[实用新型]一种卷绕结构方形锂离子电池及其正极片

说明书

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种卷绕结构方形锂离子电池及其正极片。

背景技术

伴随着消费类便携式电子产品的小型化、个性化的发展趋势，方形锂离子电池尤其是软包装方形锂离子电池已经成为智能手机的首选甚至是唯一电源。作为锂离子电池核心部件的电芯的装配通常采用叠片和卷绕两种方式。相对而言，卷绕方式因其工艺简单，装配效率高且易于实现自动化，因此已经被众多锂离子电池制造企业所采用。

众所周知，目前商业化的锂离子电池的电极活性材料在不同的脱锂或嵌锂状态下，由于晶格参数的改变，其宏观表现为活性材料的体积变化。以石墨材料为例，由完全脱锂状态到完全嵌锂状态，其体积会有超过10％的膨胀。材料的膨胀必然导致卷绕式锂离子电芯层间产生内应力。对于卷绕式方形锂离子电芯而言，通过受力分析得出，内应力主要集中在卷绕转角处且不易释放，宏观表现为沿方形锂离子电芯宽度方向，由两侧向中间的挤压作用。材料膨胀越多，内应力越大，挤压作用也越明显。当达到一定程度时，就导致卷绕式方形锂离子电芯的扭曲变形，甚至导致层间极片的挫动。这种变形或挫动不仅直接影响锂离子电芯的机械尺寸，而且影响其使用寿命，甚至影响其安全性能。

有鉴于此，确有必要提供一种能够预防卷绕结构方形锂离子电芯扭曲变形的卷绕结构方形锂离子电池及其正极片。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：提供一种能够预防卷绕式方形锂离子电芯扭曲变形的正极片。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种卷绕结构方形锂离子电池正极片，包括正极集流体和涂覆在所述正极集流体两面上的正极膜片，所述正极膜片上设置有凹槽。

作为本实用新型卷绕结构方形锂离子电池正极片的一种改进，所述凹槽位于所述正极片卷绕后的转弯处。

作为本实用新型卷绕结构方形锂离子电池正极片的一种改进，所述凹槽的深度为单面正极膜片厚度的5-90％。若凹槽的深度太小，则其对抑制电池膨胀所起到的作用不大；若凹槽的深度太大，则会电池的能量密度有较大的影响。

作为本实用新型卷绕结构方形锂离子电池正极片的一种改进，所述凹槽的深度为单面正极膜片厚度的20-70％。

作为本实用新型卷绕结构方形锂离子电池正极片的一种改进，所述凹槽的深度为单面正极膜片厚度的30％。

作为本实用新型卷绕结构方形锂离子电池正极片的一种改进，所述凹槽的总面积占单面正极膜片总面积的5-30％。凹槽的总面积太大，会对电池的能量密度有较大影响；凹槽的总面积太小，则不能保证凹槽全部覆盖正极片的转弯处。

作为本实用新型卷绕结构方形锂离子电池正极片的一种改进，所述凹槽的形状为矩形、半圆形或半椭圆形。

相对于现有技术，本实用新型卷绕结构方形锂离子电池正极片上设有凹槽，特别的，该凹槽位于正极片卷绕后的转弯处，其正对的负极材料在充电时始终处于荷电不饱和状态，相对于其他区域的负极材料而言，转弯处的负极片体积膨胀小，相应的膨胀应力小而且容易释放，因此不会发生因应力过大或集中造成的卷绕式方形锂离子电芯的扭曲变形。

本实用新型的另一个目的在于提供一种卷绕结构方形锂离子电池，包括正极片、负极片、间隔于所述正极片和负极片之间的隔膜、包装袋，以及电解液，所述正极片、隔膜和负极片卷绕而成电芯，所述正极片为上述段落所述的卷绕结构方形锂离子电池正极片。

作为本实用新型卷绕结构方形锂离子电池的一种改进，将正极片、隔膜和负极片卷绕电芯后，所述凹槽位于所述正极片的转弯处。

相对于现有技术，本实用新型卷绕结构方形锂离子电池由于其正极片上设置有凹槽，从而很大程度上减少了由于负极膨胀引起的电池变形，防止由于极片挫动造成的电池短路以及因此而引起的安全事故，同时防止由于过度膨胀导致的包装袋破损而引发的电解液外泄事故，从而提高了锂离子电池的安全性能和循环寿命。

附图说明

图1为本实用新型具体实施方式1的正极片结构示意图；

图2为本实用新型具体实施方式2的正极片结构示意图；

图3为本实用新型具体实施方式3的正极片结构示意图；

图4为本实用新型卷绕结构方形锂离子电池的结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图和具体实施方式，对本实用新型卷绕结构方形锂离子电池及其正极片进行详细说明。

具体实施方式1