低极化参数、长寿命的圆柱锂离子电池制造技术

本实用新型专利技术属于可重复使用的二次电源（可充电电池）技术领域，特别是一种圆柱锂离子电池。它包括装设于圆柱形壳体罐内经卷绕制成电池极芯，该电池极芯是正、负极极片双层卷绕，自上而下地按如下顺序排列极片：正极极片－隔膜－负极极片－隔膜－正极极片－隔膜－负极极片－隔膜。藉由该结构主要解决现有圆柱锂离子电池的极片单层卷绕结构导致卷绕困难，极化参数大，影响电性能的发挥的技术问题，延长了电池使用寿命。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于可重复使用的二次电源(可充电电池)
，特别是一种低极化参数、长寿命的圆柱锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池是二十世纪九十年代日本SONY公司研制并开始实现商品化的，它的出现是二次电池发展史上的一次飞跃。锂离子电池以其重量轻、容量高、工作电压高、使用寿命长以及无污染等特点而得到迅速发展，其全球销售额已经超过了镍氢、镍镉电池的总和。我国近几年来在锂离子电池产业化方面有了长足的发展，2003年总产量已经超过2.5亿只，预计2004年将达到5亿只的生产规模，正在赶上和超过世界先进水平。锂离子电池的生产工艺技术非常严格、复杂，这里简单介绍一下其生产工艺中的几个主要工序。1.制浆用专门的溶剂和粘接剂分别与粉末状的正负极活性物质混合，经高速搅拌均匀后，制成浆状的正负极物质。2.涂膜将制成的浆料均匀地涂覆在集流体金属箔的表面，烘干，分别制成正、负极极片11、12。3.装配结构详见图1、2，按正极极片11--隔膜13--负极极片12--隔膜13自上而下的顺序放好，经卷绕制成电池极芯1，然后装入圆柱形壳体罐2内，再经注入电解液、封口等工艺过程，即完成电池的装配过程，制成成品电池。4.化成用专用的电池充放电设备对成品电池进行充放电测试，对每一只电池都进行检测，筛选出合格的成品电池，包装出厂。从上述生产工艺第三道工序中可以看出，电池极芯1是由单层正、负极极片11、12卷绕组装而成的，也就是说，一般的圆柱锂离子电池的极片组装方式均为单层卷绕(图2)。这种组装方式由于其自身特点的限制，极片厚度较薄且较长(长度设定为a)，导致卷绕困难，特别是在自动化程度较低的生产线上，极片卷绕一般靠手工操作，更是难以达到良好的卷绕状态；如果将极片改短，为了保证相应的容量，则必须加厚极片，这样将导致极片变硬、极化参数变大，影响电性能的发挥；此外，由于锂离子电池的电解液属于有机电解液体系，其电导率低(比无机体系低两个数量级)，要求极片厚度也要低(一般0.1-0.15mm)，其集流体基体金属箔厚度更小(一般0.006-0.020mm)，通过极片末端的极耳进行集流，整个极片抗拉强度、集流效果不是很理想，同时存在极片出现裂纹、断裂等危险，导致电池内阻升高，充放电效率低下，影响电池的使用寿命。
技术实现思路
本技术的主要目的在于提供一种低极化参数、长寿命的圆柱锂离子电池，解决现有圆柱锂离子电池的极片单层卷绕结构导致卷绕困难，极化参数大，影响电性能的发挥的技术问题。为解决上述技术问题，本技术是这样实现的一种低极化参数、长寿命的圆柱锂离子电池，包括装设于圆柱形壳体罐内经卷绕制成电池极芯，其特征是，该电池极芯是正、负极极片双层卷绕，自上而下地按如下顺序排列极片正极极片-隔膜-负极极片-隔膜-正极极片-隔膜-负极极片-隔膜。该正、负极极片的厚度为0.1-0.15mm。本技术和现有技术相比的优点是本技术采用锂离子电池极芯采用正、负极极片装双层卷绕工艺技术和结构，克服了上述单层卷绕的诸多缺点，可以在同样极片厚度并保证同等电池容量的前提下，降低极片长度，防止极片裂纹，减少极化参数，改善集流效果，有利于电性能的发挥，从而提高电池使用寿命。附图说明图1是现有圆柱锂离子电池的结构示意图。图2是现有圆柱锂离子电池中电池极芯的结构示意图。图3是本技术圆柱锂离子电池中电池极芯的结构示意图。图中1-电池极芯；11-正极极片；12-负极极片；13-隔膜； 15-正极极耳；14-负极极耳；2-壳体罐； 21-垫圈；22-安全阀；23-正极端； 3-电池极芯；31-正极极片；32-负极极片；33-隔膜。具体实施方式本技术低极化参数、长寿命的圆柱锂离子电池的整体结构与现有技术的圆柱锂离子电池相似(参阅图1)，它同样包括圆柱形壳体罐内的电池极芯，其不同之处在于请参阅图3，电池极芯3采用正、负极极片双层卷绕结构，自上而下地按如下顺序排列极片正极极片31-隔膜33-负极极片32-隔膜33-正极极片31-隔膜33-负极极片32-隔膜33。排列好以后，按常规卷绕方式进行卷绕形成电池极芯3。按照这种双层卷绕工艺，同单层卷绕工艺进行比较，同时卷绕的极片数量增加一倍，但每只极片的卷绕长度变为原来的一半(长度为a/2)，减小了产生极片裂纹及断裂的可能性；基体金属箔集流体上的极化参数在最佳状态下会减小到原来的50％；而且此工艺方案并没有改变极片的厚度，电池的整体结构、容量、原料用量也没有变化。表1是两种结构的锂离子电池性能参数对照表 由表1可见，使用本技术结构的电池，其极化参数相对单层卷绕的同型号电池降低45％，使用寿命提高185次(提高30％以上)。权利要求1.一种低极化参数、长寿命的圆柱锂离子电池，包括装设于圆柱形壳体罐内经卷绕制成电池极芯，其特征是，该电池极芯是正、负极极片双层卷绕，自上而下地按如下顺序排列极片正极极片-隔膜-负极极片-隔膜-正极极片-隔膜-负极极片-隔膜。2.根据权利要求1所述的低极化参数、长寿命的圆柱锂离子电池，其特征是，该正、负极极片的厚度为0.1-0.15mm。专利摘要本技术属于可重复使用的二次电源(可充电电池)
，特别是一种圆柱锂离子电池。它包括装设于圆柱形壳体罐内经卷绕制成电池极芯，该电池极芯是正、负极极片双层卷绕，自上而下地按如下顺序排列极片正极极片—隔膜—负极极片—隔膜—正极极片—隔膜—负极极片—隔膜。藉由该结构主要解决现有圆柱锂离子电池的极片单层卷绕结构导致卷绕困难，极化参数大，影响电性能的发挥的技术问题，延长了电池使用寿命。文档编号H01M10/40GK2706878SQ200420036999公开日2005年6月29日 申请日期2004年6月30日 优先权日2004年6月30日专利技术者吴江峰, 高鹏坤, 吴振国, 曹宏禄 申请人:上海德朗能电池有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低极化参数、长寿命的圆柱锂离子电池，包括装设于圆柱形壳体罐内经卷绕制成电池极芯，其特征是，该电池极芯是正、负极极片双层卷绕，自上而下地按如下顺序排列极片：正极极片－隔膜－负极极片－隔膜－正极极片－隔膜－负极极片－隔膜。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴江峰，高鹏坤，吴振国，曹宏禄，
申请(专利权)人：上海德朗能电池有限公司，
类型：实用新型
国别省市：31[中国|上海]