CN105322235B - 卷绕式锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种卷绕式锂离子电池，该电池包括壳体及设置在壳体内的电芯，所述电芯包括卷绕电极单元及与所述壳体接触设置的包覆层；所述包覆层包括与所述卷绕电极单元中的第一正极片连接的第二正极片，所述第二正极片上未涂覆正极活性材料，且沿所述卷绕电极单元中第一正极片的卷绕方向卷绕，使所述第二正极片卷绕所述卷绕电极单元至少一周。本发明在卷绕电极单元和壳体之间设置了包覆层，且该包覆层的第二正极片包覆所述卷绕电极单元至少一周，即采用正极片包覆负极片的方式，由于第二正极片与卷绕电极单元中的第一正极片连接，且包覆层与壳体接触设置，故第一正极片、第二正极片和壳体之间为相同电位，从而消除了壳体和电芯之间的无效电位差。

Description

卷绕式锂离子电池
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种卷绕式锂离子电池。
背景技术
锂离子动力电池是具有最高比能量的二次电池体系，广泛应用于多个领域。为满足不同电子产品的要求，锂离子电池可以做成圆柱形、方形或扣式，甚至可以将几个电池串联和/或并联在一起组成电池组。
近年来，方形铝壳锂离子电池发展迅速，主要原因是方形铝质外壳制备容易、成本较低。而且，方形铝壳锂离子电池的形状灵活多变，可根据不同的容量要求制备出各种满足要求的产品。同时，因其特殊的方形结构可使电池内部的活性物质与电解液充分接触，具有较好的电化学性能。
目前，方形铝壳锂离子电池的电芯多采用卷绕方式加工而成，形成负极片包覆负极片的卷绕结构。通常情况下，正极片采用铝箔，而负极片采用铜箔。电芯的外层是铜箔层和隔膜层，隔膜层位于铜箔层和铝壳之间。由于铝壳相当于正极，因此在铝壳和该铜箔层之间形成了电位差。尽管该铜箔层在面向铝箔层的一面涂覆有负极活性材料，但在面向铝壳的一面是不涂覆负极活性材料的。这样的话，该铜箔层和铝壳之间的电位差是无效电位差。该无效电位差在一定程度上增加了电池的内阻。该缺点在很大程度上限制了方形锂离子电池的发展。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：如何消除电芯和壳体之间的无效电位差。
为此目的，本发明提出了一种卷绕式锂离子电池，包括壳体及设置在壳体内的电芯，所述电芯包括卷绕电极单元及与所述壳体接触设置的包覆层；
所述包覆层包括与所述卷绕电极单元中的第一正极片连接的第二正极片，所述第二正极片上未涂覆正极活性材料，且沿所述卷绕电极单元中第一正极片的卷绕方向卷绕，使所述第二正极片卷绕所述卷绕电极单元至少一周。
进一步地，所述第一正极片和所述第二正极片为一体结构。
进一步地，所述电芯还包括正极耳，所述正极耳连接至所述第一正极片上未涂覆正极活性材料的位置。
更进一步地，所述第一正极片上未涂覆活性材料的位置为第一正极片和第二正极片的总长度的中间位置。
进一步地，所述卷绕电极单元还包括第一隔离膜、负极片、第二隔离膜；所述卷绕电极单元由依次层叠的所述第一隔离层、所述负极片、所述第二隔离膜和所述第一正极片卷绕形成。
更进一步地，所述电芯还包括负极耳，所述负极耳连接至所述负极片的卷绕起始端上未涂覆负极活性材料的位置。
更进一步地，所述负极片的卷绕起始端上未涂覆负极活性材料的位置的长度为所述卷绕电极单元的内周周长。
更进一步地，所述负极片上与所述第二正极片对应的部位未涂覆负极活性材料。
本发明在卷绕电极单元和壳体之间设置了包覆层，且该包覆层的第二正极片包覆所述卷绕电极单元至少一周，即采用正极片包覆负极片的方式，由于第二正极片与卷绕电极单元中的第一正极片连接，且包覆层与壳体接触设置，故第一正极片、第二正极片和壳体之间为相同电位，从而消除了壳体和电芯之间的无效电位差。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了根据本发明卷绕式锂离子电池一个实施例的结构示意图；
图2示出了根据本发明卷绕式锂离子电池中电芯的卷绕示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
本发明提供一种卷绕式锂离子电池，如图1、2所示，该电池包括壳体3及设置在壳体内的电芯6，所述电芯包括卷绕电极单元及与所述壳体接触设置的包覆层；
所述包覆层包括与所述卷绕电极单元中的第一正极片61连接的第二正极片65，所述第二正极片65上未涂覆正极活性材料，且沿所述卷绕电极单元中第一正极片61的卷绕方向卷绕，使所述第二正极片卷绕所述卷绕电极单元至少一周。
上述技术方案中的壳体可以为铝壳，也可以为相当于正极的其他材质的壳体。
在上述技术方案中，在卷绕电极单元和壳体之间设置了包覆层，且该包覆层的第二正极片包覆所述卷绕电极单元至少一周，即采用正极片包覆负极片的方式，由于第二正极片与卷绕电极单元中的第一正极片连接，且包覆层与壳体接触设置，故第一正极片、第二正极片和壳体之间为相同电位。因此通过包覆层消除了壳体和电芯之间的无效电位差。
第一正极片、第二正极片的集流体可采用铝箔，负极片的集流体可采用铜箔。
一般情况下，当制作好电芯后，将电芯放入到壳体内，当在壳体内注入电解液后，使电芯得到充分浸润，能使电芯更好的存储电能。在锂离子电池整体工作的过程中，第二正极片与壳体内壁紧密接触，作为一个整体正极。
上述技术方案的具体实施过程中，所述第二正极片和所述第一正极片可为一体结构。这样，第二正极片为第一正极片的延长部分，第一正极片和第二正极片为一条极片带，简化了加工、卷绕等制作工艺。
在具体实施过程中，需要正极耳，以便引出正极。具体为：正极耳连接至所述第一正极片上未涂覆正极活性材料的位置。
在具体实施过程中，所述卷绕电极单元还可包括第一隔离膜64、负极片63、第二隔离膜62；所述卷绕电极单元由依次层叠的所述第一隔离层64、所述负极片63、所述第二隔离膜62和所述第一正极片61卷绕形成。在卷绕时，第一隔离膜、负极片、第二隔离膜一般从外至内卷绕。这样，第一正极片61和负极片63之间通过第二隔离膜62隔离，负极片63通过第一隔离膜62和第二隔离膜64包覆，避免与第二正极片65接触。
在图2中，极片上有活性材料的部分采用加粗线表示(除了正极耳的部位，该部位未示出)。可以看出，标记61代表的第一正极片均加粗，第一正极片61上具有正极活性材料(除了正极耳的部位，该部位未示出)；标记62代表第二正极片，第二正极片62上不具有正极活性材料，第二正极片62为近一圈半。标记63代表负极片，负极片在最初一圈内设置负极耳，因此在最初一圈没有加粗，不具负极活性材料。
在具体实施过程中，需要在正极片上设置正极耳1，以便引出正极，具体可将所述正极耳连接至所述第一正极片上未涂覆有正极活性材料的位置。为了简化极片的制备过程、方便控制极片在涂覆过程中的间歇等，所述第一正极片上未涂覆有活性材料的位置可以为第一正极片和第二正极片的总长度的中间位置。正极耳和第一正极片的连接方式可以为点焊。
在具体实施过程中，需要在负极板上设置负极耳2，以便引出负极。具体可将所述负极耳连接至所述负极片的卷绕起始端上未涂覆负极活性材料的位置。进一步地，所述负极片的卷绕起始端上未涂覆负极活性材料的位置的长度可以为所述电极层的内周周长。这样，负极片的卷绕起始端上未涂覆负极活性材料的部分就可以包覆一周，正好将负极耳包覆在负极片和第一隔离膜之间，从而不必再负极片上贴保护胶带，既缩短了工艺流程、降低了卷绕工序中操作人员的操作难，又降低了电池的整体制作成本。图2中的标记4为盖板，标记5为与极耳连接的引出端。负极耳和负极片的连接方式可以为点焊。
由于第二正极片上不具正极活性材料，因此负极片与第二正极片对应部位上未涂覆负极活性材料，减少了负极活性材料的使用量，进一步降低了制作成本。例如图2中的负极片63在最后近半圈没有加粗。
由于本发明减少了负极片和两隔膜的使用量，因此降低了锂离子电池的成本，同时使电池的厚度变薄。另外，本发明所提供的电池的电芯和壳体之间有合适的装配度，为锂离子电池获得优良的电化学性能提供了极大的保证。
在本发明中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“多个”指两个或两个以上，除非另有明确的限定。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (6)

1.一种卷绕式锂离子电池，其特征在于，包括壳体及设置在壳体内的电芯，所述电芯包括卷绕电极单元及与所述壳体接触设置的包覆层；
所述包覆层包括与所述卷绕电极单元中的第一正极片连接的第二正极片，所述第二正极片上未涂覆正极活性材料，且沿所述卷绕电极单元中第一正极片的卷绕方向卷绕，使所述第二正极片卷绕所述卷绕电极单元至少一周，且电芯的最外层为第二正极片；
所述卷绕电极单元还包括第一隔离膜、负极片、第二隔离膜；所述卷绕电极单元由依次层叠的所述第一隔离层、所述负极片、所述第二隔离膜和所述第一正极片卷绕形成；
所述第一正极片和所述第二正极片为一体结构。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电芯还包括正极耳，所述正极耳连接至所述第一正极片上未涂覆正极活性材料的位置。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第一正极片上未涂覆活性材料的位置为第一正极片和第二正极片的总长度的中间位置。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电芯还包括负极耳，所述负极耳连接至所述负极片的卷绕起始端上未涂覆负极活性材料的位置。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述负极片的卷绕起始端上未涂覆负极活性材料的位置的长度为所述卷绕电极单元的内周周长。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述负极片上与所述第二正极片对应的部位未涂覆负极活性材料。
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