CN110336039A - 一种锂离子电池的卷芯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锂离子电池的卷芯，包括正极片及负极片，正极片及负极片卷绕后形成卷芯；正极片包括正极集流体及正极活性材料层，正极集流体包括第一表面及与第一表面相对的第二表面，第一表面及第二表面均为锯齿状，正极集流体间隔开设有多个贯穿第一表面及第二表面的第一通孔，第一表面上的正极活性材料层与第二表面上的正极活性材料层通过多个第一通孔相互连接；负极片包括负极集流体及负极活性材料层，负极集流体包括第三表面及第四表面，第三表面及第四表面均为锯齿状，负极集流体间隔开设有多个贯穿第三表面及第四表面的第二通孔，第三表面上的负极活性材料层与第四表面上的负极活性材料层通过多个第二通孔相互连接。

Description

一种锂离子电池的卷芯
【技术领域】
本发明涉及电池材料技术领域，尤其涉及一种锂离子电池的卷芯。
【背景技术】
近年来，由于锂离子电池具有生产一致性高、安全性高、生产效率高等优点，被广泛应用于电子及电动汽车领域。随着电动汽车的发展，对电池的能量密度要求越来越高，锂离子电池的能量密度以每年7％～10％的速率提升。目前电池企业生产的18650电池的能量密度达250Wh/kg以上，21700电池的能量密度则达到300Wh/kg以上。高能量密度的锂离子电池在充放电的过程中，极片的活性材料容易脱离集流体，发生掉粉，导致电极导电性能不佳，影响电池的性能。
鉴于此，实有必要提供一种新型的锂离子电池的卷芯以克服以上缺陷。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种提高活性材料与集流体的粘附能力、避免掉粉、提高锂离子电池容量、提高电池充放电性能的锂离子电池的卷芯。
为了实现上述目的，本发明提供一种锂离子电池的卷芯，包括正极片及负极片，所述正极片及负极片卷绕后形成卷芯；所述正极片包括正极集流体及涂布于正极集流体两面的正极活性材料层，所述正极集流体包括第一表面及与第一表面相对的第二表面，所述第一表面及第二表面均为锯齿状，所述正极集流体间隔开设有多个贯穿所述第一表面及第二表面的第一通孔，第一表面上的正极活性材料层与第二表面上的正极活性材料层通过多个第一通孔相互连接；所述负极片包括负极集流体及涂布于负极集流体两面的负极活性材料层，所述负极集流体包括第三表面及与第三表面相对的第四表面，所述第三表面及第四表面均为锯齿状，所述负极集流体间隔开设有多个贯穿所述第三表面及第四表面的第二通孔，第三表面上的负极活性材料层与第四表面上的负极活性材料层通过多个第二通孔相互连接。
在一个优选实施方式中，所述正极集流体的第一表面包括第一正极空白区，所述第一正极空白区未涂布正极活性材料层；所述正极集流体的第二表面包括与所述第一正极空白区相对的第二正极空白区，所述第二正极空白区未涂布正极活性材料层；所述第一正极空白区及第二正极空白区的位置用于焊接正极极耳；所述负极集流体的第三表面包括第一负极空白区，所述第一负极空白区未涂布负极活性材料层；所述正极片及负极片卷绕后，所述第一负极空白区与第一正极空白区及第二正极空白区的位置相对。
在一个优选实施方式中，所述第一正极空白区及第二正极空白区位于正极集流体的中部位置；所述第一负极空白区位于负极集流体的中部位置。
在一个优选实施方式中，所述第一正极空白区及第二正极空白区的宽度为 8～10mm，所述正极极耳的宽度为4～6mm，所述正极极耳的厚度为0.8～1.2mm。
在一个优选实施方式中，所述第一负极空白区的宽度比第一正极空白区及第二正极空白区的宽度大2～4mm，所述第一负极空白区贴覆有胶纸，所述第一负极空白区处的胶纸的宽度比第一负极空白区的宽度大1～2mm，所述胶纸为硅胶或亚克力胶。
在一个优选实施方式中，所述负极集流体的第三表面包括第二负极空白区，所述第二负极空白区位于所述负极集流体的一端，所述第二负极空白区未涂布负极活性材料层，所述第二负极空白区用于焊接负极极耳。
在一个优选实施方式中，所述第二负极空白区的宽度为8～10mm，所述负极极耳的宽度为4～6mm，所述负极极耳的厚度为0.8～1.2mm。
在一个优选实施方式中，所述正极活性材料层及负极活性材料层的厚度为0.05mm～0.3mm。
相比于现有技术，本发明提供的锂离子电池的卷芯，提高了活性材料与集流体的粘附能力，避免充放电过程中掉粉，提高了锂离子电池容量，提高了电池充放电性能。
【附图说明】
图1为本发明提供的锂离子电池的卷芯的正极片的结构示意图；
图2为本发明提供的锂离子电池的卷芯的负极片的结构示意图；
图3为图1中A处的放大图；
图4为图2中B处的放大图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。
请一并参阅图1及图2，本发明提供一种锂离子电池的卷芯，包括正极片10及负极片20，所述正极片10及负极片20卷绕后形成卷芯。
请一并参阅图3及图4，所述正极片10包括正极集流体11及涂布于正极集流体11两面的正极活性材料层12，所述正极集流体11包括第一表面111及与第一表面111相对的第二表面112，所述第一表面111及第二表面112均为锯齿状，所述正极集流体11间隔开设有多个贯穿所述第一表面111及第二表面112 的第一通孔113，第一表面111上的正极活性材料层12与第二表面112上的正极活性材料层12通过多个第一通孔113相互连接，即正极活性材料层12填满第一通孔113，第一表面111上的正极活性材料层12与第二表面112上的正极活性材料层12与第一通孔113内的正极活性材料层12连通；所述负极片20包括负极集流体21及涂布于负极集流体21两面的负极活性材料层22，所述负极集流体21包括第三表面211及与第三表面211相对的第四表面212，所述第三表面211及第四表面212均为锯齿状，所述负极集流体21间隔开设有多个贯穿所述第三表面211及第四表面212的第二通孔213，第三表面211上的负极活性材料层22与第四表面212上的负极活性材料层22通过多个第二通孔213相互连接，即负极活性材料层22填满第二通孔213，第三表面211上的负极活性材料层22与第四表面212上的负极活性材料层22与第二通孔213内的负极活性材料层22连通。
所述正极集流体11的第一表面111包括第一正极空白区114，所述第一正极空白区114未涂布正极活性材料层12；所述正极集流体11的第二表面112包括与所述第一正极空白区114相对的第二正极空白区115，所述第二正极空白区115未涂布正极活性材料层12；所述第一正极空白区114及第二正极空白区115的位置用于焊接正极极耳；所述负极集流体21的第三表面211包括第一负极空白区214，所述第一负极空白区214未涂布负极活性材料层22；所述正极片10及负极片20卷绕后，所述第一负极空白区214与第一正极空白区114及第二正极空白区115的位置相对；在锂离子电池充放电的过程中，负极活性材料层22会发生膨胀，从而对正极极耳的位置产生很大的压力，会导致正极极耳断裂的情况，而本发明中，负极片上设置有所述第一负极空白区214，未涂布负极活性材料层22，且所述第一负极空白区214与正极片10的焊接正极极耳的位置相对，有效的减小了负极活性材料层22对正极极耳的应力，避免了正极极耳断裂，保证了锂离子电池的性能。
本实施方式中，所述第一正极空白区114及第二正极空白区115位于正极集流体11的中部位置；所述第一负极空白区214位于负极集流体21的中部位置。
所述第一正极空白区114及第二正极空白区115的宽度为8～10mm，所述正极极耳的宽度为4～6mm，所述正极极耳的厚度为0.8～1.2mm，所述第一正极空白区 114及第二正极空白区115的宽度大于正极极耳的宽度。具体的，在正极极耳的上面贴有茶色的耐高温的胶纸，胶纸的宽度要大于第一正极空白区114及第二正极空白区115的宽度约1～2mm，胶纸的为硅胶或者亚克力胶，胶纸的基体为PVC 或者PET材质，胶纸保证了正极极耳处的绝缘性能，防止卷芯内部短路，提高了锂离子电池的安全性能。
所述第一负极空白区214的宽度比第一正极空白区114及第二正极空白区 115的宽度大2～4mm，所述第一负极空白区214贴覆有胶纸，所述第一负极空白区214处的胶纸的宽度比第一负极空白区214的宽度大1～2mm，所述胶纸为硅胶或亚克力胶。
所述负极集流体21的第三表面211包括第二负极空白区215，所述第二负极空白区215位于所述负极集流体21的一端，所述第二负极空白区215未涂布负极活性材料层22，所述第二负极空白区215用于焊接负极极耳。所述第二负极空白区215的宽度为8～10mm，所述负极极耳的宽度为4～6mm，所述负极极耳的厚度为0.8～1.2mm，即第二负极空白区215的宽度大于负极极耳的宽度。
本发明提供的锂离子电池的卷芯，正极集流体11的第一表面111及第二表面112均为锯齿状，大大增加了正极活性材料层12与正极集流体11的两个表面的接触面积，增大了正极活性材料层12与正极集流体11之间的粘附力，并且，正极活性材料层12填满第一通孔113，第一表面111上的正极活性材料层12与第二表面112上的正极活性材料层12与第一通孔113内的正极活性材料层12连通，正极集流体11的两个表面的正极活性材料层12达到一体化粘结，进一步增强了正极活性材料层12与正极集流体11之间的粘附力；负极集流体21的第三表面211及第四表面212均为锯齿状，大大增加了负极活性材料层22与负极集流体21的两个表面的接触面积，增大了负极活性材料层22与负极集流体21之间的粘附力，并且，负极活性材料层22填满第二通孔213，第三表面211上的负极活性材料层22 与第四表面212上的负极活性材料层22与第二通孔213内的负极活性材料层22连通，负极集流体21的两个表面的负极活性材料层22达到一体化粘结，进一步增强了负极活性材料层22与正极集流体21之间的粘附力；所述正极活性材料层12 及负极活性材料层22的厚度达到了0.05mm～0.3mm，提高了锂离子电池的性能。
本发明提供的锂离子电池的卷芯，提高了活性材料与集流体的粘附能力，避免充放电过程中掉粉，提高了锂离子电池容量，提高了电池充放电性能。
本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (8)

1.一种锂离子电池的卷芯，其特征在于：包括正极片及负极片，所述正极片及负极片卷绕后形成卷芯；所述正极片包括正极集流体及涂布于正极集流体两面的正极活性材料层，所述正极集流体包括第一表面及与第一表面相对的第二表面，所述第一表面及第二表面均为锯齿状，所述正极集流体间隔开设有多个贯穿所述第一表面及第二表面的第一通孔，第一表面上的正极活性材料层与第二表面上的正极活性材料层通过多个第一通孔相互连接；所述负极片包括负极集流体及涂布于负极集流体两面的负极活性材料层，所述负极集流体包括第三表面及与第三表面相对的第四表面，所述第三表面及第四表面均为锯齿状，所述负极集流体间隔开设有多个贯穿所述第三表面及第四表面的第二通孔，第三表面上的负极活性材料层与第四表面上的负极活性材料层通过多个第二通孔相互连接。
2.如权利要求1所述的锂离子电池的卷芯，其特征在于：所述正极集流体的第一表面包括第一正极空白区，所述第一正极空白区未涂布正极活性材料层；所述正极集流体的第二表面包括与所述第一正极空白区相对的第二正极空白区，所述第二正极空白区未涂布正极活性材料层；所述第一正极空白区及第二正极空白区的位置用于焊接正极极耳；所述负极集流体的第三表面包括第一负极空白区，所述第一负极空白区未涂布负极活性材料层；所述正极片及负极片卷绕后，所述第一负极空白区与第一正极空白区及第二正极空白区的位置相对。
3.如权利要求2所述的锂离子电池的卷芯，其特征在于：所述第一正极空白区及第二正极空白区位于正极集流体的中部位置；所述第一负极空白区位于负极集流体的中部位置。
4.如权利要求3所述的锂离子电池的卷芯，其特征在于：所述第一正极空白区及第二正极空白区的宽度为8～10mm，所述正极极耳的宽度为4～6mm，所述正极极耳的厚度为0.8～1.2mm。
5.如权利要求4所述的锂离子电池的卷芯，其特征在于：所述第一负极空白区的宽度比第一正极空白区及第二正极空白区的宽度大2～4mm，所述第一负极空白区贴覆有胶纸，所述第一负极空白区处的胶纸的宽度比第一负极空白区的宽度大1～2mm，所述胶纸为硅胶或亚克力胶。
6.如权利要求5所述的锂离子电池的卷芯，其特征在于：所述负极集流体的第三表面包括第二负极空白区，所述第二负极空白区位于所述负极集流体的一端，所述第二负极空白区未涂布负极活性材料层，所述第二负极空白区用于焊接负极极耳。
7.如权利要求6所述的锂离子电池的卷芯，其特征在于：所述第二负极空白区的宽度为8～10mm，所述负极极耳的宽度为4～6mm，所述负极极耳的厚度为0.8～1.2mm。
8.如权利要求7所述的锂离子电池的卷芯，其特征在于：所述正极活性材料层及负极活性材料层的厚度为0.05mm～0.3mm。
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