[发明专利]具有新电极结构的锂电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明总体涉及三种电池应用，具体说，涉及用于动力型锂离子电池、高倍率锂离子电池，及低内阻型锂离子电池制作的一种方法。

背景技术

目前，卷绕式锂离子电池的极耳皆采用如图1所示的设置，即，在极片1的一端预留下一部分非涂层面积3，通过焊接将极耳2引入到非涂层部分3，然后从该端卷绕形成电极。然而，对于动力型、高倍率型、低内阻型电池来说，一方面极片的面积比较大，另一方面，电池在充、放电时电流皆要集中从连接极耳2的一端导出或导入，在电流分布上高度不均匀，电化学极化非常严重，电池内阻较大，在大倍率放电的情况下发生急剧的发热现象。一般5C放电时电池表面温度达到60℃或者更高，在钴酸锂、镍钴等材料中必将存在严重的安全性隐患。因此，采用卷绕结构的单体锂离子电池往往不能满足动力型、高倍率型、低内阻型电池的需求，尤其是难以实现高倍率充放电或超高倍率充放电，这限制了卷绕式电池的应用范围。

为此，有些电池生产厂家采用叠片工艺制作高功率电池，但叠片工艺较为复杂，设备投入高，大批量生产的合格率也比较低下，核电保持能力比较差实际生产和应用中也存在诸多不足。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述现有技术的缺陷，解决传统的卷绕式结构无法大功率放电的难题，从而提供动力锂离子电池、高倍率锂离子电池，及低内阻型锂离子电池。

根据本发明的卷绕式锂电池，包括正极片，负极片，隔膜，电解液，和电池壳体，其特征在于，在所述正极片和/或负极片上以预定距离设有多个极耳片，以致在卷绕之后所述多个极耳片相重叠，形成正和/或负极耳。所述极耳片可以是通过将金属导电箔片附加于所述极片而形成，也可以通过从所述极片的基体延伸出多个延伸部分而一体形成。

本发明所述的锂离子电池新型结构解决了目前卷绕式锂离子电池，叠片式锂离子电池，在工艺上、结构上、制作中等影响电池各种性能的难题。该电池结构可以显著降低电池内阻，极大提高锂离子电池高倍率放电性能和安全性能；有效地解决电流分布不均匀的问题，减小了电化学极化现象；从根本上解决了锂离子电池在大功率放电工作状态急剧升温的现象；避免了因为温升过高而导致的锂离子电池的安全性问题等。本发明所述的锂离子电池尤其适合于在电动汽车、电动玩具、模型飞机、电动工具、通讯器材等电源方面应用。

本发明的有关锂电池的涉及思想和优点同样适用于其他二次电池，因此，更一般地，本发明涉及其电极极片带有多个极耳片的二次电池。

附图说明

图1示出了现有技术中卷绕式锂电池电极的典型的实施方式。

图2a是根据本发明电池的一种具体实施方式的极片在卷绕之前的示意图。

图2b为图2a所示的极片在卷绕之后的主视图。

图2c图2a所示的极片在卷绕之后的侧视图。

图3示出了将图2a-2c所示的正、负极片卷绕后的示意图。

图4是根据本发明电池的另一种具体实施方式的极片在卷绕之前的示意图。

图5为将图4所示的正、负极片卷绕后装于壳体中的示意图。

图6是根据本发明电池的另一种具体实施方式的极片在卷绕之前的示意图。

图7为将图6所示的正、负极片卷绕后的示意图。

图8为将图6所示的正、负极片卷绕后装于壳体中的示意图。

图9是本发明另一种具体实施方式的极片在卷绕之前的示意图。

图10为将9所示的正、负极片在卷绕后的示意图。

图11为图9所示的正、负极片卷绕后装于壳体中的示意图。

图12是本发明另一种具体实施方式的极片在卷绕之前的示意图。

图13为图12所示的正、负极片在卷绕后的示意图。

具体实施方式

定义

术语“卷绕”是指将具有一定长度的极片进行卷曲以便形成多层重叠的电极。除非在文中有明确的限定，卷绕不仅包括典型意义的、像卷成一个纸筒一样沿一个方向卷曲一薄片，还包括将一薄片沿S-形多次弯曲并重叠，以便形成多层重叠的电极