CN201340888Y - 锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池，其包括电池芯、包裹电池芯的包装薄膜，以及充入包装薄膜内的电解液。电池芯中包括若干个由卷绕或叠加的阴极片、隔离膜和阳极片制成的电池单体，隔离膜间隔于相邻的阴阳极片之间，相邻阴、阳极片之间还设有至少一层金属氧化物层，金属氧化物层置于阴极片和/或阳极片的长边边缘上并沿着阴、阳极片的长度方向延伸。由于金属氧化物层与阴极集流体的切割边缘相对应，所以能阻止阴极集流体上的毛刺刺破隔离膜，或是使刺破隔离膜的毛刺只能接触到金属氧化物层而接触不到阳极膜片，从而有效避免铝箔与阳极膜片短路而引发的安全事故，提高锂离子电池的安全性能。

Description

锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池，尤其是一种安全性能良好的锂离子电池。

背景技术

随着现代社会的发展，各种移动设备，如摄像机、笔记本电脑、便携式DVD和数码相机等都有了越来越广泛的应用，对高能电池的需求也越来越大。锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛等许多突出的优点，因此逐渐受到人们的青睐，成为移动设备的最佳电源，甚至在航空、航天、航海、汽车、医疗设备等领域中逐步取代了其他的传统电池。

锂离子电池内一般包括若干个依次叠加的电池单体，每个电池单体包括卷绕或叠加的阴极片、隔离膜和阳极片，其中，隔离膜间隔于相邻的阴、阳极片之间，起到电子阻隔、离子导通的作用，同时用于保持电解液。阴极片包括一般采用铝箔制作的阴极集流体和附着在阴极集流体上、含有阴极活性物质的膜片；阳极片包括一般采用铜箔制作的阳极集流体和附着在阳极集流体上、含有阳极活性物质的膜片；隔离膜则为采用塑化、萃取等工艺制成的微孔薄膜，这样的结构有利于隔离膜对含有锂盐的有机溶剂电解液的保持。制造锂离子电池时，只要将一个或多个上述的电池单体制成电池芯，并在电池芯的外面包裹上包装薄膜，之后向其内注入电解液，经过抽空、密封即可。由于目前锂离子电池所使用的电解液为易燃的有机电解液，所以锂离子电池对安全性要求很高。

但是，以铝箔作为集流体的阴极片在切割时容易于边缘处产生毛刺，因此隔离在阴、阳极片之间的隔离膜有时会被毛刺刺穿，使铝箔与阳极膜片相接触而发生短路，短路的电池会迅速升温，很容易导致易燃的有机电解液着火，甚至导致电池发生爆炸。

有鉴于此，确有必要提供一种能够有效避免上述安全事故的锂离子电池。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种安全性能良好的锂离子电池。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂离子电池，其包括电池芯、包裹电池芯的包装薄膜，以及充入包装薄膜内的电解液，电池芯中包括若干个由卷绕或叠加的阴极片、隔离膜和阳极片制成的电池单体，隔离膜间隔于相邻的阴、阳极片之间，相邻阴、阳极片之间还设有至少一层金属氧化物层，金属氧化物层置于阴极片和/或阳极片的长边边缘上，并沿着阴、阳极片的长度方向延伸。

作为本实用新型锂离子电池的一种改进，所述阳极片和/或阴极片与金属氧化物层、隔离膜共同围设有一间隙。

作为本实用新型锂离子电池的又一种改进，所述阳极片包括阳极集流体和附着于阳极集流体上的阳极膜片，阳极膜片中含有阳极活性物质，金属氧化物层设于阳极膜片的长边边缘上。

作为本实用新型锂离子电池的另一种改进，阳极集流体上包括至少一段未涂布阳极膜片的露出部，露出部位于阳极片长度方向上的一端，且露出部上设有阳极引出端。

作为本实用新型锂离子电池的再一种改进，金属氧化物层在阳极膜片的两个长边边缘上对称涂布。

作为本实用新型锂离子电池的还一种改进，阳极片的两面都涂布有阳极膜片，每面的阳极膜片的两个长边边缘都涂布有金属氧化物层。

作为本实用新型锂离子电池的进一步改进，阴极片包括阴极集流体和附着于阴极集流体上的阴极膜片，阴极膜片中含有阴极活性物质，金属氧化物层设于所述阴极膜片的长边边缘上。

作为本实用新型锂离子电池的进一步改进，阴极集流体上包括至少一段未涂布阴极膜片的露出部，露出部位于阴极片长度方向上的一端，且露出部上设有阴极引出端。

作为本实用新型锂离子电池的进一步改进，金属氧化物层在阴极膜片的两个长边边缘上对称涂布。

作为本实用新型锂离子电池的进一步改进，阴极片的两面都涂布有阴极膜片，每面的阴极膜片的两个长边边缘都涂布有金属氧化物层。

相对于现有技术，本实用新型锂离子电池至少具有以下优点：阴、阳极片之间设有金属氧化物层，且金属氧化物层恰好对应阴极集流体的切割边缘，也就是对应阴极集流体上最易于产生切割毛刺的部位。因此，能有效阻止阴极集流体上的毛刺刺破隔离膜，或是使刺破了隔离膜的毛刺只能接触到金属氧化物层，而接触不到阳极膜片，从而能够有效避免铝箔与阳极膜片短路而引发的安全事故，提高锂离子电池的安全性能。

附图说明

下面结合附图和各个具体实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1为本实用新型锂离子电池第一实施方式的阳极片平铺时的俯视图。

图2为沿图1中A方向的侧视图。

图3为沿图1中B-B线的剖视放大图。

图4为本实用新型锂离子电池第一实施方式的阴、阳极片和隔离膜叠加时的层间结构示意图。

图5为本实用新型锂离子电池第二实施方式的阴、阳极片和隔离膜叠加时的层间结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1至图3，本实用新型锂离子电池第一实施方式的阳极片20包括：阳极集流体22和附着于阳极集流体22上的阳极膜片24，阳极膜片24中含有阳极活性物质，阳极集流体22一般采用铜箔制作。其中，阳极集流体22不同面上的阳极膜片24可以是端部对齐涂布(如图2的左端)，也可以是端部非对齐涂布(如图2的右端)，但是，阳极集流体22上包括至少一段单面或双面未涂布阳极膜片24的露出部26，露出部26位于阳极集流体22的长度方向上的一端，露出部26上设有阳极引出端28。在阳极膜片24的两侧长边边缘上对称设有长条状的金属氧化物层30，金属氧化物层30沿阳极片20的长度方向延伸，并垂直于阳极膜片24在露出部26的截止边界线L。

请参阅图4，本实用新型锂离子电池第一实施方式可以采用通用的阴极片40和隔离膜50，阴极片40包括阴极集流体42和附着于阴极集流体42上的阴极膜片44，阴极膜片44中含有阴极活性物质，阴极集流体42一般采用铝箔制作。隔离膜50可以是采用塑化、萃取等工艺制成的微孔薄膜，这样的结构有利于隔离膜50对含有锂盐的有机溶剂电解液的保持。

在生产锂离子电池时，可以利用卷绕机或人工等方式，将上述阳极片20、阴极片40和阴、阳极片间的隔离膜50间隔叠加后，卷绕成圆柱型锂离子电池单体或制作成其他形状的锂离子电池单体，再将若干个电池单体制成电池芯，并在电池芯的外面包裹上包装薄膜，之后向其内注入电解液，经过抽空、密封即可得到所需的锂离子电池。

请参阅图5，在本实用新型锂离子电池的第二实施方式中，阴极片40′包括阴极集流体42′和附着于阴极集流体42′上的阴极膜片44′，阴极膜片44′中含有阴极活性物质，阴极集流体42′一般采用铝箔制作。阴极膜片44′在阴极集流体42′的两面可以是端部对齐或非对齐涂布，并在阴极集流体42′上留有一段单面或双面未涂布阴极膜片44′的露出部，露出部上设有阴极引出端。在阴极膜片44′的两侧长边边缘上对称设有长条状的金属氧化物层30′，金属氧化物层30′沿阴极片40′的长度方向延伸，并垂直于阴极膜片44′在露出部的截止边界线。本实施方式中采用的是常用的阳极片20′和隔离膜50′。阳极片20′包括阳极集流体22′和附着于阳极集流体22′上的阳极膜片24′，阳极膜片24′中含有阳极活性物质，阳极集流体22′一般采用铜箔制作。隔离膜50′及锂离子电池的制造方法都与第一实施方式基本相同，此处不再赘述。

当然，在本实用新型的其他实施方式中，阳极膜片24在露出部26的截止边界线L可能不平行于阳极片20的短边，金属氧化物层30的延伸方向也就不垂直于截止边界线L；同理，阴极膜片44′在露出部的截止边界线也可以不平行于阴极片40′的短边，金属氧化物层30′的延伸方向也就不垂直于截止边界线。上述实施方式中的描述和附图都只是为了清楚说明金属氧化物层30、30′、露出部26和阳极引出端28或阴极引出端(未图示)之间的位置关系，而并非限定其形状。同理，附图中示出的仅是各膜层的结构示意图，其长度、厚度等不一定与实际的锂离子电池相同。

本实用新型锂离子电池在其阴极片40，40′、阳极片20，20′之间设有金属氧化物层30、30′，且金属氧化物层30、30′恰好对应阴极集流体42、42′的切割边缘，也就是对应阴极集流体42、42′上最易产生切割毛刺的部位，因此，能够阻止阴极集流体42′上的毛刺刺破隔离膜50，50′，或是使刺破了隔离膜50，50′的毛刺只能接触到金属氧化物层30，30′，而接触不到阳极膜片24，24′，因此能够有效避免铝箔与阳极膜片24、24′短路而引发的安全事故，大大提高锂离子电池的安全性能。

另外，由于金属氧化物层30、30′的存在，叠加后的阳极片20、20′与相邻的阴极片40、40′之间存在一定的间隙60、60′，间隙60、60′的尺寸可以通过调节金属氧化物层30、30′的厚度来调节。众所周知，圆柱型锂离子电池充电时，其阳极片会发生膨胀，由于铜箔具有应变力大的特性，因此有时会被拉裂，以致锂离子电池无电压输出，甚至发生安全事故。但是本实用新型锂离子电池的阴极片40，40′、阳极片20、20′之间存在的间隙60、60′能够为阳极片20、20′的膨胀提供空间，从而减小外层铜箔的受力，有效避免阳极片20、20′的断裂问题。

此外，需要说明的是，本实用新型仅在阳极膜片24或阴极膜片44′的长边边缘涂布一定宽度的金属氧化物层30、30′，相对于整个阳极片20或阴极片40′来说，金属氧化物层30、30′所占的面积很小，因此本实用新型虽然大大提高了锂离子电池的安全性能，但是基本不会影响其循环性能。也就是说，本实用新型对锂离子电池安全性能的提高并没有以降低循环性能或其它性能为代价，因此具有很强的实用性。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1、一种锂离子电池，其包括电池芯、包裹电池芯的包装薄膜，以及充入包装薄膜内的电解液，电池芯中包括若干个由卷绕或叠加的阴极片、隔离膜和阳极片制成的电池单体，隔离膜间隔于相邻的阴阳极片之间，其特征在于：相邻阴、阳极片之间还设有至少一层金属氧化物层，所述金属氧化物层置于阴极片和/或阳极片的长边边缘上，并沿着阴、阳极片的长度方向延伸。

2、根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述阳极片和/或阴极片与金属氧化物层、隔离膜共同围设有一间隙。

3、根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于：所述阳极片包括阳极集流体和附着于阳极集流体上的阳极膜片，阳极膜片中含有阳极活性物质，所述金属氧化物层设于所述阳极膜片的长边边缘上。

4、根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于：所述阳极集流体上包括至少一段未涂布阳极膜片的露出部，露出部位于阳极片长度方向上的一端，且露出部上设有阳极引出端。

5、根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于：所述金属氧化物层在阳极膜片的两个长边边缘上对称涂布。

6、根据权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于：所述阳极片的两面都涂布有阳极膜片，每面的阳极膜片的两个长边边缘都涂布有金属氧化物层。

7、根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于：所述阴极片包括阴极集流体和附着于阴极集流体上的阴极膜片，阴极膜片中含有阴极活性物质，所述金属氧化物层设于所述阴极膜片的长边边缘上。

8、根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于：所述阴极集流体上包括至少一段未涂布阴极膜片的露出部，露出部位于阴极片长度方向上的一端，且露出部上设有阴极引出端。

9、根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于：所述金属氧化物层在阴极膜片的两个长边边缘上对称涂布。

10、根据权利要求9所述的锂离子电池，其特征在于：所述阴极片的两面都涂布有阴极膜片，每面的阴极膜片的两个长边边缘都涂布有金属氧化物层。

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