CN202373668U - 圆柱形锂离子电池的电芯及其正极片 - Google Patents

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许玉江
陈伟峰
刘彩萍
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Abstract

本实用新型公开了一种圆柱形锂离子电池正极片，其包括正极集流体和包覆在正极集流体上的正极膜片，正极集流体在其一面的长度方向的一个端部留有未涂布正极膜片的留白部，留白部上包覆有绝缘层。与现有技术相比，本实用新型圆柱形锂离子电池的正极片上包覆有绝缘层，从而完整的隔绝了中心针和外圈的极片，有效避免了中心针在电池处于极端破坏条件下成为导体而导致的正负极片短路，有效提高了锂离子电池的安全性能。此外，本实用新型还公开了一种圆柱形锂离子电池的电芯。

Description

圆柱形锂离子电池的电芯及其正极片
技术领域
本实用新型属于圆柱形锂离子电池技术领域，尤其是一种具有较高安全性能的圆柱形锂离子电池的电芯及其正极片。
背景技术
 笔记本电脑一般使用圆柱型锂离子电池作为电源，随着笔记本电脑对长续航时间电池的需求不断增加，圆柱型锂离子电池的体积比容量也不断提高，这必然会给电池带来更高的安全隐患。因此，此类电池的极片组中间通常放置一支中心针（CENTER PIN），其主要是对充放电过程中的电池极片组起支撑作用，中心针一般使用不锈钢钢管，非金属材料因强度较小而一般不被采用。但是，不锈钢的导电性会使中心针成为安全隐患，其在电池处于极端破坏条件下（如针刺、热箱、挤压等），可能成为导体而导致正负极片的短路。
有鉴于此，确有必要提供一种具有较高安全性能的圆柱形锂离子电池的电芯及其正极片。
实用新型内容
 本实用新型的目的在于：提供一种具有较高安全性能的圆柱形锂离子电池的电芯及其正极片。
为了实现上述发明目的，本实用新型提供了一种圆柱形锂离子电池正极片，其包括正极集流体和包覆在正极集流体上的正极膜片，正极集流体在其一面的长度方向的一个端部留有未涂布正极膜片的留白部，留白部上包覆有绝缘层。
作为本实用新型圆柱形锂离子电池正极片的一种改进，所述绝缘层的宽度与正极片的宽度相同，长度不小于12mm。
作为本实用新型圆柱形锂离子电池正极片的一种改进，所述绝缘层的厚度为10-20μm。
作为本实用新型圆柱形锂离子电池正极片的一种改进，所述绝缘层与正极膜片12的距离为1mm。
作为本实用新型圆柱形锂离子电池正极片的一种改进，所述绝缘层的材质为聚四氟乙烯。
为了实现上述发明目的，本实用新型还提供一种圆柱形锂离子电池的电芯，其包括正极片、负极片、间隔于正负极片之间的隔离膜和中心针，正负极片和隔离膜为卷绕结构，中心针位于电芯的卷绕中心，所述正极片为上述任一段所述的正极片，其留白部所在端为卷绕时的起始端，且绝缘层面向中心针的方向。
作为本实用新型圆柱形锂离子电池的电芯的一种改进，所述绝缘层在正极片卷绕方向上的长度大于中心针的外圆周长5mm以上。
与现有技术相比，本实用新型圆柱形锂离子电池的正极片上包覆有绝缘层，从而完整的隔绝了中心针和外圈的极片，有效避免了中心针在电池处于极端破坏条件下成为导体而导致的正负极片短路，有效提高了锂离子电池的安全性能。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型圆柱形锂离子电池的电芯、正极片及其有益技术效果进行详细说明。
图1为本实用新型圆柱形锂离子电池正极片的结构示意图。
具体实施方式
 请参阅图1，本实用新型圆柱形锂离子电池正极片包括正极集流体10、包覆在正极集流体10上的正极膜片12和绝缘层14，正极膜片12中含有正极活性物质。正极集流体10的两面都涂布有正极膜片12，但在至少一面的长度方向上的一个端部留有未涂布正极膜片12的留白部100，绝缘层14涂布于正极集流体10的留白部100上。留白部100上的绝缘层14与正极膜片12的距离为1mm。
绝缘层14为一层PTFE（聚四氟乙烯）保护膜，其宽度与正极片的宽度相同，长度则大于中心针的外圆周长5mm以上，不小于12mm；绝缘层14的厚度可以根据电池不同耐电压要求、安全性要求而调整，最好为10-20μm。在图示实施方式中，绝缘层的宽度为57mm，长度为15mm。
在图示实施方式中，正极集流体10为具有一定厚度的铝箔，绝缘层14的PTFE可以通过涂覆方式或压力喷涂方式包覆在正极集流体10的表面上，并最终与铝箔固结成一体。
使用本实用新型正极片制备电芯时，首先用圆形卷针（比如直径为3.0毫米）对正极片的绝缘层14所在端进行卷绕，具体方式为：绕着卷针先卷入两圈两层的隔离膜，再在两层隔离膜间插入正极片，插入时留白部100所在端为起始端，并需将绝缘层14面向卷针；之后再卷绕一周，在外层隔离膜上插入负极片，继续卷绕至所需圈数；裸电芯卷好后抽出卷针，再将无缝中心针（比如直径为2.0mm）插入原来卷针所在的位置，从而完成整个制备过程。
按照上述方式制成的电芯，其中心针的四周包围了大于一圈的绝缘层14，从而完整的隔绝了中心针和外圈的极片。由于绝缘层14的材质为PTFE材料，其在较宽频率范围内的介电常数和介电损耗都很低，而且击穿电压、体积电阻率和耐电弧性都较高，所以电绝缘性能非常好。另外，PTFE材料能耐王水和一切有机溶剂，其优异的耐化学腐蚀性，可以有效防止被电解液腐蚀。PTFE材料的耐高低温范围宽，高温可达300℃，低温可达-100℃，而且PTFE材料强度高，玻璃纤维是纺织布料中强度最高的，它甚至比同一直径的钢丝还要牢固，柔韧性好，可被拉伸成各种动态的弧线形状，PTFE材料所具有的上述优势，可为圆柱型锂离子电池的安全提供有效保证。
本实用新型中的正极集流体10表面涂覆一层PTFE，可有效防止电池发生意外破坏时（如进行热箱、针刺、挤压试验时），中心针的锋利边缘刺穿隔膜而导致的正负极片短路，有效提高了锂离子电池的安全性能。
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 (7)

1. 一种圆柱形锂离子电池正极片，包括正极集流体和包覆在正极集流体上的正极膜片，其特征在于：正极集流体在其一面的长度方向的一个端部留有未涂布正极膜片的留白部，留白部上包覆有绝缘层。
2. 根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池正极片，其特征在于：所述绝缘层的宽度与正极片宽度相同，长度不小于12mm。
3. 根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池正极片，其特征在于：所述绝缘层的厚度为10-20μm。
4. 根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池正极片，其特征在于：所述绝缘层与正极膜片12的距离为1mm。
5. 根据权利要求1所述的圆柱形锂离子电池正极片，其特征在于：所述绝缘层的材质为聚四氟乙烯。
6. 一种圆柱形锂离子电池的电芯，包括正极片、负极片、间隔于正负极片之间的隔离膜和中心针，正负极片和隔离膜为卷绕结构，中心针位于电芯的卷绕中心，其特征在于：所述正极片为权利要求1至5中任一项所述的正极片，其留白部所在端为卷绕时的起始端，且绝缘层面向中心针的方向。
7. 根据权利要求6所述的圆柱形锂离子电池的电芯，其特征在于：所述绝缘层在正极片卷绕方向上的长度大于中心针的外圆周长5mm以上。
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