电池卷芯、电池卷芯的制造方法及锂离子电池技术

本发明专利技术适用于锂离子电池领域，公开了电池卷芯、电池卷芯的制造方法及锂离子电池，其中，电池卷芯包括具有中空内孔的卷芯本体，卷芯本体包括依次层叠卷绕的第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片，正极片包括正极金属基片、正极耳和涂覆于正极金属基片上的正极涂层，负极片包括负极金属基片、负极耳和涂覆于负极金属基片上的负极涂层，正极耳和负极耳都设有至少两个，且各正极耳沿卷芯本体的径向位于中空内孔的同一侧，各负极耳沿卷芯本体的径向位于中空内孔的同一侧，各正极耳都与正极金属基片一体成型，各负极耳都与负极金属基片一体成型。本发明专利技术增加了极片上涂层的涂布面积，提高了锂离子电池的容量，并提高了电池卷芯的圆柱度。

Manufacturing Method of Battery Core and Core and Lithium Ion Battery

The invention is applicable to the field of lithium ion batteries, and discloses the manufacturing method of battery coil and battery coil core and lithium ion batteries, in which the battery coil core includes a coil body with hollow inner holes, the coil core body includes a first diaphragm, a negative diaphragm, a second diaphragm and a positive plate wound in turn, and the positive plate includes a positive metal substrate, a positive ear and a positive metal substrate coated on the positive metal substrate. The cathode plate consists of a negative metal substrate, a negative ear and a negative coating coated on the negative metal substrate. There are at least two positive ears and negative ears. The positive ears are located on the same side of the hollow inner hole along the radial direction of the core body, and the negative ears are located on the same side of the hollow inner hole along the radial direction of the core body. Each negative ear is integrated with the negative metal substrate. The invention increases the coating area of the coating on the polar plate, enhances the capacity of the lithium ion battery, and improves the cylindricity of the battery coil core.

【技术实现步骤摘要】
电池卷芯、电池卷芯的制造方法及锂离子电池
本专利技术涉及锂离子电池领域，尤其涉及电池卷芯、该电池卷芯的制造方法以及具有该电池卷芯的锂离子电池。
技术介绍
现有技术中，锂离子电池的正、负极片在制造时都是先在金属基片上涂布涂层，然后再焊接极耳，采用该工艺制造出的锂离子电池会存在以下问题：1)在涂布涂层时，需要在金属基片预留用于供极耳焊接的空白区域，从而会减少活性物质能够涂布的区域，进而影响了锂离子电池容量的提高。2)极片上焊接极耳的部位比其它部位更厚，卷绕形成电池卷芯后，极耳对应的部位较厚，会影响电池卷芯的整体尺寸和圆柱度，且极耳数量越多，对电池卷芯的结构和尺寸影响也就越大。
技术实现思路
本专利技术的第一个目的在于提供一种电池卷芯，其旨在解决现有技术正极耳和负极耳通过焊接方式与正极金属基片、负极金属基片连接导致锂离子电池容量难以提高、电池卷芯圆柱度差的技术问题。为达到上述目的，本专利技术提供的方案是：电池卷芯，包括具有中空内孔的卷芯本体，所述卷芯本体包括依次层叠卷绕的第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片，所述第一隔膜具有构成所述卷芯本体外侧面的壁面，所述正极片包括正极金属基片、凸设于所述正极金属基片一侧的正极耳和涂覆于所述正极金属基片上的正极涂层，所述负极片包括负极金属基片、凸设于所述负极金属基片一侧的负极耳和涂覆于所述负极金属基片上的负极涂层，所述正极耳和所述负极耳都设有至少两个，且各所述正极耳沿所述卷芯本体的径向位于所述中空内孔的同一侧，各所述负极耳沿所述卷芯本体的径向位于所述中空内孔的同一侧，各所述正极耳都与所述正极金属基片一体成型，各所述负极耳都与所述负极金属基片一体成型。可选地，各所述正极耳在圆周方向上的中分线位于同一直线上；且/或，各所述负极耳在圆周方向上的中分线位于同一直线上。可选地，所述卷芯本体包括若干个从所述中空内孔沿所述卷芯本体径向向外依次设置的卷绕圈层，定义所述卷绕圈层的圈数为i个，各所述卷绕圈层从所述中空内孔向外依次为第1圈、…、第n-1圈、第n圈、第n+1圈、…、第i圈，位于第n圈的正极耳的中心在所述正极片处于展开状态下到所述正极片之位于所述卷芯本体内圈的端部的距离Ln满足关系：Ln＝Ln0+K，其中，Ln0为位于第n圈的正极耳的中心在所述正极片处于展开状态下到所述正极片之位于所述卷芯本体内圈的端部的理论距离，且Ln0＝2*π*【n*r0+(d1+d2+2*d3)*(1+n)*n/2】，r0为中空内孔的半径，d1为所述正极片的厚度，d2为所述负极片的厚度，所述第一隔膜的厚度和所述第二隔膜的厚度都为d3；K为修正系数，且K＝2mm～5mm。可选地，位于第n圈的负极耳的中心在所述负极片处于展开状态下到所述负极片之位于所述卷芯本体内圈的端部的距离ln满足关系：ln＝ln0+l0+K，其中，ln0为位于第n圈的负极耳的中心在所述负极片处于展开状态下到所述负极片之位于所述卷芯本体内圈的端部的理论距离，且ln0＝2*π*【n*(r0+d1+d3)+(d1+d2+2*d3)*(1+n)*n/2】；l0为负极片的预卷长度，且l0＝π*D*m，D为用于形成所述中空内孔的卷针的直径，m为负极片的预卷圈数。可选地，D＝3.5mm±0.5mm，m＝1.5。可选地，所述正极耳设有5个，且所述5个正极耳分别位于所述卷芯本体的第5圈、8圈、11圈、14圈和17圈；且/或，所述负极耳设有4个，且所述4个负极耳分别位于所述卷芯本体的第5圈、9圈、13圈和17圈。可选地，所述正极金属基片的厚度为14μm±2μm，所述正极片的厚度为100μm～200μm；且/或，所述正极金属基片的宽度为56mm～58mm，所述正极耳沿所述正极金属基片之宽度方向延伸的长度为14.5mm±2mm；且/或，所述负极金属基片的厚度为8μm±2μm，所述负极片的厚度为100μm～200μm；且/或，所述负极金属基片的宽度为58mm～62mm，所述负极耳沿所述负极金属基片之宽度方向延伸的长度为5mm±1mm。本专利技术的第二个目的在于提供一种电池卷芯的制造方法，其包括如下步骤：涂布步骤，分别在正极金属片毛坯和负极金属片毛坯300上涂布正极涂层和负极涂层，并分别在所述正极金属片毛坯的一侧边缘留空白区以形成正极待裁切部和在所述负极金属片毛坯的一侧边缘留空白区以形成正极待裁切部，从而分别制得正极半成品和负极半成品；对辊步骤，分别将所述正极半成品和负极半成品烘干后进行辊压；裁切步骤，分别对所述正极片半成品和所述负极片半成品进行裁切，将所述正极待裁切部和所述负极待裁切部分别裁切形成正极耳和负极耳，从而分别制成正极片和负极片；卷绕步骤，将所述正极片、所述负极片、第一隔膜和第二隔膜按第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片的顺序依次层叠后卷绕形成电池卷芯。可选地，所述正极半成品包括多个交替设置的正极涂料部和正极待裁切部，所述正极涂料部的数量和所述正极待裁切部的数量相同，所述负极半成品包括多个交替设置的负极涂料部和负极待裁切部，所述负极涂料部的数量和所述负极待裁切部的数量相同；所述裁切步骤中，分别裁切形成数量与所述正极待裁切部数量相同的正极片和数量与所述负极待裁切部数量相同的负极片。本专利技术的第三个目的在于提供一种锂离子电池，其包括电池外壳、电解液和上述的电池卷芯，所述电池卷芯和所述电解液都设于所述电池外壳内，且各所述正极耳都焊接于所述电池外壳的内顶部，各所述负极耳都焊接于所述电池外壳的内底部。本专利技术提供的电池卷芯、电池卷芯的制造方法及锂离子电池，通过将正极耳和负极耳的数量都设为至少两个，从而可以有效降低正极片和负极片的物理内阻，从而利于满足锂离子电池大倍率充放电性能的要求。通过将各正极耳设为沿柱状卷芯本体的径向位于中空内孔的同一侧，将各负极耳设为沿柱状卷芯本体的径向位于中空内孔的同一侧，这样，可便于后续各正极耳、各负极耳与电池外壳的焊接操作，从而利于提高锂离子电池的装配效率。此外，通过将各正极耳设为都与正极金属基片一体成型，将各负极耳设为都与负极金属基片一体成型，从而使得各正极耳与正极金属基片可通过一个金属毛坯片裁切形成，各负极耳与负极金属基片可通过一个金属毛坯片裁切形成，这样，在涂布正极涂层和负极涂层时，不需要在正极金属基片和负极金属基片上预留用于供正极耳、负极耳焊接的空白区域，从而使得在同样长度的正极金属基片和负极金属基片上，正极涂层和负极涂层能够涂布的区域更多，进而利于提高锂离子电池的容量。同时，正极耳、负极耳的设置不会影响正极片和负极片的厚度，可有效提高电池卷芯的圆柱度，从而便于后续电池卷芯与电池外壳的装配。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1是本专利技术实施例提供的电池卷芯的俯视示意图；图2是本专利技术实施例提供的电池卷芯在展开状态下的结构示意图；图3是本专利技术实施例提供的电池卷芯中正极片的俯视示意图，图中点化线只是用于区分标识正极耳，而不代表该处存在断开现象；图4是本专利技术实施例提供的电池卷芯中正极片的侧向示意图；图5是本专利技术实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.电池卷芯，包括具有中空内孔的卷芯本体，所述卷芯本体包括依次层叠卷绕的第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片，所述第一隔膜具有构成所述卷芯本体外侧面的壁面，所述正极片包括正极金属基片、凸设于所述正极金属基片一侧的正极耳和涂覆于所述正极金属基片上的正极涂层，所述负极片包括负极金属基片、凸设于所述负极金属基片一侧的负极耳和涂覆于所述负极金属基片上的负极涂层，其特征在于，所述正极耳和所述负极耳都设有至少两个，且各所述正极耳沿所述卷芯本体的径向位于所述中空内孔的同一侧，各所述负极耳沿所述卷芯本体的径向位于所述中空内孔的同一侧，各所述正极耳都与所述正极金属基片一体成型，各所述负极耳都与所述负极金属基片一体成型。

【技术特征摘要】
1.电池卷芯，包括具有中空内孔的卷芯本体，所述卷芯本体包括依次层叠卷绕的第一隔膜、负极片、第二隔膜和正极片，所述第一隔膜具有构成所述卷芯本体外侧面的壁面，所述正极片包括正极金属基片、凸设于所述正极金属基片一侧的正极耳和涂覆于所述正极金属基片上的正极涂层，所述负极片包括负极金属基片、凸设于所述负极金属基片一侧的负极耳和涂覆于所述负极金属基片上的负极涂层，其特征在于，所述正极耳和所述负极耳都设有至少两个，且各所述正极耳沿所述卷芯本体的径向位于所述中空内孔的同一侧，各所述负极耳沿所述卷芯本体的径向位于所述中空内孔的同一侧，各所述正极耳都与所述正极金属基片一体成型，各所述负极耳都与所述负极金属基片一体成型。2.如权利要求1所述的电池卷芯，其特征在于，各所述正极耳在圆周方向上的中分线位于同一直线上；且/或，各所述负极耳在圆周方向上的中分线位于同一直线上。3.如权利要求1或2所述的电池卷芯，其特征在于，所述卷芯本体包括若干个从所述中空内孔沿所述卷芯本体径向向外依次设置的卷绕圈层，定义所述卷绕圈层的圈数为i个，各所述卷绕圈层从所述中空内孔向外依次为第1圈、…、第n-1圈、第n圈、第n+1圈、…、第i圈，位于第n圈的正极耳的中心在所述正极片处于展开状态下到所述正极片之位于所述卷芯本体内圈的端部的距离Ln满足关系：Ln＝Ln0+K，其中，Ln0为位于第n圈的正极耳的中心在所述正极片处于展开状态下到所述正极片之位于所述卷芯本体内圈的端部的理论距离，且Ln0＝2*π*【n*r0+(d1+d2+2*d3)*(1+n)*n/2】，r0为中空内孔的半径，d1为所述正极片的厚度，d2为所述负极片的厚度，所述第一隔膜的厚度和所述第二隔膜的厚度都为d3；K为修正系数，且K＝2mm～5mm。4.如权利要求3所述的电池卷芯，其特征在于，位于第n圈的负极耳的中心在所述负极片处于展开状态下到所述负极片之位于所述卷芯本体内圈的端部的距离ln满足关系：ln＝ln0+l0+K，其中，ln0为位于第n圈的负极耳的中心在所述负极片处于展开状态下到所述负极片之位于所述卷芯本体内圈的端部的理论距离，且ln0＝2*π*【n*(r0+d1+d3)+(d1+d2+2*d3)*(1+n)*n/2】；l0为负极片的预卷长度，且l0＝π*D*m，D为用于形成所述中空内孔的卷针的直径，m为负极片的预卷圈数。5.如权利要求4所述的电池卷芯，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王保，黄国文，朱燕飞，
申请(专利权)人：深圳市卓能新能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44