本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其涉及一種提升鋰離子圓柱動力電池正負(fù)極片及卷繞包覆結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著新能源汽車的快速發(fā)展，選擇與電動汽車匹配的電能存儲系統(tǒng)顯得尤為重要。圓柱形鋰離子動力電池單體及其系統(tǒng)因其工作電壓高、比能量高、經(jīng)濟(jì)效益好等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于新能源汽車領(lǐng)域。為了滿足大功率放電需求，傳統(tǒng)的動力電池沿用消費(fèi)品電池的設(shè)計(jì)思路，簡單地將正極耳從極片頭部移至極片中間，將負(fù)極單極耳改為頭尾部各有一個(gè)的雙極耳結(jié)構(gòu)，但對極片貼膠、卷繞過程中正負(fù)極片的相對位置及內(nèi)圈負(fù)極耳彎曲應(yīng)力緩沖方法等方面的安全問題考慮不夠全面，導(dǎo)致電池存在一些安全隱患。比如，鋰離子電池生產(chǎn)過程中正極片裸露鋁箔或負(fù)極片裸露銅箔通過粘附異物或粉塵顆粒物的設(shè)備導(dǎo)輪時(shí)，箔材在張力作用下易受異物擠壓產(chǎn)生坑點(diǎn)或破損，導(dǎo)致卷芯短路測試不合格或電芯滿電老化時(shí)短路或低電壓，尤其是裸露鋁箔與裸露銅箔部位相對位置發(fā)生短路時(shí)，極有可能帶來電芯熱失控風(fēng)險(xiǎn)。另外，對于高功率的負(fù)極雙極耳結(jié)構(gòu)的動力電池而言，內(nèi)圈負(fù)極耳在卷繞彎曲過程中曲率較大，極耳產(chǎn)生的應(yīng)力對相鄰?fù)馊Ω裟ず驼龢O片擠壓力較大，帶來的安全隱患也就越高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了滿足新能源汽車對圓柱動力電池高安全性的要求，本發(fā)明提供了一種提升圓柱動力電池安全性的正負(fù)極片及其卷繞包覆結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明采用高容量的正極錯(cuò)位涂布方式及高功率的負(fù)極雙極耳的極片結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并充分考慮了鋰離子電池生產(chǎn)過程中存在的安全隱患問題，從電芯設(shè)計(jì)的角度上降低了圓柱動力電池生產(chǎn)過程中的安全風(fēng)險(xiǎn)，提升了圓柱單體電池及其模塊的安全性。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

所述的正極片頭部、中部和尾部各留一段空箔，頭部采用錯(cuò)位涂布方式，中部和尾部采用對齊涂布方式，其中頭部和尾部涂布線通過貼膠紙覆蓋活性物質(zhì)，中間位置空箔焊接正極耳后雙面貼膠紙并覆蓋兩側(cè)涂布線區(qū)域；正極片涂布錯(cuò)位區(qū)域B寬5~15mm，所有涂布線膠紙覆蓋活性物質(zhì)1~3mm，頭部和尾部貼膠紙后各留有1~2mm空箔區(qū)域。

所述的負(fù)極片采用雙極耳結(jié)構(gòu)，負(fù)極片的頭部和尾部各留一段空箔用于焊接負(fù)極耳，頭部采用對齊涂布方式，尾部采用錯(cuò)位涂布方式；頭部負(fù)極耳焊接在單面空箔區(qū)域，尾部負(fù)極耳焊接在雙面空箔區(qū)域；負(fù)極片單雙面及頭尾部距負(fù)極涂布線1~2mm處貼膠紙，膠紙可覆蓋極耳焊接面背面焊印及大部分空箔區(qū)域。

所述的正負(fù)極片配對卷繞的包覆結(jié)構(gòu)，卷繞時(shí)負(fù)極片單雙面活性物質(zhì)區(qū)域在極片長度和寬度方向上可分別包覆正極片單雙面活性物質(zhì)區(qū)域，卷繞后正極片頭尾部空箔區(qū)域正對負(fù)極片貼膠紙區(qū)域，負(fù)極片涂布線位置未貼膠空箔區(qū)域正對正極片涂布線貼膠區(qū)域，卷芯內(nèi)圈負(fù)極片極耳落入正極片錯(cuò)位涂布區(qū)域。

本發(fā)明提供的一種提升動力電池安全性的正負(fù)極片及其卷繞包覆結(jié)構(gòu)，降低了正極片裸露鋁箔或負(fù)極片裸露銅箔受異物擠壓產(chǎn)生坑點(diǎn)或破損時(shí)與配對極性空箔區(qū)域直接接觸造成電芯短路的概率，緩解了卷芯內(nèi)圈負(fù)極耳卷繞過程中對相鄰?fù)馊Ω裟ず驼龢O片的擠壓力，進(jìn)而提升了動力電池負(fù)極雙極耳結(jié)構(gòu)卷芯內(nèi)圈結(jié)構(gòu)的安全性。

附圖說明

圖1：正極片剖面結(jié)構(gòu)示意圖

圖2：負(fù)極片剖面結(jié)構(gòu)示意圖

圖3：卷芯內(nèi)圈負(fù)極耳應(yīng)力分析局部示意圖

其中：A-正極片空箔；B-正極片涂布錯(cuò)位區(qū)域；C-負(fù)極片空箔；1-貼膠紙區(qū)域； 2-正極耳；3-鋁箔；4-正極片涂覆區(qū)；5-銅箔；6-負(fù)極片涂覆區(qū)；7-負(fù)極耳；8-正極片；9-負(fù)極片；10-卷芯內(nèi)圈應(yīng)力最大區(qū)域。

具體實(shí)施方式

所述的正極片頭部、中部和尾部各留一段空箔，頭部采用錯(cuò)位涂布方式，中部和尾部采用對齊涂布方式，其中頭部和尾部涂布線通過貼膠紙覆蓋活性物質(zhì)，中間位置空箔焊接正極耳后雙面貼膠紙并覆蓋兩側(cè)涂布線區(qū)域；正極片涂布錯(cuò)位區(qū)域B寬5~15mm，所有涂布線膠紙覆蓋活性物質(zhì)1~3mm，頭部和尾部貼膠紙后各留有1~2mm空箔區(qū)域。

所述的負(fù)極片采用雙極耳結(jié)構(gòu)，負(fù)極片的頭部和尾部各留一段空箔用于焊接負(fù)極耳，頭部采用對齊涂布方式，尾部采用錯(cuò)位涂布方式；頭部負(fù)極耳焊接在單面空箔區(qū)域，尾部負(fù)極耳焊接在雙面空箔區(qū)域；負(fù)極片單雙面及頭尾部距負(fù)極涂布線1~2mm處貼膠紙，膠紙可覆蓋極耳焊接面背面焊印及大部分空箔區(qū)域。

所述的正負(fù)極片配對卷繞的包覆結(jié)構(gòu)，卷繞時(shí)負(fù)極片單雙面活性物質(zhì)區(qū)域在極片長度和寬度方向上可分別包覆正極片單雙面活性物質(zhì)區(qū)域，卷繞后正極片頭尾部空箔區(qū)域正對負(fù)極片貼膠紙區(qū)域，負(fù)極片涂布線位置未貼膠空箔區(qū)域正對正極片涂布線貼膠區(qū)域，卷芯內(nèi)圈負(fù)極片極耳落入正極片錯(cuò)位涂布區(qū)域。

本發(fā)明提供的一種提升動力電池安全性的正負(fù)極片及其卷繞包覆結(jié)構(gòu)，降低了正極片裸露鋁箔或負(fù)極片裸露銅箔受異物擠壓產(chǎn)生坑點(diǎn)或破損時(shí)與配對極性空箔區(qū)域直接接觸造成電芯短路的概率，緩解了卷芯內(nèi)圈負(fù)極耳卷繞過程中對相鄰?fù)馊Ω裟ず驼龢O片的擠壓力，進(jìn)而提升了動力電池負(fù)極雙極耳結(jié)構(gòu)卷芯內(nèi)圈結(jié)構(gòu)的安全性。