CN203150660U - 电芯及使用该电芯的高功率锂离子电池 - Google Patents

电芯及使用该电芯的高功率锂离子电池 Download PDF

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唐赞谦
李文良
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Abstract

本实用新型公开了一种电芯及使用该电芯的高功率锂离子电池，包括层叠后卷绕在一起的正极片、隔膜和负极片，所述正极片上固定设有正极极耳，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/2L，其中，L为所述正极片的长度，a为所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离。上述电芯用于高功率锂离子电池时，能够提高高功率锂离子电池的离子传导速度和电子传导速度，电子从正极片的两端向正极极耳传导，能够减短电子传导的路径，从而加快电子传递的速度，有利于电子的传输，降低高功率锂离子电池的内阻，从而提高高功率锂离子电池的循环性能，相比于传统的高功率锂离子电池，该高功率锂离子电池的循环性能好，循环寿命长。

Description

电芯及使用该电芯的高功率锂离子电池
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池领域，特别是涉及一种电芯及使用该电芯的高功率锂离子电池。
背景技术
锂离子电池是20世纪90年代初出现的新型绿色高能可充电电池，具有电压高，能量密度大，循环性能好，自放电小，无记忆效应，工作温度范围宽等众多优点。广泛应用于移动电话，笔记本电脑，电子仪表，电动工具，电动自行车、武器装备等。目前电动工具、武器装备等普遍采用高功率圆柱形锂离子电芯。
但高功率锂离子电池大电流放电的循环寿命短，短的循环寿命影响高功率锂离子电池的推广使用，因此循环寿命长的高功率锂离子电池的开发是重点。
实用新型内容
基于此，有必要提供一种循环寿命长的高功率锂离子电芯。
一种电芯，包括层叠后卷绕在一起的正极片、隔膜和负极片，所述正极片上固定设有正极极耳，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/2L，其中，L为所述正极片的长度，a为所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离。
在一个实施例中，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/3L。
在一个实施例中，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离为2/5L、3/10L或3/8L。
一种高功率锂离子电池，包括电池壳体、电解液和电芯，所述电芯和所述电解液位于所述电池壳体内部，所述电芯包括层叠后卷绕在一起的正极片、隔膜和负极片，所述正极片上固定设有正极极耳，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/2L，其中，L为所述正极片的长度，a为所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离。
在一个实施例中，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/3L。
在一个实施例中，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离为2/5L、3/10L或3/8L。
在一个实施例中，所述高功率锂离子电池为圆柱形。
上述电芯用于高功率锂离子电池时，由于所述正极片上固定设有正极极耳，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/2L，这样能够提高高功率锂离子电池的离子传导速度和电子传导速度，电子从正极片的两端向正极极耳传导，能够减短电子传导的路径，从而加快电子传递的速度，有利于电子的传输，降低高功率锂离子电池的内阻，从而提高高功率锂离子电池的循环性能，相比于传统的高功率锂离子电池，该高功率锂离子电池的循环性能好，循环寿命长。
附图说明
图1为一实施方式的设置有正极极耳的正极片的平面图；
图2为使用如图1所示的设置有正极极耳的正极片的高功率锂离子电池的循环次数-容量保持率图；
图3为18650-1Ah高功率锂离子电池的循环次数-容量保持率图。
具体实施方式
请参考图1，一实施方式的电芯，包括层叠后卷绕在一起的正极片110、隔膜和负极片，正极片110上固定设有正极极耳120，正极极耳120至正极片110的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/2L，其中，L为正极片110的长度，a为正极极耳120至正极片110的卷绕起始端的距离。
上述电芯用于高功率锂离子电池时，由于正极片上固定设有正极极耳，正极极耳至正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/2L，能够提高高功率锂离子电池的离子传导速度和电子传导速度，电子从正极片的两端向正极极耳传导，能够减短电子传导的路径，从而加快电子传递的速度，有利于电子的传输，降低高功率锂离子电池的内阻，从而提高高功率锂离子电池的循环性能，相比于传统的高功率锂离子电池，该高功率锂离子电池的循环性能好，循环寿命长。
正极极耳与正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/3L。
具体在本实施方式中，正极极耳120至正极片110的卷绕起始端的距离为2/5L。
在其他实施方式中，正极极耳120至正极片110的卷绕起始端的距离可以为3/10L或3/8L。
这种电芯可以适用于多种电池，包括镍氢电池、镍锌电池、锂离子电池等。
下面以高功率锂离子电池为例，对这种电芯的应用进行介绍。
一实施方式的高功率锂离子电池，包括电池壳体、电解液和电芯，电芯和电解液位于电池壳体内部。
请参考图1，电芯包括层叠后卷绕在一起的正极片110、隔膜和负极片，正极片110上固定设有正极极耳120，正极极耳120至正极片110的卷绕起始端的距离满1/4L<a<1/2L，其中，L为正极片110的长度，a为正极极耳120至正极片110的卷绕起始端的距离。
正极极耳至正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/3L。
具体在本实施方式中，正极极耳120至正极片110的卷绕起始端的距离为2/5L。
在其他实施方式中，正极极耳120至正极片110的卷绕起始端的距离可以为3/10L或3/8L。负极片上固定设有负极极耳，负极极耳和电池壳体的钢壳焊接。
高功率锂离子电池可以为圆柱形。当然，高功率锂离子电池也可以为方柱形。
使用如图1所示的设置有正极极耳的正极片组装成高功率锂离子电池，正极极耳设于距离正极片的卷绕起始端的距离为2/5L的位置，并对该高功率锂离子电池进行循环寿命的测试，其结果如图2所示。
测试方法为：将高功率锂离子电池，采用4A的电流充至电压为3.6V，截止电流0.1A，静止10分钟后，用20A的电流放电至电压为2.0V，静止45分钟。从图2可以看出，重复循环500周后，该高功率锂离子电池的容量大于初始容量的90%。
对比实验
对现有的18650-1Ah高功率锂离子电池进行循环寿命测试的，其结果如图3所示。
测试方法为：将18650-1Ah高功率锂离子电池，采用4A的电流充至电压为3.6V，截止电流0.1A，静止10分钟后，用20A的电流放电至电压为2.0V，静止45分钟。从图3可以看出，重复循环500周后，该18650-1Ah高功率锂离子电池的剩余容量小于初始容量的80%。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种电芯，包括层叠后卷绕在一起的正极片、隔膜和负极片，其特征在于，所述正极片上固定设有正极极耳，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/2L，其中，L为所述正极片的长度，a为所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离。
2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/3L。
3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离为2/5L、3/10L或3/8L。
4.一种高功率锂离子电池，包括电池壳体、电解液和电芯，所述电芯和所述电解液位于所述电池壳体内部，其特征在于，所述电芯包括层叠后卷绕在一起的正极片、隔膜和负极片，所述正极片上固定设有正极极耳，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/2L，其中，L为所述正极片的长度，a为所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离。
5.根据权利要求4所述的高功率锂离子电池，其特征在于，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离满足1/4L<a<1/3L。
6.根据权利要求4所述的高功率锂离子电池，其特征在于，所述正极极耳至所述正极片的卷绕起始端的距离为2/5L、3/10L或3/8L。
7.根据权利要求4所述的高功率锂离子电池，其特征在于，所述高功率锂离子电池为圆柱形。
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