(yōu)點(diǎn)，提供一種類疊片、留白卷繞的方形鋰離子電池，該電池結(jié)構(gòu)能夠提高電池循環(huán)性能、循環(huán)壽命長，且有利于低溫、大電流放電。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種類疊片、留白卷繞的方形鋰離子電池，包括正極片和負(fù)極片；所述正極片是在矩形集流體Ⅰ的長度方向上涂布多個矩形活性材料涂覆層Ⅰ形成，多個涂覆層Ⅰ沿矩形集流體Ⅰ的長度方向排成一排，且相鄰?fù)扛矊英裰g留白；所述負(fù)極片是在矩形集流體Ⅱ上涂布多個矩形活性材料涂覆層Ⅱ形成，多個涂覆層Ⅱ沿矩形集流體Ⅱ的長度方向排成一排，相鄰?fù)扛矊英蛑g留白；在所述集流體Ⅰ和集流體Ⅱ的寬度方向上的一側(cè)均全部留白(即在涂覆層Ⅰ及涂覆層Ⅱ的一側(cè)均留白，不涂覆電極材料)。所述涂覆層Ⅰ和涂覆層Ⅱ?yàn)榫匦位钚圆牧蠈印?/p>

將所述正極片、隔膜和負(fù)極片進(jìn)行整體卷繞后形成所述類疊片、留白卷繞的方形鋰離子電池。

所述方形鋰離子電池中，通過控制電極片長度方向上的留白寬度，使正極片和負(fù)極片在長度方向上的留白位于電芯彎曲后的最大曲率處。本發(fā)明中定義正負(fù)極片的長度方向與矩形集流體的長度方向一致。

所述方形鋰離子電池中，位于電芯彎曲后最大曲率處的正極片的留白寬度大于負(fù)極片的留白寬度。

將所述正極片、隔膜和負(fù)極片進(jìn)行整體卷繞后，在正極片和負(fù)極片在寬度方向上的留白處分別焊接正極極耳和負(fù)極極耳。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、由于正、負(fù)極極片在最大曲率處進(jìn)行留白處理，減少電芯產(chǎn)生S型形變，最里層極片不會折斷和掉粉，提高電池循環(huán)性能；

2、電芯分別由一張正、負(fù)極極片整體卷繞而成，與疊片式電池性能相比，一致性較好，循環(huán)壽命長；

3、本發(fā)明在極片寬度方向的留白可整體與極耳焊接，利于低溫和大電流放電。

附圖說明