可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片及电池的制作方法
可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片及电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锂离子电池结构领域，特别是指一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片及电池。
【背景技术】
[0002]锂离子电池因为具有高比能量、长循环寿命、安全可靠等优点，近年来得到飞速发展。现有的锂电池主要有圆柱形、软包、铝壳等结构类型，其中圆柱电池是应用最为广泛的电池。
[0003]图1为现有技术中极片的结构示意图，如图1所示，锂离子电池的极片包括涂覆于金属箔2正反两面的活性物质涂布层，通过涂布正负极材料分别形成正极片或负极片，金属箔2的头部上设置有用于点焊极耳的空白区域。
[0004]然而，由于圆柱电池内部空间小，不易释放激烈反应产生的气体，安全性差，虽然外壳强度很高，但是一旦爆炸，威力也十分巨大，存在一定的安全隐患，因此如何增强圆柱锂离子电池的安全性是一个世界难题。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型提出一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片及电池，结构简单，成本低，安全可靠。
[0006]第一方面，本实用新型提出一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片，包括:金属箔和涂覆有极性材料的第一涂布区、第二涂布区，所述第一涂布区位于所述金属箔的上表面，所述第二涂布区位于所述金属箔的下表面，所述第一涂布区与所述第二涂布区对应，所述金属箔包括沿所述第一涂布区的尾部延伸出的空白金属箔，所述空白金属箔的长度大于或者等于极片在卷绕时形成的电芯的外圈周长；
[0007]还包括沿所述第一涂布区的头部延伸出的用于点焊极耳的头部空白金属箔，正极极耳设于头部空白铝箔处，头部空白铝箔的长度大于或等于用于卷绕正负极片的卷针的周长。
[0008]优选地，所述金属箔为铝箔，所述第一涂布区和所述第二涂布区为涂有正极材料的涂布区。
[0009]优选地，所述金属箔为铜箔，所述第一涂布区和所述第二涂布区为涂有负极材料的涂布区。
[0010]第二方面，本实用新型提出一种圆柱锂离子电池，包括:
[0011]电芯和封装所述电芯的封装体；
[0012]所述电芯包括:正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述电芯的外表面包覆有金属箔；
[0013]所述正极片为上述的极片；
[0014]所述负极片为上述的极片；
[0015]所述电芯还包括卷针放置区。
[0016]优选的，所述电芯为所述正极片和所述负极片卷绕后形成的电芯。
[0017]优选的，所述正极片的头部设置头部空白铝箔，所述头部空白铝箔上设有正极极耳。
[0018]优选的，所述头部空白铝箔的长度大于或等于用于卷绕正负极片的卷针的周长。
[0019]本实用新型的极片在尾部留出较长的空白金属箔，在卷绕时可以包住电芯至少一圈以上。这样，将电池在安全测试时，金属箔被穿刺针连通，形成外部放电，使通常测试时发生的内短路变成了外短路，可以有效提高圆柱锂离子电池的安全特性。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为现有技术中极片的剖面图；
[0022]图2为本实用新型实施例的极片的剖面图；
[0023]图3为本实用新型适用的的圆柱锂离子电池的结构示意图；
[0024]附图标记:
[0025]1、第一涂布区；2、金属箔；3、卷针放置区；4、负极片；5、正极片；6、隔膜；7、正极铝箔；8、负极铜箔。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。“连接”不限于具体的连接形式，可以是直接连接，也可以是间接连接，可以是不可拆卸的连接，也可以是可拆卸的连接，可以是电气或信号连接，也可以是机械或物理连接。
[0028]图2示出了本实用新型实施例的一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片的结构示意图，如图2所示，所述极片包括:金属箔2和涂覆有极性材料的第一涂布区1、第二涂布区，第一涂布区I位于金属箔2的上表面，第二涂布区位于金属箔2的下表面，第一涂布区I与第二涂布区对应，金属箔2包括沿第一涂布区I的尾部延伸出的空白金属箔，空白金属箔的长度大于或者等于极片在卷绕时形成的电芯的外圈周长。
[0029]本实施例中的电芯的外 圈直径为16-20mm，优选地，电芯的外圈直径为18mm。
[0030]本实施例中的极片分为正极片和负极片，正极片采用的金属箔2为铝箔，第一涂布区I和第二涂布区涂布有正极材料，铝箔设有未被涂布的空白区域，用于点焊正极极耳，正极片的尾部留有尾部空白铝箔，尾部空白铝箔的长度大于或等于电芯的外圈周长。
[0031]负极片采用的金属箔2为铜箔，第一涂布区I和第二涂布区涂布有负极材料，铜箔设有负极极耳。
[0032]为避免涂布区的敷料脱落，本实施例中的正极片的头部还留有头部空白铝箔，负极片的头部还留有头部空白铜箔，正极极耳设于头部空白铝箔处，头部空白铝箔的长度大于或等于用于卷绕正负极片的卷针的周长，在裁切工序中，可以直接裁切极片的头部空白金属箔处，从而防止敷料脱落。
[0033]进一步地，作为优选地实施方式，本实施例中的正极片和负极片的长度为750mm，尾部空白金属箔的长度为56.62mm。
[0034]本实用新型中的正极片、负极片以及尾部空白金属箔的材料和尺寸不限于本实施例提供的材料和尺寸，本实施例不对其进行具体限定，可根据生产需要自行设定。
[0035]本实施例的正负极片设有较长的空白金属箔，在卷绕时可以包住电芯至少一圈以上，圆柱锂离子电池在进行安全测试时，正负极片上的空白金属箔被穿刺针连通，形成外部放电，使通常测试时发生的内短路变成了外短路，可以有效提高圆柱锂离子电池的安全特性。
[0036]图3示出了本实用新型实施例的一种圆柱锂离子电池的结构示意图，如图3所示，所述圆柱锂离子电池，包括:电芯和封装电芯的封装体，所述电芯包括:正极片5和负极片4以及位于正极片5和负极片4之间的隔膜6，电芯的外表面包覆有金属箔，金属箔包括正极铝箔7和负极铜箔8。
[0037]其中，正极片5和负极片4的结构如图2中所述，此处不再表述。
[0038]本实施例中，电芯的表层为涂布区，正极铝箔7和负极铜箔8紧密贴合于涂布区上，通过将正极铝箔7和负极铜箔8紧密贴合于第一涂布区I上，使得电芯内部产生的热量迅速及时散发出去。
[0039]其中，电芯为正极片5和负极片4卷绕后形成的电芯，在卷绕的过程中，将负极片4放在隔膜6上，用隔膜6将负极片4包裹住，负极片4上的尾部空白铜箔在隔膜6的一侧伸出，卷绕后，将正极片5插入卷针和隔膜6之间，卷绕时，卷针置于卷针放置区3处，正极片上的尾部空白铝箔在隔膜6的另一侧伸出，然后将负极片4、隔膜6和正极片5卷绕成电芯。
[0040]本实施例的圆柱锂离子电池，在正极片的尾部增加空白金属铝箔，在负极片的尾部增加空白金属铜箔，在电芯的最外端，有通过铝箔和铜箔包裹的外圈，当进行针刺实验时，钢针对首先将铝箔和铜箔连在一起，将通常测试条件中的内短路变成外短路，从而有效地提高圆柱锂离子电池的安全性，使得电池内部短路时发生电化学反应释放出大量的热量能够快速的散发出去，提高电池散热性能，避免出现起火或爆炸情况，明显的改善了电池的安全可靠性能。
[0041]显然，本领域的技术人员可以对半实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求以及等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片，其特征在于，包括:金属箔和涂覆有极性材料的第一涂布区、第二涂布区，所述第一涂布区位于所述金属箔的上表面，所述第二涂布区位于所述金属箔的下表面，所述第一涂布区与所述第二涂布区对应，所述金属箔包括沿所述第一涂布区的尾部延伸出的空白金属箔，所述空白金属箔的长度大于或者等于极片在卷绕时形成的电芯的外圈周长； 还包括沿所述第一涂布区的头部延伸出的用于点焊极耳的头部空白金属箔，正极极耳设于头部空白铝箔处，头部空白铝箔的长度大于或等于用于卷绕正负极片的卷针的周长。2.如权利要求1任一所述的极片，其特征在于，所述金属箔为铝箔，所述第一涂布区和所述第二涂布区为涂有正极材料的涂布区。3.如权利要求1任一所述的极片，其特征在于，所述金属箔为铜箔，所述第一涂布区和所述第二涂布区为涂有负极材料的涂布区。4.一种圆柱锂离子电池，其特征在于，包括:电芯和封装所述电芯的封装体； 所述电芯包括正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述电芯的外表面包覆有金属箔； 所述正极片为权利要求2所述的极片； 所述负极片为权利要求3所述的极片； 所述电芯还包括卷针放置区。5.如权利要求4所述的圆柱锂离子电池，其特征在于，所述电芯为所述正极片和所述负极片卷绕后形成的电芯。
【专利摘要】本实用新型提供一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片及电池，解决了现有技术中的极片因内短路时激烈反应，导致安全性差的问题，所述极片包括：金属箔和涂覆有极性材料的第一涂布区、第二涂布区，第一涂布区位于金属箔的上表面，第二涂布区位于金属箔的下表面，第一涂布区与第二涂布区对应，金属箔包括沿第一涂布区的尾部延伸出的空白金属箔，空白金属箔的长度大于或者等于极片在卷绕时形成的电芯的外圈周长。本实用新型的极片在进行针刺实验时可以释放很多的电池能量，有效地提高圆柱锂离子电池的安全性，结构简单，成本低，安全可靠。
【IPC分类】H01M4/13, H01M10/0525
【公开号】CN204696190
【申请号】CN201420868544
【发明人】郑淑芬, 贾跃祥
【申请人】北京鼎能开源电池科技股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2014年12月31日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及锂离子电池结构领域，特别是指一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片及电池。
【背景技术】
[0002]锂离子电池因为具有高比能量、长循环寿命、安全可靠等优点，近年来得到飞速发展。现有的锂电池主要有圆柱形、软包、铝壳等结构类型，其中圆柱电池是应用最为广泛的电池。
[0003]图1为现有技术中极片的结构示意图，如图1所示，锂离子电池的极片包括涂覆于金属箔2正反两面的活性物质涂布层，通过涂布正负极材料分别形成正极片或负极片，金属箔2的头部上设置有用于点焊极耳的空白区域。
[0004]然而，由于圆柱电池内部空间小，不易释放激烈反应产生的气体，安全性差，虽然外壳强度很高，但是一旦爆炸，威力也十分巨大，存在一定的安全隐患，因此如何增强圆柱锂离子电池的安全性是一个世界难题。
【实用新型内容】
[0005]针对现有技术的不足，本实用新型提出一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片及电池，结构简单，成本低，安全可靠。
[0006]第一方面，本实用新型提出一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片，包括:金属箔和涂覆有极性材料的第一涂布区、第二涂布区，所述第一涂布区位于所述金属箔的上表面，所述第二涂布区位于所述金属箔的下表面，所述第一涂布区与所述第二涂布区对应，所述金属箔包括沿所述第一涂布区的尾部延伸出的空白金属箔，所述空白金属箔的长度大于或者等于极片在卷绕时形成的电芯的外圈周长；
[0007]还包括沿所述第一涂布区的头部延伸出的用于点焊极耳的头部空白金属箔，正极极耳设于头部空白铝箔处，头部空白铝箔的长度大于或等于用于卷绕正负极片的卷针的周长。
[0008]优选地，所述金属箔为铝箔，所述第一涂布区和所述第二涂布区为涂有正极材料的涂布区。
[0009]优选地，所述金属箔为铜箔，所述第一涂布区和所述第二涂布区为涂有负极材料的涂布区。
[0010]第二方面，本实用新型提出一种圆柱锂离子电池，包括:
[0011]电芯和封装所述电芯的封装体；
[0012]所述电芯包括:正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述电芯的外表面包覆有金属箔；
[0013]所述正极片为上述的极片；
[0014]所述负极片为上述的极片；
[0015]所述电芯还包括卷针放置区。
[0016]优选的，所述电芯为所述正极片和所述负极片卷绕后形成的电芯。
[0017]优选的，所述正极片的头部设置头部空白铝箔，所述头部空白铝箔上设有正极极耳。
[0018]优选的，所述头部空白铝箔的长度大于或等于用于卷绕正负极片的卷针的周长。
[0019]本实用新型的极片在尾部留出较长的空白金属箔，在卷绕时可以包住电芯至少一圈以上。这样，将电池在安全测试时，金属箔被穿刺针连通，形成外部放电，使通常测试时发生的内短路变成了外短路，可以有效提高圆柱锂离子电池的安全特性。
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0021]图1为现有技术中极片的剖面图；
[0022]图2为本实用新型实施例的极片的剖面图；
[0023]图3为本实用新型适用的的圆柱锂离子电池的结构示意图；
[0024]附图标记:
[0025]1、第一涂布区；2、金属箔；3、卷针放置区；4、负极片；5、正极片；6、隔膜；7、正极铝箔；8、负极铜箔。
【具体实施方式】
[0026]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清除、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0027]除非另作定义，本文使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”、“一”或者“该”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“上”、“下”、等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。“连接”不限于具体的连接形式，可以是直接连接，也可以是间接连接，可以是不可拆卸的连接，也可以是可拆卸的连接，可以是电气或信号连接，也可以是机械或物理连接。
[0028]图2示出了本实用新型实施例的一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片的结构示意图，如图2所示，所述极片包括:金属箔2和涂覆有极性材料的第一涂布区1、第二涂布区，第一涂布区I位于金属箔2的上表面，第二涂布区位于金属箔2的下表面，第一涂布区I与第二涂布区对应，金属箔2包括沿第一涂布区I的尾部延伸出的空白金属箔，空白金属箔的长度大于或者等于极片在卷绕时形成的电芯的外圈周长。
[0029]本实施例中的电芯的外 圈直径为16-20mm，优选地，电芯的外圈直径为18mm。
[0030]本实施例中的极片分为正极片和负极片，正极片采用的金属箔2为铝箔，第一涂布区I和第二涂布区涂布有正极材料，铝箔设有未被涂布的空白区域，用于点焊正极极耳，正极片的尾部留有尾部空白铝箔，尾部空白铝箔的长度大于或等于电芯的外圈周长。
[0031]负极片采用的金属箔2为铜箔，第一涂布区I和第二涂布区涂布有负极材料，铜箔设有负极极耳。
[0032]为避免涂布区的敷料脱落，本实施例中的正极片的头部还留有头部空白铝箔，负极片的头部还留有头部空白铜箔，正极极耳设于头部空白铝箔处，头部空白铝箔的长度大于或等于用于卷绕正负极片的卷针的周长，在裁切工序中，可以直接裁切极片的头部空白金属箔处，从而防止敷料脱落。
[0033]进一步地，作为优选地实施方式，本实施例中的正极片和负极片的长度为750mm，尾部空白金属箔的长度为56.62mm。
[0034]本实用新型中的正极片、负极片以及尾部空白金属箔的材料和尺寸不限于本实施例提供的材料和尺寸，本实施例不对其进行具体限定，可根据生产需要自行设定。
[0035]本实施例的正负极片设有较长的空白金属箔，在卷绕时可以包住电芯至少一圈以上，圆柱锂离子电池在进行安全测试时，正负极片上的空白金属箔被穿刺针连通，形成外部放电，使通常测试时发生的内短路变成了外短路，可以有效提高圆柱锂离子电池的安全特性。
[0036]图3示出了本实用新型实施例的一种圆柱锂离子电池的结构示意图，如图3所示，所述圆柱锂离子电池，包括:电芯和封装电芯的封装体，所述电芯包括:正极片5和负极片4以及位于正极片5和负极片4之间的隔膜6，电芯的外表面包覆有金属箔，金属箔包括正极铝箔7和负极铜箔8。
[0037]其中，正极片5和负极片4的结构如图2中所述，此处不再表述。
[0038]本实施例中，电芯的表层为涂布区，正极铝箔7和负极铜箔8紧密贴合于涂布区上，通过将正极铝箔7和负极铜箔8紧密贴合于第一涂布区I上，使得电芯内部产生的热量迅速及时散发出去。
[0039]其中，电芯为正极片5和负极片4卷绕后形成的电芯，在卷绕的过程中，将负极片4放在隔膜6上，用隔膜6将负极片4包裹住，负极片4上的尾部空白铜箔在隔膜6的一侧伸出，卷绕后，将正极片5插入卷针和隔膜6之间，卷绕时，卷针置于卷针放置区3处，正极片上的尾部空白铝箔在隔膜6的另一侧伸出，然后将负极片4、隔膜6和正极片5卷绕成电芯。
[0040]本实施例的圆柱锂离子电池，在正极片的尾部增加空白金属铝箔，在负极片的尾部增加空白金属铜箔，在电芯的最外端，有通过铝箔和铜箔包裹的外圈，当进行针刺实验时，钢针对首先将铝箔和铜箔连在一起，将通常测试条件中的内短路变成外短路，从而有效地提高圆柱锂离子电池的安全性，使得电池内部短路时发生电化学反应释放出大量的热量能够快速的散发出去，提高电池散热性能，避免出现起火或爆炸情况，明显的改善了电池的安全可靠性能。
[0041]显然，本领域的技术人员可以对半实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求以及等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【主权项】
1.一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片，其特征在于，包括:金属箔和涂覆有极性材料的第一涂布区、第二涂布区，所述第一涂布区位于所述金属箔的上表面，所述第二涂布区位于所述金属箔的下表面，所述第一涂布区与所述第二涂布区对应，所述金属箔包括沿所述第一涂布区的尾部延伸出的空白金属箔，所述空白金属箔的长度大于或者等于极片在卷绕时形成的电芯的外圈周长； 还包括沿所述第一涂布区的头部延伸出的用于点焊极耳的头部空白金属箔，正极极耳设于头部空白铝箔处，头部空白铝箔的长度大于或等于用于卷绕正负极片的卷针的周长。2.如权利要求1任一所述的极片，其特征在于，所述金属箔为铝箔，所述第一涂布区和所述第二涂布区为涂有正极材料的涂布区。3.如权利要求1任一所述的极片，其特征在于，所述金属箔为铜箔，所述第一涂布区和所述第二涂布区为涂有负极材料的涂布区。4.一种圆柱锂离子电池，其特征在于，包括:电芯和封装所述电芯的封装体； 所述电芯包括正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的隔膜，所述电芯的外表面包覆有金属箔； 所述正极片为权利要求2所述的极片； 所述负极片为权利要求3所述的极片； 所述电芯还包括卷针放置区。5.如权利要求4所述的圆柱锂离子电池，其特征在于，所述电芯为所述正极片和所述负极片卷绕后形成的电芯。
【专利摘要】本实用新型提供一种可以提高圆柱锂离子电池安全性的极片及电池，解决了现有技术中的极片因内短路时激烈反应，导致安全性差的问题，所述极片包括：金属箔和涂覆有极性材料的第一涂布区、第二涂布区，第一涂布区位于金属箔的上表面，第二涂布区位于金属箔的下表面，第一涂布区与第二涂布区对应，金属箔包括沿第一涂布区的尾部延伸出的空白金属箔，空白金属箔的长度大于或者等于极片在卷绕时形成的电芯的外圈周长。本实用新型的极片在进行针刺实验时可以释放很多的电池能量，有效地提高圆柱锂离子电池的安全性，结构简单，成本低，安全可靠。
【IPC分类】H01M4/13, H01M10/0525
【公开号】CN204696190
【申请号】CN201420868544
【发明人】郑淑芬, 贾跃祥
【申请人】北京鼎能开源电池科技股份有限公司
【公开日】2015年10月7日
【申请日】2014年12月31日
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