CN212136590U - 一种锂离子电池负极极片及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池负极极片及锂离子电池，属于锂离子电池极片技术领域。它包括负极金属箔、负极涂层、第三极耳以及第四极耳，负极涂层涂覆在负极金属箔上，第三极耳与第四极耳分别设置在负极金属箔上，且第三极耳与第四极耳的宽度不同。减少锂离子电池内部的产热和散热。

Description

一种锂离子电池负极极片及锂离子电池

技术领域

本实用新型属于锂离子电池极片技术领域，更具体地说，涉及一种锂离子电池负极极片及锂离子电池。

背景技术

随着手机、数码产品、电动汽车等电子产品的逐渐普及，锂离子电池在人们生活当中扮演着越来越重要的角色。现有的锂离子电池由于低能量密度、循环寿命有限等使用问题常常被人们诟病，但是与跟这些问题相比，电池安全问题成为要解决问题的重中之重。

圆柱型锂离子电池是将正极片、负极片和隔膜通过卷绕机一层层卷成柱形卷芯，在经过入壳、装配、注液、封口、化成等工序制成的可重复充放电的二次电池。由于这种紧密层层卷绕的结构，导致圆柱型锂离子电池充放电过程中散热差，温度累计高，尤其在高倍率充放电下表现更为明显。如何减小圆柱形锂离子电池充放电温升，提高倍率充放电能力显得尤为重要。

中国专利申请号为：201320689684.1，公告日为：2014.07.09的“负极片以及二次电池”，其包括负极导电基体、负极活性层以及导电基带；负极导电基体的表面设置有上粉区和不上粉区，负极活性层覆盖所述上粉区，负极活性层未覆盖所述不上粉区；导电基带一端固定在不上粉区，另一端伸出所述负极导电基体。上述电池负极片，导电基带将负极片与作为负极的电池外壳连接在一起，增加了负极片与电池外壳的接触面积和接触强度，提高了负极片的导电性和集流效果，有利于电池内部的极组通过电池外壳散热；但以该极片进行圆柱型锂离子电池的制造时，内部的散热效果不佳。

中国专利申请号为：201521127331.8，公告日为：2016.09.28的“一种安全锂离子动力电池正极片”，其包括正极活性物质涂层、ML正极集流体、正极极耳以及T型正极极耳绝缘胶带等四个部分构成。正极活性物质涂层由改性镍锰酸锂、SPS导电剂、PVdE粘接剂组成，正极活性物质涂层涂在单面或者双面涂覆、粘接于ML集流体上为一体，正极极耳用过激光焊接或超声波焊接于ML集流体的上为一体，正极绝缘胶带粘接于极耳上与电极极片连接为一体。其通过使用改性镍锰酸锂、SPS导电剂、ML集流体及T型极耳胶带，极端情况下正极活性物质稳定、ML集流体有效散热、T型绝缘胶延缓电池隔膜边缘收缩，提高了所生产动力电池的大电流充放电效果、循环使用寿命及安全性；但作为圆柱型锂离子电池的内部卷芯材料，由于卷芯卷绕的作用，使得内部的散热效果不佳，影响锂离子电池的使用性能。

发明内容

1、要解决的问题

针对现有锂离子电池极片散热效果不佳的问题，本实用新型提供一种锂离子电池负极极片及锂离子电池。通过产热与散热两方面实现对于电池内部的热量控制。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

本实用新型的一种锂离子电池负极极片，包括负极金属箔、负极涂层、第三极耳以及第四极耳，所述负极涂层涂覆在所述负极金属箔上，所述第三极耳与第四极耳分别设置在负极金属箔上，且第三极耳与第四极耳的宽度不同。

作为本实用新型进一步实施的方案，所述的第三极耳的宽度与第四极耳的宽度比值为1.2-1.6。

作为本实用新型进一步实施的方案，所述的负极金属箔为铜箔。

作为本实用新型进一步实施的方案，所述第三极耳、负极涂层以及第四极耳按照顺序置于所述负极金属箔上。

作为本实用新型进一步实施的方案，所述的负极涂层与第三极耳以及第四极耳之间设置有留白。

本实用新型的一种锂离子电池，包括上述任一项的一种锂离子电池负极极片。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的一种锂离子电池负极极片，圆柱型锂离子电池内部极片由于卷绕的原因，内部空间狭小，常规极片产生的热量得不到释放，电池内部散热困难，对于电池的倍率性能产生影响，通过产热与散热两方面实现对于电池内部的热量控制；

(2)本实用新型的一种锂离子电池负极极片，中间为负极涂层，两端为极耳，通过在负极涂层与第三极耳以及第四极耳之间设置留白的方式，不影响整体极片的使用，铜箔端部表面裸露，没有负极涂层的遮盖，其热量能够得到很好的传导，实现铜箔的散热效果；

(3)本实用新型的一种锂离子电池负极极片，在极片上设置双极耳结构能够减少内阻，进而减少热量的产生，但双极耳的极片需要将两个极耳进行焊接后再与圆柱型锂离子电池的壳体进行连接，在进行两个极耳的焊接过程中，一般采用同等规格的极耳，此时两个极耳之间的位置要求较为严格，一旦极耳位置发生错位，会对极耳导电性能产生影响，电阻增大，产热增加，增加圆柱型锂离子电池散热负担，对两个极耳设置成宽度不同，对于其位置误差要求较低，很容易实现宽度小的极耳完全焊接在宽度大的极耳上，减少由于焊接内阻的产生，减少产热；

(4)本实用新型的一种锂离子电池负极极片，第三极耳的宽度与第四极耳的宽度比值为1.2-1.6，保证一定的宽度比，能够将第四极耳焊接在第三极耳上，减少由于焊接产生的内阻，也不会对第四极耳的使用性能产生影响；

(5)本实用新型的一种锂离子电池，在使用了本实用新型的负极极片后，能够减少电池内部产热，增强其散热性能。

附图说明

图1为实施例1的一种锂离子电池正极极片的极耳一侧侧面结构示意图；

图2为实施例1的一种锂离子电池正极极片的整体结构示意图；

图3为实施例5的一种锂离子电池负极极片的极耳一侧侧面结构示意图；

图4为实施例5的一种锂离子电池负极极片的整体结构示意图。

附图中：10、铝箔；11、正极涂层一；12、正极涂层二；13、正极涂层三；14、第一极耳；15、第二极耳；

20、铜箔；21、负极涂层；22、第三极耳；23、第四极耳。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。

本申请的第一极耳、第二极耳、第三极耳以及第四极耳在极片上的位置均不做特别制定，第一极耳相对于第二极耳的宽度较宽，第三极耳相对于第四极耳的宽度较宽。

实施例1

如图1和2所示，本实施例的一种锂离子电池正极极片，包括正极金属箔、正极涂层、第一极耳14以及第二极耳15，正极金属箔为铝箔10，厚度约为15um，正极涂层为正极活性物质、导电剂粘结剂通过匀浆、涂布等工序制成，为现有涂层，第一极耳14以及第二极耳15均为铝材质，第一极耳14宽度7mm，第二极耳15宽度5mm，在极片上设置双极耳结构能够减少内阻，进而减少热量的产生，但双极耳的极片需要将两个极耳进行焊接后再与圆柱型锂离子电池的壳体进行连接，在进行两个极耳的焊接过程中，一般采用同等规格的极耳，此时两个极耳之间的位置要求较为严格，一旦极耳位置发生错位，会对极耳导电性能产生影响，电阻增大，产热增加，增加圆柱型锂离子电池散热负担，对两个极耳设置成宽度不同，对于其位置误差要求较低，很容易实现宽度小的极耳完全焊接在宽度大的极耳上，减少由于焊接内阻的产生，减少产热。第一极耳14的宽度与第二极耳15的宽度比值为1.2-1.6，保证一定的宽度比，能够将第二极耳15焊接在第一极耳14上，减少由于焊接产生的内阻，也不会对第二极耳15的使用性能产生影响。

正极涂层包括正极涂层一11、正极涂层二12以及正极涂层三13，正极涂层一11、第一极耳14、正极涂层二12、第二极耳15以及正极涂层三13安装顺序置于铝箔10上。铝箔10两端不进行正极涂层涂覆，第一极耳14与正极涂层一11以及正极涂层二12之间均设有留白，第二极耳15与正极涂层二12以及正极涂层三13之间均设有留白。圆柱型锂离子电池内部极片由于卷绕的原因，内部空间狭小，常规极片产生的热量得不到释放，电池内部散热困难，对于电池的倍率性能产生影响，通过产热与散热两方面实现对于电池内部的热量控制。在正极极片两端端部不进行正极涂层的涂覆，即为正极极片的两端留白，不影响整体极片的使用，没有正极涂层的遮盖，其热量能够得到很好的传导，实现铝箔10的散热效果。卷绕过程中负极极片在正极极片的外侧且负极极片需要包覆住正极极片，由于卷曲力和充放电时负极极片膨胀收缩，容易造成正极极片两端对应处负极断片，正极极片两端不进行正极涂层的涂覆除了能够增强铝箔10的散热效果，同时能够使得正极极片两端对应处负极极片受力更小，减小产生负极断片的可能性。

上述的锂离子电池正极片在进行组装成电池时，第一极耳14的长度大于第二极耳15的长度，可将第二极耳15焊接到第一极耳14上，然后和帽盖焊接，内阻更低，导流能力强，减少使用产热。

实施例2

本实施例与实施例1结构基本相同，其不同之处在于第一极耳14宽度为8mm，第二极耳15宽度为5mm。

实施例3

本实施例与实施例1结构基本相同，其不同之处在于第一极耳14宽度为6mm，第二极耳15宽度为5mm。

实施例4

本实施例的一种锂离子电池，在使用了实施例1-3任一实施例的正极极片后，能够减少电池内部产热，增强其散热性能，并减少负极断片发生的可能。

实施例5

如图3和4所示，本实施例的一种锂离子电池负极极片，包括负极金属箔、负极涂层21、第三极耳22以及第四极耳23，负极金属箔为铜箔20，厚度约为10um，负极涂层21为现有涂层，第三极耳22以及第四极耳23均为铜镍材质，第三极耳22宽度4mm，第四极耳23宽度3mm，在极片上设置双极耳结构能够减少内阻，进而减少热量的产生，但双极耳的极片需要将两个极耳进行焊接后再与圆柱型锂离子电池的壳体进行连接，在进行两个极耳的焊接过程中，一般采用同等规格的极耳，此时两个极耳之间的位置要求较为严格，一旦极耳位置发生错位，会对极耳导电性能产生影响，电阻增大，产热增加，增加圆柱型锂离子电池散热负担，对两个极耳设置成宽度不同，对于其位置误差要求较低，很容易实现宽度小的极耳完全焊接在宽度大的极耳上，减少由于焊接内阻的产生，减少产热。第三极耳22的宽度与第四极耳23的宽度比值为1.2-1.6，保证一定的宽度比，能够将第四极耳23焊接在第三极耳22上，减少由于焊接产生的内阻，也不会对第四极耳23的使用性能产生影响。

第三极耳22、负极涂层21以及第四极耳23按照顺序置于铜箔20上，负极涂层21与第三极耳22以及第四极耳23之间设置有留白。圆柱型锂离子电池内部极片由于卷绕的原因，内部空间狭小，常规极片产生的热量得不到释放，电池内部散热困难，对于电池的倍率性能产生影响，通过产热与散热两方面实现对于电池内部的热量控制。中间为负极涂层21，两端为极耳，通过在负极涂层21与第三极耳22以及第四极耳23之间设置留白的方式，留白的方式能够增强负极极片的散热功能，且不影响整体极片的使用。铜箔20端部表面裸露，没有负极涂层21的遮盖，其热量能够得到很好的传导，实现铜箔20的散热效果。

上述的锂离子电池负极片在进行组装成电池时，第一极耳14的长度大于第二极耳15的长度，可将第二极耳15焊接到第一极耳14上，然后焊接在钢壳底部，内阻更低，导流能力强，减少使用产热。

实施例6

本实施例与实施例5结构基本相同，其不同之处在于第一极耳14宽度为3.6mm，第二极耳15宽度为3mm。

实施例7

本实施例与实施例5结构基本相同，其不同之处在于第一极耳14宽度为4.8mm，第二极耳15宽度为3mm。

实施例8

本实施例的一种锂离子电池，在使用了实施例5-7任一实施例的负极极片后能够减少电池内部产热，增强其散热性能。

以上实施例对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造宗旨的前提下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种锂离子电池负极极片，其特征在于：包括负极金属箔、负极涂层(21)、第三极耳(22)以及第四极耳(23)，所述负极涂层(21)涂覆在所述负极金属箔上，所述第三极耳(22)与第四极耳(23)分别设置在负极金属箔上，且第三极耳(22)与第四极耳(23)的宽度不同。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极极片，其特征在于：所述的第三极耳(22)的宽度与第四极耳(23)的宽度比值为1.2-1.6。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池负极极片，其特征在于：所述的负极金属箔为铜箔(20)。

4.根据权利要求1-3任一项所述的一种锂离子电池负极极片，其特征在于：所述第三极耳(22)、负极涂层(21)以及第四极耳(23)按照顺序置于所述负极金属箔上。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池负极极片，其特征在于：所述的负极涂层(21)与第三极耳(22)以及第四极耳(23)之间设置有留白。

6.一种锂离子电池，其特征在于：包括权利要求1-5任一项所述的一种锂离子电池负极极片。

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