CN100424924C - 允许大电流充放电的液态锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

一种允许大电流充放电的液态锂离子电池，基于正极片(2)与负极片(1)被隔膜(3)相隔卷绕为一体，由终止胶带(4)终止。尤其是，有2至5个正极耳(5)均匀分布连接在正极片(2)的展开长度L上，还有2至5个负极耳(6)均匀分布连接在负极片(1)的展开长度L上，并且所述正/负极耳(5/6)和各自的盖帽(7/8)连接，而且所述正/负极片(2/1)厚度δ为(70～110)μm。同现有技术相比较，本发明方法和电池的优点在于：通过在电池各极片上采用多极耳结构以及大幅减小正负极片厚度，从而能允许所述电池以大电流充放电，使之广泛应用于电动工具等领域。

Description

允许大电流充放电的液态锂离子电池
技术领域
本发明涉及二次电池的导电连接和电极制造，尤其涉及锂离子电池正/负极片厚度控制和极片上极耳数量及其分布方式。
背景技术
随着便携式高性能电动工具以及智能玩具的日益普及，同时由于便携式工具对重量和持续工作时间的要求日益提高，具备高能量密度和高工作电压的锂离子电池便有更强的竞争力。但是现有技术锂离子电池的正/负极片一般只用单个极耳引出电流，且极片厚度δ往往多大于150μm而小于300μm。由于非水性电解液较低电导率的限制，其大倍率充放电性能不佳，多数只能以小于3C(C是电池的额定容量，如C＝800mAh，3C率放电即是放电电流取为2.4A)的电流连续工作放电，以小于10C的电流瞬间放电，无法满足电动工具等应用领域需要7C至10C的连续工作放电、20C的瞬间大电流放电要求。因此，电动工具领域一直被大倍率放电性能比较好的Ni-MH(镍氢)和Ni-Cd(镍镉)电池占领，其他种类的电池很难进入这一领域。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种允许大电流充放电的液态锂离子电池制作方法和电池结构，可以显著提高所述电池大倍率充放电性能，从而让采用非水电解质体系电解液的锂离子电池也能够应用于电动工具领域。
本发明为解决所述技术问题而采用的技术方案是，提出一种允许大电流充放电的液态锂离子电池制作方法，包括如下步骤：
A.通过在正/负极片上分别增加连接的极耳数目，使正/负极耳的数目各为2至5个，且所述各正/负极耳均匀分布在各自的正/负极片的展开长度L上，然后将所述各正/负极耳分别连接至各自的正/负盖帽，以降低各单个极耳流过的电流，提高电池允许的充放电电流；
B.通过减少正/负极片上活性物质涂覆厚度，以控制所述各极片总厚度δ为(70～110)μm，从而降低大电流充放电时的电池内阻；
C.所述正/负极片分别与各自的极耳连接后，由隔膜相隔并围绕卷针上下居中对齐后，卷绕成一体组成电芯，由终止胶带终止。
本发明为解决所述技术问题而采用的技术方案还进一步包括，设计制作一种允许大电流充放电的液态锂离子电池，基于正极片与负极片被隔膜相隔卷绕为一体，由终止胶带终止。尤其是，有2至5个正极耳均匀分布连接在正极片的展开长度L上，还有2至5个负极耳均匀分布连接在负极片的展开长度L上，并且所述正/负极耳和各自的盖帽连接，而且所述正/负极片厚度δ为(70～110)μm。
同现有技术相比较，本发明方法和电池的优点在于：通过在电池各极片上采用多极耳结构以及大幅减小正负极片厚度，从而能允许所述电池以大电流充放电，使之广泛应用于电动工具等领域。
附图说明
图1是本发明允许大电流充放电的液态锂离子电池电芯的主视示意图；
图2是图1电池电芯的仰视图；
图3是图1电池电芯的俯视图；
图4是本发明锂离子电池各极耳同盖帽连接的示意图；
图5是本发明锂离子电池各负极耳连接和分布于负极片上的示意图；
图6是所述电池各正极耳连接和分布于正极片上的示意图；
图7是本发明锂离子电池在不同倍率放电情况下的电压-时间曲线族。
具体实施方式
以下结合各附图所示之最佳实施例作进一步详述：本发明提出的一种允许大电流充放电的液态锂离子电池制作方法，参见图1至图6，包括如下步骤：
A.通过在正/负极片上分别增加连接的极耳数目，使正/负极耳的数目各为2至5个，且所述各正/负极耳均匀分布在各自的正/负极片的展开长度L上，然后将所述各正/负极耳分别连接至各自的正/负盖帽，以降低单个极耳流过的电流，提高电池允许的充放电电流；
B.通过减少正/负极片上锂的活性物质厚度以控制所述各极片总厚度δ为(70～110)μm，从而降低大电流充放电时的电池内阻；
C.所述正/负极片分别与各自的极耳连接后，由隔膜相隔并围绕卷针上下居中对齐后，卷绕成一体组成电芯，由终止胶带终止。
所述2至5个极耳，见图5、图6，在所述正/负极片的展开长度L上均匀分布。并且该2至5个极耳与各自的正/负极片借助焊、铆或导电粘合的方法连接。
本发明允许大电流充放电的液态锂离子电池，其结构，见图1至图4，是基于正极片2与负极片1被隔膜3相隔卷绕为一体，由终止胶带4终止。尤其是，有2至5个正极耳5均匀分布连接在正极片2的展开长度L上，还有2至5个负极耳6均匀分布连接在负极片1的展开长度L上，并且所述正/负极耳5/6和各自的盖帽7/8连接，而且所述正/负极片2/1厚度δ为(70～110)μm。
本发明为提高电池的大电流充放电能力，除增加正/负极耳的数量外，还令正/负极片厚度δ减薄，长度L加长，增加了同电解液的接触面积。
试验证明，采用本发明方法和电池结构制作的产品，可以大幅度提高液态锂离子电池的高倍率充放电性能。用此种结构组装成的电池在不同倍率放电情况下的放电性能如下：
  放电倍率   放电时间(S)   容量释放率
  3.5C   1080.0   97.10％
  5C   750.0   97.20％
  7C   520.0   92.40％
  20C   120.0   66.70％
图7是根据上述试验结果绘制的电压-时间曲线族，证明本发明液态锂离子电池在高倍率放电情况下有良好的容量释放率，适合电动工具一类场合使用。

Claims (4)

1. 一种允许大电流充放电的液态锂离子电池制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
A.通过在正/负极片上分别增加连接的极耳数目，使正/负极耳的数目各为2至5个，且所述各正/负极耳均匀分布在各自的正/负极片的展开长度L上，然后将所述各正/负极耳分别连接至各自的正/负盖帽，以降低单个极耳流过的电流，提高电池允许的充放电电流；
B.通过减少正/负极片上活性物质涂覆厚度以控制所述各极片总厚度δ为(70～110)μm，从而降低大电流充放电时的电池内阻；
C.所述正/负极片分别与各自的极耳连接后，由隔膜相隔并围绕卷针上下居中对齐后，卷绕成一体组成电芯，由终止胶带终止。
2. 根据权利要求1所述的允许大电流充放电的液态锂离子电池制作方法，其特征在于：所述2至5个极耳在所述正/负极片的展开长度L上均匀分布。
3. 根据权利要求1所述的允许大电流充放电的液态锂离子电池制作方法，其特征在于：所述2至5个极耳与正/负极片借助焊、铆或导电粘合的方法连接。
4. 一种允许大电流充放电的液态锂离子电池，基于正极片(2)与负极片(1)被隔膜(3)相隔卷绕为一体，由终止胶带(4)终止，其特征在于：
有2至5个正极耳(5)均匀分布连接在正极片(2)的展开长度L上，还有2至5个负极耳(6)均匀分布连接在负极片(1)的展开长度L上，并且所述正/负极耳(5/6)和各自的盖帽(7/8)连接，而且所述正/负极片(2/1)厚度δ为(70～110)μm。
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