(19)中华人民共和国国家知识产权局
(10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201821155582.0
(22)申请日 2018.07.20
(73)专利权人 上海瑞浦青创新能源有限公司
地址 201206 上海市浦东新区自由贸易试
验区金海路1255号4幢1层B105室
专利权人 瑞浦能源有限公司
(72)发明人 刘微 姜森 张志明
(74)专利代理机构 上海段和段律师事务所
31334
代理人 李佳俊 郭国中
(51)Int.Cl.
H01M 4/13(2010.01)
H01M 2/26(2006.01)
H01M 10/0587(2010.01)
H01M 10/0525(2010.01)
(54)实用新型名称
锂离子电池
(57)摘要
本实用新型提供了一种用于卷绕式锂离子
电池的极片、电芯及锂离子电池，极片包括极片
本体，所述极片本体上设有若干极耳，所述若干
极耳分为n组，每组内极耳的数量为2个，此2个极
耳的宽度相等，相邻两组极耳的宽度增加∆L，相
邻两组极耳之间的间距相等，为L1，每组中2个极
耳之间的间距也相等，为L2。与现有技术相比，本
实用新型具有如下的有益效果：本实用新型通过
加倍极耳数目的方式，既可以缩短刀模长度以提
高加工和制造精度；又可以增加极耳的载流面
积，提升电池功率性能；同时，此方法避免了传统
方法中模切区域需要两次模切而产生尖刺台阶
的问题，
大幅降低电池自放电率。权利要求书1页 说明书4页 附图2页CN 207765536 U 2018.08.24
C N 207765536
U
1.一种用于卷绕式锂离子电池的极片，其特征在于，包括极片本体，所述极片本体上设有若干极耳，所述若干极耳分为n组，每组内极耳的数量为2个，此2个极耳的宽度相等，相邻两组极耳的宽度增加∆L，相邻两组极耳之间的间距相等，为L1，每组中2个极耳之间的间距也相等，为L2。
2.如权利要求1所述的用于卷绕式锂离子电池的极片，其特征在于，n≥2， 5mm≤L1≤280mm，5mm≤L2≤280mm，相邻两组极耳宽度变化规律为：后一组极耳比前一组极耳宽度增加∆L，∆L=πΔt，其中，Δt为两层隔膜、正极极片、负极极片的厚度之和。
3.一种由权利要求1所述的锂离子电池极片卷绕而成的锂离子电池电芯，其特征在于，包括电芯本体和两个电极，每个所述电极均由相对设置的两个半电极组成，两个所述半电极之间具有间隔，且呈镜面对称。
4.如权利要求3所述的锂离子电池电芯，其特征在于，所述半电极中，极耳的宽度由外圈向内圈依次减小，且呈中心对称。
5.一种由权利要求3所述的锂离子电池电芯组成的锂离子电池。
权 利 要 求 书1/1页CN 207765536 U
一种用于卷绕式锂离子电池的极片、电芯及锂离子电池
技术领域
[0001]本实用新型涉及锂离子电池领域，具体涉及一种卷绕式锂离子电池用极片及电芯。
背景技术
[0002]在锂离子电池领域，现有技术条件下电芯的生产方式有叠片式和卷绕式两种，相比于叠片式的生产方式，采用卷绕式可以得到更快的成产节拍和更优异的电池性能，为了提高锂离子电池生产速度，降低成本，行业内都趋向于采用卷绕的方式制造锂离子电池。为了提升能量密度，卷绕式电池一般采用多极耳模式，该模式下，每一圈极片引出一个极耳，相对于传统的叠片方式或者全极耳方式，极耳的载流能力降低了一半以上，又加上铜箔和铝箔倾向于更薄的方向发展，极耳的载流能力逐渐成为了制约锂离
子电池功率特性的瓶颈；同时，由于卷绕时电芯后一圈周长比前一圈长，在保证极耳对齐的条件下，需要将极耳之间的间距模切两次，过程中刀模抖动会产生台阶，形成尖锐毛刺，从而造成电池自放电增加。为此，亟待开发一种既兼容现有卷绕工艺又能提升电池功率特性并且降低自放电的锂离子电芯，而极片的结构直接决定了电芯结构，因此适用于目标卷绕式锂离子电池用极片及其电芯便应运而生。
实用新型内容
[0003]本实用新型目的在于提供一种用于卷绕式锂离子电池用极片，采用该极片结构既可以缩短刀模长度以提高加工和制造精度；又可以增加极耳的载流面积，提升电池功率性能；同时可以避免传统方法中模切区域需要两次模切而产生尖刺台阶的问题，大幅降低电池自放电率。
[0004]本实用新型是通过以下技术方案实现的：
[0005]一种用于卷绕式锂离子电池的极片，其包括极片本体，所述极片本体上设有若干极耳，所述若干极耳分为n组，每组内极耳的数量为2个，此2个极耳的宽度相等，相邻两组极耳的宽度增加∆L，相邻两组极耳之间的间距相等，为L1，每组中2个极耳之间的间距也相等，为L2。
[0006]作为优选方案，n≥2， 5mm≤L1≤280mm，5mm≤L2≤280mm，相邻两组极耳宽度变化规律为：后一组极耳比前一组极耳宽度增加∆L，∆L=πΔt，其中，Δt为两层隔膜、正极极片、负极极片的厚度之和。
[0007]一种如前述的用于卷绕式锂离子电池的极片的制备方法，其包括如下步骤：[0008]采用五金刀模模切法或激光模切法进行模切，得到所述多极耳卷绕式锂离子电池极片。
[0009]作为优选方案，所述五金刀模模切法包括如下步骤：
[0010]S1、调整两把刀模的间距D，使其小于W；
[0011]S2、将极片的一端与第一把刀模的前端对齐；
[0012]S3、设定过程计数cnt=0；[0013]S4、极片向前走带L1+L2+D；[0014]S5、使用第二把刀模进行模切；[0015]S6、极片向前走带W+cnt×∆t-D；[0016]S7、使用第一把刀模进行模切；[0017]S8、极片向前走带W+cnt×∆t；[0018]S9、设定过程计数，令cnt为cnt+1；
[0019]S10、重复S4
~S9过程直到结束；
[0020]其中，W为第一个极耳的宽度，过程计数为循环计数器的工作参数，L1为第一把刀模宽度，L2为第二把刀模宽度，L1≠L2。
[0021]一种利用前述的极片卷绕而成的锂离子电池电芯，其包括电芯本体和两个电极，每个所述电极均由相对设置的两个半电极组成，两个所述半电极之间具有间隔，且呈镜面对称。
[0022]作为优选方案，所述电芯本体由极片本体卷绕而成，所述半电极由极耳卷绕而成。[0023]作为优选方案，所述半电极中，极耳的宽度由外圈向内圈依次减小，且呈中心对称。
[0024]一种如前述的锂离子电池电芯的制备方法，其包括如下步骤：
[0025]将两层极片和两层隔膜穿插经过叠加，控制所有极片的极耳朝向同一侧，卷绕N圈后成型，其中，N≥2。
[0026]一种由前述的锂离子电池电芯组成的锂离子电池。
[0027]与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：
[0028]本实用新型中通过加倍极耳数目的方式，也就是设置了两个相对排列的极耳，既可以缩短刀模长度以提高加工和制造精度；又可以增加极耳的载流面积，提升电池功率性能；同时，此方法避免了传统方法中模切区域需要两次模切而产生尖刺台阶的问题，大幅降低电池自放电率，电芯结构对称，减少产线换型，降低成本，降低工艺复杂度。
附图说明
[0029]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0030]图1为本实用新型中实施例1提供的极片的结构示意图；
[0031]图2为本实用新型中实施例2得到的锂离子电池电芯的结构示意图。
具体实施方式
[0032]下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。
[0033]实施例1
[0034]如图1所示，本实施例提供了一种卷绕式锂离子电池电芯用的极片，包括极片本体
3，极片本体上设有12个极耳31，12个极耳31均分为6组，每组内极耳的数量均为2个，每组内的2个极耳的宽度相等，相邻两组极耳的极耳宽度增加0.867mm，相邻两组极耳之间的间距为34.956mm，每组中两个极耳的间距为8.522mm。
[0035]实施例2
[0036]本实施例提供了一种实施例1的极片的五金刀模模切法，包括如下步骤：[0037]S1、调整两把刀模的间距D=3mm，使其小于W=4mm；
[0038]S2、将极片的一端与第一把刀模的前端对齐；
[0039]S3、设定过程计数cnt=0；
[0040]S4、极片向前走带L1+L2+D=8.522+34.956+3=46.478mm；
[0041]S5、使用第二把刀模进行模切；
[0042]S6、极片向前走带W+cnt×∆t-D=4+n*0.276-3；
[0043]S7、使用第一把刀模进行模切；
[0044]S8、极片向前走带W+cnt×∆t=4+n*0.276；
[0045]S9、设定过程计数，令cnt为cnt+1；
[0046]S10、重复S4
~S9过程直到结束。
[0047]其中，W为第一个极耳的宽度，过程计数为循环计数器的工作参数，L1为第一把刀模宽度，L2为第二把刀模宽度，L1≠L2。
[0048]实施例3
[0049]如图2所示，本实施例提供了一种由实施例1制备极片卷绕而成的锂离子电池电芯，包括电芯本体1和两个电极2，每个电极2均由相对设置的两个半电极组成，两个所述半电极之间具有间隔，且呈镜面对称。电芯本体1由极片本体3卷绕而成，所述半电极由极耳31卷绕而成。所述半电极中，极耳的宽度由外圈向内圈依次减小，且呈中心对称。
[0050]具体卷绕方法为：
[0051]一、分别制作正、负极两种极片，并在两种极片的表面分别涂敷正极活性材料和负极活性材料后，五金模切得到多个极耳，极耳和间距可以根据电芯功率和工作情况来灵活设计，得到正极极片和负极极片，控制正极极片的极耳宽度随着圈数增加而依次增加，且同一圈的极耳宽度相同，不同圈的极耳宽度其差值为等差数列，公差为0.867mm，公差=π∆t，其中∆t为正极极片厚度+负极极片厚度+两层隔膜厚度；负极极片的极耳宽度变化规律和正极相同，相同圈数内的极耳宽度相同，公差和正极亦相同。正负极初始极耳的宽度可以根据电芯过流能力来设计。
[0052]二、将正极极片、负极极片和两层隔膜穿插经过叠加，控制所有极片的极耳朝向同一侧，卷绕两圈后成型，卷绕时需注意：在确定好极耳宽度之后，保证卷绕的整体度，需要每一圈有一对极耳，且第一圈两个极耳之间的距离和第二圈两个极耳之间的距离相同，长度为34.956mm，依次类推；第一圈第二个极耳到第二圈第一个极耳的距离和第二圈第二个极耳到第三圈第一个极耳的距离相同，长度为8.522mm，依次类推，每个间距通过模切一次即可成型，且如果通过五金模切成型，需要两幅刀模，刀模的工作宽度与对应的间距相等。由于需要保证工艺过程的连续性，前一个电芯的极片需要和后一个电芯的极片连续，因此最后一个极耳的宽度比同组的极耳宽度窄。
[0053]在得到不同极耳和间距的正负极极片之后，正负极极片通过圆形卷针，中间由两
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