專(zhuān)利名稱(chēng)：卷繞式鋰離子電池單元和包括其的鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋰二次電池領(lǐng)域，具體涉及卷繞式鋰離子電池單元，還涉及鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鑒于鋰二次電池因其工作電壓高、單位重量得能量密度極好，因此這種電池發(fā)展很快，并二次電池已廣泛應(yīng)用于MP3、MP4、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電動(dòng)工具、玩具等移動(dòng)產(chǎn)品。鋰離子電池包括極片、隔膜、電解液和外殼；其中極片包括正極片、負(fù)極片，正極片包括正電極集流體和涂覆在正電極集流體兩表面上的正電極材料。正極耳與正電極板的未涂正電極材料的部分結(jié)合。正電極集流體和正極耳都由鋁制成。負(fù)極片包括負(fù)電極集流體和涂覆在負(fù)電極集流體的兩表面上的負(fù)電極材料。負(fù)極耳與負(fù)電極集流體的未涂負(fù)電極材料的部分結(jié)合。負(fù)電極集流體由銅箔制成，而負(fù)極耳由鎳制成。
鎳帶制成的負(fù)極耳通過(guò)超聲焊接或鉚接與銅箔未涂區(qū)域相連接。于是，由于負(fù)極耳、負(fù)極集流體由不同金屬制成，在充電和放電過(guò)程中容易產(chǎn)生變形，降低了電池安全性。另外，采用不同金屬也會(huì)增大內(nèi)部電阻。
另外正極耳與正極集流體、負(fù)極耳與負(fù)極集流體的焊接或鉚接形成的連接區(qū)域的電阻較大。
于是，公開(kāi)號(hào)為CN1531133A公開(kāi)了一種在極片末端裁切集流體作為極耳的方法，它解決了上述問(wèn)題，但是由于正負(fù)極片、隔膜是卷繞成電池單元的，所以其形成的極耳處于電池單元的最中心或最外層。電池單元的卷繞起始部位最容易產(chǎn)生卷繞不良、存在安全隱患；電池單元的最外層在電池裝配時(shí)也容易被外殼刮傷錯(cuò)位而留下安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了解決以上問(wèn)題，提供一種安全性能好的卷繞式鋰離子電池單元。
本發(fā)明的另一目的是提供一種安全性能好的鋰離子電池。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案本實(shí)用新型公開(kāi)了一種卷繞式鋰離子電池單元，包括正極片、隔膜與負(fù)極片，正極片與負(fù)極片之間通過(guò)隔膜隔離并卷繞為一體；所述正極片包括第一集流體、正極耳以及涂覆在第一集流體至少一表面的正極活性物質(zhì)；所述負(fù)極片包括第二集流體、負(fù)極耳以及涂覆在第二集流體至少一表面的負(fù)極活性物質(zhì)；所述正極片的第一集流體上包括至少一個(gè)正極片非涂覆區(qū)，所述正極片非涂覆區(qū)是指第一集流體上未涂覆正極活性物質(zhì)的區(qū)域，所述正極片非涂覆區(qū)上設(shè)有一個(gè)正極耳，該正極耳是通過(guò)在正極片非涂覆區(qū)橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第一裁切條后將第一裁切條向上折疊形成，該第一裁切條向上折疊后末端突出于第一集流體，并且，所述正極片非涂覆區(qū)位于第一集流體兩端以外的中間區(qū)域；和/或所述負(fù)極片的第二集流體上包括至少一個(gè)負(fù)極片非涂覆區(qū)，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)是指第二集流體上未涂覆負(fù)極活性物質(zhì)的區(qū)域，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)上設(shè)有一個(gè)負(fù)極耳，該負(fù)極耳是通過(guò)在負(fù)極片非涂覆區(qū)橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第二裁切條后將第二裁切條向上折疊形成，該第二裁切條向上折疊后末端突出于第二集流體，并且，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)位于第二集流體兩端以外的中間區(qū)域。
在所述正極片非涂覆區(qū)內(nèi)，第一裁切條與第一集流體連接處上方的第一集流體上設(shè)有至少一條狹縫，第一裁切條穿過(guò)該狹縫，并向上折疊使末端突出于第一集流體形成正極耳；和/或在所述負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)，第二裁切條與第二集流體連接處上方的第二集流體上設(shè)有至少一條狹縫，第二裁切條穿過(guò)該狹縫，并向上折疊使末端突出于第二集流體形成負(fù)極耳。
所述第一裁切條裁切后形成的缺口位于正極片非涂覆區(qū)內(nèi)部且呈閉合形狀；和/或所述第二裁切條裁切后形成的缺口位于負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)部且呈閉合形狀。
進(jìn)一步的，第一裁切條和/或第二裁切條的裁切和折疊處還設(shè)有膠帶。
本實(shí)用新型還公開(kāi)了一種鋰離子電池，該鋰離子電池包括殼體以及位于殼體內(nèi)的卷繞式鋰離子電池單元，所述卷繞式鋰離子電池單元包括正極片、隔膜與負(fù)極片，正極片與負(fù)極片之間通過(guò)隔膜隔離并卷繞為一體；所述正極片包括第一集流體、正極耳以及涂覆在第一集流體至少一表面的正極活性物質(zhì)；所述負(fù)極片包括第二集流體、負(fù)極耳以及涂覆在第二集流體至少一表面的負(fù)極活性物質(zhì)；
所述正極片的第一集流體上包括至少一個(gè)正極片非涂覆區(qū)，所述正極片非涂覆區(qū)是指第一集流體上未涂覆正極活性物質(zhì)的區(qū)域，所述正極片非涂覆區(qū)上設(shè)有一個(gè)正極耳，該正極耳是通過(guò)將正極片非涂覆區(qū)的第一集流體橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第一裁切條后將第一裁切條向上折疊形成，該第一裁切條向上折疊后第一裁切條末端突出于第一集流體，并且，所述正極片非涂覆區(qū)位于第一集流體兩端以外的中間區(qū)域；和/或所述負(fù)極片的第二集流體上包括至少一個(gè)負(fù)極片非涂覆區(qū)，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)是指第二集流體上未涂覆負(fù)極活性物質(zhì)的區(qū)域，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)上設(shè)有一個(gè)負(fù)極耳，該負(fù)極耳是通過(guò)將負(fù)極片非涂覆區(qū)的第二集流體橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第二裁切條后將第二裁切條向上折疊形成，該第二裁切條向上折疊后第二裁切條末端突出于第二集流體，并且，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)位于第二集流體兩端以外的中間區(qū)域。
由于采用了以上的方案，使本實(shí)用新型具備的有益效果在于本實(shí)用新型提供的卷繞式鋰離子電池單元和鋰離子電池，其中的正極耳、負(fù)極耳與集流體是一體的、無(wú)需焊接或鉚接，因此電阻小，同時(shí)熱膨脹時(shí)一致性好，不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力和扭曲；并且由于將正極片非涂覆區(qū)或負(fù)極片非涂覆區(qū)設(shè)置在各自集流體兩端以外的中間區(qū)域，解決了正、負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)的正、負(fù)極耳位于電池單元最中心時(shí)容易產(chǎn)生的卷繞不良以及位于電池單元最外層時(shí)容易被外殼劃傷錯(cuò)位的問(wèn)題，消除了安全隱患。
在正、負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)，裁切條與集流體連接處上方的集流體上設(shè)置狹縫，并使裁切條向上折疊形成正、負(fù)極耳時(shí)穿過(guò)該狹縫，能夠解決由于材料彈性的作用導(dǎo)致的裁切條折疊后外翹的問(wèn)題，使折疊后形成的正、負(fù)極耳緊貼集流體，便于極片和隔膜卷繞形成電池單元。
裁切條從正、負(fù)極片非涂覆區(qū)的集流體內(nèi)部橫向裁切形成，不會(huì)在集流體的邊緣形成缺口，大大減少了卷繞過(guò)程中集流體在裁切處被撕斷的危險(xiǎn)。
裁切條的裁切和折疊處設(shè)有膠帶，既能夠固定折疊的裁切條，又能起到絕緣的作用，同時(shí)，還消除了折疊的裁切條對(duì)隔膜的磨損而導(dǎo)致短路的安全隱患。


圖1是本實(shí)用新型的一種卷繞式鋰離子電池單元的正極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是圖1的A-A剖視圖。
圖3是本實(shí)用新型的一種卷繞式鋰離子電池單元的正極片、隔膜、負(fù)極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型的一種卷繞式鋰離子電池單元結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5是本實(shí)用新型的另一種卷繞式鋰離子電池單元的正極片結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實(shí)用新型的另一種卷繞式鋰離子電池單元的正極片、隔膜、負(fù)極片的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7是本實(shí)用新型的一種鋰離子電池結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
實(shí)施例1
見(jiàn)圖1至圖4。
一種卷繞式鋰離子電池單元，包括正極片、隔膜12、負(fù)極片，正極片和負(fù)極片之間通過(guò)隔膜隔離并卷繞為一體，如圖3與圖4所示；其中，所述正極片包括第一集流體1、正極耳4和分別涂覆在第一集流體1兩個(gè)表面的正極活性物質(zhì)2和正極活性物質(zhì)3；所述負(fù)極片包括第二集流體8、負(fù)極耳11和分別涂覆在第二集流體8兩個(gè)表面的負(fù)極活性物質(zhì)9與負(fù)極活性物質(zhì)10。
如圖1、圖2所示，正極片的第一集流體1上包括一個(gè)正極片非涂覆區(qū)6，該正極片非涂覆區(qū)6是指第一集流體1上未涂覆正極活性物質(zhì)2和3的區(qū)域，并且，該正極非涂覆區(qū)6位于第一集流體1兩端以外的中間區(qū)域。正極耳4是通過(guò)將正極片非涂覆區(qū)6內(nèi)部橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第一裁切條后將第一裁切條穿過(guò)狹縫5向上折疊并使末端突出于第一集流體1而形成，裁切后形成的缺口位于正極片非涂覆區(qū)6內(nèi)部且呈閉合的細(xì)長(zhǎng)形狀。
與正極片及正極耳的情況相同，負(fù)極片的第二集流體8上包括一個(gè)負(fù)極片非涂覆區(qū)，該正極片非涂覆區(qū)是指第二集流體8上未涂覆負(fù)極活性物質(zhì)9和10的區(qū)域，并且，該負(fù)極非涂覆區(qū)位于第二集流體8兩端以外的中間區(qū)域。負(fù)極耳11是通過(guò)將負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)部橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第二裁切條后將第二裁切條穿過(guò)狹縫向上折疊并使末端突出于第二集流體8而形成，裁切后形成的缺口位于負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)部且呈閉合的細(xì)長(zhǎng)形狀。
實(shí)施例2，一種卷繞式鋰離子電池單元，除了該卷繞式鋰離子電池單元在卷繞之前，正極耳4裁切和折疊處兩面均粘貼有膠帶7、負(fù)極耳11裁切和折疊處兩面同樣均粘貼有膠帶以外，其余結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1中所述相同，如圖5、6所示。
實(shí)施例3一種鋰離子電池，如圖7所示，包括殼體13、蓋板15和實(shí)施例1或?qū)嵤├?提供的卷繞式鋰離子電池單元14；卷繞式鋰離子電池單元14上的正極耳4、負(fù)極耳11焊接在蓋板15上，然后再將卷繞式鋰離子電池單元14放入殼體13，再用蓋板15蓋住，最后注液并由激光焊接、鋼球封堵密封。
權(quán)利要求1.卷繞式鋰離子電池單元，包括正極片、隔膜與負(fù)極片，正極片與負(fù)極片之間通過(guò)隔膜隔離并卷繞為一體；所述正極片包括第一集流體、正極耳以及涂覆在第一集流體至少一表面的正極活性物質(zhì)；所述負(fù)極片包括第二集流體、負(fù)極耳以及涂覆在第二集流體至少一表面的負(fù)極活性物質(zhì)，其特征在于所述正極片的第一集流體上包括至少一個(gè)正極片非涂覆區(qū)，所述正極片非涂覆區(qū)是指第一集流體上未涂覆正極活性物質(zhì)的區(qū)域，所述正極片非涂覆區(qū)上設(shè)有一個(gè)正極耳，該正極耳是通過(guò)在正極片非涂覆區(qū)橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第一裁切條后將第一裁切條向上折疊形成，該第一裁切條向上折疊后末端突出于第一集流體，并且，所述正極片非涂覆區(qū)位于第一集流體兩端以外的中間區(qū)域；和/或所述負(fù)極片的第二集流體上包括至少一個(gè)負(fù)極片非涂覆區(qū)，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)是指第二集流體上未涂覆負(fù)極活性物質(zhì)的區(qū)域，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)上設(shè)有一個(gè)負(fù)極耳，該負(fù)極耳是通過(guò)在負(fù)極片非涂覆區(qū)橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第二裁切條后將第二裁切條向上折疊形成，該第二裁切條向上折疊后末端突出于第二集流體，并且，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)位于第二集流體兩端以外的中間區(qū)域。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式鋰離子電池單元，其特征在于在所述正極片非涂覆區(qū)內(nèi)，第一裁切條與第一集流體連接處上方的第一集流體上設(shè)有至少一條狹縫，第一裁切條穿過(guò)該狹縫，并向上折疊使末端突出于第一集流體形成正極耳；和/或在所述負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)，第二裁切條與第二集流體連接處上方的第二集流體上設(shè)有至少一條狹縫，第二裁切條穿過(guò)該狹縫，并向上折疊使末端突出于第二集流體形成負(fù)極耳。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式鋰離子電池單元，其特征在于所述第一裁切條裁切后形成的缺口位于正極片非涂覆區(qū)內(nèi)部且呈閉合形狀；和/或所述第二裁切條裁切后形成的缺口位于負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)部且呈閉合形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3任一所述的卷繞式鋰離子電池單元，其特征在于第一裁切條和/或第二裁切條的裁切和折疊處還設(shè)有膠帶。
5.一種鋰離子電池，該鋰離子電池包括殼體以及位于殼體內(nèi)的卷繞式鋰離子電池單元，所述卷繞式鋰離子電池單元包括正極片、隔膜與負(fù)極片，正極片與負(fù)極片之間通過(guò)隔膜隔離并卷繞為一體；所述正極片包括第一集流體、正極耳以及涂覆在第一集流體至少一表面的正極活性物質(zhì)；所述負(fù)極片包括第二集流體、負(fù)極耳以及涂覆在第二集流體至少一表面的負(fù)極活性物質(zhì)，其特征在于所述正極片的第一集流體上包括至少一個(gè)正極片非涂覆區(qū)，所述正極片非涂覆區(qū)是指第一集流體上未涂覆正極活性物質(zhì)的區(qū)域，所述正極片非涂覆區(qū)上設(shè)有一個(gè)正極耳，該正極耳是通過(guò)在正極片非涂覆區(qū)橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第一裁切條后將第一裁切條向上折疊形成，該第一裁切條向上折疊后末端突出于第一集流體，并且，所述正極片非涂覆區(qū)位于第一集流體兩端以外的中間區(qū)域；和/或所述負(fù)極片的第二集流體上包括至少一個(gè)負(fù)極片非涂覆區(qū)，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)是指第二集流體上未涂覆負(fù)極活性物質(zhì)的區(qū)域，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)上設(shè)有一個(gè)負(fù)極耳，該負(fù)極耳是通過(guò)在負(fù)極片非涂覆區(qū)橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形第二裁切條后將第二裁切條向上折疊形成，該第二裁切條向上折疊后末端突出于第二集流體，并且，所述負(fù)極片非涂覆區(qū)位于第二集流體兩端以外的中間區(qū)域。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋰離子電池，其特征在于在所述正極片非涂覆區(qū)內(nèi)，第一裁切條與第一集流體連接處上方的第一集流體上設(shè)有至少一條狹縫，第一裁切條穿過(guò)該狹縫，并向上折疊使末端突出于第一集流體形成正極耳；和/或在所述負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)，第二裁切條與第二集流體連接處上方的第二集流體上設(shè)有至少一條狹縫，第二裁切條穿過(guò)該狹縫，并向上折疊使末端突出于第二集流體形成負(fù)極耳。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋰離子電池，其特征在于所述第一裁切條裁切后形成的缺口位于正極片非涂覆區(qū)內(nèi)部且呈閉合形狀；和/或所述第二裁切條裁切后形成的缺口位于負(fù)極片非涂覆區(qū)內(nèi)部且呈閉合形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求5～7任一所述的一種鋰離子電池，其特征在于所述第一裁切條和/或第二裁切條的裁切和折疊處還設(shè)有膠帶。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)一種卷繞式鋰離子電池單元，由正極片、隔膜與負(fù)極片卷繞形成；正/負(fù)極片包括集流體、正/負(fù)極耳以及正極活性物質(zhì)；正/負(fù)極片的集流體上包括至少一個(gè)正/負(fù)極片非涂覆區(qū)，其設(shè)有一個(gè)正/負(fù)極耳，極耳通過(guò)在非涂覆區(qū)橫向裁切形成細(xì)長(zhǎng)形裁切條后將裁切條向上折疊形成，正/負(fù)極片非涂覆區(qū)位于集流體兩端以外的中間區(qū)域。由于正/負(fù)極耳與集流體是一體的，因此電阻小，熱膨脹時(shí)一致性好，不會(huì)產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力和扭曲并消除了安全隱患。
文檔編號(hào)H01M10/40GK2872606SQ20052003640
公開(kāi)日2007年2月21日 申請(qǐng)日期2005年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月1日
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