专利名称：一种圆柱形锂离子二次电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种圆柱形锂离子二次电池，包括正极、负极、隔膜、电解液、电池壳及电池盖，其中正、负电极片中任一电极片为一带状极片，对应的电极片由至少两片小的电极片组构成。
背景技术：
随着电子工业、信息产业的迅速发展，人们对各类电器电源的要求越来越高。圆柱形锂离子二次电池作为高能电源被应用在各类场所，尤其是应用于笔记本电脑中，其各项性能尤其是安全性能就显得极为重要。
目前，圆柱形锂离子二次电池的综合电性能优良，而对其安全性能来讲，电池的内外短路隐患最大，而内短路带来的威胁最大。在实际使用中，不可避免的震荡、跌落很容易导致电池发生内部短路，这就要求电池具有高的安全可靠性。在圆柱形锂离子二次电池的各种设计与改进中，对防爆系统的设计最为普遍，即当电池发生短路时，安全阀打开，电池迅速排气防止爆炸。如中国专利CN2556798中提出的圆柱形锂离子电池，即是通过在电池盖一端设一防爆破裂装置来防止电池因内外短路，电池内温度、压力急剧升高而使得电池发生爆炸等危害的。此类方法虽然可以有效地防止电池爆炸给电器和人身带来的威胁，但是由于防爆装置的破裂，导致电池漏液，在破坏的一瞬间，电池随即报废，用电器随之不能工作。针对上述二次电池的缺陷，再对该电池内部结构作一些必要的分析，上述电池是采用单片正极、负极、隔膜，卷绕成涡卷状结构的电极群作为电池极芯的。而此种极芯结构的电池存在如下问题当电池内部某点或某部分发生内部短路时，整个电极就完全处于短路状态，此时电池内部必将产生很大电流，瞬间放电，电池内部温度必会急剧上升，内压增大，最终致使整个电池报废。此时，电池的安全性能得不到保证，用电器也无法继续工作。
因此，人们开始研究当电池发生内短路时如何提高电池的安全性能，并从根本上控制电池的报废。如2004年10月13日中国专利CN2648615Y就公开了一种提高安全性能的圆柱形锂离子二次电池，它是采用正、负电极片中任一电极片为一带状极片，对应的电极片由至少两片小的电极片组构成，再将正极片、隔膜、负极片层叠排布后卷绕成涡卷状电极群作为电池极芯，且使上述电池极芯中各小的电极片处于相互隔断状态。该方案虽然有效的解决了当电池内部某部位发生短路时，电池可继续使用的问题，但卷绕时各小电极片定位难且相互隔断不易控制，造成工作效率低且不易实现批量生产，同时在卷绕的过程中各小的电极片首尾端部之间的间隙无法控制到自己需要的范围。
而圆柱形锂离子二次电池在市场上的广泛应用，尤其是作为目前市场上笔记本电脑电源的主流电池，就必须克服上述缺点。
发明内容本实用新型的目的是提供一种结构简单、易批量生产、且安全性能优的圆柱形锂离子二次电池。
本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的一种圆柱形锂离子二次电池，包括正极、负极、隔膜构成的涡卷状电极群及电解液共同收纳于电池壳内，由电池盖密封，其中正、负电极片中任一电极片为一带状极片，对应的电极片由至少两片小的电极片组构成，所述电极片上各带有引出端子进行电流的输出，各引出端子分别与电池盖或电池壳连接，且在所述的涡卷状电极群中，所述带状极片的端部由隔膜包裹，所述每片小的电极片由相应的隔膜单独包裹。
进一步，在所述的涡卷状电极群中，所述各小的电极片首尾端部之间留有间隙。
又进一步，所述的间隙处填补有隔膜。
更进一步，所述包裹各小的电极片的隔膜开口端延伸至相邻的隔膜折弯端。
本实用新型一种圆柱形锂离子二次电池的优点在于通过隔膜包裹小电极片的结构，使得电池在卷绕的过程中各小电极片易定位且相互隔断易控制，提高了工作效率，易实现批量生产；又通过各小电极片首尾端部之间设置隔膜的方式，可以很精确的控制其间隙，从而控制小电极片的长度，进而根据其间隙来控制电池的容量，同时又实现了电池安全性能优的目的，而且还可以利用包裹各小的电极片的隔膜开口端延伸至相邻的隔膜折弯端进行隔断定位，提高工效，实现批量生产。
下面参照附图结合实例对本实用新型作进一步的说明。
图1是本实用新型具体实施方式
一种圆柱形锂离子二次电池正、负极片及隔膜卷绕前叠放状态图。
图2是本实用新型具体实施方式
一种圆柱形锂离子二次中各小的电极片首尾端部之间设置隔膜的叠放状态图。
图3是图2所示一种圆柱形锂离子二次电池涡卷状电极群的俯视图。
图4是本实用新型一种圆柱形锂离子二次电池局部剖面示意图。
图5是本实用新型另一种实施方式一种圆柱形锂离子二次电池中包裹各小的电极片的隔膜开口端延伸至相邻的隔膜折弯端的叠放状态图。
具体实施方式本实用新型提供的一种圆柱形锂离子二次电池，(请参考图1、图2、图3、图4)，包括正极片1、1’、1”、负极片2、隔膜3、3’、3”构成的涡卷状电极群4及电解液共同收纳于电池壳5内，由电池盖6密封，其中正、负电极片均带有引出端子进行电流的输出，构成正极片的三个小的电极片上各带有一个引出端子8、8’、8”均与电池盖6连接，负极片2带有一个引出端子10与电池壳5连接，且上述三片小的正极片1、1’、1”分别由相应小隔膜3、3’、3”依次包裹、负极片端部21由隔膜32包裹且层叠排布如图1所示，由隔膜包裹后的三片小正极片依次置于负极片上方，其两片隔膜的折弯端31、31’即可使各小的正极片处于相互隔断状态，并使得卷绕中负极片位于外层包裹相互隔断的小的正极片。采用这样的结构，使得电池在卷绕的过程中各小正极片易定位且相互隔断易控制，提高了工作效率，易实现批量生产。
进一步，三片小的正极片依次排布后首尾端部之间留有间隙7、7’(如图1所示)。
又进一步，通过各小正极片首尾端部之间设置隔膜9的方式，可以很精确的控制上述间隙，从而控制小正极片的长度，进而根据其间隙来控制电池的容量，同时又实现了电池安全性能优的目的，如图2所示在电池制作中，以隔膜32弯折包裹负极片的端部置于下方，而构成正极的三个小的正极片被相应小隔膜包裹后依次排放于上方，用隔膜9、9’分别填补所述间隙7、7’，并且保证间隙刚好只能容纳所设置的隔膜9、9’，此隔膜长边91、91’的尺寸小于负极片的宽度，所述隔膜9的宽度可以根据设计需求设置不同尺寸，三个小正极片的引出端子8、8’、8”与负极片2的引出端子10分别置于两旁，压紧后从隔膜32的弯折端开始卷绕，形成如图3所示的涡卷状电极群4，将其装入电池壳5内，使负极片2的引出端子10弯折于电池壳5底部内侧，并形成电连接；使三个小正极片的引出端子8、8’、8”均与电池盖6的底部形成电连接，注入电解液，密封电池后制作完成。
更进一步，所述包裹各小的电极片的隔膜开口端33延伸至相邻的隔膜折弯端31，这样的结构也是允许的在制作小隔膜3、3’、3”时可以控制其长度来满足上述需求，如图5所示，在电池制作中，以隔膜32弯折包裹负极片的端部置于下方，而构成正极的三个小的电极片1、1’、1”被相应小隔膜包裹后依次排放于上方，且要求包裹小正极片的三片小隔膜折弯后的开口端部分别保持平齐，并使每相邻两包裹小正极片的隔膜开口端与折弯端相互靠紧，再通过卷绕制成电池。此结构通过控制小隔膜的长度可以很精确的控制上述间隙7、7’(如图1所示)，从而控制小电极片的长度，进而根据其间隙来控制电池的容量，而且还可以节约如图2所示的卷绕前放置隔膜9、9’所用的时间，提高工作效率，实现批量生产的目的。
在本实用新型中，一种圆柱形锂离子二次电池正、负电极片中有任一电极片为一带状极片，对应的电极片由3片小的电极片组所构成，与隔膜依次层叠排布后，卷绕形成涡卷状电极群，且各小的电极片处于相互隔断状态，各正、负电极片带有的引出端子分别与电池盖或电池壳连接。这样的结构就相当于是由多个小电源并连形成的电池，在其中之一个小电源出现短路问题时，瞬间产生很大的电流，并且作为其余小电源的电极片同时向其供电，此时通过该电极片引出端子的电流瞬间的增大致其熔断。这样就截止和控制了其他电源向此短路电源的供放电，此短路小电源的能量耗损完结，作为其余电源的极片仍可继续工作，且电池电压基本不变，只是相当于电池容量减少了，充发电时间变短了而已，电池可以继续使用。
在实际应用中，通过隔膜包裹小电极片的结构，使得电池在卷绕的过程中各小电极片易定位且相互隔断易控制，提高了工作效率，易实现批量生产；又通过各小电极片首尾端部之间设置隔膜的方式，可以很精确的控制其间隙，从而控制小电极片的长度，进而根据其间隙来控制电池的容量，同时又实现了电池安全性能优的目的，而且还可以利用包裹各小的电极片的隔膜开口端延伸至相邻的隔膜折弯端进行隔断定位，提高工效，实现批量生产。
权利要求1.一种圆柱形锂离子二次电池，包括正极(1)、负极(2)、隔膜(3)构成的涡卷状电极群(4)及电解液共同收纳于电池壳(5)内，由电池盖(6)密封，其中正、负电极片中任一电极片为一带状极片，对应的电极片由至少两片小的电极片组构成，所述电极片上各带有引出端子进行电流的输出，各引出端子分别与电池盖或电池壳连接，其特征在于在所述的涡卷状电极群(4)中，所述带状极片的端部(21)由隔膜(32)包裹，所述每片小的电极片(1)由相应的隔膜(3)单独包裹。
2.如权利要求1所述的圆柱形锂离子二次电池，其特征在于在所述的涡卷状电极群(4)中，所述各小的电极片首尾端部之间留有间隙(7)。
3.如权利要求2所述的圆柱形锂离子二次电池，其特征在于所述的间隙(7)处填补有隔膜(9)。
4.如权利要求2所述的圆柱形锂离子二次电池，其特征在于所述包裹各小的电极片的隔膜开口端(31)延伸至相邻的隔膜折弯端(33)。
专利摘要一种圆柱形锂离子二次电池，包括正极、负极、隔膜构成的涡卷状电极群及电解液共同收纳于电池壳内，由电池盖密封，其中正、负电极片中任一电极片为一带状极片，对应的电极片由至少两片小的电极片组构成，所述电极片上各带有引出端子进行电流的输出，各引出端子分别与电池盖或电池壳连接，且在所述的涡卷状电极群中，所述带状极片的端部由隔膜包裹，所述每片小的电极片由相应的隔膜单独包裹。本实用新型通过各小电极片分别由相应的隔膜单独包裹，使卷绕中各小电极片定位简单且易隔断，从而提高工效，实现批量生产。
文档编号H01M2/14GK2785152SQ20042010233
公开日2006年5月31日 申请日期2004年12月2日 优先权日2004年12月2日
发明者肖宏, 何昱臣 申请人:比亚迪股份有限公司