一种卷绕结构的锂离子电池制造技术

提供了一种卷绕结构的锂离子电池，所述锂离子电池包括：电极组件，包括顺序卷绕的第一电极片、第二电极片以及置于第一电极片与第二电极片之间的隔膜，第一电极片包括涂覆有第一活性物质的第一涂覆区和未涂覆有第一活性物质的第一空白集流体区，第二电极片包括涂覆有第二活性物质的第二涂覆区和未涂覆有第二活性物质的第二空白集流体区，第一电极片和第二电极片的卷绕结构在与其卷绕轴垂直的剖面中具有弯折的曲线形状，其中，电极组件还包括离子交换胶纸，离子交换胶纸设置在第一电极片的第一涂覆区和第二电极的第二涂覆区中的至少一者的预定次弯折的位置处。

A Lithium Ion Battery with Winding Structure

【技术实现步骤摘要】
一种卷绕结构的锂离子电池
本技术涉及一种锂离子电池，具体地讲，涉及一种具有高能量密度的卷绕结构的锂离子电池。
技术介绍
锂离子电池作为一种环保的二次电池，已经在便携式设备如手机、摄像机、笔记本电脑等领域得到了广泛应用。然而，随着现代社会的发展，众多便携式设备都向智能化、多功能化迈进，为了满足其对容量和功率的要求，保证其充足的使用时间，要求其动力源必须具有更高的能量密度。但目前可实用锂离子电池的电化学体系基本固定，短期内很难满足其能量密度的进一步提高。当前的锂电池企业都试图通过提高电极片上活性物质的涂布重量以及增大电极片的压实密度，来提高电池的能量密度。然而，当涂布重量和压实密度变大后，正负极片都面临着工艺上的技术瓶颈。在涂布重量和压实密度变大后，卷绕过程容易发生电极片的断裂和/或活性物质的剥离、掉粉现象。
技术实现思路
本技术是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种能够提高能量密度的卷绕结构的锂离子电池。本技术的示例性实施例提供了一种卷绕结构的锂离子电池，所述锂离子电池包括：电极组件，包括顺序卷绕的第一电极片、第二电极片以及置于第一电极片与第二电极片之间的隔膜，第一电极片包括涂覆有第一活性物质的第一涂覆区和未涂覆有第一活性物质的第一空白集流体区，第二电极片包括涂覆有第二活性物质的第二涂覆区和未涂覆有第二活性物质的第二空白集流体区，第一电极片和第二电极片的卷绕结构在与其卷绕轴垂直的剖面中具有弯折的曲线形状，其中，电极组件还包括：离子交换胶纸，设置在第一电极片的第一涂覆区和第二电极的第二涂覆区中的至少一者的预定次弯折的位置处。在示例实施例中，所述离子交换胶纸可以设置在第一电极片的第一涂覆区和第二电极的第二涂覆区中的至少一者的第一次弯折和第二次弯折对应的位置处。在示例实施例中，第一电极片可以为正极，第二电极片可以为负极。在示例实施例中，所述离子交换胶纸可以为绝缘微孔结构，所述离子交换胶纸的材料可以为聚丙烯、聚乙烯和聚酰亚胺中的至少一种，所述离子交换胶纸的厚度可以为5～30um。在示例实施例中，所述离子交换胶纸的一侧可以具有粘性，另一侧可以不具有粘性。在示例实施例中，所述离子交换胶纸可以设置在第一电极片和第二电极片的卷绕结构的外侧。在示例实施例中，所述锂离子电池还可以包括：包装袋，容纳所述电极组件；以及电解液，填充在所述包装袋内。在示例实施例中，第一电极极耳可以设置在第一电极片的一端的第一空白集流体区上，第二电极极耳可以设置在第二电极片的一端的第二空白集流体区上。根据本技术的实施例提供的锂离子电池与现有技术相比，通过在第一电极片的第一涂覆区和/或第二电极片的第二涂覆区的预定次弯折对应的位置处设置离子交换胶纸，能够避免在卷绕工艺期间发生电极片断裂和/或活性物质剥离的现象，从而提高了电极片上活性物质的涂布重量和增大电极片的压实密度，并因此提高了锂离子电池的能量密度。附图说明通过下面结合附图详细地描述示例性实施例，本技术的以上和其它目的及优点将变得更加清楚和容易理解。在附图中，除非另有说明，否则相同的附图标记指示相同的元件。在附图中：图1示出了现有技术中的锂离子电池的示例的透视图；图2示出了现有技术中的锂离子电池的示例的剖视图；图3示出了根据本技术的实施例的锂离子电池的电极组件的示例的透视图；图4示出了根据本技术的实施例的锂离子电池的电极组件的示例的剖面图；图5示出了根据本技术的实施例的锂离子电池的正极片的平面图；图6示出了根据本技术的实施例的锂离子电池的负极片的平面图；图7示出了根据本技术的实施例的锂离子电池的电极组件的另一示例的透视图。具体实施方式在下文中，将结合附图详细描述本技术的实施例。在附图中，为了清楚而简明地示出与技术的技术构思有关的主要元件，可以夸大元件的形状，并可以省略次要的元件以避免描述使本技术的技术构思模糊。在整个说明书附图中，相同的附图标记始终指示相同的元件。图1示出了现有技术中的锂离子电池的示例的透视图；图2示出了现有技术中的锂离子电池的示例的剖视图。参照图1和图2，现有技术中的锂离子电池包括电极组件10、容纳所述电极组件10的包装袋20和填充于所述包装袋20内的电解液。包装袋20为金属塑料复合膜。所述金属塑料复合膜包括金属层和设置在所述金属层表面的塑料层，所述金属层的材质为铝、铝合金或者不锈钢，所述塑料层的材质为聚丙烯或者聚乙烯。目前，提高电池能量密度的方法为通过提高极片上活性物质的涂布重量以及增大极片的压实密度。然而，当涂布重量和压实密度变大后，正负极片都面临着工艺上的技术瓶颈。对于锂离子电池的正极片，其集流体通常是铝箔，当涂布重量和压实密度变大后，卷绕过程容易发生正极片的断裂，尤其是卷绕初期的第一折、第二折工序；对于锂离子电池的负极片，其集流体通常是铜箔，当涂布重量和压实密度变大后，卷绕过程容易发生活物质的剥离，产生掉粉现象，进而引发短路风险。基于以上原因，目前涂布重量和压实密度的变大，只能在有限的程度进行，对锂离子电池能量密度的提高帮助较小。为了解决上述技术问题，本技术提供了一种改进了的卷绕结构的锂离子电池，所述锂离子电池通过在电极片的涂覆区的预定次弯折对应的位置处设置离子交换胶纸，能够避免在卷绕工艺期间发生电极片断裂和/或活性物质剥离的现象，从而提高了锂离子电池的能量密度。下面将详细描述根据本技术的具有卷绕结构的锂离子电池。在下文中，如无特别说明，所描述的锂离子电池均为具有卷绕结构的电池。图3示出了根据本技术的实施例的锂离子电池的电极组件10的示例的透视图；图4示出了根据本技术的实施例的锂离子电池的电极组件10的示例的剖面图；图5示出了根据本技术的实施例的锂离子电池的正极片101的平面图；图6示出了根据本技术的实施例的锂离子电池的负极片102的平面图。参照图3和图4，电极组件10由正极片101、负极片102和隔膜103卷绕而成，并且使隔膜103置于正极片101与负极片102之间。正极片101和负极片102的卷绕结构在与其卷绕轴垂直的剖面(参见图4)中具有弯折的曲线形状。参照图5，正极片101包括在正极集流体上涂覆有正极活性物质的正极涂覆区61和未涂覆有正极活性物质的正极空白集流体区(亦称为“正极未涂涂覆区”)60。正极集流体的材料不受具体的限制，只要它不引起电池中的化学变化并具有导电性即可。例如，正极集流体通常为Al箔。用于锂离子电池的正极活性物质可以是能够嵌入锂的锂过渡元素复合氧化物，例如，LiCoO2、LiMn2O4、LiNi1-xCoxO2(0<x<1)等。正极极耳41焊接在处于正极片一端的正极空白集流体区60上。在正极极耳41上设有密封垫80。参照图6，负极片102包括在负极集流体上涂覆有负极活性物质的负极涂覆区91和未涂覆有负极活性物质的负极空白集流体区(亦称为“负极未涂涂覆区”)90。负极集流体的材料不受具体限制，只要它不引起电池中的化学变化并具有导电性即可。例如，负极集流体通常为铜箔。负极活性物质可以为能够嵌入和脱嵌锂离子的各种碳基材料，例如人造石墨、天然石墨和硬碳等。负极极耳71焊接在负极片的负极空白集流体区90上。在负极极耳71上设有密封垫80。返回参照图4，隔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卷绕结构的锂离子电池，所述锂离子电池包括：电极组件，包括顺序卷绕的第一电极片、第二电极片以及置于第一电极片与第二电极片之间的隔膜，第一电极片包括涂覆有第一活性物质的第一涂覆区和未涂覆有第一活性物质的第一空白集流体区，第二电极片包括涂覆有第二活性物质的第二涂覆区和未涂覆有第二活性物质的第二空白集流体区，第一电极片和第二电极片的卷绕结构在与其卷绕轴垂直的剖面中具有弯折的曲线形状，其特征在于，电极组件还包括：离子交换胶纸，设置在第一电极片的第一涂覆区和第二电极的第二涂覆区中的至少一者的预定次弯折的位置处。

【技术特征摘要】
1.一种卷绕结构的锂离子电池，所述锂离子电池包括：电极组件，包括顺序卷绕的第一电极片、第二电极片以及置于第一电极片与第二电极片之间的隔膜，第一电极片包括涂覆有第一活性物质的第一涂覆区和未涂覆有第一活性物质的第一空白集流体区，第二电极片包括涂覆有第二活性物质的第二涂覆区和未涂覆有第二活性物质的第二空白集流体区，第一电极片和第二电极片的卷绕结构在与其卷绕轴垂直的剖面中具有弯折的曲线形状，其特征在于，电极组件还包括：离子交换胶纸，设置在第一电极片的第一涂覆区和第二电极的第二涂覆区中的至少一者的预定次弯折的位置处。2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于，所述离子交换胶纸设置在第一电极片的第一涂覆区和第二电极的第二涂覆区中的至少一者的第一次弯折和第二次弯折对应的位置处。3.根据权利要求1或2所述的锂离子电池，其特征在于，第一电极片为正极片，第二电极片为负极片。4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于，所述离...

【专利技术属性】
技术研发人员：史册，杜洪刚，
申请(专利权)人：三星天津电池有限公司，
类型：新型
国别省市：天津,12