一种动力储能聚合物锂离子电池的制作方法
【专利摘要】一种动力储能聚合物锂离子电池，由正极片、正极极耳、负极片、负极极耳、隔离膜和电解液组成；所述的正极片包括铝箔和涂覆于铝箔上的正极活性物质层；所述的负极片包括铜箔和涂覆于铜箔上的负极活性物质层；其特征在于，在所述的正极片的中间位置上设置有一个正极极耳；在所述的负极片的前端区和尾端区分别设置有一个负极极耳；所述的正极极耳的宽度为负极极耳宽度的两倍。本实用新型通过优化电芯极片和极耳位置的设计，改善电池的大电流循环性能，确保电池获得良好的综合电性能，适合于工业化规模生产的需要。
【专利说明】—种动力储能聚合物锂离子电池
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种动力储能聚合物锂离子电池，它属于锂离子电池制造【技术领域】，具体涉及到动力储能聚合物锂离子电池【技术领域】。
【背景技术】
[0002]锂离子电池作为一种新型绿色能源，因其高容量、高电压、小型轻质、循环寿命长、工作范围宽、安全性好、无记忆效应等优点，广泛地应用于近年来迅速发展的便携式电子产品如3C/3G手机、笔记本电脑、平板电脑、摄像机等，同时在电动汽车、国防军事装备的电源系统、以及光伏储能系统、储能错峰电站、不间断电源、中小型储能系统等众多领域具有广泛的应用前途。
[0003]基于动力、储能锂离子电池大规模的应用需求，往往要求电池具备更低的内阻，更大的功率以及更长的循环寿命。目前动力储能聚合物锂离子电池常采用叠片结构、单极片多极耳的卷绕结构或者多个卷绕电芯并联结构，然而这些结构存在如下缺点:
[0004]叠片结构虽然能大幅度降低电池的内阻，但正负极片制作复杂，生产叠片效率太低，同时生产成本很高；
[0005]单极片多极耳的卷绕结构改善电池内阻不大，如果单极片极耳太多，对卷绕工序带来很大的困难，尤其是卷绕后的极耳对位困难，一致性较差；
[0006]多个卷绕电芯并联结构能很好地降低电池的内阻，但如果3个以上的卷绕电芯并联要求卷绕电芯极耳位置具有很高的一致性，并且多个电芯焊接在一起困难，往往存在焊接效果不佳，焊接效率低等缺点。
[0007]鉴于以上多种电芯结构的缺点，有必要提供一种既能降低电池内阻，提升电池放电功率，又能克服以上缺点，综合提高生产效率的动力储能聚合物锂离子电池电芯结构。
实用新型内容
[0008]本实用新型的目的在于:针对现有技术的不足，提供一种既能降低电池内阻，提升电池放电功率，又具有高生产效率的动力储能聚合物锂离子电池。
[0009]为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下:
[0010]一种动力储能聚合物锂离子电池，由正极片、正极极耳、负极片、负极极耳、隔离膜和电解液组成；所述的正极片包括铝箔和涂覆于铝箔上的正极活性物质层；所述的负极片包括铜箔和涂覆于铜箔上的负极活性物质层；其特征在于，在所述的正极片的中间位置上设置有一个正极极耳；在所述的负极片的前端区和尾端区分别设置有一个负极极耳；所述的正极极耳的宽度为负极极耳宽度的两倍。
[0011]所述的正极片前端往内区单侧、中间区两侧、尾端区两侧均设置有未涂覆正极活性物质层的空白铝箔区，所述的正极极耳设置在中间区的空白铝箔区；所述的负极片的前端区和尾端区两侧设置有未涂覆正极活性物质层的空白铜箔区，所述的负极极耳设置在前端区和尾端区的空白铜箔区。[0012]所述的正极片前端往内区单侧空白铝箔长度为5_20mm，所述的正极片内部边缘到前端往内区单侧空白铝箔中线的长度a为卷针的宽度b±2.0mm。
[0013]所述的正极片中间区两侧的空白铝箔长度一致，且大于正极极耳宽度2.0mm以上；尾端区下侧铝箔的长度大于尾端区上侧铝箔的长度。
[0014]所述的负极片前端区和尾端区两侧的空白铜箔区长度一致，且大于负极极耳宽度
2.0mm以上。
[0015]所述的正极极耳和负极极耳宽度均大于或等于8.0mm，厚度均大于或等于
0.08mm。
[0016]所述的正极极耳和负极极耳宽度分别为20.0mm和10.0mm,或分别为16.0mm和
8.Ctam,或分别为 30.0mm 和 15.0mm ;厚度均为 0.1Ctam, 0.15謹或 0.2Ctam。
[0017]本实用新型通过优化电芯极片和极耳位置的设计，改变传统的电芯正负极片的涂覆方式以及极耳的焊接位置，使较宽的正极极耳从极片的中间引出，而负极极耳从极片的两端引出，实现非对称极耳电芯结构，能够充分有效地降低电池的内阻，提高动力储能聚合物锂离子电池的大倍率放电性能，改善电池的大电流循环性能，确保电池获得良好的综合电性能，适合于工业化规模生产的需要。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型卷绕后焊接带密封胶极耳的电芯结构示意图；
[0019]图2是本实用新型正负极片卷绕后的电芯结构示意图；
[0020]图3是本实用新型的正极片的结构示意图；
[0021]图4是实用新型图3的俯视图；
[0022]图5是本实用新型负极片的结构示意图；
[0023]图6是实用新型图5的俯视图
【具体实施方式】
[0024]为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的目的、技术方案和优点，下面结合附图以及【具体实施方式】对本实用新型作进一步详细说明。
[0025]如图1、图2、图3、图4、图5和图6中所示:
[0026]图中:1-正极活性物质、2-正极极耳、3-正极中间的空白铝箔区、4-正极尾端区一侧空白铝箔区、5-正极尾端区另一侧空白铝箔区、6-正极前端往内区单侧空白铝箔区、7-负极活性物质、8-前端区的负极极耳、9-尾端区的负极极耳、10-负极前端区空白铜箔区、11-负极尾端区空白铜箔区、12-卷绕后的电芯、13-卷绕后焊接带密封胶极耳的电芯、14-带密封胶的正极极耳、15-带密封胶的负极极耳、16-正极极耳密封胶、17-负极极耳密封胶。
[0027]本实用新型所述的非对称极耳电芯结构的动力储能聚合物锂离子电池，由正极片、正极极耳、负极片、负极极耳、隔离膜和电解液组成。所述的正极片包括铝箔和涂覆于铝箔上的正极活性物质层，该正极活性物质层为现有的锂离子电池生产中已经使用的正极活性物质采用涂覆方式获得的；所述的负极片包括铜箔和涂覆于铜箔上的负极活性物质层，所述的负极活性物质层也为现有的锂离子电池生产中已经使用的负极活性物质层。本实用新型中隔离膜和电解液与现有技术中的相同。
[0028]为了实现本实用新型的目的，在所述的正极片的中间位置上设置有一个正极极耳；在所述的负极片的前端区和尾端区分别设置有一个负极极耳。
[0029]在本实施例中，所述的正、负极极耳的设置采用如下的方案:
[0030]参见图3和图4所示，所述的正极片包括铝箔和涂覆于铝箔上的正极活性物质层1，其采用间隙涂布方式对铝箔进行涂覆，即所述的正极片前端往内区单侧6、中间区两侧
3、尾端区两侧4和5留有未涂覆的空白铝箔区，所述的正极极耳2焊接在正极中间的空白铝箔区3上；由正极片和设置在正极片上的正极极耳构成本实用新型的正极。
[0031]参见图5和图6所示，所述的负极片包括铜箔和涂覆于铜箔上的负极活性物质层7，在所述的负极片上设置负极前端区空白铜箔区10和负极尾端区空白铜箔区11，所述的空白铜箔区是指未在铜箔上涂覆负极活性物质层的区域。所述的第一负极极耳8焊接在负极前端区空白铜箔区10，第二负极极耳9焊接在负极尾端区空白铜箔区11。由所述的两个负极极耳8、9和所述的负极片构成本实用新型的的负极。
[0032]在本实施例中，所述的正极片前端往内区单侧空白铝箔长度为5_20mm，此前端往内区单侧空白铝箔长度方向上中间位置刚好落在电芯卷绕时卷针的边缘，具有关系a=b±2.0mm，其中b为卷针的宽度，所述的卷针是本领域现有技术中常用的卷针。a为正极片内部边缘到前端往内区单侧空白铝箔中线的长度，如附图3所示。
[0033]在本实施例中，所述的正极片中间区两侧的空白铝箔长度一致，且大于正极极耳2宽度2.0mm以上；尾端区下侧的铝箔5的长度大于尾端区上侧的铝箔4的长度。
[0034]所述的负极前端区空白铜箔区10和负极尾端区空白铜箔区11长度一致，且大于负极极耳宽度2.0mm以上。
[0035]所述的正极极耳和负极极耳宽度均大于等于8.0mm,厚度均大于等于0.08mm。
[0036]本实用新型的正极极耳的宽度为负极极耳宽度的两倍。在本实施例中，正极极耳的宽度可以选择为20.0mm或16.0mm或30.0mm,相对应的负极极耳宽度则分别为10.0mm或
8.0mm 或 15.0mnin
[0037]本实用新型的正极极耳和负极极耳厚度一致，在实施例中可以选择为0.1Omm或
0.15mm 或 0.20mmo
[0038]如图2中所示，按照上述的方案制成本实用新型的电池电芯12后，正极极耳2单一引出，另两个负极极耳8、9并行引出，并进行密封，既设置正极极耳密封胶16和负极极耳密封胶17，从而制成带有密封胶的正极极耳14和带有密封胶的负极极耳15，如图1中所示，最终形成本实用新型的卷绕后焊接带密封胶极耳的电芯13，经与包装铝塑膜封装制后既可以完成本实用新型的成品。
【权利要求】
1.一种动力储能聚合物锂离子电池，由正极片、正极极耳、负极片、负极极耳、隔离膜和电解液组成；所述的正极片包括铝箔和涂覆于铝箔上的正极活性物质层；所述的负极片包括铜箔和涂覆于铜箔上的负极活性物质层；其特征在于，在所述的正极片的中间位置上设置有一个正极极耳；在所述的负极片的前端区和尾端区分别设置有一个负极极耳；所述的正极极耳的宽度为负极极耳宽度的两倍。
2.如权利要求1中所述的动力储能聚合物锂离子电池，其特征在于所述的正极片前端往内区单侧、中间区两侧、尾端区两侧均设置有未涂覆正极活性物质层的空白铝箔区，所述的正极极耳设置在中间区的空白铝箔区；所述的负极片的前端区和尾端区两侧设置有未涂覆正极活性物质层的空白铜箔区，所述的负极极耳设置在前端区和尾端区的空白铜箔区。
3.如权利要求1或2中所述的动力储能聚合物锂离子电池，其特征在于，所述的正极片前端往内区单侧空白铝箔长度为5-20mm，所述的正极片内部边缘到前端往内区单侧空白铝箔中线的长度a为卷针的宽度±2.0mm。
4.如权利要求1或2所述的动力储能聚合物锂离子电池，其特征在于，所述的正极片中间区两侧的空白铝箔长度一致，且大于正极极耳宽度2.0mm以上；尾端区下侧的铝箔大于尾端区上侧的铝箔。
5.如权利要求书I或2所述的动力储能聚合物锂离子电池，其特征在于，所述的负极片前端区和尾端区两侧的空白铜箔长度一致，且大于负极极耳宽度2.0mm以上。
6.如权利要求书I所述的动力储能聚合物锂离子电池，其特征在于，所述的正极极耳和负极极耳宽度均大于或等于8.0mm,厚度均大于或等于0.08mm。
7.如权利要求书I或6所述的动力储能聚合物锂离子电池，其特征在于，正极极耳和负极极耳宽度分别为20.0mm和10.0mm,或分别为16.0mm和8.0mm,或分别为30.0mm和.15.0mm ;厚度均为 0.1Omm, 0.15mm 或 0.20mm。
【文档编号】H01M2/26GK203774408SQ201420127777
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月20日 优先权日:2014年3月20日
【发明者】刘小虹, 李国敏, 李露, 余兰, 骆文平, 王敏, 黄小, 郑小聪 申请人:深圳格林德能源有限公司