一種鋰離子電池的卷芯結構的製作方法
2023-06-18 21:42:21
專利名稱：一種鋰離子電池的卷芯結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋰離子電池的卷芯結構，屬於鋰離子電池製造領域。
背景技術：
鋰離子電池由於其具有能量密度高，自放電小，沒有記憶效應，綠色環保等優勢， 在二次電池的應用中，已經從通訊行業領域延伸到電動工具、大型儲能和動力電池領域。隨著鋰離子電池應用領域的不斷拓展、市場範圍的日益擴大，鋰離子電池的生產成本及安全問題成為首要考慮的問題。對於鋰離子電池生產成本問題，近幾年活性物和電解液材料技術在國內發展較快，鋰離子電池原材料已基本實現了國產化，生產鋰離子電池成本也得到較好的控制，但在鋰離子電池體系中，關鍵原材料隔膜在國內發展還不夠成熟，一股均需要使用進口產品，成本較高。隔膜是鋰離子電池電芯的重要組成部分，它起到將電池正極和負極隔開，並且具有電子絕緣性和離子導電性，隔膜對電池的安全性也有較大的影響，因此在隔膜材料必須使用的情況下，如何減少隔膜使用量來降低鋰離子生產成本已經是本行業內研究最多的一個問題。中國專利CN201708217U公告了一種鋰離子電池卷芯，該卷芯結構中，正極片、隔膜和負極片一次疊放，隔膜位於正極片和負極片之間，正極片的一端和負極片的另一端各設置有一個極耳。該專利中，只規定了正負極和隔膜之間的關係，將極耳的間距最大化，來降低電池形變導致的內短路的危險。而現在的電池設計和生產中，不會出現正負極極耳重疊的問題，此電池卷芯結構對安全性能的提高及生產成本的降低影響很小。
發明內容本實用新型針對現有技術的不足，提供一種結構簡單、隔膜的使用量減少的鋰離子電池卷芯的結構。該結構的鎳極耳能夠得到多重保護，提高電池的安全性能，降低電池的成本，且降低成品電池的厚度，提高產品的合格率。一種鋰離子電池的卷芯結構，包括由正極片、負極片及位於該正極片與負極片之間的隔膜卷繞而成的卷層，所述的正極片為內、外表面上設置有正極活性物質塗層的鋁箔， 負極片為內、外表面上設置有負極活性物質塗層的銅箔，其特徵在於鋁箔的一端為未設置正極活性物質塗層的空白端，銅箔的另一端為未設置負極活性物質塗層的空白端，鋁箔的空白端鉚接有鋁極耳，銅箔的空白端鉚接有鎳極耳，所述銅箔的空白端摺疊且位於卷層的最內層，最內層相鄰的兩銅箔之間無隔膜，鋁箔的空白端位於卷層的最外層。所述的隔膜將銅箔摺疊後的空白端和銅箔的另一端包覆，使正極片和負極片隔開。防止兩極接觸造成短路，另外隔膜將銅箔摺疊後的空白端包覆，減少隔膜的使用，降低生產成本。所述最內層銅箔外表面上的負極活性物質塗層起始於銅箔空白端的折彎處，所述銅箔的空白端，銅箔內表面空白的長度為銅箔外表面空白長度的2. 5-3倍。所述鋁箔的空白端，鋁箔外表面空白的長度為鋁箔內表面空白長度的2. 5-3倍。[0009]所述的鋁極耳遠離鎳極耳。本實用新型的有益效果是1、本實用新型的電池卷芯結構，最內層相鄰的兩銅箔之間無隔膜，隔膜是從銅箔摺疊後的空白端開始包覆的，而不是從銅箔的端頭開始，一方面節省了兩層隔膜，降低了隔膜的成本，另一方面減小了卷芯的厚度，有利於大規模生產，提高產品的合格率。2、本實用新型的電池卷芯結構，所述銅箔的空白端摺疊且位於卷層的最內層，摺疊後的銅箔空白端將鎳極耳包裹在裡面，鎳極耳能夠得到多重保護，避免鎳極耳鉚接處的毛刺刺穿隔膜造成與正極形成短路，保證電池的安全性能。
圖1為本實用新型電池待卷繞卷芯結構的示意圖；圖2為本實用新型電池卷芯卷繞的示意圖；其中，1、隔膜；2、銅箔；3、鎳極耳；4、負極活性物質塗層；5、正極活性物質塗層；6、 鋁箔；7、鋁極耳。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型做進一步描述，但本實用新型保護範圍不限於此。實施例1:一種鋰離子電池的卷芯結構，結構圖2所示，包括正極片、負極片及位於該正極片與負極片之間的隔膜1，正極片、負極片及隔膜1卷繞形成卷層，該卷層即為鋰離子電池卷芯，正極片為內、外表面上設置有正極活性物質塗層5的鋁箔6，鋁箔6的一端為未設置正極活性物質塗層5的空白端，優選的，該空白端的外表面空白的長度為內表面空白長度的2. 5 倍，現有技術中，不同規格的鋰離子電池，電池卷芯空白端的的長度不同，外表面空白的長度為內表面空白長度的2. 5倍為最佳效果。鋁箔6的空白端鉚接有鋁極耳7，鋁極耳7位於該空白端的端部。負極片為內、外表面上設置有負極活性物質塗層4的銅箔2，銅箔2的另一端為未設置負極活性物質塗層4的空白端，銅箔2的空白端鉚接有鎳極耳3，鎳極耳3位於該空白端的端部，銅箔2的空白端摺疊且位於卷層的最內層，摺疊後的銅箔空白端將鎳極耳3包裹在裡面，鎳極耳能夠得到多重保護，最內層相鄰的兩銅箔之間無隔膜1，隔膜1將銅箔2摺疊後的空白端和銅箔2的另一端包覆。最內層銅箔2外表面上的負極活性物質塗層4起始於銅箔2空白端的折彎處，所述銅箔2的空白端，銅箔2內表面空白的長度為銅箔外表面空白長度的3倍。鋁箔的空白端位於卷層的最外層。優選的鋁極耳6遠離鎳極耳3。卷繞時，如圖1所示，先將銅箔2的空白端沿著銅箔外表面負極活性塗層的起始處向內摺疊，鎳極耳3包覆在銅箔2裡面，然後用隔膜1將空白端摺疊後的銅箔2包覆，而現有技術中隔膜是從銅箔2的端面開始包裹。隔膜採用此種設計的優點減少兩層隔膜，降低了隔膜的使用成本，且減小了卷芯的厚度，有利於生產控制，產品的合格率提高。將包覆隔膜1的銅箔2卷一折後，再將鋁箔6疊疊放在銅箔2的上方，以鎳極耳3所在端為軸，將疊放好的銅箔、隔膜、鋁箔卷繞成扁平狀，形成鋰離子電池卷芯，卷繞收尾時，負極活性物質塗層4完全將正極活性物質塗層5包住。鋁箔6的空白端包裹在電池卷芯的最外層。
權利要求1.一種鋰離子電池的卷芯結構，包括由正極片、負極片及位於該正極片與負極片之間的隔膜卷繞而成的卷層，所述的正極片為內、外表面上設置有正極活性物質塗層的鋁箔，負極片為內、外表面上設置有負極活性物質塗層的銅箔，其特徵在於鋁箔的一端為未設置正極活性物質塗層的空白端，銅箔的另一端為未設置負極活性物質塗層的空白端，鋁箔的空白端鉚接有鋁極耳，銅箔的空白端鉚接有鎳極耳，所述銅箔的空白端摺疊且位於卷層的最內層，最內層相鄰的兩銅箔之間無隔膜，鋁箔的空白端位於卷層的最外層。
2.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池的卷芯結構，其特徵在於所述的隔膜將銅箔摺疊後的空白端和銅箔的另一端包覆，使正極片和負極片隔開。
3.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池的卷芯結構，其特徵在於所述最內層銅箔外表面上的負極活性物質塗層起始於銅箔空白端的折彎處，所述銅箔的空白端，銅箔內表面空白的長度為銅箔外表面空白長度的2. 5-3倍。
4.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池的卷芯結構，其特徵在於鋁箔的空白端，鋁箔外表面空白的長度為鋁箔內表面空白長度的2. 5-3倍。
5.根據權利要求1所述的一種鋰離子電池的卷芯結構，其特徵在於所述的鋁極耳遠離鎳極耳。
專利摘要本實用新型涉及一種鋰離子電池的卷芯結構，屬於鋰離子電池製造領域。它包括由正極片、負極片及位於該正極片與負極片之間的隔膜卷繞而成的卷層，正極片為內、外表面上設置有正極活性物質塗層的鋁箔，負極片為內、外表面上設置有負極活性物質塗層的銅箔，鋁箔的一端鉚接有鋁極耳且為空白端，銅箔的另一端鉚接有鎳極耳且為空白端，所述銅箔的空白端摺疊且位於卷層的最內層，最內層相鄰的兩銅箔之間無隔膜，鋁箔的空白端位於卷層的最外層。本實用新型提供一種設計合理、操作簡單、鎳極耳多重保護和隔膜用量減少的鋰離子電池卷芯的結構。該結構能提高電池的安全性能，降低電池的成本，且降低成品電池的厚度，提高產品的合格率。
文檔編號H01M10/0587GK202172108SQ20112031651
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月26日 優先權日2011年8月26日
發明者劉亞明 申請人:山東齊星新能源科技有限責任公司