倍率型锂离子电池的制作方法

本发明涉及锂电池技术领域，是一种倍率型锂离子电池。

背景技术：

目前市场上广泛应用在动力及电化学储能上的锂离子电池更多关注电池能量密度，因此常通过调整电池结构、增加极片厚度、增大活性材料压实密度、降低箔材及辅材重量等方式实现能量密度的提高，但通常会引起电池工作中的极化现象加剧，同时由于多数电池结构采用同侧引出极耳而限制了极耳的宽度，都导致电池倍率性能受到限制。

目前大多类型的动力及电化学储能锂离子电池倍率性能满足1c充放电，少数可以达到2c充放电。为了满足高倍率10c的快充或大功率放电需求，需要合理选用材料，同时还需从结构上对高倍率充放电进行特殊设计。

技术实现要素：

鉴于现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种倍率型锂离子电池，不仅结构合理，而且方便快捷。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是：倍率型锂离子电池，包括分别位于电池两侧的正极耳与负极耳，该正极耳与负极耳的金属片均沿两侧近边缘处均朝边缘方向厚度逐渐减小，正极耳宽度占电池总宽度的2/3以上，正极耳的未削薄处厚度至少0.5mm，该电池相比1c倍率下标准充放电，充电倍率达到8c或放电倍率达到10c时容量保持率仍均可超过90%。

进一步的，所述电池结构包括所述正极耳、负极耳，以及正极片、负极片、隔膜、铝塑膜及电解液；所述正极耳与负极耳分别焊接在正极片与负极片上，且反向延伸，正、负极片之间通过隔膜以卷绕或叠片的方式组合。铝塑膜围设在由正负极耳、隔膜以及正负片组合成型的电芯主体外周。

进一步的，所述正极耳为铝金属片，所述负极耳为铜金属片或表面镀镍的铜金属片；正负极耳正反面的中间各贴设有一条聚乙烯极耳胶，用于将极耳和铝塑膜热封在一起；极耳胶均对称设于正负极耳两侧，且延伸出极耳金属片的部分互相紧贴。

进一步的，所述正极片在双面涂炭的铝箔正反两面均涂有含正极活性材料的涂层，正极活性材料是磷酸铁锂或钴酸锂或其他三元正极材料；所述负极片在铜箔的正反两面涂有含负极活性材料的涂层，负极活性材料是石墨或硅碳负极或以上两者掺杂。

进一步的，所述正极片和负极片通过控制压实密度，确保孔隙率不小于30%且不大于40%。

进一步的，所述隔膜为湿法隔膜，透气度范围在150±30s/100ml。

进一步的，所述电池为卷绕式软包电池或叠片式软包电池。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：采用两侧分别引出正负极耳的结构，增加了极耳可设计宽度，0.5mm厚的铝极耳保证更大的载流面积，从而提高了电池过电流能力；极耳金属片边缘削薄，避免因极耳厚度过高，封装时在边缘处形成台阶，造成封装不良从而引起短路或漏液；极片设计调整压实密度，控制正极片和负极片的孔隙率范围在30%~40%；隔膜采用透气度在150±30s/100ml范围内的湿法隔膜。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明实施例的构造示意图；

图2为本发明实施例中极耳与极耳胶连接侧视及俯视图；

图3为本发明实施例中卷绕式电池的内部结构示意图；

图4为本发明实施例中正负极片与隔膜的连接示意图。

图中：1-正极耳，2-负极耳，3-正极片，4-负极片，5-隔膜，6-铝塑膜，7-极耳胶，8-电芯主体，9-削薄区。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下。

如图1~4所示，倍率型锂离子电池，包括分别位于电池两侧的正极耳1与负极耳2，该正极耳与负极耳的金属片均沿两侧近边缘处均朝边缘方向厚度逐渐减小，正极耳宽度占电池总宽度的2/3以上，正极耳的未削薄处厚度至少0.5mm，该电池相比1c倍率下标准充放电，充电倍率达到8c或放电倍率达到10c时容量保持率仍均可超过90%，采用对称切削将极耳切割削薄成类菱形状，两侧形成削薄区9，该削薄区域宽度不小于1cm。

在本发明实施例中，所述电池结构包括所述正极耳、负极耳，以及正极片3、负极片4、隔膜5、铝塑膜6及电解液；所述正极耳与负极耳分别焊接在正极片与负极片上，且反向延伸，正、负极片之间通过隔膜以卷绕或叠片的方式组合。铝塑膜围设在由正负极耳、隔膜以及正负片组合成型的电芯主体8外周。

在本发明实施例中，所述正极耳为铝金属片，所述负极耳为铜金属片或表面镀镍的铜金属片；正负极耳正反面的中间各贴设有一条聚乙烯极耳胶7，用于将极耳和铝塑膜热封在一起；极耳胶均对称设于正负极耳两侧，且延伸出极耳金属片的部分互相紧贴。

在本发明实施例中，所述正极片在双面涂炭的铝箔正反两面均涂有含正极活性材料的涂层，正极活性材料是磷酸铁锂或钴酸锂或其他三元正极材料；所述负极片在铜箔的正反两面涂有含负极活性材料的涂层，负极活性材料是石墨或硅碳负极或以上两者掺杂。

在本发明实施例中，所述正极片和负极片通过控制压实密度，确保孔隙率不小于30%且不大于40%。

在本发明实施例中，所述隔膜为湿法隔膜，透气度范围在150±30s/100ml。

在本发明实施例中，所述电池为卷绕式软包电池或叠片式软包电池。

具体实施例1：一块容量为60ah的软包锂离子电池，采用卷绕式工艺制作，外形尺寸为宽×高×厚=300mm×500mm×15mm。正极耳3的宽度为250mm左右削薄区域各20mm，金属片厚度0.5mm；负极耳4的宽度为200mm，金属片厚度0.4mm。正负极耳均位于宽度方向的中心。分别根据正负极片涂层所用各种材料的真密度及配比，以理论平均孔隙率35%作为标准，计算极片压实密度，以此标准制作极片。成品电芯满足10c放电容量保持率93%，8c充电容量保持率90%。

具体实施例2：一块容量为30ah的软包锂离子电池，采用叠片式工艺制作，外形尺寸为宽×高×厚=200mm×400mm×12mm。正极耳3的宽度为160mm左右削薄区域各15mm，金属片厚度0.5mm；负极耳4的宽度为160mm，金属片厚度0.3mm。正负极耳均位于宽度方向的一侧，中心对称。分别根据正负极片涂层所用各种材料的真密度及配比，以理论平均孔隙率33%作为标准，计算极片压实密度，以此标准制作极片。成品电芯满足10c放电容量保持率92%，8c充电容量保持率91%。

本发明不局限于上述最佳实施方式，任何人在本发明的启示下都可以得出其他各种形式的倍率型锂离子电池。凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。

技术特征：

1.倍率型锂离子电池，其特征在于：包括分别位于电池两侧的正极耳与负极耳，该正极耳与负极耳的金属片均沿两侧近边缘处均朝边缘方向厚度逐渐减小，正极耳宽度占电池总宽度的2/3以上，正极耳的未削薄处厚度至少0.5mm。

2.根据权利要求1所述的倍率型锂离子电池，其特征在于：所述电池结构包括所述正极耳、负极耳，以及正极片、负极片、隔膜、铝塑膜及电解液；所述正极耳与负极耳分别焊接在正极片与负极片上，且反向延伸，正、负极片之间通过隔膜以卷绕或叠片的方式组合；铝塑膜围设在由正负极耳、隔膜以及正负片组合成型的电芯主体外周。

3.根据权利要求2所述的倍率型锂离子电池，其特征在于：所述正极耳为铝金属片，所述负极耳为铜金属片或表面镀镍的铜金属片；正负极耳正反面的中间各贴设有一条聚乙烯极耳胶，用于将极耳和铝塑膜热封在一起；极耳胶均对称设于正负极耳两侧，且延伸出极耳金属片的部分互相紧贴。

4.根据权利要求3所述的倍率型锂离子电池，其特征在于：所述正极片在双面涂炭的铝箔正反两面均涂有含正极活性材料的涂层，正极活性材料是磷酸铁锂或钴酸锂或其他三元正极材料；所述负极片在铜箔的正反两面涂有含负极活性材料的涂层，负极活性材料是石墨或硅碳负极或以上两者掺杂。

5.根据权利要求2所述的倍率型锂离子电池，其特征在于：所述正极片和负极片通过控制压实密度，确保孔隙率不小于30%且不大于40%。

6.根据权利要求2所述的倍率型锂离子电池，其特征在于：所述隔膜为湿法隔膜，透气度范围在150±30s/100ml。

7.根据权利要求1所述的倍率型锂离子电池，其特征在于：所述电池为卷绕式软包电池或叠片式软包电池。

8.根据权利要求1所述的倍率型锂离子电池，其特征在于：将权利要求1-7中任一项所述的倍率型锂离子电池应用在动力电池及电化学储能中。

技术总结
本发明涉及一种倍率型锂离子电池，其特征在于：包括分别位于电池两侧的正极耳与负极耳，该正极耳与负极耳的金属片均沿两侧近边缘处朝边缘方向厚度逐渐减小，正极耳宽度占电池总宽度的2/3以上，正极耳的未削薄处厚度至少0.5mm；该电池相比1C倍率下标准充放电，充电倍率达到8C或放电倍率达到10C时容量保持率仍均可超过90%，结构稳定，提高电池过电流能力。

技术研发人员：魏佳骏;张劢;吴彬杰;杨德财
受保护的技术使用者：福建巨电新能源股份有限公司
技术研发日：2020.07.23
技术公布日：2020.10.16