CN110233238A - 一种自带极耳的锂电池锂离子电池正负极片、电芯及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片和制备方法，该圆柱锂离子电池正负极片具有正极片本体和负极片本体，其特征在于：所述正极片本体和所述负极片本体上分别由正极片本体和所述负极片本体横向向外延伸出若干极片，所述极片分别构成正极极耳和负极极耳。制备的圆柱锂离子电池具有低内阻，高电压，高容量，高的倍率放电性能,更低的温升和更好的低温性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池锂离子电池领域，具体涉及一种卷绕式锂离子电池的极片及电芯。
背景技术
在锂离子电池领域，电芯采用卷绕式可以得到更快的成产节拍和更优异的电池性能，为了提高锂离子电池能量密度，卷绕式电池一般采用多极耳模式，该模式下，每一圈极片引出一个极耳，相对于传统的叠片方式或者全极耳方式，极耳的载流能力降低了一半以上，又加上铝带和镍带倾向于更薄的方向发展，极耳的载流能力逐渐成为了制约锂离子电池功率特性的瓶颈；传统圆柱锂离子电池正负极耳均为在正负极片上预留间隙或者清粉留焊接位，采用超声焊接的方式在空箔处焊铝带和镍带，再将铝带和镍带与正极盖帽和负极钢壳底部焊接，正极极耳与正极盖帽焊接后折成S形平压于垫片上，极耳数量增加有限；负极极耳弯折90度后与钢壳底部焊接，极耳数量增加有限，这种焊接的极耳增加了电池的内阻，存在脱焊风险，且倍率放电差，低温性能差，容量低，电压低等缺点，且由于受圆柱锂离子电池直径的限制，正负极耳通过超声焊接位于在卷芯内部，既占用空间还影响安全性能，传统方式限制了正极和负极的极耳数量和加工难度，从而限制了圆柱形锂离子电池的性能提升。
现有的圆柱锂离子电池的极片的制作包括：搅拌、涂布、冷压、分条和极片的制作。具体的，通过搅拌和混合，将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料；将搅拌好的浆料均匀地涂覆在金属箔的表面，烘干，分别制成正负极片；将比较疏松的极片压到设计的厚度和密度，制造出可供锂离子流通的孔隙；将冷压后的大卷极片分切成规格规定的宽度，以供焊接极耳和卷绕；将分切后的正负极极片分别焊接铝、镍极耳，为电池提供导电，要求无虚焊，极片反向，点胶不能露金属、露贴胶。涂覆是沿金属箔卷方向连续全幅涂布，在两全幅涂布之间留有未涂区，该未涂的预留空箔用于焊接极耳。所述分切的极片中间隔的具有预留空箔区。该制作方法焊接的极耳在卷绕时，由于电芯直径的增加，正负极的极耳很难在卷绕时分布在同一对应位置上，从而造成电池内阻大，容量受限，限止充放电流，另外焊接极耳较难分布在一条线上，影响与正极盖帽和负极钢壳底部焊接。
发明内容
为解决现有技术存在的上述缺陷，本发明的目的在于提供一种自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片，制备的圆柱锂离子电池具有低内阻，高电压，高容量，高的倍率放电性能 ,更低的温升和更好的低温性能。
本发明的另一目的在于提供一种自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片制备方法。
为实现上述目的，本发明采用技术方案是：该自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片，具有正极片本体和负极片本体，其特征在于：所述正极片本体和所述负极片本体上分别由正极片本体和所述负极片本体横向向外延伸出若干极片，所述极片分别构成正极极耳和负极极耳。
一种利用自带极耳的锂离子电池正负极片卷绕而成的电芯，包括电芯本体、正极极耳和负极极耳，所述电芯本体由正极片本体和所述负极片本体卷绕成圆柱体结构，所述正极极耳和负极极耳分别由正极片本体和所述负极片本体横向向外延伸出若干极片构成。
所述正极极耳和负极极耳根据设计要求设置在不同位置。
一种自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片的制备方法，其特征在于按下述步骤制备：
（1）搅拌
通过搅拌和混合，将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料；
（2）涂覆
将搅拌好的浆料连续均匀地涂布在金属箔的表面，在金属箔横向方向上间隔具有未涂布区，该未涂布区沿金属箔长度方向连续，该未涂布的宽度尺寸为极耳的长度，然后烘干，分别制成正负极片；
（3）冷压
将比较疏松的极片压到设计的厚度和密度，制造出可供锂离子流通的孔隙；
（4）分条
将冷压后的大卷极片纵向分切成规格宽度的单卷极片，所述单卷极片具有连接的涂布区和未涂布区；
（5）极耳制备
采用刀模模切法对单卷极片的未涂布区进行模切，得到正、负极极耳；或采用激光模切法对卷绕后的未涂布区进行激光切割，得到正、负极极耳。
采用上述技术方案的有益效果：该一种正负极片自带正负极极耳，主要通过增加自带正负极极耳数量降低了圆柱锂离子电池的内阻，从而降低了充放电过程中的极化和温升，完美解决了圆柱形锂电池内阻偏高，倍率放电差，低温性能差，容量低，电压低等缺点。采用本发明技术所生产出的圆柱形锂离子电池具有更低内阻，内阻可达3mΩ，在同等容量下可承受更高电压，同等尺寸容量，更高的倍率放电性能 ,放电电流可达20~30C(即20倍容量~30倍容量)，更低的温升，更好的低温性能等。本发明自带的正负极耳与正极盖帽和负极钢壳底部超声焊接和直流焊接，自带极耳可在在涂布时竖向预留，卷绕前模切或者在卷绕后激光切割，可根据客户要求随意增加极耳，使电芯性能成倍提升。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施例作进一步详细的说明。
图1为现有技术的极片制备示意图；
图2为本发明的正极片制备示意图。
图3为卷制后的极片示意图。
图4为未模切而卷制的极片示意图。
具体实施方式
如图1所示的现有的锂电池的极片结构方法。制成正负极片2，再焊接极耳1，然后再进行卷绕。这种结构方法制备的锂电池内阻大，现有的如2600mAh的锂电池，动力型的内阻为20mΩ，放电电流为3~5C(2600x3mA~2600x5mA),容量型的内阻为40 mΩ。
本发明自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片，具有正极片本体2和负极片本体，所述正极片本体和所述负极片本体上分别由正极片本体和所述负极片本体横向向外延伸出若干极片1，所述极片分别构成正极极耳和负极极耳。如图2所示的是正极片本体结构，所述负极片本体的结构与正极片本体结构相同，且位置对应设置。
如图3所示，一种利用自带极耳的锂离子电池正负极片卷绕而成的电芯，包括电芯本体、正极极耳和负极极耳，所述电芯本体由正极片本体和所述负极片本体卷绕成圆柱体结构，所述正极极耳和负极极耳分别由正极片本体和所述负极片本体横向向外延伸出若干极片构成。所述正极极耳和负极极耳根据设计要求设置在不同位置。
一种自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片的制备方法，其特征在于按下述步骤制备：
（1）搅拌
通过搅拌和混合，将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料；
（2）涂覆
将搅拌好的浆料连续均匀地涂布在金属箔的表面，在金属箔横向方向上间隔具有未涂布区，该未涂布区沿金属箔长度方向连续，该未涂布的宽度尺寸为极耳的长度，然后烘干，分别制成正负极片；
（3）冷压
将比较疏松的极片压到设计的厚度和密度，制造出可供锂离子流通的孔隙；
（4）分条
将冷压后的大卷极片纵向分切成规格宽度的单卷极片，所述单卷极片具有连接的涂布区和未涂布区3；
（5）极耳制备
采用刀模模切法对单卷极片的未涂布区进行模切，得到正、负极极耳；如图4所示或采用激光模切法对卷绕后的未涂布区进行激光切割，得到正、负极极耳1。
Claims (4)
1.一种自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片，具有正极片本体和负极片本体，其特征在于：所述正极片本体和所述负极片本体上分别由正极片本体和所述负极片本体横向向外延伸出若干极片，所述极片分别构成正极极耳和负极极耳。
2.如权利要求1所述的自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片，其特征在于：所述正极极耳和负极极耳根据设计要求设置在不同位置。
3.如权利要求1所述的一种利用自带极耳的锂离子电池正负极片卷绕而成的电芯，其特征在于：包括电芯本体、正极极耳和负极极耳，所述电芯本体由正极片本体和所述负极片本体卷绕成圆柱体结构，所述正极极耳和负极极耳分别由正极片本体和所述负极片本体横向向外延伸出若干极片构成。
4.一种自带极耳的圆柱锂离子电池正负极片的制备方法，其特征在于按下述步骤制备：
（1）搅拌
通过搅拌和混合，将浆料中的各种组成按标准比例混合在一起，调制成浆料；
（2）涂覆
将搅拌好的浆料连续均匀地涂布在金属箔的表面，在金属箔横向方向上间隔具有未涂布区，该未涂布区沿金属箔长度方向连续，该未涂布的宽度尺寸为极耳的长度，然后烘干，分别制成正负极片；
（3）冷压
将比较疏松的极片压到设计的厚度和密度，制造出可供锂离子流通的孔隙；
（4）分条
将冷压后的大卷极片纵向分切成规格宽度的单卷极片，所述单卷极片具有连接的涂布区和未涂布区；
（5）极耳制备
采用刀模模切法对单卷极片的未涂布区进行模切，得到正、负极极耳；或采用激光模切法对卷绕后的未涂布区进行激光切割，得到正极极耳和负极极耳。
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