[发明专利]锂离子电池及其电芯

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池及其电芯，尤其是一种充电过程中不易发生极片断裂的圆柱型锂离子电池及其电芯。

背景技术

随着现代社会的发展，各种移动设备，如摄像机、笔记本电脑、便携式DVD、数码相机等，都有了越来越广泛的应用，从而对高能电池形成了越来越大的需求。由于圆柱型电池的能量密度最大，而锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛等许多突出的优点，因此圆柱型锂离子电池逐渐受到人们的青睐，成为移动设备的最佳电源。

请参阅图1和图2，为现有技术中锂离子电池正负极片的设计结构示意图。图1为正极片10，其包括作为正极集流体的铝箔12和涂布于铝箔12两面的正极膜片14，铝箔12的前端(即卷绕电芯时的开始端)设有正极引出端16，正极片10上贴有六块起绝缘、固定等作用的胶带18，其中四块贴在正极膜片14的端部、一块贴在正极引出端16上，还有一块贴在铝箔12上与正极引出端16相对的位置处。图2为负极片20，其包括作为负极集流体的铜箔22和涂布于铜箔22两面的负极膜片24、25，铜箔22的尾端(即卷绕电芯时的结束端)设有负极引出端26。其中，负极膜片24、25在铜箔22的两面上并非对齐涂布，A面的负极膜片24在靠近负极引出端26一侧的涂布长度大于B面负极膜片25的涂布长度。在铜箔22的尾端、与负极引出端26相对的位置处，贴有一块胶带28。在生产电池时，可以利用卷绕机或人工等方式，将上述正极片10、负极片20和极片间的隔离膜间隔叠加后卷绕成圆柱型锂离子电芯。

但是，在锂离子电池的充电过程中其电芯会膨胀和旋转。以上述正负极片10、20生产的锂离子电芯，在充电时经常会发生负极片20断裂，三种比较典型的负极片20断裂情况分别为：第一种，负极膜片24、25交错处(比如图2中的M点)断裂；第二种，A面负极膜片24收尾处(图2中的N点)断裂，卷绕成电芯时，负极膜片24收尾处与正极片10的铝箔12的尾端相对应；第三种，纯铜箔22(即靠近负极片20的尾端、AB两面均未涂布负极膜片24、25的铜箔，比如图2中的Q点)断裂，卷绕成电芯时，此处的铜箔22与正极片10尾端的胶带18收尾处相对应。由于极片断裂会导致锂离子电池的电芯无电压输出、不能放电，甚至出现安全事故。因此，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。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种在充电过程中不易发生极片断裂的圆柱型锂离子电池及其电芯，以提高电池的可靠性。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电芯，其包括相互叠加卷绕成圆柱形的负极片、正极片和间隔于正负极片之间的隔离膜，负极片包括作为负极集流体的铜箔和涂布于铜箔两面的负极膜片，负极片上还设有负极引出端，负极引出端是固定于负极膜片尾端的铜箔上，负极引出端上贴有胶带。

作为本发明锂离子电芯的一种改进，负极引出端可以固定于铜箔的任意一面上。

作为本发明锂离子电芯的一种改进，铜箔两侧的负极膜片尾端是非对齐涂布，负极引出端固定于尾端涂布长度较大的负极膜片尾端的铜箔上。

作为本发明锂离子电芯的一种改进，负极引出端是固定在尾端较短的负极膜片所在面的铜箔上，其位置与较长负极膜片的尾端相对应，较长负极膜片的尾端贴有胶带。

作为本发明锂离子电芯的一种改进，锂离子电芯的最外圈铜箔和正极片的正极集流体的长度都不超过负极引出端的位置。

作为本发明锂离子电芯的一种改进，负极膜片中的负极活性物质选自天然石墨、人造石墨、复合石墨、碳纤维、硬碳中的一种或多种。

作为本发明锂离子电芯的一种改进，负极片的铜箔采用的是延伸率低于1％的铜箔。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种锂离子电池，其包括电芯、包裹电芯的钢壳及充入钢壳内的电解质，所述电芯为以上段落中所述的电芯。

作为本发明锂离子电池的一种改进，电芯的外径d和钢壳的内径D的比值满足以下条件：0.978≤d/D≤0.989。

作为本发明锂离子电池的一种改进，钢壳的内径D为17.64毫米，电芯的外径d为17.25mm≤d≤17.45mm。

相对于现有技术，本发明通过改变负极引出端的位置，减小铜箔易断裂处的应变力，使铜箔晶界在充电时不会被破坏，因此锂不能插入铜箔晶界，铜箔也不会断裂，从而使电池放电时的内阻大大降低，保证电压和电流输出。

附图说明

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：