CN200997416Y - 高安全性能极片及含有该极片的锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高安全性能极片以及含有该极片的锂离子电池，极片包括敷料区和极耳，所述极耳包括连接敷料区的连接区域端和远离敷料区的自由端，其中，所述连接区域端宽度大于自由端宽度。所述极耳的形状为梯形或倒T形或倒Y形；所述连接区域端的宽度为极片上敷料区宽度的1/6～1。通过上述结构，采用梯形等形状的极耳具有更宽的连接区域，在制作过程中不易断裂，从而极大的提高了电池的机械安全性能和成品率。在极耳与敷料区交接处设置相对较大的电流导通面积，能防止在大电流充放电过程中或者滥用条件下，热量在极耳与敷料区交接处的大量聚集，从而改善了电池的大电流放电性能以及安全性能。

Description

高安全性能极片及含有该极片的锂离子电池

【技术领域】

本实用新型涉及锂离子电池极片领域。

【背景技术】

当前商业化的叠片式锂离子二次电池通常是在电池壳体内收纳由多个极片层叠而成的电极组。该叠片式电极组的极片主要由相连的两部分组成：一部分为敷料区域，用于涂覆正负极活性物质；另一部分为电流引出极耳，该极耳采用如下方法制得：在正负极片上预留或刮出一块具有一定长度、宽度的细长未敷料区域，用于引出电流，如中国专利CN03274115中所公开的带有细长极耳的极片。

采用该结构的正负极极片，对于叠片式电池来说，制造工艺相对简便，但是，此结构仍然存在以下缺陷：

1，电池制备过程中，细长的矩形极耳容易断裂，从而导致成品率低，并影响电池容量(断裂后电荷难以释放)以及机械安全性能。

2，如果极耳为上下大小一致的细长矩形，电池在大电流充放电过程中或者滥用条件下，热量会在极耳与敷料区交接处大量聚集，而且此热量也不能及时有效的得到扩散，电池大电流放电性能以及安全性能恶化。

为了解决上述问题，中国专利CN200420102895公开了一种方法：在叠片电池中采用与极片宽度一致的正负极极耳，并在极耳上横向设置矩形、V形或U形缺口，但此结构一方面过于浪费电池内部空间，电池能量密度很难提升；另一方面，设有缺口的电极组装配困难，成品率低，电池成本较高。

【发明内容】

为解决上述技术问题，本实用新型的目的是提供一种高安全性和连接强度的极片。

本实用新型的另一目的是提供一种含有高安全性和连接强度极片的锂离子电池。

本实用新型的技术方案如下：

一种极片，包括敷料区和极耳，所述极耳包括连接敷料区的连接区域端和远离敷料区端的自由端，其中，所述连接区域端宽度大于自由端宽度。

所述极耳的形状为梯形或倒T形或倒Y形。

所述连接区域端的宽度为极片上敷料区宽度的1/6～1。

一种高安全性能锂离子电池，包括电池外壳、盖板和极片，盖板上设有极柱，所述极片包括敷料区和极耳，所述极耳包括连接敷料区的连接区域端和远离敷料区端的自由端，极耳的自由端与极柱相电连接，其中，所述极耳的连接区域端宽度大于自由端宽度。

所述极耳的形状为梯形或倒T形或倒Y形。

所述连接区域端的宽度为极片上敷料区宽度的1/6～1。

本实用新型的优点是：

采用梯形等形状的极耳具有更宽的连接区域，在制作过程中不易断裂，从而极大的提高了电池的机械安全性能和成品率；在极耳与敷料区交接处设置相对较大的电流导通面积。能防止在大电流充放电过程中或者滥用条件下，热量在极耳与敷料区交接处的大量聚集，从而改善了电池的大电流放电性能以及安全性能。又自由端的宽度小于连接区域端的宽度，所以其空间利用率高，易于实现工序操作。

【附图说明】

图1本实用新型含有梯形极耳的极片示意图；

图2本实用新型含有梯形极耳的极片示意图；

图3本实用新型含有倒T形极耳的极片示意图；

图4本实用新型含有倒Y形极耳的极片示意图；

图5现有技术含有矩形极耳的极片示意图；

图6本实用新型极芯示意图；

图7本实用新型电池示意图。

【具体实施方式】

实施例1

如图1、图2所示，极片1包括敷料区2和未敷料的极耳3。敷料区2通过将一定量的浆料均匀涂布在箔片上制得，极耳3通过冲切或者裁切形成，将极耳3连接到敷料区2的部分称为连接区域端31，远离敷料区2的那端称为自由端32。极耳3成梯形，设连接区域端31的宽度为极片1敷料区2宽度的1/3；这样就制得了含有梯形极耳的极片1，采用上述方法制得电池正、负极片后，将正、负极片分别置于离子交换膜焊制的袋中，形成正负极片复合体，然后将正、负极片复合体交错叠置在一起制成极芯，如图6所示。将制得的极芯放入电池外壳4中，正负极耳对应焊在正负极柱上，然后将装配有正负极柱的盖板5与电池外壳4焊接密封，随后注入电解液，密封制成本实施方式的锂离子二次电池。本实施例中未描述的内容为本领域技术人员熟知，不再熬叙。

实施例2

请参考图3，正负极片和电池采用与实施例1类似的方法制得，只是极耳3为倒“T”形，其连接区域端31宽度为极片1敷料区2宽度的1/3。

实施例3

请参考图4，正负极片采用与实施例1类似的方法制得，只是极耳3为倒“Y”形，连接区域端31的宽度为极片1上敷料区2宽度的1/3。

比较例1

采用图5所示现有技术矩形极耳3，其极耳3宽度为极片1敷料区2宽度的1/8。

电池性能测试

1.大电流放电性能测试

室温条件下，将实施例及比较例电池分别以1CmA电流充电至4.2V，在电压升至4.2V后以恒定电压充电，截止电流为0.05CmA，搁置5分钟后，电池以0.2CmA电流放电至3.0V，搁置5分钟，得到电池常温0.2CmA电流放电至3.0V的容量；然后重复上述充电步骤再将电池分别以3CmA和5CmA的电流放电，得到电池常温3CmA和5CmA电流放电至3.0V的容量；计算不同电流下电池的放电容量比率，如表1中数据显示。

表1电池放电容量比率测试

	3C/0.2C放电比率(％)	5C/0.2C放电比率(％)
			实施例1	93.3	89.7
实施例2	91.2	85.0
			实施例3	91.6	87.4
比较例1	82.0	35.7

2.短路测试

室温条件下，将实施例及比较例电池分别以1CmA电流充电至4.2V，在电压升至4.2V后以恒定电压充电，截止电流为0.05CmA，搁置5分钟；进行短路测试，测试方法如下：将一长250mm、宽50mm、高12mm的紫铜块置于电池正负极柱上使电池形成短路，如电池无爆炸、起火等特殊异常，且电芯表面温度≤150℃，则表示电池通过测试，反之则未通过短路测试。结果见表2：

根据测试结果，在极耳上连接区域端设置相对较大的电流导通面积。能防止在大电流充放电过程中或者滥用条件下，热量在极耳与敷料区交接处的大量聚集；从而改善电池的大电流放电性能以及安全性能。同时，显然也改善了电池极耳与敷料区的连接强度。

表2电池短路测试

	测试现象	电池表面最高温度(℃)
			实施例1	电池发鼓	80.4
实施例2	电池发鼓	95.5
			实施例3	电池发鼓	93.2
比较例1	电池爆炸	358.4

Claims (6)

1，一种高安全性能极片，包括敷料区(2)和极耳(3)，所述极耳(3)包括连接敷料区(2)的连接区域端(31)和远离敷料区(2)的自由端(32)，其特征在于：所述连接区域端(31)宽度大于自由端(32)宽度。

2，根据权利要求1所述的高安全性能极片，其特征在于：所述极耳(3)的形状为梯形或倒T形或倒Y形。

3，根据权利要求1所述的高安全性能极片，其特征在于：所述连接区域端(31)的宽度为极片(1)上敷料区(2)宽度的1/6～1。

4，一种高安全性能锂离子电池，包括电池外壳(4)、盖板(5)和极片(1)，盖板(4)上设有极柱，所述极片(1)包括敷料区(2)和极耳(3)，所述极耳(3)包括连接敷料区(2)的连接区域端(31)和远离敷料区端的自由端(32)，极耳(3)的自由端(32)与极柱相电连接，其特征在于：所述极耳的连接区域端(31)宽度大于自由端(32)宽度。

5，根据权利要求4所述的高安全性能锂离子电池，其特征在于：所述极耳(3)的形状为梯形或倒T形或倒Y形。

6，根据权利要求1所述的高安全性能锂离子电池，其特征在于：所述连接区域端(31)的宽度为极片(1)上敷料区(2)宽度的1/6～1。

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