CN202996949U - 一种功率型锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种功率型锂离子电池，包括正极极片和负极极片，所述正极极片上设有至少两个正极极耳，所述负极极片上设有至少两个负极极耳。由本实用新型锂离子电池的电芯内阻降低至10～20m Ω，在大电流通过时可有效分散电流，降低电流密度，减少放热量，适用于大电流放电，安全性高。

Description

一种功率型锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池加工技术领域，具体涉及一种功率型锂离子电池。

背景技术

锂离子电池按放电类型可分为能量型和功率型，能量型锂离子电池主要特点是可为负载提供长时间小功率的能量，放电倍率很小，如0.2C、0.5C、1C等，应用领域主要涉及电动自行车、手机、笔记本电池等；功率型锂离子电池主要特点是在短时间内可提供较大功率的能量，放电电流非常大，如5C、10C、20C等，应用领域主要有电动工具、电动玩具、遥控模型等。

目前能量型18650圆柱锂离子电池其内部正负极极片设计如图1，包括极片1和设置在极片上的极耳2，极片1为单极耳设计，一般在极片1中部，在极耳2上包裹高温胶带3，防止焊接点出现突起刺穿隔膜引起短路，在极片1中部与极片1尾部包裹绿色或白色胶带4，防止极片1上涂覆的活性物质脱落或检测时刺穿隔膜，有效提高电池安全性。单极耳电芯的内阻一般较高，可达40～60m Ω。

例如，申请号为201120025896.0的中国实用新型专利公开了一种锂电池的电芯，包括依次叠置并卷绕的正极极片、隔离膜和负极极片；正极混合浆料涂覆在正极集流体上，负极混合浆料涂覆在负极集流体上，且在该正极极片上设置有正极极耳，在负极极片上设置有负极极耳，且正负极耳在卷绕时分布卷芯两侧。

在锂电池电芯的正极极片和负极极片均设置为单极耳，均设置在极片的一端，单极耳电芯的内阻一般较高，可达40～60mΩ，在大电流通过时电流密度太高，产热较高，存在安全隐患，因此不适用于大电流放电。

实用新型内容

本实用新型提供了一种功率型锂离子电池，本实用新型锂离子电池的电芯内阻降低至10～20mΩ，在大电流通过时可有效分散电流，降低电流密度，减少放热量，适用于大电流放电，安全性高。

一种功率型锂离子电池，包括正极极片和负极极片，所述正极极片上设有至少两个正极极耳，所述负极极片上设有至少两个负极极耳。

锂离子电池加工时，将正极极片、隔膜、负极极片依次叠置，卷绕成锂离子电池的电芯，极耳材质采用铜镀镍极耳，导电性能好，由带双极耳或多极耳极片卷绕而成的电芯内阻可降低至10～20mΩ，远远低于单极耳电芯，在大电流通过时可有效分散电流分布，降低电流密度，减少放热量，提高安全性，适用于大电流放电。

所述极耳可设置为双极耳或者多极耳排布，本实用新型中，一种优选的技术方案，所述正极极片上设有两个正极极耳，所述负极极片上设有两个负极极耳。

更优选地，所述两个正极极耳其中一个位于正极极片的中部，另一个位于正极极片的一端；所述两个负极极耳分别位于负极极片的两端。

作为优选，所述正极极片的两端或其中一端设有正极光箔集流体，所述负极极片的两端或其中一端设有负极光箔集流体。

所述正极光箔集流体为铝箔集流体。

所述负极光箔集流体为铜箔集流体。

更优选，所述正极极片的两端设有正极光箔集流体；所述负极极片的两端设有负极光箔集流体。

针对于锂离子电池，安全性一直是关注的焦点。为进一步加强锂离子电池在使用过程中的安全性，在极片设计上进行了优化改进，涂布过程中在极片两端预留出一定长度的光箔，光箔长度可参考电芯最外圈直径，即在卷芯最外一圈为负极铜箔集流体对应正极铝箔集流体，中间以隔膜隔开。

极片两端的光箔设计大大提高了锂离子电池的安全性，例如在针刺试验中，由于钢针为导体，在刺入电芯的瞬时，会将正负极与隔膜刺穿，造成局部多层短路，而在刺入位置产生的热量远远大于电池表面散发的热量，将极片设计更改为两端光箔后，由于在卷芯最外圈正负极均为光箔段，当钢针刺入时，首先将正负极光箔段刺穿短路，但是没有涂覆活性材料的铜箔和铝箔，在瞬间短路时不会发生复杂的正负极与电解液间副反应，也不会出现SEI膜的分解等反应，没有热量的产生源，短路位置仅为集流体的接触，产生的热量也可以较快散出，电池经过此处的瞬间短路后，电池电压会出现下降，钢针进一步刺入造成短路产生的热量也会远远低于普通电池，减小了电池内部的热失控等危险，大大提高了电池的安全性。

作为优选，所述正极极耳和负极极耳根部均包覆有耐高温胶带。可防止极片活性物质脱落刺穿隔膜造成短路，同时高温胶带也可有效避免电池内部出现较高温度时存在安全隐患。

本实用新型的有益效果：

(1)极片双极耳设计可进行大电流放电，降低电流密度，减低电池内阻，可有效应用于高倍率放电环境。正极双极耳分别位于极片中部和一端，负极双极耳分别位于极片两端。

(2)正负极极片两端的光箔设计可显著提高电池的安全性。即在卷芯最外一圈为负极铜箔集流体对应正极铝箔集流体，中间以隔膜隔开。

(3)极片各极耳根部均包覆高温胶带，可防止极片活性物质脱落刺穿隔膜造成短路，同时高温胶带也可有效避免电池内部出现较高温度时存在安全隐患。

附图说明

图1是现有的锂离子电池极片的结构示意图；

图2是本实用新型正极极片的结构示意图；

图3是本实用新型负极极片的结构示意图。

图中各附图标记如下：

1-极片              2-极耳        3-高温胶带

4-绿色/白色胶带     5-正极极片    6-正极极耳

7-铝箔集流体        8-负极极片    9-负极极耳

10-铜箔集流体。

具体实施方式

如图2所示，是本实用新型的正极极片结构，包括正极极片5和设置在正极极片5上的正极极耳6，正极极耳6可以是两个，也可以是多个，本实施方式中，正极极耳6设置两个。

正极极片5的两端在涂布过程中均预留出一段光箔段即铝箔集流体7，该铝箔集流体7的长度与卷绕成电芯后的最外圈直径相当。

其中一个正极极耳6设置在正极极片5的中部中心处，另一正极极耳6位于正极极片5的其中一端的铝箔集流体7处，在一对正极极耳表面均包覆高温胶带。

如图3所示，是本实用新型负极极片的结构，包括负极极片8和设置在负极极片8上的负极极耳9，负极极耳9可以是两个，也可以是多个，本实施方式中，负极极耳9设置两个。

负极极片8的两端在涂布过程中均预留出一段光箔段即铜箔集流体10，铜箔集流体10的长度与卷绕成电芯后的最外圈直径相当。

两个负极极耳9分别设置在负极极片8两端的铜箔集流体10处，在一对负极极耳表面均包覆有耐高温胶带。

正极极耳6和负极极耳9均采用导电性良好的铜镀镍极耳。

在锂离子电池加工过程中，将上述正极极片、隔膜、上述负极极片依次叠置，卷绕成锂离子电池的电芯，然后加工成本实用新型的电池，电芯的最外一圈为负极铜箔集流体对应正极铝箔集流体，中间以隔膜隔开，本实施方式的极片卷绕而成的电芯内阻为10～20mΩ，远远低于单极耳电芯，在大电流通过时可有效分散电流分布，降低电流密度，减少放热量，提高安全性，适用于大电流放电。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施举例，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型精神和原则之内，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 (9)

1.一种功率型锂离子电池，包括正极极片和负极极片，其特征在于，所述正极极片上设有至少两个正极极耳，所述负极极片上设有至少两个负极极耳。

2.根据权利要求1所述的功率型锂离子电池，其特征在于，所述正极极片上设有两个正极极耳，所述负极极片上设有两个负极极耳。

3.根据权利要求2所述的功率型锂离子电池，其特征在于，所述两个正极极耳其中一个位于正极极片的中部，另一个位于正极极片的一端。

4.根据权利要求2所述的功率型锂离子电池，其特征在于，所述两个负极极耳分别位于负极极片的两端。

5.根据权利要求1～4任一权利要求所述的功率型锂离子电池，其特征在于，所述正极极片的两端或其中一端设有正极光箔集流体，所述负极极片的两端或其中一端设有负极光箔集流体。

6.根据权利要求5所述的功率型锂离子电池，其特征在于，所述正极光箔集流体为铝箔集流体。

7.根据权利要求5所述的功率型锂离子电池，其特征在于，所述负极光箔集流体为铜箔集流体。

8.根据权利要求5所述的功率型锂离子电池，其特征在于，所述正极极片的两端设有正极光箔集流体；所述负极极片的两端设有负极光箔集流体。

9.根据权利要求1所述的功率型锂离子电池，其特征在于，所述正极极耳和负极极耳根部均包覆有耐高温胶带。

Images