[发明专利]锂电池集流体、高容量圆柱形锂离子电池及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池领域，特别是涉及锂离子电池的集流体、一种高容量的圆柱形锂离子电池以及该电池的制备方法。

背景技术

当前市场上存在的锂离子二次电池主要有两种工艺制造：叠片式电池与卷绕式电池，叠片式电池制造的主要特点为：将电池的正、负极片预先做成带引出极耳的方形片材，再依次将正极片、隔膜、负极片、隔膜等顺序叠加，然后将引出极耳与引出电极连接在一起，入壳封装；卷绕式电池制造的主要特点为：预先在间歇涂布的正、负极片上留出极耳的焊接位置，焊接极耳后再用隔膜将正、负极片分隔后一起卷绕成极组然后入壳封装。

叠片式电池一般为方形构造，每个极片都有极耳引出，可以分担大电流，因此可以适应大电流放电的要求，主要应用于高容量、大功率型锂离子二次电池，辊压后的极片必须首先分切成多个方形小片，每个小片的横切边缘上容易存在毛刺、粉尘、局部掉料等缺陷，工艺控制非常困难，而这些都是导致电芯内部短路的主要原因，也为电芯的日后使用留下安全隐患；采用叠片式工艺的另一缺点是生产效率很低，不易实现自动化。

相比而言，小容量电池采用卷绕的方法制作极组，容易实现自动化，在生产效率上大大提高，对于容量2Ah以下的小容量、低功率锂离子二次电池，如手机、笔记本电脑用电池，由于普遍采用单极耳即可满足使用要求，间歇涂布、带极耳卷绕工艺是目前锂离子二次电池行业的一个主流生产工艺。

由于高容量、大功率型电池一般采用串联组成电池组的方式工作，对电池的安全性与一致性、经济性要求更高，因此需要开发新的工艺，以进一步满足高容量、大功率的需要。

发明内容

本发明的目的是针对目前的锂离子二次电池产品和生产工艺所存在的不足，提出一种能提高锂离子电池容量发挥及使用安全性的锂离子电池集流体。

本发明的另一目的在于提供含有上述集流体、具有高容量的圆柱形锂离子电池以及该电池的制备方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

本发明公开了一种锂离子电池集流体，所述集流体上设置有应力分散孔。

优选的，所述应力分散孔成排分布，并且每排应力分散孔的中心线与集流体边缘线的夹角为非直角。

更优选的，相邻的各排应力分散孔之间错位分布。

优选的，所述错位分布是指在垂直于集流体侧边的同一直线上最多分布有1个应力分散孔。所述应力分散孔的直径优选为0.02～0.20mm，并且每排应力分散孔的中心线间距为集流体宽度的0.5～10倍，同一排的应力分散孔的孔间距为孔径的2～10倍。。

更优选的，所述应力分散孔的直径为0.04～0.08mm。

每排应力分散孔的中心线与集流体的边缘线呈30～60度夹角，优选为45度，并且所述应力分散孔优选为圆孔。

每排应力分散孔相互平行分布或者呈锯齿状分布。

所述集流体为正极集流体，且所述集流体为铝箔。

或者所述集流体为负极集流体，且所述集流体为铜箔。

本发明还公开了一种高容量圆柱形锂离子电池，包括正极片与负极片，所述正极片的集流体为上述的正极集流体，和/或所述负极片的集流体为上述的负极集流体。

所述高容量圆柱形锂离子电池中，所述正极片和/或负极片的集流体上连续涂布有活性材料涂层，并且在集流体的两侧边分别预留有不涂活性材料的条形空箔部位A和B，正极片、负极片及隔膜一起卷绕形成极组后，正/负极片上的条形空箔部位B分别位于极组的两端，且正/负极的引出用集电体分别从正/负极片的集流体上的条形空箔部位B引出。

所述条形空箔部位A的宽度为0.20～2.0mm，B的宽度为5.0～30mm。

所述锂离子电池的正极活性材料为磷酸亚铁锂系活性材料，优选为炭包覆的LiFe_0.99Nb_0.01PO₄。

本发明还公开了一种高容量圆柱形锂离子电池的制备方法，所述方法包括：

a、在正极集流体和/或负极集流体上连续涂布活性材料涂层，并在集流体的两侧分别预留有不涂活性材料的条形空箔部位A和B，A的宽度为0.20～2.0mm，B的宽度为5.0～30mm，所述正极片的集流体为上述的正极集流体，和/或所述负极片的集流体为上述的负极集流体；

b、将正极片、负极片及隔膜一起卷绕形成极组，使正/负极片上的条形空箔部位B分别位于极组的两端；

c、将正/负极引出用集电体分别从正/负极片的集流体上的条形空箔部位B引出。