专利名称：锂离子电池及其电芯的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锂离子电池及其电芯，尤其是一种不易发生极片断裂的锂离 子电池及其电芯。
背景技术：
锂离子电池是一种具有理想能量密度和环保性能的电池，具有能量高、可靠性高、 加工性好和无环境污染等优点，因此被广泛应用于各类便携式电子设备中。请参阅
图1所示，现有的锂离子电芯一般包括相互卷绕的阴极片12、隔离膜14和 阳极片16，其中，隔离膜14间隔于相邻的阴极片12和阳极片16之间，以将阴极片12和阳 极片16绝缘。阴极片12包括一般采用铝箔制作的阴极集流体122和附着在阴极集流体 122上、含有阴极活性物质的阴极膜片124，阳极片16包括一般采用铜箔制作的阳极集流体 162和附着在阳极集流体162上、含有阳极活性物质的阳极膜片164，隔离膜14则为采用塑 化、萃取等工艺制成的微孔薄膜，以有效保持含有锂盐的有机溶剂电解液。为了实现与外部的电性连接，阴极集流体122和阳极集流体162的端部分别固定 有阴极导电端子126、阳极导电端子166。制造锂离子电池时，电芯的外面包裹上包装薄膜， 阴极导电端子126、阳极导电端子166的引出端直接或间接固定于电池的两极，包装薄膜内 注入电解液并进行抽真空和密封。但是，在锂离子电池的使用过程中，尤其是充电时，其电芯会因材料膨胀而沿着图 1所示箭头方向C旋转。此时，引出端固定的阳极导电端子166即会对其所在的阳极集流 体162产生妨碍旋转的拉力，以致在铜箔的A处拉出裂纹，导致电池内阻增加，严重时铜箔 完全断开并导致电池不能充放电而报废。此外，阳极导电端子166的厚度差造成的台阶应 力，也有可能使铜箔在B处破裂。有鉴于此，确有必要提供一种不易发生极片断裂的锂离子电池及其电芯。
实用新型内容本实用新型的目的在于提供一种不易发生极片断裂的锂离子电池及其电芯。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂离子电芯，其包括相互叠加或 卷绕的阴极片、阳极片和间隔于阴、阳极片之间的隔离膜，阴、阳极片上分别设置导电端子， 至少一个导电端子所在的集流体上设置有一折叠部，折叠部紧邻导电端子远离卷绕结束端 的一侧。作为本实用新型锂离子电芯的一种改进，所述折叠部为三层的“Z”形折叠部。作为本实用新型锂离子电芯的一种改进，所述折叠部是设置于铜箔制作的阳极集 流体上。作为本实用新型锂离子电芯的一种改进，所述折叠部是设置于铝箔制作的阴极集 流体上。作为本实用新型锂离子电芯的一种改进，所述阴极片包括阴极集流体和分布于阴极集流体上的阴极膜片，所述阳极片包括阳极集流体和分布于阳极集流体上的阳极膜片。作为本实用新型锂离子电芯的一种改进，所述折叠部的重叠长度不小于2mm。为了解决上述技术问题，本实用新型还提供了一种锂离子电池，其包括电芯、包 裹电芯的包装薄膜，以及充入包装薄膜内的电解液，所述电芯为上述任一段落所述的锂离 子电芯。作为本实用新型锂离子电池的一种改进，所述锂离子电池为圆柱形锂离子电池、方形锂离子电池或软包装锂离子电池。相对于现有技术，本实用新型通过在导电端子附近设置折叠部，减小了锂离子电 芯旋转时其所在集流体所受的拉力，有效避免了电芯圆周运动对集流体的破坏作用和因为 固定导电端子的栏杆作用而导致的电芯变形，减小了导电端子处的台阶应力。
以下结合附图和具体实施方式
，对本实用新型及其有益技术效果进行详细说明， 其中图1为现有技术的锂离子电芯的结构示意图。图2为本实用新型锂离子电芯的结构示意图。
具体实施方式
为了解决锂离子电池的极片断裂问题，首先对断裂原因进行分析，分析结果表明 裂纹主要是由导电端子阻碍旋转运动造成的，原因是浸泡了电解液油脂的铜箔、隔离膜的 摩擦系数极低，导电端子的厚度差(如镍端子是0. Imm)可以由滑动的铜箔来补偿；圆周方 向的旋转是因为阳极石墨膨胀5% 10%导致电芯圆周拉长8 28 μ m(如18650圆柱电 池)，稳定焊接的导电端子则阻碍集流体旋转而致使其开裂。因此，本实用新型通过将导电 端子一侧的铜箔折叠、留出拉伸缓冲结构的方式解决这一问题。请参阅图2所示，本实用新型锂离子电芯包括相互卷绕或叠加的阴极片52、隔离 膜54和阳极片56，其中，隔离膜54间隔于相邻的阴极片52和阳极片54之间，以将阴极片 52和阳极片54绝缘并保持电解液。阴极片52包括阴极集流体522、单面或双面附着在阴极集流体522上的阴极膜片 524，以及固定于阴极集流体522卷绕起始端的阴极导电端子526。阴极膜片524中含有阴 极活性物质，阴极集流体522采用铝箔制作。阳极片56包括阳极集流体562、单面或双面附着在阳极集流体562上的阳极膜片 564，以及固定于阳极集流体562卷绕结束端的阳极导电端子566。阳极膜片564中含有阳 极活性物质，阳极集流体562采用铜箔制作。阳极集流体562上设置有“Z”形折叠部568，折叠部568紧邻阳极导电端子566远 离卷绕结束端一侧，即顺旋转C方向的一侧，重叠长度不小于2mm。由于铜箔浸泡电解液后 摩擦系数很小，当电芯旋转时，折叠部568能够自动适应电芯的拉伸、收缩，使铜箔不会因 圆周方向的拉力而断裂。隔离膜54为采用塑化、萃取等工艺制成的微孔薄膜，以有利于保持含有锂盐的有 机溶剂电解液。[0026]制造锂离子电池时，只要在电芯的外面包裹上包装薄膜，将阴极导电端子526、阳 极导电端子566的引出端直接或间接固定于电池的两极，并向包装薄膜内注入电解液，经 过抽空、密封即可。相对于现有技术，本实用新型通过在导电端子附近设置折叠部568的方式，减小 了锂离子电芯旋转时铜箔所受的拉力，有效避免了电芯圆周运动对铜箔的破坏作用和因 焊接的阳极导电端子566的栏杆作用而导致的电芯变形。此外，由于单层铜箔厚度在9 20 μ m,折叠部568的三层折叠厚度仅在27 60 μ m,低于阳极导电端子566处的厚度(如镍 端子厚度为100 μ m)，因此，折叠部568的厚度增加不仅不会对铜箔造成更大的台阶应力， 反而减小了原有的高度差。实验结果 证明了本实用新型的有效性在100倍显微镜下观察20个未采用本实用 新型设计的铜箔圆柱电池，约2/3在靠近导电端子处有微裂纹；而采用本实用新型设计的 铜箔圆柱电池，第一批20个做完充放电后解剖发现，折叠结构克服了铜箔裂纹；第二批20 个电池做了 20次循环测试后解剖，也未发现铜箔裂纹。需要说明的是，以上仅是以圆柱形电池的铜箔集流体为例说明了折叠部568的设 置及其作用。根据本实用新型的构思，类似的结构同样可以用于阴极导电端子526设于卷 绕结束端的阴极集流体522上；根据阴、阳极集流体所采用的材料及其性质，此结构根据需 要可应用于铜箔以外其他材质的阳极集流体、阴极集流体，或者同时应用于阴阳极集流体 上。此外，此结构同样可以应用于和卷绕电池结构类似的超级电容器、方形锂离子电池、软 包装锂离子电池等有材料充放电膨胀特征的产品上。根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型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，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施 方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型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，并不对本实 用新型构成任何限制。
权利要求一种锂离子电芯，其包括相互叠加或卷绕的阴极片、阳极片和间隔于阴、阳极片之间的隔离膜，阴、阳极片上分别设置导电端子，其特征在于所述至少一个导电端子所在的集流体上设置有一折叠部，折叠部紧邻导电端子远离卷绕结束端的一侧。
2.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于所述折叠部为三层的“Z”形折叠 部。
3.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于所述折叠部是设置于铜箔制作的 阳极集流体上。
4.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于所述折叠部是设置于铝箔制作的 阴极集流体上。
5.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于所述阴极片包括阴极集流体和分 布于阴极集流体上的阴极膜片，所述阳极片包括阳极集流体和分布于阳极集流体上的阳极 膜片。
6.根据权利要求1所述的锂离子电芯，其特征在于所述折叠部的重叠长度不小于2mm ο
7.一种锂离子电池，其包括电芯、包裹电芯的包装薄膜，以及充入包装薄膜内的电解 液，其特征在于所述电芯为权利要求1至6中任一项所述的锂离子电芯。
8.根据权利要求7所述的锂离子电池，其特征在于所述锂离子电池为圆柱形锂离子 电池、方形锂离子电池或软包装锂离子电池。
专利摘要本实用新型公开了一种锂离子电芯，其包括相互叠加或卷绕的阴极片、阳极片和间隔于阴、阳极片之间的隔离膜，阴、阳极片上分别设置导电端子，至少一个导电端子所在的集流体上设置有一折叠部，折叠部紧邻导电端子远离卷绕结束端的一侧。相对于现有技术，本实用新型通过在导电端子附近设置折叠部，减小了锂离子电芯旋转时其所在集流体所受的拉力，避免了锂离子电芯圆周运动对集流体的破坏作用和因为固定导电端子的栏杆作用而导致的电芯变形，减小了导电端子处的台阶应力。此外，本实用新型还公开了一种采用前述锂离子电芯的锂离子电池。
文档编号H01M2/26GK201623215SQ200920262438
公开日2010年11月3日 申请日期2009年11月10日 优先权日2009年11月10日
发明者汪业喜, 郑礼林, 陈朝阳 申请人:东莞新能源科技有限公司