CN209675432U - 一种多极耳软包锂离子电池电芯及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多极耳软包锂离子电池电芯及锂离子电池。所述电芯包括多极耳正极片和多极耳负极片，所述多极耳正极片和多极耳负极片采用隔膜相间隔并卷绕；所述多极耳正极片上具有高度互不相同的多个正极片极耳，且多个的所述正极片极耳焊接组成所述电芯的正极耳；所述多极耳负极片上具有与所述多极耳正极片上的正极片极耳的数量相同、且一一对应的多个负极片极耳；所述多极耳负极片上的多个负极片极耳的高度互不相同，且多个的所述负极片极耳焊接组成所述电芯的负极耳。所述锂离子电池为包含所述电芯的电池。该电芯通过设计不等高的多个极片极耳，从而避免极片卷绕过程中出现极耳折叠，进而避免电池内阻增大等缺陷，有效提高电池的品质。

Description

一种多极耳软包锂离子电池电芯及锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，具体涉及一种多极耳软包锂离子电池电芯及多极耳软包锂离子电池。

背景技术

软包装锂离子电池具有质量比能量高、安全性能好、制备简单、成本低且外型可根据顾客要求进行设计等优点，使其在数码、蓝牙、可穿戴等领域得到了广泛的应用。

近年来，人们对锂离子电池充放电倍率提出了越来越高的要求，因此急需开发出高倍率、高比能量、快充型的锂离子电池。现在技术中，通常从电芯结构出发提升电池大倍率放电，即电芯采用多极耳卷绕结构或叠片结构。由于叠片电芯是将正负极极片和隔膜对位堆叠而成，工序复杂，耗时常，因此在数码产品中逐渐被多极耳卷绕所取代。

对于电池结构而言，电极极片的个数和位置很重要，增加极耳个数和合适的极耳位置能有效降低电池的欧姆内阻，减小极片极化，减少电池大倍率放电时产热问题，从而提升锂离子电池的高倍率放电能力，延长电池的使用寿命。

通常多极耳电池极片的制作方式是现将浆料利用连续涂布的方式涂覆到箔材上，箔材留有预定的空白区作为极耳位，然后利用设定的刀模将极片冲压为需要的极片，冲压后空箔变为极耳。由于冲压出的多极耳一般在4个以上，且极耳的高度等高，极耳宽度同宽，加上极耳是由空箔冲压而成，即极耳很薄，故极片在卷绕的过程中很容易出现某一个极耳折叠隐藏到重叠的极耳中，这造成的后果是多极耳点焊时某一片或多片极耳没有焊接到整个极耳上，出现漏焊的现象。如果极耳出现漏焊，电池将表现为内阻增大，电池高倍率放电表面温升升高且容量发挥不充分等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供了一种多极耳软包锂离子电池电芯。该多极耳软包锂离子电池电芯通过设计不等高的多个极片极耳，从而避免极片卷绕过程中出现极耳折叠而导致的极耳漏焊现象，进而有效避免因极耳漏焊而导致的包括电池内阻增大的缺陷，有效提高含该电芯的电池的品质，降低电池生产的不良率。

本实用新型的目的还在于提供一种基于上述所述的多极耳软包锂离子电池电芯的软包锂离子电池。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种多极耳软包锂离子电池电芯，所述电芯上具有正极耳和负极耳；

所述电芯包括多极耳正极片和多极耳负极片，所述多极耳正极片和所述多极耳负极片采用隔膜相间隔并卷绕；

所述多极耳正极片上具有多个正极片极耳，所述多极耳正极片上的多个正极片极耳的高度互不相同，且多个的所述正极片极耳焊接连接组成所述电芯的正极耳；

所述多极耳负极片上具有与所述多极耳正极片上的正极片极耳的数量相同、且一一对应的多个负极片极耳，所述多极耳负极片上的多个负极片极耳的高度互不相同，且多个的所述负极片极耳焊接连接组成所述电芯的负极耳。

作为优选实施例的一种多极耳软包锂离子电池电芯，多个的所述正极片极耳呈现高度逐渐增大或逐渐减小的等差高度排布顺序。

作为优选实施例的一种多极耳软包锂离子电池电芯，多个的所述负极片极耳的高度排布顺序与多个的所述正极耳的高度排布顺序相同。

作为优选实施例的一种多极耳软包锂离子电池电芯，所述电芯的极耳数目为4～20对。

更优选的，所述电芯的极耳数目为6～15对。

作为优选实施例的一种多极耳软包锂离子电池电芯，所述正极片极耳和所述负极片极耳的最低高度均为4～5mm，且其余极耳的高度均以1mm依次等差递增。

作为优选实施例的一种多极耳软包锂离子电池电芯，所述多极耳正极片的面密度为1.5～4.3×10^-4g/mm²。

更优选的，所述多极耳正极片的面密度为3.0～4.05×10^-4g/mm²。

作为优选实施例的一种多极耳软包锂离子电池电芯，所述多极耳负极片的面密度为0.75～1.90×10^-4g/mm²。

更优选的，所述多极耳负极片的面密度为1.0～1.6×10^-4g/mm²。

作为优选实施例的一种多极耳软包锂离子电池电芯，所述多极耳正极片和所述多极耳负极片对应区域的容量比值为1.0～1.1。

更优选的，所述多极耳正极片和所述多极耳负极片对应区域的容量比值为1.05～1.10。

作为优选实施例的一种多极耳软包锂离子电池电芯，所述多极耳正极片的厚度为12～25μm。

更优选的，所述多极耳正极片的厚度为13μm，或为16μm。

作为优选实施例的一种多极耳软包锂离子电池电芯，所述多极耳负极片的厚度为6～12μm。

更优选的，所述多极耳负极片的厚度为8μm，或为9μm。

一种多极耳软包锂离子电池，包括外壳、电芯以及电解液，所述电芯选自上述任一项所述的电芯；其中，所述的电芯安装在所述外壳内，所述电解液注入在安装有所述的电芯的所述外壳内。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

本实用新型的多极耳软包锂离子电池电芯通过设计不等高的多个极片极耳，从而避免极片卷绕过程中出现极耳折叠而导致的极耳漏焊现象，进而有效避免因极耳漏焊而导致的包括电池内阻增大、高倍率放电表面温升升高且容量发挥不充分的缺陷，有效提高含该电芯的电池的品质，降低电池生产的不良率。

附图说明

图1为具体实施例1中本实用新型的多极耳软包锂离子电池电芯的结构示意图；

图2为具体实施例1中本实用新型的多极耳软包锂离子电池电芯展开的结构示意图；

图3为具体实施例1中本实用新型的多极耳软包锂离子电池电芯展开的右视局部结构示意图；

图4为具体实施例4中本实用新型的多极耳软包锂离子电池的结构示意图；

附图标注：1-软包锂离子电池电芯，110-正极耳，120-负极耳，11-多极耳正极片，1100-正极片极耳，12-多极耳负极片，1200-负极片极耳，13-隔膜，20-软包锂离子电池外壳，21-正极，22-负极。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者仅用于区分描述，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1所示，为本实用新型的一种多极耳软包锂离子电池电芯，所述电芯1上具有正极耳110和负极耳120。本实施例中，电芯的极耳数目为7对。

参见图2和图3所示，所述电芯1包括多极耳正极片11和多极耳负极片12，所述多极耳正极片11和所述多极耳负极片12采用隔膜13相间隔并卷绕。在具体实际制备中，将正极或负极的浆料利用连续涂布的方式涂覆到箔材上，箔材留有预定的空白区作为极耳位，然后利用设定的刀模将极片冲压为需要的极片，冲压后空箔变为极耳，从而制备得到多极耳正极片11和多极耳负极片12。将制备的多极耳正极片11和多极耳负极片12按照图3所示的多极耳正极片11-隔膜13-多极耳负极片12的方式层叠后，再进行卷绕形成多极耳的卷绕电芯，贴胶固定。卷绕后的多极耳正极片11上的多个极耳相互对应、呈排列顺序，多极耳负极片12上的多个极耳亦相互对应、呈排列顺序。

参见图1所示，所述多极耳正极片11上具有多个正极片极耳1100，所述多极耳正极片11上的多个正极片极耳1100的高度互不相同，且多个的所述正极片极耳1100焊接连接组成所述电芯1的正极耳110。

参见图1所示，所述多极耳负极片12上具有与所述多极耳正极片11上的正极片极耳1100的数量相同、且一一对应的多个负极片极耳1200。所述多极耳负极片12上的多个负极片极耳1200的高度互不相同，且多个的所述负极片极耳1200焊接连接组成所述电芯1的负极耳120。

正极片极耳1100和负极片极耳1200的数目均为7个，对应组成电芯的7对极耳。

通过设计不等高的多个极片极耳，多极耳正极片11与多极耳负极片12在卷绕过程中，可以直接发现极耳折叠的不良现象，从而避免出现极耳折叠而导致的极耳漏焊现象，进而有效避免因极耳焊接而导致的保护电池内阻增大、高倍率放电表面温升升高且容量发挥不充分的缺陷，有效提高含该电芯的电池的品质，降低电池生产的不良率。

本实施例中，所述正极片极耳1100和所述负极片极耳1200的最低高度均为4～5mm，且其余极耳的高度均以1mm依次等差递增。

其中，多个的所述正极片极耳1100呈现高度逐渐增大或逐渐减小的等差高度排布顺序。参见图2所示，本实施例的7个正极片极耳1100的高度由左至右呈现逐渐递减，而卷绕后的如图1所示呈现高度由后至前逐渐递减的排列。并且具体的，最右侧的极耳高度最低，高度为5mm，后续极耳的高度往左依次增加1mm。

多个的所述负极片极耳的高度排布顺序与多个的所述正极耳的高度排布顺序相同。参见图2所示，本实施例的7个负极片极耳1200的高度由左至右呈现逐渐等差递减，而卷绕后的如图1所示呈现高度由后至前逐渐递减的排列。并且具体的，最右侧的极耳高度最低，高度为5mm，后续极耳的高度往左依次增加1mm。

具体的，所述多极耳正极片11的面密度为1.5～4.3×10^-4g/mm²。而所述多极耳负极片12的面密度为0.75～1.90×10^-4g/mm²。

具体的，所述多极耳正极片11和所述多极耳负极片12对应区域的容量比值为1.0～1.1。

具体的，所述多极耳正极片11的厚度为12～25μm。而所述多极耳负极片12的厚度为6～12μm。

具体的，多极耳正极片11和多极耳负极片12的宽度均为3～6mm。

实施例2

本实施例的多极耳软包锂离子电池电芯与实施例1的相同，不同在于：多极耳正极片11的面密度为3.0～4.05×10^-4g/mm²，多极耳负极片12的面密度为1.0～1.6×10^-4g/mm²，多极耳正极片11和所述多极耳负极片12对应区域的容量比值为1.05～1.10，多极耳正极片11的厚度为13μm，多极耳负极片12的厚度为9μm，多极耳正极片11和多极耳负极片12的宽度均为4～5mm。

实施例3

对实施例1的电池电芯作为实验组进行生产抽检极耳折叠的不良率，并以极耳高度等高的电池电芯作为对照组，抽检结果如表1所示。

其中，对照组的正极片极耳1100和负极片极耳1200的极耳宽度均为4mm，高度均为10mm，正极片极耳1100和负极片极耳1200的极耳数目均为7个；实验组的正极片极耳1100和负极片极耳1200的极耳宽度均为4mm，高度最低的极耳的高度为5mm，最高的极耳的高度为11mm。

表1产线电芯极耳折叠的抽检结果

由表1可知，实施例1的多极耳软包锂离子电池电芯通过将多个极片极耳设计成不等高，从而使电池电芯在生产过程中，能有效避免出现极耳折叠的现象，降低电池生产不良率。

实施例4

参见图4所示，为本实施例的一种多极耳软包锂离子电池，包括外壳20、电芯以及电解液，所述电芯选自实施例1或实施例2的电芯。其中，所述的电芯安装在所述外壳20内，所述电解液注入在安装有所述的电芯的所述外壳20内。参见图4所示，与电芯的正极耳11和负极耳12接通的电池正极21和电池负极22设置在外壳20外。

实施例5

将实施例1的电池电芯组装成实施例4的电池后进行放电测试，并以极耳高度等高、并产生极耳折叠的电池电芯作为对照组。

其中，对照组的正极片极耳1100和负极片极耳1200的极耳宽度均为4mm，高度均为10mm，正极片极耳1100和负极片极耳1200的极耳数目均为7个；实验组的正极片极耳1100和负极片极耳1200的极耳宽度均为4mm，高度最低的极耳的高度为5mm，最高的极耳的高度为11mm。从实施例3中的2000只实验组抽检样品中随机抽取3只组装成放电测试实验组用电池，从实施例3中的15只极耳折叠的不良样品中随机抽取3只组装成放电测试对照组用电池。

放电测试结果如表2所示，1C放电容量是指在常温条件下以2000mA恒流放电至3.0V的容量，35C放电容量是指在常温条件下以70A恒流放电至3.0V的容量。

表2电池放电测试结果

由表2可知，通过设计不等高的多个极片极耳，能避免极片卷绕过程中出现极耳折叠而导致的极耳漏焊现象，进而有效避免因极耳漏焊而导致的包括电池内阻增大、高倍率放电表面温升升高且容量发挥不充分的缺陷，有效提高电池的品质。

以上实施例仅为本实用新型的较优实施例，仅在于对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本实用新型精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种多极耳软包锂离子电池电芯，其特征在于，所述电芯上具有正极耳和负极耳；

所述电芯包括多极耳正极片和多极耳负极片，所述多极耳正极片和所述多极耳负极片采用隔膜相间隔并卷绕；

所述多极耳正极片上具有多个正极片极耳，所述多极耳正极片上的多个正极片极耳的高度互不相同，且多个的所述正极片极耳焊接连接组成所述电芯的正极耳；

所述多极耳负极片上具有与所述多极耳正极片上的正极片极耳的数量相同、且一一对应的多个负极片极耳；所述多极耳负极片上的多个负极片极耳的高度互不相同，且多个的所述负极片极耳焊接连接组成所述电芯的负极耳。

2.根据权利要求1所述的一种多极耳软包锂离子电池电芯，其特征在于，多个的所述正极片极耳呈现高度逐渐增大或逐渐减小的等差高度排布顺序。

3.根据权利要求1或2所述的一种多极耳软包锂离子电池电芯，其特征在于，多个的所述负极片极耳的高度排布顺序与多个的所述正极耳的高度排布顺序相同。

4.根据权利要求1所述的一种多极耳软包锂离子电池电芯，其特征在于，所述正极片极耳和所述负极片极耳的最低高度均为4～5mm，且其余极耳的高度均以1mm依次等差递增。

5.根据权利要求1所述的一种多极耳软包锂离子电池电芯，其特征在于，所述多极耳正极片的面密度为1.5～4.3×10^-4g/mm²。

6.根据权利要求1所述的一种多极耳软包锂离子电池电芯，其特征在于，所述多极耳负极片的面密度为0.75～1.90×10^-4g/mm²。

7.根据权利要求1所述的一种多极耳软包锂离子电池电芯，其特征在于，所述多极耳正极片和所述多极耳负极片对应区域的容量比值为1.0～1.1。

8.根据权利要求1所述的一种多极耳软包锂离子电池电芯，其特征在于，所述多极耳正极片的厚度为12～25μm。

9.根据权利要求1所述的一种多极耳软包锂离子电池电芯，其特征在于，所述多极耳负极片的厚度为6～12μm。

10.一种多极耳软包锂离子电池，其特征在于，包括外壳、电芯以及电解液，所述电芯选自权利要求1～9任一项所述的电芯；其中，所述的电芯安装在所述外壳内，所述电解液注入在安装有所述的电芯的所述外壳内。