[發明專利]防止負極片析鋰短路的多極耳結構設計方法及卷芯

在審

• 申請號: 202310210101.0
• 申請日: 2023-03-07
• 公開（公告）號: CN116365183A
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 光曦;王亞東;張正飛
• 申請（專利權）人: 航天鋰電科技（江蘇）有限公司
• 主分類號: H01M50/536
• 分類號: H01M50/536;H01M50/533;H01M50/538;H01M50/593;H01M10/0587;H01M10/04;H01M10/052
• 代理公司: 北京天盾知識產權代理有限公司 11421
• 代理人: 郭成

本發明公開一種防止負極片析鋰短路的多極耳結構設計方法，包括：獲取預設的每個負極耳在負極片的位置；根據卷針直徑、隔膜厚度、正極片的厚度及負極片的厚度分別計算出正極片與負極片在卷繞時每一圈的長度；根據負極耳的位置，計算出每個負極耳在卷芯中對應的圈數和位置；根據圈數和位置依次確定每個負極耳在正極片對應的兩個N區位置；每個N區位置自正極片裁切出貼片；在每個貼片上均貼上絕緣膠紙。本發明通過在正極片靠近負極耳的一側確定N區位置并在每個N區位置裁切出貼片，從而使得每一個負極耳對應兩個貼片，從而共同將負極耳的兩側進行包覆，避免析鋰刺破隔膜導致短路，提升了多極耳結構電池的安全性。

【技術領域】

本發明涉及鋰電池技術領域，尤其涉及一種防止負極片析鋰短路的多極耳結構設計方法及卷芯。

【背景技術】

鋰電池因為能量密度高、安全性好、循環壽命長等優勢，廣泛應用于手機、電動汽車、軍工、3C產品等領域當中。隨著科技迅速發展，市場對鋰電池的要求越來越高，在動力電池這塊要求能夠支持大電流充放電并且散熱性能好，因此，出現了能夠滿足上述要求的多極耳結構電池。但是，此技術的瓶頸受限于負極耳位析鋰帶來的安全問題，即負極耳側電流密度高于極片本體，導致脫嵌鋰速率更快，充電倍率更高從而很容易導致析鋰，進而使得負極耳有刺破隔膜造成短路的風險。

鑒于此，實有必要提供一種防止負極片析鋰短路的多極耳結構設計方法及卷芯以克服上述缺陷。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種防止負極片析鋰短路的多極耳結構設計方法及卷芯，旨在改善多極耳結構電池因負極耳容易析鋰有刺破隔膜造成短路風險的問題，提高多極耳結構電池的安全性。

為了實現上述目的，本發明提供一種防止負極片析鋰短路的多極耳結構設計方法，包括以下步驟：

步驟1：獲取預設的每個負極耳在負極片的位置；

步驟2：根據卷針直徑、隔膜厚度、正極片的厚度及負極片的厚度分別計算出所述正極片與所述負極片在卷繞時每一圈的長度；

步驟3：根據所述負極耳的位置，計算出每個所述負極耳在卷芯中對應的圈數和位置；

步驟4：根據圈數和位置依次確定每個所述負極耳在所述正極片對應的兩個N區位置；其中，所述N區位置設于所述正極片靠近所述負極耳的一側，且每個所述N區位置自所述正極片裁切出貼片；兩個所述N區位置的所述貼片分別貼附于對應的所述負極耳的兩側；

步驟5：在每個所述貼片上均貼上絕緣膠紙。

在一個優選實施方式中，所述負極耳的數量為四個，相間隔設置并分布于所述負極片的同一側；所述N區位置的數量則為八個，且對應的所述貼片分布于所述正極片的同一側。

在一個優選實施方式中，在步驟2中：

定義卷針直徑為a、隔膜厚度為b、正極片的厚度為c、負極片的厚度為d，且卷繞時隔膜預卷2圈，負極片預卷1.2圈，則：

R₁＝a+4*b+1.2*d，Rn＝R₁+(n-1)(2*b+d+c)；

C₁＝2πR₁，Cn＝2πRn；

R`<sub>1</sub>＝a+4*b，R`n＝R`₁+(n-1)(2*b+d+c)；

C`<sub>1</sub>＝2πR<sub>1</sub>，C`n＝2πRn；