CN105633333A - 一种锂离子圆柱结构电池及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子圆柱结构电池及其制备方法，包括呈圆柱形的电芯，电芯外包裹有封装膜，电芯的正极耳和负极耳穿过封装膜；正极耳和负极耳所述电芯的侧壁上，正极耳和负极耳与电芯的轴线相互平行，且朝向相同。本发明提供的本发明提供的一种锂离子圆柱结构电池及其制备方法，摒弃成本高、重量大、安全性差的钢壳结构电池及能量比低的软包结构电池，具有更高的安全性和能量比，使用寿命更长。

Description

一种锂离子圆柱结构电池及其制备方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子圆柱结构电池及其制备方法。

背景技术

锂离子电池作为具有能量密度高、可快速充放电、可循环使用且寿命长等特点，已经成为电池能源市场的主流，并被广泛应用于军用和民用产品中。随着社会的发展，人们对锂离子电池的要求已不仅仅局限于电池的可靠性和安全性，对电池的性能、结构也有着越来越高的要求。

随着穿戴产品的兴起，对电池产品的小型化、多样化越加明显，同时由于对设备续航能力的要求越来越高，这就要求制造商在保证产品性能的前提下，尽可能的提高电池产品的内部实际利用空间进而提高能量密度，同时要配合终端产品内部结构来进行电池的结构设计。

目前，圆柱电池有两种结构：一种是钢壳结构，此类结构电池采用钢性壳体将正、负极和隔膜、电解液封装在其中，而钢性壳体通常为金属材料，如不锈钢或者铝合金等，不仅使得材料成本高、重量大，而且存在爆炸等危险安全隐患；另一种为软包结构，此类结构电池重量具有重量轻，安全性能好的优势，但目前软包圆柱电池为正负极两头出极耳的结构，如图1所示，此种结构，使得电池整体占据非常大的空间，使得实际利用空间偏小，对提高电池能量密度限制较大，尤其对于小型化的圆柱电池表现尤为凸出。

发明内容

本发明的目的在于提出一种锂离子圆柱结构电池及其制备方法，以解决现有技术中存在的电池整体占据的空间大，实际利用空间偏小，对提高电池能量密度限制较大的技术问题。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子圆柱结构电池，包括呈圆柱形的电芯，所述电芯外包裹有封装膜，所述电芯的正极耳和负极耳穿过所述封装膜；

所述正极耳和所述负极耳所述电芯的侧壁上，所述正极耳和所述负极耳与所述电芯的轴线相互平行，且朝向相同。

进一步的，所述正极耳和所述负极耳位于同一圆周上，所述封装膜的外壁上设有用于封装所述正极耳和所述负极耳的圆形封边。

进一步的，所述正极耳和所述负极耳位于所述电芯侧壁上的高度相同，且均设于所述电芯高度方向的中心处。

进一步的，所述正极耳和所述负极耳之间的夹角为180°。

进一步的，所述电芯包括正极片和负极片，所述正极耳与所述正极片焊接连接，所述负极耳与所述负极片焊接连接。

进一步的，所述封装膜为铝塑膜。

本发明还提供一种锂离子圆柱结构电池的制备方法，包括以下步骤：

正极片和负极片上分别连接正极耳和负极耳，之后，正极片、隔膜、负极片、隔膜叠加卷绕成电芯，其中，正极耳和负极耳设置在卷绕的收尾端；

分别将正极耳和负极耳弯折成水平状态；

通过模具冲压成具有凹槽的封装膜，将电芯放置在封装膜内进行封装，之后依次进行注液、化成、成型、分容和裁切封边；

裁切封边后对正极耳和负极耳进行整形加工处理，将正极耳和负极耳向同一方向弯折，使正极耳和负极耳与电芯的轴线向平行。

进一步的，将正极耳和负极耳弯折成水平状态的方式为，先将正极耳和负极耳反方向弯折180°，其中，折弯处于与电芯的边缘齐平，之后，再根据正极耳负极的位置需求，再将正极耳和负极耳反方向弯折90°呈水平状态。

进一步的，通过热封机对正极耳和负极耳与封装膜的穿接处进行热封，其中，热封的封边为360°包围封装膜。

本发明提供的一种锂离子圆柱结构电池及其制备方法，通过封装膜封装电芯，正极耳和负极耳朝向电芯的同一个方向，减小封装占据的空间，从而提高了空间的利用率，同样的安装空间下，可以增加电池自身的尺寸，从而提高了电池活性物质的量，进而增加电池的能量，提高安全性及使用寿命，同时，正极耳和负极耳朝向相同，方便存储包装。

该锂离子圆柱结构电池及其制备方法，摒弃成本高、重量大、安全性差的钢壳结构电池及能量比低的软包结构电池，具有更高的安全性和能量比，使用寿命更长。

附图说明

图1是现有的软包圆柱电池的主视图；

图2是本发明实施例提供的锂离子圆柱结构电池的正极片的主视图；

图3是本发明实施例提供的锂离子圆柱结构电池的封装膜的主视图；

图4是本发明实施例提供的锂离子圆柱结构电池的电芯卷成的结构示意图；

图5是本发明实施例提供的锂离子圆柱结构电池的电芯卷成弯折后的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的锂离子圆柱结构电池的电芯封装后的剖视图；

图7是本发明实施例提供的锂离子圆柱结构电池的结构示意图。

图中：

1、电芯；2、封装膜；3、圆形封边；11、正极耳；12、负极耳；13、正极片；14、负极片；15、隔膜。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

实施例1

如图2-7所示，一种锂离子圆柱结构电池，包括呈圆柱形的电芯1，电芯1外包裹有封装膜2，电芯1的正极耳11和负极耳12穿过封装膜2；

正极耳11和负极耳12电芯1的侧壁上，正极耳11和负极耳12与电芯1的轴线相互平行，且朝向相同。

正极耳11和负极耳12位于同一圆周上，封装膜2的外壁上设有用于封装正极耳11和负极耳12的圆形封边3。

正极耳11和负极耳12位于同一圆周上，其中，优选的，正极耳11和负极耳12位于电芯1侧壁上的高度相同，且均设于电芯1高度方向的中心处。封装过程中，可以采用圆形封边3，注液前仅需一次封边即可，相对现有结构中，减少了一次封装工序。采用此种封边结构，优化了产品的制作工艺，提高工作效率。

正极耳11和负极耳12之间的夹角为180°。

正极耳11和负极耳12可设置在任意位置，其中，优选的，正极耳11和负极耳12之间的夹角为180°。正极耳11与负极耳12之间对称设置，在制备过程中，方便成型，例如，封装膜2成型时，在封装膜2上设置相应的正极耳11与负极耳12的穿孔即可，对称结构可准确且快速的确认。

优选的，电芯1包括正极片13和负极片14，正极耳11与正极片13焊接连接，负极耳12与负极片14焊接连接，封装膜2为铝塑膜。

该锂离子圆柱结构电池，正极耳11和负极耳12外露部分朝向相同，减小封装占据的空间，在电芯1尺寸不变的情况下，可以减小整个电池所需要的空间，因此，相应的产品上可以缩小电池的安装空间，从而降低产品的尺寸。当产品的电池的安装空间不变的情况下，可以提高电芯1的尺寸，因此，可以提高活性物质的含量，从而提高电池的能量，进一步的提高使用寿命。因此，该电池充分的空间利用率更高，

实施例2

如图2-7所示，一种锂离子圆柱结构电池的制备方法，包括以下步骤：

正极片13和负极片14上分别连接正极耳11和负极耳12，之后，正极片13、隔膜15、负极片14、隔膜15叠加卷绕成电芯1，其中，正极耳11和负极耳12设置在卷绕的收尾端；

分别将正极耳11和负极耳12弯折成水平状态；

通过模具冲压成具有凹槽的封装膜2，将电芯1放置在封装膜2内进行封装，之后依次进行注液、化成、成型、分容和裁切封边；

裁切封边后对正极耳11和负极耳12进行整形加工处理，将正极耳11和负极耳12向同一方向弯折，使正极耳11和负极耳12与电芯1的轴线向平行。

将正极耳11和负极耳12弯折成水平状态的方式为，先将正极耳11和负极耳12反方向弯折180°，其中，折弯处于与电芯1的边缘齐平，之后，再根据正极耳11负极的位置需求，再将正极耳11和负极耳12反方向弯折90°呈水平状态。

将正极耳11和负极耳12再次反方向弯折90°后，正极耳11和负极耳12呈水平状态，其中，弯折的高度根据实际需求所控制，弯折后的正极耳11和负极耳12可被封装膜2所包裹并封装成型。

通过热封机对正极耳11和负极耳12与封装膜2的穿接处进行热封，其中，热封的封边为360°包围封装膜2。

上述实施例提供的一种锂离子圆柱结构电池的制备方法，通过封装膜2封装电芯1，正极耳11和负极耳12朝向电芯1的同一个方向，减小封装占据的空间，从而提高了空间的利用率，同样的安装空间下，可以增加电池自身的尺寸，从而提高了电池活性物质的量，进而增加电池的能量，提高安全性及使用寿命，同时，正极耳11和负极耳12朝向相同，方便存储包装。

该锂离子圆柱结构电池的制备方法，摒弃成本高、重量大、安全性差的钢壳结构电池及能量比低的软包结构电池，具有更高的安全性和能量比，使用寿命更长。

以上结合具体实施例描述了本发明的技术原理。这些描述只是为了解释本发明的原理，而不能以任何方式解释为对本发明保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本发明的其它具体实施方式，这些方式都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂离子圆柱结构电池，其特征在于，包括呈圆柱形的电芯(1)，所述电芯(1)外包裹有封装膜(2)，所述电芯(1)的正极耳(11)和负极耳(12)穿过所述封装膜(2)；

所述正极耳(11)和所述负极耳(12)所述电芯(1)的侧壁上，所述正极耳(11)和所述负极耳(12)与所述电芯(1)的轴线相互平行，且朝向相同。

2.根据权利要求1所述的锂离子圆柱结构电池，其特征在于，所述正极耳(11)和所述负极耳(12)位于同一圆周上，所述封装膜(2)的外壁上设有用于封装所述正极耳(11)和所述负极耳(12)的圆形封边(3)。

3.根据权利要求2所述的锂离子圆柱结构电池，其特征在于，所述正极耳(11)和所述负极耳(12)位于所述电芯(1)侧壁上的高度相同，且均设于所述电芯(1)高度方向的中心处。

4.根据权利要求3所述的锂离子圆柱结构电池，其特征在于，所述正极耳(11)和所述负极耳(12)之间的夹角为180°。

5.根据权利要求1所述的锂离子圆柱结构电池，其特征在于，所述电芯(1)包括正极片(13)和负极片(14)，所述正极耳(11)与所述正极片(13)焊接连接，所述负极耳(12)与所述负极片(14)焊接连接。

6.根据权利要求1所述的锂离子圆柱结构电池，其特征在于，所述封装膜(2)为铝塑膜。

7.一种锂离子圆柱结构电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

正极片(13)和负极片(14)上分别连接正极耳(11)和负极耳(12)，之后，正极片(13)、隔膜(15)、负极片(14)、隔膜(15)叠加卷绕成电芯(1)，其中，正极耳(11)和负极耳(12)设置在卷绕的收尾端；

分别将正极耳(11)和负极耳(12)弯折成水平状态；

通过模具冲压成具有凹槽的封装膜(2)，将电芯(1)放置在封装膜(2)内进行封装，之后依次进行注液、化成、成型、分容和裁切封边；

裁切封边后对正极耳(11)和负极耳(12)进行整形加工处理，将正极耳(11)和负极耳(12)向同一方向弯折，使正极耳(11)和负极耳(12)与电芯(1)的轴线向平行。

8.根据权利要求7所述的锂离子圆柱结构电池的制备方法，其特征在于，将正极耳和负极耳弯折成水平状态的方式为，先将正极耳和负极耳反方向弯折180°，其中，折弯处于与电芯的边缘齐平，之后，再根据正极耳负极的位置需求，再将正极耳和负极耳反方向弯折90°呈水平状态。

9.根据权利要求7所述的锂离子圆柱结构电池的制备方法，其特征在于，通过热封机对正极耳和负极耳与封装膜的穿接处进行热封，其中，热封的封边为360°包围封装膜。