[发明专利]一种锂离子电池极片结构及锂离子电池

说明书

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池极片结构及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池作为绿色环保新能源，具有可靠性好，安全性高，体积小，重量轻等优点，目前已经被广泛的应用于数码类产品、电动汽车、军工产品等领域。随着国家对新能源的大力扶持，锂离子电池的发展如火如荼，但对锂离子电池的使用寿命、安全性和低成本要求也越来越高，目前锂离子电池也向着高寿命、高安全、高倍率和低成本的方向发展。

随着电芯能量密度的不断提升，电芯的安全性受到了越来越多的关注。目前，对电芯安全性威胁最大的就是由于极片毛刺造成的电芯内部短路。从针刺实验即可知道，当电芯内部出现短路时，电芯发生热失控的概率极高。而造成电芯内部短路的原因主要是正极集流体的毛刺与负极集流体相接触，造成局部温度急剧上升，从而引发电芯热失控，大大的增加了锂离子电池的安全风险。

有鉴于此，确有必要对现有的极片结构作进一步的改进，以提高电池的安全性能。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有电芯安全性低、制造成本高、能量密度小的不足，而提供一种锂离子电池极片结构及锂离子电池，以解决现有电池正负极集流体之间易发生接触短路而造成的安全问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂离子电池极片结构，包括正极集流体、正极活性涂层、陶瓷涂层和负极活性涂层，所述正极活性涂层涂覆在所述正极集流体的两侧，所述陶瓷涂层分别涂覆在两个所述正极活性涂层的外侧，所述负极活性涂层涂覆在任一所述陶瓷涂层的外侧。

其中，陶瓷涂层使极片具有良好的绝缘保护、以及机械稳定特性，大大增加了极片的安全性和使用寿命。

作为本发明锂离子电池极片结构的一种改进，所述正极集流体在涂覆正极活性涂层时预留部分未涂覆的侧面作为正极全极耳，所述负极活性涂层设置有负极极耳。

作为本发明锂离子电池极片结构的一种改进，所述负极极耳通过导电胶粘合在所述负极活性涂层的外表面。

作为本发明锂离子电池极片结构的一种改进，所述正极集流体为铝箔。

作为本发明锂离子电池极片结构的一种改进，所述正极活性涂层和所述负极活性涂层的厚度均为20～80μm；若正极活性涂层和负极活性涂层的厚度过低，会影响其电化学性能；若正极活性涂层和负极活性涂层的厚度过厚，会影响电池的能量密度。

作为本发明锂离子电池极片结构的一种改进，所述正极活性涂层和所述负极活性涂层的面密度均为2～14mg/cm²。

作为本发明锂离子电池极片结构的一种改进，所述陶瓷涂层的厚度为20～40μm；若陶瓷涂层的厚度过低，无法完全覆盖正极活性涂层的表面，不能起到完整的隔绝正负极活性涂层的作用，影响电池的正常使用；若陶瓷涂层的厚度过厚，会大大降低极片的比能量。

作为本发明锂离子电池极片结构的一种改进，所述陶瓷涂层的面密度为2～4mg/cm²。

作为本发明锂离子电池极片结构的一种改进，所述极片辊压后的压实密度为2～4g/cm³。

此外，本发明还提供一种锂离子电池，其包括由极片结构卷绕而成的卷芯，所述极片结构为上述任一段所述的锂离子电池极片结构。

本发明的有益效果在于：本发明一种锂离子电池极片结构，包括正极集流体、正极活性涂层、陶瓷涂层和负极活性涂层，所述正极活性涂层涂覆在所述正极集流体的两侧，所述陶瓷涂层分别涂覆在两个所述正极活性涂层的外侧，所述负极活性涂层涂覆在任一所述陶瓷涂层的外侧。相比于现有技术，一方面，本发明采用在正极集流体上直接涂覆正极活性涂层、陶瓷涂层和负极活性涂层，而省却了负极集流体的设置，这样有效增加了电芯的安全性，当发生针刺、挤压等严重损坏电芯内部结构的情况时，不会产生正极集流体与负极集流体直接接触而造成电芯内部短路的问题；另一方面，通过将负极集流体取消，可以减少电芯的制造成本，同时提高电池的能量密度。

附图说明

图1为本发明的结构剖视图。

图2为本发明的俯视图。

图中：1-正极集流体；2-正极活性涂层；3-陶瓷涂层；4-负极活性涂层；5-负极极耳；6-正极全极耳。

具体实施方式