专利名称：一种卷绕式锂电池电芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锂电池，尤其是一种巻绕式锂电池的电芯。
背景技术：
近年来，随着电动工具、电动玩具、电动自行车、混合动力汽车等的 快速发展，对蓄电池的高功率放电能力提出了越来越高的要求。动力型锂 离子蓄电池由于具有较好的高功率工作性能以及高能量密度和轻便等优 点，因而正被逐步地推广应用到以上领域。
目前，锂电池的电极芯的构成主要有叠片式和巻绕式两种主要方式。 其中叠片式具有集流效果均匀，自动化水平高，正极板或负极板易实现厚
型化，有利于降低成本的优点；但叠片式电芯锂电池对加工设备的精度要 求较高，尤其是随着电芯正极板和负极板冲切边缘的周长成倍增加，导致 制片和装配过程中容易产生毛剌，进一步会引发短路等问题，合格率低， 使用过程后续隐患也较高，极端情况下还会发生安全问题。专利 CN200620067095.X公开了一种巻绕式锂电池电芯，这种巻绕式电芯制作 简单，制片、装配过程对设备精度要求一般，生产效率高，成本较低，但 由于巻绕式电芯存在高曲率的地方，在正极板和负极板厚型化的过程中容 易产生正极板或负极板的断裂、活性物质脱落等问题。
并且随着锂电池容量的增加，电池的体积越来越大，电池充放电过程 中产生的热量也越来越高，导致远离电池外表面的内部温度严重偏高，容 易产生热失控，造成安全风险。 发明内容
本实用新型的一个目的是为解决现有技术中，巻绕式锂电池电芯由于 高曲率，易造成极板断裂、活性物质脱落等问题，通过在巻绕式锂电池电 芯内部添加内芯的方式，增加巻绕式锂电池电芯巻绕的曲率半径，解决由于高曲率造成巻绕式电芯极板断裂、活性物质脱落的技术问题。
本实用新型的另一个目的，为了解决现有技术中，锂电池充放电过程 中，电池内部温度过高，容易产生热失控，造成安全风险，通过采取空心 的电池内芯，并在电池内芯填充强吸热储热效应或阻燃效应的物质，降低 锂电池的安全风险。
为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是，提供一种巻绕 式锂电池电芯，该电芯位于电池罐内部，通过导电连接件，分别与电池罐 正极和负极的导出端子连接，该电池电芯主要包括， 一个电池内芯和一个
电池外芯；所述的电池外芯由正极板、隔膜、负极板依次层叠放置，并巻
绕成涡状，包裹在所述的电池内芯上。
进一步的，所述的电池内芯为两侧是圆弧状的物体。
进一步的，所述的电池内芯两侧的圆弧直径为1 8mm。 进一步的，所述的电池内芯两侧的圆弧直径为3 6mm。 进一步的，所述的电池内芯为封闭式空心结构，或敞开式空心结构。 进一步的，所述的电池内芯的材料为聚乙烯、或聚丙烯，或者聚乙烯
和聚丙烯的混合体，或者镀镍金属、或镀铜金属，或者有机物包裹的金属。 进一步的，所述的封闭式空心电池内芯里，填充有强吸热储热效应的物质。
进一步的，所述的封闭式空心电池内芯里，填充有阻燃效应的物质。 进一步的，所述的有强吸热效应物质为石蜡、或石蜡与金属混合物、 或石蜡与石墨混合物、或石蜡与碳纤维混合物。
进一步的，所述的有阻燃效应的物质为1,2-亚乙烯基碳酸酯、3-苯 基磷酸酯、3-丁基磷酸酯、三_2，2，2-三氟代乙基磷酸盐、二-2,2，2-三氟 代乙基-甲基磷酸盐、2，2，2-三氟代乙基-二乙基磷酸盐、乙烯乙基磷酸酯、 二氟代乙酸甲酯、甲基-2，2，2-三氟代乙基碳酸酯、乙基_2，2，2-三氟代乙 基碳酸酯、丙基-2， 2, 2-三氟代乙基碳酸酯中的一种或多种。本实用新型与现有技术相比较，其效果是积极和明显的。本技术方案 中，通过在巻绕式锂电池电芯内部，添加内芯的方式，增加了锂电池极板 巻绕的曲率半径，减少了高曲率造成巻绕式电芯极板断裂、活性物质脱落
的技术问题；通过采取空心的电池内芯，并且在电池内芯内部填充强吸热 阻热效应物质，如填充石蜡、或石蜡与金属混合物、或石蜡与石墨混合物、 或石蜡与碳纤维混合物等，可以吸收锂电池在充放电过程中产生的热量， 降低工作温度，提高安全性能；通过在电池内芯内部填充阻燃效应的物质， 如填充1，2-亚乙烯基碳酸酯、3-苯基磷酸酯、3-丁基磷酸酯、三-2，2,2-三氟代乙基磷酸盐、二-2，2，2-三氟代乙基-甲基磷酸盐、2，2，2-三氟代乙 基-二乙基磷酸盐、乙烯乙基磷酸酯、二氟代乙酸甲酯、甲基-2，2，2-三氟 代乙基碳酸酯、乙基-2，2，2-三氟代乙基碳酸酯、丙基-2，2,2-三氟代乙基 碳酸酯等物质中的一种或多种，当锂电池被针刺或者内部发生短路，造成 热失控情况下，电池内芯的填充物会被释放出来，组织电池燃烧，极大降 低风险。
图1是本实用新型电池内芯示意图2是本实用新型敞开式空心电池内芯示意图3是本实用新型的电池芯结构示意图4是以本实用新型为电池芯的锂电池结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型做进一步的说明。
如图3所示的本实用新型的电池芯结构示意图，电池内芯1位于电池 芯的内部，由正极板2、隔膜4、负极板3依次层叠放置，并巻绕成涡状的 电池外芯，包裹在电池内芯l上，形成了整个电池芯结构。由于电池内芯 1作为电池外芯的巻绕起始芯体，大大增加了巻绕时候的曲率半径，减小 了巻绕时候发生正极板或负极板的断裂、活性物质脱落等情况。如图1所示，本实用新型的锂电池电池内芯1为两侧是圆弧状的物体; 其两端圆弧的直径为1 8mm，优选为3 6mm，大容量大尺寸的锂电池的电 池芯圆弧弧度可以大一些；本电池芯内芯l的材质可以为聚乙烯PE、或聚 丙烯PP，或者聚乙烯和聚丙烯的混合体，或者镀镍金属、或镀铜金属(如 镀镍金属铁)，或者有机物包裹的金属(如金属铝外表面被聚乙烯PE或聚 丙烯PP包裹)。
如图2所示，为本实用新型的敞开式空心电池芯内芯结构，也可以将 电池芯内芯1做成封闭式空心结构。针对封闭式空心电池芯结构，可以在 空心电池芯内部填充具有较强吸热储热效应的物质，比如填充石蜡，还可 以将石蜡与金属、石墨、碳纤维等易导热物质混合填充，以增加石蜡的导 热效果，可以快速吸收锂电池电芯内部的热量。由于石蜡等物质的填充， 可有效降低整个电池芯，尤其是电池内芯的工作温度，改善锂电池电芯的 工作环境，降低了电池发生热失控的概率，提高安全性能和可靠性能。针 对封闭式空心电池芯结构，也可以在空心电池芯内部填充具有阻燃效应的 物质，如填充1，2-亚乙烯基碳酸酯、3-苯基磷酸酯、3-丁基磷酸酯、三 -2，2，2-三氟代乙基磷酸盐、二_2,2，2-三氟代乙基-甲基磷酸盐、2，2，2-三氟代乙基-二乙基磷酸盐、乙烯乙基磷酸酯、二氟代乙酸甲酯、甲基 -2， 2， 2-三氟代乙基碳酸酯、乙基-2， 2， 2-三氟代乙基碳酸酯、丙基-2， 2, 2-
三氟代乙基碳酸酯等物质中的一种或多种，那么当锂电池被针刺或者内部 发生短路，造成热失控情况下，电池内芯的填充物会被释放出来，组织电 池燃烧，极大降低风险。
如图4所示，是以本实用新型为电池芯的锂电池结构示意图。本实用 新型的电池芯5装入电池罐6内，电池芯的正负极通过导电连接件与电池 罐6的正极导出端子8和负极导出端子7连接，电池盖9和电池罐6通过 激光焊接密封；电池盖9上还设有防爆孔10，正极导出端子8和负极导出 端子7与电池盖9之间还设有绝缘密封垫11。
权利要求1.一种卷绕式锂电池电芯，该电芯位于电池罐内部，通过导电连接件，分别与电池罐正极和负极的导出端子连接，其特征在于该电芯主要包括，一个电池内芯和一个电池外芯；所述的电池外芯由正极板、隔膜、负极板依次层叠放置，并卷绕成涡状，包裹在所述的电池内芯上；所述的电池内芯为两侧是圆弧状的物体。
2. 如权利要求l所述的一种巻绕式锂电池电芯，其特征在于所述的 电池内芯两侧的圆弧直径为1 8mm。
3. 如权利要求2所述的一种巻绕式锂电池电芯，其特征在于所述的 电池内芯两侧的圆弧直径为3 6 mm.
4. 如权利要求1至3所述任何一项的一种巻绕式锂电池电芯，其特征 在于所述的电池内芯为封闭式空心结构，或敞开式空心结构。
5. 如权利要求4所述的一种巻绕式锂电池电芯，其特征在于所述的 封闭式空心电池内芯里，填充有强吸热储热效应的物质。
6. 如权利要求4所述的一种巻绕式锂电池电芯，其特征在于所述的 封闭式空心电池内芯里，填充有阻燃效应的物质。
专利摘要一种卷绕式锂电池电芯，位于电池罐内部，通过导电连接件，分别与电池罐正极和负极的导出端子连接，该电芯主要包括一个电池内芯和一个电池外芯，电池外芯由正极板、隔膜、负极板依次层叠放置，并卷绕成涡状，包裹在所述的电池内芯上。
文档编号H01M6/14GK201425958SQ200920068778
公开日2010年3月17日 申请日期2009年3月13日 优先权日2009年3月13日
发明者刘宏兵, 敏 夏, 范少明 申请人:上海卡能迪蓄能科技有限公司