CN112820950A - 一种圆柱形锂离子电池及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种圆柱形锂离子电池及其制造方法，属于锂离子电池技术领域。该圆柱形锂离子电池包括正极极片、正极极耳、负极极片、负极极耳、绝缘片和隔膜，第一正极集流体区、第二正极集流体区和第三正极集流体区的正反两面均完全覆盖有绝缘片，且正极极耳位于绝缘片和第三正极集流体区之间；第一负极集流体区和第二负极集流体区的两侧或一侧覆盖有绝缘片，且负极极耳位于绝缘片和第一负极集流体区之间以及绝缘片和第二负极集流体区之间；正极极片的初始卷绕端和负极极片的初始卷绕端沿卷绕方向位于隔膜不同的位置上。该圆柱形锂离子电池及其制造方法降低了正负极短路的风险，减少失效风险。

Description

一种圆柱形锂离子电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种圆柱形锂离子电池及其制造方法。

背景技术

随着电器设备的智能化、网联化及无绳化发展，锂离子电池越来越广泛的应用于小家电及智能设备领域，而18650、2170圆柱形锂离子电池是目前比较成熟的两种产品，且尺寸统一生产方便，非常适合大规模化的批量应用。

高质量圆柱形锂离子电池的生产离不开制程工序的严格管控，但在实际生产过程中避免不了出现一定比例的异常品。例如圆柱形锂离子电池在极片卷绕时，极片裁断的毛刺问题，由于切刀使用寿命过短、切刀位置偏离或者切刀气压动力波动等等因素都会导致毛刺大小发生波动，从而容易产生毛刺超标的现象，生产过程又难以进行全检，因此毛刺这个问题很难避免，只是尺寸大小的差异，大毛刺的电池在自放电筛选阶段表现为自放电较大，尺寸小的毛刺，即使通过自放电筛选也难以区分出来，这部分电池投入使用后，随着电池循环次数的增多，由于毛刺隐患的存在，随时会刺穿隔膜，导致电池失效，引发事故。

因此，亟需一种降低正负极短路风险的圆柱形锂离子电池及其制造方法，以解决现有技术中存在的上述技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种圆柱形锂离子电池及其制造方法，该圆柱形锂离子电池及其制造方法降低了正负极短路的风险，减少失效风险，保证电池的安全使用。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种圆柱形锂离子电池，包括：

正极极片，包括位于其两端的第一正极集流体区、第二正极集流体区和位于所述正极极片中部的第三正极集流体区；

正极极耳，设置于所述第三正极集流体区上；

负极极片，包括位于其两端的第一负极集流体区和第二负极集流体区；

负极极耳，所述第一负极集流体区和所述第二负极集流体区上均设置有所述负极极耳；

绝缘片，所述第一正极集流体区、所述第二正极集流体区和所述第三正极集流体区的正反两面均完全覆盖有所述绝缘片，且所述正极极耳位于所述绝缘片和所述第三正极集流体区之间；所述第一负极集流体区和所述第二负极集流体区的两侧或一侧覆盖有所述绝缘片，且所述负极极耳位于所述绝缘片和所述第一负极集流体区之间以及所述绝缘片和所述第二负极集流体区之间；

隔膜，所述正极极片的初始卷绕端和所述负极极片的初始卷绕端沿卷绕方向位于所述隔膜不同的位置上。

作为一种圆柱形锂离子电池的优选技术方案，所述第一正极集流体区沿卷绕方向的尺寸为12mm～35mm，所述第二正极集流体区沿卷绕方向的尺寸为1mm～11mm，所述第三正极集流体区沿卷绕方向的尺寸为8mm～15mm。

作为一种圆柱形锂离子电池的优选技术方案，所述正极极耳为铝带。

作为一种圆柱形锂离子电池的优选技术方案，所述正极极耳的宽度为0.1mm～0.15mm，所述正极极耳的厚度为0.07mm～0.15mm。

作为一种圆柱形锂离子电池的优选技术方案，所述绝缘片的材质为PET或PI。

作为一种圆柱形锂离子电池的优选技术方案，所述第一负极集流体区沿卷绕方向的尺寸为3mm～11mm。

作为一种圆柱形锂离子电池的优选技术方案，所述第一负极集流体区上覆盖的所述绝缘片沿卷绕方向的尺寸为4mm～20mm。

作为一种圆柱形锂离子电池的优选技术方案，所述绝缘片与所述正极极片的涂料区和所述负极极片的涂料区沿卷绕方向的重叠尺寸为1mm～3mm。

为达上述目的，本发明还提供了一种圆柱形锂离子电池的制造方法，用于制造如上所述的圆柱形锂离子电池，所述圆柱形锂离子电池的制造方法包括：

步骤S1，将正极浆料涂覆在正极集流体上，形成正极涂料区，在中间预留两段露箔区，一段为所述第一正极集流体区和所述第二正极集流体区的结合体，另一段为所述第三正极集流体区，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的正极极片；

步骤S2，将所述正极极耳连接于所述第三正极集流体区上，所述正极极耳沿卷绕方向的尺寸小于所述第三正极集流体区沿卷绕方向的尺寸，将所述第三正极集流体区的正反两面均完全覆盖所述绝缘片；

步骤S3，将所述第一正极集流体区和所述第二正极集流体区的结合体的正反两面均完全覆盖所述绝缘片；

步骤S4，将所述第一正极集流体区和所述第二正极集流体区的结合体切断，以形成第一正极集流体区和所述第二正极集流体区，得到卷绕前的正极极片；

步骤S5，将负极浆料涂覆在负极集流体上，形成负极涂料区和一段露箔区，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的负极极片，露箔区为所述第一负极集流体区和所述第二负极集流体区的结合体；

步骤S6，在所述第一负极集流体区和所述第二负极集流体区上均设置所述负极极耳，在所述负极极耳的上方完全覆盖所述绝缘片，且所述第一负极集流体区上的所述绝缘片和所述第二负极集流体区上的所述绝缘片之间包括一段未覆盖所述绝缘片的露箔区，以供切断用；

步骤S7，从所述第一负极集流体区和所述第二负极集流体区之间的露箔区进行切断，形成所述第一负极集流体区和所述第二负极集流体区，得到卷绕前的负极极片；

步骤S8，将步骤S4得到的正极极片和步骤S7得到的负极极片进行卷绕，所述正极极片的初始卷绕端和所述负极极片的初始卷绕端沿卷绕方向位于所述隔膜不同的位置上，卷绕时，所述负极极片的初始卷绕端处的所述绝缘片位于卷绕的内侧，所述正极极片的初始卷绕端的所述绝缘片的头部落在所述负极极片的初始卷绕端的所述绝缘片上，且交叉距离为d，所述正极极片的初始卷绕端的所述绝缘片的尾部沿卷绕方向长于所述负极极片的初始卷绕端的所述绝缘片的尾部距离为c，最终形成卷芯；

步骤S9，将所述卷芯进行入壳，注液组装成圆柱形锂离子电池；

步骤S10，经过化成工序，激活圆柱形锂离子电池。

作为一种圆柱形锂离子电池的制造方法的优选技术方案，所述步骤S8中，所述正极极片的初始卷绕端的所述绝缘片的头部落在所述负极极片的初始卷绕端的所述绝缘片上，且交叉距离d为1mm～10mm；所述正极极片的初始卷绕端的所述绝缘片的尾部沿卷绕方向长于所述负极极片的初始卷绕端的所述绝缘片的尾部距离c为1mm～5mm。

本发明提供了一种圆柱形锂离子电池，第一正极集流体区、第二正极集流体区和第三正极集流体区的正反两面均完全覆盖有绝缘片，且正极极耳位于绝缘片和第三正极集流体区之间；第一负极集流体区和第二负极集流体区的两侧或一侧覆盖有绝缘片，且负极极耳位于绝缘片和第一负极集流体区之间以及绝缘片和第二负极集流体区之间，通过采用覆盖绝缘片的方式，即使切断毛刺刺穿隔膜，通过绝缘片的隔绝，能够避免正负极接触而导致正负极短路，减少了失效风险，保证电池的安全使用。将正极极片的初始卷绕端和负极极片的初始卷绕端从隔膜的不同位置上开始卷绕，从而避免初始卷绕端的正极集流体和负极集流体的端部接触，由于初始卷绕端的隔膜通常会卷绕成圆筒状，且厚度较厚，因此，基本能够杜绝循环过程中由于毛刺问题，而出现正极极片的初始卷绕端和负极极片的初始卷绕端短路而失效的问题。

本发明还提供了一种圆柱形锂离子电池的制造方法，该圆柱形锂离子电池的制造方法在步骤S8中，卷绕时，负极极片的初始卷绕端处的绝缘片位于卷绕的内侧，且正极极片的初始卷绕端的绝缘片的头部与负极极片的初始卷绕端的绝缘片的尾部交叉距离为d，可使得正极极片的初始卷绕端的毛刺即使刺穿了圆筒状的隔膜，由于负极极片的初始卷绕端的内侧还覆盖有绝缘片，从而正极极片的初始卷绕端的正极集流体不会直接与负极极耳接触而发生短路；正极极片的初始卷绕端的绝缘片的尾部沿卷绕方向长于负极极片的初始卷绕端的绝缘片的尾部距离为c，避免正极极片尾部的毛刺刺穿隔膜与负极极片接触发生短路，进一步减少了失效风险，保证电池的安全使用。

附图说明

图1是本发明具体实施方式提供的正极极片、正极极耳和绝缘片的结构示意图；

图2是本发明具体实施方式提供的负极极片、负极极耳和绝缘片的结构示意图；

图3是本发明具体实施方式提供的卷芯的结构示意图。

附图标记：

1、正极极片；11、第一正极集流体区；12、第二正极集流体区；13、第三正极集流体区；

2、正极极耳；

3、负极极片；31、第一负极集流体区；32、第二负极集流体区；

4、负极极耳；5、绝缘片。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

如图1～图3所示，本实施例提供了一种圆柱形锂离子电池，该圆柱形锂离子电池包括正极极片1、正极极耳2、负极极片3、负极极耳4、绝缘片5和隔膜，其中，正极极片1包括位于其两端的第一正极集流体区11、第二正极集流体区12和位于正极极片1中部的第三正极集流体区13；正极极耳2设置于第三正极集流体区13上；负极极片3包括位于其两端的第一负极集流体区31和第二负极集流体区32；第一负极集流体区31和第二负极集流体区32上均设置有负极极耳4；第一正极集流体区11、第二正极集流体区12和第三正极集流体区13的正反两面均完全覆盖有绝缘片5，且正极极耳2位于绝缘片5和第三正极集流体区13之间；第一负极集流体区31和第二负极集流体区32的两侧或一侧覆盖有绝缘片5，且负极极耳4位于绝缘片5和第一负极集流体区31之间以及绝缘片5和第二负极集流体区32之间；正极极片1的初始卷绕端和负极极片3的初始卷绕端沿卷绕方向位于隔膜不同的位置上。

通过采用覆盖绝缘片5的方式，即使切断毛刺刺穿隔膜，通过绝缘片5的隔绝，能够避免正负极接触而导致正负极短路，减少了失效风险，保证电池的安全使用。将正极极片1的初始卷绕端和负极极片3的初始卷绕端从隔膜的不同位置上开始卷绕，从而避免初始卷绕端的正极集流体和负极集流体的端部接触，由于初始卷绕端的隔膜通常会卷绕成圆筒状，且厚度较厚，因此，基本能够杜绝循环过程中由于毛刺问题，而出现正极极片1的初始卷绕端和负极极片3的初始卷绕端短路而失效的问题。

需要说明的是，第一正极集流体区11、第二正极集流体区12和第三正极集流体区13的正反两面均完全覆盖有绝缘片5指的是：覆盖于第一正极集流体区11的绝缘片5的长度和宽度均大于第一正极集流体区11的长度和宽度；覆盖于第二正极集流体区12的绝缘片5的长度和宽度均大于第二正极集流体区12的长度和宽度；覆盖于第三正极集流体区13的绝缘片5的长度和宽度均大于第三正极集流体区13的长度和宽度。进一步地，负极极耳4位于绝缘片5和第一负极集流体区31之间以及绝缘片5和第二负极集流体区32之间指的是：绝缘片5的长度和宽度均大于第一负极集流体区31上的负极极耳4的长度和宽度以及第二负极集流体区32上的负极极耳4的长度和宽度，以完全覆盖位于第一负极集流体区31和第二负极集流体区32上的负极极耳4。

优选地，第一正极集流体区11沿卷绕方向的尺寸为12mm～35mm，第二正极集流体区12沿卷绕方向的尺寸为1mm～11mm，第三正极集流体区13沿卷绕方向的尺寸为8mm～15mm。

在本实施例中，正极极耳2为铝带。优选地，正极极耳2的宽度为0.1mm～0.15mm，正极极耳2的厚度为0.07mm～0.15mm。进一步地，在本实施例中，连接于第一负极集流体区31上的负极极耳4的宽度为2mm～5mm，长度为10mm～60mm；连接于第二负极集流体区32上的负极极耳4的宽度为2mm～6mm，长度为10mm～60mm。

优选地，绝缘片5的材质为PET或PI。PET或PI材质的绝缘片5均能够承受较高的温度，从而保证电池的安全使用。

优选地，第一负极集流体区31沿卷绕方向的尺寸为3mm～11mm。在本实施例中，第一负极集流体区31上覆盖的绝缘片5沿卷绕方向的尺寸为4mm～20mm。

优选地，绝缘片5与正极极片1的涂料区和负极极片3的涂料区沿卷绕方向的重叠尺寸为1mm～3mm。

实施例二

本实施例提供了一种圆柱形锂离子电池的制造方法，该圆柱形锂离子电池的制造方法包括：

步骤S1，如图1所示，将三元正极浆料或磷酸铁锂浆料涂覆在正极集流体上，形成正极涂料区，在中间预留两段露箔区，一段为第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体，另一段为第三正极集流体区13，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的正极极片；第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体的长度为15mm～46mm，第三正极集流体区13的长度为8mm～15mm；

优选地，在本实施例中，第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体的长度为15mm，第三正极集流体区13的长度为15mm。

步骤S2，将厚度为0.1mm，长度为60mm，宽度为3.75mm的正极极耳2送置于第三正极集流体区13贴合位，用拉铆焊头将第三正极集流体区13与正极极耳2进行焊接，所用的焊接方式为超声焊或电阻焊；正极极耳2沿卷绕方向的尺寸小于第三正极集流体区13沿卷绕方向的尺寸，绝缘片5的宽度和长度大于第三正极集流体区13的宽度和长度；绝缘片5的材质为PI材质；焊接正极极耳2的第三正极集流体区13反面也需要用绝缘片5覆盖；

步骤S3，将第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体的正反两面均完全覆盖绝缘片5，绝缘片5与正极涂料区沿卷绕方向的重叠尺寸为1mm～3mm；绝缘片5的材质为PET材质或者PI材质，沿卷绕方向的长度尺寸为17mm；

在本实施例中，绝缘片5的材质优选为PET。

步骤S4，将第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体切断，以形成第一正极集流体区11和第二正极集流体区12，得到卷绕前的正极极片1，其中，第一正极集流体区11沿卷绕方向的长度为12mm～35mm，第二正极集流体区12沿卷绕方向的长度为1mm～11mm；

优选地，第一正极集流体区11沿卷绕方向的长度为35mm，第二正极集流体区12沿卷绕方向的长度为1mm。

步骤S5，如图2所示，将负极浆料涂覆在负极集流体上，形成负极涂料区和一段露箔区，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的负极极片3；露箔区为第一负极集流体区31和第二负极集流体区32的结合体，其中，第一负极集流体区31沿卷绕方向的长度为15mm～46mm，第二负极集流体区32沿卷绕方向的长度为8mm～15mm；

优选地，在本实施例中，第一负极集流体区31沿卷绕方向的长度为15mm，第二负极集流体区32沿卷绕方向的长度为8mm。

步骤S6，在第一负极集流体区31和第二负极集流体区32上均设置负极极耳4，用拉铆焊头将负极极耳4焊接于负极集流体区，在负极极耳4的上方完全覆盖绝缘片5，负极极耳4的宽度为2mm～5mm、长度为10mm～60mm、厚度为0.75mm～1.5mm，绝缘片5完全覆盖负极极耳4；第一负极集流体区31上的绝缘片5和第二负极集流体区32上的绝缘片5之间包括一段未覆盖绝缘片5的露箔区，以供切断用；

第一负极集流体区31的绝缘片5沿卷绕方向的长度为19mm，第二负极集流体区32的绝缘片5沿卷绕方向的长度为12mm。绝缘片5的材质为PET或者PI。在本实施例中，绝缘片5的材质优选为PI。绝缘片5只单面覆盖于负极极耳4上方，另一侧不覆盖。优选地，在本实施例中，负极极耳4的宽度为5mm、长度为10mm、厚度为1.5mm。

步骤S7，从第一负极集流体区31和第二负极集流体区32之间的露箔区进行切断，形成第一负极集流体区31和第二负极集流体区32，得到卷绕前的负极极片3；

第一负极集流体区31和第二负极集流体区32沿卷绕方向的长度分别为15mm和8mm。

步骤S8，如图3所示，将步骤S4得到的正极极片1和步骤S7得到的负极极片3进行卷绕，正极极片1的初始卷绕端和负极极片3的初始卷绕端沿卷绕方向位于圆筒形隔膜的相对两侧，也就是正极极片1的初始卷绕端和负极极片3的初始卷绕端无重叠点，即使正极有毛刺点，也不会穿刺到负极，与负极短接；卷绕时，负极极片3的初始卷绕端处的绝缘片5位于卷绕的内侧，正极极片1的初始卷绕端的绝缘片5的头部落在负极极片3的初始卷绕端的绝缘片5上，且交叉距离为d，正极极片1的初始卷绕端的绝缘片5的尾部沿卷绕方向长于负极极片3的初始卷绕端的绝缘片5的尾部距离为c，最终形成一定直径大小的卷芯。由于负极极片3的初始卷绕端的内侧还覆盖有绝缘片5，且正极极片1的初始卷绕端的绝缘片5的头部与负极极片3的初始卷绕端的绝缘片5的尾部交叉距离为d，从而正极极片1的初始卷绕端的正极集流体不会直接与负极极耳4接触而发生短路；正极极片1的初始卷绕端的绝缘片5的尾部沿卷绕方向长于负极极片3的初始卷绕端的绝缘片5的尾部距离为c，避免正极极片1尾部的毛刺刺穿隔膜与负极极片3接触发生短路，进一步减少了失效风险，保证电池的安全使用。

正极极片1的初始卷绕端的绝缘片5的头部与负极极片3的初始卷绕端的绝缘片5的尾部交叉距离d为1mm～10mm；正极极片1的初始卷绕端的绝缘片5的尾部沿卷绕方向长于负极极片3的初始卷绕端的绝缘片5的尾部距离c为1mm～5mm。优选地，在本实施例中，正极极片1的初始卷绕端的绝缘片5的尾部沿卷绕方向长于负极极片3的初始卷绕端的绝缘片5的尾部距离c为3mm。

步骤S9，卷芯进行入壳，注液组装成圆柱形锂离子电池；

步骤S10，经过化成工序，激活圆柱形锂离子电池。

实施例三

本实施例还提供了一种圆柱形锂离子电池的制造方法，该圆柱形锂离子电池的制造方法包括：

步骤S1，如图1所示，将三元正极浆料或磷酸铁锂浆料涂覆在正极集流体上，形成正极涂料区，在中间预留两段露箔区，一段为第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体，另一段为第三正极集流体区13，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的正极极片1；第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体的长度为46mm，第三正极集流体区13的长度为8mm；

步骤S2，将厚度为0.15mm，长度为60mm，宽度为3.75mm的正极极耳2送置于第三正极集流体区13贴合位，用拉铆焊头将第三正极集流体区13与正极极耳2进行焊接，所用的焊接方式为超声焊或电阻焊；正极极耳2沿卷绕方向的尺寸小于第三正极集流体区13沿卷绕方向的尺寸，绝缘片5的宽度和长度大于第三正极集流体区13的宽度和长度；绝缘片5的材质为PI材质；焊接正极极耳2的第三正极集流体区13反面也需要用绝缘片5覆盖；

步骤S3，将第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体的正反两面均完全覆盖绝缘片5，绝缘片5与正极涂料区沿卷绕方向的重叠尺寸为1mm～3mm；绝缘片5的材质为PET材质或者PI材质，沿卷绕方向的长度尺寸为48mm；

在本实施例中，绝缘片5的材质优选为PET。

步骤S4，将第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体切断，以形成第一正极集流体区11和第二正极集流体区12，得到卷绕前的正极极片1，其中，第一正极集流体区11沿卷绕方向的长度为12mm，第二正极集流体区12沿卷绕方向的长度为11mm；

步骤S5，如图2所示，将负极浆料涂覆在负极集流体上，形成负极涂料区和一段露箔区，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的负极极片3；露箔区为第一负极集流体区31和第二负极集流体区32的结合体，其中，第一负极集流体区31沿卷绕方向的长度为18mm，第二负极集流体区32沿卷绕方向的长度为12mm；

步骤S6，在第一负极集流体区31和第二负极集流体区32上均设置负极极耳4，用拉铆焊头将负极极耳4焊接于负极集流体区，在负极极耳4的上方完全覆盖绝缘片5，负极极耳4的宽度为2mm、长度为60mm、厚度为0.75mm，绝缘片5完全覆盖负极极耳4；第一负极集流体区31上的绝缘片5和第二负极集流体区32上的绝缘片5之间包括一段未覆盖绝缘片5的露箔区，以供切断用；

第一负极集流体区31的绝缘片5沿卷绕方向的长度为22mm，第二负极集流体区32的绝缘片5沿卷绕方向的长度为16mm。绝缘片5的材质为PET或者PI。在本实施例中，绝缘片5的材质优选为PI。绝缘片5只单面覆盖于负极极耳4上方，另一侧不覆盖。

步骤S7，从第一负极集流体区31和第二负极集流体区32之间的露箔区进行切断，形成第一负极集流体区31和第二负极集流体区32，得到卷绕前的负极极片3；

第一负极集流体区31和第二负极集流体区32沿卷绕方向的长度分别为18mm和12mm。

步骤S8，如图3所示，将步骤S4得到的正极极片1和步骤S7得到的负极极片3进行卷绕，正极极片1的初始卷绕端和负极极片3的初始卷绕端沿卷绕方向位于圆筒形隔膜的相对两侧，也就是正极极片1的初始卷绕端和负极极片3的初始卷绕端无重叠点，即使正极有毛刺点，也不会穿刺到负极，与负极短接；卷绕时，负极极片3的初始卷绕端处的绝缘片5位于卷绕的内侧，最终形成一定直径大小的卷芯。由于负极极片3的初始卷绕端的内侧还覆盖有绝缘片5，从而正极极片1的初始卷绕端的正极集流体不会直接与负极极耳4接触而发生短路，进一步减少了失效风险，保证电池的安全使用。

正极极片1的初始卷绕端的绝缘片5的尾部沿卷绕方向长于负极极片3的初始卷绕端的绝缘片5的尾部距离c为1mm。

步骤S9，卷芯进行入壳，注液组装成圆柱形锂离子电池；

步骤S10，经过化成工序，激活圆柱形锂离子电池。

实施例四

本实施例还提供了一种圆柱形锂离子电池的制造方法，该圆柱形锂离子电池的制造方法包括：

步骤S1，如图1所示，将三元正极浆料或磷酸铁锂浆料涂覆在正极集流体上，形成正极涂料区，在中间预留两段露箔区，一段为第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体，另一段为第三正极集流体区13，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的正极极片1；第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体的长度为25mm，第三正极集流体区13的长度为12mm；

优选地，在本实施例中，第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体的长度为15mm，第三正极集流体区13的长度为15mm。

步骤S2，将厚度为0.1mm，长度为60mm，宽度为3.75mm的正极极耳2送置于第三正极集流体区13贴合位，用拉铆焊头将第三正极集流体区13与正极极耳2进行焊接，所用的焊接方式为超声焊或电阻焊；正极极耳2沿卷绕方向的尺寸小于第三正极集流体区13沿卷绕方向的尺寸，绝缘片5的宽度和长度大于第三正极集流体区13的宽度和长度；绝缘片5的材质为PI材质；焊接正极极耳2的第三正极集流体区13反面也需要用绝缘片5覆盖；

步骤S3，将第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体的正反两面均完全覆盖绝缘片5，绝缘片5与正极涂料区沿卷绕方向的重叠尺寸为1mm～3mm；绝缘片5的材质为PET材质或者PI材质，沿卷绕方向的长度尺寸为35mm；

在本实施例中，绝缘片5的材质优选为PET。

步骤S4，将第一正极集流体区11和第二正极集流体区12的结合体切断，以形成第一正极集流体区11和第二正极集流体区12，得到卷绕前的正极极片1，其中，第一正极集流体区11沿卷绕方向的长度为25mm，第二正极集流体区12沿卷绕方向的长度为6mm；

步骤S5，如图2所示，将负极浆料涂覆在负极集流体上，形成负极涂料区和一段露箔区，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的负极极片3；露箔区为第一负极集流体区31和第二负极集流体区32的结合体，其中，第一负极集流体区31沿卷绕方向的长度为20mm，第二负极集流体区32沿卷绕方向的长度为15mm；

步骤S6，在第一负极集流体区31和第二负极集流体区32上均设置负极极耳4，用拉铆焊头将负极极耳4焊接于负极集流体区，在负极极耳4的上方完全覆盖绝缘片5，负极极耳4的宽度为3.75mm、长度为45mm、厚度为1.25mm，绝缘片5完全覆盖负极极耳4；第一负极集流体区31上的绝缘片5和第二负极集流体区32上的绝缘片5之间包括一段未覆盖绝缘片5的露箔区，以供切断用；

第一负极集流体区31的绝缘片5沿卷绕方向的长度为24mm，第二负极集流体区32的绝缘片5沿卷绕方向的长度为19mm。绝缘片5的材质为PET或者PI。在本实施例中，绝缘片5的材质优选为PI。绝缘片5只单面覆盖于负极极耳4上方，另一侧不覆盖。

步骤S7，从第一负极集流体区31和第二负极集流体区32之间的露箔区进行切断，形成第一负极集流体区31和第二负极集流体区32，得到卷绕前的负极极片3；

第一负极集流体区31和第二负极集流体区32沿卷绕方向的长度分别为20mm和15mm。

步骤S8，如图3所示，将步骤S4得到的正极极片1和步骤S7得到的负极极片3进行卷绕，正极极片1的初始卷绕端和负极极片3的初始卷绕端沿卷绕方向位于圆筒形隔膜的相对两侧，也就是正极极片1的初始卷绕端和负极极片3的初始卷绕端无重叠点，即使正极有毛刺点，也不会穿刺到负极，与负极短接；卷绕时，负极极片3的初始卷绕端处的绝缘片5位于卷绕的内侧，最终形成一定直径大小的卷芯。由于负极极片3的初始卷绕端的内侧还覆盖有绝缘片5，从而正极极片1的初始卷绕端的正极集流体不会直接与负极极耳4接触而发生短路，进一步减少了失效风险，保证电池的安全使用。

正极极片1的初始卷绕端的绝缘片5的尾部沿卷绕方向长于负极极片3的初始卷绕端的绝缘片5的尾部距离c为5mm。

步骤S9，卷芯进行入壳，注液组装成圆柱形锂离子电池；

步骤S10，经过化成工序，激活圆柱形锂离子电池。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种圆柱形锂离子电池，其特征在于，包括：

正极极片(1)，包括位于其两端的第一正极集流体区(11)、第二正极集流体区(12)和位于所述正极极片(1)中部的第三正极集流体区(13)；

正极极耳(2)，设置于所述第三正极集流体区(13)上；

负极极片(3)，包括位于其两端的第一负极集流体区(31)和第二负极集流体区(32)；

负极极耳(4)，所述第一负极集流体区(31)和所述第二负极集流体区(32)上均设置有所述负极极耳(4)；

绝缘片(5)，所述第一正极集流体区(11)、所述第二正极集流体区(12)和所述第三正极集流体区(13)的正反两面均完全覆盖有所述绝缘片(5)，且所述正极极耳(2)位于所述绝缘片(5)和所述第三正极集流体区(13)之间；所述第一负极集流体区(31)和所述第二负极集流体区(32)的两侧或一侧覆盖有所述绝缘片(5)，且所述负极极耳(4)位于所述绝缘片(5)和所述第一负极集流体区(31)之间以及所述绝缘片(5)和所述第二负极集流体区(32)之间；

隔膜，所述正极极片(1)的初始卷绕端和所述负极极片(3)的初始卷绕端沿卷绕方向位于所述隔膜不同的位置上。

2.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述第一正极集流体区(11)沿卷绕方向的尺寸为12mm～35mm，所述第二正极集流体区(12)沿卷绕方向的尺寸为1mm～11mm，所述第三正极集流体区(13)沿卷绕方向的尺寸为8mm～15mm。

3.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述正极极耳(2)为铝带。

4.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述正极极耳(2)的宽度为0.1mm～0.15mm，所述正极极耳(2)的厚度为0.07mm～0.15mm。

5.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述绝缘片(5)的材质为PET或PI。

6.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述第一负极集流体区(31)沿卷绕方向的尺寸为3mm～11mm。

7.如权利要求6所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述第一负极集流体区(31)上覆盖的所述绝缘片(5)沿卷绕方向的尺寸为4mm～20mm。

8.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池，其特征在于，所述绝缘片(5)与所述正极极片(1)的涂料区和所述负极极片(3)的涂料区沿卷绕方向的重叠尺寸为1mm～3mm。

9.一种圆柱形锂离子电池的制造方法，其特征在于，用于制造如权利要求1～8任一项所述的圆柱形锂离子电池，所述圆柱形锂离子电池的制造方法包括：

步骤S1，将正极浆料涂覆在正极集流体上，形成正极涂料区，在中间预留两段露箔区，一段为所述第一正极集流体区(11)和所述第二正极集流体区(12)的结合体，另一段为所述第三正极集流体区(13)，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的正极极片；

步骤S2，将所述正极极耳(2)连接于所述第三正极集流体区(13)上，所述正极极耳(2)沿卷绕方向的尺寸小于所述第三正极集流体区(13)沿卷绕方向的尺寸，将所述第三正极集流体区(13)的正反两面均完全覆盖所述绝缘片(5)；

步骤S3，将所述第一正极集流体区(11)和所述第二正极集流体区(12)的结合体的正反两面均完全覆盖所述绝缘片(5)；

步骤S4，将所述第一正极集流体区(11)和所述第二正极集流体区(12)的结合体切断，以形成第一正极集流体区(11)和所述第二正极集流体区(12)，得到卷绕前的正极极片；

步骤S5，将负极浆料涂覆在负极集流体上，形成负极涂料区和一段露箔区，然后进行烘干、辊压，分切制得预加工的负极极片，露箔区为所述第一负极集流体区(31)和所述第二负极集流体区(32)的结合体；

步骤S6，在所述第一负极集流体区(31)和所述第二负极集流体区(32)上均设置所述负极极耳(4)，在所述负极极耳(4)的上方完全覆盖所述绝缘片(5)，且所述第一负极集流体区(31)上的所述绝缘片(5)和所述第二负极集流体区(32)上的所述绝缘片(5)之间包括一段未覆盖所述绝缘片(5)的露箔区，以供切断用；

步骤S7，从所述第一负极集流体区(31)和所述第二负极集流体区(32)之间的露箔区进行切断，形成所述第一负极集流体区(31)和所述第二负极集流体区(32)，得到卷绕前的负极极片；

步骤S8，将步骤S4得到的正极极片和步骤S7得到的负极极片进行卷绕，所述正极极片(1)的初始卷绕端和所述负极极片(3)的初始卷绕端沿卷绕方向位于所述隔膜不同的位置上，卷绕时，所述负极极片(3)的初始卷绕端处的所述绝缘片(5)位于卷绕的内侧，所述正极极片(1)的初始卷绕端的所述绝缘片(5)的头部落在所述负极极片(3)的初始卷绕端的所述绝缘片(5)上，且交叉距离为d，所述正极极片(1)的初始卷绕端的所述绝缘片(5)的尾部沿卷绕方向长于所述负极极片(3)的初始卷绕端的所述绝缘片(5)的尾部距离为c，最终形成卷芯；

步骤S9，将所述卷芯进行入壳，注液组装成圆柱形锂离子电池；

步骤S10，经过化成工序，激活圆柱形锂离子电池。

10.如权利要求9所述的圆柱形锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述步骤S8中，所述正极极片(1)的初始卷绕端的所述绝缘片(5)的头部落在所述负极极片(3)的初始卷绕端的所述绝缘片(5)上，且交叉距离d为1mm～10mm；所述正极极片(1)的初始卷绕端的所述绝缘片(5)的尾部沿卷绕方向长于所述负极极片(3)的初始卷绕端的所述绝缘片(5)的尾部距离c为1mm～5mm。

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