[发明专利]异形锂离子电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体的说，本发明涉及一种异形锂离子电池及其制造方法。

背景技术

锂离子电池由于具有能量密度高、绿色环保和循环寿命长等优点，已经在移动设备(如MP3、手机、笔记本电脑)、电动汽车、军事和航天等方面得到了广泛的应用。

随着电子技术的快速发展，市场竞争也日趋激烈。电子产品的质量越来越轻，厚度也越来越薄，这对电池的能量密度提出了越来越高的要求。另外，因为电子技术的发展和原材料生产技术的提高，电子产品的使用寿命也越来越长，所以对于锂离子电池的循环寿命的要求也越来越高。提高锂离子电池的使用寿命，不仅可以降低电池的使用成本，同时也能减少锂离子电池的报废率，可以真正做到绿色环保。

传统锂离子电池的使用寿命一般为300个循环到500个循环，而当前电子产品的使用功能越来越多，导致在使用过程中放电加快，特别对当前智能手机和笔记本电池来说，如果运行的程序较多，一天至少充一次电，这样，对于传统的锂离子电池来说，其对应的电子产品使用寿命基本上一年到一年半的时间。这样大大提高了终端用户的使用成本，同时也不利于绿色环保。

影响锂离子电池循环寿命的主要因素有：正负极活性材料种类，电解液类型和电解液吸收量，工序参数(如压实密度大小)，充放电条件，锂离子电池使用环境等。当正负极活性材料、充放电条件和使用环境确定后，影响锂离子电池循环寿命的因素主要是电解液的吸收量。影响电解液吸收量的因素一个是电解液灌注量，另外一个是正负极片的压实密度。压实密度的大小影响极片的孔隙率，进而影响极片对电解液的吸收。而锂离子电池在使用过程中，因为副反应的原因，电解液会在正极和负极表面被消耗，导致锂离子电池内部的电解液量减少，同时副反应使得电池的界面阻抗增大，所以锂离子电池循环寿命会衰减，特别是在电解液消耗后期，阻抗会增加更快，循环寿命衰减也加快。

传统的锂离子电池是通过降低正负极的压实密度来实现长循环寿命，这样做的好处在于通过降低压实密度增加极片的孔隙率，增加极片对电解液量的吸收量，保证锂离子电池内部有足够的电解液来增加循环寿命。但当正负极压实密度过低，则会导致颗粒间的接触变差，特别是锂离子电池使用过程中极片内部碰撞更恶化了颗粒间接触，使得在充电时负极表面析锂，放电时倍率性能变差，也使得电池循环变的更差。而在实际生产过程中，因为设备精度和工艺控制水平的影响，如涂布重量偏低，冷压设备压力变小，可能导致部分极片的压实密度偏低，从而导致电池循环变差，甚至导致电池析锂，进而影响电池安全。

另外，为了提高电子产品竞争力，部分消费电子产品已经向异形化转变，现在电子产品的外形也越来越多样化。例如香蕉形状的蓝牙耳机，圆形的MP3，圆形的手机，圆环形状的电子腕表，内嵌透明圆形电子显示器的方形电子钟等。传统的锂离子电池形状多为长方体或者圆柱体，一般情况下，为了满足异形电子产品的需要，在一个传统形状的电池能量密度不能满足电子产品要求的时候，电池设计者都会根据电子产品的外形尺寸，在这种电子产品的合适部位设计相应的尺寸的电池进行并联，以求满足该形状产品的充放电要求。而对于此种电子产品，选用多个电池并联方式的后果是直接导致电子产品内部空间利用率严重下降，特别是增加了产品分组过程，这将导致电池生产成本大大提高。所以有必要提供一种新的锂离子电池制作方法来满足上述特殊形状电池的需求。

有鉴于此，确有必要提供一种具有长循环寿命的异形锂离子电池及其制造方法。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种具有长循环寿命的异形锂离子电池。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种异形锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜和封装膜，所述的正极片上开设有正极片冲孔，负极片上开设有负极片冲孔，隔膜上开设有隔膜冲孔，将正极片、隔膜和负极片经过卷绕或叠片工艺制成电芯后，正极片冲孔、负极片冲孔和隔膜冲孔的中心均落在同一条直线上，形成连通的缺口。

相对于现有技术，本发明的异形锂离子电池因为冲孔的存在增加了电解液吸收的通道，促进了极片对电解液的吸收，改善了电解液对极片的浸润，电池的内阻明显降低，提高了锂离子电池的循环性能。

作为本发明异形锂离子电池的一种改进，所述正极片冲孔、负极片冲孔和隔膜冲孔分别开设在电芯的中央区或边缘区。

作为本发明异形锂离子电池的一种改进，所述正极片冲孔、负极片冲孔和隔膜冲孔的形状为圆形、方形、三角形或梯形。