CN109980178A - 一种卷绕式锂离子电池极片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种卷绕式锂离子电池正负极片，包括正极片和负极片，所述正极片设有正极极耳位和防折位，正极片上除正极极耳位和防折位之外其他位置均涂覆有第一活性物质；所述负极片设有负极极耳位和留白位，负极片上除负极极耳位和留白位之外其他位置均涂覆有第二活性物质；本申请的有益效果为：避开现有设计正极片无负极片对应析锂问题，提高安全性，使电池单位体积容量增大，又能减少负极材料用量，使正负材料最大限度的利用，能最大限度利用原材料，在有限的体积内能量密度最高。

Description

一种卷绕式锂离子电池极片
技术领域
本发明涉及一种卷绕式锂离子电池正负极片，属于新能源锂离子电池技术领域。
背景技术
锂离子电池是目前世界业界公认综合性能最好的电池体系，其优越性基本上可归纳为：工作电压高、比能量大，体积小、质量轻，循环寿命长，自放电率低、无记忆效应，绿色环保等。
如何做到锂离子电池高安全性与高能量密度兼顾是当前重中之重，电池主要结构有两种，叠片式和卷绕式；两种结构各有优势，但是卷绕式工艺更简单易操作，容易实现产业自动化。目前市场上大多企业采用的是卷绕的形式。卷绕式是将分条后的正负极片固定在卷针上随着卷针转动将正极极片、负极极片以及隔膜卷成电芯的工艺方式，在这里正负极片的大小、卷绕的圈数等参数根据电池设计容量来进行确定。如图5所示，目前的卷绕式结构的正极或负极为了卷绕方便和涂覆活性物质快捷以及为了避免正负极起绕的时候正负极上的活性物质接触短路引起自燃，同时为了避开起绕时前半圈弯度太小引发表层涂料应力集中脱落问题，在设计的时候卷绕的第一圈或半圈不涂料，通常长度为20-150mm，负极尾部单双面涂料，因为锂离子电池充放电时，正极出来的锂离子必须与负极对应，目前的正极片结构设计在卷绕时部分无负极片对应，易造成安全隐患，同时也降低电池能量密度；负极尾部单双面涂料造成表面活性物质的浪费，造成材料浪费，增加成本。
发明内容
为了克服上述缺陷，本发明提供了一种卷绕式锂离子电池正负极片，该正负极片涂覆面积更大既能避开正极片无负极片对应析锂问题，提高安全性，使电池单位体积容量增大，又能减少负极片材料用量，使正负极片上的活性物质材料最大限度的利用。
为了实现上述目的，本发明的技术方案为：一种卷绕式锂离子电池正负极片，包括正极片和负极片，所述正极片包括第一集流体，所述正极片上首端起始设有长度为5-13mm的正极极耳位，距离正极极耳位5-80mm处的第一集流体的一面设有防折位，防折位长度10-40mm，第一集流体上除正极极耳位双面和防折位外均涂覆有第一活性物质；
所述负极片包括第二集流体；所述第二集流体首端设有长度为5-13mm的负极极耳位；第二集流体尾端单面设有长度为50-200mm的留白位；第二集流体上除负极极耳位双面和留白位外均涂覆有第二活性物质；
所述负极片长度大于正极片，所述正极极耳位和负极极耳位均焊接有外引极耳并且之后在该区域包覆高温胶带。
所述负极片包括第二集流体，所述第二集流体上双面分区域涂覆有第二活性物质；所述第二集流体首端设有长度为5-13mm的负极极耳位，负极极耳位双面不涂覆第二活性物质；第二集流体尾端单面设有长度为50-200mm的留白位，留白位不涂覆第二活性物质；第二集流体上双面除负极极耳位和留白位均涂覆有第二活性物质；
所述负极片长度比正极片长0-100mm，所述正极极耳位和负极极耳位均焊接有外引极耳并且之后在该区域包覆高温胶带。
优选的，所述第一集流体为铝箔，所述第一活性物质为LiMn2O4 、LiFePO4 、LiCoO2、Li(NixCoyMnz)O2其中一种或几种组合，第二集流体为铜箔，所述第二活性物质为石墨或SiC的一种或两种。
本申请的有益效果为：避开现有设计正极片无负极片对应析锂问题，提高安全性，使电池单位体积容量增大，又能减少负极材料用量，使正负材料最大限度的利用，能最大限度利用原材料，在有限的体积内能量密度最高。
附图说明
图1为本发明实施例1的正极片结构示意图。
图2为图1的仰视图。
图3为本发明实施例1的负极片结构示意图。
图4为图3的仰视图。
图5为现有技术的卷绕式电芯结构示意图。
图6为卷绕式电芯的结构示意图。
具体实施方式
下面将对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1-图4所示的一种卷绕式锂离子电池正负极片，包括正极片和负极片，所述正极片包括第一集流体1，所述第一集流体1上双面分区域涂覆有第一活性物质2；所述正极片上首端设有长度为10mm的正极极耳位4，正极极耳位4双面不涂覆第一活性物质2，距离正极极耳位450mm处的第一集流体1的一面设有防折位3，防折位3长度30mm且该面不涂覆第一活性物质2，第一集流体1上双面除正极极耳位4和防折位3均涂覆有第一活性物质；
所述负极片包括第二集流体7，所述第二集流体7上双面分区域涂覆有第二活性物质9；所述第二集流体7首端设有长度为10mm的负极极耳位8，负极极耳位8双面不涂覆第二活性物质9；第二集流体7尾端单面设有长度为100mm的留白位10，留白位10不涂覆第二活性物质9；第二集流体7上双面除负极极耳位8和留白位10均涂覆有第二活性物质9；
第一集流体1为铝箔，所述第一活性物质Li(NixCoyMnz)O2，第二集流体为铜箔，所述第二活性物质为石墨C。
负极片长度比正极片长100mm，所述正极极耳位4和负极极耳位均焊接有外引极耳5并且之后在该区域包覆高温胶带6。
如图6所示，为采用上述正负极片的卷绕式电芯，包括用隔离膜11隔开的正负极片，在起绕的时候，隔离膜先绕半圈，该结构能有效避免。防折位3位于正极片第一段绕弯内弯处，外圈负极片外侧面为留白位10，不涂覆第二活性物质。
从图5所示的现有技术的电芯结构可以看出，现有技术的卷绕式电芯结构在的正极片和负极片在卷绕的半圈内是不涂覆活性物质的，这样在区域内降低了能量密度；现有技术的负极片尾部为单双面涂覆活性物质，但是在最外圈并没有正极片与之对应，负极片外层的活性物质不能起作用，但是涂覆活性物质，增加了成本；如图6所述，同样的绕卷结构，采用本申请的正负极片的绕卷式电芯，正负极片的对应面积更大，因此能量密度更大，而防折位3也能防止内圈弯折的时候产生应力，同时该处也不处于正负极片对应析锂位置，不影响电芯能量密度的分布，同时减少涂覆第一活性物质，降低生产成本；而负极片的尾端设有单层留白处10，该处没有相对应的正极片对应，因此，设置成留白处10可以有效避免材料浪费同时不影响电芯单位体积内的容量。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种卷绕式锂离子电池正负极片，包括正极片和负极片，其特征在于：所述正极片包括第一集流体，所述正极片上首端起始设有长度为5-13mm的正极极耳位，距离正极极耳位5-80mm处的第一集流体的一面设有防折位，防折位长度10-40mm，第一集流体上除正极极耳位双面和防折位外均涂覆有第一活性物质；
所述负极片包括第二集流体；所述第二集流体首端设有长度为5-13mm的负极极耳位；第二集流体尾端单面设有长度为50-200mm的留白位；第二集流体上除负极极耳位双面和留白位外均涂覆有第二活性物质；
所述负极片长度大于正极片，所述正极极耳位和负极极耳位均焊接有外引极耳并且之后在该区域包覆高温胶带。
2.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子电池正负极片，其特征在于：所述第一集流体为铝箔，所述第一活性物质为LiMn2O4 、LiFePO4 、LiCoO2 、Li(NixCoyMnz)O2其中一种或几种组合，第二集流体为铜箔，所述第二活性物质为石墨或SiC的一种或两种。
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