CN208797102U - 一种圆柱形二次电池的电池极片及圆柱形二次电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种圆柱形二次电池的电池极片及圆柱形二次电池，电池极片的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述突出部的一端大一端小；所述电池极片为负极片，具有所述突出部的负极片的一端是指所述负极片朝向圆柱形二次电池的电池壳内底部的一端，所述突出部中大的一端在所述负极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的电池壳内底部；或者所述电池极片为正极片，具有所述突出部的正极片的一端是指所述正极片朝向圆柱形二次电池的集流体的一端，所述突出部中大的一端在所述正极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的集流体。本实用新型能有效降低圆柱形二次电池的内阻，提高电池安全性等。
Description
技术领域
本实用新型涉及二次电池，特别是涉及一种圆柱形二次电池的电池极片及圆柱形二次电池。
背景技术
现有的低内阻类别的圆柱形二次电池由于电池极片的端面平整，在卷绕制成电池后，负极片与电池壳(如钢壳)内的底部的接触(和/或正极片与集流体的接触)不充分、集流效果差，单只电池内阻最小约能做到7-10mΩ，内阻偏大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：弥补上述现有技术的不足，提出一种圆柱形二次电池的电池极片及圆柱形二次电池。
本实用新型的技术问题通过以下的技术方案予以解决：
一种圆柱形二次电池的电池极片，所述电池极片的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述突出部的一端大一端小；
所述电池极片为负极片，具有所述突出部的负极片的一端是指所述负极片朝向圆柱形二次电池的电池壳内底部的一端，所述突出部中大的一端在所述负极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的电池壳内底部；
或者所述电池极片为正极片，具有所述突出部的正极片的一端是指所述正极片朝向圆柱形二次电池的集流体的一端，所述突出部中大的一端在所述正极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的集流体。
优选地，所述突出部的形状为三角形、梯形或弧形。
优选地，所述负极片的材料为镀镍铜。
优选地，所述突出部的数量不少于4n，其中n表示电池极片卷绕的圈数。
优选地，所述突出部的高度为0.5-2mm。
优选地，所述电池极片包括导电基体及负载在所述导电基体上的活性材料，所述突出部与所述导电基体一体成型。
一种圆柱形二次电池，包括电池壳、集流体、密封在所述电池壳内的由正极片、隔膜和负极片叠置形成的卷绕状电芯及电解液，还包括泡沫状的金属垫片，所述负极片的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述负极片的一端是指所述负极片朝向圆柱形二次电池的电池壳内底部的一端，所述突出部的一端大一端小；所述突出部中大的一端在所述负极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的电池壳内底部，所述金属垫片置于所述电池壳内底部并位于所述电池壳内底部与所述负极片的一端之间，所述突出部穿入和/或穿过所述金属垫片。
优选地，所述金属垫片为金属铜垫片。
一种圆柱形二次电池，包括电池壳、集流体、密封在所述电池壳内的由正极片、隔膜和负极片叠置形成的卷绕状电芯及电解液，其特征在于：还包括泡沫状的金属盖片，所述正极片的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述正极片的一端是指所述正极片朝向所述圆柱形二次电池的集流体的一端，所述突出部的一端大一端小；所述突出部中大的一端在所述正极片的一端的端面上，小的一端朝向所述集流体，所述金属盖片位于所述集流体与所述正极片的一端之间，所述突出部穿入和/或穿过所述金属盖片。
一种圆柱形二次电池，包括电池壳、集流体、密封在所述电池壳内的由正极片、隔膜和负极片叠置形成的卷绕状电芯及电解液，其特征在于：还包括泡沫状的金属垫片和泡沫状的金属盖片；所述负极片的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述负极片的一端是指所述负极片朝向圆柱形二次电池的电池壳内底部的一端，所述突出部的一端大一端小；所述突出部中大的一端在所述负极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的电池壳内底部，所述金属垫片置于所述电池壳内底部并位于所述电池壳内底部与所述负极片的一端之间，所述突出部穿入和/或穿过所述金属垫片；所述正极片的一端的端面上也具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述正极片的一端是指所述正极片朝向所述圆柱形二次电池的集流体的一端，所述突出部的一端大一端小；所述突出部中大的一端在所述正极片的一端的端面上，小的一端朝向所述集流体，所述金属盖片位于所述集流体与所述正极片的一端之间，所述突出部穿入和/或穿过所述金属盖片。
本实用新型的有益效果有：
本实用新型在电池极片的一端的端面上设置若干个突出部，设有突出部的极片的整个端面起到良好的集流导电作用，能有效降低圆柱形二次电池的内阻，使得单只电池的内阻能降至1-2mΩ，充电时，电流均匀分布在整个电池极片片上，电池充电温度能降低约5℃，提高了电池安全性，高倍率放电平台有显著改善。
附图说明
图1是本实用新型一实施方式中的负极片的平面示意图；
图2是图1的局部放大示意图；
图3是本实用新型一实施方式中的泡沫状的金属垫片的截面示意图；
图4是本实用新型中实施例和对比例制作的二次电池的内阻分布示意图；
图5是本实用新型中实施例和对比例制作的二次电池的表面温度示意图；
图6是本实用新型中实施例和对比例制作的二次电池的10C放电电压曲线示意图。
具体实施方式
下面对照附图并结合优选的实施方式对本实用新型作进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，本实施例中的左、右、上、下、顶、底等方位用语，仅是互为相对概念，或是以产品的正常使用状态为参考的，而不应该认为是具有限制性的。
以电池极片为负极片为例，如图1和图2所示分别是本实用新型一具体实施方式中的负极片的平面示意图及局部放大示意图，在负极片1的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部2，突出部的一端大一端小，其中，具有突出部的负极片的一端是指负极片朝向圆柱形二次电池的电池壳内底部的一端，突出部中大的一端21在负极片的一端的端面上，小的一端22朝向圆柱形二次电池的电池壳内底部。
在其他实施方式中，电池极片也可以为正极片，具有突出部的正极片的一端是指正极片朝向圆柱形二次电池的集流体的一端，突出部中大的一端在正极片的一端的端面上，小的一端朝向圆柱形二次电池的集流体。
在一些优选实施方式中，突出部2的形状为三角形、梯形或弧形，图1和2所示的实例中，突出部的形状为三角形。
在一些优选实施方式中，负极片的材料为镀镍铜。
在一些优选实施方式中，突出部的数量不少于4n，其中n表示电池极片卷绕的圈数，通常电池极片卷绕的圈数为4-6圈，但根据实际的需求，卷绕的圈数并不限于4-6圈，通过设置一定数量的突出部，可以更好地保证卷绕后，负极片与电池壳内底部的充分导电接触。
优选地，突出部的高度为0.5-2mm。
优选地，电池极片包括导电基体及负载在导电基体上的活性材料，突出部与导电基体一体成型。
本实用新型还提供一种圆柱形二次电池，包括电池壳、集流体、密封在电池壳内的由正极片、隔膜和负极片叠置形成的卷绕状电芯及电解液，还包括泡沫状的金属垫片，负极片为上述任一实施方式中的负极片，金属垫片置于电池壳内底部并位于电池壳内底部与负极片的一端之间，突出部穿入和/或穿过金属垫片，根据实际情况，突出部有可能全部穿入金属垫片，通过金属垫片与电池壳进行充分的导电接触，也有可能突出部全部穿过金属垫片而与电池壳直接导电接触，也有可能一部分突出部穿入金属垫片中，一部分突出部会穿过金属垫片。图3是泡沫状的金属垫片的截面示意图，其中，螺旋形波浪线为负极片上的突出部嵌入圆形的泡沫状的金属垫片后留下的痕迹。
优选地，金属垫片为金属铜垫片。
本实用新型还提供一种圆柱形二次电池，包括电池壳、集流体、密封在电池壳内的由正极片、隔膜和负极片叠置形成的卷绕状电芯及电解液，还包括泡沫状的金属盖片，正极片为上述任一实施方式中的正极片，金属盖片位于集流体与正极片的一端之间，突出部穿入和/或穿过金属盖片。
优选地，金属盖片为金属镍。
本实用新型还提供一种圆柱形二次电池，包括电池壳、集流体、密封在所述电池壳内的由正极片、隔膜和负极片叠置形成的卷绕状电芯及电解液，还包括泡沫状的金属垫片和泡沫状的金属盖片；其中，负极片为上述任一实施方式中的负极片，金属垫片置于所述电池壳内底部并位于电池壳内底部与负极片的一端之间，突出部穿入和/或穿过金属垫片；正极片为上述任一实施方式中的正极片，金属盖片位于集流体与正极片的一端之间，突出部穿入和/或穿过金属盖片。
以下通过一具体实施例和对比例的对比来对本实用新型进行详细阐述。
实施例
一种圆柱形二次电池的负极片采用镀镍铜带作为负极基体，在其上负载有活性材料，负极基体的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，在钢壳的底部放置圆形的导电发泡铜作为垫片，进行常规工艺制作成圆柱形二次电池，其中负极片上的突出部穿入垫片与钢壳的内底部接触，制成的电池型号为SC1500mAh，数量1000pcs。
对比例
与实施例的区别在于负极基体的一端的端面上不具有突出部，即该端面是平整的，其他同实施例一，也是制作1000pcs的SC1500mAh电池。
对实施例和对比例的电池分别进行如下测试：
1、内阻测试
测试方法：1)1C/0.2C放电至1.0V；2)1C充72min。搁置2个小时后，测得的电池内阻对比数据如下表1所示：
表1
其内阻分布图如图4所示，图中，左边的两条柱代表实施例，靠右的四条柱代表对比例，从表1的数据分布对比可知，实施例的二次电池内阻主要集中在1-2mΩ，传统方案的二次电池的内阻主要集中在8-9mΩ，实施例的内阻低得多，电性能大大提升。
2、1C二次电池的表面温度测试
测试方法：在25℃测试环境下，1)1C/0.2C放电至1.0V；2)搁置30分钟；3)1C充72min；测得的电池表面温度对比数据如下表2所示：
表2
如图5所示，为电池的表面温度示意图，图中，曲线A代表对比例，曲线B代表实施例。从表2的数据对比可知，实施例的电池1C充电时电池表面最高温度为38℃，对比例的电池1C充电时电池表面最高温度为43℃，实施例的充电表面温度比对比例的低5℃，使用中电池产生的热量少，电池安全性能好。
3、高倍率性能测试
测试方法：1)1C/0.2C放电至1.0V；2)1C充72min；3)搁置30min；4)10C放至0.7V；测得的电池10C放电对比数据如下表3所示：
表3
如图6所示，为10C放电电压曲线图，图中曲线C代表实施例，曲线D代表对比例。从表3的数据对比可知，实施例的电池10C放电中值电压平均值为1.163V，对比例的电池10C放电中值电压平均值为1.136V，实施例的放电中值电压比对比例的高约27mV，高倍率放电性能好。
通过以上可知，具有突出部的负极片的底部整个端面起良好的集流导电作用，可以有效降低圆柱形二次电池的内阻，充电时电流均匀地分布在整个负极片上，能降低充电时电池的温度，可以提高其安全性，提高大电流放电平台。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种圆柱形二次电池的电池极片，其特征在于：所述电池极片的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述突出部的一端大一端小；
所述电池极片为负极片，具有所述突出部的负极片的一端是指所述负极片朝向圆柱形二次电池的电池壳内底部的一端，所述突出部中大的一端在所述负极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的电池壳内底部；
或者所述电池极片为正极片，具有所述突出部的正极片的一端是指所述正极片朝向圆柱形二次电池的集流体的一端，所述突出部中大的一端在所述正极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的集流体。
2.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于：所述突出部的形状为三角形、梯形或弧形。
3.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于：所述负极片的材料为镀镍铜。
4.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于：所述突出部的数量不少于4n，其中n表示电池极片卷绕的圈数。
5.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于：所述突出部的高度为0.5-2mm。
6.如权利要求1所述的电池极片，其特征在于：所述电池极片包括导电基体及负载在所述导电基体上的活性材料，所述突出部与所述导电基体一体成型。
7.一种圆柱形二次电池，包括电池壳、集流体、密封在所述电池壳内的由正极片、隔膜和负极片叠置形成的卷绕状电芯及电解液，其特征在于：还包括泡沫状的金属垫片，所述负极片的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述负极片的一端是指所述负极片朝向圆柱形二次电池的电池壳内底部的一端，所述突出部的一端大一端小；所述突出部中大的一端在所述负极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的电池壳内底部，所述金属垫片置于所述电池壳内底部并位于所述电池壳内底部与所述负极片的一端之间，所述突出部穿入和/或穿过所述金属垫片。
8.如权利要求7所述的圆柱形二次电池，其特征在于：所述金属垫片为金属铜垫片。
9.一种圆柱形二次电池，包括电池壳、集流体、密封在所述电池壳内的由正极片、隔膜和负极片叠置形成的卷绕状电芯及电解液，其特征在于：还包括泡沫状的金属盖片，所述正极片的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述正极片的一端是指所述正极片朝向所述圆柱形二次电池的集流体的一端，所述突出部的一端大一端小；所述突出部中大的一端在所述正极片的一端的端面上，小的一端朝向所述集流体，所述金属盖片位于所述集流体与所述正极片的一端之间，所述突出部穿入和/或穿过所述金属盖片。
10.一种圆柱形二次电池，包括电池壳、集流体、密封在所述电池壳内的由正极片、隔膜和负极片叠置形成的卷绕状电芯及电解液，其特征在于：还包括泡沫状的金属垫片和泡沫状的金属盖片；
所述负极片的一端的端面上具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述负极片的一端是指所述负极片朝向圆柱形二次电池的电池壳内底部的一端，所述突出部的一端大一端小；所述突出部中大的一端在所述负极片的一端的端面上，小的一端朝向所述圆柱形二次电池的电池壳内底部，所述金属垫片置于所述电池壳内底部并位于所述电池壳内底部与所述负极片的一端之间，所述突出部穿入和/或穿过所述金属垫片；
所述正极片的一端的端面上也具有若干个沿该端的长度方向排列的突出部，所述正极片的一端是指所述正极片朝向所述圆柱形二次电池的集流体的一端，所述突出部的一端大一端小；所述突出部中大的一端在所述正极片的一端的端面上，小的一端朝向所述集流体，所述金属盖片位于所述集流体与所述正极片的一端之间，所述突出部穿入和/或穿过所述金属盖片。
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