CN110098373A - 锂电池负极片和电池卷绕品及一次性锂金属电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了锂电池负极片,包括连接有负极极耳的负极片本体,负极片本体在卷绕体中与负极极耳所对应的不同圈数位置分别贴上第一隔膜片,第一隔膜片的面积超过负极极耳在负极片本体上所占区域面积;第一隔膜片可减缓锂离子的迁移速度;增设的隔膜片可减缓负极片上的锂电子的迁移速度,避免该部位的加速反应,防止锂金属块的脱落,可改善锂电池的容量和性能。

Description

锂电池负极片和电池卷绕品及一次性锂金属电池
技术领域
本发明涉及一种锂金属电池领域,尤其涉及锂电池负极片和电池卷绕品及一次性锂金属电池。
背景技术
锂电池主要应用于照相机、烟感警报器、煤气表、电表、水表等要求容量大、储存时间长、工作温度范围广的用电器领域。传统锂电池包括金属壳体、卷绕品、封口体;卷绕品包括正极片、第一隔膜纸、负极片和第二隔膜纸,将四者卷曲起来,能满足正极片与负极片相隔离的效果,然后再用胶带将卷绕品绑起来,以防止卷绕品发散。从负极片上引出负极极耳与钢壳底部连接,正极片上引出正极极耳与正极端子连接。
公开号为CN208045606U的锂电池负极片,在负极片本体的长度方向上靠近端部位置设有一加厚部,加厚部横跨负极片本体的整个宽度,以应对正极片末端切口部的较为剧烈的化学反应。
公开号为CN106229527B的电池卷绕品,在负极极耳上一体设有延伸方向与卷绕体的卷绕方向一致的金属导电体,以确保负极片上的所有材料都能参与反应。
在锂锰电池放电过程中,负极溶解后的锂离子通过电解质牵引到MnO2的晶格中,其反应速率取决于温度、正负极结构、电解液等多种因素。卷绕式的锂锰结构,正负极片均需焊接极耳,极耳处需胶带保护,以避免极耳的受损或脱落;这会导致卷绕后的电芯在正负极极耳部位相比其他无极耳部位更加紧密;当电池放电时,正负极接触紧密的部位优先发生反应,与极耳边缘位置相对应的锂金属会过度反应,从而使锂负极片呈现均匀的矩形孔洞,脱落的锂金属未能参加反应而造成负极的利用率较低;进一步影响锂电池的电容量。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可避免极耳边缘位置的锂金属过度反应的一种锂电池负极片,以防止锂负极片的块状脱落,进一步地提供具有该锂电池负极片的电池卷绕品及一次性锂金属电池。
解决本发明的技术问题需要提供的技术方案:锂电池负极片,其特征在于包括连接有负极极耳的负极片本体,所述的负极片本体在卷绕体中与负极极耳所对应的不同圈数位置分别贴上第一隔膜片,所述的第一隔膜片的面积超过负极极耳在负极片本体上所占区域面积;所述的第一隔膜片可减缓锂离子的迁移速度。
本发明进一步的优选方案为:所述的负极片本体在卷绕体中与正极极耳所对应的不同圈数位置分别贴上第二隔膜片,所述的第二隔膜片的面积超过正极极耳在正极片本体上所占区域面积,所述的第二隔膜片可减缓离子的迁移速度。
本发明进一步的优选方案为:所述的第一隔膜片与所述的第二隔膜片处于负极片本体的对侧面。
本发明进一步的优选方案为:所述的第一隔膜片与第二隔膜片的形状为矩形。
本发明进一步的优选方案为:所述的第一隔膜片的宽度大于负极极耳的宽度,第二隔膜片的宽度大于正极极耳的宽度,第一隔膜片与第二隔膜片的长度与负极片本体的宽度一致。
本发明进一步的优选方案为:所述的第一隔膜片和第二隔膜片的材料为聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃。
本发明进一步的优选方案为:所述的第一隔膜片和第二隔膜片的厚度为12-55微米,所述的负极极耳或正极极耳的厚度为0.1-0.5毫米。
本发明进一步的优选方案为:所述的第一隔膜片和第二隔膜片贴在负极片本体的同一面或分散在两个面上。
本发明进一步的优选方案为:卷绕品,包括锂电池正极片、所述的锂电池负极片和隔膜。
本发明进一步的优选方案为:一次性锂电池,包括所述的卷绕品。
与现有技术相比,本发明的优点是当正极片、负极片和隔膜卷绕成卷绕品时,由于负极极耳会增加卷芯的相应位置的厚度,该位置上的负极片和正极片更加紧密,会加速不同圈数的负极片上的对应锂金属的损耗;增设的隔膜片可减缓负极片上的锂电子的迁移速度,避免该部位的加速反应,防止锂金属块的脱落,可改善锂电池的容量和性能。
附图说明
图1为本发明的卷绕品的立体示意图;
图2为现有技术中的卷绕品的局部展开示意图;
图3为现有技术中的卷绕品出现矩形缺口的平面展开示意图;
图4为本发明的卷绕品中的负极片上贴附隔膜片的平面展开示意图;
图5为本发明的正极片的展开示意图;
图6为本发明的负极片的展开示意图;
图7为现有技术中的负极片上出现矩形缺口的展开示意图;
图8为本发明的负极片上贴附隔膜片的展开示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图2、3、7所示,由于正极极耳和负极极耳的厚度增加,会导致卷绕品在负极极耳和正极极耳位置处的正极片或负极片之间比较紧密,这会加速负极片上的锂离子反应,导致在负极片上出现矩形缺口;导致锂电池的容量损失,本发明主要是解决负极片上的块状锂金属材料掉落的问题。
如图4和图8所示,本发明是通过在传统的负极片上出现矩形缺口位置贴上隔膜片,该隔膜片可供锂金属离子通过,但是可以减缓锂离子的通过,避免负极片与正极片紧密处过快反应,防止负极片上的锂金属块掉落形成矩形缺口,矩形缺口分为因负极极耳的因素造成负极片的第一缺口Q1和因正极极耳的因素造成的负极片的第二缺口Q2;进一步地改善电池的容量和性能。
锂电池包括壳体、电解液和卷绕品P,如图1所示,卷绕品P,由锂电池正极片1、锂电池负极片2和隔膜3三者卷绕而形成。
在立体的卷绕品中,负极片本体有3-5层的圈数,在负极极耳对应的每层圈数或正极极耳对应的每层圈数上均可能出现过度紧密的问题。
如图3和图8所示,锂电池负极片2,包括连接有负极极耳22的负极片本体21,负极片本体21在卷绕体中与负极极耳22所对应的不同圈数位置分别贴上第一隔膜片23,第一隔膜片23的面积超过负极极耳22在负极片本体21上所占区域面积;第一隔膜片23可减缓锂离子的迁移速度;第一隔膜片23为了避免第一缺口Q1的形成,第二隔膜片24为了避免第二缺口Q2的形成。
卷绕品反应原理:负极:锂金属和电解质反应失去电子,形成锂离子融入到电解质中;反应公式:Li→Li++e;正极:负极锂溶解下的锂离子通过电解质迁移进入正极中;如锂锰为例反应公式:MnO2+Li++e→MnO2(Li+);所以在整个化学反应过程中,负极处于一个慢慢消失的过程。
如图3和图8所示,负极片本体21在卷绕体中与正极极耳12所对应的不同圈数位置分别贴上第二隔膜片24,第二隔膜片24的面积超过正极极耳在正极片本体11上所占区域面积,第二隔膜片24可减缓离子的迁移速度。同理;正极极耳具有一定的厚度,会使卷绕品在正极极耳处的厚度增加,从而使正极片和负极片较为紧密,加快锂电子的迁移速度,第二隔膜片24与第一隔膜片23的作用相同。
第一隔膜片23与第二隔膜片24处于负极片本体21的对侧面。由于负极极耳22用于连接壳体底部,而正极极耳12用于连接壳体的上部正极端,因此负极极耳22与正极极耳12处于负极片本体21的两个侧边上。
第一隔膜片23与第二隔膜片24的形状为矩形。由于正极极耳22在正极片本体11上的连接部位为矩形,负极极耳22在负极片本体21上的连接部为矩形,使得负极片本体11上的相应位置上的反应加速,会造成相应区域的锂金属掉落,第一隔膜片23和第二隔膜片24的矩形面积稍大于极耳的相应位置即可。
第一隔膜片23的宽度大于负极极耳22的宽度,第二隔膜片23的宽度大于正极极耳12的宽度,第一隔膜片23与第二隔膜片24的长度与负极片本体21的宽度一致;为了便于工业加工,将第一隔膜片23和第二隔膜片24的长度与负极片本体21的长度一致。
具体地,第一隔膜片23和第二隔膜片24的材料为聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃。上述材料可通过电解液和锂离子,同时可减缓锂离子的通过速度。
具体地,第一隔膜片23和第二隔膜片24的厚度为12-27微米,负极极耳22或正极极耳12的厚度为0.2-0.5毫米。由于隔膜片的厚度为微米级,对卷绕品的厚度影响比较小。第一隔膜片23和第二隔膜片24贴在负极片本体21的同一面或分散在两个面上,考虑隔膜片的黏贴方便和厚度因素,贴附在同一面,或不同的两个面上,具体操作时可供选择。
以上对本发明所提供的一次性锂电池卷绕品进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明及核心思想。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以对本发明进行若干改进和修饰,这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.锂电池负极片,其特征在于包括连接有负极极耳的负极片本体,所述的负极片本体在卷绕体中与负极极耳所对应的不同圈数位置分别贴上第一隔膜片,所述的第一隔膜片的面积超过负极极耳在负极片本体上所占区域面积;所述的第一隔膜片可减缓锂离子的迁移速度。
2.根据权利要求1所述的锂电池负极片,其特征在于所述的负极片本体在卷绕体中与正极极耳所对应的不同圈数位置分别贴上第二隔膜片,所述的第二隔膜片的面积超过正极极耳在正极片本体上所占区域面积,所述的第二隔膜片可减缓离子的迁移速度。
3.根据权利要求2所述的锂电池负极片,其特征在于所述的第一隔膜片与所述的第二隔膜片处于负极片本体的对侧面。
4.根据权利要求1所述的锂电池负极片,其特征在于所述的第一隔膜片与第二隔膜片的形状为矩形。
5.根据权利要求2所述的锂电池负极片,其特征在于所述的第一隔膜片的宽度大于负极极耳的宽度,第二隔膜片的宽度大于正极极耳的宽度,第一隔膜片与第二隔膜片的长度与负极片本体的宽度一致。
6.根据权利要求2所述的锂电池负极片,其特征在于所述的第一隔膜片和第二隔膜片的材料为聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃。
7.根据权利要求2所述的锂电池负极片,其特征在于所述的第一隔膜片和第二隔膜片的厚度为12-55微米,所述的负极极耳或正极极耳的厚度为0.1-0.5毫米。
8.根据权利要求2所述的锂电池负极片,其特征在于所述的第一隔膜片和第二隔膜片贴在负极片本体的同一面或分散在两个面上。
9.卷绕品,其特征在于包括锂电池正极片、如权利要求1-8任一所述的锂电池负极片和隔膜。
10.一次性锂电池,其特征在于包括如权利要求9所述的卷绕品。
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