CN1953244B - 一种方形锂离子电池的极芯及其电池 - Google Patents

Abstract

一种方形锂离子电池的极芯及其电池，其中，极芯形状为方形，该极芯包括正极片、负极片以及正极片和负极片之间的隔膜，正极片、负极片以及正极片和负极片之间的隔膜经卷绕折叠为方形极芯。方形极芯的两端呈半圆形状，且方形极芯两端呈半圆形状的位置上正极片内圈、外圈、负极片内圈、外圈中的至少一个不涂覆活性材料。所以，含有该极芯的方形锂离子电池包括密封盖板、电池壳体、密封在电池壳体和密封盖板内的极芯和非水电解液，所述极芯为本发明所提供的极芯。该电池具有容量衰减慢，循环性能好，安全性能高的优点。

Description

一种方形锂离子电池的极芯及其电池

技术领域

本发明是涉及一种锂离子电池，具体地说，是涉及一种方形锂离子电池的极芯及其电池。

背景技术

锂离子二次电池作为各类电子设备的供电能源而被广泛应用，同时人们对电池的性能要求也越来越高，无论是具有较高容量的圆形电池，还是方形电池，人们都要求其具有较长的使用时间和使用寿命。

由于锂离子电池的正极材料普遍使用锂钴氧，负极材料使用石墨，而这两种材料的容量都具有一定的局限性，因此，为了提高容量，各个电池生产厂家通常采用的方法是尽量在电池中增加正、负极材料的含量。但是，为了增加容量而增加正、负极材料含量的做法使得原本比较适宜的电池内部空间变得越来越拥挤，从而导致电池极片间无法容纳更多的电解液，使得电池充放电不充分，最终导致电池的容量急剧下降，极大地缩短了电池的使用寿命。

在日本专利公开号为平1-294373的专利中提出：非水二次电池内要求每1AH容量设计0.3cc以上的间隙，间隙设置在电池上端部位或者漩涡状电池芯中间部位，大小由加入的电解液量来调节。间隙设置的原因在于使电池在充放电时产生的气体有足够的空间容纳而不被破坏。然而，间隙设置在电池上端部位或者漩涡状电池芯中间部位，极片在膨胀时会将极片间的电解液挤出至为气体准备的间隙中，使得极片间的电解液量无法得到保证，最终无法从根本上解决电池容量衰减快的问题。中国专利公告号为CN2672885Y的专利中提出：极芯在电池壳内沿片的重叠方向上均匀地留有空隙，可以作为为气体准备的间隙，同时也保证了电解液不被挤出。

在方形电池中，极片经卷绕而成方形极芯，且正极片、负极片在卷绕呈方形极芯过程中的两端弯曲形成一半圆形状，在弯曲的半圆形状位置上，正、负极片上的材料很容易因此而脱落，特别是在正极片内圈位置上，因此，电池安全存在一定隐患。

本发明将极片上的间隙设计在方形极芯极片弯曲的半圆形状位置上，且该位置上的正极片内圈与负极片外圈不涂覆活性材料，这样就解决了方形电池循环时电解液分布不均和极片在弯曲的半圆形状位置上材料容易脱落的问题，同时也提高了电池循环性能以及电池的安全性能。

发明内容

本发明的目的是克服现有极芯的方形锂离子电池容量衰减快，循环性能不好的缺点，提供一种新的容量衰减慢，循环性能好的方形锂离子电池极芯；本发明的另一个目的是提供一种包括该极芯的方形锂离子电池。

本发明提供的极芯形状为方形，该极芯包括正极片、负极片以及正极片和负极片之间的隔膜，正极片、负极片以及正极片和负极片之间的隔膜经卷绕折叠为方形极芯.方形极芯的两端呈半圆形状，且方形极芯两端呈半圆形状的位置上正极片内圈、外圈、负极片内圈、外圈中的至少一个不涂覆活性材料.

本发明采用方形极芯两端呈半圆形状的位置上正极片内圈、外圈、负极片内圈、外圈中的至少一个不涂覆活性材料的极芯，特别是正极片内圈与负极片外圈不涂覆活性材料的极芯，它解决了方形电池在充放电过程中因极片膨胀而将电解液挤出极芯所造成的电解液分布不均的问题，从而提高了电池的循环性能和安全性能。

附图说明

图1为本发明的方形锂离子电池的一种实施方式剖面示意图；

图2为正负极片表面涂覆活性材料方式示意图；

图3为方形极芯俯视图。

图中，1为正极片；2为负极片；3为隔膜纸。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明。

如图1～2所示，本发明所提供的方形锂离子电池包括密封盖板5、电池壳体4、密封在电池壳体4和密封盖板5内的极芯和非水电解液。所述极芯为本发明所提供的极芯，该极芯包括正极片1、负极片2以及正极片1和负极片2之间的隔膜3，正极片1、负极片2以及正极片1和负极片2之间的隔膜3经卷绕折叠为方形极芯，方形极芯的两端呈半圆形状，且方形极芯两端呈半圆形状的位置上正极片1内圈、外圈、负极片2内圈、外圈中的至少一个不涂覆活性材料。

如图3所示，以负极片2起始端为奇数圈，以正极片1起始端为偶数圈，所述正极片1不涂覆活性材料位置的展开宽度满足如下关系式：

奇数圈：                 偶数圈：

$\begin{array}{c}\left\{\begin{array}{c}{l}_{z1}=\mathrm{\π}*d_{z1}/2\\ .\\ .\\ .\\ l_{\mathrm{zn}}=\mathrm{\π}*d_{\mathrm{zn}}/2\end{array}\right.\end{array}\left\{\begin{array}{c}{l_{z1}}^{,}=\mathrm{\π}*{d_{z1}}^{,}/2\\ .\\ .\\ .\\ {l_{\mathrm{zn}}}^{,}=\mathrm{\π}*{d_{\mathrm{zn}}}^{,}/2\end{array}\right.$

其中，l_z1为正极片1奇数圈第1圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

      L_zn为正极片1奇数圈第n圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

      l_z1’为正极片1偶数圈第1圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

      l_zn’为正极片1偶数圈第n圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

      π为圆周率，π＝3.14；

      d_z1为正极片1奇数圈第1圈不涂覆活性材料位置所在半圆的内圈直径；

      d_zn为正极片1奇数圈第n圈不涂覆活性材料位置所在半圆的内圈直径；

      d_z1’为正极片1偶数圈第1圈不涂覆活性材料位置所在半圆的内圈直径；

      d_zn’为正极片1偶数圈第n圈不涂覆活性材料位置所在半圆的内圈直径；

所述的d_z1、d_zn、d_z1’、d_zn’满足如下关系式：

奇数圈：偶数圈：

$\begin{array}{cc}\left\{\begin{array}{c}{d}_{z1}=f+2a+c\\ .\\ .\\ d_{\mathrm{zn}}=d_{z1}+(n-1)*(2a+b+c)*2\end{array}\right.& \left\{\begin{array}{c}{d_{z1}}^{,}=f+4a+b+2c\\ .\\ .\\ {d_{\mathrm{zn}}}^{,}={d_{z1}}^{,}+(n-1)*(2a+b+c)*2\end{array}\right.\end{array}$

其中，a为隔膜纸厚度，b为正极片厚度，c为负极片厚度，f为卷针厚度，n为极芯卷绕时转弯的次数，负极片2的起始端定为1。例如，如图3所示，负极的起始端的n为1，当卷绕时，第一次转弯时，n为2，再次转弯到达负极的起始端时，n为3，依此类推。正极也是如此。

以负极片2的起始端位置开始计算，所述正极片1各不涂覆活性材料位置的起始位置满足如下关系式：

其中，P_zn为正极片1起始端到各不涂覆活性材料位置的起始位置展开长度；e为卷针宽度。

以负极片2起始端为奇数圈，以正极片1起始端为偶数圈，所述负极片2不涂覆活性材料位置的展开宽度满足如下关系式：

奇数圈：偶数圈：

$\begin{array}{cc}\left\{\begin{array}{c}{l}_{f1}=\mathrm{\π}*d_{f1}/2\\ .\\ .\\ .\\ l_{\mathrm{fn}}=\mathrm{\π}*d_{\mathrm{fn}}/2\end{array}\right.& \left\{\begin{array}{c}{l_{f1}}^{,}=\mathrm{\π}*{d_{f1}}^{,}/2\\ .\\ .\\ .\\ {l_{\mathrm{fn}}}^{,}=\mathrm{\π}*{d_{\mathrm{fn}}}^{,}/2\end{array}\right.\end{array}$

其中，l_f1为负极片2奇数圈第1圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

      l_fn为负极片2奇数圈第n圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

      l_f1’为负极片2偶数圈第1圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

      l_fn’为负极片2偶数圈第n圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

      d_f1为负极片2奇数圈第1圈不涂覆活性材料位置所在半圆的外圈直径；

      d_fn为负极片2奇数圈第n圈不涂覆活性材料位置所在半圆的外圈直径；

      d_f1’为负极片2偶数圈第1圈不涂覆活性材料位置所在半圆的外圈直径；

      d_fn’为负极片2偶数圈第n圈不涂覆活性材料位置所在半圆的外圈直径；

所述d_f1、d_fn、d_f1’、d_fn’满足如下关系式：

奇数圈：    偶数圈：

$\begin{array}{cc}\left\{\begin{array}{c}{d}_{f1}=0\\ d_{f2}=f+4*a+3*c+2*b\\ .\\ .\\ d_{\mathrm{fn}}=d_{f2}+(n-2)*(2a+b+c)*2\end{array}\right.& \left\{\begin{array}{c}{d_{f1}}^{,}=f+2*a+2*c+b\\ .\\ .\\ .\\ {d_{\mathrm{fn}}}^{,}={d_{f1}}^{,}+(n-1)*(2a+b+c)*2\end{array}\right.\end{array}$

以负极片2的起始端位置开始计算，所述负极片2各不涂覆活性材料位置的起始位置满足如下关系式：

其中，P_fn为负极片2起始端到各不涂覆活性材料位置的起始位置展开长度。

电池在极片制作过程中，电池正极片1、负极片2的不涂覆活性材料位置及宽度应按公式计算结果执行。

正极片的组成为本领域技术人员公知。一般来说，正极片包括导电基体及涂覆和/或填充在导电基体(也叫集电体)上的正极活性材料。所述导电基体为本领域技术人员公知，如导电基体可选自铝箔；所述的正极活性材料为本领域技术人员公知，它包括正极活性物质和粘合剂，所述正极活性物质可以选自锂离子电池中常用的正极活性物质，如LiCoO₂等，所述粘合剂也为本领域技术人员公知，如聚偏二氟乙烯(PVDF)等，一般来说，粘合剂的含量为正极活性物质的0.01-8重量％，优选为1-5重量％，所述正极活性材料还可以包括正极助剂，正极助剂的种类和含量为本领域技术人员公知，正极助剂选自导电剂，如乙炔黑、导电碳黑和导电石墨中的至少一种，其含量为正极活性物质的0-15重量％，优选为0-10重量％。

负极片的组成为本领域技术人员公知，一般来说，负极片包括导电基体及涂覆和/或填充在导电基体上的负极活性材料。所述导电基体为本领域技术人员公知，如导电基体选自铜箔；所述负极活性材料为本领域技术人员公知，它包括负极活性物质和粘合剂，所述负极活性物质可以选自锂离子电池常用的负极活性物质，如天然石墨、人造石墨等。所述粘合剂也为本领域技术人员公知，如聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇等，一般来说，粘合剂的含量为负极活性物质的0.01-10重量％，优选为1-9重量％。

隔膜设置于正极片和负极片之间，隔膜采用的是锂离子电池中常用的各种隔膜，如聚丙烯毡、聚乙烯毡、聚烯烃微多孔膜、或超细玻璃纤维纸等本领域技术人员公知的材料，它具有电绝缘性能和液体保持性能。

所述正极片和负极片可以商购得到，也可以采用常规的方法制备，只是将极片在卷绕折叠呈半圆形状的位置上正极片1内圈与负极片2外圈不涂覆活性材料即可。

常规的正极片的制备方法为在宽幅极片上涂覆一种含有正极活性物质和粘合剂的浆液，经干燥、辊轧并分切，得到正极片.其中，所述含有正极活性物质和粘合剂浆液的溶剂选自常规的溶剂，如N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺(DMF)等，溶剂的用量可使所述浆液能够涂覆到所述集电体上即可.一般来说，溶剂的用量为浆液中正极活性物质含量的40-90重量％，优选为50-85重量％.干燥的温度一般为50-160℃，优选80-150℃.辊轧是为了使商购的宽幅极片辊轧成正极片所需的厚度，该厚度可以根据各种不同的电池需要而在很大范围内变动.分切的目的是为了使宽幅极片被切割成正极片所需要的宽度，该宽度可以根据各种不同的电池需要而在很大范围内变动.

负极片的制备方法与正极片的制备方法相同，只是将含有负极活性物质和粘合剂的浆液代替含有正极活性物质和粘合剂的浆液。

所述非水电解液为本领域常用的非水电解液，如电解质锂盐和非水溶剂的混合溶液。电解质锂盐选自六氟磷酸锂(LiPF₆)、高氯酸锂、四氟硼酸锂、六氟砷酸锂、卤化锂、氯铝酸锂及氟烃基磺酸锂中的一种或几种。有机溶剂可以选自链状酸酯和环状酸酯混合溶液，其中链状酸酯可以为碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯(MPC)、碳酸二丙酯(DPC)以及其它含氟、含硫或含不饱和键的链状有机酯类中的至少一种。环状酸酯可以为碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、γ-丁内酯(γ-BL)、磺内酯以及其它含氟、含硫或含不饱和键的环状有机酯类中的至少一种。所述非水电解液中，电解质锂盐的浓度一般为0.1-2摩尔/升，优选为0.8-1.2摩尔/升。

正极片、负极片及位于正极片与负极片之间的隔膜卷绕而成极芯的方法，以及电池的组装方法为本领域技术人员所公知的，在此不再赘述。

下面以方形卷绕式锂离子二次电池的制作及其测试为例，进一步说明本发明提供的极芯和方形锂离子电池。

【实施例1】

设计并制作本发明的的方形电池，即厚度为4.5毫米，宽度为34毫米，高度为50毫米的方形铝壳锂离子二次电池。

(1)正极片1的制备

将100份重量的正极活性物质LiCoO₂、5份重量的导电剂乙炔黑、5份重量的粘结剂PVDF加入到50份重量的NMP中均匀混合，然后将其均匀地涂覆在厚度为0.02毫米的铝箔上，涂覆均匀后再将不涂覆活性材料位置的正极材料刮去，并将其放入真空烤箱内经120℃烘烤干燥后，进行压制分切为374X44X0.135毫米的正极片。该正极片上的正极活性物质LiCoO₂含量为6.4克。

(2)负极片2的制备

将100份重量的负极活性物质人造石墨、9份重量的粘结剂PVDF加入到50份重量的NMP中均匀混合，然后将其均匀地涂覆在厚度为0.012毫米的铜箔上，涂覆均匀后再将不涂覆活性材料位置的负极材料刮去，并将其放入真空烤箱内经120℃烘烤干燥后，进行压制分切为344X45X0.130毫米的负极片。负极片上的负极活性物质人造石墨含量为2.85克。

(3)极芯的制备

将(1)和(2)制备的正极片1、负极片2和位于正极片1与负极片2之间的隔膜3卷绕制成方形极芯，隔膜3采用的是厚度为0.02毫米的聚丙烯膜。

(4)电池的组装

将LiPF₆与EC及DMC配置成LiPF₆浓度为1摩尔/升的溶液(EC/DMC的体积比为1∶1)，得到非水电解液，非水电解液的用量为2.6克/只.将(3)得到的极芯套入50X34X4.5毫米的电池壳体4内，注入上述非水电解液，通过密封盖板5密封，制成锂离子电池.

实施例中，正极片1厚度为b＝0.135毫米，负极片2厚度为c＝0.130毫米，卷针厚度为f＝1.20毫米，卷针宽度为e＝27.0毫米，隔膜纸厚度为a＝0.02毫米。

根据上述计算公式，计算所得的结果如表1-2所示。

表1

由表1可以说明正极片从P_zn(奇)位置开始要有一宽度为l_zn的间隙不涂覆活性材料，从P_zn(偶)位置开始至少要有一宽度为l_zn’的间隙不涂覆活性材料，而d_zn及d_zn’说明了此时极芯的厚度，P_z6(偶)说明了正极片的长度为374mm。

表2

由表2可以说明负极片从P_fn(奇)位置开始要有一宽度为l_fn的间隙不涂覆活性材料，从P_fn(偶)位置开始要有一宽度为l_fn’的间隙不涂覆活性材料，而d_fn及d_fn’说明了此时极芯的厚度，P_f6(偶)说明了负极片长度为344mm。

【实施例2】

在正极片1、负极片2弯曲呈半圆形状的位置上其内圈和外圈同时都不涂覆活性材料，电池的其余制作过程与实施例1电池相同.

【实施例3】

在正极片1、负极片2弯曲呈半圆形状的位置上其正极片1内圈不涂覆活性材料，负极片2内、外圈同时都涂覆活性材料，电池的其余制作过程与实施例1电池相同。

【对比例】

制作对比例电池，在本发明所提到的正极片1、负极片2的弯曲呈半圆形状的位置上同时都涂覆活性材料，电池的其余制作过程与实施例1电池相同。

【电池性能测试】

将上述实施例和对比例电池做循环性能测试，以1CmA的电流作为连续的充放电测试，记录当电池容量下降到其初始容量的80％时所经过的循环次数，以及电池在外部短路测试过程中电池表面的温度。表3给出了各电池容量为初始容量80％时的循环次数及外部短路电池表面最高温度。表4给出了实施例1-3得到的初始电池容量。

表3

表4

由表3的结构可以看出，实施例1-3与对比例在电池容量下降到其初始容量的80％时，实施例1-3的电池循环次数明显优于对比例的循环次数，电池在外部短路测试过程中实施例1-3的电池表面温度也明显低于对比例的电池表面温度，因此，从循环次数多说明电池的循环性能好和电池表面温度低说明电池的安全性好来看，实施例1-3优于对比例.

结合表3和表4的结构可以看出，虽然实施例1与实施例2的循环次数相比，实施例1低了3次，电池在外部短路测试过程中实施例1与实施例2的电池表面的温度相比，实施例1高了2度，但是，实施例1的初始电池容822mAh却比实施例2的初始电池容量810mAh高出了12mAh，相比之下，实施例1循环次数比实施例2低了3次，实施例1电池表面温度比实施例2高了2度的微小不足就由初始电池容量高出的12mAh显示出的优势所祢补，所以，实施例1优于实施例2。

结合表3和表4的结构还可以看出实施例1的初始电池容量虽然不如实施例3的高，但相差很小，仅差2mAh，当电池容量下降到其初始容量的80％时，实施例1的电池循环次数却高于实施例3的循环次数27次，且电池在外部短路测试过程中实施例1的电池表面温度也低于实施例3的电池表面温度5℃，因此，实施例1的循环次数多和电池表面温度低这两种优势明显祢补了其初始电池容量低于实施例3的不足，所以，实施例1优于实施例3。

根据上述表格的各项对比数据分析可以说明本发明实施例1的方形锂离子电池在容量满足要求的前提下，具有较好的循环性能和安全性能。

Claims (7)

1.一种方形锂离子电池的极芯，该极芯包括正极片(1)、负极片(2)以及正极片(1)和负极片(2)之间的隔膜(3)，正极片(1)、负极片(2)以及正极片(1)和负极片(2)之间的隔膜(3)经卷绕折叠为方形极芯，其特征在于，方形极芯的两端呈半圆形状，且方形极芯两端呈半圆形状的位置上正极片(1)内圈、外圈、负极片(2)内圈、外圈中的至少一个不涂覆活性材料。

2.根据权利要求1所述的极芯，其中，正极片(1)内圈和负极片(2)外圈不涂覆活性材料。

3.根据权利要求1或2所述的极芯，其中，以负极片(2)起始端为奇数圈，以正极片(1)起始端为偶数圈，所述正极片(1)不涂覆活性材料位置的展开宽度满足如下关系式：

奇数圈：                    偶数圈：

$\begin{array}{cc}\left\{\begin{array}{c}{l}_{z1}=\mathrm{\π}*d_{z1}/2\\ .\\ .\\ .\\ l_{\mathrm{zn}}=\mathrm{\π}*d_{\mathrm{zn}}/2\end{array}\right.& \left\{\begin{array}{c}{l_{z1}}^{,}=\mathrm{\π}*{d_{z1}}^{,}/2\\ .\\ .\\ .\\ {l_{\mathrm{zn}}}^{,}=\mathrm{\π}*{d_{\mathrm{zn}}}^{,}/2\end{array}\right.\end{array}$

其中，l_z1为正极片(1)奇数圈第1圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

L_zn为正极片(1)奇数圈第n圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

l_z1’为正极片(1)偶数圈第1圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

l_zn’为正极片(1)偶数圈第n圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

π为圆周率，π＝3.14；

d_z1为正极片(1)奇数圈第1圈不涂覆活性材料位置所在半圆的内圈直径；

d_zn为正极片(1)奇数圈第n圈不涂覆活性材料位置所在半圆的内圈直径；

d_z1’为正极片(1)偶数圈第1圈不涂覆活性材料位置所在半圆的内圈直径；

d_zn’为正极片(1)偶数圈第n圈不涂覆活性材料位置所在半圆的内圈直径；

所述的d_z1、d_zn、d_z1’、d_zn’满足如下关系式：

奇数圈：                偶数圈：

$\begin{array}{cc}\left\{\begin{array}{c}{d}_{z1}=f+2a+c\\ .\\ .\\ d_{\mathrm{zn}}=d_{z1}+(n-1)*(2a+b+c)*2\end{array}\right.& \left\{\begin{array}{c}{d_{z1}}^{\′}=f+4a+b+2c\\ .\\ .\\ {d_{\mathrm{zn}}}^{,}={d_{z1}}^{,}+(n-1)*(2a+b+c)*2\end{array}\right.\end{array}$

其中，a为隔膜纸厚度，b为正极片厚度，c为负极片厚度，f为卷针厚度，n为极芯卷绕时转弯的次数，负极片2的起始端定为1。

4.根据权利要求3所述的极芯，其中，以负极片(2)的起始端位置开始计算，所述正极片(1)各不涂覆活性材料位置的起始位置满足如下关系式：

其中，P_zn为正极片(1)起始端到各不涂覆活性材料位置的起始位置展开长度；e为卷针宽度。

5.根据权利要求1或2所述的极芯，其中，以负极片(2)起始端为奇数圈，以正极片(1)起始端为偶数圈，所述负极片(2)不涂覆活性材料位置的展开宽度满足如下关系式：

奇数圈：                偶数圈：

$\begin{array}{cc}\left\{\begin{array}{c}{l}_{f1}=\mathrm{\π}*d_{f1}/2\\ .\\ .\\ .\\ l_{\mathrm{fn}}=\mathrm{\π}*d_{\mathrm{fn}}/2\end{array}\right.& \left\{\begin{array}{c}{l_{f1}}^{,}=\mathrm{\π}*{d_{f1}}^{,}/2\\ .\\ .\\ .\\ {l_{\mathrm{fn}}}^{,}=\mathrm{\π}*{d_{\mathrm{fn}}}^{,}/2\end{array}\right.\end{array}$

其中，l_f1为负极片(2)奇数圈第1圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

l_fn为负极片(2)奇数圈第n圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

l_f1’为负极片(2)偶数圈第1圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

l_fn’为负极片(2)偶数圈第n圈不涂覆活性材料位置的展开宽度；

d_f1为负极片(2)奇数圈第1圈不涂覆活性材料位置所在半圆的外圈直径；

d_fn为负极片(2)奇数圈第n圈不涂覆活性材料位置所在半圆的外圈直径；

d_f1’为负极片(2)偶数圈第1圈不涂覆活性材料位置所在半圆的外圈直径；

d_fn’为负极片(2)偶数圈第n圈不涂覆活性材料位置所在半圆的外圈直径；

所述d_f1、d_fn、d_f1’、d_fn’满足如下关系式：

奇数圈：                偶数圈：

$\left\{\begin{array}{cc}\begin{array}{c}{d}_{f1}=0\\ d_{f2}=f+4*a+3*c+2*b\\ .\\ .\\ d_{\mathrm{fn}}=d_{f2}+(n-2)*(2a+b+c)*2\end{array}& \left\{\begin{array}{c}{d_{f1}}^{,}=f+2*a+2*c+b\\ .\\ .\\ .\\ {d_{\mathrm{fn}}}^{,}={d_{f1}}^{,}+(n-1)*(2a+b+c)*2\end{array}\right.\end{array}\right.$

6.根据权利要求5所述的极芯，其中，以负极片(2)的起始端位置开始计算，所述负极片(2)各不涂覆活性材料位置的起始位置满足如下关系式：

其中，P_fn为负极片(2)起始端到各不涂覆活性材料位置的起始位置展开长度。

7.一种方形锂离子电池，该电池包括密封盖板(5)、电池壳体(4)、密封在电池壳体(4)和密封盖板(5)内的极芯和非水电解液，其中，所述的极芯为权利要求1或2所述的极芯.

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