CN107732145A - 锂离子电池卷芯和锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池卷芯和含有所述锂离子电池卷芯的锂离子电池，所述锂离子电池卷芯包括正极片和负极片以及层叠设置在所述正极片与负极片之间的隔膜，所述正极片的长设为L，所述正极片的宽设为M2，所述负极片的宽设为M1；且在所述负极片宽度方向，所述负极片两端均宽出所述正极片，且一端的差值设为M0；其中，L、M2、M1和M0满足下述关系：当0＜L≤400mm，M1‑M2≥1.2mm且M0≥0.5mm；当400＜L≤800mm，M1‑M2≥1.5mm且M0≥0.6mm；当L＞800mm，M1‑M2≥2.0mm且M0≥0.7mm。本发明锂离子电池卷芯有效保证锂离子电池优异的自放电，延长循环寿命。

Description

锂离子电池卷芯和锂离子电池
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池卷芯和锂离子电池。
背景技术
锂电池由于具有重量轻、体积小、容量大、功率高、无污染等优点，成为便携电子设备及电动车用理想电源。
根据设计习惯，现有技术中公开的锂离子电池正负极片的设计原则都是负极过量正极，负极过量正极包括单位面积容量的过量、尺寸(包括长度和宽度)的过量，但并没有文献资料显示负极过量正极的规则及其对锂离子电池性能的影响。然而，在实际生产过程中，我们总会发现一部分自放电大电池的循环寿命也明显偏短，拆解发现负极宽度方向两端宽出正极宽度的区域有白色的金属锂析出。
随着锂离子电池的应用发展，人类对其的要求越来越高，既要有高的能量密度又要保证电池的品质(安全、自放电、循环寿命等)，因此，如何研发出一款同时兼具优异自放电和循环寿命等的锂离子电池是本领域一直希望努力解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的上述不足，提供一种锂离子电池卷芯和含有该锂离子电池卷芯的锂离子电池，以解决现有锂离子电池在负极宽度方向两端宽出正极宽度的区域有白色的金属锂析出现象而导致自放电和循环寿命等性能不利想的技术问题。
为了实现上述发明目的，本发明的一方面，提供了一种锂离子电池卷芯。所述锂离子电池卷芯包括正极片和负极片以及层叠设置在所述正极片与负极片之间的隔膜，所述正极片的长设为L，所述正极片的宽设为M2，所述负极片的宽设为M1；且在所述负极片宽度方向，所述负极片两端均宽出所述正极片，且一端的差值设为M0；其中，L、M2、M1和M0满足下述关系：
当0＜L≤400mm，M1-M2≥1.2mm且M0≥0.5mm；
当400＜L≤800mm，M1-M2≥1.5mm且M0≥0.6mm；
当L＞800mm，M1-M2≥2.0mm且M0≥0.7mm。
本发明的另一方面，提供了一锂离子电池。所述锂离子电池包括壳体和设置于所述壳体内的卷芯，所述卷芯为本发明锂离子电池卷芯。
本发明的又一方面，提供了本发明锂离子电池的应用方法。所述应用方法是锂离子电池在移动终端产品、电动汽车、电网、通信设备和/或电动工具中的应用。
与现有技术相比，上述锂离子电池卷芯通过对正负极片的尺寸进行控制，能够有效避免负极宽度方向两端宽出正极宽度的区域有白色的金属锂析出，从而有效保证了含有上述锂离子电池卷芯的锂离子电池优异的自放电，延长循环寿命。
上述锂离子电池由于是采用上述锂离子电池卷芯作为电池的卷芯，因此，其自放电优异，而且循环寿命长。由此有效提高了上述锂离子电池市场应用性。
附图说明
图1是本发明实施例锂离子电池卷芯结构示意图；
图2是实施例3和对比例1提供的锂离子在相同条件下的循环曲线图。
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。
基于对现有锂电池的拆解和研究卷芯中负极宽度方向两端宽出正极宽度的区域有白色的金属锂析出的现象。发明人提出了下述解决该不利现象的技术方案。
一方面，本发明实施例提供了一种能够有效解决在卷芯中负极宽度方向两端宽出正极宽度的区域有白色的金属锂析出的锂离子电池卷芯。所述锂离子电池卷芯的结构如图1所示，其包括正极片1和负极片2以及层叠设置在所述正极片1与负极片2之间的隔膜(隔膜图1未显示)。所述正极片的长设为L，所述正极片的宽设为M2，所述负极片的宽设为M1；且在所述负极片宽度方向，所述负极片两端均宽出所述正极片，且一端的差值设为M0；其中，L、M2、M1和M0满足下述关系：
当0＜L≤400mm，M1-M2≥1.2mm且M0≥0.5mm；
当400＜L≤800mm，M1-M2≥1.5mm且M0≥0.6mm；
当L＞800mm，M1-M2≥2.0mm且M0≥0.7mm。
由于锂离子电池在充电时在正极片1宽度方向两端的锂离子由于“边缘效应”将向负极片2宽度方向两端嵌入，这样，本发明实施例通过对上述锂离子电池卷芯的设计或制程管控负极宽度过量正极宽度进行控制，如将正极片1和负极片2的长度、宽度以及两者宽度方向的宽度差值进行控制，使得上述锂离子电池卷芯在充电时，有效避免在负极片2宽度方向两端宽出正极片1宽度的区域发生析锂的不良现象，从而有效保证了含有上述锂离子电池卷芯的锂离子电池相关性能的稳定性，同时赋予电池优异的自放电性能，延长电池循环寿命。
基于上述实施例，一实施例中，上述锂离子电池卷芯所含的正极片1的厚度为0.070-0.170mm。另一实施例中，上述锂离子电池卷芯所含的负极片2的厚度为0.070-0.170mm。又一实施例中，上述锂离子电池卷芯所含的隔膜的厚度为0.010mm-0.040mm。在上述对正极片1和负极片2尺寸设计和制程管控的前提下，通过优化正负极片的厚度，进一步提高锂离子电池卷心的电化学性能，从而提高电池自放电性能和延长电池循环寿命。
其中，上述正极片1所含的正极材料和集流体、负极片2所含的负极极材料和集流体和隔膜均可以是常规。
相应地，本发明实施例还提供了一种锂离子电池。所述锂离子电池包括常规锂离子电池所含的部件，如包括壳体、设置于壳体内的卷芯和填充于壳体内的电解液。其中，该锂离子电池的卷芯为上文所述的本发明实施例锂离子电池卷芯。其他部件，如壳体和电解液等均可以是常规。这样，由于锂离子电池是采用上文所述的锂离子电池卷芯作为电池的卷芯，因此，其自放电优异，而且循环寿命长。由此有效提高了上述锂离子电池市场应用性。
基于上述锂离子电池，本发明实施例还提供了上述锂离子电池的应用方法。具体的，上述锂离子电池能够用于移动终端产品、电动汽车、电网、通信设备和/或电动工具中。如应用在移动终端产品、电动汽车和通信设备以及电动工具中，锂离子电池作为供电模块中的部件，为工作模块提供电源。
现以具体的不间断电源为例，对本发明进行进一步详细说明。
实施例1
本实施例一种锂离子电池卷芯和锂离子电池。所述锂离子电池卷芯中的负极片和正极片如图所示。所述正极片的长设为L，所述正极片的宽设为M2，所述负极片的宽设为M1；且在所述负极片宽度方向，所述负极片两端均宽出所述正极片，且一端的差值设为M0；其中，L、M2、M1和M0满足下述关系：
0＜L≤400mm，M1-M2≥1.2mm且M0≥0.5mm。
锂离子电池含有本实施例锂离子电池卷芯。
实施例2
本实施例一种锂离子电池卷芯和锂离子电池。所述锂离子电池卷芯中的负极片和正极片如图所示。所述正极片的长设为L，所述正极片的宽设为M2，所述负极片的宽设为M1；且在所述负极片宽度方向，所述负极片两端均宽出所述正极片，且一端的差值设为M0；其中，L、M2、M1和M0满足下述关系：
400＜L≤800mm，M1-M2≥1.5mm且M0≥0.6mm。
锂离子电池含有本实施例锂离子电池卷芯。
实施例3
本实施例一种锂离子电池卷芯和锂离子电池。所述锂离子电池卷芯中的负极片和正极片如图所示。所述正极片的长设为L，所述正极片的宽设为M2，所述负极片的宽设为M1；且在所述负极片宽度方向，所述负极片两端均宽出所述正极片，且一端的差值设为M0；其中，L、M2、M1和M0满足下述关系：
L＞800mm，M1-M2≥2.0mm且M0≥0.7mm。
锂离子电池含有本实施例锂离子电池卷芯。
对比例1
市售的锂离子电池，其正极片的长度与实施例3中电池相等。
相关性能测试：
将上述实施例1-3提供的锂离子电池和对比例1提供的市售电池于恒流恒压充满电即充电至4.2V，陈化：温度35℃±2℃，时间72-78h为例进行如下表1中的相关性能测试，测试结果如表1中所示，其中，实施例3和对比例1中电池的循环曲线如图2所示。
表1
从表1和图2中可以看出，本发明实施例锂离子电池具有优异的自放电性能和循环寿命，由此可以得出，本发明实施例离子电池卷芯能够有效抑制卷芯中在负极宽度方向两端宽出正极宽度的区域金属锂析出的不良现象。
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 (6)

1.一种锂离子电池卷芯，包括正极片和负极片以及层叠设置在所述正极片与负极片之间的隔膜，其特征在于：所述正极片的长设为L，所述正极片的宽设为M2，所述负极片的宽设为M1；且在所述负极片宽度方向，所述负极片两端均宽出所述正极片，且一端的差值设为M0；其中，L、M2、M1和M0满足下述关系：
当0＜L≤400mm，M1-M2≥1.2mm且M0≥0.5mm；
当400＜L≤800mm，M1-M2≥1.5mm且M0≥0.6mm；
当L＞800mm，M1-M2≥2.0mm且M0≥0.7mm。
2.如权利要求1所述的锂离子电池卷芯，其特征在于，所述正极片的厚度为0.070mm-0.170mm。
3.如权利要求1所述的锂离子电池卷芯，其特征在于，所述负极极片的厚度为0.070mm-0.170mm。
4.如权利要求1-3任一所述的锂离子电池卷芯，其特征在于，所述隔膜的厚度为0.010mm-0.040mm。
5.一种锂离子电池，包括壳体和设置于所述壳体内的卷芯，其特征在于：所述卷芯为权利要求1-4所述的锂离子电池卷芯。
6.如权利要求5所述的锂电池在移动终端产品、电动汽车、电网、通信设备和/或电动工具中的应用。
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