CN102332552A - 极耳及卷绕式锂离子电芯及软包卷绕式锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池设计领域，公开了一种极耳及卷绕式锂离子电芯及软包卷绕式锂离子电池。本极耳由一金属箔片以及极耳胶构成，金属箔片由一细长段以及一宽矩形段组成，其中宽矩形段的宽度大于细长段的宽度；极耳胶粘贴在细长段上预定一段的两表面，极耳胶与宽矩形段具有预定的距离。将其应用于卷绕式软包锂离子中有利于提高卷绕电芯以及软包锂离子电池表面的平整性，提高生产的便利性。

Description

极耳及卷绕式锂离子电芯及软包卷绕式锂离子电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池设计领域，尤其涉及一种极片以及卷绕式锂离子电芯以及电池。

背景技术

锂离子电池由于具有重量轻、体积小、电容量较大、充电速度快等优点，被广泛应用于笔记本电脑灯各类数码、通信产品上。

卷绕式锂离子电池为目前常用的一种锂离子电池电池，参见图1、2所示，通常的卷绕式锂离子电池的制程主要如下：

在金属基体上涂覆预定的活性材料形成负极片202或正极片201，在负极片202、正极片201上分别通过焊接或者铆接引出直条状的负极耳2042、正极耳2041，将正极片201、负极片202层叠，并且正极片201、负极片202之间通过隔膜203隔开，再用卷针将层叠的正极片201、隔膜203、负极片202卷绕成卷绕电芯，并且用固定带固定卷绕电芯。然后采用铝塑膜对卷绕电芯进行热熔封装，在热熔封装时，直条状极耳主体101两表面粘贴的极耳胶102与铝塑膜对齐，极耳胶102表层的PP层与铝塑膜热熔在一起，从而起到密封卷绕电芯的作用，最后对软包锂离子电池进行注液工艺处理。

本发明人在进行本发明的研究过程中发现，目前的卷绕式锂离子电池存在以下的缺陷：

在卷绕锂离子电池过程中，为了得到的卷绕电芯卷绕整体，在卷绕过程中，隔膜203处于拉紧状态，而由于卷绕过程中处于拉紧状态，在卷绕电芯中该值条状极耳的固定处会存在一定的空隙，卷绕完成后因隔膜203各处的张力不一，导致得到的卷绕电芯表面为“S”形的不平整形状，即导致软包锂离子电池的表面呈不平整的“S”形，导致组装的电池厚度变厚，同时在生产过程中的批量电池的一致性欠佳。

特别是，当直条状的极耳主体101的厚度约厚时，上述的问题就更为突出。而如果一味地降低直条状极耳主体101的厚度，则会导致电池的内阻较大以及其内部的电连接牢固性欠佳。

发明内容

本发明实施例第一目的在于提供一种：锂离子电池用极耳，应用于卷绕式软包锂离子中有利于提高卷绕电芯以及软包锂离子电池表面的平整性，提高生产的便利性。

本发明实施例第二目的在于提供一种：卷绕式锂离子电芯，其表面的平整性，更易于生产操作。

本发明实施例第二目的在于提供一种：软包卷绕式锂离子电池，其表面的平整性，更易于生产操作。

本发明实施例提供的一种锂离子电池用极耳，由一金属箔片以及极耳胶构成，

所述金属箔片由一细长段以及一宽矩形段组成，其中所述宽矩形段的宽度大于所述细长段的宽度；

所述极耳胶粘贴在所述细长段上预定一段的两表面，所述极耳胶与所述宽矩形段具有预定的距离。

本发明实施例提供的一种卷绕式锂离子电芯，由顺次层叠的正极片、隔膜以及负极片卷绕而成；

在所述正极片、负极片上分别固定有正极耳、负极耳，

所述正极耳、负极耳位于所述卷绕式锂离子电芯的最里层；

所述正极耳、负极耳分别由：一金属箔片以及极耳胶构成；

所述金属箔片由一细长段以及一宽矩形段组成，所述宽矩形段的宽度大于所述细长段的宽度，

所述极耳胶粘贴在所述细长段上预定一段的两表面，所述极耳胶与所述宽矩形段具有预定的距离；

所述正极耳、负极耳上的宽矩形段全部贴合固定在所述正极片、负极片末端的基体金属的表面，

所述正极耳、负极耳的宽矩形段的长度分别等于：所述正极片、负极片的宽度，宽度分别等于所述卷绕式锂离子电芯的最里层的宽度。

本发明实施例提供的一种软包卷绕式锂离子电池，包含卷绕电芯、铝塑膜以及电解液，

所述卷绕电芯以及电解液分别被封装在所述铝塑膜内，

所述卷绕电芯上正极耳、负极耳上的极耳胶表层的PP层与所述铝塑膜热熔结合；

所述电芯，由顺次层叠的正极片、隔膜以及负极片卷绕而成；

在所述正极片、负极片上分别固定有正极耳、负极耳，

所述正极耳、负极耳位于所述卷绕式锂离子电芯的最里层；

所述正极耳、负极耳分别由：一金属箔片以及极耳胶构成；

所述金属箔片由一细长段以及一宽矩形段组成，所述宽矩形段的宽度大于所述细长段的宽度，

所述极耳胶粘贴在所述细长段上预定一段的两表面，所述极耳胶与所述宽矩形段具有预定的距离；

所述正极耳、负极耳上的宽矩形段全部贴合固定在所述正极片、负极片末端的基体金属的表面，

所述正极耳、负极耳的宽矩形段的长度分别等于：所述正极片、负极片的宽度，宽度分别等于所述卷绕式锂离子电芯的最里层的宽度。

由上可见，应用本发明实施例的技术方案，将本实施例结构的极耳作为卷绕式锂离子电芯的正极耳以及负极耳，在进行卷绕电芯制造前，将极耳较宽部的宽矩形段整段分别焊接对应的极片的末端，并且将当前极耳的宽矩形段的长度设置成分别等于其对应极片的宽度，从而使极耳的宽矩形段覆盖该极片的整个宽度；并且由于极耳的宽矩形段宽度等于卷绕电芯最里层的宽度，即使其等于其使用的卷针的宽度，故在最后得到的卷绕电芯上，而正极耳与负极耳上下完全重叠在一起，且与卷绕电芯最里层同宽，使得整体卷绕电芯的各处厚度平整而在卷绕时，各处的张力一致，有利于保证批量卷绕电芯的外形一致性，避免由于外形不平整而导致不良。故相对于现有技术中的采用直条状极耳的卷绕时锂离子电池而言，应用本实施例技术方案可以避免由于卷绕电芯中极耳固定部位的厚度相对其他地方较厚而导致卷绕电芯的表面不平整而呈“S”形的情况，应用本实施例技术方案有利于大大提高卷绕式锂离子电芯以及成品软包锂离子电池的外形平整度，提高生产中批量外形的一致性。

并且，本实施例锂离子电池中的极耳中与极片固定处的宽矩形段长度H2较宽并且等于当前对应的极片的宽度，在卷绕时使极耳的宽矩形段完全覆盖极片的宽度，并且将极耳的宽矩形段长度设置成等于卷绕电芯最里层的宽度(即等于当前用于卷绕本卷绕电芯的卷针的宽度)，该设计还有利于极耳与极片的固定连接定位，有利于提高生产的规范性以及便利性。

并且，本实施例锂离子电池中的极耳中与极片固定处的宽矩形段长度H2较宽，且宽矩形段长度H2等于当前对应的极片的宽度，在进行极耳固定时，分别使极耳的宽矩形段完全覆盖于对应极片的末端并且与极片同宽即可，使得极耳固定连接的定位更加精确、易于操作。

另外，各极耳的宽矩形段的长度等于卷绕电芯最里层的宽度(即等于当前用于卷绕本卷绕电芯的卷针的宽度)，在进行卷绕时，使极耳位于卷绕电芯的最里端，进一步有利于卷绕定位操作，进一步有利于提高卷绕工艺的规范性以及易于操作性。

并且，本发明人在进行本发明试验的过程中发现，锂离子电池的内阻受极耳与极片相互固定部位的影响较大，而本实施例锂离子电池中的极耳中与极片相固定处相对现有技术的固定面积较宽(宽矩形段的宽度)，即增大了极耳与极片连接部分的面积，可以有效降低该固定部位的内阻，更有利于提高锂离子电池的放电效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1为现有技术中锂离子电池用的极耳结构示意图；

图2为现有技术中锂离子电池用的卷绕式锂离子电芯的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的极耳的结构示意图；

图4为本发明实施例1提供的锂离子电池用的卷绕式锂离子电芯的结构示意图；

图5为本发明实施例1中的实验数据分析中关于锂离子电池上的测试点ABC的位置示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

本实施例提供一种软包锂离子电池用极耳。参见图3所示，本实施例的极耳300可以作为正极耳4041、负极耳4042使用。

本极耳300由一金属箔片301以及极耳胶302组成，本实施例的极耳300与现有技术中的直条状极耳100所不同之处在于：

本实施例极耳300的金属箔片301不为窄长的直条状，而是由呈宽度不等的两段组成：细长段3011以及一宽矩形段3012，其中细长段3011的宽度W1小于宽矩形段3012的宽度W2。

极耳胶302粘贴在细长段3011上预定段的两表面，该极耳胶302与宽矩形段3012具有一定的距离，以便与该极耳胶302表面的PP层在热封时与外包的铝塑膜(图中未画出)热熔而实现密封。

在将上述结构的极耳300应用到卷绕式锂离子电池中，将宽度较宽的宽矩形段3012作为与极片相固定的端部，将宽度较窄的细长段3011作为突出于卷绕电芯外的外露段。

将本实施例结构的极耳300作为锂离子电池的正极耳4041以及负极耳4042而应用于软包锂离子电池时，参见图4所示：

在应用过程中，可以根据当前锂离子电池中的极片401、402以及所使用的卷针405的尺寸规格(即卷绕电芯的尺寸规格)对极耳的具体尺寸进设置：

将极耳300的宽矩形段3012长度H2设置为：等于本极耳对应的极片的宽度，宽矩形段3012的宽度W2设置为：等于卷绕电芯内最里层的宽度，即使W2等于卷绕时应用的卷针405的宽度。

在将上述结构的两极耳(正极耳4041、负极耳4042)分别固定到正极片401、负极片402末端的基体金属(未涂布部分)的表面，使极耳4041、4042上的宽矩形段3012整段贴合固定在其对应的极片401、402的表面(其中其贴合固定方式可以为铆接、焊接或者其他的电连接方式)。此时，由于极耳4041、4042的宽矩形段3012长度H2分别等于对应的极片401、402的宽度，故在固定后极耳4041、4042的宽矩形段3012正好覆盖固定在对应极片401、402的整个宽度位置。

在焊接好极耳后，手动或者采用自动卷绕设备进行卷绕工艺，对顺次层叠的正极片401、隔膜403以及负极片402进行卷绕，得到本实施例的卷绕电芯(如图4所示)。

本发明人在进行本发明的研究中发现，在进行卷绕时，为了更好地进行定位，优选使极耳4041、4042位于卷绕电芯的里层端部，能够进一步使卷绕定位更精确且方便操作，进而进一步有利于保证卷绕电芯的表面平整度。

在卷绕完成后，在卷绕电芯外表面采用固定带固定卷绕电芯，然后在卷绕电芯外包裹铝塑膜，并进行铝塑膜热封，使粘贴在极耳上的极耳胶302表面的PP层与铝塑膜相互热熔而结合在一起，实现密封。后续进行真空灌注电解液等工艺处理，即可得到软包锂离子电池。

由上可见，应用图3结构的极耳300作为卷绕式锂离子电芯的正极耳4041以及负极耳4042，在进行卷绕电芯制造前，将极耳300较宽部的宽矩形段3012整段分别固定在对应的极片的末端表面，并且针对当前需制造的锂离子电池，将当前极耳的宽矩形段3012的长度设置成等于其对应极片的宽度从而使极耳的宽矩形段3012覆盖该极片的整个宽度；

并且，由于极耳的宽矩形段3012宽度等于卷绕电芯最里层的宽度，即等于其使用的卷针405的宽度，故在最后得到的卷绕电芯上，而正极耳4041与负极耳4042上下完全重叠在一起，且与卷绕电芯最里层同宽，使得整体卷绕电芯的各处厚度平整而在卷绕时，各处的张力一致，有利于保证批量卷绕电芯的外形一致性，避免由于外形不平整而导致不良。

综上，相对于现有技术中的采用直条状极耳的卷绕时锂离子电池而言，应用本实施例技术方案可以避免由于卷绕电芯中极耳固定部位的厚度相对其他地方较厚而导致卷绕电芯的表面不平整而呈“S”形的情况，应用本实施例技术方案有利于大大提高卷绕式锂离子电芯以及成品软包锂离子电池的外形平整度，提高生产中批量外形的一致性，减少外形不良率。

并且，本实施例锂离子电池中的极耳中与极片固定处的宽矩形段3012长度H2较宽，且宽矩形段3012长度H2等于当前对应的极片的宽度，在进行极耳4041、4042固定时，分别使极耳的宽矩形段3012完全覆盖于对应极片401、402的末端并且与极片同宽即可，使得极耳固定连接的定位更加精确、易于操作。

另外，各极耳的宽矩形段3012的长度等于卷绕电芯最里层的宽度(即等于当前用于卷绕本卷绕电芯的卷针的宽度)，在进行卷绕时，使极耳位于卷绕电芯的最里端，进一步有利于卷绕定位操作，进一步有利于提高卷绕工艺的规范性以及易于操作性。

并且，本发明人在进行本发明试验的过程中发现，锂离子电池的内阻受极耳与极片相互固定部位的影响较大，而本实施例锂离子电池中的极耳中与极片相固定处相对现有技术的固定面积较宽(宽矩形段3012的宽度)，即增大了极耳与极片连接部分的面积，可以有效降低该固定部位的内阻，更有利于提高锂离子电池的放电效率。

实验数据对比分析：

以下分别对采用现有技术中图1所示的极耳而制成规格为AP103450-1C-1800mAh的卷绕电芯(记为正常组，在本试验中的制造批次为第110526批，当前批次数量1000只)，以及采用本发明实施例图3所示极耳而制成同样规格(AP103450-1C-1800mAh)的卷绕电芯(记为实验组，在本实验中的制造批次为第110625批，当前批次数量1000只)，进行卷绕电芯厚度、软包锂离子电池厚度、成品电池内阻分布分别进行测试，得到表一、二、三所示的数据。

表一：卷绕电芯厚度对比

表二：软包锂离子电池的厚度对比

表三：成品电池内阻分布对比

期中A、B、C分别为锂离子电池的测试位置点，在本测试实验中的位置分布具体如图5所示。

由上表一、二所示的实验数据分析可见，采用本实施例技术方案制成的锂离子电芯，其表面的不平整度相对于大大下降，下降比例达到(0.31-0.04)、0.31*100％＝89.10％，其制成的成品软包锂离子电芯的不平整度相应大大下降，下降比例达到：(0.27-0.03)/0.27*100％＝88.89％。由表三可见，制成的内阻整体有所下降，并且在批次中内阻的波动幅度下降：(7.7-4.1)/7.7*100％＝46.74，可见应用本实施例技术方案有利于大大提高批量生产的一致性。

以上对本发明实施例所提供的技术方案进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明实施例的原理以及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只适用于帮助理解本发明实施例的原理；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例，在具体实施方式以及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (3)

1.一种锂离子电池用极耳，其特征是，由一金属箔片以及极耳胶构成，

所述金属箔片由一细长段以及一宽矩形段组成，其中所述宽矩形段的宽度大于所述细长段的宽度；

所述极耳胶粘贴在所述细长段上预定一段的两表面，所述极耳胶与所述宽矩形段具有预定的距离。

2.一种卷绕式锂离子电芯，其特征是，由顺次层叠的正极片、隔膜以及负极片卷绕而成；

在所述正极片、负极片上分别固定有正极耳、负极耳，

所述正极耳、负极耳位于所述卷绕式锂离子电芯的最里层；

所述正极耳、负极耳分别由：一金属箔片以及极耳胶构成；

所述金属箔片由一细长段以及一宽矩形段组成，所述宽矩形段的宽度大于所述细长段的宽度，

所述极耳胶粘贴在所述细长段上预定一段的两表面，所述极耳胶与所述宽矩形段具有预定的距离；

所述正极耳、负极耳上的宽矩形段全部贴合固定在所述正极片、负极片末端的基体金属的表面，

所述正极耳、负极耳的宽矩形段的长度分别等于：所述正极片、负极片的宽度，宽度分别等于所述卷绕式锂离子电芯的最里层的宽度。

3.一种软包卷绕式锂离子电池，其特征是，包含卷绕电芯、铝塑膜以及电解液，

所述卷绕电芯以及电解液分别被封装在所述铝塑膜内，

所述卷绕电芯上正极耳、负极耳上的极耳胶表层的PP层与所述铝塑膜热熔结合；

所述电芯，由顺次层叠的正极片、隔膜以及负极片卷绕而成；

在所述正极片、负极片上分别固定有正极耳、负极耳，

所述正极耳、负极耳位于所述卷绕式锂离子电芯的最里层；

所述正极耳、负极耳分别由：一金属箔片以及极耳胶构成；

所述金属箔片由一细长段以及一宽矩形段组成，所述宽矩形段的宽度大于所述细长段的宽度，

所述极耳胶粘贴在所述细长段上预定一段的两表面，所述极耳胶与所述宽矩形段具有预定的距离；

所述正极耳、负极耳上的宽矩形段全部贴合固定在所述正极片、负极片末端的基体金属的表面，

所述正极耳、负极耳的宽矩形段的长度分别等于：所述正极片、负极片的宽度，宽度分别等于所述卷绕式锂离子电芯的最里层的宽度。

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