专利名称：一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种方型锂离子电池，尤其涉及一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池及其制备方法。
背景技术：
在锂离子二次电池中，正极和负极由隔膜隔离，其作用是将两者电子绝缘的同时，又起到保持电解液的作用。在锂离子二次电池中，隔膜主要是使用聚乙烯和聚丙烯的聚烯烃树脂构成。近年来随着锂离子二次电池的高容量化，隔膜倾向于薄型化。在极组的卷绕过程中，由于极片的切断部位不可避免的要产生毛刺，而在电池循环过程中由于极片的不断膨胀，毛刺部位对隔膜的挤压很大可能会刺穿隔膜引起内短路。特别是，正、负极的集流体彼此之间，更进一步的讲是在正极集流体和负极活性物质层间或负极集流体和正极活性物质层之间发生内部短路的话，短路部位的电阻小，因此，更多的短路电流流过，引起电池的温度上升的可能性增高。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种能够增强极组卷绕时极片切断部位的抗内短路能力，具有高绝缘性能的方型锂离子电池及其制备方法。
本发明是通过下述技术方案予以实现的一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池，包括外壳和设置在外壳内的极组，所述极组由正极片、负极片和隔膜叠加卷绕而成，所述正、负极片由集流体和分别设置在集流体上下表面的正、负极活性物质层构成，所述在集流体与活性物质层交界处设置有绝缘胶带。
所述正、负极片的两侧端均设置有无活性物质层的集流体露出部，所述正、负极片露出部其中一侧端上下两面为宽度不相等。
所述正极片所设置的绝缘胶带与活性物质层重叠0.2-m2m。
所述负极片所设置的绝缘胶带，距离活性物质层0-2mm。
所述绝缘胶带的宽度为5-15mm，厚度为20-60u。
本发明一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池的制备方法的制备方法是
1)制备正、负极活性物质浆料；2)将正、负极活性物质浆料分别涂敷在集流体的上下表面，构成正、负极片；所述在正、负极片的两侧端分别预留出无活性物质层的集流体露出部；所述正、负极片露出部其中一侧端上下两面为宽度不相等。
3)将正、负极片进行碾压；4)对正、负极片进行分切；5)将分切后的极片放入烘箱中，抽真空，去除极片中的水分。
6)取烘干后的正极片，在正极片上表面和下表面集流体露出部与活性物质层的交界处粘贴胶带；取烘干后的负极片，在负极片上表面和下表面集流体露出部与活性物质层的交接处粘贴胶带；7)将上述正、负极片与隔膜叠加卷绕成极组。
8)最后将极组入壳、封装。
所述步骤6)中正极片粘贴的绝缘胶带与活性物质层重叠0.2-2mm。
所述步骤6)中负极片粘贴的绝缘胶带距离活性物质层0-2mm。
所述步骤6)中绝缘胶带的宽度为5-15mm，厚度为20-60u。
本发明的有益效果是由于本技术方案采用在正、负极集流体的一侧设置有无活性物质层的露出部，在露出部与活性物质层的交界处粘贴上绝缘胶带，在正极片粘贴的绝缘胶带又与活性物质层重叠0.2-2mm又由于负极片粘贴的绝缘胶带为距离活性物质层为0-2mm。因此，在卷绕时可以使正极切断部位正好位于负极绝缘胶带之间，而负极的切断位置正好位于正极的绝缘胶带之间。这样，就可以有效的防止在卷绕的初始和结尾端由于正极的插入和负极的收尾处切断时所产生的毛刺刺穿隔膜，避免了电池内部的短路，从而使电池的安全性能极大的提高。
图1为本发明制备方法流程图；图2为本发明正极片结构示意图；图3为图2的截面示意图；图4为本发明负极片结构示意图；图5为图4的截面示意图；图6为本发明正、负极片与隔膜卷绕结构示意图。
其中1正极片 2集流体 3正极活性物质层 4负极片5负极活性物质层 6绝缘胶带
具体实施例方式
以下结合附图对本发明作进一步的描述如图所示，本发明一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池，包括外壳和设置在外壳内的极组，所述极组由正极片1、负极片2和隔膜叠加卷绕而成(如图4所示)，所述正极片1是由集流体2和分别涂敷在集流体2上下表面的正极活性物质层3构成，所述在集流体2的两侧端，均留有一定宽度的露出部，所述正极片露出部其一侧上、下宽度相等，另一侧为上下宽度不相等，该露出部即无需涂敷活性物质层。所述上下表面宽度相等一侧的露出部，一般是根据电池型号的不同而设置与之适合的上下相等的宽度，本实施例上下宽度均为6mm所述上下表面宽度不相等一侧的露出部，一般也是根据电池型号的不同，而设置与之相适应的上下不等的宽度，本实施例为上表面宽105mm，下表面宽38mm，(如图3所示)，所述在集流体2与正极活性物质层3交界处粘贴有绝缘胶带6，所述绝缘胶带6与活性物质层为重叠设置，一般为0.2-2mm，本实施例重叠尺寸为1mm；所述绝缘胶带6的尺寸通常选择宽度5-15mm，厚度为20-60u，本实施例的宽度为9mm，厚度为30um的绝缘胶带(如图2所示)。所述负极片4由集流体2和分别设置在集流体2上下表面的负极活性物质层5构成，所述在集流体2的两侧端，均留有一定宽度的露出部，所述负极片露出部其一侧上、下宽度相等，另一侧为上下宽度不相等，该露出部即无需涂敷活性物质层，所述上下表面宽度相等一侧的露出部，一般是根据电池型号的不同而设置与之适合的上下相等的宽度，本实施例上下宽度均为1mm；所述上下表面宽度不相等一侧的露出部，一般也是根据电池型号的不同，而设置与之相适应的上下不等的宽度，本实施例为上表面宽19mm，下表面宽75mm(如图5所示)，所述在集流体2距离负极活性物质层0-2mm处粘贴有绝缘胶带6，本实施例的距离为1mm；所述绝缘胶带6可以选择宽度5-15mm，厚度为20-60u，本实施例是宽度9mm，厚度30um的绝缘胶带(如图4所示)。
本发明具有高绝缘性能的方型锂离子电池制备方法为(如图1所示)首先制备正、负极活性物质浆料；即将正极粉、负极粉、导电剂、黏结剂及溶剂按一定比例混合，匀制成一定黏度的浆料，黏度范围根据涂敷设备涂敷能力确定；然后将正、负极活性物质浆料分别涂敷在集流体的上下表面，构成正、负极片；所述在正、负极片的上下表面的一侧，分别预留出无活性物质层的集流体露出部；将正、负极片根据工艺要求进行碾压到指定的厚度；对正、负极片进行分切。即根据具体型号的电池对极片宽度的要求，将极片分切成一定宽度的极片；将分切后的极片放入烘箱中，抽真空，去除极片中的水分，所述真空度约-0.1MPa下，选取80-140℃之间温度范围烘极片除去极片中的水分；取烘干后的正极片，在正极片上表面和下表面集流体露出部与活性物质层的交界处粘贴胶带，所述正极片上粘贴的胶带要与活性物质重叠，重叠尺寸为1mm；再取烘干后的负极片，在负极片上表面和下表面集流体露出部与活性物质层的交接处粘贴胶带；所述负极片上粘贴的胶带可根据各型号及极片尺寸的设计选择宽度5-15mm，厚度为20-60u负极片上胶带不与活性物质重叠，距离活性物质尺寸为1mm；将上述粘贴有绝缘胶带的正、负极片与隔膜叠加卷绕成极组(如图6)；最后将极组装入外壳，将极组的正负极耳与电池的盖体焊接，并将电池盖扣在壳体上采用激光焊接使壳体口部密封。从盖体予留的注液孔处进行注液(注电解液成分和注液量根据各电池性能要求而定)。注液完毕后，采用焊接工艺或封球工艺将电池密封，即完成本发明电池的制备。
权利要求
1.一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池，包括外壳和设置在外壳内的极组，所述极组由正极片、负极片和隔膜叠加卷绕而成，其特征是，所述正、负极片由集流体和分别设置在集流体上下表面的正、负极活性物质层构成，所述在集流体与活性物质层交界处设置有绝缘胶带。
2.根据权利要求1所述的一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池，其特征是，所述正、负极片的两侧端均设置有无活性物质层的集流体露出部，所述正、负极片露出部其中一侧端上下两面为宽度不相等。
3.根据权利要求1或2所述的一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池，其特征是，所述正极片所设置的绝缘胶带与活性物质层重叠0.2-2mm。
4.根据权利要求1所述的一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池，其特征是，所述负极片所设置的绝缘胶带，距离活性物质层0-2mm。
5.根据权利要求1所述的一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池，其特征是，所述绝缘胶带的宽度为5-15mm，厚度为20-60u。
6.一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池的制备方法，由下述步骤构成1)制备正、负极活性物质浆料；2)将正、负极活性物质浆料分别涂敷在集流体的上下表面，构成正、负极片；所述在正、负极片的两侧端分别预留出无活性物质层的集流体露出部；所述正、负极片露出部其中一侧端上下两面为宽度不相等。3)将正、负极片进行碾压；4)对正、负极片进行分切；5)将分切后的极片放入烘箱中，抽真空，去除极片中的水分。在真空度约-0.1MPa下选取80-140℃之间温度范围烘极片除去极片中的水分。6)取烘干后的正极片，在正极片上表面和下表面集流体露出部与活性物质层的交界处粘贴胶带；取烘干后的负极片，在负极片上表面和下表面集流体露出部与活性物质层的交接处粘贴胶带；根据各型号及极片尺寸的设计选择宽度5-15mm，厚度为20-60u的绝缘胶带分别贴在极片活性物质和露出的集流体交界位置处。(注专利中具体实施举例中使用的是宽度9mm，厚度30um的绝缘胶带。负极片上胶带不与活性物质重叠，距离活性物质尺寸为1mm。正极片上胶带与活性物质重叠，重叠尺寸为1mm。)7)将上述正、负极片与隔膜叠加卷绕成极组。8)最后将极组入壳、封装。
7.根据权利要求6所述的一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池的制备方法，其特征是，所述步骤6)中正极片粘贴的绝缘胶带与活性物质层重叠0.2-2mm。
8.根据权利要求6所述的一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池的制备方法，其特征是，所述步骤6)中负极片粘贴的绝缘胶带距离活性物质层0-2mm。
9.根据权利要求6所述的一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池的制备方法，其特征是，所述绝缘胶带的宽度为5-15mm，厚度为20-60u。
全文摘要
本发明公开了一种具有高绝缘性能的方型锂离子电池及其制备方法，包括外壳和设置在外壳内的极组，所述极组由正极片、负极片和隔膜叠加卷绕而成，所述正、负极片由集流体和分别设置在集流体上下表面的正、负极活性物质层构成，在正、负极片上表面和下表面集流体露出部与活性物质层的交接处粘贴有用于绝缘的胶带。本发明避免了电池内部的短路，从而使电池的安全性能极大的提高。
文档编号H01M10/40GK1996643SQ200610130588
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月26日 优先权日2006年12月26日
发明者王荣, 高俊奎, 孙杰, 史亚鹏 申请人:天津力神电池股份有限公司