CN209200065U9 - 电池正极片及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于电池领域，公开了电池正极片及锂离子电池，其中，电池正极片的宽度为94.5mm±5mm；电池正极片包括正极金属基片、与正极金属基片导电连接的正极耳和涂覆于正极金属基片外的正极涂层，正极涂层包括两个间隔涂覆于正极金属基片之顶面的正极顶部涂覆层和两个间隔涂覆于正极金属基片之底面的正极底部涂覆层，正极耳焊接于两个正极顶部涂覆层的间隙内，正极耳焊接于正极金属基片长度方向五分之二的位置处。本实用新型通过增加电池正极片的宽度，并对正极金属基片、正极耳和正极涂层的相对位置进行优化设计，从而提高了正极活性物质的敷料量，进而提高了电池正极片的容量，利于提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池正极片以及具有该电池正极片的锂离子电池。
背景技术
近年来，市场对于新能源汽车的续航里程要求越来越高，由此，国家工信部对于新能源汽车的动力来源——锂离子电池的能量密度提出了具体的要求，即到2020年实现电池单体能量密度达到300WH/kg。现有技术中，18650型锂离子电池正极片的宽度为55mm-56mm，由于锂离子电池原材料技术的瓶颈，18650型锂离子电池能量密度已经到达极限，很难再提高，难以满足市场上对电池容量的要求。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的在于提供一种电池正极片，其旨在解决现有锂离子电池容量小的技术问题。
为达到上述目的，本实用新型提供的方案是：电池正极片，其宽度为94.5mm ±5mm；所述电池正极片包括正极金属基片、与所述正极金属基片导电连接的正极耳和涂覆于所述正极金属基片外的正极涂层，所述正极涂层包括两个间隔涂覆于所述正极金属基片之顶面的正极顶部涂覆层和两个间隔涂覆于所述正极金属基片之底面的正极底部涂覆层，所述正极耳焊接于两个所述正极顶部涂覆层的间隙内，所述正极金属基片为矩形片体，所述正极耳焊接于所述正极金属基片长度方向五分之二的位置处。
可选地，两个所述正极顶部涂覆层之间的间隙与两个所述正极底部涂覆层之间的间隙呈上下正对位设置；且/或，
所述正极金属基片的厚度为12μm±2μm，所述电池正极片的厚度为 190μm±5μm；且/或，
所述正极金属基片为铝箔片。
本实用新型的第二个目的在于提供一种锂离子电池，包括电池外壳、电池负极片、第一隔膜、第二隔膜、电解液和上述的电池正极片，所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液都设于所述电池外壳内，且所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜都浸于所述电解液内，所述电池负极片位于所述电池正极片与所述电池外壳之间，所述第一隔膜设于所述电池正极片与所述电池负极片之间，所述第二隔膜设于所述电池外壳与所述电池负极片之间，所述电池负极片包括负极金属基片、与所述负极金属基片导电连接的负极耳和涂覆于所述负极金属基片外的负极涂层,。
可选地，所述电池外壳呈圆柱形，所述电池外壳的外径为18.25mm± 0.35mm，所述电池外壳的高度为102mm±5mm；且/或，
所述第一隔膜和所述第二隔膜都为聚丙烯膜或聚乙烯膜或聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜的三层复合膜。
可选地，所述电池负极片的宽度大于所述电池正极片的宽度，所述第一隔膜的宽度和所述第二隔膜的宽度都大于所述电池负极片的宽度。
可选地，所述电池负极片的宽度为96mm±5mm，所述第一隔膜的宽度和所述第二隔膜的宽度都为98mm±5mm。
可选地，所述负极涂层包括涂覆于所述负极金属基片之顶面的负极顶部涂覆层和涂覆于所述负极金属基片之底面的负极底部涂覆层，所述负极耳焊接于所述负极金属基片的顶面并位于所述负极顶部涂覆层的旁侧。
可选地，所述负极顶部涂覆层在所述负极金属基片表面的涂覆面积大于所述负极底部涂覆层在所述负极金属基片表面的涂覆面积。
可选地，所述负极金属基片为矩形片体，其具有两个间隔相对的长外边缘和两个间隔相对的短外边缘，所述负极耳靠近一个所述短外边缘焊接于所述负极金属基片的顶面，所述负极顶部涂覆层从所述负极金属基片的另一个所述短外边缘延伸至所述负极耳的旁侧，所述负极底部涂覆层的一端与所述负极顶部涂覆层之靠近所述负极耳的端部呈上下正对位设置、另一端与所述负极顶部涂覆层之远离所述负极耳的端部具有54.56mm±5mm的距离。
可选地，所述负极金属基片的厚度为8μm±2μm，所述电池负极片的厚度为130μm±5μm；且/或，
所述负极金属基片为铜箔片；且/或，
所述电池外壳包括镀镍钢壳和盖设于所述镀镍钢壳顶部的盖帽，所述盖帽之朝向所述镀镍钢壳的侧面设有汇流片，所述第二隔膜、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述电池正极片依次叠加后卷绕成圆柱状极组卷芯，所述卷绕成圆柱状极组卷芯装配于所述镀镍钢壳内，所述正极耳之远离所述正极金属基片的端部焊接于所述汇流片上，所述负极耳之远离所述负极金属基片的端部焊接于所述镀镍钢壳的底部。
本实用新型提供的电池正极片及锂离子电池，通过增加电池正极片的宽度，并对正极金属基片、正极耳和正极涂层的相对位置进行优化设计，从而提高了正极活性物质的敷料量，进而提高了电池正极片的容量，降低了电池内阻，利于提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的电池正极片在焊接正极耳前的主视结构示意图；
图2是本实用新型实施例提供的电池正极片在焊接正极耳前的俯视结构示意图；
图3是本实用新型实施例提供的电池正极片在焊接正极耳后的主视结构示意图；
图4是本实用新型实施例提供的电池正极片在焊接正极耳后的俯视结构示意图；
图5是本实用新型实施例提供的锂离子电池的内部结构示意图；
图6是本实用新型实施例提供的锂离子电池的外部结构示意图；
图7是本实用新型实施例提供的电池负极片的主视结构示意图。
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的一部分实施例，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作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。
需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。
另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
如图1-7所示，本实用新型实施例提供的电池正极片1，其宽度L1为94.5mm ±5mm；电池正极片1包括正极金属基片11、与正极金属基片11导电连接的正极耳13和涂覆于正极金属基片11外的正极涂层12，正极涂层12包括两个间隔涂覆于正极金属基片11之顶面的正极顶部涂覆层121和两个间隔涂覆于正极金属基片11之底面的正极底部涂覆层122，正极耳13焊接于两个正极顶部涂覆层121的间隙内。
本实用新型实施例提供的电池正极片1，通过增加电池正极片1的宽度L1，并对正极金属基片11、正极耳13和正极涂层12的相对位置进行优化设计，从而提高了正极活性物质的敷料量，进而提高了电池正极片的容量，利于提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。其中，正极耳13焊接于两个正极顶部涂覆层121的间隙内，可使得最终制成的锂离子电池内阻小，利于循环。
具体地，电池正极片1在卷绕前为矩形片体，该矩形片体短边的尺寸即为电池正极片1的宽度L1。电池正极片1在卷绕后为圆柱形片体，该圆柱形片体的高度即为电池正极片1的宽度L1。本实施例将电池正极片1的宽度L1设置在 94.5mm±5mm范围之内，一方面有效增加了电池正极片1的宽度L1，另一方面便于控制最终制成的锂离子电池的高度H，再一方面利于保证电池正极片1 和电池负极片3卷绕后，电池负极片3可以完全包住电池正极片1，利于保障锂离子电池的安全性能。
优选地，两个正极顶部涂覆层121之间的间隙与两个正极底部涂覆层122 之间的间隙呈上下正对位设置，这里利于进一步减小最终制成的锂离子电池内阻，利于循环。
优选地，正极金属基片11为矩形片体，正极耳13焊接于正极金属基片11 长度方向五分之二的位置处。正极金属基片11具有两个间隔相对的长边缘和两个间隔相对的短边缘，正极耳13具体焊接于正极金属基片11长边缘延伸方向五分之二的位置处。
优选地，正极金属基片11的厚度t1为12μm±2μm，电池正极片1的厚度t2为190μm±5μm，这样，在保证电池正极片1体型较小的前提下，利于发挥正极活性物质的最佳性能。
优选地，正极金属基片11为铝箔片，其可满足电池正极片1的导电性能要求，且质量轻，成本低。
具体地，正极涂层12包括如下组分：正极活性物质、正极导电剂和正极粘结剂。
优选地，正极活性物质为LiM1O2、xLi2MnO3·(1-x)LiM1O2、尖晶石结构材料、有聚阴离子结构的化合物材料中的至少一者(任意一种或者任意结合)，尖晶石结构材料为LiMn2O4或者LiMn1.5Ni0.5O4，有聚阴离子结构的化合物材料为LiM2PO4或者磷酸钒锂或者氟化磷酸钒锂或者Li2M3SiO4，其中，M1为Co、 Ni、Mn、Al中的至少一者，M2为Fe、Mn中的至少一者，M3为Fe、Co、Mn 中的至少一者，0<x<1。LiM1O2为锂金属氧化物，xLi2MnO3·(1-x)LiM1O2为高容量富锂材料，尖晶石结构材料可为4V级的LiMn2O4或者5V级的 LiMn1.5Ni0.5O4等。此处，通过对正极活性物质的材料进行优化设计，利于保证电池正极片1的容量。
优选地，正极导电剂包括颗粒状正极导电剂和纤维状正极导电剂中的至少一种。
作为本实施例的一较佳实施方案，正极导电剂包括颗粒状正极导电剂和纤维状正极导电剂。此处，电池正极片1的正极涂层12中同时采用颗粒状导电剂和纤维状导电剂两种不同的导电剂配合使用，由于两者在粒径、比表面积、结构状态、导电效果有区别，故两者结合、相互补强，有一加一大于二的功效，从而利于减小电池的内阻，提高电池容量、循环性能和倍率性能。
优选地，颗粒状正极导电剂为导电石墨或者导电碳黑。此处，通过对颗粒状正极导电剂的材料进行优化设计，这样利于与纤维状正极导电剂配合，有效减小电池的内阻。
更为优选地，颗粒状正极导电剂为导电碳黑350G、SP-Li、乙炔黑、科琴黑、导电石墨KS-6、导电石墨KS-15、导电石墨SFG-6、导电石墨SFG-15中的任意一种。
优选地，纤维状正极导电剂为碳纳米管(CNT)或者碳纤维(VGCF)或者碳纳米管与石墨烯的组合。此处，通过对纤维状正极导电剂的材料进行优化设计，这样利于与颗粒状正极导电剂配合，有效减小电池的内阻。
优选地，正极粘结剂为聚偏氟乙烯PVDF或者聚乙烯醇PVA，正极粘结剂采用这两种粘结剂，可保证正极涂层12与正极金属基片11具有良好的粘接性能。
优选地，上述电池正极片1的制造方法，其包括如下步骤：
正极浆料制备步骤，将正极活性物质、正极导电剂、正极粘结剂按正极涂层12中的重量份数比例放入氮-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中混合，制成固含量为40％～75％的正极浆料；
正极浆料涂覆步骤，将正极浆料涂覆在正极金属基片11上，制得正极涂覆中间产品；
正极浆料干燥固化步骤，将正极涂覆中间产品放置于120℃～150℃的环境中进行干燥固化，以将正极浆料干燥固化为正极涂层12，制得正极固化中间产品；
正极片加工步骤，对正极固化中间产品依次进行辊压、裁剪加工，制得正极片半成品；
正极耳焊接步骤，在正极片半成品上焊接正极耳13，制得电池正极片1。
本实用新型实施例提供的电池正极片1的制造方法中，溶剂采用N-甲基吡咯烷酮溶剂，正极浆料的固含量设为40％～75％，在120℃～150℃的环境中将正极浆料干燥固化为正极涂层12，既便于正极浆料在正极金属基片11上的涂覆操作，又利于保证正极浆料的干燥固化效率较快。本实用新型实施例提供的电池正极片1的制造方法，其制造工艺简单，生产效率高，且由此制得的电池正极片1，电池正极片1的容量高，正极涂层12在正极金属基片11上的附着力强，电池正极片1的电阻低，利于提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。
优选地，正极浆料涂覆步骤的实施方式为：在正极金属基片11的顶面和底面分别间隔涂覆正极浆料，以在正极金属基片11的顶面形成两个间隔设置的正极顶部涂覆层121，在正极金属基片11的底面形成两个间隔设置的正极底部涂覆层122，且两个正极顶部涂覆层121之间的间隙与两个正极底部涂覆层122 之间的间隙呈上下正对位设置。采用这种涂覆方式，主要是便于给正极耳13 预留焊接位。
优选地，正极耳焊接步骤中，正极耳13焊接于正极片半成品的两个正极顶部涂覆层121的间隙内。这样，利于保证正极耳13可以实现与正极金属基片 11的导电接触。
优选地，正极片加工步骤的实施方式为：将正极固化中间产品辊压为 190μm±5μm厚的第一片体，将第一片体裁剪为94.5mm±5mm宽的长条形片体，制得正极片半成品。
进一步地，本实用新型实施例还提供了一种锂离子电池，其包括电池外壳 2、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5、电解液和上述的电池正极片1，电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5和电解液都设于电池外壳 2内，且电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5都浸于电解液内，电池负极片3位于电池正极片1与电池外壳2之间，第一隔膜4设于电池正极片1与电池负极片3之间，第二隔膜5设于电池外壳2与电池负极片3之间。本实用新型实施例提供的锂离子电池，由于采用了上述的电池正极片1，故，有效提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。
优选地，电池负极片3包括负极金属基片32、焊接于负极金属基片32上的负极耳31和涂覆于负极金属基片32外的负极涂层33，负极涂层33包括如下组分：负极活性物质、负极导电剂、悬浮剂和负极粘结剂。悬浮剂的设置，可在制好的负极浆料中，使负极导电剂、负极活性物质分散良好并处于悬浮状态，保障负极浆料后续加工过程(涂覆过程)的稳定性，避免负极导电剂发生团聚、避免负极活性物质沉降。
优选地，负极活性物质为石墨粉、硅基复合材料、氮化物、钛类氧化物、金属氧化物、合金材料中的至少一者。石墨粉具体可为天然石墨粉或者人造石墨粉；氮化物具体可为Li3-yMyN，其中，M为Mn、Cu、Ni、Co、Fe中的任意一种，0＜y＜3；金属氧化物具体可为Sn、Co、Fe、Ni、Ti、Cu、Mo、Mn等金属的氧化物；合金材料具体可为铝基合金材料、锡基合金材料、硅基合金材料中的任意一种。此处，通过对负极活性物质的材料进行优化设计，充分保证了电池负极片3的容量。
优选地，负极导电剂为导电碳黑、导电石墨、碳纳米管中的至少一种。此处，通过对负极导电剂的材料进行优化设计，利于减小电池的内阻。
更为优选地，负极导电剂为导电碳黑350G、SP-Li、导电石墨KS-6、导电石墨SFG-6、科琴黑ECP、科琴黑ECP-600JD、碳纳米管CNT中的至少一种。
优选地，负极粘结剂为羧甲基纤维素钠(CMC)或者丁苯橡胶(SBR)或者聚丙烯酸(PAA)或者海藻酸钠。此处，通过对负极粘结剂的材料进行优化设计，利于保证负极涂层33与负极金属基片32具有良好的粘接性能。
优选地，悬浮剂为羧甲基纤维素钠(CMC)。此处，悬浮剂采用羧甲基纤维素钠，除了可在制好的负极浆料中使负极导电剂、负极活性物质处于悬浮状态外，同时，可利用羧甲基纤维素钠的粘结能力，与负极粘结剂协同作用，提高电池负极片3烘干后负极涂层33各组分之间以及负极涂层33与负极金属基片32之间的附着力。
优选地，负极涂层33包括涂覆于负极金属基片32之顶面的负极顶部涂覆层331和涂覆于负极金属基片32之底面的负极底部涂覆层332，负极耳焊接于负极金属基片32的顶面并位于负极顶部涂覆层331的旁侧。这样，便于电池封装时，负极耳31在镀镍钢壳21底部的焊接。
优选地，负极顶部涂覆层331在负极金属基片32表面的涂覆面积大于所述负极底部涂覆层332在负极金属基片32表面的涂覆面积。此处，在负极金属基片32底面留大间隙不涂覆，由于在电池组装过程中，电池负极片3卷绕后，负极金属基片32底面的非涂覆区在卷芯最外圈，与其对位的是镀镍钢壳21、没有正极材料，这样，在保证电池性能的前提下，利于降低成本。
优选地，负极金属基片32为矩形片体，其具有两个间隔相对的长外边缘和两个间隔相对的短外边缘，负极耳31靠近一个短外边缘焊接于负极金属基片 32的顶面，负极顶部涂覆层331从负极金属基片32的另一个短外边缘延伸至负极耳31的旁侧，负极底部涂覆层332的一端与负极顶部涂覆层331之靠近负极耳31的端部呈上下正对位设置、另一端与负极顶部涂覆层331之远离负极耳 31的端部具有54.56mm±5mm的距离L2。此处，通过对负极金属基片32、负极涂层33和负极耳31的位置进行优化设计，既可减小负极涂层33的用量，又利于保证最终制成的锂离子电池的性能。
优选地，电池负极片3的宽度大于电池正极片1的宽度L1，第一隔膜4的宽度和第二隔膜5的宽度都大于电池负极片3的宽度，这样，利于保证电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4和第二隔膜5卷绕后，电池负极片3可以完全包住电池正极片1，隔膜(包括第一隔膜4和第二隔膜5)可以完全隔开电池正极片1和电池负极片3，且隔膜可以完全包覆住电池负极片3，充分保障了锂离子电池的安全性能。
优选地，电池负极片3的宽度为96mm±5mm，第一隔膜4的宽度和第二隔膜5的宽度都为98mm±5mm，这样，一方面利于增加电池负极片3的宽度，从而利于提高负极活性物质的敷料量；另一方面利于保证电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4和第二隔膜5卷绕后，电池负极片3可以完全包住电池正极片1，隔膜可以完全隔开电池正极片1和电池负极片3，且隔膜可以完全包覆住电池负极片3。
优选地，负极金属基片32的厚度t3为8μm±2μm，电池负极片3的厚度 t4为130μm±5μm，这样，在保证电池负极片3体型较小的前提下，利于发挥负极活性物质的最佳性能。
优选地，负极金属基片32为铜箔片，其导电性能佳，可满足电池负极片3 的导电性能要求。
优选地，电池外壳2呈圆柱形，电池外壳2的外径d为18.25mm±0.35mm，电池外壳2的高度H为102mm±5mm。此处，通过对电池外壳2的形状进行优化设计，利于节省包装(Pack)成本，提高包装效率，并可使得包装电池的电池组更小、更轻。
优选地，第一隔膜4和第二隔膜5的厚度都为20μm±8μm。
优选地，第一隔膜4和第二隔膜5都为具有微孔的聚丙烯薄膜或聚乙烯薄膜或聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯的三层复合薄膜。
优选地，电池外壳2包括镀镍钢壳21和盖设于镀镍钢壳21顶部的盖帽22，盖帽22之朝向镀镍钢壳21的侧面设有汇流片，第二隔膜5、电池负极片3、第一隔膜4、电池正极片1依次叠加后卷绕成圆柱状极组卷芯，卷绕成圆柱状极组卷芯装配于镀镍钢壳21内，正极耳13之远离正极金属基片11的端部焊接于盖帽22的汇流片上，负极耳31之远离负极金属基片32的端部焊接于镀镍钢壳 21的底部。
本实施例中，锂离子电池为圆柱型，其外径d为18.25±0.35mm，高度H 为102±5.0mm，实现电池重量能量密度和体积能量密度都比18650型锂离子电池提升8％～14％的有益效果，其可以代替18650型锂离子电池应用于数码、动力、储能等市场领域。
本实用新型实施例提供的锂离子电池，增加电池正极片1和电池负极片3 的宽度，从而提高活性物质的敷料量，以此提高电池容量；增加第一隔膜4和第二隔膜5的宽度，完全隔开电池正极片1和电池负极片3、并完全包裹住电池负极片3，保障锂离子电池的安全性能；此外，提高锂离子电池电解液的注液量，保障电解液量足够浸润电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4和第二隔膜5。
优选地，本实用新型实施例提供的锂离子电池的制造方法，包括如下步骤：分别制备电池外壳2、电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5 和电解液，组装电池外壳2、电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5和电解液，电池正极片1采用上述的电池正极片1的制造方法制备。本实用新型实施例，其优化了锂离子电池的制造工艺，并提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。
优选地，电池负极片3采用如下步骤制备：
负极浆料制备步骤，将负极活性物质、负极导电剂、负极粘结剂、悬浮剂按重量份数比例放入去离子水中混合均匀，制成固含量为45％～55％的负极浆料；
负极浆料涂覆步骤，将负极浆料涂覆在负极金属基片32上，制得负极涂覆中间产品；
负极浆料干燥固化步骤，将负极涂覆中间产品放置于100℃～130℃的环境中进行干燥固化，制得负极固化中间产品；
负极片加工步骤，对负极固化中间产品依次进行辊压、裁剪加工，制得负极片半成品；
负极耳焊接步骤，在负极片半成品上焊接负极耳31，制得电池负极片3。
本实用新型实施例提供的电池负极片3的制造方法中，溶剂采用去离子水，负极浆料的固含量设为45％～55％，在100℃～130℃的环境中将负极浆料干燥固化为负极涂层33，既便于负极浆料在负极金属基片32上的涂覆操作，又利于保证负极浆料的干燥固化效率较快。本实用新型实施例提供的电池负极片3 的制造方法，其制造工艺简单，生产效率高，且由此制得的电池负极片3，电池负极片3的容量高，负极涂层33在负极金属基片32上的附着力强，电池负极片3的电阻低，利于提升锂离子电池的容量、循环性能和安全性能。
优选地，负极浆料涂覆步骤的实施方式为：在负极金属基片32的顶面和底面分别间隔涂覆负极浆料，以在负极金属基片32的顶面形成至少两个间隔设置的负极顶部涂覆层331，在负极金属基片32的底面形成至少两个间隔设置的负极底部涂覆层332。采用这种涂覆方式，主要是便于给负极耳31预留焊接位。
优选地，负极耳焊接步骤中，负极耳31焊接于负极片半成品的两个负极顶部涂覆层331的间隙内。这样，利于保证负极耳31可以实现与负极金属基片 32的导电接触。
优选地，负极浆料制备步骤中，负极浆料的固含量为50％或者48％或者 52％，这样利于同时兼顾负极浆料的涂覆性能和干燥固化效率。
优选地，负极片加工步骤的实施方式为：将负极固化中间产品辊压为 130μm±5μm厚的第二片体，将第二片体裁剪为96mm±5mm宽的长条形片体，制得正极片半成品。
优选地，电池外壳2、电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4、第二隔膜5和电解液的组装方式为：将电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4和第二隔膜5按照第二隔膜5、电池负极片3、第一隔膜4、电池正极片1的顺序叠加后卷绕成圆柱状极组卷芯，将圆柱状极组卷芯装配于电池外壳2内，制成半成品电芯，将半成品电芯烘烤28小时；在半成品电芯内注入电解液，然后对半成品电芯进行封口，制得半成品电池；将半成品电池在30℃～45℃的恒温条件下以先倒置浸润后正放浸润的方式进行浸润活化48小时，然后对半成品电池充电化成，制得锂离子电池。此处，通过对锂离子电池的组装工艺进行优化设计，从而有效提高了锂离子电池的综合性能。具体地，其通过将半成品电芯的烘烤增加到28小时，降低了最终制得电池电芯的含水量；通过将电池活化浸润时间提高到48h，可使电解液充分浸润隔膜、电池正极片1和电池负极片3；同时，其通过改进电池的活化浸润方式，在30℃-45℃恒温条件下，电池先倒置浸润、后正放浸润，从而有效提高了浸润效果。
优选地，将圆柱状极组卷芯装配于电池外壳2内制成半成品电芯的具体实施方式为：将圆柱状极组卷芯装于镀镍钢壳21中，将负极耳31点焊于镀镍钢壳21的底部，再按设计参数对镀镍钢壳21进行辊槽；将正极耳13激光焊焊接在盖帽22的汇流片处，制成半成品电芯。
在镀镍钢壳21设计方面，由于电池正极片1、电池负极片3、第一隔膜4 和第二隔膜5的宽度都增加，卷绕后的圆柱状极组卷芯高度增加，因此，相应增加镀镍钢壳21的高度，从而提高了镀镍钢壳21的内腔容积，保障了镀镍钢壳21辊槽后的下沿腔体能够完全容纳圆柱状极组卷芯，同时提高镀镍钢壳21 的加工性能，保障镀镍钢壳21在加工过程的稳定性。
本实用新型实施例提供的锂离子电池的测试结果为：当以0.2CA电流对锂离子电池进行恒流恒压充电(截止电流为0.01CA)至上限电压、再以0.2CA恒定电流对锂离子电池进行放电至下限电压时，锂离子电池放电容量不低于标称容量；当以0.5CA恒流恒压充电和0.5CA恒流放电制度对锂离子电池进行充放电循环测试，第300周锂离子电池容量保持率≥79.8％。
本实用新型实施例提供的锂离子电池，相对于现有18650型号的锂离子电池，具有如下有益效果：
1)单体电池容量更高，可以做到7.2Ah；
2)电池能量密度更高。单体电池体积能量密度和重量能量密度都比18650 提升8％～14％；
3)降低锂离子电池制造成本。本实施例中锂离子电池生产流程、设备折旧、人工成本与18650电池相同，但本实施例中锂离子电池的容量更高，按照每瓦时来计算成本，本实施例中锂离子电池的制造成本更低；
4)节省包装(Pack)成本，提高包装效率。相比于18650型号的锂离子电池，本实施例提供的锂离子电池，单体锂离子电池容量提升了70％，这样，同等能量产出情况下所需单体锂离子电池的数量可减少40％。因此，包装锂离子电池的成本降低了，效率提高了，人力成本也降低了。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (10)
1.电池正极片，其特征在于，所述电池正极片的宽度为94.5mm±5mm；所述电池正极片包括正极金属基片、与所述正极金属基片导电连接的正极耳和涂覆于所述正极金属基片外的正极涂层，所述正极涂层包括两个间隔涂覆于所述正极金属基片之顶面的正极顶部涂覆层和两个间隔涂覆于所述正极金属基片之底面的正极底部涂覆层，所述正极耳焊接于两个所述正极顶部涂覆层的间隙内，所述正极金属基片为矩形片体，所述正极耳焊接于所述正极金属基片长度方向五分之二的位置处。
2.如权利要求1所述的电池正极片，其特征在于，两个所述正极顶部涂覆层之间的间隙与两个所述正极底部涂覆层之间的间隙呈上下正对位设置；且/或，
所述正极金属基片的厚度为12μm±2μm，所述电池正极片的厚度为190μm±5μm；且/或，
所述正极金属基片为铝箔片。
3.锂离子电池，其特征在于，包括电池外壳、电池负极片、第一隔膜、第二隔膜、电解液和如权利要求1或2所述的电池正极片，所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜和所述电解液都设于所述电池外壳内，且所述电池正极片、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述第二隔膜都浸于所述电解液内，所述电池负极片位于所述电池正极片与所述电池外壳之间，所述第一隔膜设于所述电池正极片与所述电池负极片之间，所述第二隔膜设于所述电池外壳与所述电池负极片之间，所述电池负极片包括负极金属基片、与所述负极金属基片导电连接的负极耳和涂覆于所述负极金属基片外的负极涂层。
4.如权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池外壳呈圆柱形，所述电池外壳的外径为18.25mm±0.35mm，所述电池外壳的高度为102mm±5mm；且/或，
所述第一隔膜和所述第二隔膜都为聚丙烯膜或聚乙烯膜或聚丙烯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜的三层复合膜。
5.如权利要求3或4所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池负极片的宽度大于所述电池正极片的宽度，所述第一隔膜的宽度和所述第二隔膜的宽度都大于所述电池负极片的宽度。
6.如权利要求5所述的锂离子电池，其特征在于，所述电池负极片的宽度为96mm±5mm，所述第一隔膜的宽度和所述第二隔膜的宽度都为98mm±5mm。
7.如权利要求3或4所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极涂层包括涂覆于所述负极金属基片之顶面的负极顶部涂覆层和涂覆于所述负极金属基片之底面的负极底部涂覆层，所述负极耳焊接于所述负极金属基片的顶面并位于所述负极顶部涂覆层的旁侧。
8.如权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极顶部涂覆层在所述负极金属基片表面的涂覆面积大于所述负极底部涂覆层在所述负极金属基片表面的涂覆面积。
9.如权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极金属基片为矩形片体，其具有两个间隔相对的长外边缘和两个间隔相对的短外边缘，所述负极耳靠近一个所述短外边缘焊接于所述负极金属基片的顶面，所述负极顶部涂覆层从所述负极金属基片的另一个所述短外边缘延伸至所述负极耳的旁侧，所述负极底部涂覆层的一端与所述负极顶部涂覆层之靠近所述负极耳的端部呈上下正对位设置、另一端与所述负极顶部涂覆层之远离所述负极耳的端部具有54.56mm±5mm的距离。
10.如权利要求3或4所述的锂离子电池，其特征在于，所述负极金属基片的厚度为8μm±2μm，所述电池负极片的厚度为130μm±5μm；且/或，
所述负极金属基片为铜箔片；且/或，
所述电池外壳包括镀镍钢壳和盖设于所述镀镍钢壳顶部的盖帽，所述盖帽之朝向所述镀镍钢壳的侧面设有汇流片，所述第二隔膜、所述电池负极片、所述第一隔膜、所述电池正极片依次叠加后卷绕成圆柱状极组卷芯，所述卷绕成圆柱状极组卷芯装配于所述镀镍钢壳内，所述正极耳之远离所述正极金属基片的端部焊接于所述汇流片上，所述负极耳之远离所述负极金属基片的端部焊接于所述镀镍钢壳的底部。
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| CN209200065U (zh) | 2019-08-02 |
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