圆柱形锂离子电池卷芯的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锂离子电池，特别涉及一种可提高接触面积，从而降低电池内阻，提高电池性能的圆柱形锂离子电池卷芯。
【【背景技术】】
[0002]圆柱形锂离子电池是锂离子电池中的一种，其由负极极片、正极极片、电解液以及介于正极极片与负极极片之间防止短路的隔离膜组成。正极极片和负极极片通常被加工成薄片状。将负极极片、隔离膜、正极极片按顺序层叠并卷绕，便形成了圆柱形的卷芯，然后将圆柱形的卷芯装入由不锈钢、镀镍的铁或铝制的壳体中，最后注入电解液便可封装成圆柱形锂离子电池。传统的封装方法中，壳体通常是一端开口，一端封闭，卷芯通常是一端焊接有正极极耳，另一端焊接有负极极耳。封装时，将卷芯由壳体的开口端置入壳体内，使卷芯的负极极耳对应于壳体的封闭端。然后使用焊针从卷芯的中心由正极端插入至负极端，将负极极耳焊接在壳体内底部上，使负极极片通过负极极耳连通壳体，从而使壳体成为负极，完成负极端的封装。电池正极端的封装，通常是利用正极盖帽卡接的方式:在壳体正极端的近端部进行辊槽，在壳体内部形成凸沿而将卷芯卡在凸沿与壳体底部之间，然后将正极盖帽与正极极片焊接在一起，使之导通，最后在壳体的开口端卡入正极盖帽。其后利用机械将壳体高出正极盖帽的边缘部分向内压，从而使得壳体扣住正极盖帽，使正极盖帽密封住壳体的开口端，并限制住卷芯的位移，从而完成电池的正极封装。
[0003]传统的卷芯，其正极极片和负极极片的两端分别平齐，其负极端通过焊接负极极耳而与壳体进行连接，而焊点的接触面积有限，从而导致极片与壳体的接触面积较小。而负极极片与壳体的接触面积越大，电池的内阻越小，电池的电化学性能越好，因此，传统的卷芯，不利于降低封装后电池的内阻，不利于提高电池的电化学性能。
【【实用新型内容】】
[0004]本实用新型旨在解决上述问题，而提供一种可提高负极极片与壳体接触面积，从而降低电池内阻，提高电池性能的圆柱形锂离子电池卷芯。
[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了一种圆柱形锂离子电池卷芯，所述卷芯包括正极极片、隔离膜和负极极片，所述正极极片、隔离膜和负极极片卷绕贴合在一起，所述正极极片包括正极集流体和涂布于正极集流体表面上的正极活性材料，所述负极极片包括负极集流体和涂布于负极集流体表面上的负极活性材料，其特征在于，在所述负极集流体的沿高度方向的一端端部上设有高出正极集流体该端端部的延伸部，所述延伸部与所述负极集流体一体连接。
[0006]所述延伸部设于靠近卷芯外侧的负极集流体的沿高度方向的一端端部。
[0007]所述延伸部的端部与所述负极集流体的沿长度方向的端部平齐。
[0008]所述负极集流体为铜箔，所述正极集流体为铝箔。
[0009]在所述正极集流体上连接有正极极耳。
[0010]所述负极活性材料沿负极集流体的长度方向涂布于负极集流体的中部，在所述负极集流体的沿高度方向的两侧边缘形成未涂布负极活性材料的空白区。
[0011]所述延伸部呈连续的矩形结构。
[0012]所述延伸部由若干个相互间隔的延伸部单元构成，所述延伸部单元分别与所述负极集流体一体连接。
[0013]本实用新型的有益贡献在于，其有效解决了上述问题。本实用新型通过使卷芯负极极片的负极集流体高于正极集流体，从而使得封装时，可将高出的部分负极集流体与壳体的端部直接卷接在一起，使的壳体与负极集流体直接连通而成为负极，进而大大提高壳体与负极集流体的接触面积，达到降低电池内阻，提高电池性能的目的。
【【附图说明】】
[0014]图1是本实用新型的结构框图。
[0015]图2是本实用新型的剖面结构示意图。
[0016]图3是本实用新型的使用状态结构示意图，即卷芯与壳体的封装结构示意图。
[0017]图4是本实用新型的负极极片展开时的结构示意图。
[0018]图5是本实用新型的负极极片展开时的另一结构不意图。
[0019]其中，卷芯1、正极极片11、正极极耳111、隔离膜12、负极极片13、负极集流体131、负极活性材料132、延伸部133、延伸部单元1331、壳体2、凸沿21、正极盖帽3。
【【具体实施方式】】
[0020]下列实施例是对本实用新型的进一步解释和补充，对本实用新型不构成任何限制。
[0021]如图1?图5所示，本实用新型的圆柱形锂离子电池卷芯的主要要点在于，使负极集流体13的端部局部高于正极集流体，从而使得局部高出的负极集流体可用于直接与壳体固定连接，从而达到增加与壳体接触面积的目的，实现降低电池内阻，提高电池电化学性能的目的。
[0022]如图2所示，所述卷芯I包括正极极片11、隔离膜12和负极极片13。
[0023]如图1所示，所述正极极片11包括正极集流体、正极活性材料。所述正极集流体和正极活性材料均可选用公知的材料。所述正极活性材料按公知的工艺涂布于所述正极集流体的两侧表面。对于锂离子电池，通常选取铝箔作为正极集流体，因此，本实施例中，所述正极集流体为铝箔。其他实施例中，所述正极集流体亦可为其他金属箔。在所述正极集流体上连接有正极极耳111，该正极极耳111用于连接正极盖帽3。所述正极极耳111以公知的方式与所述正极集流体连接。
[0024]如图1所示，所述负极极片13包括负极集流体131、负极活性材料132。所述负极集流体131和负极活性材料132均可选用公知的材料。所述负极活性材料132按公知的工艺涂布于所述负极集流体131的两侧表面。对于锂离子电池，通常选取铜箔作为负极集流体131，因此，本实施例中，所述负极集流体131为铜箔，其他实施例中，所述负极集流体131亦可为其他金属箔。如图4、图5所示，所述负极集流体131呈长条状，所述负极活性材料132沿长度方向涂布于负极集流体131的中间部分，从而使得负极集流体131沿高度方向的两侧边缘为空白区，其上未涂布有负极活性材料132。在所述负极集流体131的沿高度方向的一端端部上设有高出该端边缘的延伸部133。所述延伸部133用于与壳体的端部进行固定连接。本实施例中，所述延伸部133靠近负极集流体131沿长度方向的端部，并与负极集流体131的沿长度方向的端部平齐，从而使得极片卷绕成卷芯I时，负极极片13上的延伸部133可位于卷芯I最外层的位置处。所述延伸部133的形状可根据需要而设置，其可设置成多种形式，如其可呈连续的矩形结构(如图4所示)，或可由若干个相互间隔的延伸部单元1331组成(如图5所示)。为增加负极集流体131与壳体的接触面积，本实施例中，所述延伸部优选连续的矩形结构，且其长度以负极极片13卷绕时延伸部133可卷绕呈环形为佳。所述延伸部133与所述负极集流体131 —体连接，该延伸部133亦为铜箔。
[0025]如图2所示，所述隔离膜12设于正极极片11与负极极片13之间，其用于隔离正极极片11与负极极片13以防止短路。所述正极极片11、隔离膜12，负极极片13依次叠合并卷绕而形成卷芯I。所述负极极片13与正极极片11的一端平齐，其另一端部分边缘与正极极片11边缘平齐，其延伸部133高于正极极片该端的边缘。
[0026]藉此，便形成了本实用新型的圆柱形锂离子电池卷芯。使用时，如图3所示，将卷芯I置入两端开口的壳体2内，壳体的内部预先成型有可抵住卷芯的凸沿21，当卷芯置入壳体2内时，卷芯I的延伸部133便可伸入至凸沿21与壳体端部之间，从而可将壳体2的端部与卷芯负极集流体131的延伸部133固定连接在一起，如共同由外向内卷曲而连接在一起，进而使的壳体2成为负极。由于卷芯I的负极集流体133端部的延伸部133可直接与壳体连接，因而大大增加了负极集流体133与壳体2的接触面积，从而利于减小电池的内阻，减少自耗能源，降低热效应，提高电池的放电倍率，使电池使用更安全。
[0027]尽管通过以上实施例对本实用新型进行了揭示，但是本实用新型的范围并不局限于此，在不偏离本实用新型构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。
【主权项】
1.一种圆柱形锂离子电池卷芯，所述卷芯(I)包括正极极片(11)、隔离膜(12)和负极极片(13)，所述正极极片(11)、隔离膜(12)和负极极片(13)卷绕贴合在一起，所述正极极片(11)包括正极集流体和涂布于正极集流体表面上的正极活性材料，所述负极极片(13)包括负极集流体(131)和涂布于负极集流体(131)表面上的负极活性材料(132)，其特征在于，在所述负极集流体(131)的沿高度方向的一端端部上设有高出正极集流体该端端部的延伸部(133)，所述延伸部(133)与所述负极集流体(13) 一体连接。2.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池卷芯，其特征在于，所述延伸部(133)设于靠近卷芯(I)外侧的负极集流体(131)的沿高度方向的一端端部。3.如权利要求2所述的圆柱形锂离子电池卷芯，其特征在于，所述延伸部(133)的端部与所述负极集流体(131)的沿长度方向的端部平齐。4.如权利要求3所述的圆柱形锂离子电池卷芯，其特征在于，所述负极集流体(131)为铜箔，所述正极集流体为铝箔。5.如权利要求4所述的圆柱形锂离子电池卷芯，其特征在于，在所述正极集流体上连接有正极极耳。6.如权利要求5所述的圆柱形锂离子电池卷芯，其特征在于，所述负极活性材料(132)沿负极集流体(13)的长度方向涂布于负极集流体(13)的中部，在所述负极集流体(13)的沿高度方向的两侧边缘形成未涂布负极活性材料(132)的空白区。7.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池卷芯，其特征在于，所述延伸部(133)呈连续的矩形结构。8.如权利要求1所述的圆柱形锂离子电池卷芯，其特征在于，所述延伸部(133)由若干个相互间隔的延伸部单元(1331)构成，所述延伸部单元(1331)分别与所述负极集流体(131)—体连接。
【专利摘要】一种圆柱形锂离子电池卷芯，所述卷芯包括正极极片、隔离膜和负极极片，所述正极极片、隔离膜和负极极片卷绕贴合在一起，所述正极极片包括正极集流体和涂布于正极集流体表面上的正极活性材料，所述负极极片包括负极集流体和涂布于负极集流体表面上的负极活性材料，其特征在于，在所述负极集流体的沿高度方向的一端端部上设有高出正极集流体该端端部的延伸部，所述延伸部与所述负极集流体一体连接。本实用新型通过使卷芯负极极片的负极集流体高于正极集流体，从而使得封装时，可将高出的部分负极集流体与壳体的端部直接卷接在一起，使的壳体与负极集流体连通而成为负极，进而大大提高壳体与负极集流体的接触面积，达到降低电池内阻，提高电池性能的目的。
【IPC分类】H01M10/0587
【公开号】CN205319259
【申请号】CN201620100015
【发明人】陈佩
【申请人】陈佩
【公开日】2016年6月15日
【申请日】2016年2月1日