聚合物锂离子电池电芯结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种聚合物锂离子电池电芯结构，其特征在于它由两个相同结构的卷绕的电芯并联组成；所述的电芯由正极片、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；在正极片中间区域的上表面设置有一个正极极耳；在负极片包括铜箔和涂覆于铜箔上的负极活性物质层；在负极片的中间区域的上表面设置有一个负极极耳。本实用新型通过改变传统的电芯正负极片的结构以及极耳的设置位置，使正负极极耳同时从极片的中间引出，同时又采用双芯并联结构，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。
【专利说明】聚合物锂离子电池电芯结构
【技术领域】
[0001]本实用新型属于锂离子电池制造【技术领域】，具体涉及到一种动力储能聚合物锂离子电池电芯结构。
【背景技术】
[0002]本实用新型涉及的锂离子电池是动力、储能锂离子电池。这种锂离子电池作为一种新型绿色能源在电动汽车、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。
【发明内容】
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[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双芯卷绕结构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]一种聚合物锂离子电池电芯结构，其特征在于它由两个相同结构的卷绕的电芯并联组成；所述的电芯由正极片、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；在所述的正极片中间区域的上表面设置有一个正极极耳；在所述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；在所述的负极片的中间区域的上表面设置有一个负极极耳。
[0011]在所述的正极片前端往内区的上表面、中间区域的上、下两表面对称位置和尾端区的上、下表面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域上表面的第一空白铝箔区；所述的负极片中间区域的上、下表面设置有未涂覆负极活性物质层的空白铜箔区，所述的负极极耳设置在中间区域上表面的第二空白铜箔区。
[0012]所述的正极片前端往内区上表面空白铝箔区6长度为5_20mm，正极片内部边缘到前端往内区上表面空白铝箔区中线的长度a为卷针的宽度±2.0mm。[0013]所述的正极片中间区域上、下两侧的空白铝箔区长度一致，且大于正极极耳宽度2.0mm以上；尾端区域下表面空白铝箔区的长度大于比上表面空白铝箔区。
[0014]在所述的负极片中间区域的上、下表面均设置空白铜箔区，所述的负极片中间区域上、下表面的空白铜箔区长度一致，且大于负极极耳宽度2.0mm以上，所述的负极极耳设置在中间区域的上表面的第二空白铜箔区。
[0015]所述的正极极耳和负极极耳宽度相同，均大于或等于8.0mm;正极极耳和负极极耳厚度相同，均大于或等于0.08mm。
[0016]所述的正极极耳和负极极耳宽度为10.0mm或15.0mm或20.0mm,厚度为0.1Omm或
0.15mm 或 0.20mmo
[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结构以及极耳的设置位置，使正负极极耳同时从极片的中间引出，同时又采用双芯并联结构，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为本实用新型的结构示意图
[0019]图2为本实用新型正负极片卷绕后的电芯结构示意图
[0020]图3为本实用新型正极片及正极极耳的结构示意图
[0021]图4为本实用新型图3的俯视图
[0022]图5为本实用新型负极片及负极极耳的结构示意图
[0023]图6为本实用新型图5的俯视图
【具体实施方式】:
[0024]下面结合附图1、图2、图3、图4、图5和图6对本实用新型进行进一步的说明:
[0025]图1中所述，本实用新型是由两个相同结构的卷绕的电芯10并联组成；所述的电芯由正极片、正极极耳2、负极片、负极极耳8、隔离膜和电解液组成。
[0026]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，所述的涂覆于铝箔上的正极活性物质层为现有技术，既使用现有技术中的正极活性物质采用涂覆的方式涂覆在铝箔上即可。
[0027]如图3、图4中所示，为了实现本实用新型的目的，改变传统的电芯正负极片的涂覆方式，采用间隙涂布方式涂布正极活性物质层，具体结构是:即在所述的正极片前端往内区的上表面、中间区域的上、下两表面对称位置和尾端区的上、下表面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2设置在中间区域上表面的第一空白铝箔区3处；所述的正极极耳2和所述的正极片构成电池的正极。
[0028]如图5和图6中所示，所述的负极片中间区域的上、下表面设置有未涂覆负极活性物质层的空白铜箔区，所述的负极极耳8设置在中间区域上表面的第二空白铜箔区9处。所述的负极片其他部位的上下表面均按照现有技术涂覆有负极活性物质层7，由负极极耳8和负极片构成了电池的负极。[0029]如图3中所示，在本实施例中，所述的正极片前端往内区上表面空白铝箔区6长度为5-20mm，正极片内部边缘到前端往内区上表面空白铝箔区6中线的长度a为卷针的宽度b±2.0mm。
[0030]所述的正极片中间区域上、下表面的空白铝箔区长度一致，且大于正极极耳宽度
2.0mm以上；尾端区域下表面空白铝箔区5的长度大于比上表面空白铝箔区4。
[0031]如图5中所示，在所述的负极片中间区域的上、下表面均设置空白铜箔区，所述的负极片中间区域上、下表面的空白铜箔区长度一致，且大于负极极耳宽度2.0mm以上，所述的负极极耳8设置在中间区域的上表面的第二空白铜箔区9。
[0032]所述的正极极耳和负极极耳宽度相同，均大于或等于8.0mm;正极极耳和负极极耳厚度相同，均大于或等于0.08mm。
[0033]在本实施例中，可选择的所以的正极极耳和负极极耳宽度为10.0mm或15.0mm或20.0mm,厚度为 0.10mm 或 0.15mm 或 0.20mm。
[0034]将两个卷绕的电芯经焊接并联后，引出正极极耳2和负极极耳8，对正、负极耳进行密封胶的密封处理，使用正极密封胶14对正极极耳进行密封处理，构成带密封胶的正极极耳11 ;使用负极密封胶13对负极极耳进行密封处理，构成带密封胶的负极极耳12。
【权利要求】
1.一种聚合物锂离子电池电芯结构，其特征在于它由两个相同结构的卷绕的电芯并联组成；所述的电芯由正极片、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；在所述的正极片中间区域的上表面设置有一个正极极耳；在所述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；在所述的负极片的中间区域的上表面设置有一个负极极耳。
2.如权利要求1中所述的聚合物锂离子电池电芯结构，其特征在于在所述的正极片前端往内区的上表面、中间区域的上、下两表面对称位置和尾端区的上、下表面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域上表面的第一空白铝箔区；所述的负极片中间区域的上、下表面设置有未涂覆负极活性物质层的空白铜箔区，所述的负极极耳设置在中间区域上表面的第二空白铜箔区。
3.如权利要求书I中所述的聚合物锂离子电池电芯结构，其特征在于，所述的正极片前端往内区上表面空白铝箔区(6)长度为5-20mm，正极片内部边缘到前端往内区上表面空白铝箔区中线的长度a为卷针的宽度±2.0mm。
4.如权利要求书I或2中所述的聚合物锂离子电池电芯结构，其特征在于，所述的正极片中间区域上、下两侧的空白铝箔区(3)长度一致，且大于正极极耳宽度2.0mm以上；尾端区域下表面空白铝箔区(5)的长度大于比上表面空白铝箔区(4)。
5.如权利要求书I中所述的聚合物锂离子电池电芯结构，其特征在于，在所述的负极片中间区域的上、下表面均设置空白铜箔区，所述的负极片中间区域上、下表面的空白铜箔区(9)长度一致，且大于负极极耳宽度2.0mm以上，所述的负极极耳设置在中间区域的上表面的第二空白铜箔区(9)。
6.如权利要求书I中所述的聚合物锂离子电池电芯结构，其特征在于，所述的正极极耳和负极极耳宽度相同，均大于或等于8.0mm ;正极极耳和负极极耳厚度相同，均大于或等于 0.08mm。
7.如权利要求书I或6所述的聚合物锂离子电池电芯结构，其特征在于，正极极耳和负极极耳宽度为10.0mm或15.0mm或20.0mm,厚度为0.10mm或0.15mm或0.20mm。
【文档编号】H01M10/0587GK203774413SQ201420134903
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月24日 优先权日:2014年3月24日
【发明者】刘小虹, 李国敏, 李露, 余兰, 李德义, 骆文平, 王敏, 黄小, 郑小聪 申请人:深圳格林德能源有限公司