CN101339983A - 一种卷绕式电池极组及包括该电池极组的电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种卷绕式电池极组及包括该电池极组的电池。本发明涉及电池技术领域。本发明所述的卷绕式电池极组，包括正极片，其特征在于：正极片卷绕首端设有附料涂薄区段。本发明所述的电池，包括卷绕式电池极组，所述卷绕式电池极组包括正极片，其特征在于：正极片靠近卷绕首端设有附料涂薄区段。本发明由于在正极片卷绕首端设有附料涂薄区段。与正极片未设置附料涂薄区段的电池相比，在相同的体积比能量的情况下，可以降低正极片在该处的压实密度，从而可以提高其抗拉强度，降低正极片该区段折痕处的应力集中，消除了正极片在该处可能出现断裂的隐患。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，更具体说涉及一种卷绕式电池极组及包括该电池极组的电池。
背景技术
以锂离子电池等为代表的高端电池以其高比能量，高电压，环保安全以其使用寿命长等优点，一直以来均是电子通讯类产品的首选能源。随着现在手机功能的不断完善强大，如3G，4G手机的出现，对电池比能量及安全性的要求越来越高。
为了保证产品的一致性及提高其安全性，现在高端电池的电池极组一般是由电池极组卷绕制成，卷绕均采用机械化自动进行。图1a-图1e给出的是现有采用自动卷绕机卷绕的卷芯形成示意图。从图中可以看出：卷绕式电池极组包括正极片2、负极片3；正极片2和负极片3的中间及负极片的外侧设有隔膜9；正极片2、负极片3分别连接有正极耳1、负极耳4；在正极片2的两端部贴有保护胶纸5；正极片2中间是铝箔10，两侧面是附料7；负极片3的中间是铜箔6，两侧面是附料7；正极片2和负极片3沿着极片折痕处8卷绕。卷绕出来的电池极组呈近似长方体。在这种卷绕方式中，正极片2位于卷绕的内侧，正极片卷绕首端前1-2个折痕处(即图1a中的A，B处)的曲率半径小，且由于卷绕时第一折的折弯处不能形成弧形(第2折以上卷绕后的边缘呈弧形)，造成应力集中；而同时为了提高电池的体积比能量，现在正极片的压实密度均做得较大，接近其临界值，当极片的压实密度越大时，其抗拉强度会相应下降，为保证卷绕的边缘对齐，极片在卷绕过程中均承受着一定的张力。由于以上原因，所以在卷针插入卷绕时，正极片第一折较极片的其它折痕处容易断裂造成电池容量损失及带来严重安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题之一是提供一种可以避免正极片在卷绕时断裂的卷绕式电池极组。
本发明所述的卷绕式电池极组包括正极片，其特征在于：正极片卷绕首端设有附料涂薄区段。
所述的附料涂薄区段的长度是电池极组厚度的1-3倍。这是一个比较理想的个长度选择区域。
所述的附料涂薄区段的长度是电池极组厚度的1.5-2.5倍。这是进一步优选的长度区域。
所述的附料涂薄区段较其他正常区段的薄4-20um。这是一个比较理想的个长薄度选择区域。
所述的附料涂薄区段较其他正常区段的薄8-15um。这是进一步优选的薄度区域。
所述的附料涂薄区段位于正极片的双面。双面设置附料涂薄区段可以进一步提高正极片在该处的压实密度。
所述的附料涂薄区段位于正极片的卷绕内侧面。结合电池容量考虑优选卷绕内侧面涂薄。
本发明所要解决的问题之二是提供一种包括可以避免正极片在卷绕时断裂的卷绕式电池极组的电池。
本发明所述的电池包括卷绕式电池极组，所述卷绕式电池极组包括正极片，其特征在于：正极片靠近卷绕首端设有附料涂薄区段。
所述的电池是一种锂离子电池。使用本发明所述的电池极组，在制作锂离子电池时效果尤为明显。
所述的附料涂薄区段的长度是电池极组厚度的1-3倍。这是一个比较理想的个长度选择区域。
所述的附料涂薄区段的长度是电池极组厚度的1.5-2.5倍。这是进一步优选的长度区域。
所述的附料涂薄区段较其他正常区段的薄4-20um。这是一个比较理想的个长薄度选择区域。
所述的附料涂薄区段较其他正常区段的薄8-15um。这是进一步优选的薄度区域。
所述的附料涂薄区段位于正极片的双面。双面设置附料涂薄区段可以进一步提高正极片在该处的压实密度。
所述的附料涂薄区段位于正极片的卷绕内侧面。结合电池容量考虑优选卷绕内侧面涂薄。
本发明由于在正极片卷绕首端设有附料涂薄区段(即在该区段附料的厚度比其他正常的区段薄)。与正极片未设置附料涂薄区段的电池相比(即各区段附料的厚度都相同)，在相同的体积比能量的情况下，可以降低正极片在该处的压实密度，从而可以提高其抗拉强度，降低正极片该区段折痕处的应力集中，消除了正极片在该处可能出现断裂的隐患。
附图说明
图1a是现有极片结构及卷绕方式示意图。
图1b是图1a中正极片结构的正视图。
图1c是图1a中正极片结构的俯视图。
图1d是图1a中负极片结构的正视图。
图1e是图1a中负极片结构的俯视图。
图2a是实施例1极片结构及卷绕方式示意图。
图2b是图2a中正极片结构的正视图。
图2c是图2a中正极片结构的俯视图。
图2d是图2a中负极片结构的正视图。
图2e是图2a中负极片结构的俯视图。
图3a是实施例2极片结构及卷绕方式示意图。
图3b是图3a中正极片结构的正视图。
图3c是图3a中正极片结构的俯视图。
图3d是图3a中负极片结构的正视图。
图3e是图3a中负极片结构的俯视图。
图中：1、正极耳，2、正极片，3、负极片，4、负极耳，5、保护胶纸，6、铜箔，7、附料，8、极片折痕处，9、隔膜，10、铝箔。
具体实施方式
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
参见图2a-图2e，锂离子电池包括卷绕式电池极组，卷绕式电池极组包括正极片(正极片的压实密度按其上限临界值下调0.05g/cm3设计)2、负极片3；正极片2和负极片3的中间及负极片的外侧设有隔膜9；正极片2、负极片3分别连接有正极耳1、负极耳4；在正极片2的两端部贴有保护胶纸5；正极片2中间是铝箔10，两侧面是附料7；负极片3的中间是铜箔6，两侧面是附料7；正极片2和负极片3沿着极片折痕处8卷绕。所述正极片卷绕首端的卷绕内侧单面有一区段(如附图2b的C区段)，该区段长度相当于1.5倍电池极组厚度，该区段的附料较其它地方相对薄8um。
按照图2中所述方向对卷绕式电池极组进行卷绕，形成卷芯。卷绕后的卷芯经过热压后拆开并观察正极片前一折的状态，极片折痕处对光观察未发现透光现象，极片卷绕外侧折痕处也未有掉料现象。
而正极片各处的厚度相同的卷绕式电池极组，即其他部分与上述实施例1中的完全相同，不同之处仅在于正极片上没有设置附料涂薄区段。卷绕后的卷芯经过热压后拆开并观察正极片前一折的状态，极片折痕处对光观察发现所有极片均出现不同程度的透光现象，严重的极片折痕处几乎断裂，极片卷绕外侧折痕处有较严重的掉料现象。
实施例2
参见图3a-图3e，锂离子电池包括卷绕式电池极组，卷绕式电池极组包括正极片2、负极片3；正极片2和负极片3的中间及负极片的外侧设有隔膜9；正极片2、负极片3分别连接有正极耳1、负极耳4；在正极片2的两端部贴有保护胶纸5；正极片2中间是铝箔10，两侧面是附料7；负极片3的中间是铜箔6，两侧面是附料7；正极片2和负极片3沿着极片折痕处8卷绕。
与实施例1的锂离子电池不同之处在于，正极片卷绕首端的双面各有一区段(如附图3b的C及D区段)，该区段长度相当于2.5倍电池极组厚度，该区段的附料较其它地方相对薄4um。
按照图3中所述方向对卷绕式电池极组进行卷绕，形成卷芯。卷绕后的卷芯经过热压后拆开并观察正极片前一折的状态，极片折痕处对光观察未发现透光现象，极片卷绕外侧折痕处也未有掉料现象。
在具体实施中，附料涂薄区段较其他地方相对薄的数值也可以是20um、15um、11um，附料涂薄区段的长度也可以是电池极组厚度的1倍、2倍、三倍。选择这些参数实施，都可以达到本发明的目的。
在实施中，采用本发明所述的卷绕式电池极组，具有以下优点：
1)、使正极片的第一折及/或第二折的压实密度不需太大，而极片的其它处压实密度可以做得很大。因而能很好的“因地制宜”，使正极片各处的压实密度发挥最大，从而可将电池的体积比能量最大化。
2)、可很好地解决自动卷绕机卷绕时，正极片第一折及/或第二折易断裂，造成容量损失及带来严重安全隐患的问题。
3)、采用自动涂布机能很容易地实现附料涂薄区段的设置。充分利用了自动涂布机及自动卷绕机的优点。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (15)
1、一种卷绕式电池极组，包括正极片，其特征在于：正极片卷绕首端设有附料涂薄区段。
2、根据权利要求1所述的卷绕式电池极组，其特征在于：所述的附料涂薄区段的长度是电池极组厚度的1-3倍。
3、根据权利要求2所述的卷绕式电池极组，其特征在于：所述的附料涂薄区段的长度是电池极组厚度的1.5-2.5倍。
4、根据权利要求1所述的卷绕式电池极组，其特征在于：所述的附料涂薄区段较其他正常区段的薄4-20um。
5、根据权利要求4所述的卷绕式电池极组，其特征在于：所述的附料涂薄区段较其他正常区段的薄8-15um。
6、根据权利要求1所述的卷绕式电池极组，其特征在于：所述的附料涂薄区段位于正极片的双面。
7、根据权利要求1所述的卷绕式电池极组，其特征在于：所述的附料涂薄区段位于正极片的卷绕内侧面。
8、一种电池，包括卷绕式电池极组，所述卷绕式电池极组包括正极片，其特征在于：正极片靠近卷绕首端设有附料涂薄区段。
9、根据权利要求8所述的电池，其特征在于：所述的电池是一种锂离子电池。
10、根据权利要求8所述的电池，其特征在于：所述的附料涂薄区段的长度是电池极组厚度的1-3倍。
11、根据权利要求10所述的电池，其特征在于：所述的附料涂薄区段的长度是电池极组厚度的1.5-2.5倍。
12、根据权利要求8所述的电池，其特征在于：所述的附料涂薄区段较其他正常区段的薄4-20um。
13、根据权利要求12所述的电池，其特征在于：所述的附料涂薄区段较其他正常区段的薄8-15um。
14、根据权利要求8所述的电池，其特征在于：所述的附料涂薄区段位于正极片的双面。
15、根据权利要求8所述的电池，其特征在于：所述的附料涂薄区段位于正极片的卷绕内侧面。
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