本發(fā)明涉及一種鋰離子電池
技術(shù)領域：
，尤其涉及一種改善圓柱型鋰離子電池充放電循環(huán)中斷箔情況的鋰電池極耳。
背景技術(shù)：
：目前圓柱型鋰離子電池應用日趨廣泛，對電池的壽命要求也在不斷提高，而電池的使用壽命是由電池內(nèi)的活性物質(zhì)性能發(fā)揮情況來決定的。由于電池各部件的可靠性是電池內(nèi)活性物質(zhì)性能發(fā)揮的保證，因此提高電池的各部件的可靠性對提高電池壽命起到關鍵的作用。其中，電池內(nèi)集流體是電子導通的通道，集流體通過和極耳焊接從而與電池的外部電極進行連接。但是，在電池的長期循環(huán)使用過程中，集流體在極耳的擠壓作用下存在斷裂的風險，集流體一旦斷裂，電池會永久損失一部分能量。造成上述缺陷的原因在于：在圓柱鋰離子電池的卷芯生產(chǎn)工藝中，極耳一般通過超聲焊等工藝與集流體焊接在一起，為保證極耳與集流體接觸良好，實際焊接后極耳會陷入集流體中一部分；電池使用過程中，充電時負極進行嵌鋰，鋰進入到負極的層狀結(jié)構(gòu)之間，由此負極極片膨脹，對極耳進行擠壓，由于現(xiàn)用的常規(guī)極耳界面為矩形，因此矩形的鋒利邊緣會損傷其與集流體接觸的部分，放電時負極恢復原尺寸，擠壓作用消失。長期循環(huán)使用后，集流體在經(jīng)受極耳重復的擠壓疲勞作用下，很可能會發(fā)生斷裂，影響鋰電池的使用壽命。技術(shù)實現(xiàn)要素：本發(fā)明提供一種能夠改善圓柱鋰離子電池在充放電過程中電芯極耳與集流體反復擠壓而導致集流體斷裂問題的鋰電池極耳。本發(fā)明提供了一種鋰電池極耳，極耳包括第一長寬面以及與第一長寬面相對的第二長寬面，第一長寬面用于與集流體直接接觸，第一長寬面和第二長寬面對應的兩長邊分別通過第一過渡結(jié)構(gòu)和第二過渡結(jié)構(gòu)連接。在一種實施例中，第一過渡結(jié)構(gòu)為具有至少一倒角的第一長高面，第二過渡結(jié)構(gòu)為具有至少一倒角的第二長高面。進一步地，倒角的角度為30°-60°。進一步地，倒角的角度為45°。進一步地，極耳長度為60-80mm，寬度為3-5mm，高度為80-120μm。進一步地，極耳的長度為70mm，其寬度為4mm，其高度為100μm。在另一種實施例中，第一過渡結(jié)構(gòu)為具有至少一倒圓的第一長高面，第二過渡結(jié)構(gòu)為具有至少一倒圓的第二長高面。在另一種實施例中，第一過渡結(jié)構(gòu)為第一弧面，第二過渡結(jié)構(gòu)為第二弧面。進一步地，極耳為鋁制極耳或鎳制極耳或由鋁鎳復合材料制作的極耳。本發(fā)明的極耳采用了過渡結(jié)構(gòu)來連接第一長寬面和第二長寬面，極耳原來鋒利的邊緣被平滑的過渡結(jié)構(gòu)替代，使得極耳對集流體不易產(chǎn)生集中應力，減少了極耳對集流體產(chǎn)生擠壓破壞，減少了電池的失效率，提高了鋰離子電池的合格率，增強了鋰離子電池的可靠性和使用壽命。附圖說明圖1為本發(fā)明的一種實施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的端面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本發(fā)明的另一種實施例的端面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本發(fā)明的另一種實施例的端面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式下面通過具體實施方式結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。本發(fā)明提供了一種鋰電池極耳，正極極耳的材質(zhì)為鋁，負極極耳的材質(zhì)為鎳或者鋁鎳合金。極耳包括第一長寬面以及與第一長寬面相對的第二長寬面，以及兩端面。第一長寬面用于與集流體直接接觸，第一長寬面和第二長寬面對應的兩長邊分別通過第一過渡結(jié)構(gòu)和第二過渡結(jié)構(gòu)連接。過渡結(jié)構(gòu)為非直角平面結(jié)構(gòu)，其至少有兩個面，可以是弧面也可以是平面，且整體應向外突起，能夠緩沖直角結(jié)構(gòu)鋒利的邊緣對集流體的擠壓后產(chǎn)生的應力作用。過渡結(jié)構(gòu)可設置倒角、倒圓或整體為弧面。請參見圖1和圖2。圖1和圖2示出了一種鋰電池極耳，極耳包括第一長寬面10以及與第一長寬面10相對的第二長寬面20，以及兩端面。第一長寬面10和第二長寬面20相對的各一長邊通過第一過渡結(jié)構(gòu)連接，其相對的另一各自的長邊通過第二過渡結(jié)構(gòu)連接。第一過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓50的第一長高面30，第二過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓50的第二長高面40。在其他的實施例中，第一長高面30可只設有一倒圓50，第二長高面40也可只設有一倒圓50，但是由于倒圓50的作用是緩沖極耳鋒利的邊緣，因此設置兩倒圓50的第一長高面30和第二長高面40的緩沖效果優(yōu)于僅設置一倒圓50的第一長高面30和第二長高面40。其中，倒圓50的半徑可根據(jù)實際生產(chǎn)情況而設定。倒圓50也有倒角角度，倒圓50可理解為在兩倒角之間增加光滑的弧面，倒角角度通常是30°-60°。極耳的長度范圍是60-80mm，寬度范圍是3-5mm，高度范圍是80-120μm。在第一長高面30和第二長高面40上分別設置兩個倒圓50，替代了原來的直角，使得原直角位置平滑，減少了該位置與集流體在擠壓過程中的集中應力，有效地減少了集流體箔材斷裂的情況，減少了電池的失效率，保證了電池在使用過程中的長期可靠性，從而提高電池的使用壽命。倒圓50由于是弧面，因此較倒角而言，更加平滑，在極耳與集流體的接觸過程中會分散相互之間的受力，集中應力會進一步減少，因此減少斷箔的效果更加好。請參見圖3，在圖3中，極耳包括第一長寬面10以及與第一長寬面10相對的第二長寬面20，第一長寬面10和第二長寬面20的各一長邊通過第一過渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長邊通過第二過渡結(jié)構(gòu)連接。第一過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒角60的第一長高面30，第二過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒角60的第二長高面40。在其他的實施例中，第一長高面30可只設有一倒角60，第二長高面40也可只設有一倒角60，但是由于倒角60的作用是緩沖極耳鋒利的邊緣，因此設置兩倒角60的第一長高面30和第二長高面40的緩沖效果優(yōu)于僅設置一倒角60的第一長高面30和第二長高面40。其中，倒角60的角度為30°-60°。在本實施例中，倒角60的角度為45°。極耳的長度范圍是60-80mm，寬度范圍是3-5mm，高度范圍是80-120μm。請參見圖4，圖4中，極耳包括第一長寬面10以及與第一長寬面10相對的第二長寬面20，第一長寬面10和第二長寬面20的各一長邊通過第一過渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長邊通過第二過渡結(jié)構(gòu)連接。第一過渡結(jié)構(gòu)為第一弧面70，第二過渡結(jié)構(gòu)為第二弧面80。第一弧面70和第二弧面80均為光滑的弧面，其直徑為極耳的厚度。與倒圓相比，整體弧面比倒圓表面更加光滑，在極耳與集流體的接觸過程中會分散相互之間的受力，減少摩擦，因此減少斷箔的效果更加好。極耳的長度范圍是60-80mm，寬度范圍是3-5mm，高度范圍是80-120μm。實施例1-1極耳的長度為70mm，寬度為4mm，高度為100μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長寬面以及與第一長寬面相對的第二長寬面，第一長寬面和第二長寬面的一長邊通過第一過渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長邊通過第二過渡結(jié)構(gòu)連接。第一過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第一長高面，第二過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第二長高面。倒圓的倒角角度為15°。實施例1-2與實施例1-1不同在于，倒圓的倒角角度為30°。實施例1-3與實施例1-1不同在于，倒圓的倒角角度為45°。實施例1-4與實施例1-1不同在于，倒圓的倒角角度為60°。實施例1-5與實施例1-1不同在于，倒圓的倒角角度為75°。實施例2-1極耳的長度為60mm，寬度為3mm，高度為80μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長寬面以及與第一長寬面相對的第二長寬面，第一長寬面和第二長寬面的一長邊通過第一過渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長邊通過第二過渡結(jié)構(gòu)連接。第一過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第一長高面，第二過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第二長高面。倒圓的倒角角度為15°。實施例2-2與實施例2-1不同在于，倒圓的倒角角度為30°。實施例2-3與實施例2-1不同在于，倒圓的倒角角度為45°。實施例2-4與實施例2-1不同在于，倒圓的倒角角度為60°。實施例2-5與實施例2-1不同在于，倒圓的倒角角度為75°。實施例3-1極耳的長度為80mm，寬度為8mm，高度為120μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長寬面以及與第一長寬面相對的第二長寬面，第一長寬面和第二長寬面的一長邊通過第一過渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長邊通過第二過渡結(jié)構(gòu)連接。第一過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第一長高面，第二過渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第二長高面。倒圓的倒角角度為15°。實施例3-2與實施例3-1不同在于，倒圓的倒角角度為30°。實施例3-3與實施例3-1不同在于，倒圓的倒角角度為45°。實施例3-4與實施例3-1不同在于，倒圓的倒角角度為60°。實施例3-5與實施例3-1不同在于，倒圓的倒角角度為75°。對比例1極耳的長度為70mm，寬度為4mm，高度為100μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長寬面以及與第一長寬面相對的第二長寬面，第一長寬面和第二長寬面的一長邊通過第一長高面連接，其另一長邊通過第二長高面連接。對比例2極耳的長度為60mm，寬度為3mm，高度為80μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長寬面以及與第一長寬面相對的第二長寬面，第一長寬面和第二長寬面的一長邊通過第一長高面連接，其另一長邊通過第二長高面連接。對比例3極耳的長度為70mm，寬度為4mm，高度為100μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長寬面以及與第一長寬面相對的第二長寬面，第一長寬面和第二長寬面的一長邊通過第一長高面連接，其另一長邊通過第二長高面連接。對上述實施例1-1至對比例3分別使用相同的焊接參數(shù)功率焊接在相同的集流體上，制作得到圓柱型電芯，對圓柱型電芯在0.5c充電，1c放電，4.2-2.75v的制式下進行電池充放電循環(huán)測試，循環(huán)1000次后拆解電芯，觀察焊接極耳處的集流體斷裂情況。斷裂情況分為完全斷裂、不完全斷裂及無斷裂。測試結(jié)果請見表1。實施例長度/mm寬度/mm高度/μm倒角角度/°集流體斷裂情況1-170410015完全斷裂1-270410030不完全斷裂1-370410045無斷裂1-470410060不完全斷裂1-570410075完全斷裂2-16038015完全斷裂2-26038030不完全斷裂2-36038045無斷裂2-46038060不完全斷裂2-56038075完全斷裂3-180812015完全斷裂3-280812030不完全斷裂3-380812045無斷裂3-480812060不完全斷裂3-580812075完全斷裂對比例1704100無完全斷裂對比例260380無完全斷裂對比例3808120無完全斷裂通過表1可看出，使用對比例1至對比例3得到的電芯中，集流體均完全斷裂，使用實施例1-1至3-5得到的電芯中，集流體的斷裂情況有三種，其中使用實施例1-1、實施例1-5、實施例2-1、實施例2-5、實施例3-1和實施例3-5得到的電芯中，集流體完全斷裂，說明倒角角度過大或過小對集流體均不起緩沖過渡作用，使用實施例1-2、實施例1-4、實施例2-2、實施例2-4、實施例3-2和實施例3-4得到的電芯中，集流體不完全斷裂，說明倒角角度在30°-60°的范圍內(nèi)對集流體起到緩沖過渡作用，使用實施例1-3、實施例2-3和實施例3-3得到的電芯中，集流體無斷裂，說明倒角角度為45°時的緩沖過渡效果最佳。因此，極耳可以明顯改善鋰離子電池在循環(huán)過程中的集流體斷裂現(xiàn)象。雖然極耳在制造和充放電的過程中難免對集流體有剪切力，但是倒角極耳上的這種光滑過渡使得極耳對集流體不易產(chǎn)生集中應力，對集流體產(chǎn)生破壞將減小，提高了鋰離子電池的合格率，增強了鋰離子電池的可靠性和使用壽命。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬
技術(shù)領域：
的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。當前第1頁12