專利名稱：一種卷繞鋰離子電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰離子電池領域，尤其涉及鋰離子電池。
背景技術：
目前市面上電池的種類很多，鋰離子電池由于具有高能量密度、高輸出電壓、高輸出功率等優(yōu)點而被廣泛應用于電子、交通、能源等領域。近年來隨著電動工具、電動玩具、模型飛機、電動車的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池燈動力能源已經由于重量重、不環(huán)保等問題而不能適應這些設備對動力能源的要求。而鋰離子電池時目前廣泛推廣應用的綠色可循環(huán)利用的能源，對于電動工具、電動玩具、模型飛機、電動車應用而言，這些設備具有瞬時連續(xù)大電流放電的工作要求，有的甚至要求30攝氏度、35攝氏度放電，并且隨著科技的發(fā)展，將來還會要求更高的放電倍率。有多個單體電池串聯(lián)或者并聯(lián)構成的高倍率鋰離子電池組由于具有容量大、重量輕、體積小、無記憶效應、自放電小、循環(huán)壽命長等特點，其正足部取代傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池燈動力能源而防范應用于上述的于電動工具、電動玩具、模型飛機、電動車領域。在進行本實用新型研究過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在如下問題:現(xiàn)有的動力鋰離子電池存在散 熱不及時的安全隱患。

實用新型內容本實用新型涉及一種卷繞鋰離子電池。其包括:卷芯，卷芯由層疊的正極片、負極片以及隔膜由內而外卷繞而成；所述隔膜間隔在所述正極片與負極片之間，固定在所述正極片上的正極耳為至少兩個，所有所述正極耳伸出在所述卷芯的第一端部外，伸出在所述第一端部的至少兩正極耳相互分立；所有所述正極耳均與固定在所述第一端部的正極柱固定連接；固定在所述負極片上的負極耳為至少兩個，所有所述負極耳伸出在所述卷芯的第二端部外，伸出在所述第二端部的至少兩負極耳相互分立，所有所述負極耳均與固定在所述第二端部的負極柱固定連接。應用該技術方案有利于提高電池的散熱性，從而提高安全性。1、一種卷繞鋰離子電池，其特征是，包括:卷芯，所述卷芯由層疊的正極片、負極片以及隔膜由內而外卷繞而成；所述隔膜間隔在所述正極片與負極片之間，固定在所述正極片上的正極耳為至少兩個，所有所述正極耳伸出在所述卷芯的第一端部外，伸出在所述第一端部的至少兩正極耳相互分立；所有所述正極耳均與固定在所述第一端部的正極柱固定連接；固定在所述負極片上的負極耳為至少兩個，所有所述負極耳伸出在所述卷芯的第二端部外，伸出在所述第二端部的至少兩負極耳相互分立，[0014]所有所述負極耳均與固定在所述第二端部的負極柱固定連接。2、根據(jù)權利要求1所述的卷繞鋰離子電池，其特征是，所有所述正極耳均與固定在所述第一端部的正極柱固定連接，具體是:在所述正極柱的內端部設置有第一環(huán)形凹槽，所有所述正極耳的端部均限位在所述第一環(huán)形凹槽內，在所述第一環(huán)形凹槽內還套有第一環(huán)形金屬圈，所有所述正極耳伸進固定在所述第一環(huán)形凹槽與所述第一環(huán)形金屬圈之間；所有所述負極耳均與固定在所述第二端部的負極柱固定連接，具體是:在所述負極柱的內端部設置有第二環(huán)形凹槽，所有所述負極耳的端部均限位在所述第二環(huán)形凹槽內，在所述第二環(huán)形凹槽內還套有第二環(huán)形金屬圈，所有所述負極耳伸進固定在所述第二環(huán)形凹槽與所述第二金屬圈之間。3、根據(jù)權利要求2所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 所述第一環(huán)形金屬圈的首端以及尾部貫穿伸出在所述正極柱外，在所述第一環(huán)形金屬圈的首端以及尾端分別設置有相互匹配的固定部，通過所述固定部匹配連接而連接所述第一環(huán)形金屬圈的首端與尾端，調整所述第一環(huán)形金屬圈的大小;所述第二環(huán)形金屬圈的首端以及尾部貫穿伸出在所述負極柱外，在所述第二環(huán)形金屬圈的首端以及尾端分別設置有相互匹配的固定部，通過所述固定部匹配連接而連接所述第二環(huán)形金屬圈的首端與尾端，調整所述第二環(huán)形金屬圈的大小。4、根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是，沿所述卷芯由內到外，涂覆在在所述正極片的表面的正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度逐漸變高；沿所述卷芯由內到外，涂覆在在所述負極片的表面的負極活性材料在所述負極片上的涂覆密度逐漸變高。5、根據(jù)權利要求4所述的卷繞鋰離子電池，其特征是，所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是:所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆厚度沿所述卷芯由內到外逐漸變厚；在所述負極片上涂覆有負極活性材料，所述負極活性材料在所述負極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是:所述負極活性材料在所述負極片上的涂覆厚度沿所述卷芯由內到外逐漸變厚。6、根據(jù)權利要求4所述的卷繞鋰離子電池，其特征是，所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是:所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度為:Y1=A1*X1，所述Yl為所述正極活性材料的涂覆密度，所述Al為預定的系數(shù)，所述Xl為所述正極片上任一點到所述正極片位于所述卷芯最內端的長度；所述負極活性材料 在所述負極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是:所述負極活性材料在所述正極片上的涂覆密度為:Y2=A2*X2，所述Y2為所述負極活性材料的涂覆密度，所述A2為預定的系數(shù)，所述X2為所述負極片上任一點到所述正極片位于所述卷芯最內端的長度。7、根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是，在所述隔膜上的至少一表面還設置有聚偏氟乙烯層。
8、根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是，在所述隔膜上的至少一表面還設置有氧化鋁層。9、根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是，在所述隔膜上緊貼所述正極片的表面還設置有氧化鋁層； 在所述隔膜上緊貼所述負極片的表面還設置有聚偏氟乙烯層。10、根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是，所述正極柱為銅塊， 和/或，所述負極柱為招塊。一種卷繞鋰離子電池本實用新型涉及鋰離子電池領域，尤其涉及鋰離子電池。
具體實施方式
目前市面上電池的種類很多，鋰離子電池由于具有高能量密度、高輸出電壓、高輸出功率等優(yōu)點而被廣泛應用于電子、交通、能源等領域。近年來隨著電動工具、電動玩具、模型飛機、電動車的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池燈動力能源已經由于重量重、不環(huán)保等問題而不能適應這些設備對動力能源的要求。而鋰離子電池時目前廣泛推廣應用的綠色可循環(huán)利用的能源，對于電動工具、電動玩具、模型飛機、電動車應用而言，這些設備具有瞬時連續(xù)大電流放電的工作要求，有的甚至要求30攝氏度、35攝氏度放電，并且隨著科技的發(fā)展，將來還會要求更高的放電倍率。有多個單體電池串聯(lián)或者并聯(lián)構成的高倍率鋰離子電池組由于具有容量大、重量輕、體積小、無記憶效應、自放電小、循環(huán)壽命長等特點，其正足部取代傳統(tǒng)的鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池燈動力能源而防范應用于上述的于電動工具、電動玩具、模型飛機、電動車領域。在進行本實用新型研究過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在如下問題:現(xiàn)有的動力鋰離子電池存在散熱不及時的安全隱患。本實用新型實施例第一目的在于提供一種卷繞鋰離子電池，應用該技術方案有利于提高電池的散熱性，從而提高安全性。本實用新型實施例提供的一種卷繞鋰離子電池，包括:卷芯，所述卷芯由層疊的正極片、負極片以及隔膜由內而外卷繞而成；所述隔膜間隔在所述正極片與負極片之間，固定在所述正極片上的正極耳為至少兩個，所有所述正極耳伸出在所述卷芯的第一端部外，伸出在所述第一端部的至少兩正極耳相互分立；所有所述正極耳均與固定在所述第一端部的正極柱固定連接；固定在所述負極片上的負極耳為至少兩個，所有所述負極耳伸出在所述卷芯的第二端部外，伸出在所述第二端部的至少兩負極耳相互分立，所有所述負極耳均與固定在所述第二端部的負極柱固定連接?？蛇x地，所有所述正極耳均與固定在所述第一端部的正極柱固定連接，具體是:在所述正極柱的內端部設置有第一環(huán)形凹槽，所有所述正極耳的端部均限位在所述第一環(huán)形凹槽內，在所述第一環(huán)形凹槽內還套有第一環(huán)形金屬圈，所有所述正極耳伸進固定在所述第一環(huán)形凹槽與所述第一環(huán)形金屬圈之間；所有所述負極耳均與固定在所述第二端部的負極柱固定連接，具體是:在所述負極柱的內端部設置有第二環(huán)形凹槽，所有所述負極耳的端部均限位在所述第二環(huán)形凹槽內，在所述第二環(huán)形凹槽內還套有第二環(huán)形金屬圈，所有所述負極耳伸進固定在所述第二環(huán)形凹槽與所述第二金屬圈之間?？蛇x地，所述第一環(huán)形金屬圈的首端以及尾部貫穿伸出在所述正極柱外，在所述第一環(huán)形金屬圈的首端以及尾端分別設置有相互匹配的固定部，通過所述固定部匹配連接而連接所述第一環(huán)形金屬圈的首端與尾端，調整所述第一環(huán)形金屬圈的大小;所述第二環(huán)形金屬圈的首端以及尾部貫穿伸出在所述負極柱外，在所述第二環(huán)形金屬圈的首端以及尾端分別設置有相互匹配的固定部，通過所述固定部匹配連接而連接所述第二環(huán)形金屬圈的首端與尾端，調整所述第二環(huán)形金屬圈的大小?？蛇x地，沿所述卷芯由內到外，涂覆在在所述正極片的表面的正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度逐漸變高；沿所述卷芯由內到外，涂覆在在所述負極片的表面的負極活性材料在所述負極片上的涂覆密度逐漸變高?？蛇x地，所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是:所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆厚度沿所述卷芯由內到外逐漸變厚；在所述負極片上涂覆有負極活性材料，所述負極活性材料在所述負極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是:所述負極活性材料在所述負極片上的涂覆厚度沿所述卷芯由內到外逐漸變厚。可選地，所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是:所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度為:Y1=A1*X1，所述Yl為所述正極活性材料的涂覆密度，所述Al為預定的系數(shù)，所述Xl為所述正極片上任一點到所述正極片位于所述卷芯最內端的長度；所述負極活性材料在所述負極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是:[0091]所述負極活性材料在所述正極片上的涂覆密度為:Y2=A2*X2，所述Y2為所述負極活性材料的涂覆密度，所述A2為預定的系數(shù)，所述X2為所述負極片上任一點到所述正極片位于所述卷芯最內端的長度?？蛇x地，在所述隔膜上的至少一表面還設置有聚偏氟乙烯層?？蛇x地，在所述隔膜上的至少一表面還設置有氧化鋁層?？蛇x地，在所述隔膜上緊貼所述正極片的表面還設置有氧化鋁層；在所述隔膜上緊貼所述負極片的表面還設置有聚偏氟乙烯層。可選地，所述正極柱為銅塊，和/或，所述負極柱為鋁塊。由上可見，應用本實施例技術方案，由于在本實施例中正極片101、負極片102上分別設置有多個正極耳102、負極耳202，且卷繞后正極耳102、負極耳202分別位于獨立卷芯的兩端部且至少兩個分立，而非重疊在一起，有利于提高極耳的散熱面積，有利于加速電池在放電過程中的快速散熱。此處所說明的附圖用來提供對本實用新型的進一步理解，構成本申請的一部分，并不構成對本實用新型的不當限定，在附圖中:圖1為本實施例1提供的正極片的正極耳分布的結構示意圖；圖2為本實施例1提供的負極片`的負極耳分布的結構示意圖；圖3為本實施例1提供的層疊片的正極耳、負極耳分布的結構示意圖；圖4為本實施例1提供的層疊片卷繞時的正極耳、負極耳分布的結構示意圖；圖5為本實施例1提供的卷繞鋰離子電池卷繞后的結構示意圖；圖6為本實施例2提供的正極片、負極片(極耳未畫出)的結構示意圖；圖7為現(xiàn)有技術中的一種卷繞鋰離子電池正極片或者負極片的結構示意圖。附圖標記:101:正極片；102:正極耳；201:負極片；202:負極耳；301:正極柱；302:負極柱；401:層疊片；501:卷芯。下面將結合附圖以及具體實施例來詳細說明本實用新型，在此本實用新型的示意性實施例以及說明用來解釋本實用新型，但并不作為對本實用新型的限定。實施例1:本實施例提供了一種卷繞鋰離子電池，其主要包括卷芯501。該卷芯501由層疊的正極片101、負極片102以及隔膜層疊組成層疊片401，然后采用卷針(可以但不限于采用卷繞設備或者人工卷繞)，將該層疊片401由內到外沿卷針卷繞，得到卷繞體。在層疊片401中，隔膜間隔在正極片101與負極片102之間，從而使在卷芯501中，在任意層正極片101與負極片102之間均間隔有隔膜層。參見圖1、2、3、4、5所示，在本實施例中，固定在正極片101上的正極耳102為至少兩個(如圖1中的9個)，所有正極耳102伸出在卷芯501的第一端部外，伸出在第一端部的至少兩正極耳102相互分立(如圖3、4所示)。所有正極耳102均與固定在第一端部的正極柱固定連接。如圖5所示作為本實施例的一種示意，可以采用螺栓貫穿本段的所有正極耳102而將所有正極耳102固定在正極柱上，對外作為電池的正極。[0118]固定在負極片102上的負極耳202為至少兩個(如圖2中的9個)，所有負極耳202伸出在卷芯501的第二端部外，伸出在第二端部的至少兩負極耳202相互分立(如圖3、4所示)。所有負極耳202均與固定在第二端部的負極柱固定連接。如圖5所示作為本實施例的一種示意，可以采用螺栓貫穿本段的所有負極耳202而將所有負極耳202固定在負極柱上，對外作為電池的負極。在本實施例中，正、負極片102極耳的個數(shù)a (a=l，2，3…)可以根據(jù)電池容量的大小和放電電流的需求來決定，正、負極卷繞后分立的極耳個數(shù)b (b=l，2，3...)也可以根據(jù)電池容量的大小和產生熱量的多少來決定。由上可見，由于在本實施例中，正極片101、負極片102上分別設置有多個正極耳102、負極耳202，且卷繞后正極耳102、負極耳202分別位于獨立卷芯501的兩端部且至少兩個分立，而非重疊在一起，有利于提高極耳的散熱面積，有利于加速電池在放電過程中的快速散熱。試驗數(shù)據(jù)分析:為了進一步說明本實施例相對于現(xiàn)有技術的效果，以下分別對本實施例卷繞鋰離子電池以及現(xiàn)有技術的卷繞鋰離子電池進行對比試驗:實施例1:采用52個容量為IOAh卷繞鋰離子電池單體進行并聯(lián)組成鋰離子電池組，其結構如本實施例所述。對比例1:采用52個容量為IOAh卷繞鋰離子電池進行并聯(lián)組成鋰離子電池組，其結構與實施例3的區(qū)別主要在于極耳的設計以及極耳的固定方式，具體如圖7所示。分別對實施例1、對比例I的卷繞鋰離子電池組在2C倍率下進行持續(xù)放電20分鐘，然后IOC倍率100秒脈沖放電，分別室溫下，在放電過程中不同的時間點(以放電開始時間點為原點)分別用紅外溫度檢測儀，測得該卷繞鋰離子電池表面的溫度(相對測試點選定為卷芯501側面的確定一點)，得到以下表一的試驗數(shù)據(jù)。表一:卷繞鋰離子電池表面的溫度對比
權利要求1.一種卷繞鋰離子電池，其特征是，包括:卷芯， 所述卷芯由層疊的正極片、負極片以及隔膜由內而外卷繞而成； 所述隔膜間隔在所述正極片與負極片之間， 固定在所述正極片上的正極耳為至少兩個，所有所述正極耳伸出在所述卷芯的第一端部外，伸出在所述第一端部的至少兩正極耳相互分立； 所有所述正極耳均與固定在所述第一端部的正極柱固定連接； 固定在所述負極片上的負極耳為至少兩個，所有所述負極耳伸出在所述卷芯的第二端部外，伸出在所述第二端部的至少兩負極耳相互分立， 所有所述負極耳均與固定在所述第二端部的負極柱固定連接。
2.根據(jù)權利要求1所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 所有所述正極耳均與固定在所述第一端部的正極柱固定連接，具體是: 在所述正極柱的內端部設置有第一環(huán)形凹槽，所有所述正極耳的端部均限位在所述第一環(huán)形凹槽內，在所述第一環(huán)形凹槽內還套有第一環(huán)形金屬圈，所有所述正極耳伸進固定在所述第一環(huán)形凹槽與所述第一環(huán)形金屬圈之間； 所有所述負極耳均與固定在所述第二端部的負極柱固定連接，具體是: 在所述負極柱的內端部設置有第二環(huán)形凹槽，所有所述負極耳的端部均限位在所述第二環(huán)形凹槽內，在所述第二環(huán)形凹槽內還套有第二環(huán)形金屬圈，所有所述負極耳伸進固定在所述第二環(huán)形凹槽與所述第二金屬圈之間。
3.根據(jù)權利要求2所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 所述第一環(huán)形金屬圈的首端以及尾部貫穿伸出在所述正極柱外， 在所述第一環(huán)形金屬圈的首端以及尾端分別設置有相互匹配的固定部，通過所述固定部匹配連接而連接所述第一環(huán)形金屬圈的首端與尾端，調整所述第一環(huán)形金屬圈的大??；所述第二環(huán)形金屬圈的首端以及尾部貫穿伸出在所述負極柱外， 在所述第二環(huán)形金屬圈的首端以及尾端分別設置有相互匹配的固定部，通過所述固定部匹配連接而連接所述第二環(huán)形金屬圈的首端與尾端，調整所述第二環(huán)形金屬圈的大小。
4.根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 沿所述卷芯由內到外，涂覆在在所述正極片的表面的正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度逐漸變高； 沿所述卷芯由內到外，涂覆在在所述負極片的表面的負極活性材料在所述負極片上的涂覆密度逐漸變高。
5.根據(jù)權利要求4所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是: 所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆厚度沿所述卷芯由內到外逐漸變厚； 在所述負極片上涂覆有負極活性材料，所述負極活性材料在所述負極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是: 所述負極活性材料在所述負極片上的涂覆厚度沿所述卷芯由內到外逐漸變厚。
6.根據(jù)權利要求4所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是: 所述正極活性材料在所述正極片上的涂覆密度為:Y1=A1*X1， 所述Yl為所述正極活性材料的涂覆密度， 所述Al為預定的系數(shù)， 所述Xl為所述正極片上任一點到所述正極片位于所述卷芯最內端的長度； 所述負極活性材料在所述負極片上的涂覆密度沿所述卷芯由內到外逐漸變高，具體是: 所述負極活性材料在所述正極片上的涂覆密度為:Y2=A2*X2， 所述Y2為所述負極活性材料的涂覆密度， 所述A2為預定的系數(shù)， 所述X2為所述負極片上任一點到所述正極片位于所述卷芯最內端的長度。
7.根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 在所述隔膜上的至少一表面還設置有聚偏氟乙烯層。
8.根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 在所述隔膜上的至少一表面還設置有氧化鋁層。
9.根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 在所述隔膜上緊貼所述正極片的表面還設置有氧化鋁層； 在所述隔膜上緊貼所述負極片的表面還設置有聚偏氟乙烯層。
10.根據(jù)權利要求1至3之任一所述的卷繞鋰離子電池，其特征是， 所述正極柱為銅塊，和/或， 所述負極柱為鋁 塊。
專利摘要本實用新型涉及一種卷繞鋰離子電池。其包括卷芯，卷芯由層疊的正極片、負極片以及隔膜由內而外卷繞而成；所述隔膜間隔在所述正極片與負極片之間，固定在所述正極片上的正極耳為至少兩個，所有所述正極耳伸出在所述卷芯的第一端部外，伸出在所述第一端部的至少兩正極耳相互分立；所有所述正極耳均與固定在所述第一端部的正極柱固定連接；固定在所述負極片上的負極耳為至少兩個，所有所述負極耳伸出在所述卷芯的第二端部外，伸出在所述第二端部的至少兩負極耳相互分立，所有所述負極耳均與固定在所述第二端部的負極柱固定連接。應用該技術方案有利于提高電池的散熱性，從而提高安全性。
文檔編號H01M10/0587GK203150669SQ201320199669
公開日2013年8月21日 申請日期2013年4月19日 優(yōu)先權日2013年4月19日
發(fā)明者周曉玲, 何安軒, 殷振國 申請人:深圳市格瑞普電池有限公司