一种锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术提供一种锂离子电池，其至少部分所述负极边缘区域的负极材料层厚度大于负极中心区域的负极材料层厚度；所述负极边缘区域的负极材料层厚度比负极中心区域的负极材料层厚度大0.25倍-0.6倍至少部分所述正极边缘区域的正极材料层厚度小于正极中心区域的正极材料层厚度；所述正极边缘区域的正极材料层厚度比正极中心区域的正极材料层厚度小0.3倍-0.7倍。锂离子电池能有效避免低温充电时负极边缘产生锂沉积，进而提高低温充电截止电压，从而提高电池容量、能量和功率。

【技术实现步骤摘要】

本技术具体涉及一种锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池由于具有能量密度高、循环寿命长、开路电压高、安全无污染等一系列 优点，已广泛应用于移动电话、笔记本电脑、数码相机、摄像机、roA、MP3、Bluet 〇〇th、Pifl^ 众多便携式通信、娱乐电子产品中，并逐步向电动汽车、空间站等领域拓展，其市场占有率 达到90%以上。因此，锂离子电池是目前最具有竞争力的、且已经实现商业化发展的新一代 二次能源。 正因为其应用领域的广泛扩展，其应用环境也变得多样化，其低温性能等也变得 突出，成为其研发的重点和难点。现有改善锂离子电池低温性能的方法有:改善电极配方、 电解液配方、降低极片厚度、提高极片孔隙率等，目前商业锂离子电池已经比较成熟，上述 几项方案基本已达到最优状态，对锂离子电池的低温性能改善空间有限，制约了其发展应 用。
技术实现思路
本申请是基于专利技术人对以下事实和问题的发现和认识作出的： 专利技术人在对锂离子电池的研究中发现，现有的电极极片上的电极材料层厚度一般 一致，当电池低温充电时，若电压过高，则产生锂沉积。也有为了工艺需求，提高极片良品率 而将电极材料层边缘减薄的技术方案，但此种电池的极芯边缘处正负极间距变长，研究发 现其极化也增大，电池低温充电电压过高时，仍会产生锂沉积。锂沉积经过循环使用，最终 会变成死锂，使得电池的安全性得不到保障。 对于上述问题，专利技术人经过深入研究发现:锂离子电池低温充电时，其锂沉积一般 在负极材料层的两侧边缘位置产生，其产生的宽度大约在40mm以内，与正极片和负极片的 宽度无关。同时，我们还研究了石墨的充电，石墨为层状晶体，当石墨发生嵌锂反应(充电） 时，首先石墨层中每3层嵌入1层锂，此为m阶嵌锂;待嵌满后变为每2层嵌入1层锂，此为Π 阶嵌锂;待嵌满后变为每1层嵌入1层锂，此为I阶嵌锂。进一步的我们研究了石墨负极低温 充电时产生锂沉积的机理，发现石墨负极在m阶嵌锂时不产生锂沉积，从π阶嵌锂开始才 可能产生锂沉积。有鉴于此，本申请的专利技术人对负极极片的结构进行了改进。具体而言，通 过极片设计，增加负极极片上负极材料层边缘的厚度，避免低温充电时负极材料层边缘产 生锂沉积，进而提高低温充电截止电压，从而提高电池容量、能量和功率，有效解决了相关 技术中的问题。 本技术旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实 用新型提出了一种锂离子电池。 根据本技术的锂离子电池，包括电池壳体、极芯和电解液，所述极芯和电解液 密封容纳在所述电池壳体内，所述极芯包括正极极片、负极极片和位于正极极片与负极极 片之间的隔膜，其中，所述负极极片包括负极集流体和附着在所述负极集流体上的负极材 料层，所述负极材料层包括负极中心区域和与负极中心区域相连的位于负极中心区域外围 的负极边缘区域，至少部分所述负极边缘区域的负极材料层厚度大于负极中心区域的负极 材料层厚度;所述负极边缘区域的负极材料层厚度比负极中心区域的负极材料层厚度大 0.25倍-0.6倍;所述正极极片包括正极集流体和附着在所述正极集流体上的正极材料层， 所述正极材料层包括与负极中心区域相对的正极中心区域和与负极边缘区域相对的正极 边缘区域，至少部分所述正极边缘区域的正极材料层厚度小于正极中心区域的正极材料层 厚度;所述正极边缘区域的正极材料层厚度比正极中心区域的正极材料层厚度小0.3倍-0.7倍。优选，正极边缘区域的正极材料层和负极边缘区域的负极材料层的总厚度与正极 中心区域的正极材料层和负极中心区域的负极材料层的总厚度一致。 优选，负极边缘区域的宽度为1~50mm，所述正极边缘区域的宽度为1~50mm。 进一步优选，负极边缘区域的宽度为3~30mm，所述正极边缘区域的宽度为3~ 30mm 〇 更进一步优选，负极边缘区域的宽度为5~15mm，所述正极边缘区域的宽度为5~ 15mm〇 优选，负极极片为方形，在负极极片的宽度方向上位于负极中心区域两侧的负极 边缘区域的负极材料层厚度大于负极中心区域的负极材料层厚度;所述正极极片为方形， 在正极极片的宽度方向上位于正极中心区域两侧的正极边缘区域的正极材料层厚度小于 正极中心区域的正极材料层厚度。优选，正极边缘区域的正极材料层的容量与负极边缘区域的负极材料层的容量比 为1:2-1：6〇进一步优选，正极边缘区域的正极材料层的容量与负极边缘区域的负极材料层的 容量比为1:3.2-1:4。本技术的正极极片上正极材料层边缘变薄，负极极片上负极材料层边缘变 厚，在负极极片的中心位置和边缘位置的负极材料层相对正极材料层过量比例不同，边缘 位置的负极材料层过量比例更高，能有效避免低温充电时负极边缘产生锂沉积，进而提高 低温充电截止电压，从而提高电池容量、能量和功率。【附图说明】 图1是根据本技术一个实施例的负极极片的结构示意图； 图2是根据本技术另一个实施例的负极极片的结构示意图； 图3是根据本技术一个实施例的正极极片的结构示意图； 图4是根据本技术另一个实施例的正极极片的结构示意图；图5是根据本技术一个实施例的极芯的结构示意图；图6是根据本技术另一个实施例的极芯的结构示意图；图7是本技术实施例1正极极片制备拉浆示意图；图8是本技术实施例1负极极片制备拉浆示意图；图9是本技术实施例5正极极片制备拉浆示意图；图10是本技术实施例5负极极片制备拉浆示意图。 附图标记：负极极片-1，负极中心区域-11，负极边缘区域-12，负极集流体-13; 正极极片-2，正极中心区域-21，正极边缘区域-22，正极集流体-23;负极涂覆滚轮_3;正极涂覆滚轮_4。【具体实施方式】 下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过 参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本技术，而不能理解为对本实用新 型的限制。 根据本技术的一种锂离子电池，包括电池壳体、极芯和电解液，所述极芯和电 解液密封容纳在所述电池壳体内，如附图5、6所示，所述极芯包括正极极片2、负极极片1和 位于正极极片与负极极片之间的隔膜（图中未示出）。极芯一般通过正极极片2、中间绝缘的 隔膜和负极极片1通过卷绕或层叠制得，正极极片2、负极极片1相对设置，一般，正极、负极 相对的面上对应分别设有正极材料层和负极材料层，即正极极片2上与负极极片1上负极材 料层对应的位置设有正极材料层，一般负极极片1上含有负极材料部分完全覆盖正极极片2 上含有正极材料部分。 如附图1、2所示，本技术的锂离子电池负极极片1，包括负极集流体13和附着 在所述负极集流体13上的负极材料层。本技术当前第1页1 2 3 4 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂离子电池，包括电池壳体、极芯和电解液，所述极芯和电解液密封容纳在所述电池壳体内，所述极芯包括正极极片、负极极片和位于正极极片与负极极片之间的隔膜，其特征在于，所述负极极片包括负极集流体和附着在所述负极集流体上的负极材料层，所述负极材料层包括负极中心区域和与负极中心区域相连的位于负极中心区域外围的负极边缘区域，至少部分所述负极边缘区域的负极材料层厚度大于负极中心区域的负极材料层厚度；所述负极边缘区域的负极材料层厚度比负极中心区域的负极材料层厚度大0.25倍‑0.6倍；所述正极极片包括正极集流体和附着在所述正极集流体上的正极材料层，所述正极材料层包括与负极中心区域相对的正极中心区域和与负极边缘区域相对的正极边缘区域，至少部分所述正极边缘区域的正极材料层厚度小于正极中心区域的正极材料层厚度；所述正极边缘区域的正极材料层厚度比正极中心区域的正极材料层厚度小0.3倍‑0.7倍。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江文锋，屈丽辉，周兴锋，
申请(专利权)人：惠州比亚迪电池有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44