CN201741762U - 一种大容量高功率锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型采用了软包装锂离子电池的电池单元，所述电池单元是由两片正极极片，一片负极极片和两片隔膜卷绕形成的卷绕体，在每片正极极片的一端上设计有一只正极极耳，在负极极片的中间部位设计有一只负极极耳。卷绕完成后，将两个正极极耳焊接在一起，实现两片正极极片电池内部并联，引出一只正极极耳，引出的正极极耳和负极极耳作为电池的正负极。本实用新型采用叠片卷绕方式，低了锂离子电池的内阻，提高锂离子电池的高功率性能和倍率性能。本实用新型与现有技术相比，制备出的锂离子电池容量大，功率高，内阻小。同时本实用新型降低了卷绕难度，减小卷绕过程中出现错位偏离的可能性，减少卷绕圈数，提高生产效率，提高成品率。

Description

一种大容量高功率锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池，特别是涉及一种大容量高功率锂离子电池。

背景技术

锂离子电池是近10年来发展起来的一种新型电池，是目前比能量最高的一种便携式化学电源，它具有电压高、比能量大、放电电压平稳、低温性能好、安全性能高以及贮存时间和工作寿命长等优点。1990年，日本索尼公司率先研制成功了锂离子电池，这使锂离子电池的研究进入了实用化阶段，已经广泛应用于移动通讯、摄像机、笔记本电脑等电子电器中，并且逐步向电动自行车、电动汽车、卫星定位系统及国防、航天航空等领域拓展。

目前的卷绕式锂离子电池，是由一片负极极片、一片隔膜、一片正极极片卷绕而成，这种常规卷绕式锂离子电池一致性好，容易操作便于机械化生产，生产效率高，成品率也高；但是电池内部的空间不能充分利用导致电池的体积容量较低，由于正负极片都较长，电池的内阻也较高。同时随着科技的发展，要求锂离子电池具有大电流放电特性，有的要求20C、30C甚至更高的放电倍率，采用常规的卷绕式结构很难制备出高倍率性能的锂离子电池。叠片式结构能有效地降低电池的内阻，提高放电倍率，但是叠片式结构在生产过程中操作复杂，生产效率低，电池的一致性较差，成品率较低。因此制备大容量高功率锂离子电池，常规卷绕式和叠片式的结构都不是很好的选择。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种适合于生产大容量、高功率的锂离子电池结构。针对现有技术的不足，提供一种新型的叠片卷绕式软包装锂离子电池的电池单元。本实用新型制备的电池容量高，能量密度大，内阻低，一致性好，成品率高，生产效率高。

本实用新型采用以下技术方案：一种大容量高功率锂离子电池，包括铝塑复合膜电池壳体、卷绕形成的电池单元、电解液。电池壳体由冲压成型的铝塑复合膜构成；电池单元由一片负极极片、两片隔膜、两片正极极片卷绕而成。在每片正极极片的一端设计有一片正极极耳，一片正极极耳上设计有一聚丙烯胶，另一片正极极耳上未设计聚丙烯胶，在负极极片的中间部位的跳涂区设计有一只负极极耳，负极极耳上设计有一聚丙烯胶；先将两片隔膜叠放对齐，再将负极极片放到两片隔膜中间，在负极极耳一侧，将隔膜/负极极片/隔膜叠片对折，套在U型卷针一个卷针片上，转动卷针半圈，把两片正极极片插入相应位置形成正极极片/隔膜/负极极片/隔膜/正极极片/隔膜/负极极片/隔膜叠层进行卷绕，两片正极极耳要上下对齐，卷绕后将两个正极极耳焊接在一起，焊接位置在聚丙烯胶下侧，两片正极极片并联，单个电池单元内实现电芯的内部并联。

根据不同设计要求和需要，正、负极极耳可以位于卷绕体同侧，也可以位于卷绕体两侧，同时根据需求可以调整极耳宽度以及极耳中心距。

本实用新型的有益效果是：对于相同设计容量的锂离子电池，本实用新型的正极极片长度为现有技术的正极极片长度的一半，所以降低正极极片的制作难度，提高制作正极极片成品率；负极极片的长度和现有技术的负极极片长度相当，但是在卷绕时，负极极耳在负极极片中间，要将负极极片对折形成叠片后进行卷绕的，所以本实用新型所要卷绕的叠片长度仅为现有技术叠片长度的一半，降低卷绕的难度，降低卷绕过程中出现极片或隔膜错位偏离以及叠片内外层错位偏离的可能性，减少卷绕圈数，提高生产效率，提高成品率。本实用新型采用两片正极极片，卷绕后将两片正极极耳焊接在一起，两片正极极片形成并联，降低了内阻，提高了锂离子电池的高功率性能和倍率性能。同时本实用新型能提高壳体内有效空间的利用，提高锂离子电池的体积能量密度。本实用新型与现有技术相比，制备出的锂离子电池容量大，功率高，内阻小，有效地解决了大容量高功率锂离子电池制备困难的问题，为制备大容量高功率锂离子电池提供了一种有效的方法。

附图说明

图1为本实用新型的锂离子电池的主视图

图2为本实用新型的正极极片的主视图

图3为图2的侧视剖面图

图4为本实用新型的负极极片的主视图

图5为图4的侧视剖面图

图6为本实用新型隔膜、负极极片叠放方式以及在卷针上的位置示意图

图7为本实用新型正负负极片、隔膜在卷针上的叠放次序和位置示意图

图8为本实用新型的电池卷芯的主视图

附图标记一览表

1-铝塑膜电池壳体；2、2’-正极极片；3-负极极片；4、4’-正极极耳；5-负极极耳；6-聚丙烯胶；7、7’-隔膜；8-正极集流体铝箔；9-正极活性物质层；10-负极集流体铜箔；11-负极活性物质层；12-U型卷针卷针片；13——电池卷芯。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行进一步详细的说明。

参见图1至图8。

本实施例所述的大容量高功率锂离子电池，包括铝塑复合膜电池壳体1、置于电池壳体1中的正极极片2、正极极片2’、负极极片3、隔膜7和隔膜7’，所述电池壳体1呈方形，该电池壳体1由冲压成型的铝塑复合膜构成。所述正极极片2、正极极片2’的集流体8为长条形的铝箔，集流体8的上下两个表面涂敷有正极活性物质层9，涂敷区域参见图3，采用常规的涂布方式，根据设计要求和卷针宽度进行涂布；正极极片2、正极极片2’上分别设计有正极极耳4、正极极耳4’，正极极耳4上设计有一聚丙烯胶6，正极极耳4、正极极耳4’分别焊接在正极极片2、正极极片2’的一端，参见图2和图3。所述负极极片3的集流体10为长条形的铜箔，集流体10的上下两个表面涂敷有负极活性物质层11，涂敷区域参见图5，采用常规的涂布方式，根据设计要求和卷针宽度进行涂布；负极极片3上设计有负极极耳5，负极极耳5上设计有一聚丙烯胶6，负极极耳焊接在负极极片的中间位置，位置由设计要求、卷针宽度和厚度决定，参见图4和图5。所述隔膜7、隔膜7’没有差别。将隔膜7’对折套在U型卷针的卷针片12上，左右两端对齐，将负极极片3对折套在卷针的卷针片12上，再将隔膜7对折套在卷针的卷针片12上，调整隔膜7’、负极极片3、隔膜7的位置，使负极极耳5和卷针片12的外边缘对齐，同时要使隔膜7’和隔膜7完全包覆住负极极片3，隔膜7’、负极极片3、隔膜7的叠放方式以及在卷针上的位置参见图6。

转动卷针，转动半周，将正极极片2、正极极片2’分别插到叠层中相应位置，形成正极极片/隔膜/负极极片/隔膜/正极极片/隔膜/负极极片隔膜叠层，正极极耳4、正极极耳4’上下要对齐，参见图7，转动卷针将叠层卷绕成一个具有机械强度和弹性的电池卷芯13，参见图8。电池卷芯13有正极极耳4、正极极耳4’，在两个极耳之间的空隙贴上高温绝缘胶，将正极极耳4’焊接在正极极耳4上，焊接位置在聚丙烯胶下面。电池卷芯13两个正极极耳焊接在一起后，放置于铝塑复合膜电池壳体中，进行顶封、侧封，在氩气保护的手套箱中注入电解液并进行预封，化成、老化后真空抽气封口，得到大容量高功率锂离子电池，参见图1。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实施新型的构思和范围进行限定，在不脱离本实用新型原理和设计构思的前提下，本领域中的普通技术人员对本实用新型的技术方案做出的各种变形和改进，也属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种大容量高功率锂离子电池，采用叠片卷绕式软包装的电池单元。其特征在于：电池单元由一片负极极片、两片隔膜、两片正极极片卷绕而成，在每片正极极片的一端设计有一片正极极耳，在负极极片的中间部位设计有一片负极极耳，负极极片要在极耳一侧对折后使用，两片正极极片、一片负极极片、两片隔膜插入相应位置形成正极极片/隔膜/负极极片/隔膜/正极极片/隔膜/负极极片/隔膜叠层进行卷绕，两片正极极耳焊接在一起。

2.根据权利要求1所述大容量高功率锂离子电池，其特征在于：负极极片有两个涂料区域，负极极耳焊接在中间的跳涂区，两个涂料区域分别对应于两个正极极片。

3.根据权利要求1所述大容量高功率锂离子电池，其特征在于：电池单元采用叠片卷绕方式卷绕而成，负极极片要在极耳一侧对折后使用，两片正极极片分别对应负极极片的两个涂料区，两片正极极耳位置要对齐。

4.根据权利要求1所述大容量高功率锂离子电池，其特征在于：负极极耳采用镍带，负极极耳上设计有一聚丙烯胶；正极极耳采用铝带，两片正极极片，每片正极极片上设计有正极极耳，一片正极极耳上设计有一聚丙烯胶，另一片正极极片上没有设计聚丙烯胶并且极耳较短。

5.根据权利要求1所述大容量高功率锂离子电池，其特征在于：两片正极极耳焊接在一块，焊接位置在聚丙烯胶下侧，两片正极极片并联，单个电池单元内实现电芯的内部并联。 

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