CN101212040B - 一种电池极芯及其制作方法以及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
一种电池极芯，该电池极芯包括正极片、隔膜、负极片和正、负极耳，正、负极耳分别与正极片和负极片连接，正极片、隔膜和负极片叠在一起卷绕成电池极芯，其中，所述正极片、负极片在一端端部的宽度方向上具有一凸出部分，所述正、负极耳分别连接在正极片、负极片的所述凸出部分上。本发明还提供了这种电池极芯的制作方法，以及使用这种电池极芯制作的锂离子电池。本发明提供的制作电池极芯的方法制出的极芯是一种能够提高电池容量并且正、负极耳之间距离满足公差要求的极芯，采用本发明提供的电池极芯制作的锂离子电池容量高。
Description
技术领域
本发明是关于一种电池极芯及其制作方法，此外还有包括这种极芯的锂离子电池。
背景技术
锂离子电池目前已经广泛应用于手机、笔记本电脑等各个领域。市场的不断发展，除了要求各种特殊性能的锂离子电池之外，对于电池的尺寸、容量等基本性能的要求也越来越高。而锂离子电池的各种性能，主要是由其最核心部件——极芯来决定的。目前的极芯制作方法，大体上分为卷绕和叠片两大类。卷绕式的极芯，制作工艺相对简单，能够适应一般放电性能锂离子电池的需要。
现有的锂离子电池极芯，在制作正极片和负极片的时候，就分别将正极耳和负极耳点焊在极片上，然后再将正、负极片以及隔膜纸，通过卷绕的方式制成极芯。由于需要在卷绕之前就把极耳点焊在极片上，所以正、负极片在点焊极耳的部位，以及点焊周边的一些部位，都不能有正、负极活性材料的存在，否则就点焊不上去。而正、负极活性材料的多少，直接决定了电池容量的高低。此外，由于在卷绕之前正、负极耳都已经点焊完毕，卷绕之后制成的极芯，其正、负极耳之间的距离公差，是正极点焊位置公差、负极点焊位置公差、卷绕放片位置公差的累积，很难满足极耳间距公差的要求。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的电池极芯正、负极耳之间距离不能满足公差要求，由这种极芯制成的电池容量低的缺点，提供一种能够提高电池容量并且正、负极耳之间距离满足公差要求的电池极芯和制作这种电池极芯的方法，以及包括这种电池极芯的锂离子电池。
本发明提供的电池极芯，该电池极芯包括正极片、隔膜、负极片和正、负极耳，正、负极耳分别与正极片和负极片连接，正极片、隔膜和负极片叠在一起卷绕成电池极芯，其中，所述正极片、负极片在一端端部的宽度方向上具有一凸出部分，所述正、负极耳分别连接在正极片、负极片的所述凸出部分上。
本发明提供的电池极芯的制作方法，该方法包括制备正、负极极片，然后在制好的极片上点焊正、负极耳，并将正极片、隔膜以及负极片卷绕制成电池极芯，其中，所述在制备正、负极极片的步骤中，将极片冲裁为在极片一端端部的宽度方向具有凸出部分的条形极片；将具有所述凸出部分的正、负极片以及隔膜叠放在一起，以具有凸出部分的一端为卷绕起始端卷绕制成电池极芯，最后在所述凸出部分点焊极耳。
本发明提供的锂离子电池，该锂离子电池包括电池极芯、电解液和外壳，电池极芯和电解液密封在外壳内，其中，所述电池极芯为本发明提供的电池极芯。
由于正极片、负极片一端端部一侧有凸出部分并且正、负极耳与凸出部分连接，没有占用极片卷绕部分，使极片的卷绕部分全部涂敷有活性材料，并且与极耳的连接也方便。
此外，本发明提供的电池极芯的制作方法采用在极片卷绕后，再将正、负极耳与极片端部的凸出部分点焊，使正、负极耳之间的距离容易控制，制出的电池极芯正、负极耳间距公差能够满足要求。
采用本发明提供的电池极芯制作的锂离子电池，由于正、负极片充满了活性材料，活性材料量的增加提高了电池的容量。
附图说明
图1是本发明提供的电池极芯的结构示意图；
图2是图1所示的电池极芯中正极极片第一面的示意图；
图3是图1所示的电池极芯中正极极片第二面的示意图；
图4是图1所示的电池极芯中负极极片第一面的示意图；
图5是图1所示的电池极芯中负极极片第二面的示意图；
图6是本发明提供的极芯的制作方法中正、负极耳点焊的示意图；
图7是本发明提供的电池极芯的侧面示意图；
图8是本发明提供的电池极芯的正面示意图；
图9是一般的电池极芯中正极极片第一面的示意图；
图10是一般的电池极芯中正极极片第二面的示意图；
图11是一般的电池极芯中负极极片第一面的示意图；
图12是一般的电池极芯中负极极片第二面的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的优选实施方式作详细说明。
如图1图--图5以及图8所示，本发明提供的电池极芯10包括正极片1、负极片2、隔膜3和正、负极耳5，正、负极耳5分别与正极片1和负极片2连接，正极片1、隔膜3和负极片2叠在一起卷绕成电池极芯，其中，所述正极片1和负极片2在一端端部的宽度方向上具有一凸出部分4，所述正、负极耳5分别连接在正极片1、负极片2的所述凸出部分4上。
由于正极片1、负极片2一端端部一侧有凸出部分4并且正、负极耳5与凸出部分4连接，没有直接焊接在极片上，使极片的卷绕部分全部涂敷有活性材料，提高了活性材料的分量，并且与极耳的连接也更加方便。
极片的凸出部分4用来和极耳焊接，尺寸能够满足焊接要求即可，因此，优选的情况下，所述凸出部分4的长度为1-10毫米，宽度为1-10毫米，更优选为长度4-8毫米，宽度4-8毫米。
在焊接时，焊接部位不能有正、负极活性材料的存在，否则焊不上去，或者存在严重的安全隐患，因此，优选的情况下，所述正极片1、负极片2的凸出部分4没有正、负极活性材料。
本发明还提供了一种锂离子电池极芯的制作方法，该方法包括制备正极片1、负极极片2，然后在制好的极片上点焊正、负极耳5，并将正极片1、隔膜3以及负极片2卷绕制成电池极芯10，其中，所述在制备正极片1、负极片2的步骤中，将极片冲裁为在极片一端端部的宽度方向具有凸出部分4的条形极片；将具有所述凸出部分4的正极片1、负极片2以及隔膜3叠放在一起，以具有凸出部分4的一端为卷绕起始端卷绕制成电池极芯10，最后在所述凸出部分4点焊正、负极耳5。
在极片制备步骤的裁片时，将极片冲裁为具凸出部分的条形极片，并将现有方法中先点焊极耳再卷绕的工序改进为在极片卷绕后，再将正、负极耳5与极片端部的凸出部分4焊接，焊接时控制正、负极耳5之间的距离，消除了现有方法中正、负极耳5之间的距离公差，是正极点焊位置公差、负极点焊位置公差、卷绕极片位置公差的累积问题，制出的电池极芯的正、负极耳5间距公差e能够满足要求。
极片的凸出部分4用来和正、负极耳5焊接，尺寸能够满足焊接要求即可，因此，优选的情况下，所述极片制作方法中冲裁出极片的凸出部分4长为1-10毫米，宽为1-10毫米，更优选长为4-8毫米，宽为4-8毫米。
在焊接使，焊接部位不能有正、负极活性材料的存在，否则焊不上去，或者存在严重的安全隐患，因此，优选的情况下，所述电池极芯10的制作方法中制备正极片1、负极片2步骤还包括将涂覆在极片凸出部分4的正、负极活性材料去除。去除的方法为本领域技术人员所公知，例如采用刮刀刮除的方法或用溶剂溶解活性材料的去除方法。
如图6所示，一般情况下极片厚度较小，与正、负极耳5直接点焊时容易产生虚焊或焊接不牢的问题，因此，在优选的情况下，所述极芯的制作方法中在点焊时将正、负极耳5点焊端对折，用于分别与极片凸出部分4的两个面焊接。这样将正、负极耳5弯折后，在点焊的时候用两层极耳材料将极片凸出部分夹住，进行双面焊接，解决了直接点焊时的问题。
采用先卷绕后点焊的工序，就是为了消除一般制作方法中公差累计的问题，电池极芯卷绕成形后再点焊，为达到极耳间距公差要求，在优选的情况下，所述点焊极耳步骤中，在正、负极耳5其中一个点焊后，点焊另一个时通过定位夹具控制两个极耳之间的距离。这样两个极耳的间距公差e产生于一道工序中，更容易控制e的数值满足要求(如图8所示)。
如图7所示本发明所提供的电池极芯的制作方法的另一个优选实施方式，在正、负极耳5点焊完毕之后，用绝缘物质8将点焊位置包住，并将极耳5回折。
采用绝缘物质8将点焊位置包住避免了弯折正、负极耳5后与卷芯主体接触造成短路的可能，绝缘物质8为本领域所常用的，例如OPP胶布。将极耳5回折解决了极耳上的绝缘片7距离电池极芯10主体距离大、占用电池长度空间的问题。
本发明还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括电池极芯10、电解液和外壳，电池极芯10和电解液密封在外壳内，其中，所述电池极芯10为本发明提供的电池极芯。
这种锂离子电池采用本发明提供的电池极芯制作，由于本发明提供的电池极芯10中正极片1、负极片2充满了活性材料，活性材料量的增加提高了电池的容量。
本发明提供的锂离子电池，其正、负极片组成，隔膜，电解液为本领域技术人员所公知。
一般来说，正极片包括正极集电体以及涂覆和/或填充在所述正极集电体上的正极材料。所述正极材料可以含有正极活性物质、导电剂和粘合剂。
所述正极活性物质没有特别限制，本领域常规的可嵌入脱嵌锂的正极活性物质，优选以下物质中的一种或几种：LixNi1-yCoO2(其中，0.9≤x≤1.1，0≤y≤1.0)、Li1+aMbMn2-bO4(其中，-0.1≤a≤0.2，0≤b≤1.0，M为锂、硼、镁、铝、钛、铬、铁、钴、镍、铜、锌、镓、钇、氟、碘、硫元素中的一种)、LimMn2-nBnO2(其中，B为过渡金属，0.9≤m≤1.1，0≤n≤1.0)。
所述导电剂没有特别限制，可以为本领域常规的正极导电剂，比如乙炔黑、导电碳黑和导电石墨中的至少一种。以正极活性物质的重量为基准，所述导电剂的含量为1-15重量％，优选为2-10重量％。
所述粘合剂的种类和含量为本领域技术人员所公知，例如含氟树脂和聚烯烃化合物如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。一般来说，根据所用粘合剂种类的不同，以正极活性物质的重量为基准，粘合剂的含量为0.01-8重量％，优选为0.02-5重量％。
正极集电体可以为锂离子电池中常规的正极集电体，例如可以使用铝箔作为正极集电体。
所述正极片的制备方法中除冲裁工序为本发明提供的外，其它均为常规的制备方法。例如，将所述正极活性物质、导电剂和粘合剂与溶剂混合制得正极浆料，将正极浆料涂覆和/或填充在所述集电体上，干燥，冲裁即可得到所述正极片。其中，所述的溶剂可以选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)以及水和醇类中的一种或几种。溶剂的用量能够使正极浆料具有粘性和流动性，能够涂覆到所述集电体上即可。一般来说以正极活性物质的重量为基准，所述溶剂的含量5-70重量％，优选为15-60重量％。
一般来说，负极片包括负极集电体以及涂覆和/或填充在所述负极集电体上的负极材料。所述负极材料可以含有负极活性物质、导电剂和粘合剂。
所述的负极活性物质没有特别限制，可以为本领域常规的可嵌入释出锂的负极活性物质，比如天然石墨、人造石墨、石油焦、有机裂解碳、中间相碳微球、碳纤维、锡合金、硅合金中的一种或几种，优选天然石墨。
所述粘合剂的种类和含量为本领域技术人员所公知，例如含氟树脂和聚烯烃化合物如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、丁苯橡胶(SBR)中的一种或几种。以所述负极活性物质的重量为基准，所述粘合剂的含量为0.01-8重量％，优选为0.02-5重量％。
所述导电剂没有特别限制，可以为本领域常规的负极导电剂，比如乙炔黑、导电碳黑和导电石墨中的至少一种。以负极活性物质的重量为基准，所述导电剂的含量为1-15重量％，优选为2-10重量％。
负极集电体可以为锂离子电池中常规的负极集电体，例如可以使用铜箔作为负极集电体。
所述负极的制备方法中除冲裁工序为本发明提供的外，其它均为常规的制备方法。例如，将负极活性物质、导电剂和粘合剂与溶剂混合制得负极浆料，将负极浆料涂覆和/或填充在所述集电体上，干燥，冲裁，即可得到所述负极。其中，所述的溶剂可以选自N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)、二乙基甲酰胺(DEF)、二甲基亚砜(DMSO)、四氢呋喃(THF)以及水和醇类中的一种或几种，优选为水。溶剂的用量能够使所述糊状物具有粘性和流动性，能够涂覆到所述集电体上即可。一般来说，以负极活性物质的重量为基准，所述溶剂的用量为100-150％。其中，干燥，压模的方法和条件为本领域技术人员所公知。
所述电解液可以为本领域公知的非水电解液或凝胶电解液。所述非水电解液为电解质锂盐和非水溶剂的混合溶液，电解质锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF6)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂及氟烃基磺酸锂中的一种或几种。有机溶剂选用链状酸酯和环状酸酯混合溶液，其中链状酸酯可以为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸二丙酯(DPC)以及其它含氟、含硫或含不饱和键的链状有机酯类中的至少一种，环状酸酯可以为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、γ-丁内酯(γ-BL)、磺内酯以及其它含氟、含硫或含不饱和键的环状有机酯类中的至少一种。电解液的注入量一般为1.5-8.0g/Ah，电解液的浓度一般为0.5-2.9摩/升。
所述隔膜可以是本领域通用的各种隔膜，如聚乙烯离子交换膜、聚丙烯离子交换膜或者聚乙烯与聚丙烯的复合离子交换膜。
下面的实施例将对本发明进一步说明。
实施例1
本实施例说明本发明提供的电池极芯及锂离子电池。
(1)正极极片的制备
正极材料涂层浆料采用如下方法制备：将15重量份聚偏二氟乙烯(阿托菲纳公司，761#PVDF)溶解在225重量份N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶剂中制得粘合剂溶液，将15重量份炭黑(TIMICAL公司商品，商标名为super-p)分散到上述粘合剂溶液中，然后在所得溶液中加入500重量份锂锰氧，充分混合均匀制得正极材料涂层浆料。
在铝箔上，以拉浆方式用正极材料涂层浆料进行涂布，正极材料涂层厚度控制在0.10毫米，在120℃下烘烤5小时，然后在1.6兆帕的压力下辊压之后，在冲片机上冲裁制得尺寸如图2和图3所示的正极极片，其中极片长为522毫米，宽为55毫米。极片一端凸出部分长为8毫米，宽为7毫米。
将凸出部分的两个面上正极材料采用溶剂溶解并刮净。同时正极片的两面在卷绕结束端附近的正极活性材料也需要用溶剂刮净。其中正极第一面卷绕结束端刮料部位宽度c为5毫米；正极第二面卷绕结束端刮料部位宽度d为75毫米。
该正极极片含有12.0克正极活性物质。
(2)负极极片的制备
将4重量份粘结剂聚偏氟乙烯(PVDF)溶解到50重量份的N-甲基吡咯烷酮中得粘合剂溶液，将100重量份的石墨(soddif商品，DAG22)和4重量份导电剂炭黑分散到上述粘合剂溶液中，得到负极浆料。
将上述负极浆料以拉浆方式均匀地涂覆到充当集流体的铜箔的两面，厚度为10微米，然后在120℃下烘烤5小时，在1.6兆帕的压力下辊压之后，在冲片机上冲裁制得尺寸如图4和图5所示的负极极片，其中极片长为490毫米，宽为56.5毫米。极片一端凸出部分长为8毫米，宽为7毫米。
将凸出部分的两面上的负极材料采用溶剂溶解并刮净。
该负极极片含有6.0克负极活性物质。
(3)电池极芯的制备
将上述正极片、负极片和20微米厚的聚丙烯膜叠放在一起，以具有凸出部分的一端为起始端卷绕成初步的极芯半成品。
在点焊之前，先将极耳点焊端对折，与极片凸出部分两个面点焊。正极极耳点焊完成后，通过定位夹具控制负极极耳与正极极耳的距离为13±0.5毫米。点焊完毕之后，用OPP胶布将点焊位置包住，同时将极耳回折(如图7所示)。制得成品电池极芯。
(4)电池的装配
将上述极芯装入电池壳中并进行焊接，随后将LiPF6按1摩尔/升的浓度溶解在EC/DMC(乙烯碳酸酯/二乙基碳酸酯)＝1∶1的混合溶剂中形成非水电解液，将该电解液以3.8g/Ah的量注入电池壳中，密封，制成623464A型(厚6.2mm，宽34.0mm，高64.0mm)锂离子电池A1。按照该方法做出100只锂离子电池A1。
对比例1
本对比例说明现有技术制作的电池极芯及锂离子电池。
按照实施例1的方法制备锂离子电池，不同的是：
正极极片制备中正极极片冲裁时没有凸出部分。除将正极片的两面在卷绕结束端附近的正极活性材料使用溶剂刮净外，还需要将正极片卷绕起始端两个面去除活性材料，第一面去除宽度f为32毫米，第二面去除宽度h为5毫米，随后将正极极耳点焊在极片卷绕起始端除掉活性材料的部位(如图9、图10所示)。
负极极片制备中负极极片冲裁时没有凸出部分。负极极片卷绕起始端两个面去除活性材料部分宽度k为5毫米。随后将负极极耳点焊在极片卷绕起始端除掉活性材料的部位(如图11、图12所示)。
将焊接有极耳的正、负极片与隔膜卷绕成电池极芯。
制得锂离子电池B1。按照该方法做出100只锂离子电池B1
实施例2
本实施例说明本发明提供的锂离子电池的容量及极耳间距。
取按照实施例1的方法制作的100只锂离子电池A1，使用游标卡尺测量其外形尺寸与极耳间距，使用BS-9300电池性能测试仪测量电池容量，所得数值如表1所示：
表1
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 最小值 | 5.87 | 32.65 | 62.75 | 1448 | 12.69 |
| 最大值 | 6.12 | 33.84 | 63.81 | 1563 | 13.43 |
| 1 | 6.04 | 33.42 | 62.97 | 1506 | 13.10 |
| 2 | 5.94 | 33.31 | 62.99 | 1494 | 13.14 |
| 3 | 6.09 | 32.65 | 63.36 | 1465 | 12.95 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 4 | 6.12 | 32.97 | 63.29 | 1479 | 13.13 |
| 5 | 5.97 | 33.09 | 63.34 | 1526 | 13.19 |
| 6 | 6.09 | 33.34 | 63.24 | 1519 | 12.92 |
| 7 | 5.93 | 33.46 | 63.28 | 1495 | 12.92 |
| 8 | 6.08 | 33.20 | 63.41 | 1471 | 12.89 |
| 9 | 6.04 | 33.32 | 63.38 | 1503 | 13.16 |
| 10 | 6.11 | 32.96 | 63.38 | 1502 | 12.97 |
| 11 | 6.06 | 32.85 | 63.36 | 1525 | 13.28 |
| 12 | 6.07 | 33.15 | 63.12 | 1532 | 12.96 |
| 13 | 5.98 | 33.09 | 63.13 | 1513 | 13.15 |
| 14 | 6.06 | 33.23 | 63.35 | 1494 | 12.96 |
| 15 | 6.06 | 33.00 | 63.30 | 1486 | 13.43 |
| 16 | 6.01 | 33.52 | 63.26 | 1517 | 13.07 |
| 17 | 6.03 | 33.49 | 63.39 | 1496 | 13.18 |
| 18 | 5.97 | 33.35 | 63.14 | 1496 | 12.90 |
| 19 | 6.01 | 33.23 | 63.05 | 1523 | 12.97 |
| 20 | 5.91 | 33.24 | 63.11 | 1498 | 13.03 |
| 21 | 6.04 | 33.41 | 63.12 | 1509 | 13.02 |
| 22 | 6.07 | 33.45 | 63.20 | 1540 | 13.03 |
| 23 | 5.94 | 33.35 | 63.38 | 1469 | 12.94 |
| 24 | 5.98 | 33.36 | 63.44 | 1492 | 12.96 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 25 | 6.04 | 33.10 | 63.32 | 1497 | 12.96 |
| 26 | 6.07 | 32.92 | 63.27 | 1496 | 13.31 |
| 27 | 5.96 | 33.19 | 63.33 | 1515 | 13.22 |
| 28 | 6.03 | 33.37 | 63.36 | 1496 | 12.77 |
| 29 | 5.98 | 33.34 | 63.37 | 1522 | 12.84 |
| 30 | 5.90 | 33.44 | 63.49 | 1503 | 12.93 |
| 31 | 6.06 | 33.17 | 63.07 | 1503 | 13.05 |
| 32 | 5.93 | 33.05 | 62.94 | 1508 | 12.91 |
| 33 | 6.04 | 33.56 | 63.34 | 1508 | 13.08 |
| 34 | 5.96 | 33.14 | 63.66 | 1520 | 13.24 |
| 35 | 6.06 | 33.52 | 63.21 | 1488 | 13.08 |
| 36 | 6.08 | 33.32 | 63.18 | 1512 | 13.08 |
| 37 | 5.97 | 33.39 | 63.28 | 1487 | 12.87 |
| 38 | 5.94 | 33.42 | 63.59 | 1487 | 12.81 |
| 39 | 5.98 | 33.12 | 63.04 | 1486 | 12.80 |
| 40 | 6.01 | 33.29 | 63.39 | 1490 | 13.10 |
| 41 | 6.04 | 33.22 | 62.97 | 1483 | 12.89 |
| 42 | 6.11 | 33.25 | 63.19 | 1534 | 12.99 |
| 43 | 6.02 | 33.24 | 62.93 | 1459 | 13.21 |
| 44 | 5.90 | 33.32 | 63.08 | 1492 | 13.12 |
| 45 | 6.00 | 33.27 | 62.87 | 1562 | 13.01 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 46 | 6.06 | 33.16 | 63.25 | 1508 | 13.01 |
| 47 | 5.93 | 33.37 | 63.02 | 1514 | 13.16 |
| 48 | 5.98 | 33.03 | 63.67 | 1460 | 12.86 |
| 49 | 6.06 | 33.49 | 63.12 | 1462 | 13.22 |
| 50 | 6.05 | 33.45 | 63.24 | 1531 | 12.95 |
| 51 | 5.92 | 33.22 | 63.25 | 1508 | 12.94 |
| 52 | 5.91 | 33.27 | 63.44 | 1508 | 12.94 |
| 53 | 5.96 | 33.26 | 63.42 | 1495 | 12.90 |
| 54 | 6.07 | 33.03 | 63.02 | 1563 | 12.82 |
| 55 | 6.04 | 33.03 | 63.39 | 1537 | 12.85 |
| 56 | 6.02 | 32.78 | 63.32 | 1493 | 13.00 |
| 57 | 6.09 | 33.34 | 63.50 | 1535 | 13.14 |
| 58 | 5.91 | 33.41 | 63.81 | 1521 | 13.01 |
| 59 | 5.90 | 33.33 | 63.18 | 1499 | 13.02 |
| 60 | 6.07 | 33.26 | 63.42 | 1494 | 13.01 |
| 61 | 6.03 | 33.27 | 63.34 | 1502 | 13.16 |
| 62 | 5.99 | 33.41 | 63.56 | 1500 | 13.05 |
| 63 | 5.97 | 33.58 | 63.58 | 1553 | 12.92 |
| 64 | 5.93 | 33.12 | 63.33 | 1496 | 13.20 |
| 65 | 6.05 | 33.38 | 63.81 | 1511 | 13.20 |
| 66 | 5.94 | 33.44 | 62.99 | 1508 | 12.72 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 67 | 6.10 | 33.35 | 63.53 | 1491 | 13.03 |
| 68 | 5.95 | 33.01 | 63.42 | 1537 | 12.69 |
| 69 | 6.04 | 33.70 | 63.21 | 1522 | 12.89 |
| 70 | 5.99 | 33.22 | 63.38 | 1509 | 13.02 |
| 71 | 5.93 | 33.12 | 63.55 | 1484 | 13.05 |
| 72 | 5.99 | 33.48 | 63.35 | 1519 | 13.01 |
| 73 | 5.99 | 33.27 | 63.21 | 1494 | 13.13 |
| 74 | 6.02 | 33.37 | 63.41 | 1533 | 12.78 |
| 75 | 6.00 | 33.26 | 63.71 | 1490 | 12.94 |
| 76 | 5.97 | 33.40 | 63.21 | 1502 | 12.91 |
| 77 | 5.99 | 33.47 | 63.18 | 1559 | 12.96 |
| 78 | 6.05 | 33.09 | 63.14 | 1510 | 13.04 |
| 79 | 5.99 | 33.22 | 63.12 | 1512 | 12.86 |
| 80 | 5.96 | 33.10 | 63.39 | 1545 | 13.01 |
| 81 | 5.94 | 33.62 | 63.46 | 1513 | 12.93 |
| 82 | 5.87 | 32.94 | 63.12 | 1486 | 12.86 |
| 83 | 5.95 | 33.32 | 63.70 | 1533 | 13.25 |
| 84 | 5.95 | 33.05 | 63.39 | 1500 | 12.82 |
| 85 | 6.01 | 33.01 | 63.36 | 1505 | 13.00 |
| 86 | 5.92 | 33.63 | 63.21 | 1513 | 13.31 |
| 87 | 6.01 | 33.24 | 63.05 | 1508 | 13.03 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 88 | 6.04 | 33.43 | 63.60 | 1524 | 12.83 |
| 89 | 6.03 | 33.03 | 63.14 | 1464 | 12.88 |
| 90 | 6.01 | 33.07 | 63.16 | 1448 | 12.80 |
| 91 | 6.01 | 33.29 | 63.29 | 1513 | 12.90 |
| 92 | 5.90 | 33.41 | 63.31 | 1513 | 12.87 |
| 93 | 5.94 | 33.39 | 63.16 | 1497 | 13.19 |
| 94 | 6.03 | 33.75 | 62.88 | 1561 | 13.09 |
| 95 | 6.05 | 33.25 | 63.39 | 1503 | 12.86 |
| 96 | 6.01 | 33.78 | 62.90 | 1558 | 12.85 |
| 97 | 5.98 | 33.84 | 63.25 | 1530 | 13.03 |
| 98 | 5.96 | 33.71 | 63.17 | 1525 | 13.00 |
| 99 | 6.10 | 33.22 | 62.75 | 1499 | 13.00 |
| 100 | 6.03 | 33.51 | 63.24 | 1538 | 13.05 |
实施例1的100只电池在容量方面，平均提高了50mAh以上，大约提高了4％；实施例1的100只电池极耳内间距在12.69-13.43mm之间，全部满足13±0.5mm的要求。
对比例2
本对比例说明现有技术提供的锂离子电池的容量及极耳间距。
取按照对比例1的方法制作的100只锂离子电池B1，以实施例2的方法测量其外形尺寸和极耳间距以及电池容量，所得数值如表2所示：
表2
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 最小值 | 5.84 | 32.72 | 62.78 | 1397 | 11.39 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 最大值 | 6.14 | 33.80 | 63.86 | 1506 | 14.38 |
| 1 | 5.97 | 33.15 | 62.78 | 1431 | 12.82 |
| 2 | 5.96 | 33.78 | 63.32 | 1451 | 13.12 |
| 3 | 5.96 | 33.39 | 63.86 | 1476 | 13.37 |
| 4 | 5.92 | 33.46 | 63.17 | 1464 | 12.63 |
| 5 | 6.01 | 33.24 | 63.36 | 1450 | 12.75 |
| 6 | 6.05 | 33.24 | 63.05 | 1453 | 13.14 |
| 7 | 5.97 | 32.72 | 63.53 | 1473 | 13.35 |
| 8 | 5.93 | 33.43 | 63.03 | 1458 | 13.49 |
| 9 | 6.03 | 33.26 | 63.70 | 1417 | 13.14 |
| 10 | 5.89 | 33.61 | 62.83 | 1457 | 13.20 |
| 11 | 5.98 | 33.32 | 63.00 | 1476 | 13.09 |
| 12 | 6.11 | 33.65 | 63.14 | 1465 | 13.48 |
| 13 | 6.00 | 33.39 | 63.14 | 1463 | 13.03 |
| 14 | 6.09 | 33.43 | 63.34 | 1435 | 13.20 |
| 15 | 5.84 | 33.26 | 63.49 | 1449 | 13.55 |
| 16 | 5.97 | 33.48 | 63.66 | 1470 | 13.06 |
| 17 | 6.10 | 33.63 | 63.53 | 1470 | 13.17 |
| 18 | 5.98 | 33.05 | 63.26 | 1485 | 13.11 |
| 19 | 5.99 | 33.29 | 63.11 | 1453 | 13.54 |
| 20 | 5.97 | 33.42 | 63.26 | 1506 | 13.26 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 21 | 6.10 | 32.95 | 62.98 | 1433 | 12.82 |
| 22 | 5.97 | 33.18 | 63.45 | 1487 | 13.30 |
| 23 | 5.99 | 33.36 | 63.01 | 1456 | 12.57 |
| 24 | 5.95 | 33.35 | 63.18 | 1460 | 13.17 |
| 25 | 6.02 | 33.45 | 63.11 | 1448 | 12.88 |
| 26 | 6.01 | 33.44 | 63.43 | 1437 | 12.53 |
| 27 | 5.95 | 33.08 | 63.20 | 1434 | 12.86 |
| 28 | 5.97 | 33.29 | 63.33 | 1446 | 13.19 |
| 29 | 6.00 | 33.09 | 63.02 | 1470 | 13.48 |
| 30 | 6.09 | 33.23 | 63.23 | 1460 | 13.12 |
| 31 | 6.03 | 33.33 | 63.36 | 1477 | 12.48 |
| 32 | 5.93 | 33.66 | 62.85 | 1445 | 12.66 |
| 33 | 6.05 | 33.08 | 62.98 | 1466 | 12.36 |
| 34 | 6.02 | 33.28 | 63.50 | 1408 | 12.84 |
| 35 | 5.95 | 33.58 | 63.31 | 1435 | 12.54 |
| 36 | 6.00 | 33.10 | 63.40 | 1439 | 13.41 |
| 37 | 6.14 | 33.52 | 63.84 | 1440 | 11.98 |
| 38 | 6.00 | 33.14 | 63.42 | 1421 | 12.93 |
| 39 | 5.98 | 33.56 | 63.23 | 1452 | 12.81 |
| 40 | 6.04 | 33.27 | 63.40 | 1435 | 12.97 |
| 41 | 6.00 | 33.32 | 63.15 | 1442 | 12.93 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 42 | 5.92 | 33.37 | 63.51 | 1455 | 14.33 |
| 43 | 5.87 | 33.13 | 63.23 | 1458 | 12.26 |
| 44 | 5.95 | 33.20 | 63.57 | 1473 | 13.14 |
| 45 | 6.06 | 33.26 | 63.40 | 1410 | 12.75 |
| 46 | 5.95 | 33.51 | 63.58 | 1440 | 13.39 |
| 47 | 6.03 | 33.38 | 63.26 | 1452 | 12.98 |
| 48 | 6.03 | 33.36 | 63.62 | 1482 | 14.38 |
| 49 | 6.03 | 33.64 | 63.36 | 1431 | 12.71 |
| 50 | 5.92 | 33.56 | 63.35 | 1453 | 13.79 |
| 51 | 5.93 | 33.57 | 63.41 | 1416 | 13.05 |
| 52 | 6.13 | 33.47 | 63.56 | 1470 | 12.82 |
| 53 | 6.04 | 33.31 | 63.10 | 1490 | 12.97 |
| 54 | 6.02 | 33.45 | 63.20 | 1436 | 13.44 |
| 55 | 5.85 | 33.32 | 63.27 | 1444 | 13.46 |
| 56 | 6.08 | 33.53 | 63.41 | 1497 | 12.81 |
| 57 | 6.03 | 33.30 | 63.30 | 1420 | 12.61 |
| 58 | 5.98 | 33.30 | 63.27 | 1468 | 13.82 |
| 59 | 5.90 | 33.08 | 63.59 | 1435 | 13.32 |
| 60 | 5.92 | 33.77 | 62.92 | 1454 | 12.80 |
| 61 | 5.98 | 33.22 | 63.03 | 1433 | 12.98 |
| 62 | 5.99 | 33.72 | 63.35 | 1423 | 14.02 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 63 | 5.98 | 33.00 | 63.60 | 1417 | 12.99 |
| 64 | 5.95 | 33.32 | 63.33 | 1402 | 12.70 |
| 65 | 6.07 | 33.45 | 63.19 | 1476 | 12.80 |
| 66 | 5.91 | 33.12 | 63.73 | 1483 | 12.11 |
| 67 | 5.95 | 33.54 | 63.25 | 1430 | 13.03 |
| 68 | 5.94 | 32.97 | 62.88 | 1469 | 12.77 |
| 69 | 5.96 | 33.33 | 63.40 | 1481 | 12.50 |
| 70 | 5.97 | 33.17 | 63.37 | 1440 | 12.21 |
| 71 | 5.90 | 33.33 | 63.19 | 1425 | 13.35 |
| 72 | 6.02 | 33.24 | 63.05 | 1430 | 12.87 |
| 73 | 6.13 | 33.21 | 63.20 | 1439 | 13.82 |
| 74 | 5.95 | 33.41 | 63.01 | 1409 | 13.19 |
| 75 | 6.04 | 33.22 | 63.41 | 1479 | 12.15 |
| 76 | 5.96 | 33.10 | 63.49 | 1462 | 12.43 |
| 77 | 6.11 | 33.20 | 63.20 | 1403 | 13.14 |
| 78 | 5.97 | 32.90 | 63.04 | 1414 | 13.17 |
| 79 | 6.01 | 33.21 | 63.72 | 1459 | 13.61 |
| 80 | 6.03 | 33.37 | 63.39 | 1455 | 13.63 |
| 81 | 6.04 | 33.32 | 63.27 | 1430 | 12.65 |
| 82 | 5.94 | 33.38 | 63.36 | 1482 | 12.60 |
| 83 | 5.94 | 33.42 | 63.25 | 1448 | 12.38 |
| 编号 | 电池厚度(mm) | 电池宽度(mm) | 电池长度(mm) | 电池容量(mAh) | 极耳内间距(mm) |
| 84 | 6.00 | 33.28 | 63.26 | 1480 | 12.95 |
| 85 | 5.93 | 33.80 | 63.51 | 1456 | 12.77 |
| 86 | 6.04 | 33.07 | 63.26 | 1464 | 13.35 |
| 87 | 6.00 | 33.64 | 63.65 | 1397 | 12.81 |
| 88 | 6.05 | 33.28 | 63.12 | 1454 | 12.15 |
| 89 | 6.00 | 33.13 | 63.50 | 1448 | 11.39 |
| 90 | 5.98 | 33.11 | 63.23 | 1444 | 13.22 |
| 91 | 6.02 | 33.57 | 62.78 | 1469 | 12.71 |
| 92 | 5.95 | 33.25 | 63.79 | 1439 | 12.71 |
| 93 | 5.94 | 33.39 | 63.21 | 1463 | 12.70 |
| 94 | 5.93 | 33.20 | 63.53 | 1484 | 13.37 |
| 95 | 6.00 | 33.09 | 63.50 | 1439 | 12.71 |
| 96 | 6.10 | 33.15 | 63.46 | 1438 | 13.70 |
| 97 | 6.00 | 33.23 | 63.28 | 1465 | 12.07 |
| 98 | 6.04 | 33.27 | 63.56 | 1423 | 12.96 |
| 99 | 5.99 | 33.38 | 63.06 | 1468 | 12.35 |
| 100 | 5.98 | 33.50 | 63.04 | 1461 | 12.82 |
对比例1的100只电池在容量方面比实施例提供的电池平均少50mAh以上；对比例1的100只电池极耳内间距在11.39-14.38mm之间，大于13.5mm的有11只，小于12.5mm的有14只，不良率高达25％。
实施例3
本实施例对比100只锂离子电池A1的参数平均值和100只锂离子电池B1的参数平均值。
实施例2的平均值和对比例2的平均值如表3所示：
表3
综上所述，本发明的极芯制作方法，可以提高电池的容量4％左右，同时减小正、负极耳间距公差的范围，制出的电池全部能够满足要求。
Claims (8)
1.一种电池极芯，该电池极芯包括正极片、隔膜、负极片和正、负极耳，正、负极耳分别与正极片和负极片连接，正极片、隔膜和负极片叠在一起卷绕成电池极芯，其特征在于，正极片和负极片一端端部的宽度方向上具有一个凸出部分，正、负极耳分别焊接在正极片、负极片的所述凸出部分上，所述凸出部分上没有正、负极活性材料。
2.根据权利要求1所述的电池极芯，其特征在于，所述凸出部分的长度为1-10毫米，宽度为1-10毫米。
3.权利要求1所述电池极芯的制作方法，该方法包括制备正、负极极片，将正极片、隔膜、以及负极片卷绕制成电池极芯，然后在极片上点焊正、负极耳，其特征在于，在所述制备正、负极极片的步骤中，将极片冲裁为在极片一端端部的宽度方向具有一个凸出部分的条形极片；将具有所述凸出部分的正、负极片以及隔膜叠放在一起，以具有一个凸出部分的一端为卷绕起始端卷绕制成电池极芯，最后在所述凸出部分点焊极耳；在所述制备正、负极极片的步骤中还包括将涂覆在所述凸出部分的正、负极活性材料去除。
4.根据权利要求3所述的电池极芯的制作方法，其特征在于，所述凸出部分的长度为1-10毫米，宽度为1-10毫米。
5.根据权利要求3所述的电池极芯的制作方法，其特征在于，所述在点焊极耳的步骤中，点焊时将极耳点焊端对折，用于分别与所述凸出部分的两个面焊接。
6.根据权利要求3所述的电池极芯的制作方法，其特征在于，所述在点焊极耳的步骤中，在正极或负极极耳点焊后，点焊另一个极耳时通过定位夹具控制正极耳与负极耳之间的距离。
7.根据权利要求3、5或6所述的电池极芯的制作方法，其特征在于，在正、负极耳点焊完毕之后，用绝缘物质将点焊位置包住，并将极耳回折。
8.一种锂离子电池，该锂离子电池包括电池极芯、电解液和外壳，电池极芯和电解液密封在外壳内，其特征在于，所述电池极芯为权利要求1或2所述的电池极芯。
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Granted publication date: 20101006 |
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