CN203644874U - 锂离子电池极片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及锂离子电池中的极片结构技术领域，具体涉及锂离子电池极片，包括正极片和负极片，所述负极片包括入卷端和尾端，所述负极片上设置有两个负极耳，两个负极耳分别为中部负极耳和端部负极耳，所述端部负极耳设置于所述负极片的尾端，所述中部负极耳设置于距离所述负极片的入卷端的1/3～2/3处，所述正极片对应所述负极片的中部负极耳处设有空铝箔部，具有结构简单、抗振动性能强、安全性能高的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池中的极片结构技术领域，具体涉及锂离子电池极片。
背景技术
随着科学技术的不断发展，动力锂离子电池的应用也越来越广泛。出于应用环境要求的考虑，一些高端的电动工具用动力锂离子电池不仅需要有大的放电倍率，长的循环寿命、低的自放电和高的安全性能，还需要有较强的抗振性能。
传统的动力锂离子电池正负极片剖面图如附图1和附图2所示，为了降低动力锂离子电池的内阻，通常负极片1设置两个负极耳2，正极片4设置一个或两个正极耳5。
传统动力锂离子电池的正极耳5设置于靠正极片4的中部位置，负极耳2设于负极片1头尾两端。这种设计结构简单，但应用于动力锂离子电池时，却无法达到一些电动工具的抗振动需求。因为由若干个单体电芯组合而成的动力锂电池组，成组后的电池组不仅需要有良好的电化学性能和安全性能，并且需要有强的抗振性能，但使用传统的动力锂离子电池正负极片1卷绕而成的卷芯，在遇到强振动或突然振动的情况，正负极耳2容易出现断裂现象，这给电池组的正常使用带来了极大的风险。
发明内容
本实用新型的目的是针对现有技术中的不足，提供锂离子电池极片，其具有结构简单、抗振动、抗冲击、抗碰撞性能强、安全性能高的特点。
本实用新型的目的通过以下技术方案实现：
锂离子电池极片，包括正极片和负极片，所述负极片包括入卷端和尾端，所述负极片上设置有两个负极耳，两个负极耳分别为中部负极耳和端部负极耳，所述端部负极耳设置于所述负极片的尾端，所述中部负极耳设置于距离所述负极片的入卷端的1/3～2/3处，所述正极片对应所述负极片的中部负极耳处设有空铝箔部。
其中，所述空铝箔部贴有胶纸。
其中，所述胶纸的宽度大于或等于所述空铝箔部的宽度。
其中，所述胶纸覆盖所述空铝箔部并向两侧各延伸1mm。
其中，所述胶纸的宽度大于或等于所述中部负极耳的宽度。
其中，所述正极耳与所述正极片的焊接面、中部负极耳和端部负极耳与所述负极片的焊接面两面均贴有胶纸。
其中，所述两个负极耳的点底焊的焊接表面设有凹凸磨砂层。
其中，所述正极片和负极片绕成卷芯之后，所述中部负极耳和端部负极耳焊接粘合。
其中，所述正极耳设置于所述正极片的中部。
本实用新型的有益效果：本实用新型设置了双负极耳，可以降低电池的内阻，将其中一个负极耳设置于负极片的入卷端的1/3～2/3处，另一个负极耳设置于负极片的尾端部，卷绕成电池卷芯后，中部负极耳的弯折处距中心孔更远。通过滚筒测试证明，本实用新型的负极耳不易脱焊，两个负极耳牢固的焊接在钢壳底板上，电池卷芯不会扭转，正极耳也不会受破坏，即使在高强振动和冲击的环境中，电芯的电压和内阻基本不变，电池可以正常使用。而使用传统结构的正负极片卷成的电池卷芯，位于负极片入卷端的负极耳卷成卷芯之后，其几乎位于电池卷芯的中部，做滚筒测试时，位于负极片入卷端的负极耳在测试半小时后会出现脱焊或断裂的情况，电池卷芯会随着滚筒而发生旋转，导致正极耳随后发生断裂，致使电芯报废，电池组无法使用。
附图说明
利用附图对实用新型作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本实用新型的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是传统锂电池负极片的结构示意图；
图2是传统锂电池正极片的结构示意图；
图3是本实用新型锂离子电池极片的负极片结构示意图；
图4是本实用新型锂离子电池极片的正极片结构示意图；
图5是本发明一种抗高强振动的锂离子电池极片结构的正极片结构卷成电池卷芯后的负极俯视图。
附图标记包括：1——负极片 2——负极耳 3——胶纸
4——正极片 5——正极耳 6——中部负极耳 7——端部负极耳
8——空铝箔部 9——电池卷芯 。
具体实施方式
结合以下实施例对本实用新型作进一步描述。
如图3至图5所示，锂离子电池极片，包括正极片4和负极片1，所述负极片1包括入卷端和尾端，所述负极片1上设置有两个负极耳，两个负极耳分别为中部负极耳6和端部负极耳7，设置双极耳可以降低电池的内阻，所述端部负极耳7设置于所述负极片1的尾端，所述中部负极耳6设置于距离所述负极片1的入卷端的1/3～2/3处，卷成卷成电池卷芯9之后，中部负极耳6弯折处距中心孔更远，则发生脱焊断裂的几率比传统设置于两端的负极耳降低很多。所述正极片4对应所述负极片1的尾端设有正极耳5，所述正极片4对应所述负极片1的中部负极耳6处设有空铝箔部8。此处对应的负极片1处没有涂敷石墨层，如果此处对应的正极片4有浆料，充电时正极片4的锂离子会迁移到该处的负极片1上，造成析锂现象，形成的锂枝晶会对电芯的安全性造成隐患，因此需要设置空铝箔部8。
所述空铝箔部8贴有胶纸3，防止发生短路现象。
所述胶纸3的宽度不小于所述空铝箔部8的宽度。胶纸3将空铝箔部8完全覆盖，防止让空铝箔部8区域直接和负极石墨区对应，容易造成微短路，电池自放电增大。
所述胶纸3覆盖所述空铝箔部8后向两侧延伸1mm，既能防止微短路，也不会过于浪费材料。
所述胶纸3的宽度大于或等于中部负极耳6的宽度，防止产生析锂现象。
所述正极耳5与所述正极片4的焊接面、中部负极耳6和端部负极耳7与所述负极片1的焊接面两面均贴有胶纸3。由于正负极耳都是通过超声焊接上相应箔材上，超声焊印和极耳边缘处产生毛刺严重，需使用胶纸3覆盖住该区域。
所述两个负极耳的点底焊处的焊接表面设有凹凸磨砂层，增大焊接表面的比表面积，当通电焊接时，其发热快毕竟发热量大，焊接更快速牢固。
所述正极片4和负极片1绕成电池卷芯9之后，所述中部负极耳6和端部负极耳7焊接粘合，则中部负极耳6和端部负极耳7的内阻一样，则两个负极耳焊接的牢固程度不一样，不易发生脱焊。
所述正极耳5设置于所述正极片4的中部，中部是指正极片4的中部位置，并未指正中间，目的是可降低正极内阻。
滚筒检测
将采用本实用新型焊接方法焊接的锂离子电池进行滚筒测试。滚筒测试是将制备好的锂电池组放在滚筒测试装置中，通过滚筒测试装置的旋转带动锂电池组在滚筒内翻滚、下摔、碰撞，模拟锂电池组在实际工作中有可能遇到的振动情况进行振动强度测试，最终对经过测试的锂电池组进行电阻测试，观察其是否发生内阻的变化，从而判断其极耳是否发生断裂造成内阻的增加。滚筒测试装置包括一滚筒主体，滚筒主体通过动力装置使滚筒不断旋转，锂电池组置放于滚筒主体内部，滚筒主体旋转的时候，带动锂电池组在内部不断翻动，模拟其受到各种冲击、碰撞和振动的情况，最后测试锂电池组的内阻情况是否发生变化。
具体的检测过程为：
选取本实用新型的锂电池极片制成的单体电芯5支组合，将5支单体电芯放入一定尺寸的塑料模具中，通过长方体四角上的螺丝钉将该长方体完全密封，将密封后的电池包放入滚筒中。滚筒主体设有三个独立的工作室，每个工作室可放入1个电池包，滚筒由一马达带动，设滚筒的旋转速度为60转/分钟，每隔1小时拿出电池包，卸下螺丝钉，测试其中每个单体电芯的电压和内阻，记录好数据，滚筒实验连续进行4个小时，通过每隔1小时测试单体电芯的电压和内阻，判断电芯内的正负极耳是否有断裂。重复测试5组电池包。
另选取3组传统锂电池极片制备得到的单体电芯按照上述步骤进行组合测试。测试结果如下表所示。
从上表可以看出，利用本实用新型的锂电池极片结构制备的锂电池通过测试后，其内阻变化不大，但对比例的电池组在测试过程中，会发生部分单体电池内阻突然增大的情况，说明在测试过程，本实用新型的锂电池极耳没有发生断裂情况，电池即使经受强振动、冲击和碰撞，也能正常使用。而传统的锂电池极耳容易发生断裂，影响电池的正常使用。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。
Claims (9)
1.锂离子电池极片，其特征在于：包括正极片和负极片，所述负极片包括入卷端和尾端，所述负极片上设置有两个负极耳，两个负极耳分别为中部负极耳和端部负极耳，所述端部负极耳设置于所述负极片的尾端，所述中部负极耳设置于距离所述负极片的入卷端的1/3～2/3处，所述正极片对应所述负极片的中部负极耳处设有空铝箔部。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于：所述空铝箔部贴有胶纸。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池极片，其特征在于：所述胶纸的宽度大于或等于所述空铝箔部的宽度。
4.根据权利要求2所述的锂离子电池极片，其特征在于：所述胶纸覆盖所述空铝箔部并向两侧各延伸1mm。
5.根据权利要求2所述的锂离子电池极片，其特征在于：所述胶纸的宽度大于或等于所述中部负极耳的宽度。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于：所述正极耳与所述正极片的焊接面、中部负极耳和端部负极耳与所述负极片的焊接面两面均贴有胶纸。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于：所述两个负极耳的焊接表面设有凹凸磨砂层。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于：所述正极片和负极片绕成卷芯之后，所述中部负极耳和端部负极耳焊接粘合。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池极片，其特征在于：所述正极耳设置于所述正极片的中部。
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