一种圆柱型锂离子动力电池及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种圆柱型锂离子动力电池，包括带有正极柱和负极柱的圆柱形外壳以及圆柱形电芯，圆柱形电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕成圆柱形而成，正极集流体从卷绕形成的圆柱形电芯轴向的一端伸出并分割焊接形成正极集流体连接端，负极集流体从卷绕形成的圆柱形电芯轴向的另一端伸出并分割焊接形成负极集流体连接端，正极集流体连接端与正极柱相连，负极集流体连接端与所述负极柱相连，通过改进圆柱形电芯的结构，以提高圆柱型锂离子动力电池的高倍率充放电性能和循环性能。本发明专利技术还公开了一种圆柱型锂离子动力电池的制备方法，简化了生产工艺，其工艺易于工业化高效率生产，制备的圆柱型锂离子动力电池具有较优异性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及锂离子动カ电池及其制备领域，具体涉及ー种圆柱型锂离子动カ电池及其制备方法。
技术介绍
随着世界能源与环保形势日趋紧张，锂离子电池作为新能源越来越受到人们的亲睐。锂离子电池由于其能量密度高，体积轻，重量小，环保无污染，成为新能源发展的主要方向。随着电动汽车、空间技术、国防エ业以及电カ储能系统等的迅猛发展，对锂离子电池的 比容量、循环寿命和安全性等方面提出了更高的要求，改进和提高锂离子电池的电化学性能可从电极材料和改进大容量电池的内部结构等方面入手。纯电动汽车等交通工具的发展需要动カ型锂离子电池具有大容量、高能量密度、高功率密度和高安全性等性能。但由于目前锂离子动カ电池的制造エ艺基本是沿袭LiCo02/C电池的生产エ艺流程，导致大容量锂离子电池不能在能量密度和功率密度方面同时兼顾，特别是大容量锂离子电池功率密度一般较低。因此，改善大容量电池的内部结构设计，尤其是正极和负极集流体的结构设计，提高集流体连接的可靠性，可以在电池能量密度保证的前提下，显著降低电极反应过程中的极化和提高电化学反应动力学，从而改善电池的高功率充放电特性、循环性能和安全性能。申请公布号为CN 102299271A的中国专利技术专利申请公开了ー种圆柱型锂离子动カ电池，包括圆柱形外壳、正极盖板、负极盖板、正极极柱、负极极柱、中心管及电芯，所述正极盖板和所述负极盖板分别固定安装在所述外壳的两端，所述正极极柱和所述负极极柱分别设于该正极盖板和负极盖板上，所述中心管位于外壳内，外壳两端分别与所述正极极柱和所述负极极柱连接，所述电芯包括正极片、隔离膜和负极片，该正极片、该隔离膜和该负极片依次卷绕在所述中心管上，且该正极片和该负极片分别经正极极耳和负极极耳与所述正极极柱和所述负极极柱连接，在所述负极盖板上设有通孔，并在该通孔内密封焊接有负极陶瓷环，所述负极极柱穿设于该负极陶瓷环的中心孔内并与负极陶瓷环密封焊接。该技术方案通过采用陶瓷环代替塑料密封件，避免漏液的技术问题，并且耐高温、耐老化，延长了使用时间，但是该技术方案采用传统的正、负极耳引出连接至正、负极极柱制备锂离子动カ电池，正、负极耳连接的可靠性较低，并且电极反应过程中容易极化，循环次数超过1000次以后，其容量保持率下降很快，一般为50%飞0%之间，其充放电特性、循环性能和安全性能都有待进一步提尚。授权公告号为CN 202333058U的技术专利公开了ー种高生产效率的方形动カ锂离子电池，包括卷绕的电池芯，所述电池芯由正极片、负极片及隔膜卷绕而成，正极片包括正极集流体和制作在正极集流体上的正极活性材料涂层，负极片包括负极集流体和制作在负极集流体上的负极活性材料涂层，所述电池芯的两端部分分别露出正极集流体和负极集流体，电池的正极引出端直接和电池芯一端的正极集流体连接，电池的负极引出端直接和电池芯一端的负极集流体连接。该技术方案通过简化动カ锂离子电池生产流程和结构设计，提高可靠性和安全性，但是其未对电池芯的结构以及对电池内的电池芯的排布进行改进，从而导致其充放电特性、循环性能和安全性能不佳。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种圆柱型锂离子动カ电池，通过改进圆柱形电芯的结构，以提高圆柱型锂离子动カ电池的高倍率充放电性能和循环性能。一种圆柱型锂离子动カ电池，包括带有正极柱和负极柱的圆柱形外壳以及置于所述圆柱形外壳内的圆柱形电芯，所述圆柱形电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕成圆柱形而成，所述正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极活性材料涂层，所述负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极活性材料涂层，所述正极集流体从卷绕形成的圆柱形电芯轴向的一端伸出并分割焊接形成正极集流体连接端，所述负极集流体从卷绕 形成的圆柱形电芯轴向的另一端伸出并分割焊接形成负极集流体连接端，所述正极集流体连接端与所述正极柱相连，所述负极集流体连接端与所述负极柱相连。本专利技术通过改善大容量电池的内部结构设计，即改进圆柱形电芯的结构，特别是正极集流体从卷绕形成的圆柱形电芯轴向的一端伸出并分割焊接形成正极集流体连接端，负极集流体从卷绕形成的圆柱形电芯轴向的另一端伸出并分割焊接形成负极集流体连接端，经分割焊接后圆柱形电芯的正极集流体连接端和负极集流体连接端可形成多个集流接触面，并可以提高集流体连接的可靠性，可以在电池能量密度保证的前提下，显著降低电极反应过程中的极化和提高电化学反应动力学，从而改善电池的高功率充放电特性、循环性能和安全性能。考虑到圆柱形电芯的结构，作为优选，所述正极集流体连接端包括沿圆柱形电芯卷绕的轴向分割并焊接形成的两个正极集流接触面，所述负极集流体连接端包括沿圆柱形电芯卷绕的轴向分割并焊接形成的两个负极集流接触面，从而进一歩使得集流接触面均匀密集并且连接可靠，可以保证在电极反应过程中电流均匀分布，降低电化学反应极化和提高电化学反应动力学，从而提高大容量电池的高功率特性，电池循环性能稳定。进ー步优选，所述正极片、隔膜和负极片卷绕的层数至少为两层，卷绕的层数是指正极片、隔膜和负极片合在一起绕卷绕轴线ー圈为ー层，每ー个正极集流接触面均与所有层正极片相连；每ー个负极集流接触面均与所有层负极片相连。进ー步优选，所述正极集流接触面沿圆柱形电芯卷绕的轴向的长度为9 18mm，宽度为6 15!11111，其厚度以焊接后自然形成的厚度即可，可不做严格要求；所述负极集流接触面沿圆柱形电芯卷绕的轴向的长度为扩18mm，宽度为6 15mm，其厚度以焊接后自然形成的厚度即可，可不做严格要求，能够保证均匀密集和连接可靠，从而进ー步提高电极反应过程中电流均匀分布，提高本专利技术圆柱型锂离子动カ电池的电学性能。作为优选，所述圆柱形电芯沿卷绕的轴向的最大长度为10(T300mm，所述圆柱形电芯的外径为25 70mm，上述的圆柱形电芯的个数和圆柱形电芯的尺寸，能够保证本专利技术圆柱型锂离子动カ电池具有较好的充放电特性、循环性能和安全性能。作为优选，所述正极集流体为铝箔，所述负极集流体为铜箔，有利于降低电极反应过程中的极化和提高电化学反应动力学，从而改善电池的高功率充放电特性、循环性能和安全性能。作为优选，所述正极集流体连接端与所述正极柱焊接，所述负极集流体连接端与所述负极柱焊接，进ー步提高了连接的可靠性，进ー步改善电池的高功率充放电特性、循环性能和安全性能。作为优选，所述圆柱形外壳包括圆柱型铝合金壳体以及设置在所述圆柱型铝合金壳体两端的带有正极柱的正极端盖和带有负极柱的负极端盖,所述圆柱型铝合金壳体的内径为30飞0_，所述圆柱型铝合金壳体的壳体厚度为广3_，一方面可保持结构的紧凑性，方便使用和携帯，另ー方面，可保证电池使用的稳定性。作为优选，所述的隔膜为多孔聚丙烯(PP)隔膜或多孔聚こ烯(PE)/聚丙烯(PP)/聚こ烯(PE)多层复合隔膜。本专利技术还提供一种圆柱·型锂离子动カ电池的制备方法，简化了生产エ艺，其エ艺易于エ业化高效率生产，通过该制备方法制备的圆柱型锂离子动カ电池具有较优异性能。一种圆柱型锂离子动カ电池的制备方法，包括加工圆柱形电芯以及对该圆柱形电芯封装，所述加工圆柱形电芯的步骤如下I)将单边留有未涂覆正极活性材料涂层的正极片、隔膜和单边留有未涂覆负极活性材料涂层的负极片一同卷绕成圆柱形，其中正极片上未涂覆正极活性材料涂层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆柱型锂离子动力电池，包括带有正极柱和负极柱的圆柱形外壳以及置于所述圆柱形外壳内的圆柱形电芯，所述圆柱形电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕成圆柱形而成，所述正极片包括正极集流体和涂覆在正极集流体上的正极活性材料涂层，所述负极片包括负极集流体和涂覆在负极集流体上的负极活性材料涂层，其特征在于，所述正极集流体从卷绕形成的圆柱形电芯轴向的一端伸出并分割焊接形成正极集流体连接端，所述负极集流体从卷绕形成的圆柱形电芯轴向的另一端伸出并分割焊接形成负极集流体连接端，所述正极集流体连接端与所述正极柱相连，所述负极集流体连接端与所述负极柱相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孙建平，倪九江，周晓政，王秀丽，缪东栋，宋晨路，涂江平，
申请(专利权)人：浙江谷神能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：