专利名称：锂离子电池的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种锂离子电池，尤其是一种安全性能良好的无极耳型锂离子电池。
背景技术：
随着现代社会的发展，移动设备如摄像机、笔记本电脑、移动DVD及数码相机等都 得到了广泛的应用，因而形成了对锂离子电池的大量需求。锂离子电池通常包括相互叠加卷绕的阴极片、隔离膜和阳极片，其中，隔离膜间隔 于相邻的阴阳、极片之间，起到电子阻隔、离子导通的作用，同时用于保持电解液。阴极片 包括一般采用铝箔制作的阴极集流体和附着在阴极集流体上、含有阴极活性物质的阴极膜 片；阳极片包括一般采用铜箔制作的阳极集流体和附着在阳极集流体上、含有阳极活性物 质的阳极膜片；隔离膜则为采用塑化、萃取等工艺制成的微孔薄膜，这样的结构有利于隔离 膜对含有锂盐的有机溶剂电解液的保持。制造锂离子电池时，只要将上述阴、阳极片和隔离膜制成电极组，并将该电极组封 装于电池壳中，并使电极组的阴、阳极集流体分别与电池壳的阴阳极盖板形成电性连接，再 向电池壳内注入电解液，经过抽空、密封即可。如果锂离子电池的阴、阳极集流体没有通过 电极引出片，而是直接作为极耳连接于电池壳的相应盖板上，则这样的锂离子电池称为无 需焊接极耳的锂离子电池。上述无需焊接极耳的锂离子电池具有内部阻抗小、结构简单、易于加工等诸多优 点，具有广泛的应用前景。但也由于自身阻抗小，无需焊接极耳的锂离子电池发生内部短路 时，会产生很大的短路电流而极易热失控，而目前锂离子电池所使用的电解液多为易燃有 机电解液，所以电池热失控时更容易发生安全事故。有鉴于此，确有必要提供一种安全性能良好的无需焊接极耳的锂离子电池。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全性能良好的无需焊接极耳的锂离子电池。为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池，其包括电池壳及层叠卷 绕成电极组的阴极片、阳极片和隔离膜，阴极片包括阴极集流体和附着于阴极集流体上的 阴极膜片，阳极片包括阳极集流体和附着于阳极集流体上的阳极膜片，隔离膜间隔于相邻 的阴阳极片之间，所述阴极集流体由石墨材料制成，所述阴极片和阳极片分别在其宽度方 向上设有未涂布阴/阳极膜片的露出部，所述露出部作为极耳分别电连接于电池壳的阴极 和阳极上。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述阴极片和阳极片的露出部分别设于其宽 度方向上的一端。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述阴极露出部或阳极露出部的宽度为5毫 米到20毫米。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述阴极露出部和阳极露出部分别位于沿电极组高度方向的相反端。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述石墨制成的阴极集流体的厚度为15微 米至40微米。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电池壳包括绝缘 的空心圆柱形收容体和 能够密封于收容体上下两端的阴极盖板和阳极盖板，所述阴极盖板和阳极盖板是电导体， 分别用作电池的阴极和阳极。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述电池壳的收容体的直径d大于其高度h。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述收容体在其上下两端处分别设有一个向 收容体内部突伸的环形凸出部，所述环形凸出部顶住电极组而将其在高度方向上定位。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述阴、阳极片的尾端未设置露出部，所述环 形凸出部抵顶电极组的主体部。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述阴极露出部和/或阳极露出部的两面都 设有宽度略小于露出部宽度的绝缘层。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述阳极集流体采用铜箔制作，其厚度为7 微米至15微米，所述阳极活性物质选自以下物质中的一种或多种天然石墨、人造石墨、复 合石墨、钛酸锂。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述阴极活性物质选自以下物质中的一种或 多种钴酸锂、磷酸亚铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述隔离膜为单层聚乙烯、单层聚丙烯或多 层聚乙烯和聚丙烯的复合薄膜。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述锂离子电池包括注入电池壳中的电解 液，所述电解液的溶剂选自以下物质中的一种或多种碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲 酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯和Y-丁内酯，所述电解液的电解质选自以下物质中的一种或 多种六氟磷酸锂、四氟硼酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂。作为本发明锂离子电池的一种改进，所述阳极活性物质为石墨，阴极活性物质为 磷酸亚铁锂。相对于现有技术，本发明在无需焊接极耳的锂离子电池中采用石墨作为阴极集流 体，从而有效提高了电池的安全性，并降低工序难度以节约成本。
下面结合附图和各个具体实施方式
，对本发明及其有益技术效果进行详细说明， 其中图1为本发明锂离子电池的阴极片平铺时的俯视图。图2为沿图1中A-A线的剖视放大图。图3为本发明锂离子电池的阴阳极片和隔离膜叠加时的层间结构示意图。图4为本发明锂离子电池的立体示意图。图5为沿图4中B-B线的剖视放大图，其中，电解液未示出。
具体实施例方式
请参阅图1至5，本发明锂离子电池包括阴极片20、阳极片40、隔离膜60、电解液 (图中未标示)，以及电池壳80。 请参阅图1和图2，阴极片20包括阴极集流体22和附着于阴极集流体22上的阴极 膜片24，阴极膜片24中含有阴极活性物质，阴极活性物质选自以下物质中的一种或多种 钴酸锂、磷酸亚铁锂、锰酸锂、以及镍钴锰酸锂。与现有锂离子电池不同的是，本发明锂离子 电池中的阴极集流体22为石墨材料制成的薄膜，厚度为15微米至40微米；另外，双面没有 涂布阴极膜片24的阴极集 流体22的露出部26并不是设置于阴极片20的长度方向上，而 是设置在其宽度方向上的一端部，露出部26的宽度为5毫米到20毫米。在本发明的锂离子电池中，阴极露出部26用于作为极耳与阴极盖板84(请参阅图 4)进行电连接。为了防止阴极露出部26在组装和使用过程中发生弯折、卷曲而与相邻的阳 极片40 (请参阅图3)接触，阴极露出部26的两面都设有一层绝缘层90，如贴有绝缘胶带或 是涂布有一层绝缘材料，绝缘层90的宽度略小于露出部26的宽度，因此能够将阴极露出部 26的外侧边暴露于绝缘层90之外，保证露出部26与阴极盖板84的电连接。此外，为了便 于电极组在电池壳80(请参阅图5)内的固定，阴极片20的尾端(即卷绕电极组时的结束 端)并未设置露出部26。请结合参阅图3，阳极片40和阴极片20的结构基本相同。阳极片40包括阳极集 流体42和附着于阳极集流体42上的阳极膜片44，阳极膜片44中含有阳极活性物质。其 中，阳极集流体42 —般采用铜箔制作，厚度为7微米至15微米，阳极活性物质则选自以下 物质中的一种或多种天然石墨、人造石墨、复合石墨、钛酸锂。双面没有涂布阳极膜片44 的阳极集流体42的露出部46也未设置于阳极片40的长度方向上，而是与阴极片20的结 构类似，露出部46设置在阳极片40宽度方向上的一端部，宽度为5毫米到20毫米。阳极 露出部46上也设有绝缘层90，而且阳极露出部46也没有延伸至阳极片40的尾端(即卷 绕电极组时的结束端)。在锂离子电池中，阳极露出部46用于与阳极盖板86 (请参阅图4) 进行电连接。隔离膜60可以是采用塑化、萃取等工艺制成的微孔薄膜，比如单层聚乙烯、单层 聚丙烯或者多层聚乙烯和聚丙烯的复合薄膜，其微孔结构有利于隔离膜60对含有锂盐的 有机溶剂电解液的保持。根据本发明的一个实施方式，电解液的溶剂选自以下物质中的一种或多种碳酸 乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯以及Y-丁内酯，电解质选自以 下物质中的一种或多种六氟磷酸锂、四氟硼酸锂以及双三氟甲基磺酰亚胺锂。请参阅图4和图5，电池壳80由聚对苯二甲酸乙二酯制成，其包括电绝缘的空心圆 柱形收容体82和能够密封于收容体82两端的阴极盖板84、阳极盖板86。收容体82的直 径d大于其高度h，而且在其上下两端处分别设有一个向收容体82内部突伸的环形凸出部 88。两盖板84、86都是电的良导体，分别用作电池的阴极和阳极。在生产锂离子电池时，可以利用卷绕机或人工等方式，将上述阴极片20、阳极片 40和阴、阳极片间的隔离膜60间隔叠加成图3所示的层间结构，再卷绕成圆柱型电极组， 圆柱电极组的直径也大于其高度，且阴极露出部26和阳极露出部46分别位于电极组高度 方向的相反端。将电极组装设于未滚槽的电池壳80的收容体82中，之后对电池壳80进行滚槽形成两个环形凸出部88，此时，两个环形凸出部88分别顶住电极组的主体部，使其不 能沿收容体82的高度方向移动。将阴极盖板84或阳极盖板86密封于收容体82的对应端 部，使电极组的阴极集流体22或阳极集流体42直接与已经固定的阴极盖板84或阳极盖板 86相接触，向收容体82内注入电解液，再将另一盖板86或84密封于收容体82的另一端。 此时，电极组的阴极集流体22和阳极集流体42分别作为极耳抵接于阴极盖板84和阳极盖 板86，从而实现锂离子电池的电极组与电池壳80的电性连接。由于石墨具有较大的高热电阻，因此当电池内部发生短路时，作为阴极集流体22 的石墨能够限制电池内部的短路电流不致过大，从而使锂离子电池不易热失控，保证其安 全。另外，由于上述锂离子电池中的阴极片20的卷绕曲率较小，因此以石墨作为集流体的 阴极片20的加工过程比较简单，从而有效降低电池的生产成本，提高生产效率。当然，在其他实施方式中，电极组也可以采用凸出部88之外的其他方式固定，此 时，阴阳极片20、40的露出部26、46就可以设置于阴阳极片20、40的整个长度方向上。根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方 式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式
，对本 发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书 中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
权利要求
一种锂离子电池，其包括电池壳及层叠卷绕成电极组的阴极片、阳极片和隔离膜，阴极片包括阴极集流体和附着于阴极集流体上的阴极膜片，阳极片包括阳极集流体和附着于阳极集流体上的阳极膜片，隔离膜间隔于相邻的阴阳极片之间，其特征在于所述阴极集流体由石墨材料制成，所述阴极片和阳极片分别在其宽度方向上设有未涂布阴/阳极膜片的露出部，所述露出部作为极耳分别电连接于电池壳的阴极和阳极上。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于所述阴极片和阳极片的露出部分 别设于其宽度方向上的一端。
3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于所述阴极露出部或阳极露出 部的宽度为5毫米到20毫米。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于所述阴极露出部和阳极露出部分 别位于电极组高度方向的相反端。
5.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于所述石墨制成的阴极集流体 的厚度为15微米至40微米。
6.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于所述电池壳包括绝缘的空心 收容体和能够密封于收容体上下两端的阴极盖板和阳极盖板，所述阴极盖板和阳极盖板是 电导体，分别用作电池的阴极和阳极。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于所述电池壳的收容体的直径d大 于其高度h。
8.根据权利要求6所述的锂离子电池，其特征在于所述收容体在靠近其上下两端处 分别设有一个向收容体内部突伸的环形凸出部，所述环形凸出部抵顶电极组而将其定位。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池，其特征在于所述阴阳极片的尾端未设置露出 部，所述环形凸出部抵顶电极组的主体部。
10.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于所述阴极露出部和/或阳极 露出部的两面都设有宽度略小于露出部宽度的绝缘层。
11.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于所述阳极集流体采用铜箔制 作，其厚度为7微米至15微米，所述阳极活性物质选自以下物质中的一种或多种天然石 墨、人造石墨、复合石墨、钛酸锂。
12.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于所述阴极活性物质选自以下物质 中的一种或多种钴酸锂、磷酸亚铁锂、锰酸锂、镍钴锰酸锂。
13.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于所述隔离膜为单层聚乙烯、单层 聚丙烯或多层聚乙烯和聚丙烯的复合薄膜。
14.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于所述锂离子电池还包括注入电 池壳中的电解液，所述电解液的溶剂选自以下物质中的一种或多种碳酸乙烯酯、碳酸丙烯 酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯以及Y-丁内酯，所述电解液的电解质选自以下 物质中的一种或多种六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双三氟甲基磺酰亚胺锂。
全文摘要
本发明公开了一种锂离子电池，其包括电池壳及层叠卷绕成电极组的阴极片、阳极片和隔离膜，阴极片包括阴极集流体和附着于阴极集流体上的阴极膜片，阳极片包括阳极集流体和附着于阳极集流体上的阳极膜片，隔离膜间隔于相邻的阴阳极片之间，阴极集流体由石墨材料制成，阴极片和阳极片分别在其宽度方向上设有未涂布阴/阳极膜片的露出部，露出部作为极耳分别电连接于电池壳的阴极和阳极上。相对于现有技术，本发明无需焊接极耳的锂离子电池中采用石墨作为阴极集流体，从而有效提高了电池的安全性，并降低工序难度以节约成本。
文档编号H01M2/26GK101807725SQ20091003724
公开日2010年8月18日 申请日期2009年2月18日 优先权日2009年2月18日
发明者曾毓群, 林楠, 许瑞 申请人:东莞新能源科技有限公司