卷绕式锂电池的电芯及卷绕式锂电池制造技术

一种卷绕式锂电池的电芯，该电芯包括依次叠置并卷绕的正极片、隔膜和负极片，所述正极片的卷绕末端一体形成正极耳，所述负极片的卷绕末端一体形成负极耳，所述正极耳和负极耳分别形成于所述电芯的上下两面且位于所述电芯的两侧。所述电芯容易制作并装配成电池，并且具有宽而薄的一体极耳，从而得到相对较大的电流导通面积，高倍率放电性能和散热性能良好。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂电池，尤其涉及一种卷绕式锂电池的电芯，以及具有该电芯的卷绕式锂电池。
技术介绍
锂电池因其工作电压高、比能量大、自放电小等突出特点，被广泛用于诸多领域， 特别是手机、电子行业。针对锂电池的结构、性能和制造工艺也进行了不断改进。随着锂电池应用的不断发展，汽车工业也逐渐将锂电池用于提供动力。目前，锂电池的结构主要有叠片式和卷绕式。本专利技术涉及的是卷绕式锂电池。目前卷绕式锂电池的电芯包括正极片、负极片、隔膜、正极耳和负极耳。极耳的类型包括将正、负极耳分别焊接在正、负极片上形成的异体极耳和由极片延伸得到的与极片一体的极耳。由于异体极耳不便于卷绕并且很大程度上增加了内阻，与极片形成一体的极耳得到了更多的关注。中国C拟90卯44Y号专利《一种卷绕型锂电池电芯结构》公开了一种一体极耳，但这种极耳是将电芯卷绕好以后通过冲切加工得到的，并且电芯采用传统的卷绕方法得到位于电芯的同一侧的正、负极耳。由于正、负极耳位于电芯的同一侧，在电芯卷绕好以后冲切出极耳就需要分别冲切正、负极片，这不仅导致电池的装配难度增加，也存在正、负极耳直接接触造成短路的可能性。而且，通过冲切极片得到的极耳会导致极耳的宽度小于正、负极片的宽度，也就减小了极耳的电流导通面积，电池的散热性能和电池的高倍率放电性能较差。此外，由于车辆用动力电池需要串联或并联以提供足够的动力，这就需要电池良好的放电性能及其之间便于连接。目前大多数卷绕式锂电池的正极和负极都位于电池的同侧，造成了电池之间串、并联的连接不便，为后续的汽车电路整体装配带来不便。
技术实现思路
为了克服一体极耳卷绕以后极耳位于同侧造成后续加工、装配操作复杂以及极耳冲切后电池散热性能和高倍率放电性能差等问题，本专利技术的一个方面是提供一种卷绕式锂电池的电芯，该电芯包括依次叠置并卷绕的正极片、隔膜和负极片，所述正极片的卷绕末端一体形成正极耳，所述负极片的卷绕末端一体形成负极耳，其中，所述正极耳和负极耳分别形成于所述电芯的上下两面且位于所述电芯的两侧。所述极耳形成在所述电芯的两侧，不存在正、负极耳直接接触的问题，也不需要后续的类似冲切的其它机械加工。便于电池之间的联接并便于装配在适当的场合。而且，所述电芯具有与极片的材料、宽度和厚度相同的极耳，相对增大了电流导通面积，改善了高倍率放电性能。为了得到本专利技术的电芯，本专利技术的第二个方面是提供一种所述电芯的制备方法， 该方法包括以下步骤提供正极片和负极片，所述正极片上除了卷绕末端之外涂覆有正极材料，所述负极片上除了卷绕末端之外涂覆有负极材料，所述正极片和负极片的所述卷绕末端分别用于形成正极耳和负极耳；将正极片置于隔膜之间，然后将卷针夹置在所述正极片的卷绕首端的上下两侧；将负极片叠放在所述隔膜的上侧，并使所述负极片的卷绕首端邻接所述卷针的边缘侧放置；利用所述卷针逐层卷绕叠放好的正极片、隔膜和负极片以形成锂电池的电芯，使得所述正极片的卷绕末端从电芯的上表面向外延伸而形成正极耳，所述负极片的卷绕末端从电芯的下表面向外延伸而形成负极耳，所述正极耳和负极耳分别形成于所述电芯的两侧。所述制备电芯的方法简单，成品率高，而且所述极耳的定位准确，得到的所述电芯的正、负极耳位置是相对的，可以根据使用情况改变相对位置。为解决现有的卷绕式锂电池正、负极耳位于电池同侧导致的装配复杂以及高倍率放电性能差的问题，根据本专利技术的第三个方面，提供一种卷绕式锂电池。所述电池包括电芯、非水电解液和电池壳体，该电芯包括依次叠置并卷绕的正极片、隔膜和负极片，所述正极片的卷绕末端一体形成正极耳，所述负极片的卷绕末端一体形成负极耳，所述电芯密封在所述电池壳体内，其中，所述正极耳和负极耳分别形成于所述电芯的上下两面且位于所述电芯的两侧，所述正极耳和负极耳分别连接到所述电池壳体两端的盖板上。根据本专利技术的卷绕式锂电池具有与极片一体的极耳，且所述极耳位于电池的两侧，因此装配好的电池两极也位于电池的两侧，从而方便电池之间的串联或并联，进而便于在使用场合安装，尤其简化了作为汽车动力电池的装配。所述极耳与极片的材质、宽度和厚度相同，也就是得到了相对较大的电流导通面积，改善了卷绕式锂电池高倍率放电性能和散热性能，使所述卷绕式锂电池更适用于动力电池。根据本专利技术的锂电池具有形成在电池两侧的极耳，使电池的装配简单，并避免了正、负极直接接触引起短路的危险，而且制造成品率高，外型美观。附图说明图1是根据本专利技术的电芯的结构图；图2是根据本专利技术的电芯卷绕首端的结构图；图3是根据本专利技术的电池的结构示意图；图4是通过高倍率放电测试得到的本专利技术的锂电池放电容量与倍率的关系图。具体实施方式图1显示的是根据本专利技术的电芯的结构，所述电芯10包括正极片14、负极片15、 隔膜13、正极耳11和负极耳12。其中，极片和隔膜均为带状，正、负极片是在正、负集流体上涂布了极性敷料形成的，隔膜13用于绝缘地隔开正、负极片，并与所述正、负极片一同卷绕形成所述电芯，所述极耳连接在所述极片卷绕的末端，所述极耳是集流体末端未涂布极性敷料的部分，也就是所述集流体的延伸，因此所述极耳是集流体极耳，与极片是一体的。具体地，正极片14的卷绕末端一体形成正极耳11，所述负极片15的卷绕末端一体形成负极耳12，其中，负极耳12和正极耳11分别形成于所述电芯的上下两面且位于所述电芯的两侧，避免了正、负极耳直接接触的可能。而且，所述极耳不需要后续的类似冲切的机械加工， 正极耳和负极耳的宽度分别与正极片和负极片的宽度相同。由于所述极耳与所述极片的材质、宽度和厚度相同，从而具有相对较大的电流导通面积，使所述电芯具有良好的散热性能和高倍率放电性能。按照本专利技术提供的方法可以得到所述电芯结构。具体地，提供正极片14和负极片 15，所述正极片上除了卷绕末端之外涂覆有正极材料，所述负极片上除了卷绕末端之外涂覆有负极材料，所述正极片和负极片的所述卷绕末端分别用于形成正极耳11和负极耳12 ； 将正极片14置于隔膜13之间，然后将卷针18夹设在所述正极片的卷绕首端的上下两侧； 将负极片15叠放在所述隔膜13的上侧，并使所述负极片15的卷绕首端邻接所述卷针18 的边缘侧放置；利用所述卷针18逐层卷绕叠放好的正极片14、隔膜13和负极片15以形成锂电池的电芯，使得所述正极片14的卷绕末端从电芯的下表面向外延伸而形成正极耳11， 所述负极片15的卷绕末端从电芯的上表面向外延伸而形成负极耳12，所述正极耳12和负极耳11分别形成于所述电芯的两侧。其中，除卷绕首端和最后一层，卷绕过程中是正、负极片和两片隔膜一共四片一起卷绕，也就是说，每层包括正、负极片和两片隔膜。可以根据需要将所述极片和隔膜卷绕成方形、圆柱形或扁柱形。如图1所示，卷针沿顺时针方向卷绕得到的扁柱形电芯。卷绕至最后一层时，分别终止正、负极片的卷绕，如图1所示，卷至最后一层时，在所述电芯的下侧终止卷绕正极片，使正极耳11形成在电芯10的下侧；继续卷绕负极片15使其终止在所述电芯的上侧，在电芯10的上侧形成负极耳12。由此，得到了形成在所述电芯两侧的集流体极耳。本实施例中，是将正极片14的起始端夹入隔膜13的折叠端，根据本专利技术提供的方法， 也可以将负极片夹入所述隔膜的折叠端。此外，最终形成正、负极耳的位置也是相对的，其位置的上下取决于卷绕本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷绕式锂电池的电芯，该电芯包括依次叠置并卷绕的正极片、隔膜和负极片，所述正极片的卷绕末端一体形成有正极耳，所述负极片的卷绕末端一体形成有负极耳，其特征在于，所述正极耳和负极耳分别形成于所述电芯的上下两面且位于所述电芯的两侧。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：韩磊，周先凯，姚佳，涂佩，
申请(专利权)人：上海比亚迪有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]