CN102332553B - 叠片锂离子电池用极片以及叠片锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂离子电池设计领域，公开了一种叠片锂离子电池用极片以及叠片锂离子电池。极片由集流体箔片以及涂覆在所述集流体箔材表面的电极材料层组成，在所述集流体箔材的两相对的宽度端部边上分别延伸突出有至少一极耳焊接位，所述极耳焊接位的延伸方向与所述宽度端部边正交在各所述极耳焊接位的表面所述集流体箔片裸露在外。应用本方案，有利于大大降低锂离子电池的内阻，特别适用于持久高倍率放电应用。

Description

叠片锂离子电池用极片以及叠片锂离子电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池设计领域，尤其涉及一种叠片锂离子电池用极片以及叠片锂离子电池。

背景技术

而随着能源日益缺乏以及环保问题的越来越突出，锂离子电池逐渐成为目前的主流能源，并且由于具有重量轻、体积小、电容量较大、充电速度快等优点，被广泛应用于各种手机、移动设备上。

随着科技的进步，锂离子电池作为目前动力设备（比如汽车）的动力能源已经成为目前的发展趋势，在应用需求上，动力锂离子电池除了需要高容量之外，还需要持久性的高倍率放电，而叠片锂离子电池正是目前主流的一种动力锂离子电池。

现有技术中的叠片锂离子电池主要由层叠的正极片、负极片、隔膜组成，其中隔膜间隔在各正极片与负极片之间，在各正极片以及负极片的极耳焊接位上分别焊接或铆接固定有正极耳、负极耳，然后再将各正极片上的正极耳并接在一起，将各负极片上的负极耳并接在一起，使其相当于整体叠片锂离子电池的内部多单体并联而对外实现大电流放电。

在各正极耳、负极耳上分别粘贴有极耳胶，在焊接正极耳、负极耳后，在由正极片、负极片以及隔膜组成的叠片体的外部包裹铝塑膜，然后使铝塑膜与正极耳以及负极耳上的极耳胶表面的PP层热熔结合在一起，而实现铝塑膜密封包装。后续通过灌注电解液等常规的软包电池制造方式完成叠片锂离子电池的制造，得到成品。

参见图1所示，在现有技术的叠片锂离子电池中，正极片201以及负极片202的极耳焊接位101均为一个设置在极片100的宽度端部边一侧中部的矩形。

将图1所示的正极片、负极片与隔膜层叠工序，层叠后的正极片201、负极片202的位置结构图参见图2所示。按照上述极耳焊接介绍，将极耳（图中未画出）分别焊接到正极片、负极片的极耳焊接位2011、2021上，然后分别使各正极耳、负极耳弯折并接在一起。在应用时，电流由位于正极片一端部的正极耳（即经由该极耳焊接位）流入，流经各正极片、电解液、负极片，然后从负极片上的负极耳（即经由该极耳焊接位）流出。

现有技术中的叠片锂离子电池存在以下的缺陷：

在高倍率放电过程中散热较慢，特别是持续高倍率放电应用时电池的温度极高，电池内部会因为散热不均匀而导致电池容易气胀，不利于电池大电流持续放电．特别不适合做大电流持续放电的软包装锂离子动力电池。

发明内容

本发明实施例第一目的在于：提供一种叠片锂离子电池用极片，将其应用于叠片锂离子电池中有利于大大降低锂离子电池的内阻，避免隔膜刺穿而导致短路，特别适用于持久高倍率放电应用。

本发明实施例第二目的在于：提供一种叠片锂离子电池片，应用本方案，有利于大大降低锂离子电池的内阻，避免隔膜刺穿而导致短路，特别适用于持久高倍率放电应用。

本发明实施例提供的一种叠片锂离子电池用极片，由集流体箔片以及涂覆在所述集流体箔材表面的电极材料层组成，

在所述集流体箔材的两相对的宽度端部边上分别延伸突出有至少一极耳焊接位，所述极耳焊接位的延伸方向与所述宽度端部边正交，在各所述极耳焊接位的表面，所述集流体箔片裸露在外；

在所述集流体箔材上，最靠近各所述极耳焊接位的外边缘转角部分别为：圆弧过渡部，

各所述圆弧过渡部与所述集流体箔材的宽度端部边以及纵向端部边分别相切，所述宽度端部边位于所述极耳焊接位的底部。

可选地，在所述集流体箔材上延伸突出有：两个所述极耳焊接位，

其中一所述极耳焊接位延伸在所述集流体箔材的第一宽度端部边，另一所述极耳焊接位延伸在与所述第一宽度端部边相对的第二宽度端部边；

两所述极耳焊接位在所述集流体箔材的纵向位置相互错开。

可选地，在所述集流体箔材上，延伸突出有两所述极耳焊接位，

其中一所述极耳焊接位延伸在所述集流体箔材的第一宽度端部边的左侧，另一所述极耳焊接位在与所述第一宽度端部边相对第二宽度端部边的左侧；

两所述极耳焊接位在所述集流体箔材的纵向位置正对。

可选地，所述圆弧过渡部的半径大于或等于10毫米并且等于或小于20毫米。

可选地，所述圆弧过渡部的半径为10毫米。

本发明实施例提供的一种叠片锂离子电池，包括正极耳、负极耳、以及由层叠的正极片、隔膜、负极片组成的叠片体，在所述叠片体中，，所述隔膜间隔在任意两所述正极片与负极片之间；

各所述正极片以及负极片分别由集流体箔片以及涂覆在所述集流体箔材表面的电极材料层组成，在所述集流体箔材的两相对的宽度端部边上分别延伸突出有至少一极耳焊接位，所述极耳焊接位的延伸方向与所述宽度端部边正交，在各所述极耳焊接位的表面，所述集流体箔片裸露在外；

在各极片的所述集流体箔材上、最靠近所述极耳焊接位的外边缘转角部分别为：圆弧过渡部，各所述圆弧过渡部与所述集流体箔材的宽度端部边以及纵向端部边分别相切，所述宽度端部边位于所述极耳焊接位的底部；

各所述正极片以及负极片上的各圆弧过渡部的顶点分别低于所述隔膜至少3毫米，其中所述圆弧过渡部的顶点为：虚拟线与所述圆弧过渡部的交点，

所述虚拟线为：本圆弧过渡部的圆心到本集流体箔材的宽度端部边以及纵向端部边的延长线的交点形成的直线。

可选地，在各所述正极片以及负极片上，所述集流体箔材上分别延伸突出有：两所述极耳焊接位，其中一所述极耳焊接位延伸在本集流体箔材的第一宽度端部边，另一所述极耳焊接位延伸在与所述第一宽度端部边相对第二宽度端部边，两所述极耳焊接位在所述集流体箔材的纵向位置相互错开；

在所述叠片体上，所有所述正极片在所述第一宽度端部边的极耳焊接位与所有负极片在所述第二宽度端部边的极耳焊接位正对，所有所述正极片在所述第二宽度端部边的极耳焊接位与所有负极片在所述第一宽度端部边的极耳焊接位正对。

可选地，在所述集流体箔材上延伸突出有两所述极耳焊接位，其中一所述极耳焊接位延伸在所述集流体箔材的第一宽度端部边的左侧，另一所述极耳焊接位在与所述第一宽度端部边相对第二宽度端部边的左侧；

两所述极耳焊接位在所述述集流体箔材的纵向位置正对；

各所述正极片的两极耳焊接位分别延伸突出在所述叠片体的左侧，

各所述负极片的两极耳焊接位分别延伸突出在所述叠片体的右侧。

可选地，各所述圆弧过渡部的顶点低于所述隔膜5毫米至6毫米。

可选地，所述圆弧过渡部的半径大于或等于0、5毫米并且等于或小于20毫米。

可选地，所述圆弧过渡部的半径为10毫米。

由上可见，应用本发明实施例的技术方案，在叠片锂离子电池中应用本实施例结构的极片作为正极片、负极片，由于在一极片两相对的宽度端部边均设置有极耳焊接位。故相对于现有技术中，由于本实施例锂离子电池在应用过程中的电流从正极片两端的正极耳共同流入，经过正极耳、电解液到负极片，从负极片两端的负极耳共同流出，从电流流经路径上，该设计一方面减少了电流流经的路程，还大大增大了电流流过的极耳的面积，从而从应用上总体上降低了叠片锂离子的内阻。进而大大改善锂离子电池内部发热、气胀等问题，本实施例技术方案特别适用于高倍率放电的动力锂离子电池，特别是需要长时间持续高倍率放电的动力锂离子电池。

如果将电流比作车流，将电流经过的路径比作马路的话，则应用本实施例技术方案实际相当于缩短了马路并且增宽了路面，故应用本发明实施例技术方案相当于通过一个设计从两方面的改进双重降低叠片锂离子电池的内阻。

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为现有技术中叠片锂离子电池用极片结构示意图；

图2为现有技术中叠片锂离子电池叠片后正极片、负极片的位置结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的一种叠片锂离子电池用极片主视结构示意图；

图4为本发明实施例1中图3的A-A剖面结构示意图；

图5为本发明实施例2提供的一种应用实施例1所示极片制成的叠片锂离子电池叠片结构示意图；

图6为本发明实施例3提供的一种叠片锂离子电池用极片主视结构示意图；

图7为本发明实施例3中图6的A-A剖面结构示意图；

图8为本发明实施例4提供的一种应用实施例2所示极片制成的叠片锂离子电池叠片结构示意图；

图9为利用图8所示结构的正极片、负极片制成叠片锂离子电池的叠片结构示意图。

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：

图3为本实施例提供的一种叠片锂离子电池用极片主视结构示意图；

图4为图3的A-A剖面结构示意图。

参见图3、4所示，本实施例提供的一种叠片锂离子电池用极片由集流体箔片以及涂覆在集流体箔材401表面的电极材料层402组成。其具体结构如下：

在集流体箔材401的第一宽度端部边上，沿与第一宽度端部边的正交方向，延伸突出有第一极耳焊接位301。

在与第一宽度端部边相对的第二宽度端部边上，沿与本第二宽度端部边的正交方向，延伸突出有第二极耳焊接位302。

在该极片上，第一极耳焊接位301、第二极耳焊接位302的位置设置使两者在本集流体箔材401的纵向位置相互错开。譬如，在该极片上，两端的极耳焊接位301、302一个在左侧，一个在右侧。

其中，在第一极耳焊接位301、第二极耳焊接位302的表面均未涂覆有电极材料层402，即在第一极耳焊接位301、第二极耳焊接位302处，集流体箔片裸露在外表面，从而使在叠片后，在第一极耳焊接位301、第二极耳焊接位302上可分别焊接或铆接极耳。

图5为应用图3、4所示结构的极片制成的叠片锂离子电池的叠片结构示意图。

参见图5所示，在正极片的第一宽度端部边以及第二宽度端部边设置有第一极耳焊接位5011、第二极耳焊接位5012。

在负极片的第一宽度端部边以及第二宽度端部边也设置有第一极耳焊接位5021、第二极耳焊接位5022。在叠片时，按照预定的叠片工艺（可以但不限于采用制袋式、Z字型式或者卷绕式或者其他等叠片工艺）将复数个正极片、负极片以及隔膜（图中未画出）进行叠片，使隔膜间隔在各正极片与负极片之间，得到叠片体。

在该叠片体上，所有正极片的第一极耳焊接位5011、第二极耳焊接位5012分别位于叠片体的顶部左端、底部右端，总体上在集流体箔材的纵向位置相互错开；所有负极片的第一极耳焊接位5021、第二极耳焊接位5022分别位于叠片体的顶部右端、底部左端位置，总体上，在集流体箔材的纵向位置相互错开。

在叠片之后，在叠片体两相对端部的各极耳焊接位（第一极耳焊接位5011、5021以及第二极耳焊接位5012、5022）上分别固定（可以但不限于焊接或者铆接方式）极耳。其中固定在正极片的极耳焊接位5011、5012上的极耳便为正极耳（图中未画出），固定在负极片的极耳焊接位5021、5022上的极耳便为负极耳（图中未画出）。

然后，将叠片体顶部的所有正极耳并接在一起，将叠片体顶部的所有负极耳并接在一起；将叠片体底部的所有正极耳并接在一起，将叠片体底部的所有负极耳并接在一起，在叠片体整体上形成四个对外的极耳（两个正极耳、两个负极耳），后续还可以但不限于通过外电路将叠片锂离子整体顶部以及底部形成的两正极耳并接在一起，将叠片锂离子整体顶部以及底部形成的两负极耳并接在一起。

然后，按照叠片电池常规的铝塑膜热封工艺在叠片体外周包裹铝塑膜，使所有正极耳以及负极耳上的极耳胶表面的PP层均与铝塑膜热熔结合在一起，实现铝塑膜密封，后续通过灌注电解液等工艺得到软包叠片锂离子电池。

在叠片锂离子电池应用中，该叠片锂离子电池中的电流流向是：电流从正极片两相对端的正极耳，从第一极耳焊接位5011、第二极耳焊接位5012）两相对端分别流入，经过正极片、电解液到负极片，最后从负极片两相对端的第一极耳焊接位5021、第一极耳焊接位5022流出，经过其固定的极耳分别流出。

由上可见，在叠片锂离子电池中应用本实施例结构的极片作为正极片、负极片，由于在一极片两相对的宽度端部边均设置有极耳焊接位，故相对于现有技术中，由于本实施例锂离子电池在应用过程中的电流从正极片两端的正极耳共同流入，经过正极耳、电解液到负极片，从负极片两端的负极耳共同流出，从电流流经路径上，该设计一方面降低了电流流经的路程，还由于大大增大了电流流过的极耳的面积，从而从应用上总体上降低了叠片锂离子的内阻。进而大大改善锂离子电池内部发热、气胀等问题，本实施例技术方案特别适用于高倍率放电的动力锂离子电池，特别是需要长时间持续高倍率放电的动力锂离子电池。

如果将电流比作车流，将电流经过的路径比作马路的话，则应用本实施例技术方案相当于缩短了马路并且增宽了路面，故应用本发明实施例技术方案相当于通过一个设计从两方面的改进双重降低叠片锂离子电池的内阻。

另一方面，在本实施例中，在每极片两相对的宽度端部边上的第一极耳焊接位301、第二极耳焊接位302在集流体箔材的纵向位置相互错开，该对端极耳焊接位对端错开设计一方面使在叠片操作时仅仅需使相同结构的正极片、负极片正反面层叠，即可保证叠片时位于同一宽度端部侧的正极片上的极耳焊接位与负极片上的极耳焊接位不重叠，避免短路，而不需要进行额外的设置。

另一方面，本发明人经过试验研究发现，该对端极耳焊接纵向位错开设计除了可取得上述的有益效果外，还可以进一步取得以下有益效果：在层叠后，在将上下层叠正对的相同极性的正极耳（或负极耳）并接时以及弯折后，对于每极片而言，沿纵向错开设计的两极耳焊接位上的极耳对极片的力的作用刚好几乎沿对角相互作用而使每极片受力均衡，从而有利于避免在叠片中以及叠片锂离子电池应用中，极片发生移位，进而避免极片移位穿刺锂离子电池中的隔膜，有利于降低叠片锂离子电池的短路率，保证锂离子电池的安全性。

需要说明的是，在本实施例中以每极片两相对的宽度端部边上的第一极耳焊接位301、第二极耳焊接位302在所述集流体箔材的纵向位置相互错开为例对本实施例的极片以及使用该极片的叠片锂离子电池为例进行说明，但本发明的应用并不限于此，在每正极片、负极片极片的两相对的宽度端部边上的两极耳焊接位的位置设定而使叠片后，在叠片体的两端部的正极耳、负极耳相互错开亦可。

实施例2：

本发明人在进行本发明的研究过程中发现，为了进一步提高叠片锂离子电池的性能，还可以对图3、4所示的极片进行以下进一步的改进：

图6为本实施例提供的另一种改进型极片结构示意图。

参见图6所示，在本实施例中，进一步对每极片（正极片和/或负极片），将在极片的集流体箔材上、最靠近本极片的宽度端部边的外端的极耳焊接位6041、6042的外边缘转角部均设置为：圆弧过渡部601，并使各圆弧过渡部601与本集流体箔材的宽度端部边602以及纵向端部边603分别相切。

其中，由于极片的极耳焊接位6041、6042为沿集流体箔材的宽度端部边602延伸突出，故此处的集流体箔材的宽度端部边位于对应的极耳焊接位6041、6042的底部。

利用上述结构的极片制成叠片锂离子电池，参见图7所示，在本实施例中在正极片以及负极片上，对于所有的极片，其上的圆弧过渡部601的圆心到极片的宽度端部边以及纵向端部边603的延长线交点形成的直线与圆弧过渡部601的交点低于隔膜至少3毫米（图7中的高度H）。

在本实施例中可以但不限于将该圆弧过渡部601的半径设置为0、5毫米至20毫米之间的任一，具体根据整个极片的宽度以及极片的外边缘转角面积大小确定。

由上可见，在本实施例中，由于叠片锂离子电池中的所有极片上，最靠近极耳焊接位6041、6042的外边缘转角部为圆弧过渡部601，且圆弧过渡部601的圆心到本圆弧过渡部601所在的极片的宽度端部边以及纵向端部边603的延长线交点形成的直线与圆弧过渡部601的交点低于隔膜至少3毫米（即图7中的H>=3mm），在所有极片上，最靠近极耳焊接位6041、6042的外边缘转角部均低于间隔在该极片侧的隔膜，使得该容易受到极耳的拉扯而往上移位的圆弧过渡部601不容易越过隔膜而与隔膜另一端的极片接触而短路；并且，应用本实施例的技术方案，可以在不改变原有的叠片工艺的，也不需对现有的叠片设备进行改动而实现：使所有极片上最靠近极耳焊接位6041、6042的外边缘转角部均低于间隔在该极片侧的隔膜至少3毫米（比如但不限于为3毫米、4毫米、5毫米、6毫米等，本发明人经过生产试验分析总结取5-6毫米为佳），而大大降低在使用过程中由于极片移位或者极耳弯折而导致正负极片400短路而发生电池零电的几率。

另外，由于叠片锂离子电池中的所有极片上，最靠近极耳焊接位6041、6042的外边缘转角部为一圆弧过渡部601与本极片的宽度端部边602以及纵向端部边603均相切，故在所有极片上在该圆弧过渡部601的外边缘处均圆弧平滑状，这样在叠片锂离子电池生产或者使用过程中，当极耳弯折而对该圆弧过渡部601产生的拉力的作用时，该外边缘平滑的圆弧过渡部601对隔膜无穿刺，且与隔膜的摩擦力大大降低，进一步降低隔膜穿透的几率，进一步降低叠片锂离子电池由于隔膜穿透短路而发生电池零电的几率。

需要说明的是，在现有技术中针对叠片锂离子电池容易发生零电的技术难题，人们往往针对隔膜的抗穿透能力进行研究，一味提高隔膜303的成本。

但是，本发明人在近几年进行叠片锂离子电池研究过程中发现，极片的移位主要是由于极耳的弯折而产生，目前大部分的隔膜穿透是由于极耳弯折而拉扯极片，当极耳被拉扯时，最靠近极耳焊接位6041、6042的外边缘转角部往往移位，在移位的过程中容易发生折角，此时该折角可能超过隔膜而与隔膜另一侧面的极片接触而发生短路发生电池零电，或者该折角刺穿隔膜而发生隔膜穿透发生电池零电。

鉴于本发明人多年的技术研发，本发明人突破目前的惯性思维而对极片进行了改动，在现有技术的极片的基础上，在该极片上最靠近极耳焊接位6041、6042的外边缘转角部切出上述的圆弧过渡部601，通过该改动一方面减低了隔膜的成本；另一方面采用该技术方案，不需对现有的叠片工艺以及叠片设备进行改动。

综上，利用本实施例技术方案，虽然其表面对现有技术改动之处为细节的改动，但是其突破了传统的思维并且更加适用于生产实施。

实验数据分析：

参见下表一所示为本发明人在进行本发明研究过程中的试验数据对比表格。

批次试验数量：为2000个叠片锂离子软包电池。叠片锂离子电池的型号规格为：8542131。

零电率测试设备：YD2681A型绝缘电阻测试仪，设备厂家：常州市扬子电子有限公司。该设备的测试量程：电压档：250V，倍率档：102，功能档：测量讯响，设置档：25，压芯机气压：0、5±0、1mpa、s。

成品电池短路测试设备：设备厂家：和普电子科技有限公司，设备名称：HK3561电池内阻测试仪；测量判定标准：短路报警器未持续明亮且未持续报警,则表示电池为‘合格’状态，反之为‘不合格’。

对比试验批次1：该叠片锂离子电池的正极片、负极片在靠近极耳焊接位6041、6042处的转角部为直角。

对比试验批次2：该叠片锂离子电池的正极片、负极片在靠近极耳焊接位6041、6042处的转角部为R圆角，其R圆角的半径范围为0、3±0、2毫米之间，在叠片锂离子电池中正极片、负极片低于隔膜0、5±0、2毫米。

本发明试验批次A1：该叠片锂离子电池的所有正极片在靠近极耳焊接位6041、6042处的转角部为圆弧过渡部601，该圆弧过渡部601与正极片的宽度端部边602以及纵向端部边603均相切，所圆弧过渡部601的圆心到本正极片的宽度端部边602以及纵向端部边603的延长线交点形成的直线与所述圆弧过渡部601的交点低于隔膜3毫米；

本发明试验批次A2：该叠片锂离子电池的所有正极片在靠近极耳焊接位6041、6042处的转角部为圆弧过渡部601，该圆弧过渡部601与正极片的宽度端部边602以及纵向端部边603均相切，所圆弧过渡部601的圆心到本正极片的宽度端部边602以及纵向端部边603的延长线交点形成的直线与所述圆弧过渡部601的交点低于隔膜5-6毫米；

本发明试验批次B1：该叠片锂离子电池的所有负极片在靠近极耳焊接位6041、6042处的转角部为圆弧过渡部601，该圆弧过渡部601与负极片的宽度端部边602以及纵向端部边603均相切，圆弧过渡部601的圆心到本负极片的宽度端部边602以及纵向端部边603的延长线交点形成的直线与所述圆弧过渡部601的交点低于隔膜3毫米；

本发明试验批次B2：该叠片锂离子电池的所有负极片在靠近极耳焊接位6041、6042处的转角部为圆弧过渡部601，该圆弧过渡部601与负极片的宽度端部边602以及纵向端部边603均相切，圆弧过渡部601的圆心到本负极片的宽度端部边602以及纵向端部边603的延长线交点形成的直线与所述圆弧过渡部601的交点低于隔膜5-6毫米；

本发明试验批次C1：该叠片锂离子电池的所有正极片以及负极片在靠近极耳焊接位6041、6042处的转角部为圆弧过渡部601，该圆弧过渡部601与其所在极片的宽度端部边602以及纵向端部边603均相切，圆弧过渡部601的圆心到本极片的宽度端部边602以及纵向端部边603的延长线交点形成的直线与所述圆弧过渡部601的交点低于隔膜3毫米；

本发明试验批次C2：该叠片锂离子电池的所有正极片以及负极片在靠近极耳焊接位6041、6042处的转角部为圆弧过渡部601，该圆弧过渡部601与其所在极片的宽度端部边602以及纵向端部边603均相切，圆弧过渡部601的圆心到本极片的宽度端部边602以及纵向端部边603的延长线交点形成的直线与所述圆弧过渡部601的交点低于隔膜5-6毫米。

上述各批次的电池，在经过叠片测量本批次的电池零电率，在弯折极耳后测量本批次的电池零电率，在成品出货之前再次测量本批次的电池零电率，得到以下的数据：

表一：实验数据分析对比表

由上表一可见，采用本实施例的技术方案，除了具有实施例1中的有益效果之外，还进一步巧妙地通过对极片的改进，并且在不需对现有的叠片工艺以及叠片机设备的基础上，大大降低叠片锂离子电池的电池零电发生率，进一步提高叠片锂离子电池的使用稳定性以及安全性。

实施例3：

图8为本实施例提供的一种叠片锂离子电池用极片的结构示意图。

图9为本实施例利用图8所示结构的正极片、负极片制成叠片锂离子电池的叠片结构示意图。

参见图8、9所示，本实施例相对于实施例1所不同之处主要在于如下：

本实施例极片上两相对宽度端部边上的两极耳焊接位的位置发生了变化：

在本实施例中，在极片的集流体箔材上延伸突出有两极耳焊接位：其中第一极耳焊接位8011延伸突出在：集流体箔材的第一宽度端部边的左侧，第二极耳焊接位8012也延伸突出在：与第一宽度端部边相对的第二宽度端部边的左侧，并且使第一极耳焊接位8011与第二极耳焊接位8012在集流体箔材的纵向位置正对。

参见图9所示，在叠片时，按照预定的叠片工艺（可以但不限于采用制袋式、Z字型式或者卷绕式或者其他等叠片工艺）将复数个正极片、负极片以及隔膜进行叠片，使隔膜间隔在各正极片与负极片之间，得到叠片体。

在该叠片体上，所有正极片的第一极耳焊接位9011、第二极耳焊接位9012均位于叠片体的顶部左端位置；

在该叠片体上，所有负极片的第一极耳焊接位9021、第二极耳焊接位9022分别位于叠片体的顶部右端以及底部右端位置。在叠片之后，与实施例1同理，在叠片体两相对端部的各极耳焊接位（9011、9012、9021、9022）分别固定极耳。固定在正极片的极耳焊接位9011、9012上的极耳便为正极耳，固定在负极片的极耳焊接位9021、9022上的极耳便为负极耳。

然后将叠片体顶部的所有正极耳并接在一起，将叠片体顶部的所有负极耳并接在一起；将叠片体底部的所有正极耳并接在一起，将叠片体底部的所有负极耳并接在一起，在叠片体整体上形成四个对外的极耳（叠片体左侧的两个正极耳，叠片体右侧的两个负极耳），可以但不限于通过外电路将叠片锂离子整体顶部以及底部形成的两正极耳并接在一起，将叠片锂离子整体顶部以及底部形成的两负极耳并接在一起。后续，与实施例同理，按照叠片电池常规的铝塑膜热封工艺实现铝塑膜密封，后续通过灌注电解液等工艺得到软包叠片锂离子电池。在本实施例中，叠片锂离子在应用时，在该叠片锂离子电池中的电流流向仍然是：电流从正极片两端的正极耳流入，经过正极耳、电解液到负极片，从负极片两端的负极耳流出。

与实施例1基本同理，在叠片锂离子电池中应用本实施例结构的极片作为正极片、负极片，由于在一极片两相对的宽度端部边均设置有极耳焊接位。故相对于现有技术中，本实施例叠片锂离子电池在应用过程中的电流从正极片相对两端的正极耳的两个极耳焊接位分别流入，经过正极片、电解液到负极片，从负极片两相对端的两极耳焊接位分别流经分别连接的负极耳流出，故从电流流经路径上，该设计一方面降低了电流流经的路程，还由于大大增大了电流流过的极耳的面积，从而从应用上总体上降低了叠片锂离子的内阻。进而大大改善锂离子电池内部发热、气胀等问题，本实施例技术方案特别适用于高倍率放电的动力锂离子电池，特别是需要长时间持续高倍率放电的动力锂离子电池。

如果将电流比作车流，电流经过的路径比作马路的话，则应用本实施例技术方案相当于缩短了马路并且增宽了路面，故应用本发明实施例技术方案相当于通过一个设计从两方面的改进双重降低叠片锂离子电池的内阻；另一方面，在本实施例中，在每极片两相对的宽度端部边上的第一极耳焊接位8011、第二极耳焊接位8012在极片的纵向位置正对，故在叠片操作时仅仅使相同结构的正极片、负极片正反面层叠，即可保证叠片时位于同一宽度端部侧的正极片上的极耳焊接位与负极片上的极耳焊接位不重叠，避免短路，而不需要进行额外的设置。

试验数据对比分析：

为了进一步说明本实施例技术方案的效果，本发明进一步进行了以下各项性能测试，具体如下：

对比例：采用现有技术结构极片制成的叠片锂离子电池，锂离子电池的型号规格为：8542131（即电池厚度8、5mm，宽度为42mm，长度为131mm），分别在2011年9月20日、2011年9月21日，2011年9月24日，分别得到各批次对比例叠片锂离子电池，其标称容量为：

5000mAH。对每批次进行随机抽样10个，然后对该10个抽样进行序号编号，分别对各批次中10个抽样样品作为被测试电池进行测试。

实施例1：采用图3、4所示结构极片得到的图5所示结构的叠片锂离子电池，型号规格同样为：8542131，分别在2011年9月20日、2011年9月21日，2011年9月24日，分别得到各批次对比例叠片锂离子电池，其标称容量为：5000mAH。

实施例3：采用图8所示结构极片得到的9所示结构的叠片锂离子电池，型号规格同样为：8542131，分别在2011年9月20日、2011年9月21日，2011年9月24日，分别得到各批次对比例叠片锂离子电池，其标称容量为：5000mAH。

同理，对于每批次进行随机抽样10个，然后对该10个抽样进行序号编号，分别对各批次中10个抽样样品作为被测试电池进行测试。

第一：测量叠片锂离子电池的内阻：应用测试工具：和普电子HK3561内阻测试仪，在测试环境：室温：25±5℃下进行对比例和本发明实施例的内阻测试，得到表二所示的数据：

表二：叠片锂离子电池的内阻数据比对表

表二可见，采用本发明实施例的锂离子极片制成的叠片锂离子电池的内阻相对于采用现有技术，其内阻下降率的平均值高达：（19、33%+21、24%+18、10）/3=19、56%。故应用本实施例技术方案有利于大大降低锂离子电池的内阻，有利于降低锂离子电池的发热量，提高放电效率。

第二：测量叠片锂离子电池的放电倍率效率：

锂离子电池的放电倍率是指，电池在规定的时间内放出其额定容量时所需要的电流值，它在数据值上等于电池额定容量的倍数，通常以字母C表示。如：电池的标称额定容量为600mAh为1C（1倍率），300mAh则为0、5C，6A(600mAh)为10C，以此类推。而放电的倍率效率为：实际倍率放电容量与电池标称容量的比值，用于表征在实际倍率放电时的放电效率。

本发明应用测试工具：新威5V200A-T倍率检测柜（其中5V为放电电压，200A为放电电流，T为检测柜型号，即当前电池的放电倍率为20倍率），在测试环境：室温：25±5℃下，对对比例和本实施例的电池的放电倍率效率进行测试，得到表三所示的数据。

表三：20倍率放电时的放电倍率效率对比表

由表三可见，采用本发明实施例的锂离子极片制成的叠片锂离子电池在高倍率放电下的放电效率远远大于现有技术电池，即本发明实施例的锂离子极片制成的叠片锂离子电池在高倍率放电下的放电时间远远大于现有技术的叠片锂离子电池。

第三：测量叠片锂离子电池在20倍率放电时的电池温度：本发明在应用测试工具：新威5V200A-T倍率检测柜进行20倍率放电测试过程中，使用美国理想IDEAL生产的61-685红外线温度测试仪，对放电过程中电池表面温度进行测量，得到表四所示的最高温度对照表：

表四：20倍率放电时的电池表面最高温度对照表

表四可见，在高倍率放电下，采用本发明实施例的锂离子极片制成的叠片锂离子电池的发热量大大降低，采用本实施例技术方案更加安全可靠，特别适用于持久大倍率放电。

第四：测量叠片锂离子电池在更高倍率25倍率下放电的气胀情况：

在利用新威5V200A-T倍率检测柜，进行上述第二、三的测试后，调节倍率检测柜的放电倍率参数，使加5倍率，即使被测试电池在25倍率下放电完毕后，目测放电电池的气胀情况，得到表五所示数据记录：

表五：25倍率放电时的电池的胀气情况记录表

由表五可见，在更高倍率放电下，采用本发明实施例的锂离子极片制成的叠片锂离子电池更适合于持久高倍率放电，其在持久高倍率放电情况下胀气发生率低，其更适合于持久高倍率放电应用，更加安全可靠。

本发明人在进行本发明的研究过程中发现，锂离子电池的胀气情况主要原因是，叠片锂离子电池内部温度升高，而导致内部电解液发生汽化而导致，电池胀气严重的情况会导致电池爆炸等事故，存在极大的安全隐患。而本发明人在本实施例中，通过在每个极片的两个相对的宽度端部边上均设置有极耳焊接位，其一方面加大了电流从极片到外电路流过的导体面积（即极耳的面积），另一方面减少了电流流过的路程，有利于大大降低叠片锂离子电池的内阻，有利于使其在大倍率放电时具有良好、稳定的电气性能，避免胀气等现象的发生。

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 (11)

1.一种叠片锂离子电池用极片，由集流体箔片以及涂覆在所述集流体箔材表面的电极材料层组成，其特征是，

在所述集流体箔材的两相对的宽度端部边上分别延伸突出有至少一极耳焊接位，所述极耳焊接位的延伸方向与所述宽度端部边正交，

在各所述极耳焊接位的表面，所述集流体箔片裸露在外；

在所述集流体箔材上，最靠近各所述极耳焊接位的外边缘转角部分别为：圆弧过渡部，

各所述圆弧过渡部与所述集流体箔材的宽度端部边以及纵向端部边分别相切，所述宽度端部边位于所述极耳焊接位的底部。

2.根据权利要求1所述的叠片锂离子电池用极片，其特征是，

在所述集流体箔材上延伸突出有：两个所述极耳焊接位，其中一所述极耳焊接位延伸在所述集流体箔材的第一宽度端部边，

另一所述极耳焊接位延伸在与所述第一宽度端部边相对的第二宽度端部边；

两所述极耳焊接位在所述集流体箔材的纵向位置相互错开。

3.根据权利要求1所述的叠片锂离子电池用极片，其特征是，

在所述集流体箔材上，延伸突出有两所述极耳焊接位，其中一所述极耳焊接位延伸在所述集流体箔材的第一宽度端部边的左侧，另一所述极耳焊接位在与所述第一宽度端部边相对第二宽度端部边的左侧；

两所述极耳焊接位在所述集流体箔材的纵向位置正对。

4.根据权利要求1或2或3所述的叠片锂离子电池用极片，其特征是，

所述圆弧过渡部的半径大于或等于10毫米并且等于或小于20毫米。

5.根据权利要求4所述的叠片锂离子电池用极片，其特征是，

所述圆弧过渡部的半径为10毫米。

6.一种叠片锂离子电池，包括正极耳、负极耳、以及由层叠的正极片、隔膜、负极片组成的叠片体，在所述叠片体中，所述隔膜间隔在任意两所述正极片与负极片之间；其特征是，

各所述正极片以及负极片分别由集流体箔片以及涂覆在所述集流体箔材表面的电极材料层组成，在所述集流体箔材的两相对的宽度端部边上分别延伸突出有至少一极耳焊接位，所述极耳焊接位的延伸方向与所述宽度端部边正交，

在各所述极耳焊接位的表面，所述集流体箔片裸露在外；

在各极片的所述集流体箔材上、最靠近所述极耳焊接位的外边缘转角部分别为：圆弧过渡部，各所述圆弧过渡部与所述集流体箔材的宽度端部边以及纵向端部边分别相切，所述宽度端部边位于所述极耳焊接位的底部；

各所述正极片以及负极片上的各圆弧过渡部的顶点分别低于所述隔膜至少3毫米，其中所述圆弧过渡部的顶点为：虚拟线与所述圆弧过渡部的交点，

所述虚拟线为：本圆弧过渡部的圆心到本集流体箔材的宽度端部边以及纵向端部边的延长线的交点形成的直线。

7.根据权利要求6所述的一种叠片锂离子电池，其特征是，

在各所述正极片以及负极片上，所述集流体箔材上分别延伸突出有：两所述极耳焊接位，

其中一所述极耳焊接位延伸在本集流体箔材的第一宽度端部边，

另一所述极耳焊接位延伸在与所述第一宽度端部边相对第二宽度端部边，两所述极耳焊接位在所述集流体箔材的纵向位置相互错开；

在所述叠片体上，所有所述正极片在所述第一宽度端部边的极耳焊接位与所有负极片在所述第二宽度端部边的极耳焊接位正对，

所有所述正极片在所述第二宽度端部边的极耳焊接位与所有负极片在所述第一宽度端部边的极耳焊接位正对。

8.根据权利要求6所述的一种叠片锂离子电池，其特征是，

在所述集流体箔材上延伸突出有两所述极耳焊接位，

其中一所述极耳焊接位延伸在所述集流体箔材的第一宽度端部边的左侧，

另一所述极耳焊接位在与所述第一宽度端部边相对第二宽度端部边的左侧；

两所述极耳焊接位在所述述集流体箔材的纵向位置正对；

各所述正极片的两极耳焊接位分别延伸突出在所述叠片体的左侧，

各所述负极片的两极耳焊接位分别延伸突出在所述叠片体的右侧。

9.根据权利要求6所述的一种叠片锂离子电池，其特征是，

各所述圆弧过渡部的顶点低于所述隔膜5毫米至6毫米。

10.根据权利要求6所述的一种叠片锂离子电池，其特征是，

所述圆弧过渡部的半径大于或等于10毫米并且等于或小于20毫米。

11.根据权利要求6所述的一种叠片锂离子电池，其特征是，

所述圆弧过渡部的半径为10毫米。

Images