CN216389656U - 一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池，它包括极片和隔膜，极片包括正极片和负极片，极片与隔膜排列后经卷绕后成为圆柱形的电芯，电芯的上下两端为极耳，电芯的外侧固定有外壳，极耳的端面均固定有集流盘，集流盘连接极耳的另一面固定有盖板，盖板与外壳通过焊接进行固定，极片包括集流体与电极材料，电极材料固定在集流体的两侧的表面，集流体的两侧表面涂覆有胶粘剂，胶粘剂涂覆于电极材料的边缘，胶粘剂的厚度小于电极材料的厚度，正极片涂覆胶粘剂的宽度L9为2.5mm‑5.0mm，负极片涂覆胶粘剂的宽度L11为3.0mm‑6.0mm；本实用新型具有提高电解液浸润效率、加强极耳的支撑力、节约极耳占用空间的作用。

Description

一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池

技术领域

本实用新型属于电池制造技术领域，具体涉及一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池。

背景技术

全极耳圆柱电芯可以兼顾高能量密度和高功率密度，与传统单个极耳的圆柱电芯比，电子传输距离大大缩减，降低了内阻，电池充放电时内部电流密度非常均匀，因此，圆柱电池获得了一系列优势：可以在15min内从0充电至80%的电量、采用较少数量的电池也可以输出较大驱动功率、结构简单且能降低整车成本、大电流充放电发热量小且分布均匀、发热量为传统圆柱电池的20%等。

全极耳除了显著优势外，也带来难点：极耳的整合收集，目前有揉平、切叠极耳和多极耳三种方法，揉平时极耳形态不受控，容易发生短路，且揉平后两端近似封闭状态，电解液浸润困难；Tesla采用切叠极耳法，将极片的极耳斜着分切成一片一片的，卷绕时形成类似漩的形状，压平后占据空间小，但激光焊接时焦距不易控制，容易焊不上或焊穿烧到隔膜，两端封闭也不利于电解液浸润，总之揉平和切叠极耳在注液工序都很难实现连续生产；采用多极耳可实现类似方形电芯极耳整合的方式，但在圆柱电芯上，在电周长方向角度变化大，极耳对齐度无法做到；因此，提供一种结构合理、极耳坚固、便于注液的圆柱新型极耳结构的锂离子电池是非常有必要的。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，而提供一种结构合理、极耳坚固、便于注液的圆柱新型极耳结构的锂离子电池。

本实用新型的目的是这样实现的：一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池，它包括极片和隔膜，所述极片包括正极片和负极片，所述极片与所述隔膜按照正极片、隔膜、负极片、隔膜的方式层叠排列，所述极片与所述隔膜排列后经卷绕后成为圆柱形的电芯，所述电芯的上下两端为极耳，所述电芯的外侧固定有外壳，所述极耳的端面均固定有集流盘，所述集流盘连接极耳的另一面固定有盖板，所述盖板与所述外壳通过焊接进行固定，所述极片包括集流体与电极材料，所述电极材料固定在所述集流体的两侧的表面，所述集流体的两侧表面涂覆有胶粘剂，所述胶粘剂涂覆于所述电极材料的边缘，所述胶粘剂的厚度小于所述电极材料的厚度，所述正极片涂覆所述胶粘剂的宽度L9为2.5mm-5.0mm，所述负极片涂覆所述胶粘剂的宽度L11为3.0mm-6.0mm。

具体的，所述电极材料涂覆在所述集流体的表面，烘干压实固定。

具体的，所述电极材料预制为薄膜后压制固定在所述集流体的表面。

具体的，所述极片的集流体均超隔膜一定长度，所述正极片的集流体伸出隔膜的部分经过卷绕后为正极极耳，正极极耳的高度L7为1.5mm-3.0mm，所述负极片的集流体伸出隔膜部分经过卷绕后为负极极耳，负极极耳的高度L8为2.0mm-3.5mm。

本实用新型的有益效果：本实用新型采用高分子胶粘剂涂覆在电极材料边缘的极耳上的方法，可以起到增强极耳强度的作用，在激光焊接集流盘时可以承受压紧力，防止压力过大破坏电极材料涂层；极耳高度小，不仅节约空间，且在采用固定压力压紧集流盘焊接时，接触面平整、高度可控，避免激光焊接焊不上和焊穿的风险；极耳高度小且不做揉平处理，除焊接点以外，极耳间疏松有间隙，有利于电解液向电芯内部渗透浸润；本实用新型具有结构合理、稳定性高、降低焊接难度、空间利用合理的优点。

附图说明

图1为本实用新型一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池的卷绕示意图。

图2为本实用新型一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池的卷绕排列侧视图。

图3为本实用新型一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池的极片位置结构示意图。

图4为本实用新型一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池的正极片的结构示意图。

图5为本实用新型一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池的负极片的结构示意图。

图6为本实用新型一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池的激光点焊示意图。

图7为本实用新型一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池的完成结构示意图。

图中：1、电芯 2、正极极耳 3、负极极耳 4、胶粘剂 5、隔膜 6、正极片 7、负极片8、电极材料 9、集流体 10、集流盘 11、盖板 12、激光焊点 13、外壳。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明。

如图1-7所示，一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池，它包括极片和隔膜5，所述极片包括正极片6和负极片7，所述极片与所述隔膜5按照正极片6、隔膜5、负极片7、隔膜5的方式层叠排列，所述极片与所述隔膜5排列后经卷绕后成为圆柱形的电芯1，遵循电芯中负极片7包覆正极片6，隔膜5包覆负极片7的原则，卷绕起始位，所述隔膜5预卷长度为L1≥5.0mm，预卷两圈后进入所述负极片7，所述负极片7包覆所述正极的长度L1≥5.0mm，卷绕终止位，所述负极片7包覆所述正极片6的长度L3≥5mm，所述隔膜5包覆所述负极片7的长度L4≥15mm，宽度方向，所述负极片7包覆所述正极片6的上下长度L5为1.5mm-2.0mm，所述隔膜5包覆所述负极的上下长度L6为2.0mm-5.0mm，所述电芯1的上下两端为极耳，所述电芯1的外侧固定有外壳13，所述极耳的端面均固定有集流盘10，集流盘10与电芯1连接前，电芯1先放入外壳，电芯1竖直放置，向集流盘10施加一定的力，将集流盘10下侧的极耳的端面压紧、平整，集流盘10与极耳通过脉冲点焊或连续线焊的方式进行焊接，所述集流盘10与极耳连接的另一面固定有盖板11，所述盖板11与所述外壳13通过激光焊接进行固定、密封，所述极片包括集流体9与电极材料8，所述电极材料8固定在所述集流体9的两侧的表面，所述集流体9的两侧表面涂覆有胶粘剂4，所述胶粘剂4涂覆于所述电极材料8的边缘，所述胶粘剂4的厚度小于所述电极材料8的厚度，所述正极片6涂覆所述胶粘剂4的宽度L9为2.5mm-5.0mm，所述负极片7涂覆的所述胶粘剂4的宽度L11为3.0mm-6.0mm，所述集流体9为金属箔、表面进行涂炭或其他涂敷物的金属箔、泡沫镍或不锈钢网等材料，所述电极材料8包括活性物质、导电剂、粘结剂，其中所述正极片6所用的活性物质包括三元材料、磷酸铁锂、锰酸锂等，所述负极片7所用的活性物质包括石墨、碳微球等，所述胶粘剂4的材料包括高分子胶黏剂与陶瓷材料等的混合物或其他耐电解液的高分子混合物，其中陶瓷材料如Al2O3、勃姆石等。

具体的，所述电极材料8涂覆在所述集流体9的表面烘干后，通过一次或多次轧制压实进行固定。

具体的，所述电极材料8也可以预制为薄膜后压制固定在所述集流体9的表面。

具体的，所述极片的集流体9均超隔膜5一定长度，所述正极片6的集流体9伸出隔膜5的部分经过卷绕后为正极极耳2，正极极耳2的高度L7为1.5mm-3.0mm，所述负极片7的集流体9伸出隔膜5部分经过卷绕后为负极极耳3，负极极耳3的高度L8为2.0mm-3.5mm。

本实用新型采用在全极耳电芯极耳根部涂胶粘剂4的方法，可以加固极耳，在受外力时起到支撑的作用，防止挤压极片；且电芯1卷绕后外露极耳短，可直接放置集流盘10压紧进行激光焊接；极耳短且未经揉平、也未相互完全覆盖，没有激光焊接的位置，极耳间疏松多孔，注液时给电解液提供大量通道，电解液可快速渗透进入电芯1内部，解决注液、浸润困难的问题，也能避免激光焊接时焦距变化导致焊穿或焊不上的问题；本实用新型具有结构合理、提高极耳的支撑力、降低焊接难度、空间利用合理的优点。

Claims (4)

1.一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池，它包括极片和隔膜，其特征在于：所述极片包括正极片和负极片，所述极片与所述隔膜按照正极片、隔膜、负极片、隔膜的方式层叠排列，所述极片与所述隔膜排列后经卷绕后成为圆柱形的电芯，所述电芯的上下两端为极耳，所述电芯的外侧固定有外壳，所述极耳的端面均固定有集流盘，所述集流盘连接极耳的另一面固定有盖板，所述盖板与所述外壳通过焊接进行固定，所述极片包括集流体与电极材料，所述电极材料固定在所述集流体的两侧的表面，所述集流体的两侧表面涂覆有胶粘剂，所述胶粘剂涂覆于所述电极材料的边缘，所述胶粘剂的厚度小于所述电极材料的厚度，所述正极片涂覆所述胶粘剂的宽度L9为2.5mm-5.0mm，所述负极片涂覆所述胶粘剂的宽度L11为3.0mm-6.0mm。

2.根据权利要求1所述的一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池，其特征在于：所述电极材料涂覆在所述集流体的表面，烘干压实固定。

3.根据权利要求1所述的一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池，其特征在于：所述电极材料预制为薄膜后压制固定在所述集流体的表面。

4.根据权利要求1所述的一种圆柱新型极耳结构的锂离子电池，其特征在于：所述极片的集流体均超隔膜一定长度，所述正极片的集流体伸出隔膜的部分经过卷绕后为正极极耳，正极极耳的高度L7为1.5mm-3.0mm，所述负极片的集流体伸出隔膜部分经过卷绕后为负极极耳，负极极耳的高度L8为2.0mm-3.5mm。

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