CN202363549U - 卷绕式锂离子电池结构 - Google Patents

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宋华冰
李明
林永寿
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Abstract

本实用新型提供一种卷绕式锂离子电池结构，其包括电芯，该电芯由正极片（1）、负极片（2）以及位于所述正极片和负极片之间的隔膜（5）卷绕而成；所述正极片包括铝箔（11）以及涂敷于该铝箔上下两表面的正极涂层（10），该铝箔上下两面的正极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第一空白；所述负极片包括铜箔（22）以及涂敷于该铜箔上下两表面的负极涂层（21），该铜箔上下两表面的负极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第二空白。本实用新型通过在正负极片尾端分别增加一段铝箔和铜箔，起到分流和散热的作用，在正极铝箔内侧面设置一层保护层，起到正负极间绝缘、避免短路的效果，大大提高卷绕式锂离子电池的挤压、冲击、针刺、跌落的安全性能。

Description

卷绕式锂离子电池结构
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池结构，特别是涉及卷绕式锂离子电池结构。
背景技术
锂离子电池是20世纪开发成功的新型高能电池。这种电池的负极是金属锂，正极用MnO2，SOCL2，(CFx)n等。70年代进入实用化。因其具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽、贮存寿命长等优点，已广泛应用于军事和民用小型电器中。锂离子动力电池在移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等、部分代替了传统电池。大容量锂离子电池已在电动汽车中试用，将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，已经在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。
安全性能是衡量电池产品优劣的首要标准，是国际认证的必检项目。现有技术中，为改善电池的安全性能，主要从两方面：一是正负极材料的改性，主要对现有正极材料、负极材料的掺杂包覆改性；二是电解液的改性，包括添加剂、共溶剂、不同电解质锂盐。正负极材料的改性会降低电池能量密度，提高电池成本，电解液的改性往往会导致电池电学性能的损失。
鉴于此，有必要设计一种新的结构以解决上述技术问题。
实用新型内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种卷绕式锂离子电池结构，用于提高现有技术中卷绕式锂离子电池的挤压、冲击、针刺、跌落的安全性能。
为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种卷绕式锂离子电池结构，其包括电芯，该电芯由正极片、负极片以及位于所述正极片和负极片之间的隔膜卷绕而成；所述正极片包括铝箔以及涂敷于该铝箔上下两表面的正极涂层，该铝箔上下两面的正极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第一空白；所述负极片包括铜箔以及涂敷于该铜箔上下两表面的负极涂层，该铜箔上下两表面的负极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第二空白。
优选地，所述铝箔下表面的正极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第一空白上敷设有绝缘保护层。
优选地，所述绝缘保护层为绝缘有机薄膜、聚合物、绝缘胶带或者陶瓷薄膜中的一种。
优选地，所述第一空白沿卷绕方向的长度大于或等于电芯外圈周长。
优选地，所述第二空白沿卷绕方向的长度大于或等于电芯外圈周长。
如上所述，本实用新型通过在正负极片尾端分别增加一段铝箔和铜箔，起到分流和散热的作用，在正极铝箔内侧面设置一层保护层，起到正负极间绝缘、避免短路的效果，大大提高卷绕式锂离子电池的挤压、冲击、针刺、跌落的安全性能。
附图说明
图1为本实用新型正极片的剖面图；
图2为本实用新型负极片的剖面图；
图3为本实用新型电芯的剖面图。
元件标号说明
正极片          1
正极涂层        10
铝箔            11
绝缘保护层      12
负极片          2
负极涂层        21
铜箔            22
正极耳          3
负极耳          4
隔膜            5
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。
请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
如图1和图2所示，一种卷绕式锂离子电池结构，其包括电芯，该电芯由正极片1、负极片2以及位于所述正极片和负极片之间的隔膜5卷绕而成；所述正极片包括铝箔11以及涂敷于该铝箔上下两表面的正极涂层10，该铝箔上下两面的正极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第一空白；所述负极片包括铜箔22以及涂敷于该铜箔上下两表面的负极涂层21，该铜箔上下两表面的负极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第二空白。
所述铝箔11的下表面的正极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第一空白上敷设有绝缘保护层12。所述绝缘保护层12为绝缘有机薄膜、聚合物、绝缘胶带或者陶瓷薄膜中的一种。
所述第一空白沿卷绕方向的长度大于或等于电芯外圈周长。所述第二空白沿卷绕方向的长度大于或等于电芯外圈周长。
具体的，制备卷绕式锂离子电池极片时，在正极片和负极片尾端分别增加一段铝箔和铜箔(亦即预留一定宽度的第一空白和第二空白)，其长度大于或等于电芯外圈的周长，在正极片尾端铝箔的卷绕内侧(铝箔下表面)可以设置一层保护层，保护层是指绝缘有机薄膜、聚合物、绝缘胶带、陶瓷薄膜中的一种。电芯(卷绕体)由正极片、隔膜、负极片卷绕而成。电芯外圈由外到内的顺序为隔膜-负极片尾端铜箔-隔膜-正极片尾端铝箔-保护层。
例如，在3.2Ah 26650圆柱形锂离子电池极片制作时，正极片尾端增加80mm空铝箔，在空铝箔的卷绕内侧设置一层绝缘胶带，在负极片尾端增加95mm空铝箔。电芯卷绕时，从外向内的先后顺序为隔膜-铜箔-隔膜-铝箔-绝缘胶带，把电芯放到圆柱形钢壳内，焊接正极耳3以及负极耳4，加注电解液，封口后制成对照例电池。在室温下静置三天，用1C电流放电到2.5V，然后用1C电流充电至4.2V。在针刺测试中，电池不起火爆炸。
本实用新型通过在正负极片尾端分别增加一段铝箔和铜箔，起到分流和散热的作用，在正极铝箔内侧面设置一层保护层，起到正负极间绝缘、避免短路的效果，大大提高卷绕式锂离子电池的挤压、冲击、针刺、跌落的安全性能。
上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种卷绕式锂离子电池结构，其包括电芯，其特征在于：该电芯由正极片(1)、负极片(2)以及位于所述正极片和负极片之间的隔膜(5)卷绕而成；所述正极片包括铝箔(11)以及涂敷于该铝箔上下两表面的正极涂层(10)，该铝箔上下两面的正极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第一空白；所述负极片包括铜箔(22)以及涂敷于该铜箔上下两表面的负极涂层(21)，该铜箔上下两表面的负极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第二空白。
2.根据权利要求1所述的卷绕式锂离子电池结构，其特征在于：所述铝箔(11)下表面的正极涂层沿卷绕方向预留一定宽度的第一空白上敷设有绝缘保护层(12)。
3.根据权利要求2所述的卷绕式锂离子电池结构，其特征在于：所述绝缘保护层(12)为绝缘有机薄膜、聚合物、绝缘胶带或者陶瓷薄膜中的一种。
4.根据权利要求1至3所述的卷绕式锂离子电池结构，其特征在于：所述第一空白沿卷绕方向的长度大于或等于电芯外圈周长。
5.根据权利要求1至3所述的卷绕式锂离子电池结构，其特征在于：所述第二空白沿卷绕方向的长度大于或等于电芯外圈周长。
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