專利名稱：一種安全鋰電池電芯結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰電池技術領域，尤其涉及到一種鋰電池的電芯極片的結構。
背景技術：
鋰電池分聚合物鋰離子電池和液態(tài)鋰離子電池兩種，鋰電池在安全性、體積、重量、容量、放電性能方面均具有較強的優(yōu)勢，故而現(xiàn)在采用的鋰電池多為鋰離子/鋰聚合物電池，而隨著鋰離子電池技術的發(fā)展，其性價比不斷提高，導致其被各行各業(yè)廣泛應用，而各行各業(yè)的要求又不斷推動鋰電池向大容量發(fā)展，大容量就要求鋰電池具備較大的存儲體積，這導致了厚度的增加。對于鋰電池，其基本結構為由相互疊加的電芯構成電池，而電池電芯又由相互重疊的極片構成，極片的基本組合為正及負極征循環(huán)重疊，兩不同性的極片間設置有絕緣隔膜，在每個極片的邊上設置有極耳，同極性的極耳相互重疊，捆扎焊接后再與外極耳焊接；疊片式電池在制作時極片都采用平埔式結構，和卷繞式電池相比，不存在拐角處和兩頭大量的多余集流體，因此，其體積比容量比卷繞式電池高出很多，是高容量電池所采用的主要結構方式。
電池極片的結構包括基片和涂敷在基片表面上的極性涂層，為了提升電池的循環(huán)性能及大電流充放電性能，基片及其上的涂層都很薄。所以，正極片，隔膜片，負極片循環(huán)疊加到規(guī)定的層數(shù)后，經(jīng)過極耳并聯(lián)，造成疊加后的組合比較松散。由于容量的增加和松散結構特征帶來了這種結構電池的耐針刺、耐沖擊、以及過充、耐熱沖擊等性能變差。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術問題是提供一種高容量、高安全性能的鋰電池電芯結構。
本實用新型是通過以下技術方案實現(xiàn)的設計了一種鋰電池的電芯結構，包括正、負極片及其之間的隔膜，在極片上設置有極耳，極片由基片和基片上的涂層組成，內(nèi)層極片為常規(guī)四邊形極片；外層極片是可兜折內(nèi)層極片的長極片，外層極片至少有兩層，且外層極片至少有一對相對的側(cè)面上設有無極性的涂層?？啥弹B外層極片的連接基片上貼有耐溫耐溶劑的絕緣膠片或膠帶，相鄰的外層可兜折極片的基片分別為銅箔和鋁箔。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有以下顯著效果本實用新型所提供的鋰電池電芯的外層兜折長極片相鄰側(cè)面上設置無極性的涂層，外層極片對合后兜住重疊疊加到規(guī)定層數(shù)的極片形成折疊式電芯結構，當電池受到針形穿刺、機械和熱沖擊、機械擠壓、過充等安全測試時，外層極片首先短路導通，將電池內(nèi)的電量放掉。短路后產(chǎn)生的大量熱由次外層和最外層的無涂層或有單面涂層的金屬基片將熱量導出而快速散發(fā)，避免了熱量在電池內(nèi)部集聚而發(fā)生起火和爆炸等安全問題，解決了鋰離子電池通常存在的安全問題及隱患。


圖1是常規(guī)極片的形狀示意圖；圖2是外層極片的形狀示意圖；圖3是本實用新型電芯的剖面示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖通過實施例對本實用新型作進一步詳述。
一種鋰電池的電芯結構，包括正、負極片及其之間的隔膜，在極片上設置有極耳，極片由基片和基片上的極性涂料層組成，內(nèi)層通過正極，隔膜，負極，隔膜重復交錯的方式按所要求的容量進行折疊，達到要求的厚度，且正極極耳和正極極耳位置相對，負極極耳與負極極耳位置相對。由于具體使用狀態(tài)限制，目前的鋰電池外形多為在長方體的基礎上稍加變形，因此實施例中極片形狀采用矩形，當然也可以根據(jù)具體情況推廣到異形鋰電池。圖1給示了常規(guī)的矩形狀極片1，極片的基片11上設置有極性的涂層12，一般極片的極耳13均位于極片寬片的一側(cè)，正、負極極片的形狀一致，在利用本實用新型進行鋰電池的生產(chǎn)加工時，內(nèi)層極片仍使用常規(guī)極片，只是當內(nèi)層極片與隔膜2交錯疊加達到規(guī)定的層數(shù)需進行下一道捆扎工序時，才采用圖2所示的連體式兜折內(nèi)層極片的外層極片，可兜疊外層極片的長度是常規(guī)極片的兩倍再加上連接用基片的長度，寬度與常規(guī)極耳相同或稍小或稍大，可兜疊外層極片的連接基片6上貼有耐溫耐溶劑的絕緣膠片或膠帶61，使用時當然需要注意外層與內(nèi)層極片的極性不同。
本實施例中外層兜折式的極片包括次外層和最外層兩層，當然也可以采用多層兜折式外層極片，本實施例僅以兩層外層極片為例說明之。實際加工時次外層極片3和最外層極片5的極性必須相反，且之間也有絕緣膠層4隔開，以防止短路發(fā)生，可參見圖3。次外層和最外層的極片通過兜尾的方法，從電芯的一側(cè)包到另一側(cè)。兜折后的同極性最外層和次外層極片的極耳相互對映、與極耳相對的極片底端相互間由基片連為一體，該可兜折的外層極片的長度是常規(guī)極片的兩倍數(shù)一般還需加上連接基片的長度，寬度與常規(guī)極耳相同。可兜疊外層極片的連接基片6上貼有耐溫耐溶劑的絕緣膠片或膠帶61，不設置極性涂層。
最外層極片上單面涂有極性涂層或無極性涂層，最好是其上無極性涂層。次外層極片其單面有極性涂層或無極性涂層，但最好是單面涂有極性涂層，且極性涂層側(cè)面向內(nèi)層極片，而無極性涂層一個側(cè)面面向最外層極片。必須注意的是，次外層和最外層相對的那一個側(cè)面的基片上都必須沒有極性涂層。
本實施例中最外層的極性與次外層的極性必須相反，即次外層是正極且其采用的基片為鋁箔，則最外層必須是負極性且其采用基片為銅箔；反之，次外層是負極且其采用基片為銅箔，則次外層必須是正極性且其采用的基片為鋁箔。當然次外層極片和最外層極片的基片也可根據(jù)實際情況變化采用其他金屬箔。
當?shù)箶?shù)第三層極片為雙面涂有極性涂層時，次外層如是負極極性，則其為單面涂有極性涂層，且涂有極性涂層面面向第三層；次外層如為正極極性，則其為單面涂有極性涂層或無極性涂層；當?shù)箶?shù)第三層為單面涂有極性涂層時，則次外層可與其合并，此時倒數(shù)第三層變?yōu)榇瓮鈱印?br> 本實用新型也包括最外層是多層上面無極性涂層的相同金屬或不同金屬箔基片的集合體，這些集合體的極性可以是同性，或交錯異性。當然這些基片也可以同時在內(nèi)部極片之間插入，插入數(shù)量不限。但插入基片應與具有相同基片的涂有極性物質(zhì)的內(nèi)部電極片相對應的極耳聯(lián)在一起。
權利要求1.一種鋰電池的電芯結構，包括正、負極片及其之間的隔膜，在極片上設置有極耳，極片由基片和基片上的涂層組成，內(nèi)層極片為常規(guī)四邊形極片，其特征是外層極片是可兜折內(nèi)層極片的長極片，外層極片至少有兩層，且外層極片至少有一對相對的側(cè)面上涂覆有無極性的涂層。
2.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池的電芯結構，其特征是所述兜折后的同極性外層極片的極耳相互對映，可兜疊外層極片的長度是常規(guī)極片的兩倍再加上連接用基片的長度，寬度與常規(guī)極耳相同。
3.根據(jù)權利要求2所述的鋰電池的電芯結構，其特征是所述可兜疊外層極片的連接基片上貼有耐溫耐溶劑的絕緣膠片或膠帶。
4.根據(jù)權利要求3所述的鋰電池的電芯結構，其特征是所述相鄰的外層可兜折極片的基片分別為銅箔和鋁箔。
專利摘要本實用新型公開了一種鋰電池的電芯結構，包括正、負極片及其之間的隔膜，在極片上設置有極耳，極片由基片和基片上的涂層組成，內(nèi)層極片為常規(guī)四邊形極片；外層極片是可兜折內(nèi)層極片的長極片，外層極片至少有兩層，且外層極片至少有一對相對的側(cè)面上涂覆無極性的涂層?？啥弹B外層極片的長度是常規(guī)極片的兩倍再加上連接用基片的長度，極耳的寬度與常規(guī)極耳相同，可兜疊外層極片的連接基片上貼有耐溫耐溶劑的絕緣膠片或膠帶。由本實用新型提供的具有兜折式外層極片的電芯結構具有優(yōu)異的耐針刺，耐機械和熱沖擊，耐過充和機械擠壓性能，解決了鋰離子電池通常存在的安全問題及隱患。
文檔編號H01M6/16GK2859828SQ200520067169
公開日2007年1月17日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權日2005年11月4日
發(fā)明者宛毅, 郭春泰, 王洪, 張 杰 申請人:惠州Tcl金能電池有限公司