一種高功率動力電池的卷繞及引出結構的製作方法

2023-05-09 04:58:06 1

專利名稱：一種高功率動力電池的卷繞及引出結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及電池，尤其涉及動力型電池。
背景技術：
在電子產品非常普及的今天，電池是一個應用非常廣泛的產品，電池的種類很多，有鹼性鋅錳電池、鎘鎳電池、氫鎳電池、鋰電池、鋰離子電池等，還包括燃料電池、太陽能電池等。其中的鋰離子電池已經被人們廣泛使用，鋰離子電池的正極材料是氧化鈷鋰，負極材料是碳材，電池通過正極產生的鋰離子在負極碳材中的嵌入與遷出來實現電池的充放電過程，為了區別於傳統意義上的鋰電池，所以人們稱之為鋰離子電池。鋰離子電池自1990年問世以來，因其卓越的性能得到了迅猛的發展，並廣泛地應用於社會。鋰離子電池以其它電池所不可比擬的優勢迅速佔領了許多領域，像大家熟知的行動電話、筆記本電腦、小型攝像機等等，且越來越多的國家將該電池應用於軍事用途。應用表明，鋰離子電池是一種理想的小型綠色電源。
鋰離子電池一般都包括電池蓋、活性物質為氧化鈷鋰的正極、採用特殊複合膜的隔膜、活性物質為碳的負極、有機電解液和電池殼，其正極材料是氧化鈷鋰，負極是碳。鋰離子電池的工作原理即充放電原理是當對電池進行充電時，電池的正極上有鋰離子生成，生成的鋰離子經過電解液運動到負極，而作為負極的碳呈層狀結構，它有很多微孔，到達負極的鋰離子就嵌入到碳層的微孔中，嵌入的鋰離子越多，充電容量越高；同樣道理，當對電池進行放電時即使用電池的過程，嵌在負極碳層中的鋰離子脫出，又運動回到正極，回到正極的鋰離子越多，放電容量越高。我們通常所說的電池容量指的就是放電容量。不難看出，在鋰離子電池的充放電過程中，鋰離子處於從正極→負極→正極的運動狀態。如果我們把鋰離子電池形象地比喻為一把搖椅，搖椅的兩端為電池的兩極，而鋰離子就象優秀的運動健將，在搖椅的兩端來回奔跑。所以，專家們又給了鋰離子電池一個可愛的名字搖椅式電池。
鋰離子電池體積小、重量輕、能量密度高以及輸出功率高等特點作為可攜式通訊設備的電源被廣泛的應用。
動力電池廣泛應用於各行業，為動力型電子產品提供工作動力，可用於汽車、摩託車等交通工具及其它使用場合。目前傳統的動力電池採用依次疊放的負極片、隔膜紙、正極片、隔膜紙進行卷繞，再引出正極導電柄和負極導電柄。動力電池的輸出功率的高低是一個重要的性能指標，傳統鋰離子電池在高倍率放電條件下電芯極片表面極化增大、單位面積上的電流密度增加致使電阻升高，而且傳統結構中電流從極片至輸出端的距離較長，導致高倍率放電性能不理想，而動力電池對高倍率的要求較高。

發明內容本實用新型的目的就是解決現有技術中的問題，提出一種高功率動力電池的卷繞及引出結構，電極較薄型增加了電極面積，極片上產生的電流到電池的輸出端的距離短，具有理想的高倍率放電性能。
為實現上述目的，本實用新型提出了一種高功率動力電池的卷繞及引出結構，包括若干負極片、負極、負極導電柄、若干正極片、正極、正極導電柄和若干隔膜紙，所述若干負極片的一端塗料後一起連接在負極上，負極上引出負極導電柄，若干負極片的另一端不塗料，所述若干正極片的一端塗料後一起連接在正極上，正極上引出正極導電柄，若干正極片的另一端不塗料，若干負極片與若干正極片交錯疊放或卷繞，每隻負極片與正極片之間均隔有一片隔膜紙。
作為優選，所述負極片的厚度很薄，採用超薄的鋁集電基體，鋁箔厚度為0.008mm-0.016mm；所述正極片的厚度很薄，採用超薄的銅集電基體，銅箔厚度為0.005mm-0.01mm。
作為優選，所述負極片和正極片的寬度均在2cm-10cm之間。
本實用新型的有益效果本實用新型在塗敷極片時降低電極塗料的面密度使得極片更薄，在相同容量條件下電極越薄電極的面積就越大，也就是集流體面積更大，從而減少了集流體的電流密度降低了極化電阻；同時，改變了傳輸的集電構造，使極片上產生的電流到電池的輸出端的距離短。從而減小了內部電阻，實現了動力鋰離子電池的高輸出功率密度，大大提高了動力鋰離子電池的高倍率放電性能。該新型結構在生產繞制過程中也便於操作，大大地提高了產品的成品率。
本實用新型的特徵及優點將通過實施例結合附圖進行詳細說明。

圖1是現有技術中動力電池的卷繞及引出結構的結構示意圖2是本實用新型一種高功率動力電池的卷繞及引出結構的結構示意圖。
具體實施方式如圖1所示為現有技術中動力電池的卷繞及引出結構的結構示意圖。將原負極片11、原隔膜紙12、原正極片13、原隔膜紙12依次疊放後進行卷繞，再在原負極片11和原正極片13的表面中間部位分別添加原負極導電柄15和原正極導電柄16，以達到降低電流密度的作用。這種結構的正負極片的厚度較厚，在相同容量條件下電極的面積就較小，也就是集流體面積較小，集流體的電流密度較大，極化電阻較大；同時，限制了極片表面電流的路徑，極片上產生的電流到電池的輸出端的距離較長。從而使整個內部電阻較大，高倍率放電性能不理想，很難實現理想的高輸出功率密度。而且，極片的電芯在製片、卷繞時會給生產工作帶來諸多不便，生產繞制過程比較複雜，不方便操作，產品的成品率低。
如圖2所示為本實用新型一種高功率動力電池的卷繞及引出結構的結構示意圖。包括若干負極片21、負極22、負極導電柄23、若干正極片24、正極25、正極導電柄26和若干隔膜紙27，所述若干負極片21的一端塗料後一起連接在負極22上，負極22上引出負極導電柄23，若干負極片21的另一端不塗料，所述若干正極片24的一端塗料後一起連接在正極25上，正極25上引出正極導電柄26，若干正極片24的另一端不塗料，若干負極片21與若干正極片24交錯疊放或卷繞，每隻負極片21與正極片24之間均隔有一片隔膜紙27。從電池製造工藝的角度來說，要生產高能量密度，特別是高輸出功率密度的鋰離子電池，如何降低電池內部電阻是實現高輸出功率的關鍵。本實用新型結構使電極薄型化，從而在一定容積上增加電極了面積，減少了集流體的電流密度，降低了極化電阻；同時改變了傳輸的集電構造，使極片上產生的電流到電池的輸出端的距離更短。最終達到了減少內部電阻，實現高輸出功率的目的。作為優選，所述負極片21的厚度很薄，採用超薄的鋁集電基體，鋁箔厚度為0.008mm-0.016mm；所述正極片24的厚度很薄，採用超薄的銅集電基體，銅箔厚度為0.005mm-0.01mm。作為優選，所述負極片21和正極片24的寬度均在2cm-10cm之間。負極片21和正極片24上產生的電流到電池的輸出端的距離較短。本實用新型改變了傳輸的集電構造，也大大方便了極片的生產製造，生產繞制過程簡單，產品的成品率高。
本實用新型的應用不局限於鋰離子動力電池，同樣適用於其它類型的動力型電池，一切不超出本實用新型實質結構的改進及應用都屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種高功率動力電池的卷繞及引出結構，其特徵在於包括若干負極片(21)、負極(22)、負極導電柄(23)、若干正極片(24)、正極(25)、正極導電柄(26)和若干隔膜紙(27)，所述若干負極片(21)的一端塗料後一起連接在負極(22)上，負極(22)上引出負極導電柄(23)，若干負極片(21)的另一端不塗料，所述若干正極片(24)的一端塗料後一起連接在正極(25)上，正極(25)上引出正極導電柄(26)，若干正極片(24)的另一端不塗料，若干負極片(21)與若干正極片(24)交錯疊放或卷繞，每隻負極片(21)與正極片(24)之間均隔有一片隔膜紙(27)。
2.如權利要求1所述的一種高功率動力電池的卷繞及引出結構，其特徵在於所述負極片(21)的厚度很薄，採用超薄的鋁集電基體，鋁箔厚度為0.008mm-0.016mm；所述正極片(24)的厚度很薄，採用超薄的銅集電基體，銅箔厚度為0.005mm-0.01mm。
3.如權利要求1或2所述的一種高功率動力電池的卷繞及引出結構，其特徵在於所述負極片(21)和正極片(24)的寬度均在2cm-10cm之間。
專利摘要本實用新型公開了一種高功率動力電池的卷繞及引出結構，包括若干負極片、負極、負極導電柄、若干正極片、正極、正極導電柄和若干隔膜紙，若干負極片的一端塗料後一起連接在負極上，負極上引出負極導電柄，若干負極片的另一端不塗料，若干正極片的一端塗料後一起連接在正極上，正極上引出正極導電柄，若干正極片的另一端不塗料，若干負極片與若干正極片交錯疊放或卷繞，每隻負極片與正極片之間均隔有一片隔膜紙。本實用新型在塗敷極片時降低電極塗料的面密度使極片更薄，電極面積更大，減少了集流體的電流密度，降低了極化電阻；改變了傳輸的集電構造，使極片上產生的電流到電池的輸出端距離短，從而減小電阻，實現了動力鋰離子電池的高輸出功率密度。
文檔編號H01M10/38GK2867607SQ20062010099
公開日2007年2月7日 申請日期2006年2月15日 優先權日2006年2月15日
發明者徐剛 申請人:徐敖奎