CN207265150U - 一种高倍率放电聚合物锂离子电池 - Google Patents

一种高倍率放电聚合物锂离子电池 Download PDF

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李华锋
张习林
余候平
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Abstract

本实用新型公开了一种高倍率放电聚合物锂离子电池，包括卷芯和正极片，所述正极片表面右上方设置有正极活性物质，所述正极活性物质下方的正极片表面设置有正极片铝箔极耳焊接位，所述卷芯内层设置为负极片，所述负极片表面右下方设置有负极活性物质，所述负极活性物质上方的负极片表面设置有负极片铜箔极耳焊接位。该高倍率放电聚合物锂离子电池的正负极片的结构主要是涂布时长度方向均采用连续涂覆方式，宽度方向均在另一边采用留白10mm不用涂覆正负活性物质，正负极片涂布完成后，经制片、卷绕工序后，将正负极耳焊接在卷芯正负极留白处，从而实现高倍率放电的聚合物锂离子电池真正采用卷绕式结构，大大提高生产效率。

Description

一种高倍率放电聚合物锂离子电池
技术领域
本实用新型涉及聚和物锂离子电池技术领域，具体为一种高倍率放电聚合物锂离子电池。
背景技术
近年来，随着航模飞机、无人机、电动工具的快速兴起，对聚合物锂离子电池的倍率放电性能要求越来越高。目前高倍率放电聚合物锂离子电池制作有卷绕式结构和叠片式电池结构两种。卷绕式结构操作简单，效率高，但卷绕式结构中正负极片均为长条形结构，卷绕式结构倍率放电的电池目前已采用正负极的极耳在极片的中部引出极耳方式，此种极片的结构只适合小型容量(C≤500mAh)的电池，高倍率放电性能只能做到25C放电。所以高倍率电池通常采用叠片式结构。叠片式结构设计的电芯，电极间接触好，平整度高，界面稳定性高，电子传递速度快，倍率性能好。但叠片作业效率低，对人员，设备等要求高，成本高，作业难度高，很难做到大规模化生产。
为解决卷绕式正负极片中间出极耳只适合小型容量(C≤500mAh)的电池，高倍率放电性能只能做到25C放电，叠片工艺生产效率低下的这一技术难题。本实用新型专利提供了一种高倍率放电的聚合物锂离子电池的卷绕式正负极片结构设计。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种高倍率放电聚合物锂离子电池，以解决卷绕式正负极片中间出极耳只适合小型容量(C≤500mAh)的电池，高倍率放电性能只能做到25C放电，叠片工艺生产效率低下的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案一种高倍率放电聚合物锂离子电池，包括卷芯和正极片，所述正极片表面右上方设置有正极活性物质，且正极活性物质左侧设置有正极片卷绕尾部空铝箔，所述正极活性物质下方的正极片表面设置有正极片铝箔极耳焊接位，所述卷芯内层设置为负极片，且卷芯的外层设置为正极片，所述负极片表面右下方设置有负极活性物质，且负极活性物质左侧设置有负极片卷绕尾部空铜箔，所述负极活性物质上方的负极片表面设置有负极片铜箔极耳焊接位，所述卷芯左右两侧分别与卷芯负极极耳焊接铜箔和卷芯正极极耳焊接铝箔相连接，且卷芯负极极耳焊接铜箔和卷芯正极极耳焊接铝箔中部分别设置有负极耳与铜箔超焊位和正极耳与铝箔超焊位，所述卷芯负极极耳焊接铜箔和卷芯正极极耳焊接铝箔外侧分别与负极耳引出端和正极耳引出端相连接。
优选的，所述正极片卷绕尾部空铝箔的横向长度范围为60-180mm。
优选的，所述正极片铝箔极耳焊接位和负极片铜箔极耳焊接位的纵向长度均设置为10mm。
优选的，所述负极片卷绕尾部空铜箔的横向长度范围为50-150mm。
优选的，所述卷芯设置为三层结构，且中间层设置为隔膜纸。
优选的，所述正极片和负极片材质分别设置为铝箔和铜箔。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该高倍率放电聚合物锂离子电池提供了一种高倍率放电的聚合物锂离子电池的卷绕式正负极片结构设计，本正负极片的结构主要是涂布时长度方向均采用连续涂覆方式，宽度方向均在另一边采用留白10mm不用涂覆正负活性物质，正负极片涂布完成后，经制片、卷绕工序后，将正负极耳焊接在卷芯正负极留白处，从而实现高倍率放电的聚合物锂离子电池真正采用卷绕式结构，大大提高生产效率，锂离子电池的倍率性能的好坏决定于电池中离子传导的速度和电子传导速度，本发明将正负极片卷绕好后再分别焊接正负极耳，原来极片电子从两端向中间传导，改进后的电子传导相当于由卷芯每一层极片顶端传导，大幅度减短了电子传导的路径，从而加快电子传递的速度，因而能提高高倍率放电聚合物锂离子电池的倍率性能，同时也大幅度降低锂离子电池的内阻。
附图说明
图1为本实用新型正极片结构示意图；
图2为本实用新型负极片结构示意图；
图3为本实用新型卷绕时结构示意图。
图中：1、正极活性物质，2、正极片卷绕尾部空铝箔，3、正极片铝箔极耳焊接位，4、负极活性物质，5、负极片卷绕尾部空铜箔，6、负极片铜箔极耳焊接位，7、卷芯负极极耳焊接铜箔，8、负极耳引出端，9、负极耳与铜箔超焊位，10、卷芯，11、正极耳与铝箔超焊位，12、正极耳引出端，13、卷芯正极极耳焊接铝箔，14、正极片，15、负极片。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：一种高倍率放电聚合物锂离子电池，包括正极活性物质1、正极片卷绕尾部空铝箔2、正极片铝箔极耳焊接位3、负极活性物质4、负极片卷绕尾部空铜箔5、负极片铜箔极耳焊接位6、卷芯负极极耳焊接铜箔7、负极耳引出端8、负极耳与铜箔超焊位9、卷芯10、正极耳与铝箔超焊位11、正极耳引出端12、卷芯正极极耳焊接铝箔13、正极片14和负极片15，正极片14表面右上方设置有正极活性物质1，且正极活性物质1左侧设置有正极片卷绕尾部空铝箔2，正极片卷绕尾部空铝箔2的横向长度范围为60-180mm，正极活性物质1下方的正极片14表面设置有正极片铝箔极耳焊接位3，卷芯10内层设置为负极片15，且卷芯10的外层设置为正极片14，负极片15表面右下方设置有负极活性物质4，且负极活性物质4左侧设置有负极片卷绕尾部空铜箔5，负极片卷绕尾部空铜箔5的横向长度范围为50-150mm，负极活性物质4上方的负极片15表面设置有负极片铜箔极耳焊接位6，正极片铝箔极耳焊接位3和负极片铜箔极耳焊接位6的纵向长度均设置为10mm，正极片14和负极片15材质分别设置为铝箔和铜箔，卷芯10左右两侧分别与卷芯负极极耳焊接铜箔7和卷芯正极极耳焊接铝箔13相连接，且卷芯负极极耳焊接铜箔7和卷芯正极极耳焊接铝箔13中部分别设置有负极耳与铜箔超焊位9和正极耳与铝箔超焊位11，卷芯10设置为三层结构，且中间层设置为隔膜纸，卷芯负极极耳焊接铜箔7和卷芯正极极耳焊接铝箔13外侧分别与负极耳引出端8和正极耳引出端12相连接。
工作原理：在使用该高倍率放电聚合物锂离子电池之前，需要对整个电池进行简单的结构了解，整个处理的过程大体上可以进行两个部分的划分，首先将正极活性物质1通过涂布方式均匀涂敷在正极片14上，涂布生产时在正极片14的宽度方向留出约10mm不用涂敷正极活性物质1，从而留出正极片铝箔极耳焊接位3，根据不同型号电池，在正极片14的长度方向采用间隙涂布方式留出约60-180mm的正极片卷绕尾部空铝箔2，接着将负极活性物质4通过涂布方式均匀涂敷在负极片15上，涂布生产时在负极片15的宽度方向留出约10mm不用涂敷负极活性物质4，从而留出负极片铜箔极耳焊接位6，根据不同型号电池，在负极片15的长度方向采用间隙涂布方式留出约50-150mm的负极片卷绕尾部空铜箔5，再将正极片14和负极片15经辊压、分条等制片工序后转入卷绕工序，卷绕时采用内层为负极片15，中间为隔膜纸，外层为正极片14的卷绕方式进行卷绕，卷绕完成后得到卷芯10，将卷芯10转入下一工序压芯、吸尘、测短路等工序后，再将卷芯正极极耳焊接铝箔13与正极耳与铝箔超焊位11进行超声波焊接，然后将卷芯负极极耳焊接铜箔7与负极耳与铜箔超焊位9进行超声波焊接，焊接后分别引出正极耳引出端12和负极耳引出端8，并在焊接位空箔处正反面贴上高温胶纸，防止极耳焊接位在焊接时产生毛刺与外壳铝塑膜短路。
尽管参照前述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,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 (6)

1.一种高倍率放电聚合物锂离子电池，包括卷芯(10)和正极片(14)，其特征在于：所述正极片(14)表面右上方设置有正极活性物质(1)，且正极活性物质(1)左侧设置有正极片卷绕尾部空铝箔(2)，所述正极活性物质(1)下方的正极片(14)表面设置有正极片铝箔极耳焊接位(3)，所述卷芯(10)内层设置为负极片(15)，且卷芯(10)的外层设置为正极片(14)，所述负极片(15)表面右下方设置有负极活性物质(4)，且负极活性物质(4)左侧设置有负极片卷绕尾部空铜箔(5)，所述负极活性物质(4)上方的负极片(15)表面设置有负极片铜箔极耳焊接位(6)，所述卷芯(10)左右两侧分别与卷芯负极极耳焊接铜箔(7)和卷芯正极极耳焊接铝箔(13)相连接，且卷芯负极极耳焊接铜箔(7)和卷芯正极极耳焊接铝箔(13)中部分别设置有负极耳与铜箔超焊位(9)和正极耳与铝箔超焊位(11)，所述卷芯负极极耳焊接铜箔(7)和卷芯正极极耳焊接铝箔(13)外侧分别与负极耳引出端(8)和正极耳引出端(12)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种高倍率放电聚合物锂离子电池，其特征在于：所述正极片卷绕尾部空铝箔(2)的横向长度范围为60-180mm。
3.根据权利要求1所述的一种高倍率放电聚合物锂离子电池，其特征在于：所述正极片铝箔极耳焊接位(3)和负极片铜箔极耳焊接位(6)的纵向长度均设置为10mm。
4.根据权利要求1所述的一种高倍率放电聚合物锂离子电池，其特征在于：所述负极片卷绕尾部空铜箔(5)的横向长度范围为50-150mm。
5.根据权利要求1所述的一种高倍率放电聚合物锂离子电池，其特征在于：所述卷芯(10)设置为三层结构，且中间层设置为隔膜纸。
6.根据权利要求1所述的一种高倍率放电聚合物锂离子电池，其特征在于：所述正极片(14)和负极片(15)材质分别设置为铝箔和铜箔。
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