CN103199213A - 锂离子电池极片、极片制造方法及锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

一种电池极片,包括极片基体、浆料涂层以及极耳安装部,所述涂层沿极片基体长度方向涂布于基体之上,所述极耳安装部设置于涂层的一侧。采用以上技术方案后,由于所述极耳安装部沿极片基体长度方向设置于基体之上,与现有锂离子电池极片一般设置多个极耳安装部相比,减少了极耳安装部的数量,简化了极片制作工艺。此外,由于极耳安装部位于极片一侧,与极片接触面积大,缩短了电流在极片内的移动路径,可以大幅降低电池内阻,提高电池大倍率充放电性能。本发明还提供了极片制作方法以及含有上述锂离子电池极片的锂离子电池。

Description

锂离子电池极片、极片制造方法及锂离子电池
  
技术领域
本发明属于锂离子电池制造领域,尤其涉及一种锂离子电池极片、极片制造方法以及含有上述锂离子电池极片的锂离子电池。 
  
背景技术
现有的圆柱型锂离子电池制作工艺大多是通过电池极耳进行集流。具体来说,先将浆料涂层(所述浆料涂层一般有活性物质及添加剂组成)涂布于极片基体上制成正极极片和负极极片,所述正极极片和负极极片经卷绕制成电池电芯,所述电池极耳设置于正极极片和负极极片之上,该电池极耳与壳体或盖帽连接,再经过注入电解液,封口工序,制成锂离子电池。 
现有极片(包括正极极片和负极极片)的制作过程中,需在极片基体的宽度方向(横向)上按照设定的距离预留焊接极耳的位置,为了准确设置焊接极耳的位置,需要在涂布设备中设置感应器,一卷几千米长的极片基体,往往要预留几千个极耳位,使得极片的制作比较麻烦,而且很容易出现定位不准确的现象。 
  
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池极片,旨在解决现有锂离子电池生产中存在的电池极片生产工艺复杂,制作的电池内阻高、导电性差、大倍率放电性能差等问题。 
本发明是这样实现的,一种锂离子电池极片,包括极片基体、浆料涂层以及极耳安装部,所述浆料涂层沿极片基体长度方向涂布于极片基体之上,所述极耳安装部设置于浆料涂层的一侧。 
采用以上技术方案后,由于所述极耳安装部沿极片基体长度方向设置于基体之上,与现有锂离子电池极片一般设置多个极耳安装部相比,减少了极耳安装部的数量,简化了极片制作工艺。此外,由于极耳安装部位于极片一侧,与极片接触面积大,缩短了电流在极片内的移动路径,可以大幅降低电池内阻,提高电池大倍率充放电性能。 
其中,所述极耳安装部的宽度为1毫米~20毫米。 
其中,还设有一极耳片,所述极耳片沿极片基体长度方向焊接于极耳安装部之上,该极耳片的长度与极片长度一致,宽度与极耳安装部的宽度相适配。 
其中,所述极耳片的厚度为0.01毫米~1毫米,该极耳片采用自钎焊、电弧焊、电阻焊、超声焊、激光焊中的一种焊接方式焊接于极耳安装部上。 
其中,所述锂离子电池极片为正极极片,所述极片基体为铝箔,所述极片涂层为正极极片涂层,所述极耳安装部为铝箔。 
其中,所述锂离子电池极片为负极极片,所述极片基体为铜箔,所述极片涂层为负极极片涂层,所述极耳安装部为铜箔。 
本发明还提供一种锂离子电池极片的制造方法,包括如下步骤: 
(1)沿极片基体长度方向间隔涂布浆料,间隔处留白,留白处为极耳安装部;待涂布浆料干燥后,成为浆料涂层;
(2)裁剪极片基体成若干电池极片,所述电池极片包括浆料涂层和极耳安装部,所述浆料涂层沿电池极片长度方向涂布在电池极片之上,所述极耳安装部位于浆料涂层的一侧;
(3)在极耳安装部上焊接极耳片,所述极耳片沿极片基体长度方向焊接于极耳安装部之上。
本发明还提供一种锂离子电池,包括锂离子电池极片,隔膜、正极汇流片、负极汇流片、电池正极以及电池负极,所述锂离子电池极片包括正极极片和负极极片,所述正极极片、隔膜、负极极片经卷绕制成电池电芯,所述正极极片的极耳安装部位于电池电芯的上部,所述负极极片的极耳安装部位于电池电芯的下部,所述正极汇流片分别与正极极片的极耳安装部以及电池正极连接,所述负极汇流片分别与负极极片的极耳安装部连接以及电池负极连接。 
其中,所述正极汇流片以及负极汇流片焊接于电池电芯的上、下端面。 
  
附图说明
图1是现有锂离子电池极片的示意图。 
图2是本发明实施例提供在极耳基体上涂布浆料涂层后的示意图。 
图3是本发明实施例提供的裁剪后的电池极片的示意图。 
图4是本发明实施例提供的极耳片的主视示意图。 
图5是本发明实施例提供的锂离子电池的剖视示意图。 
  
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。 
请参阅图1,现有锂离子电池极片1包括极片基体10,所述极片基体10上涂覆有浆料涂层12,在极片基体10宽度方向(即Y轴方向)间隔设有极耳安装部11,一个极片基体10上一般设有3个或更多极耳安装部11,主要目的是降低电池内阻,但是极片制作非常麻烦。 
请参阅图3,本发明提供一种锂离子电池极片3,所述锂离子电池极片3包括极片基体30、浆料涂层32以及极耳安装部31,所述浆料涂层32沿极片基体30长度方向(即X轴方向)涂布于极片基体30之上,所述极耳安装部31设置于极片涂层的一侧,亦沿极片基体30长度方向(即X轴方向)设置于极片基体30之上。 
采用以上技术方案后,由于所述极耳安装部31沿极片基体30长度方向设置于极片基体30之上,所述电池极片中极耳安装部31的数量减少至1个,与现有锂离子电池极片10一般设置多个极耳安装部11相比,减少了极耳安装部的数量,简化了极片制作工艺。此外,由于极耳安装部位于极片一侧,与极片接触面积大,缩短了电流在极片内的移动路径,可以大幅降低电池内阻,提高电池大倍率充放电性能。
请参阅图3、图4,所述锂离子电池极片还设有一极耳片33,所述极耳片33的厚度为0.01毫米~1毫米,所述极耳片33沿极片基体30的长度方向焊接于极耳安装部31之上,焊接方式为自钎焊、电弧焊、电阻焊、超声焊、激光焊中的一种,该极耳片33的与电池极片长度一致,宽度与极耳安装部31的宽度相适配。采用以上技术方案后,所述极耳安装部31上焊接极耳片33,所述极耳安装部31的支撑强度能得到大幅提升、内阻也能得到大幅降低,大幅提高电池极片的性能。 
在本实施例中,所述锂离子电池极片为正极极片或负极极片。当锂离子电池极片为正极极片时,所述极片基体30为铝箔,所述极片涂层32为正极浆料涂层,所述极耳安装部31以及极耳片33分别为铝箔和铝带。当所述锂离子电池极片为负极极片时,所述极片基体30为铜箔,所述极片涂层32为负极浆料涂层,所述极耳安装部31均为铜箔,所述极耳片33为镍带。此外,所述极耳安装部31以及极耳片33的宽度为1毫米~20毫米。在本实施例中,所述正极浆料涂层为磷酸铁锂,所述负极浆料涂层为石墨。 
请参阅图2~4,本发明还提供一种锂离子电池极片的制造方法,包括如下步骤: 
(1)沿极片基体2长度方向间隔涂布浆料,间隔处留白,留白处为极耳安装部22;待涂布浆料干燥后,形成浆料涂层21; 在本步骤中,所述极片基体2为市场上销售成卷的正、负极极片基体材料,其长度一般为几千米或更长。如需制作正极极片选用正极极片基体以及正极涂布浆料,如需制作负极极片则选用负极极片基体以及负极涂布浆料,有关锂离子电池正、负极片基体所用材料以及正、负极浆料以上均有介绍,在此不再赘述。
(2)裁剪极片基体2成若干电池极片3,所述电池极片3包括浆料涂层32和极耳安装部31,裁剪后的极片基体(即电池极片3)包括浆料涂层32以及极耳安装部31,所述浆料涂层32沿极片基体长度方向涂布于极片基体之上,所述极耳安装部31设置于浆料涂层的一侧; 
(3)在极耳安装部31上焊接极耳片33,所述极耳片33沿极片基体长度方向焊接于极耳安装部31之上。
由于沿极片基体2宽度方向(即Y方向)留白,留白处为极耳安装部22,所述极耳安装部的数量为几个至几十个,相比较现有极片基体上设置几千个极耳安装部,本极片制作工艺更为简单。此外,所述极耳安装部31上焊接极耳片33,使后续焊接汇流片的支撑强度得到提升,同时电池内阻得到降低,大幅提高电池的性能。 
请参阅图5,本发明还提供了一种锂离子电池4,包括上述实施例中的锂离子电池极片、隔膜42、正极汇流片44、负极汇流片45、电池正极以及电池负极,所述锂离子电池极片包括正极极片43,负极极片41。所述电池正极特指电池正极输入输出端,所述电池负极特指电池负极输入输出端,具体来说,所述电池正极为电池盖帽7,所述电池负极为电池钢壳6。所述正极极片43的极耳安装部431位于电池电芯5的上部,所述负极极片41的极耳安装部411位于电池电芯5的下部,所述正极汇流片44一面与正极极片43的极耳安装部431的端面(即电池电芯5的上端面)焊接连接,另一面与电池盖帽7焊接连接;所述负极汇流片45一面与负极极片41的极耳安装部411端面(即电池电芯5的下端面)焊接连接,另一面与电池钢壳6的底部焊接连接。 
采用以上技术方案后,由于所述正极极耳安装部431以及负极极耳安装部411分别位于电池电芯5的上、下端,所述正极汇流片44、负极汇流片45焊接于正极极耳安装部431、负极极耳安装部411的端面,接触面较大,该正极汇流片44、负极汇流片45通过极耳安装部431、432几乎与整个电池正极极片、电池负极极片端面的连接。与现有锂离子电池极片通过数个极耳与汇流片连接相比,本发明提供的锂离子电池中极片与汇流片的连接更为合理,更有利于降低电池的内阻以及快速放电。 
以下是以本发明提供的锂离子电池与现有的锂离子电池(型号均为32650)技术参数的对比图表(表1): 
表1:原技术与本发明电池的性能参数对比
 
组别 A(现有技术提供的电池) B(本发明提供的电池)
容量 5000mAh 4750mAh
内阻 9mΩ 4.5mΩ
1C放电平台电压 3.2V 3.25V
5C放电平台电压 2.94V 3.1V
10C放电平台电压 2.7V 3.0V
从表中可明显看出,本发明提供的锂离子电池内阻明显降低,大倍率放电平台也提高很多,5C的放电平台从2.94V提高到3.1V;10C的放电平台从2.7V提高到3.0V。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。 
  

Claims (9)

1.一种锂离子电池极片,包括极片基体、浆料涂层以及极耳安装部,其特征在于:所述浆料涂层沿极片基体长度方向涂布于极片基体之上,所述极耳安装部设置于浆料涂层的一侧。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池极片,其特征在于:所述极耳安装部的宽度为1毫米~20毫米。
3.如权利要求1或2所述的一种锂离子电池极片,其特征在于:还设有一极耳片,所述极耳片沿极片基体长度方向焊接于极耳安装部之上,该极耳片的长度与电池极片长度一致,宽度与极耳安装部的宽度相适配。
4.如权利要求3所述的一种锂离子电池极片,其特征在于:所述极耳片的厚度为0.01毫米~1毫米,该极耳片采用自钎焊、电弧焊、电阻焊、超声焊、激光焊中的一种焊接方式焊接于极耳安装部上。
5.如权利要求1所述的一种锂离子电池极片,其特征在于:所述锂离子电池极片为正极极片,所述极片基体为铝箔,所述极片涂层为正极极片涂层,所述极耳安装部为铝箔。
6.如权利要求1所述的一种锂离子电池极片,其特征在于:所述锂离子电池极片为负极极片,所述极片基体为铜箔,所述极片涂层为负极极片涂层,所述极耳安装部为铜箔。
7.一种锂离子电池极片的制造方法,包括如下步骤:
(1)沿极片基体长度方向间隔涂布浆料,间隔处留白,留白处为极耳安装部;待涂布浆料干燥后,成为浆料涂层;
(2)裁剪极片基体成若干电池极片,所述电池极片包括浆料涂层和极耳安装部,所述浆料涂层沿电池极片长度方向涂布在电池极片之上,所述极耳安装部位于浆料涂层的一侧;
(3)在极耳安装部上焊接极耳片,所述极耳片沿极片基体长度方向焊接于极耳安装部之上。
8.一种锂离子电池,包括如权利要求1-3中任一锂离子电池极片,隔膜、正极汇流片、负极汇流片、电池正极以及电池负极,所述锂离子电池极片包括正极极片和负极极片,所述正极极片、隔膜、负极极片经卷绕制成电池电芯,所述正极极片的极耳安装部位于电池电芯的上部,所述负极极片的极耳安装部位于电池电芯的下部,所述正极汇流片分别与正极极片的极耳安装部以及电池正极连接,所述负极汇流片分别与负极极片的极耳安装部连接以及电池负极连接。
9.如权利要求8所述的一种锂离子电池,其特征在于,所述正极汇流片以及负极汇流片焊接于电池电芯的上、下端面。
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