一种新型卷绕电池用正极片及卷绕电池制造技术

本实用新型专利技术提供一种新型卷绕电池用正极片，包括集流体、正极活性物质层和绝缘层，其中，所述正极活性物质层和所述绝缘层均是涂覆在所述集流体上，所述绝缘层设置在所述正极片两个相对的端部，所述端部为所述正极片卷绕前的短边端部；所述正极活性物质层设置在所述正极片的中部。相比于现有技术，本实用新型专利技术在正极片的两个短边端部设置绝缘层，相当于延长了正极片的长度，使得正极片的长度与负极片的长度接近，缩短了此前的OVERHANG区域，同时也可以起到阻隔电池短路的作用，还提升了卷绕后极片的整体宽度，增加了电池的有效利用空间，进而提升了电池的能量密度。此外，本实用新型专利技术也提供了一种包括该正极片的新型卷绕电池。

【技术实现步骤摘要】
一种新型卷绕电池用正极片及卷绕电池
本技术涉及锂离子电池领域，具体涉及一种新型卷绕电池用正极片及卷绕电池。
技术介绍
随着卷绕电池的发展日益成熟，其在市场的占比越来越大。但是由于卷绕电池的卷绕两边通常为圆形、收尾时也需要两层隔膜进行包裹等原因，导致卷绕电池的内部空间没有被完全利用，再加上防短路的OVERHANG区，使得卷绕电池的能量密度低下，越来越满足不了各项电子产品对电池能量密度的需求。因此，如何提高卷绕电池的能量密度也成了各大学者、企业的研究热点。目前的卷绕电池主要是采用隔膜包负极、负极包正极的卷绕方式，往往负极片的长度大于正极片的长度以产生OVERHANG(参见图1卷绕电池的剖面图)，通过这种尺寸差的设计，避免锂离子在负极表面析出，形成锂枝晶，实现了正负极间的物理隔离，以解决正负极间短路的问题。但是此种设计仍存在很大的缺陷：第一，OVERHANG的区域面积难以控制。如果设计面积过小，由于极片数量较多，且正负极片无法对齐，电芯叠片贴胶松动时，大大增加了正负极片错动的几率，则无法有效阻止电池短路的问题；如果设计面积过大，正负极片长度设计相对差偏大，则存在空间利用率低的缺陷，导致电芯的有效面积利用率低。第二，由于OVERHANG的存在，浪费了很多活性物质区，在已有的电池尺寸下限制了电池能量密度的提升。有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。
技术实现思路
本技术的一目的在于：提供一种新型卷绕电池用正极片，通过改变正极片的结构设计，以达到大大降低电池的OVERHANG区域，在已有的电池尺寸设计下提升极片的整体宽度以增加电池的有效使用空间，同时极大地降低正负极接触导致短路的风险，提升电池的安全性能。为了实现上述目的，本技术采用以下技术方案：一种新型卷绕电池用正极片，包括集流体、正极活性物质层和绝缘层，其中，所述正极活性物质层和所述绝缘层均是涂覆在所述集流体上，所述绝缘层设置在所述正极片两个相对的端部，所述端部为所述正极片卷绕前的短边端部；所述正极活性物质层设置在所述正极片的中部。本技术在正极片的两个短边端部设置绝缘层，即在正极活性物质层保持不变的情况增加了绝缘层的设置，相当于延长了正极片的长度，如此可以使得正极片的长度与负极片的长度接近。而常规的卷绕电池设置一般是将负极片大于正极片的长度部分设置为OVERHANG区域，同样地，隔膜的长度也相应的设置长于负极片的长度，通过这种尺寸差的设置，以此决定电池短路的问题。但是本技术通过添设绝缘层的设置，使得正极片的长度可以接近或者是等于负极片的长度，而隔膜与负极片的长度差也大大缩短，也因此大大缩短此前的OVERHANG区域，同时绝缘层的设置也可以起到阻隔电池短路的作用。此外，本技术通过改变正极片的设置，大大缩短了正极片、负极片和隔膜之间的尺寸差，如此在保证负极片尺寸不变的情况下，缩小了电池的尺寸设计，即相当于提升了活性物质层的占比，提升了电池的能量密度。或者换个角度说，即在电池尺寸保持不变的情况下，增大负极片和正极片的长度设计，卷绕后即提升了极片的整体宽度，增加了电池的有效利用空间，由此也可以提升活性物质层的占比，提升电池的能量密度。优选的，所述绝缘层为陶瓷绝缘材料层、涂层绝缘材料层或塑料绝缘材料层。绝缘层设置在延长的集流体上，即可以在集流体上涂覆完活性物质层后再接着继续涂覆绝缘层，绝缘层尽量靠近正极片的两侧边缘设置，以扩大活性物质层的面积。优选的，所述绝缘层的厚度大于所述正极活性物质层的厚度。本专利技术的另一目的在于，提供一种新型卷绕电池，包括上述任一项所述的正极片、负极片和隔膜；所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间。本技术提供的卷绕电池，通过改变正极片的结构设计，在正极片的端部设置绝缘层达到延长正极片长度的目的，在保证电池性能的前提下大大缩短了电池的OVERHANG设置，同时延长正极片的长度可以使其无限接近负极片的长度，而相应的负极片的长度可以延长至无限接近隔膜的长度，由此在电池尺寸保持不变的情况下，增大负极片和正极片的长度设计，在卷绕后提升了极片的整体宽度，增加了电池的有效利用空间，由此也可以提升活性物质层的占比，提升电池的能量密度。优选的，所述正极片的长度与所述负极片的长度之差为0～1mm。两者的长度差设计可以取决于绝缘层设置的长度。具体的可将两者的长度差控制在1mm内，相比于常规的十几二十毫米之差，大大缩短了OVERHANG，而缩短的部分也可以用于增加活性物质区的设计，进一步提高电池的能量密度。优选的，所述正极片的长度等于所述负极片的长度。将两者的长度设置为相等，直接延长绝缘层的设置长度使其代替的OVERHANG的设置，可以更进一步提高电池的有效利用空间，进而提升电池的能量密度。优选的，所述绝缘层的端部与所述负极片的端部齐平设置。优选的，所述隔膜的长度与所述负极片的长度之差为0～2mm。当负极片与正极片的OVERHANG缩短设置之后，当然，隔膜与负极片的长度之差也可缩短设置，具体的可将两者的长度差控制在2mm内，以保证负极片与正极片的存在长度差时同样在隔膜与负极片之间也存在长度差相对应。优选的，所述隔膜的长度与所述负极片的长度之差为0～1mm。当负极片与正极片的长度差做适当缩小时，隔膜与负极片的长度差也可做相应的缩小，以实现电池容量更进一步的提升。优选的，所述负极片的端部、所述绝缘层的端部、所述隔膜的端部齐平设置。当负极片、正极片和隔膜的长度的为一样长时，也即可以保持三者的端部齐平，使其卷绕之后的电池容量达到最大值。本技术的有益效果在于：1)本技术提供一种新型卷绕电池用正极片，包括集流体、正极活性物质层和绝缘层，其中，所述正极活性物质层和所述绝缘层均是涂覆在所述集流体上，所述绝缘层设置在所述正极片两个相对的端部，所述端部为所述正极片卷绕前的短边端部；所述正极活性物质层设置在所述正极片的中部。相比于现有技术，本技术在正极片的两个短边端部设置绝缘层，即在正极活性物质层保持不变的情况增加了绝缘层的设置，相当于延长了正极片的长度，如此可以使得正极片的长度与负极片的长度接近，而隔膜与负极片的长度差也大大缩短，因此大大缩短此前的OVERHANG区域，同时绝缘层的设置也可以起到阻隔电池短路的作用，避免了因OVERHANG区域缩短带来的短路问题。此外，本技术因大大缩短了正极片、负极片和隔膜之间的尺寸差，如此在保证负极片尺寸不变的情况下，缩小了电池的尺寸设计，相当于提升了活性物质层的占比，提升了电池的能量密度；也即是在电池尺寸保持不变的情况下，增大负极片和正极片的长度设计，卷绕后即提升了极片的整体宽度，增加了电池的有效利用空间，由此也可以提升活性物质层的占比，提升电池的能量密度。2)本技术还提供了一种新型卷绕电池，该电池包括上述所述正极片。相比于现有的卷绕电池，本卷绕电池大大缩短了OVERHANG的设置，优化了传统的隔膜包负极、负极包正极的设置，将三者尽可能的转变为在同一水平上，使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型卷绕电池用正极片，其特征在于，包括集流体、正极活性物质层和绝缘层，其中，所述正极活性物质层和所述绝缘层均是涂覆在所述集流体上，所述绝缘层设置在所述正极片两个相对的端部，所述端部为所述正极片卷绕前的短边端部；所述正极活性物质层设置在所述正极片的中部。/n

【技术特征摘要】
1.一种新型卷绕电池用正极片，其特征在于，包括集流体、正极活性物质层和绝缘层，其中，所述正极活性物质层和所述绝缘层均是涂覆在所述集流体上，所述绝缘层设置在所述正极片两个相对的端部，所述端部为所述正极片卷绕前的短边端部；所述正极活性物质层设置在所述正极片的中部。


2.根据权利要求1所述的新型卷绕电池用正极片，其特征在于，所述绝缘层的厚度大于所述正极活性物质层的厚度。


3.一种新型卷绕电池，其特征在于，包括权利要求1～2任一项所述的正极片、负极片和隔膜；所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间。


4.根据权利要求3所述的新型卷绕电池，其特征在于，所述正极片的长度与所述负...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘良海，谢梅，涂健，李隼，李雄成，曾艳，
申请(专利权)人：湖南立方新能源科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：湖南;43