[发明专利]锂离子电池

说明书

锂离子电池，涉及电池储能技术领域，其包括金属外壳、盖板以及设于金属外壳内的柱状卷芯，柱状卷芯包括正极极片、负极极片及隔离膜，正极极片包括正极浆料涂覆区和正极集流体外露；负极极片包括负极浆料涂覆区和负极集流体外露区；正极极片与负极极片重叠的部分通过隔离膜分隔开，隔离膜的宽度小于柱状卷芯的高度；盖板下方设有正极汇流盘以及绝缘的汇流盘固定架，汇流盘固定架包括套在正极汇流盘和裸露的正极集流体外侧的侧缘绝缘件；锂离子电池封装后，各部件依靠挤压力紧紧抵靠在一起，通过非焊接方式实现物理导通。该锂离子电池不含传统电池中的极耳，电芯内部无焊点，电池一致性高，可获得良好的大倍率充放电性能及电池能量密度。

技术领域

本发明涉及电池储能技术领域，特别涉及一种锂离子电池。

背景技术

随着移动用电设备及储能产品发展，二次锂电池作为高能量密度电池代表逐渐为市场认可，锂离子电池的常见外形主要有圆柱形和方形。

传统圆柱二次锂电池内部构造为：首先制作卷芯，通过一层正极极片、一层隔离膜、一层负极极片、一层隔离膜卷绕形成卷芯，正极极片和负极极片均包括导电材料制成的集流体（正极极片的集流体称为正极集流体，负极极片的集流体称为负极集流体）以及涂覆在集流体表面含正、负极活性材料的浆料，极耳焊接于集流体并引出至卷芯两端外部，正、负极耳的数量从1个至若干不等；卷芯入壳后，正极极耳再通过焊接方式与盖板连接，负极极耳通过焊接方式与外部金属外壳连接。

随着对电池功率密度要求的提高，传统的二次锂电池在制作工艺上受到一些限制，主要表现为：

1、传统电池极片制作过程中需要考虑极耳与极片之间焊接位置预留，要求在集流体上进行间歇式涂布，极片间歇涂布会降低涂布速度，不利于产能释放；此外，连涂后刮片方式也面临生产效率偏低、极片二次污染及极耳绝缘问题。

2、间歇涂布会造成涂布面密度的波动，增加电池容量差异化的风险。

3、多极耳焊接存在稳定性不足风险，容易造成电池内阻波动。

而正、负极单一极耳设计不利于实现电池大功率输出或输入；多极耳设计存在极耳难以对位，极耳绝缘困难等问题，并且多极耳电池卷芯有椭圆化趋势。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种全新结构的圆柱形锂离子电池，该锂离子电池无极耳和焊接点，可有力保障电池一致性和大倍率充放电性能以及电池能量密度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种锂离子电池，包括金属外壳、盖板以及设于金属外壳内的柱状卷芯，所述柱状卷芯包括正极极片、负极极片及隔离膜，其特征在于：

所述正极极片包括沿其长度方向并排设置的正极浆料涂覆区和正极集流体外露区，所述正极浆料涂覆区的正极集流体双面涂覆正极浆料，所述正极集流体外露区的正极集流体双面裸露，所述正极集流体外露区位于正极浆料涂覆区上侧；

所述负极极片包括沿其长度方向并排设置的负极浆料涂覆区和负极集流体外露区，所述负极浆料涂覆区的负极集流体双面涂覆负极浆料，所述负极集流体外露区的负极集流体双面裸露，所述负极集流体外露区位于负极浆料涂覆区下侧；

所述正极集流体外露区中裸露的正极集流体位于柱状卷芯的上端，所述负极集流体外露区中裸露的负极集流体位于柱状卷芯的下端，所述正极极片与负极极片重叠的部分通过隔离膜分隔开，所述隔离膜的宽度小于柱状卷芯的高度，所述裸露的正极集流体之间以及所述裸露的负极集流体之间均存在未被隔离膜隔开的重叠部分；

所述盖板下方设有正极汇流盘以及绝缘的汇流盘固定架，所述汇流盘固定架包括套在正极汇流盘和所述裸露的正极集流体外侧的侧缘绝缘件；