專利名稱：一種卷繞式聚合物鋰電池及其正負(fù)極片結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及卷繞式聚合物鋰離子電池領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，改進(jìn)涉及的是一種具有安全功能的卷繞式聚合物鋰電池及其內(nèi)折式正負(fù)極片結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
聚合物鋰離子電池因其可以量身定做(外形尺寸任意定制)、能量密度高、重量輕、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，故在2G/3G手機(jī)、筆記本電腦、平板電腦、攝像機(jī)等移動(dòng)電子設(shè)備以及便攜式移動(dòng)電源等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛，尤其是其優(yōu)異的安全性能，使其越來(lái)越多地取代液態(tài)的鋁殼或鋼殼鋰離子電池。盡管聚合物鋰離子電池具有良好的安全性，但是，卷繞式的機(jī)構(gòu)也存在一定的缺陷，特別是對(duì)于較厚較寬的電池，當(dāng)外形尺寸較大，內(nèi)部能量密度較高時(shí)，如果內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì)不當(dāng)，在一些特定的異常情況下，例如，意外受到來(lái)自外部的撞擊、擠壓或者穿釘?shù)葧r(shí)，電池內(nèi)部會(huì)出現(xiàn)異常短路，且內(nèi)部能量得不到快速有效的傳輸與釋放，就會(huì)產(chǎn)生高溫、冒煙甚至是燃燒等安全問(wèn)題。因此，現(xiàn)有技術(shù)尚有待改進(jìn)和發(fā)展。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種卷繞式聚合物鋰電池及其正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，可提高聚合物鋰離子電池的安全性能。本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下一種卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，包括正極片和負(fù)極片，其中所述正極片上用于焊接正極耳的內(nèi)端內(nèi)折之后留出至少一層空白的正極集流體；所述負(fù)極片上用于焊接負(fù)極耳的內(nèi)端內(nèi)折之后留出至少一層空白的負(fù)極集流體；空白的正極集流體與空白的負(fù)極集流體在厚度方向上正對(duì)設(shè)置，之間設(shè)置一層隔離膜。所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其中所述正極片的內(nèi)端內(nèi)折之后具有兩層空白的正極集流體；所述負(fù)極片的內(nèi)端內(nèi)折之后具有兩層空白的負(fù)極集流體。所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其中所述正極耳設(shè)置在空白的正極集流體之間；所述負(fù)極耳設(shè)置在空白的負(fù)極集流體之間。所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其中所述正極耳與所述負(fù)極耳的位置在電池的厚度方向上錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其中涂布在所述正極片上位于卷繞內(nèi)側(cè)的正極活性物質(zhì)層，其起始端位于卷繞后所述負(fù)極片的一側(cè)。所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其中涂布在所述正極片上位于卷繞外側(cè)的正極活性物質(zhì)層，其起始端位于卷繞后所述正極片的一側(cè)，且在厚度方向上不超過(guò)所述正極耳的位置。所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其中涂布在所述負(fù)極片上位于卷繞內(nèi)側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層，其起始端位于卷繞后所述正極片的一側(cè)。[0013]所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其中涂布在所述負(fù)極片上位于卷繞外側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層，其起始端位于卷繞后所述負(fù)極片的一側(cè)，且在厚度方向上不超過(guò)所述負(fù)極耳的位置。一種卷繞式聚合物鋰電池，包括裸電芯和鋁塑膜，所述鋁塑膜包裝在所述裸電芯外面，其中所述裸電芯中設(shè)置有上述任一項(xiàng)中所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型所提供的一種卷繞式聚合物鋰電池及其正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，由于正負(fù)極片的內(nèi)端均采用了內(nèi)折后留出至少一層空白的集流體并正對(duì)疊置在同一層隔離膜的兩側(cè)，當(dāng)電池遇到外部撞擊、擠壓甚至穿釘?shù)犬惓Ｇ闆r發(fā)生時(shí)，可以使兩面均沒(méi)有涂布活性物質(zhì)層的空白正負(fù)集流體之間首先發(fā)生短路，由此電池內(nèi)部的能量可以在短時(shí)間內(nèi)得到快速有效的傳輸與釋放，避免了在熱量電池內(nèi)部聚集進(jìn)而引發(fā)電池冒煙或者燃燒等安全問(wèn)題，大大提高了聚合物鋰離子電池的安全性能。

圖I是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池正負(fù)極片卷繞后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池的裸電芯卷繞體結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池正極片的內(nèi)端內(nèi)折之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池負(fù)極片的內(nèi)端內(nèi)折之后的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池正極片處于展開(kāi)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。圖6是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池負(fù)極片處于展開(kāi)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
和實(shí)施例加以詳細(xì)說(shuō)明，所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
。如圖I所示，圖I是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池正負(fù)極片卷繞后的結(jié)構(gòu)示意圖，正極片110的內(nèi)端以及負(fù)極片120的內(nèi)端分別內(nèi)折后，再隔著一層隔離膜130相互卷繞在一起，形成如圖2所示的本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池裸電芯的卷繞體100，所述正極片110上的正極耳114和所述負(fù)極片120上的負(fù)極耳124從卷繞體100的端部伸出。其中，如圖I所示，所述正極片110上用于焊接正極耳114的內(nèi)端在內(nèi)折之后，留有至少一層空白的正極集流體111，這段空白的正極集流體111兩面均沒(méi)有涂布正極活性物質(zhì)112和113。同樣的，所述負(fù)極片120上用于焊接負(fù)極耳124的內(nèi)端在內(nèi)折之后，也留有至少一層空白的負(fù)極集流體121，這段空白的負(fù)極集流體121兩面也均沒(méi)有涂布負(fù)極活性物質(zhì)122和 123。而且，空白的正極集流體111與空白的負(fù)極集流體121在電池的厚度方向上正對(duì)設(shè)置，兩者之間隔著一層隔離膜130，所述隔離膜130在卷繞時(shí)，可先卷所述負(fù)極片120的內(nèi)端一圈之后在插入所述正極片110的內(nèi)端，或者，也可先卷所述正極片110的內(nèi)端一圈之后在插入所述負(fù)極片120的內(nèi)端，由此卷繞出的裸電芯卷繞體100內(nèi)部，正負(fù)極片110和120上各自內(nèi)折的多層空白集流體111和121正好重疊并呈正對(duì)面排布。[0027]在本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池正負(fù)極片結(jié)構(gòu)的優(yōu)選實(shí)施方式中，較好的是，所述正極片110的內(nèi)端內(nèi)折之后具有兩層空白的正極集流體111 ;所述負(fù)極片120的內(nèi)端內(nèi)折之后也具有兩層空白的負(fù)極集流體121，雙層的空白正負(fù)集流體111和121可以加速正負(fù)極片110和120之間的短路，同時(shí)也不至于使電池增加太多的厚度。具體的，所述正極耳114設(shè)置在空白的正極集流體111之間；所述負(fù)極耳124設(shè)置在空白的負(fù)極集流體121之間，由此可有效地避免極耳114(和124)焊接在集流體111(和121)上時(shí)所產(chǎn)生的焊點(diǎn)刺穿隔離膜130。具體的，所述正極耳114與所述負(fù)極耳124的位置可在電池的厚度方向上錯(cuò)開(kāi)設(shè)置，以減薄電池的厚度。進(jìn)一步地，為減薄電池厚度，涂布在所述正極片110上位于卷繞外側(cè)的正極活性物質(zhì)層113，其起始端113a可起始于卷繞后所述正極片110的一側(cè)，而且在厚度方向上不超過(guò)所述正極耳114的位置。同樣的，涂布在所述負(fù)極片120上位于卷繞外側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層123，其起始端123a起始于卷繞后所述負(fù)極片120的一側(cè)，且在厚度方向上不超過(guò)所述負(fù)極耳124的位置，以進(jìn)一步減薄電池厚度。此外，涂布在所述正極片110上位于卷繞內(nèi)側(cè)的正極活性物質(zhì)層112，其起始端112a起始于卷繞后所述負(fù)極片120的一側(cè)；結(jié)合圖3所示，圖3是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池正極片的內(nèi)端內(nèi)折之后的結(jié)構(gòu)示意圖，所述正極活性物質(zhì)層112的起始端112a以不超過(guò)所述正極片110的內(nèi)端內(nèi)折之后空白的正極集流體111層為界，而位于所述正極片110內(nèi)端內(nèi)折外側(cè)(即卷繞外側(cè))的正極活性物質(zhì)層113，由于處于外側(cè)，其起始端113a在厚度方向上可以超過(guò)空白的正極集流體111層，但最好不超過(guò)位于空白的正極集流體111層中的正極耳114，以減薄電池厚度。同樣的，涂布在所述負(fù)極片120上位于卷繞內(nèi)側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層122，其起始端122a位于卷繞后所述正極片110的一側(cè)；結(jié)合圖4所示，圖4是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池負(fù)極片的內(nèi)端內(nèi)折之后的結(jié)構(gòu)示意圖，所述負(fù)極活性物質(zhì)層122的起始端122a以不超過(guò)所述負(fù)極片120的內(nèi)端內(nèi)折之后空白的負(fù)極集流體121層為界，而位于所述負(fù)極片120內(nèi)端內(nèi)折外側(cè)(即卷繞外側(cè))的負(fù)極活性物質(zhì)層123，由于處于外側(cè)，其起始端123a在厚度方向上可以超過(guò)空白的負(fù)極集流體121層，但最好不超過(guò)位于空白的負(fù)極集流體121層中的負(fù)極耳114，以減薄電池厚度。如圖5所示，圖5是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池正極片處于展開(kāi)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖，所述正極片110包括正極集流體111、正極活性物質(zhì)層(112和113)和正極耳114 ;所述正極耳114焊接在所述正極集流體111的內(nèi)端(即左端)，所述正極活性物質(zhì)層112和113分別涂布在所述正極集流體111的上下兩面，在所述正極集流體111內(nèi)端(即左端)的上下兩面均留有未涂布正極活性物質(zhì)的空白段，在所述正極集流體111外端(即右端)的上下兩面也均留有未涂布正極活性物質(zhì)的空白段，以滿足聚合物鋰離子裸電芯卷繞體收尾必須為正極集流體111的安全性能需要；所述正極集流體111的上面，定義為所述正極片110內(nèi)端內(nèi)折后的內(nèi)側(cè)，也定義為正負(fù)極片卷繞的內(nèi)側(cè)；所述正極集流體111的下面，定義為所述正極片110內(nèi)端內(nèi)折后的外側(cè)，也定義為正負(fù)極片卷繞的外側(cè)。如圖6所示，圖6是本實(shí)用新型卷繞式聚合物鋰電池負(fù)極片處于展開(kāi)狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)示意圖，所述負(fù)極片120包括負(fù)極集流體121、負(fù)極活性物質(zhì)層(122和123)和負(fù)極耳；所述負(fù)極耳124焊接在所述負(fù)極集流體121的內(nèi)端(即右端)，所述負(fù)極活性物質(zhì)層123和122分別涂布在所述負(fù)極集流體121的上下兩面，在所述負(fù)極集流體121內(nèi)端(即右端)的上下兩面均留有未涂布負(fù)極極性物質(zhì)的空白段，但是與圖5中的正極片110不同，圖6中的負(fù)極片120在所述負(fù)極集流體121外端(即左端)的上下兩面并不用留出未涂布負(fù)極極性物質(zhì)的空白段；所述負(fù)極集流體121的下面，定義為所述負(fù)極片120內(nèi)端內(nèi)折后的內(nèi)側(cè)，也定義為正負(fù)極片卷繞的內(nèi)側(cè)；所述負(fù)極集流體121的上面，定義為所述負(fù)極片120內(nèi)端內(nèi)折后的外側(cè)，也定義為正負(fù)極片卷繞的外側(cè)。基于上述卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型還提出了一種卷繞式聚合物鋰電池，包括裸電芯和鋁塑膜，所述鋁塑膜包裝在所述裸電芯外面，其中所述裸電芯中設(shè)置有上述任一項(xiàng)實(shí)施例中所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)中的卷繞式聚合物鋰電池及其正負(fù)極片結(jié)構(gòu)相比，本實(shí)用新型所提供的一種卷繞式聚合物鋰電池及其正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，由于正負(fù)極片的內(nèi)端均采用了內(nèi)折后留出 至少一層空白的集流體并正對(duì)疊置在同一層隔離膜的兩側(cè)，當(dāng)電池遇到外部撞擊、擠壓甚至穿釘?shù)犬惓Ｇ闆r發(fā)生時(shí)，可以使兩面均沒(méi)有涂布活性物質(zhì)層的空白正負(fù)集流體之間首先發(fā)生短路，由此電池內(nèi)部的能量可以在短時(shí)間內(nèi)得到快速有效的傳輸與釋放，避免了在熱量電池內(nèi)部聚集進(jìn)而引發(fā)電池冒煙或者燃燒等安全問(wèn)題，大大提高了聚合物鋰離子電池的安全性能。應(yīng)當(dāng)理解的是，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不足以限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，可以根據(jù)上述說(shuō)明加以增減、替換、變換或改進(jìn)，而所有這些增減、替換、變換或改進(jìn)后的技術(shù)方案，都應(yīng)屬于本實(shí)用新型所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，包括正極片和負(fù)極片，其特征在于所述正極片上用于焊接正極耳的內(nèi)端內(nèi)折之后留出至少一層空白的正極集流體；所述負(fù)極片上用于焊接負(fù)極耳的內(nèi)端內(nèi)折之后留出至少一層空白的負(fù)極集流體；空白的正極集流體與空白的負(fù)極集流體在厚度方向上正對(duì)設(shè)置，之間設(shè)置一層隔離膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述正極片的內(nèi)端內(nèi)折之后具有兩層空白的正極集流體；所述負(fù)極片的內(nèi)端內(nèi)折之后具有兩層空白的負(fù)極集流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述正極耳設(shè)置在空白的正極集流體之間；所述負(fù)極耳設(shè)置在空白的負(fù)極集流體之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其特征在于所述正極耳與所述負(fù)極耳的位置在電池的厚度方向上錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其特征在于涂布在所述正極片上位于卷繞內(nèi)側(cè)的正極活性物質(zhì)層，其起始端位于卷繞后所述負(fù)極片的一側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其特征在于涂布在所述正極片上位于卷繞外側(cè)的正極活性物質(zhì)層，其起始端位于卷繞后所述正極片的一側(cè)，且在厚度方向上不超過(guò)所述正極耳的位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其特征在于涂布在所述負(fù)極片上位于卷繞內(nèi)側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層，其起始端位于卷繞后所述正極片的一側(cè)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，其特征在于涂布在所述負(fù)極片上位于卷繞外側(cè)的負(fù)極活性物質(zhì)層，其起始端位于卷繞后所述負(fù)極片的一側(cè)，且在厚度方向上不超過(guò)所述負(fù)極耳的位置。
9.一種卷繞式聚合物鋰電池，包括裸電芯和鋁塑膜，所述鋁塑膜包裝在所述裸電芯外面，其特征在于所述裸電芯中設(shè)置有如權(quán)利要求I至8中任一項(xiàng)所述的卷繞式聚合物鋰電池的正負(fù)極片結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種卷繞式聚合物鋰電池及其正負(fù)極片結(jié)構(gòu)，正極片上焊接正極耳的內(nèi)端內(nèi)折后留有至少一層空白的正極集流體；負(fù)極片上焊接負(fù)極耳的內(nèi)端內(nèi)折后留有至少一層空白的負(fù)極集流體；空白的正極集流體與空白的負(fù)極集流體正對(duì)設(shè)置，之間設(shè)置一層隔離膜。由于正負(fù)極片的內(nèi)端均采用了內(nèi)折后留出至少一層空白的集流體并正對(duì)疊置在同一層隔離膜的兩側(cè)，當(dāng)電池遇到外部撞擊、擠壓甚至穿釘?shù)犬惓Ｇ闆r發(fā)生時(shí)，可以使兩面均沒(méi)有涂布活性物質(zhì)層的正負(fù)集流體之間首先發(fā)生短路，由此電池內(nèi)部的能量可以在短時(shí)間內(nèi)得到快速有效的傳輸與釋放，避免了熱量在電池內(nèi)部聚集進(jìn)而引發(fā)電池冒煙或者燃燒等安全問(wèn)題，大大提高了聚合物鋰離子電池的安全性能。
文檔編號(hào)H01M10/0587GK202550007SQ20122004531
公開(kāi)日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月13日
發(fā)明者余蘭, 劉小虹, 李國(guó)敏 申請(qǐng)人:深圳格林德能源有限公司