[发明专利]一种类叠片、留白卷绕的方形锂离子电池

说明书

本发明公开了一种类叠片式、留白卷绕式的方形锂离子电池，属于锂离子电池技术领域。本发明对正负极极片长度方向进行间歇式留白设计；宽度方向进行全极耳留白设计。长度方向的留白位于电芯两侧最大曲率处，可有效的缓冲卷绕后产生的张力，从而降低了设备卷绕所产生的S型形变；同时，电芯在后续的循环过程中，避免发生弯曲处正负极材料脱离集流体的问题。宽度方向的全极耳留白设计，可将留白处整体焊接极耳后引出电流，显著降低电池内阻，改善卷绕式电池大倍率性能和低温性能。本发明不仅解决了电池的形变问题，同时提高了高倍率电池及低温电池的各项电化学性能，并且可提高生产效率高、减少制程时间、降低报废率，缩减人工成本。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种类叠片、留白卷绕的方形锂离子电池。

背景技术

锂离子电池因具有比能量高、循环性能好和自放电低等特点，已经在消费类电子产品、电动工具、电动汽车等领域得到了广泛的应用。目前，锂离子电池分为卷绕式和叠片式电芯结构。

卷绕式电芯的特点是由正极、隔膜、负极卷绕后形成的螺旋结构，最里层弯曲处180度的折叠过程及后续充放电过程，易造成极片断裂或掉粉，形成电池的微短路，影响电池性能。同时，由于卷绕圈数的增加，隔膜的张力也随之增加，从而导致卷绕后的电芯产生S型形变。此外卷绕式电芯，在极耳的设计上多采用单个极耳，在大电流或低温下充放电时，因极化的增大和欧姆阻抗的影响，电流分布不均匀，影响电池的性能并增加热安全隐患。

叠片式电芯由若干个正负极单片组成，由于正负极极片的重量不一致，导致每张极片的容量不一致，在后续的充放电过程中易造成电池内部结构的继续恶化，造成电池一致性差、循环寿命短等问题。此外，叠片式电芯由于工艺复杂，废品率高，导致生产成本居高不下。

发明内容

针对典型电芯中存在的技术问题，本发明的目的是克服锂离子电池电芯结构中所存在的缺点，结合卷绕式和叠片式电芯的优点，提供一种类叠片、留白卷绕的方形锂离子电池，该电池结构能够提高电池循环性能、循环寿命长，且有利于低温、大电流放电。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种类叠片、留白卷绕的方形锂离子电池，包括正极片和负极片；所述正极片是在矩形集流体Ⅰ的长度方向上涂布多个矩形活性材料涂覆层Ⅰ形成，多个涂覆层Ⅰ沿矩形集流体Ⅰ的长度方向排成一排，且相邻涂覆层Ⅰ之间留白；所述负极片是在矩形集流体Ⅱ上涂布多个矩形活性材料涂覆层Ⅱ形成，多个涂覆层Ⅱ沿矩形集流体Ⅱ的长度方向排成一排，相邻涂覆层Ⅱ之间留白；在所述集流体Ⅰ和集流体Ⅱ的宽度方向上的一侧均全部留白(即在涂覆层Ⅰ及涂覆层Ⅱ的一侧均留白，不涂覆电极材料)。所述涂覆层Ⅰ和涂覆层Ⅱ为矩形活性材料层。

将所述正极片、隔膜和负极片进行整体卷绕后形成所述类叠片、留白卷绕的方形锂离子电池。

所述方形锂离子电池中，通过控制电极片长度方向上的留白宽度，使正极片和负极片在长度方向上的留白位于电芯弯曲后的最大曲率处。本发明中定义正负极片的长度方向与矩形集流体的长度方向一致。

所述方形锂离子电池中，位于电芯弯曲后最大曲率处的正极片的留白宽度大于负极片的留白宽度。

将所述正极片、隔膜和负极片进行整体卷绕后，在正极片和负极片在宽度方向上的留白处分别焊接正极极耳和负极极耳。

本发明具有以下有益效果：

1、由于正、负极极片在最大曲率处进行留白处理，减少电芯产生S型形变，最里层极片不会折断和掉粉，提高电池循环性能；

2、电芯分别由一张正、负极极片整体卷绕而成，与叠片式电池性能相比，一致性较好，循环寿命长；

3、本发明在极片宽度方向的留白可整体与极耳焊接，利于低温和大电流放电。

附图说明