CN215680716U - 一种改善析锂的锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池制造的技术领域，具体涉及一种改善析锂的锂离子电池，包括阳极片、隔膜和阴极片，阳极片设置有阳极极耳，阴极片设置有第一槽位和第二槽位，第一槽位焊接有阴极极耳，第二槽位设置有保护层，第二槽位与阳极极耳对应设置，阳极片、隔膜和阴极片依次叠置并卷绕成卷芯。本实用新型通过减少阳极极片对面的阴极料区进而减少了锂离子的来源，通过减少敷料区的面积，能够减少锂离子嵌入阳极，有效地改善了析锂的性能，从而提高了电芯安全性能及循环寿命。

Description

一种改善析锂的锂离子电池

技术领域

本实用新型属于电池制造的技术领域，具体涉及一种改善析锂的锂离子电池。

背景技术

软包装锂离子电池，因具有能量密度大、自放电小、工作温度范围宽、没有环境污染等的优点，现已被广泛应用于各种数码产品和移动设备上。同时，随着电子产品功能的不断完善和增加，使得其耗电量也在不断提高。而且，聚合物锂离子电池作为电子产品最常用的电源，在面对未来的长久的续航里程和高速的充电速度上，还需要满足更加严苛的要求。

发明人发现了在商业化软包装锂离子电池兼顾快充性能和能量密度上，通常采用引出极耳中置的结构，来降低阻抗，减小大倍率充电温升；但是，这也带来不可避免的问题——析锂，即在阳极极耳边缘会有金属锂析出，并且，这个过程不可逆，析锂不仅会降低电芯的安全性能及其使用寿命，还严重地影响了电池的循环性能。因此，亟需提出一种新型的锂离子电池以解决上述的问题。

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，提供了一种改善析锂的锂离子电池，其稳定可靠性好，安全性强，通过减少锂离子嵌入阳极，有效地改善了析锂的性能，从而提高了电芯的运行安全及循环寿命。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种改善析锂的锂离子电池，包括阳极片、隔膜和阴极片，所述阳极片设置有阳极极耳，所述阴极片设置有第一槽位和第二槽位，所述第一槽位焊接有阴极极耳，所述第二槽位设置有保护层，所述第二槽位与所述阳极极耳对应设置，所述阳极片、所述隔膜和所述阴极片依次叠置并卷绕成卷芯。

进一步地，所述阳极极耳设置于所述阳极片的阳极空箔区，所述阳极极耳和所述阴极极耳均设置有极耳保护胶。

进一步地，两个所述第二槽位设置于所述阴极片，其中一个所述第二槽位对应于所述阳极极耳的正面，另一个所述第二槽位对应于所述阳极极耳的背面。

进一步地，其中一个所述第二槽位设置于所述阴极片的正面，另一个所述第二槽位设置于所述阴极片的背面。

进一步地，所述第一槽位设置于两个所述第二槽位之间，所述第一槽位和所述第二槽位均为矩形槽位。

进一步地，所述阴极片包括阴极基材、阴极第一活性物质层和阴极第二活性物质层，所述阴极第一活性物质层设置于所述阴极基材的正面，所述阴极第二活性物质层设置于所述阴极基材的背面。

进一步地，所述第一槽位开设于所述阴极第一活性物质层和所述阴极第二活性物质层。

进一步地，所述第二槽位开设于所述阴极第一活性物质层或所述阴极第二活性物质层。

进一步地，所述保护层覆盖所述第二槽位，所述保护层为绝缘胶，所述保护层用于避免阴极集流体接触阳极涂覆区。

进一步地，所述第二槽位的数量至少为两个，所述第二槽位无阴极涂覆区，可以减少锂离子嵌入阳极涂覆区，从而有效改善析锂现象。

本实用新型的有益效果在于：本实用新型包括阳极片、隔膜和阴极片，阳极片设置有阳极极耳，阴极片设置有第一槽位和第二槽位，第一槽位焊接有阴极极耳，第二槽位设置有保护层，第二槽位与阳极极耳对应设置，由于第二槽位占据了原来阴极片的敷料，从而避免了阳极片里面的极耳周围接纳过多的锂离子而导致的析锂现象，提高了电芯运行的安全性能，通过阳极片、隔膜和阴极片依次叠置并卷绕成卷芯，使得该锂离子电池的能量密度高，循环寿命好。

附图说明

图1为本实用新型的卷芯的结构示意图。

图2为本实用新型的阳极片的结构示意图。

图3为本实用新型的阴极片的结构示意图。

图4为本实用新型的电池的立体结构图。

其中：1-阳极片；2-隔膜；3-阴极片；4-阳极极耳；5-第一槽位；6-第二槽位；7-阴极极耳；8-保护层；9-极耳保护胶；10-外壳；30-阴极基材；31-阴极第一活性物质层；32-阴极第二活性物质层。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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，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。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图1～4和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

一种改善析锂的锂离子电池，如图1～3所示，包括阳极片1、隔膜2和阴极片3，阳极片1设置有阳极极耳4，阴极片3设置有第一槽位5和第二槽位6，第一槽位5焊接有阴极极耳7，第二槽位6设置有保护层8，第二槽位6与阳极极耳4对应设置，阳极片1、隔膜2和阴极片3依次叠置并卷绕成卷芯。

在阴极片3中，阴极片3设置的第一槽位5和第二槽位6均为阴极片3的无阴极涂覆区，通过减少阳极极耳4对面的阴极料区，能够减少锂离子的来源，进而有效改善锂离子电池的析锂现象，并且，当卷芯封装好后，再向卷芯注入电解液，能够获得高能量密度的锂离子电池。

在阳极片1的设计中，阳极极耳4设置于阳极片1的阳极空箔区，阳极极耳4和阴极极耳7均设置有极耳保护胶9，极耳保护胶9有效地避免了阴阳极极片焊接的极耳的毛刺刺穿隔膜2导致短路，当阳极极耳4焊接于阳极空箔区，阳极片1、隔膜2和阴极片3依次叠置并卷绕成卷芯之后，使阳极极耳4对应于阴极片3的矩形状结构的第二槽位6，该槽位位置无阴极涂覆区，可以减少锂离子嵌入阳极涂覆区，同时，该槽位需要胶纸保护，从而避免了阴极集流体与阳极料区接触。

优选地，阴极片3设置有两个第二槽位6，其中一个第二槽位6对应于阳极极耳4的正面，另一个第二槽位6对应于阳极极耳4的背面，从而可以全面地避免阳极片1里面的极耳的四周接纳过多的锂离子而导致的析锂现象。

优选地，在阴极片3设置的两个第二槽位6之中，其中一个第二槽位6设置于阴极片3的正面，另一个第二槽位6设置于阴极片3的背面，在卷芯中，两个第二槽位6分别位于阳极极耳4的正上方和正下方。

优选地，保护层8覆盖第二槽位6，保护层8为绝缘胶，阴极极耳7从第一槽位5伸出至卷芯的外部，并且，第一槽位5和第二槽位6的位置可根据开发者的意愿，设置于阴极片3的不同位置。

在锂离子电池中，阴极片3包括阴极基材30、阴极第一活性物质层31和阴极第二活性物质层32，阴极第一活性物质层31设置于阴极基材30的正面，阴极第二活性物质层32设置于阴极基材30的背面。

在阴极片3的实际加工过程中，可选取铜箔作为阴极基材30，先采用石墨(可含硅、锂粉)、氧化硅、石墨烯、炭微珠等材料对铜箔的表面完全涂布，铜箔的正面经过涂布后形成阴极第一活性物质层31，铜箔的背面经过涂布后形成阴极第二活性物质层32，然后，再采用激光清洗(或机械清洗、发泡胶清洗)的方式在阴极第一活性物质层31和阴极第二活性物质层32的同一垂直方向上清洗一小部分料区得到第一槽位5，使得第一槽位5开设于阴极第一活性物质层31和阴极第二活性物质层32，第一槽位5开设于阴极基材30的正面和反面，再在第一槽位5焊接阴极极耳7，使阴极极耳7焊接在阴极基材30，以保障阴极极耳7焊接牢固，其中，阴极极耳7可以为镍极耳，最后，还需在阴极极耳7贴上所需的极耳保护胶9。

并且，第二槽位6可采用激光清洗(或机械清洗、发泡胶清洗)的方式在阴极第一活性物质层31或阴极第二活性物质层32上清洗一小部分料区而得到，第二槽位6开设于阴极基材30的正面或反面，第二槽位6开设于阴极第一活性物质层31或阴极第二活性物质层32，第二槽位6的数量至少为两个。

如图4所示，电池还包括外壳10，卷芯安装于外壳10，阳极极耳4和阴极极耳7均从外壳10的内部延伸至外壳10的外部。

实施例2

本实施例与实施例1不同的是，当阳极片1设置有N个阳极极耳4，且N为大于1的整数时，阴极片3设置有2N个与阳极极耳4的位置对应的第二槽位6，使得在多极耳的电池中，能够实现阴极片3的无阴极涂覆区的相对减少，从而能够更好地改善了多极耳锂离子电池的析锂现象，保障了电池具有良好的安全性能、循环性能。

本实施例的其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

本实施例与实施例1不同的是，第一槽位5设置于两个第二槽位6之间，第二槽位6的面积小于或等于阳极空箔区的面积，保护层8的面积大于或等于阳极空箔区的面积，从而能够更好地保障了电池的安全性能、循环性能和改善了锂离子电池的析锂现象。

本实施例的其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。

显然，本实用新型可以有效降低锂离子数量和减少锂离子的嵌入，不仅有效地改善了析锂性能，还提高了电池的安全性能及循环寿命。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种改善析锂的锂离子电池，其特征在于：包括阳极片(1)、隔膜(2)和阴极片(3)，所述阳极片(1)设置有阳极极耳(4)，所述阴极片(3)设置有第一槽位(5)和第二槽位(6)，所述第一槽位(5)焊接有阴极极耳(7)，所述第二槽位(6)设置有保护层(8)，所述第二槽位(6)与所述阳极极耳(4)对应设置，所述阳极片(1)、所述隔膜(2)和所述阴极片(3)依次叠置并卷绕成卷芯。

2.如权利要求1所述的改善析锂的锂离子电池，其特征在于：所述阳极极耳(4)设置于所述阳极片(1)的阳极空箔区，所述阳极极耳(4)和所述阴极极耳(7)均设置有极耳保护胶(9)。

3.如权利要求1～2任一项所述的改善析锂的锂离子电池，其特征在于：两个所述第二槽位(6)设置于所述阴极片(3)，其中一个所述第二槽位(6)对应于所述阳极极耳(4)的正面，另一个所述第二槽位(6)对应于所述阳极极耳(4)的背面。

4.如权利要求3所述的改善析锂的锂离子电池，其特征在于：其中一个所述第二槽位(6)设置于所述阴极片(3)的正面，另一个所述第二槽位(6)设置于所述阴极片(3)的背面。

5.如权利要求3所述的改善析锂的锂离子电池，其特征在于：所述第一槽位(5)设置于两个所述第二槽位(6)之间。

6.如权利要求1所述的改善析锂的锂离子电池，其特征在于：所述阴极片(3)包括阴极基材(30)、阴极第一活性物质层(31)和阴极第二活性物质层(32)，所述阴极第一活性物质层(31)设置于所述阴极基材(30)的正面，所述阴极第二活性物质层(32)设置于所述阴极基材(30)的背面。

7.如权利要求6所述的改善析锂的锂离子电池，其特征在于：所述第一槽位(5)开设于所述阴极第一活性物质层(31)和所述阴极第二活性物质层(32)。

8.如权利要求6所述的改善析锂的锂离子电池，其特征在于：所述第二槽位(6)开设于所述阴极第一活性物质层(31)或所述阴极第二活性物质层(32)。

9.如权利要求1所述的改善析锂的锂离子电池，其特征在于：所述保护层(8)覆盖所述第二槽位(6)，所述保护层(8)为绝缘胶。

10.如权利要求1所述的改善析锂的锂离子电池，其特征在于：所述第二槽位(6)的数量至少为两个。

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