一種鋰離子電池電芯及含有該電芯的鋰離子電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請(qǐng)涉及鋰離子電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種鋰離子電池電芯及含有該電芯的鋰離子電池。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池是一種新型的二次充電電池。目前市場(chǎng)上廣泛應(yīng)用的鋰離子電池，都由裸電芯和外殼組成。其中，電芯為活性部件，一般由正極片、負(fù)極片以及設(shè)置在正極片和負(fù)極片之間的隔膜層疊或者卷繞而成。正極片包括正極集流體及涂覆在正極集流體表面的正極活性物質(zhì)；負(fù)極片包括負(fù)極集流體及涂覆在負(fù)極集流體表面的負(fù)極活性物質(zhì)。
[0003]隨著商業(yè)化電池的進(jìn)一步發(fā)展，鋰離子電池對(duì)于能量密度和濫用性能的要求進(jìn)一步提高，但目前的一些濫用改善手段均需要犧牲能量密度。目前傳統(tǒng)的卷繞方式中，裸電芯負(fù)極頭部為活性材料涂覆的單面區(qū)，尾部為活性材料涂覆的雙面區(qū)；正極頭部為活性材料涂覆的雙面區(qū)，尾部為活性材料涂覆的單面區(qū)，并采用鋁箔收尾。該卷繞方式具有犧牲能量密度的缺點(diǎn)。
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，特提出本申請(qǐng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型提出一種鋰離子電池電芯，可以提升電芯的抗濫用性能。
[0006]本實(shí)用新型第一方面提出的鋰離子電池電芯，包括外殼、夕卜殼內(nèi)部的由第一極片、隔膜和第二極片依次疊置并卷繞構(gòu)成的裸電芯;所述第一極片包括第一集流體和涂覆于第一集流體兩表面的第一活性物質(zhì)，所述第二極片包括第二集流體和涂覆于第二集流體兩表面的第二活性物質(zhì)；
[0007]所述第一極片的尾部留有空箔區(qū)，所述第一極片的空箔區(qū)位于裸電芯的外周面并至少包裹裸電芯一圈，所述第二極片的尾部與所述第一極片的空箔區(qū)相對(duì)的面的表面未涂覆第二活性物質(zhì)。
[0008]優(yōu)選的，所述電芯的外周面由所述第一極片的空箔區(qū)包裹一圈至兩圈。
[0009]優(yōu)選的，在電芯的內(nèi)部，所述第一極片和所述第二極片的頭部重疊并以第一極片和第二極片開(kāi)始卷繞形成的半圈為電芯的第一圈，并以第一極片為內(nèi)環(huán)卷繞依次形成電芯的第二圈和第三圈;所述第一極片和所述第二極片的第一圈兩表面均未涂覆活性物質(zhì)。
[0010]優(yōu)選的，所述第二極片的第二圈兩表面均涂覆第二活性物質(zhì)。
[0011]優(yōu)選的，所述第一極片的第二圈與第一圈相對(duì)的面的表面未涂覆第一活性物質(zhì)。
[0012]優(yōu)選的，所述第一極片的第三圈兩表面均涂覆第一活性物質(zhì)。
[0013]優(yōu)選的，所述第一活性物質(zhì)連續(xù)涂覆于第一集流體兩表面，所述第二活性物質(zhì)連續(xù)涂覆于第二集流體兩表面。
[0014]優(yōu)選的，所述第一極片為正極片，所述第二極片為負(fù)極片;所述第一集流體為正極集流體，所述第二集流體為負(fù)極集流體;所述第一活性物質(zhì)為正極活性物質(zhì)，所述第二活性物質(zhì)為負(fù)極活性物質(zhì)。
[0015]優(yōu)選的，所述第一極片為負(fù)極片，所述第二極片為正極片;所述第一集流體為負(fù)極集流體，所述第二集流體為正極集流體;所述第一活性物質(zhì)為負(fù)極活性物質(zhì)，所述第二活性物質(zhì)為正極活性物質(zhì)。
[0016]本實(shí)用新型另一方面提出一種鋰離子電池，所述電池包括電池外殼及密封在電池外殼中的鋰離子電池電芯，其中，所述鋰離子電池電芯為本申請(qǐng)的鋰離子電池電芯。
[0017]本申請(qǐng)?zhí)峁┑募夹g(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果:
[0018]為了兼顧能量密度及濫用性能，本申請(qǐng)采用了一種新型的卷繞方式，首先，電芯的尾部空繞I?2圈第一極片的無(wú)活性物質(zhì)的空箔區(qū)，并且與第一極片空箔區(qū)對(duì)應(yīng)的第二極片為單面涂覆，即第二極片的尾部為單面區(qū)，從而使第一極片的集流體與第二極片的集流體之間形成馬甲區(qū)。當(dāng)電芯遭到濫用時(shí)，馬甲區(qū)可以?xún)?yōu)先發(fā)生短路，而避免燃燒或爆炸等安全問(wèn)題。
[0019]其次，本申請(qǐng)為了進(jìn)一步提高電芯的能量密度，針對(duì)電芯中心的卷繞方式也進(jìn)行了改進(jìn)。本申請(qǐng)中第一極片的頭部為單面區(qū)，尾部為雙面區(qū)；第二極片的頭部為雙面區(qū)，尾部為單面區(qū)，第一極片的頭部為單面區(qū)設(shè)置于頭部，第一極片單面區(qū)膜長(zhǎng)變小，即短面膜長(zhǎng)可增長(zhǎng)，從而實(shí)現(xiàn)能量密度的提升。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為傳統(tǒng)卷繞方式示意圖；
[0021 ]圖2為傳統(tǒng)卷繞方式的正極極片示意圖；
[0022]圖3為傳統(tǒng)卷繞方式的負(fù)極極片示意圖；
[0023]圖4為本申請(qǐng)一【具體實(shí)施方式】中的卷繞方式示意圖；
[0024]圖5為本申請(qǐng)卷繞方式的正極極片示意圖；
[0025]圖6為本申請(qǐng)卷繞方式的負(fù)極極片示意圖；
[0026]圖7為實(shí)施例1的Nail測(cè)試結(jié)果曲線(xiàn)；
[0027]圖8為對(duì)比例I的Nail測(cè)試結(jié)果曲線(xiàn)；
[0028]圖9為本申請(qǐng)又一【具體實(shí)施方式】中的卷繞方式示意圖。
[0029]【附圖說(shuō)明】:
[0030]1-第一極片；
[0031]2-第二極片；
[0032]3-隔膜。
[0033]此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。
【具體實(shí)施方式】
[0034]下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的鋰離子電池裸電芯及極片的放置狀態(tài)為參照。
[0035]本申請(qǐng)中的裸電芯是由第一極片、隔膜和第二極片依次疊置并卷繞而成，其中，極片卷繞開(kāi)始的一端為極片的頭部，極片卷繞結(jié)束的一端為極片的尾部。
[0036]圖1為目前傳統(tǒng)的卷繞方式，包括依次疊置并卷繞的正極極片、隔膜和負(fù)極極片，電芯的外周由正極極片的單面涂覆區(qū)卷繞包裹，并由正極極片的無(wú)涂覆區(qū)的一小段包繞封口，無(wú)涂覆區(qū)域的長(zhǎng)度小于電芯外周周長(zhǎng)，一般為電芯外周周長(zhǎng)的1/4?1/2。圖2為傳統(tǒng)的卷繞方式的正極極片示意圖，正極極片的頭部為雙面區(qū)，尾部為單面錯(cuò)位區(qū)，極片頭部具有一段空鋁區(qū)，極片部具有一段空鋁區(qū)。圖3為傳統(tǒng)的卷繞方式的負(fù)極極片示意圖，負(fù)極極片的頭部為單面錯(cuò)位區(qū)，尾部為雙面區(qū)。傳統(tǒng)卷繞方式將正極極片和負(fù)極極片重疊后開(kāi)始卷繞，并以負(fù)極極片為內(nèi)環(huán)進(jìn)行卷繞。
[0037]本實(shí)用新型第一方面提出的鋰離子電池電芯，如圖4和圖9所示，裸電芯包括依次疊置并卷繞的正極片、隔膜和負(fù)極片；正極片包括正極集流體和涂覆于正極集流體兩表面的正極活性物質(zhì)，負(fù)極片包括負(fù)極集流體和涂覆于負(fù)極集流體兩表面的負(fù)極活性物質(zhì)；正極片的集流體為鋁片，負(fù)極片的集流體為銅片。
[0038]本申請(qǐng)裸電芯中正極片的尾部留有空鋁區(qū)，負(fù)極片的尾部為單面涂覆；空鋁區(qū)位于裸電芯的外周面并至少包裹裸電芯一圈，負(fù)極片尾部與空鋁區(qū)相對(duì)的面的表面未涂覆負(fù)極活性物質(zhì)，即與空鋁區(qū)對(duì)應(yīng)的負(fù)極片為單面涂覆區(qū)，空鋁區(qū)與無(wú)活性物質(zhì)的銅片之間形成馬甲區(qū)，在發(fā)生濫用時(shí)優(yōu)先發(fā)生短路或穿釘式接觸，從而避免燃燒或爆炸等安全問(wèn)題。并且經(jīng)實(shí)驗(yàn)證實(shí):銅箔與鋁發(fā)生穿釘式接觸，安全性能最高。該馬甲的形成只增加了至少一層鋁箔，大大降低了能量密度的損失。雖然厚度方面增加至少一層鋁箔，但因?yàn)檎龢O膜長(zhǎng)的增加使得能量密度沒(méi)有損失。
[0039]優(yōu)選的，電芯的外周由空鋁區(qū)包裹I?2周，并優(yōu)選1.25?1.5周?？珍X區(qū)長(zhǎng)度為至少一周就即滿(mǎn)足上述功能要求，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中可根據(jù)實(shí)際需要再延長(zhǎng)1/4周至1/2周以便收尾和固定，保證空鋁區(qū)的完全覆蓋。如圖9所示，空鋁區(qū)包裹1.5周左右，可以繞過(guò)電芯彎折處，使空鋁區(qū)更好的與電芯表面更好的固定。
[0040]優(yōu)選的，在電芯的內(nèi)部，正極片和負(fù)極片的頭部重疊，以正極片和負(fù)極片開(kāi)始卷繞形成的半圈為電芯的第一圈，并以正極片為內(nèi)環(huán)卷繞依次形成電芯的第二圈和第三圈；正極片和負(fù)極片的第一圈均為空白區(qū)，兩