專利名稱：卷繞式鋰電池的電芯及卷繞式鋰電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其是涉及一種卷繞式鋰電池的電芯及卷繞式鋰電池。
背景技術(shù)：
作為貯能元件的蓄電池種類有鉛酸電池、鎳氫電池、鋰電池等，鉛酸蓄電池的價(jià)格 最低，其缺點(diǎn)是比容小，也就是說(shuō)，在同樣的容量下，電池重量和體積都大，充放電效率低， 壽命短；鎳氫電池的比容比鉛酸蓄電池好很多，單體電池的壽命也比較好，其大電流充放電 特性也比鉛酸蓄電池好，但與鋰電池相比，其原材料的成本呈上升趨勢(shì)；鋰電池的比容要好 于鎳氫電池，其重量、充電效率及壽命方面的參數(shù)也均比鎳氫電池要好。因此，目前鋰電池 得以廣泛地應(yīng)用，并且鋰電池正向更高能量、更大電流的方向發(fā)展?，F(xiàn)今制作鋰電池電芯較為普遍的方法是采用疊片式和卷繞式兩種方式。疊片式是先將正極片和負(fù)極片均沖切成一小片一小片，每片極片上附有極耳，再 將小片的正極片和負(fù)極片以隔膜隔開用疊片機(jī)一片片疊起來(lái)，再將所有的正極耳和負(fù)極耳 分別焊接在一起后引出正極和負(fù)極，這種結(jié)構(gòu)的電池內(nèi)阻較小，比功率大，但為了保證分切 精度，對(duì)分切模具精度要求極高，設(shè)備投入高，而且工藝較為復(fù)雜，生產(chǎn)效率低下。卷繞式鋰電池電芯是將長(zhǎng)條狀正極片和負(fù)極片用隔膜隔開疊放在一起后用專用 卷芯機(jī)卷繞而成，常規(guī)的方式是在極片的一端預(yù)留一部分非涂層，將極耳焊接于該非涂層 引出正極和負(fù)極(如圖1所示)，這種結(jié)構(gòu)的電芯存在的缺陷是由于電池在充、放電時(shí)電 流皆要集中從極耳的一端導(dǎo)出或?qū)?，?dǎo)致在電流分布上高度不均勻，電化學(xué)極化非常嚴(yán) 重，電池的內(nèi)阻大，在功率充、放電的情況下發(fā)生急劇的發(fā)熱現(xiàn)象。中國(guó)CNlOl 106203A號(hào)專利《具有新電極結(jié)構(gòu)的鋰電池及其制造方法》公開了一種 鋰電池的電芯結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是在極片上以預(yù)定距離設(shè)有多個(gè)極耳片，以致在卷繞之后多個(gè) 極耳片相重疊形成極耳。此種設(shè)置多個(gè)極耳片的方式在一定程度上降低了電池的內(nèi)阻，解 決了電流分布不均勻的問(wèn)題。但其極耳片是間隔設(shè)置的，因間隔還是有一定的距離(如對(duì) 于100米長(zhǎng)的極片，其間隔大約10米)，在一定程度上還是存在電池內(nèi)阻大，電流分布不均 勻的問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，有效解決卷繞式鋰電池電芯 電流分布不均勻的問(wèn)題，提供一種電池內(nèi)阻小的卷繞式鋰電池的電芯及卷繞式鋰電池。本發(fā)明的技術(shù)方案是本發(fā)明卷繞式鋰電池的電芯包括正極片、負(fù)極片、隔膜、正 極集流板和負(fù)極集流板，所述正極片的上端和所述負(fù)極片的下端設(shè)置有未涂布空白帶，所 述正極片和所述負(fù)極片用隔膜隔開卷繞后，所述正極集流板下表面與所述正極片上的形成 圈的空白帶相緊密接觸，所述負(fù)極集流板上表面與所述負(fù)極片上的形成圈的空白帶相緊密 接觸。所述正極片和所述負(fù)極片的形成圈的空白帶向內(nèi)折彎使空白帶每圈都和與其相鄰的內(nèi)圈相搭接。所述正極集流板的上表面設(shè)有若干均布的徑向槽及大致呈軸對(duì)稱形狀的連接頭； 所述正極集流板上設(shè)有至少一個(gè)供電解液注入的孔。所述負(fù)極集流板的下表面設(shè)有若干均布的徑向槽；所述負(fù)極集流板上設(shè)有至少一 個(gè)供電解液流通的孔。本發(fā)明卷繞式鋰電池包括電池殼體、放置于電池殼體內(nèi)的卷繞電芯和電池上蓋， 所述電芯包括正極片、負(fù)極片、隔膜、正極集流板和負(fù)極集流板，所述正極片的上端和所述 負(fù)極片的下端設(shè)置有未涂布空白帶，所述正極片和所述負(fù)極片用隔膜隔開卷繞后，所述正 極集流板下表面與所述正極片上的形成圈的空白帶相緊密接觸，所述負(fù)極集流板上表面與 所述負(fù)極片上的形成圈的空白帶相緊密接觸；所述正極集流板與所述電池上蓋電連接，所 述負(fù)極集流板與所述殼體電連接。所述正極集流板與所述電池殼體之間、所述電池上蓋與所述電池殼體之間均裝有 絕緣密封圈。所述電池上蓋設(shè)有注液口。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明分別在正極片的上端和負(fù)極片下端設(shè)置未涂布空白 帶，將正極片和負(fù)極片以隔膜隔開卷繞后，正極集流板下表面與正極片上形成圈的空白帶 緊密接觸，負(fù)極集流板上表面與負(fù)極片上形成圈的空白帶緊密接觸，分別由正極集流板和 負(fù)極集流板弓I出正極和負(fù)極，極大程度地解決了電流分布不均的問(wèn)題，降低了電池的內(nèi)阻； 正極片和負(fù)極片的形成圈的空白帶向內(nèi)折彎使空白帶每圈都和與其相鄰的內(nèi)圈相搭接，能 保證空白帶上的每個(gè)點(diǎn)都與集流板相連，從而能有效導(dǎo)出或?qū)腚娏饕约坝行?dǎo)出電芯內(nèi) 部的熱量；正極集流板上表面和負(fù)極集流板下表面均設(shè)有若干均布的徑向槽，減小槽底部 的集流板厚度，可以使激光穿透集流板實(shí)現(xiàn)集流板與極片之間有效焊接。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)的一種極片的結(jié)構(gòu)示意圖2是現(xiàn)有技術(shù)的另一種極片的結(jié)構(gòu)示意圖3是本發(fā)明正極片的結(jié)構(gòu)示意圖4是本發(fā)明負(fù)極片的結(jié)構(gòu)示意圖5是本發(fā)明電芯的結(jié)構(gòu)示意圖6是圖5中的I部放大示意圖7是圖5中的II部放大示意圖8是本發(fā)明正極集流板的俯視結(jié)構(gòu)示意圖9是圖8中的A-A剖視圖10是圖8中的B-B剖視圖11是本發(fā)明負(fù)極集流板的仰視結(jié)構(gòu)示意圖12是圖11中的C-C剖視圖13是圖11中的D-D剖視圖14是本發(fā)明電池的結(jié)構(gòu)示意圖15是本發(fā)明電池上蓋的剖視結(jié)構(gòu)示意4[0031]圖16是本發(fā)明電池上蓋的仰視結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作具體詳述。如圖5、圖6、圖7所示，本發(fā)明卷繞式鋰電池的電芯呈圓柱型，包括正極片4、負(fù)極 片5、隔膜6、正極集流板7和負(fù)極集流板8。如圖3所示，正極片4上端設(shè)置有未涂布空白 帶41 ；如圖4所示，負(fù)極片5下端設(shè)置有未涂布空白帶51 ；正極片4和負(fù)極片5用隔膜6隔 開卷繞后，正極集流板7下表面與正極片4上的形成圈的空白帶41相緊密接觸，負(fù)極集流 板8上表面與負(fù)極片5上的形成圈的空白帶51相緊密接觸，其中正極片4和負(fù)極片5的形 成圈的空白帶均向內(nèi)折彎使空白帶每圈都和與其相鄰的內(nèi)圈相搭接。如圖8、圖9、圖10所示，正極集流板7為一圓盤形板，在正極集流板7上表面均勻 設(shè)置有多個(gè)徑向槽71，槽71在徑向的沿伸長(zhǎng)度使正極片4上部的空白帶41自最外圈到最 內(nèi)圈均與槽底的相對(duì)面均有接觸。正極集流板4中部設(shè)有通孔，靠近外緣由徑向槽71隔開 均勻設(shè)置有多個(gè)孔72，以供電解液的注入。正極集流板7上表面中部還設(shè)有連接頭73，該 連接頭73是由一圓環(huán)柱狀被徑向槽71隔開呈中心對(duì)稱的多個(gè)柱狀頭，該多個(gè)柱狀頭的上 表面處于同一平面。如圖11、圖12、圖13所示，負(fù)極集流板8也是一圓形板，在負(fù)極集流板7的下表面 設(shè)有均布的徑向槽81，槽81在徑向的沿伸長(zhǎng)度使負(fù)極片5下部的空白帶51自最外圈到最 內(nèi)圈均與槽底的相對(duì)面有接觸。負(fù)極集流板8中部設(shè)有通孔，由徑向槽81隔開還均勻設(shè)置 有多個(gè)孔82，以供電解液的流通。正極集流板7和負(fù)極集流板8上設(shè)置徑向槽，用以減小槽底部的集流板厚度，可以 使激光穿透集流板實(shí)現(xiàn)集流板與極片之間的有效焊接。如圖14所示，本發(fā)明卷繞式鋰電池包括電池殼體9、放置于電池殼體內(nèi)的卷繞式 電芯和電池上蓋10，電芯包括正極片4、負(fù)極片5、隔膜6、正極集流板7和負(fù)極集流板8。電池殼體9是一上端開口的圓筒，其內(nèi)底部與負(fù)極集流板8緊密接觸而電連接，外 底部中央設(shè)有圓柱型凸臺(tái)，凸臺(tái)上設(shè)有螺孔以便將電池的負(fù)極與外接器件相連接。電池上蓋10是與電池殼體9上部相適配的圓盤狀蓋(如圖15、圖16所示)，其下 部設(shè)有向下凸出的平面與正極集流板7緊密接觸而電連接，正極集流板7與電池殼體9之 間裝有絕緣密封圈11，電池上蓋10上沿下部設(shè)有臺(tái)階103以容納電池上蓋10與電池殼體 9之間裝置的絕緣密封圈12，電池上蓋10上部中央設(shè)有向上的圓柱型凸臺(tái)102，凸臺(tái)102上 設(shè)有螺孔以便將電池的正極與外接器件相連接。電池上蓋10上設(shè)有電解液注入口 101，電 解液注入后用密封釘13密封。本發(fā)明的正極集流板7與正極片4上端的空白帶41緊密接觸以形成整體的正極 引出端，負(fù)極集流板8與負(fù)極片5下端的空白帶51緊密接觸以形成整體的負(fù)極引出端，從 而減小電池內(nèi)阻，不僅有效解決了卷繞式鋰電池電芯電流分布不均勻的問(wèn)題，而且正極集 流板7和負(fù)極集流板8還能有效導(dǎo)出電芯內(nèi)部的熱量，繼而通過(guò)電池殼體9和電池上蓋10 上的凸臺(tái)有效地散熱，延長(zhǎng)了電池的壽命。
權(quán)利要求一種卷繞式鋰電池的電芯，包括正極片、負(fù)極片及隔膜，其特征在于它還包括正極集流板和負(fù)極集流板，所述正極片的上端和所述負(fù)極片的下端設(shè)置有未涂布空白帶，所述正極片和所述負(fù)極片用隔膜隔開卷繞后，所述正極集流板下表面與所述正極片上的形成圈的空白帶相緊密接觸，所述負(fù)極集流板上表面與所述負(fù)極片上的形成圈的空白帶相緊密接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式鋰電池的電芯，其特征在于所述正極片和所述負(fù)極 片的形成圈的空白帶向內(nèi)折彎使空白帶每圈都和與其相鄰的內(nèi)圈相搭接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的卷繞式鋰電池的電芯，其特征在于所述正極集流板的 上表面設(shè)有若干均布的徑向槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卷繞式鋰電池的電芯，其特征在于所述正極集流板上設(shè)有 至少一個(gè)供電解液注入的孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卷繞式鋰電池的電芯，其特征在于所述正極集流板上表面 設(shè)有大致呈軸對(duì)稱形狀的連接頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的卷繞式鋰電池的電芯，其特征在于所述負(fù)極集流板的 下表面設(shè)有若干均布的徑向槽。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷繞式鋰電池的電芯，其特征在于所述負(fù)極集流板上設(shè)有 至少一個(gè)供電解液流通的孔。
8.一種卷繞式鋰電池，包括電池殼體、放置于電池殼體內(nèi)的卷繞電芯和電池上蓋，其特 征在于所述電芯包括正極片、負(fù)極片、隔膜、正極集流板和負(fù)極集流板，所述正極片的上端 和所述負(fù)極片的下端設(shè)置有未涂布空白帶，所述正極片和所述負(fù)極片用隔膜隔開卷繞后， 所述正極集流板下表面與所述正極片上的形成圈的空白帶相緊密接觸，所述負(fù)極集流板上 表面與所述負(fù)極片上的形成圈的空白帶相緊密接觸；所述正極集流板與所述電池上蓋電連 接，所述負(fù)極集流板與所述殼體電連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的卷繞式鋰電池，其特征在于所述正極集流板與所述電池殼 體之間、所述電池上蓋與所述電池殼體之間均裝有絕緣密封圈。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的卷繞式鋰電池，其特征在于所述電池上蓋設(shè)有注液口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種卷繞式鋰電池電芯及包含該電芯的鋰電池。該卷繞式鋰電池包括電池殼體、放置于電池殼體內(nèi)的卷繞電芯和電池上蓋，所述電芯包括正極片、負(fù)極片、隔膜、正極集流板和負(fù)極集流板，所述正極片的上端和所述負(fù)極片的下端設(shè)置有未涂布空白帶，所述正極片和所述負(fù)極片用隔膜隔開卷繞后，所述正極集流板下表面與所述正極片上的形成圈的空白帶相緊密接觸，所述負(fù)極集流板上表面與所述負(fù)極片上的形成圈的空白帶相緊密接觸；所述正極集流板與所述電池上蓋電連接，所述負(fù)極集流板與所述殼體電連接。本發(fā)明提供的電池內(nèi)阻小、電流分布均勻、壽命長(zhǎng)，尤其適用于電動(dòng)汽車等的動(dòng)力電池。
文檔編號(hào)H01M4/64GK201725845SQ20102028002
公開日2011年1月26日 申請(qǐng)日期2010年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月3日
發(fā)明者唐菊香 申請(qǐng)人:唐菊香