CN202888339U - 一种圆柱形锂电池的电芯结构 - Google Patents

一种圆柱形锂电池的电芯结构 Download PDF

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李志福
陈设军
贾占克
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Abstract

本实用新型公开了一种圆柱形锂电池的电芯结构，包括负极、隔膜和正极，负极包括集流体铜箔以及涂布其上的负极活性物质、粘接剂和导电碳粉，正极包括集流体铝箔以及涂布其上的正极活性物质、粘接剂和导电碳粉；负极、隔膜和正极依次叠置并卷绕形成初级电芯。本实用新型的一种圆柱形锂电池的电芯结构，通过在现有的初级电芯外层依次卷绕集流体铜箔、隔膜和集流体铝箔，使圆柱形锂电池的电芯在针刺时使集流体铜箔和集流体铝箔之间优先短路，此时产生热量相对较小，电芯不会发生起火、爆炸，容易通过针刺测试，具有较高的安全性能；另外相较于其他增加防爆结构及措施的电芯来说本实用新型所采用的方案，结构简单，容易实现，成本较低。

Description

一种圆柱形锂电池的电芯结构
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体的说，涉及一种圆柱形锂电池的电芯结构。
背景技术
随着电子技术的不断发展，人们对各类电器电源的要求越来越高。圆柱形锂离子电池作为一种具有较高的能量密度和良好的环保性能的电池，被广泛应用于各类便携式电子设备中。其各项电性能尤其是安全性能就显得极为重要，而对其安全性能来讲，电池的内外短路隐患最大，而内短路带来的威胁尤其大，在实际使用中，不可避免的震荡、跌落很容易导致电池发生内部短路，这就要求电池具有高的安全可靠性，在圆柱形锂离子电池的各种设计与改进中，对防爆的设计显得尤为重要。
锂离子电池是在集流体铜箔上涂布包括负极活性物质、粘结剂、导电碳粉和水组成的负极浆料并干燥后形成负极；在集流体铝箔上涂布正极活性物质、粘结剂、导电碳粉和NMP组成的正极浆料并干燥后形成正极。
目前的锂离子圆柱电池在生产中采用卷绕的方式将正、负极片和隔膜纸卷绕成圆柱形，常规卷绕电芯一般都由负极料区收尾。电池制作完成后，在受刺穿的情况下，常规电池通常会产生起火、爆炸现象，存在严重的安全隐患。电芯在针刺的过程中，电芯内部有4种短路模式，即正极活性物质与负极活性物质之间短路，正极活性物质与负极集流体之间短路，正极集流体与负极活性物质之间短路，正极集流体与负极集流体之间短路，其中最容易起火的是正极集流体与负极活性物质之间短路。
发明内容
本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供了一种圆柱形锂电池的电芯结构，其具有在受刺穿的情况下，不会产生起火、爆炸的现象，具有较高安全性能，且成本较低的特点。
本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种圆柱形锂电池的电芯结构，包括负极、隔膜和正极，负极包括集流体铜箔以及涂布其上的负极活性物质、粘接剂和导电碳粉，正极包括集流体铝箔以及涂布其上的正极活性物质、粘接剂和导电碳粉；负极、隔膜和正极依次叠置并卷绕形成初级电芯，在初级电芯的最外层由内至外依次卷绕有集流体铜箔、隔膜和集流体铝箔，形成次级电芯。
进一步，初级电芯的最外层卷绕有两层依次排列的集流体铜箔、隔膜和集流体铝箔。
进一步，次级电芯以集流体铜箔收尾。 
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
本实用新型所述的一种圆柱形锂电池的电芯结构，通过在现有的初级电芯外层依次卷绕集流体铜箔、隔膜和集流体铝箔，使圆柱形锂电池的电芯在针刺时使集流体铜箔和集流体铝箔之间优先短路，此时产生热量相对较小，电芯不会发生起火、爆炸，容易通过针刺测试，具有较高的安全性能；另外相较于其他增加防爆结构及措施的电芯来说本实用新型所采用的方案，结构简单，容易实现，成本较低。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：
图1是本实用新型所述一种圆柱形锂电池的电芯结构的结构示意图。
其中，包括有：
1——正极；
2——负极；
3——隔膜；
4——集流体铜箔；
5——集流体铝箔；
6——初级电芯；
7——次级电芯。 
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，本实用新型所述的一种圆柱形锂电池的电芯结构，包括负极2、隔膜3和正极1，负极2包括集流体铜箔4以及涂布其上的负极活性物质、粘接剂和导电碳粉，正极1包括集流体铝箔5以及涂布其上的正极活性物质、粘接剂和导电碳粉；负极2、隔膜3和正极1依次叠置并卷绕形成初级电芯6，在初级电芯6的最外层由内至外依次卷绕有集流体铜箔4、隔膜3和集流体铝箔5，形成次级电芯7。电芯在遭到针刺时，集流体铜箔4和集流体铝箔5优先短路，产生较小的热量，且电芯热量可沿导热性能较好的集流体铜箔4和集流体铝箔5向外散发，不会产生着火和爆炸等现象，具有优良的安全性能。
初级电芯6的最外层卷绕有两层依次排列的集流体铜箔4、隔膜3和集流体铝箔5。更有效的保证针刺时集流体铜箔4和集流体铝箔5优先短路，安全性能更高。
次级电芯7以集流体铜箔4收尾。 
最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种圆柱形锂电池的电芯结构，包括负极、隔膜和正极，所述负极包括集流体铜箔以及涂布其上的负极活性物质、粘接剂和导电碳粉，所述正极包括集流体铝箔以及涂布其上的正极活性物质、粘接剂和导电碳粉；所述负极、隔膜和正极依次叠置并卷绕形成初级电芯，其特征在于：在所述初级电芯的最外层由内至外依次卷绕有所述集流体铜箔、隔膜和集流体铝箔，形成次级电芯。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱形锂电池的电芯结构，其特征在于：所述初级电芯的最外层卷绕有两层依次排列的所述集流体铜箔、隔膜和集流体铝箔。
3.根据权利要求1所述的一种圆柱形锂电池的电芯结构，其特征在于：所述次级电芯以所述集流体铜箔收尾。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107728068A (zh) * 2017-09-24 2018-02-23 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种短路电阻测试方法
CN110994036A (zh) * 2019-12-24 2020-04-10 辽宁九夷锂能股份有限公司 一种防针刺圆柱型锂电池

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