專利名稱：一種卷繞式鋰離子電池的極片的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及鋰離子電池，具體涉及卷繞式鋰離子電池，特別是卷繞式鋰離子電池中的極片。
背景技術(shù)：
卷繞式鋰離子電池中的極片包括集流體、涂敷在集流體上的敷料、連接在集流體上的極耳，極片根據(jù)集流體上所敷料的不同，分為正極極片和負(fù)極極片；正、負(fù)極極片合在一起，經(jīng)卷繞組成卷繞式鋰離子電池，正、負(fù)極極片中的極耳為卷繞式鋰離子電池的正、負(fù)極。
目前的卷繞式鋰離子電池極片如圖3所示，它為一塊卷繞式鋰離子電池中的一對正、負(fù)極極片，上面的為正極極片，下面的為負(fù)極極片。各極片包括集流體1、涂布在集流體1上的敷料2、連接在集流體1上的極耳3。極耳3都設(shè)置在集流體1的一端，即極耳3焊接在集流體1的端部，極耳3兩側(cè)的集流體1上，只有一側(cè)的集流體1上敷有敷料2。這種卷繞式鋰離子電池普遍存在著內(nèi)阻過高(一般≥30mΩ)、內(nèi)阻均一性差異大的問題。電池內(nèi)阻過大使得電池的容量和體積能量密度偏低；電池內(nèi)阻均一性能差異大，無法進(jìn)行單體電池的串并聯(lián)，從而使得鋰離子電池的應(yīng)用領(lǐng)域嚴(yán)重萎縮，阻礙了鋰離子電池的發(fā)展。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種卷繞式鋰離子電池的極片，以該極片制成的卷繞式鋰離子電池的內(nèi)阻小、內(nèi)阻均一性差異小。
本實(shí)用新型解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種卷繞式鋰離子電池的極片，極片包括集流體、涂布在集流體上的敷料、連接在集流體上的極耳，極耳兩側(cè)的集流體上均涂布有敷料。
上述方案中，極耳在距敷料中心位置的敷料全長的±25％的區(qū)域內(nèi)與集流體焊接。
上述方案中，極耳在距敷料中心位置的敷料全長的±17％的區(qū)域內(nèi)與集流體焊接。
本實(shí)用新型極片依然以敷料、集流體和引出極耳組成，但它根據(jù)電流通過載體的距離長短和載體對電流產(chǎn)生阻力的關(guān)系原理，即敷料集流體越長，電流流過時(shí)的阻力越大，電池對外表征的阻值越大，反之就越?。辉俳Y(jié)合并聯(lián)電路的阻值原理，即極耳從敷料集流體中間位子引出，類似于兩個(gè)敷料集流體的并聯(lián)，不但縮短了載體的長度，而且均衡了由于極耳兩邊敷料質(zhì)量的不同而產(chǎn)生的阻性差異，降低了不同極片制成的電池之間阻值誤差。對極片結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，其極耳兩側(cè)的集流體上均敷有敷料，即極耳焊在集流體上的敷料區(qū)域的中部的集流體上，從而大大減小了集流體上電流通過載體對電流產(chǎn)生阻力，降低了極片上內(nèi)阻的阻值，使得以該極片制成的卷繞式鋰離子電池的內(nèi)阻小、內(nèi)阻均一性差異小。


圖1為本實(shí)用新型極片實(shí)施例1結(jié)構(gòu)示意圖圖2為本實(shí)用新型極片實(shí)施例2結(jié)構(gòu)示意圖圖3為現(xiàn)有極片的結(jié)構(gòu)示意圖圖中，1、集流體，2、敷料，3、極耳，4、頭端間歇，5、連接間歇，L、敷料全長。
具體實(shí)施方式
如圖1所示的本實(shí)用新型極片實(shí)施例1，它為一塊卷繞式鋰離子電池中的一對正、負(fù)極極片，上面的為正極極片，下面的為負(fù)極極片。各極片包括集流體1、涂布在集流體1上的敷料2、連接在集流體1上的極耳3。極耳3兩側(cè)的集流體1上均涂布有敷料2，且極耳3兩側(cè)敷料2的長度相等。
本實(shí)用新型極片實(shí)施例1的敷料2涂布采用間歇式涂布，即在集流體1上兩塊等長的敷料2之間具有連接間歇5，極耳3在連接間歇5處與焊接在集流體1上。正極極片上的連接間歇5長度比負(fù)極極片上的連接間歇5長度略寬。負(fù)極極片上的敷料2長度完全包容正極極片上的敷料2長度。
正極極片帶有頭端間歇4，頭端間歇4用于包容負(fù)極極片的銅體，避免銅體與正極極片上的正極材料(鈷酸鋰)接觸發(fā)生析鋰反應(yīng)，頭端間歇4的長度一般為卷繞電池芯最內(nèi)層直徑長度的2/3。
本實(shí)用新型極片實(shí)施例1的正極極片頭端間歇4和連接間歇5的長度均為28mm，兩段敷料2的長度均為224mm，敷料全長L為476mm。負(fù)極極片的連接間歇5的長度均為8mm，兩段敷料2的長度均為285mm，敷料全長L為578mm。
本實(shí)用新型極片實(shí)施例1也可采用兩片涂布敷料2的長度相等的極片對接而成，對接處具有連接間歇5，極耳3在連接間歇5處與焊接在集流體1上。
如圖2所示的本實(shí)用新型極片實(shí)施例2，它為一塊卷繞式鋰離子電池中的一對正、負(fù)極極片，上面的為正極極片，下面的為負(fù)極極片。各極片包括集流體1、涂布在集流體1上的敷料2、連接在集流體1上的極耳3。極耳3兩側(cè)的集流體1上均涂布有敷料2。正極極片頭端間歇4和連接間歇5的長度均為28mm，敷料全長L為476mm。負(fù)極極片的連接間歇5的長度均為8mm，敷料全長L為578mm。極耳3均在距敷料2中心位置偏離敷料2全長的25％L處與集流體1焊接。
下面通過試驗(yàn)對比，驗(yàn)證極耳從極片集流體不同位置引出對電芯內(nèi)阻的影響。
用同一批產(chǎn)品中的正、負(fù)極極片，分別配對10個(gè)電芯卷。
電芯批號(hào)0301-1其正、負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)同本實(shí)用新型極片實(shí)施例1；電芯批號(hào)0301-2其正、負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)(如圖3)；電芯批號(hào)0301-3其正、負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)同本實(shí)用新型極片實(shí)施例2；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析由以上數(shù)據(jù)可以看出0301-1的內(nèi)阻在18.7-20.9mΩ之間，平均值為20.2mΩ；0301-2的內(nèi)阻在26.7-27.8mΩ之間，平均值為27.4mΩ；0301-3的內(nèi)阻在20.5-22.1mΩ之間，平均值為21.2mΩ。0301-1的平均內(nèi)阻比0301-2小7.2mΩ，比0301-3小1mΩ。
表1

實(shí)驗(yàn)結(jié)論正負(fù)極耳均從極片敷料的正中心位置引出的電芯內(nèi)阻最小，正負(fù)極耳從電芯卷偏離中心位置向外一圈處引出的電芯內(nèi)阻次之，正負(fù)極耳從極片一頭一尾引出的電芯內(nèi)阻最大。
由以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論結(jié)合理論得出極耳3兩側(cè)的集流體1上均涂布有敷料2，即極耳3焊接在集流體1上的敷料2區(qū)域的中部的集流體1上，就可降低內(nèi)阻。極耳3在距敷料2中心位置的敷料2全長的±25％的區(qū)域內(nèi)與集流體1焊接，降低內(nèi)阻的效果明顯。極耳3在敷料2中心位置與集流體1焊接，降低內(nèi)阻的效果最好，考慮到生產(chǎn)工藝的因素，極耳3在距敷料2中心位置的敷料2全長的±17％的區(qū)域內(nèi)與集流體1焊接，是最好的選擇。
另外，正負(fù)極極耳的位置確定，可以通過電池的容量計(jì)算出正負(fù)極敷料的長度，在極片寬度確定的前提下，通過改變敷料的密度對極片敷料長度進(jìn)行調(diào)整，從而使得卷繞后的電池卷的正負(fù)極極耳引出位置達(dá)到電池設(shè)計(jì)的要求，保證電池外觀的一致性。
用本實(shí)用新型卷繞式鋰離子電池極片結(jié)構(gòu)方式制作的卷繞式電池，生產(chǎn)工藝簡單，能最大限度的降低單體電池的內(nèi)阻，具體試驗(yàn)參數(shù)見表1的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。由于電池的容量決定了電池在1C5A充放電制式下充放電電流大小不同，電流越大，電池表征的內(nèi)阻之越小，因此，用本實(shí)用新型卷繞式鋰離子電池極片結(jié)構(gòu)方式制作的卷繞式電池，容量在2Ah以內(nèi)的單體電池的內(nèi)阻值≤20mΩ，容量在高于3Ah以上的單體電池的內(nèi)阻值≤15mΩ，同型號(hào)的單體電池間的內(nèi)阻差異≤3mΩ，為同型號(hào)單體電池的串并聯(lián)制作提供了可靠的保障。
權(quán)利要求1.一種卷繞式鋰離子電池的極片，極片包括集流體(1)、涂布在集流體(1)上的敷料(2)、連接在集流體(1)上的極耳(3)，其特征在于極耳(3)兩側(cè)的集流體(1)上均涂布有敷料(2)。
2.如權(quán)利要求1所述的極片，其特征在于極耳(3)在距敷料(2)中心位置的敷料(2)全長的±25％的區(qū)域內(nèi)與集流體(1)焊接。
3.如權(quán)利要求1所述的極片，其特征在于極耳(3)在距敷料(2)中心位置的敷料(2)全長的±17％的區(qū)域內(nèi)與集流體(1)焊接。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種卷繞式鋰離子電池的極片，極片包括集流體(1)、涂布在集流體(1)上的敷料(2)、連接在集流體(1)上的極耳(3)，極耳(3)兩側(cè)的集流體(1)上均涂布有敷料(2)。本實(shí)用新型極片依然以敷料、集流體和引出極耳組成，但它根據(jù)電流通過載體的距離長短和載體對電流產(chǎn)生阻力的關(guān)系原理，再結(jié)合并聯(lián)電路的阻值原理，對極片結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，其極耳兩側(cè)的集流體上均敷有敷料，即極耳焊在集流體上的敷料區(qū)域的中部的集流體上，從而大大減小了集流體上電流通過載體對電流產(chǎn)生阻力，降低了極片上內(nèi)阻的阻值，使得以該極片制成的卷繞式鋰離子電池的內(nèi)阻小、內(nèi)阻均一性差異小。
文檔編號(hào)H01M10/40GK2786795SQ200520095708
公開日2006年6月7日 申請日期2005年3月30日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月30日
發(fā)明者王衛(wèi)平, 譚清平, 蔣國強(qiáng), 陳偉 申請人:武漢華楓傳感器件公司