本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種改善圓柱型鋰離子電池充放電循環(huán)中斷箔情況的鋰電池極耳。
背景技術(shù)：
：目前圓柱型鋰離子電池應(yīng)用日趨廣泛，對(duì)電池的壽命要求也在不斷提高，而電池的使用壽命是由電池內(nèi)的活性物質(zhì)性能發(fā)揮情況來(lái)決定的。由于電池各部件的可靠性是電池內(nèi)活性物質(zhì)性能發(fā)揮的保證，因此提高電池的各部件的可靠性對(duì)提高電池壽命起到關(guān)鍵的作用。其中，電池內(nèi)集流體是電子導(dǎo)通的通道，集流體通過(guò)和極耳焊接從而與電池的外部電極進(jìn)行連接。但是，在電池的長(zhǎng)期循環(huán)使用過(guò)程中，集流體在極耳的擠壓作用下存在斷裂的風(fēng)險(xiǎn)，集流體一旦斷裂，電池會(huì)永久損失一部分能量。造成上述缺陷的原因在于：在圓柱鋰離子電池的卷芯生產(chǎn)工藝中，極耳一般通過(guò)超聲焊等工藝與集流體焊接在一起，為保證極耳與集流體接觸良好，實(shí)際焊接后極耳會(huì)陷入集流體中一部分；電池使用過(guò)程中，充電時(shí)負(fù)極進(jìn)行嵌鋰，鋰進(jìn)入到負(fù)極的層狀結(jié)構(gòu)之間，由此負(fù)極極片膨脹，對(duì)極耳進(jìn)行擠壓，由于現(xiàn)用的常規(guī)極耳界面為矩形，因此矩形的鋒利邊緣會(huì)損傷其與集流體接觸的部分，放電時(shí)負(fù)極恢復(fù)原尺寸，擠壓作用消失。長(zhǎng)期循環(huán)使用后，集流體在經(jīng)受極耳重復(fù)的擠壓疲勞作用下，很可能會(huì)發(fā)生斷裂，影響鋰電池的使用壽命。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型提供一種能夠改善圓柱鋰離子電池在充放電過(guò)程中電芯極耳與集流體反復(fù)擠壓而導(dǎo)致集流體斷裂問(wèn)題的鋰電池極耳。本實(shí)用新型提供了一種鋰電池極耳，極耳包括第一長(zhǎng)寬面以及與第一長(zhǎng)寬面相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面，第一長(zhǎng)寬面用于與集流體直接接觸，第一長(zhǎng)寬面和第二長(zhǎng)寬面對(duì)應(yīng)的兩長(zhǎng)邊分別通過(guò)第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)和第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。在一種實(shí)施例中，第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有至少一倒角的第一長(zhǎng)高面，第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有至少一倒角的第二長(zhǎng)高面。進(jìn)一步地，倒角的角度為30°-60°。進(jìn)一步地，倒角的角度為45°。進(jìn)一步地，極耳長(zhǎng)度為60-80mm，寬度為3-5mm，高度為80-120μm。進(jìn)一步地，極耳的長(zhǎng)度為70mm，其寬度為4mm，其高度為100μm。在另一種實(shí)施例中，第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有至少一倒圓的第一長(zhǎng)高面，第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有至少一倒圓的第二長(zhǎng)高面。在另一種實(shí)施例中，第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)為第一弧面，第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)為第二弧面。進(jìn)一步地，極耳為鋁制極耳或鎳制極耳或由鋁鎳復(fù)合材料制作的極耳。本實(shí)用新型的極耳采用了過(guò)渡結(jié)構(gòu)來(lái)連接第一長(zhǎng)寬面和第二長(zhǎng)寬面，極耳原來(lái)鋒利的邊緣被平滑的過(guò)渡結(jié)構(gòu)替代，使得極耳對(duì)集流體不易產(chǎn)生集中應(yīng)力，減少了極耳對(duì)集流體產(chǎn)生擠壓破壞，減少了電池的失效率，提高了鋰離子電池的合格率，增強(qiáng)了鋰離子電池的可靠性和使用壽命。附圖說(shuō)明圖1為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的端面結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例的端面結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本實(shí)用新型的另一種實(shí)施例的端面結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面通過(guò)具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。本實(shí)用新型提供了一種鋰電池極耳，正極極耳的材質(zhì)為鋁，負(fù)極極耳的材質(zhì)為鎳或者鋁鎳合金。極耳包括第一長(zhǎng)寬面以及與第一長(zhǎng)寬面相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面，以及兩端面。第一長(zhǎng)寬面用于與集流體直接接觸，第一長(zhǎng)寬面和第二長(zhǎng)寬面對(duì)應(yīng)的兩長(zhǎng)邊分別通過(guò)第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)和第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。過(guò)渡結(jié)構(gòu)為非直角平面結(jié)構(gòu)，其至少有兩個(gè)面，可以是弧面也可以是平面，且整體應(yīng)向外突起，能夠緩沖直角結(jié)構(gòu)鋒利的邊緣對(duì)集流體的擠壓后產(chǎn)生的應(yīng)力作用。過(guò)渡結(jié)構(gòu)可設(shè)置倒角、倒圓或整體為弧面。請(qǐng)參見(jiàn)圖1和圖2。圖1和圖2示出了一種鋰電池極耳，極耳包括第一長(zhǎng)寬面10以及與第一長(zhǎng)寬面10相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面20，以及兩端面。第一長(zhǎng)寬面10和第二長(zhǎng)寬面20相對(duì)的各一長(zhǎng)邊通過(guò)第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接，其相對(duì)的另一各自的長(zhǎng)邊通過(guò)第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓50的第一長(zhǎng)高面30，第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓50的第二長(zhǎng)高面40。在其他的實(shí)施例中，第一長(zhǎng)高面30可只設(shè)有一倒圓50，第二長(zhǎng)高面40也可只設(shè)有一倒圓50，但是由于倒圓50的作用是緩沖極耳鋒利的邊緣，因此設(shè)置兩倒圓50的第一長(zhǎng)高面30和第二長(zhǎng)高面40的緩沖效果優(yōu)于僅設(shè)置一倒圓50的第一長(zhǎng)高面30和第二長(zhǎng)高面40。其中，倒圓50的半徑可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況而設(shè)定。倒圓50也有倒角角度，倒圓50可理解為在兩倒角之間增加光滑的弧面，倒角角度通常是30°-60°。極耳的長(zhǎng)度范圍是60-80mm，寬度范圍是3-5mm，高度范圍是80-120μm。在第一長(zhǎng)高面30和第二長(zhǎng)高面40上分別設(shè)置兩個(gè)倒圓50，替代了原來(lái)的直角，使得原直角位置平滑，減少了該位置與集流體在擠壓過(guò)程中的集中應(yīng)力，有效地減少了集流體箔材斷裂的情況，減少了電池的失效率，保證了電池在使用過(guò)程中的長(zhǎng)期可靠性，從而提高電池的使用壽命。倒圓50由于是弧面，因此較倒角而言，更加平滑，在極耳與集流體的接觸過(guò)程中會(huì)分散相互之間的受力，集中應(yīng)力會(huì)進(jìn)一步減少，因此減少斷箔的效果更加好。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，在圖3中，極耳包括第一長(zhǎng)寬面10以及與第一長(zhǎng)寬面10相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面20，第一長(zhǎng)寬面10和第二長(zhǎng)寬面20的各一長(zhǎng)邊通過(guò)第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長(zhǎng)邊通過(guò)第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒角60的第一長(zhǎng)高面30，第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒角60的第二長(zhǎng)高面40。在其他的實(shí)施例中，第一長(zhǎng)高面30可只設(shè)有一倒角60，第二長(zhǎng)高面40也可只設(shè)有一倒角60，但是由于倒角60的作用是緩沖極耳鋒利的邊緣，因此設(shè)置兩倒角60的第一長(zhǎng)高面30和第二長(zhǎng)高面40的緩沖效果優(yōu)于僅設(shè)置一倒角60的第一長(zhǎng)高面30和第二長(zhǎng)高面40。其中，倒角60的角度為30°-60°。在本實(shí)施例中，倒角60的角度為45°。極耳的長(zhǎng)度范圍是60-80mm，寬度范圍是3-5mm，高度范圍是80-120μm。請(qǐng)參見(jiàn)圖4，圖4中，極耳包括第一長(zhǎng)寬面10以及與第一長(zhǎng)寬面10相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面20，第一長(zhǎng)寬面10和第二長(zhǎng)寬面20的各一長(zhǎng)邊通過(guò)第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長(zhǎng)邊通過(guò)第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)為第一弧面70，第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)為第二弧面80。第一弧面70和第二弧面80均為光滑的弧面，其直徑為極耳的厚度。與倒圓相比，整體弧面比倒圓表面更加光滑，在極耳與集流體的接觸過(guò)程中會(huì)分散相互之間的受力，減少摩擦，因此減少斷箔的效果更加好。極耳的長(zhǎng)度范圍是60-80mm，寬度范圍是3-5mm，高度范圍是80-120μm。實(shí)施例1-1極耳的長(zhǎng)度為70mm，寬度為4mm，高度為100μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長(zhǎng)寬面以及與第一長(zhǎng)寬面相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面，第一長(zhǎng)寬面和第二長(zhǎng)寬面的一長(zhǎng)邊通過(guò)第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長(zhǎng)邊通過(guò)第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第一長(zhǎng)高面，第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第二長(zhǎng)高面。倒圓的倒角角度為15°。實(shí)施例1-2與實(shí)施例1-1不同在于，倒圓的倒角角度為30°。實(shí)施例1-3與實(shí)施例1-1不同在于，倒圓的倒角角度為45°。實(shí)施例1-4與實(shí)施例1-1不同在于，倒圓的倒角角度為60°。實(shí)施例1-5與實(shí)施例1-1不同在于，倒圓的倒角角度為75°。實(shí)施例2-1極耳的長(zhǎng)度為60mm，寬度為3mm，高度為80μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長(zhǎng)寬面以及與第一長(zhǎng)寬面相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面，第一長(zhǎng)寬面和第二長(zhǎng)寬面的一長(zhǎng)邊通過(guò)第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長(zhǎng)邊通過(guò)第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第一長(zhǎng)高面，第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第二長(zhǎng)高面。倒圓的倒角角度為15°。實(shí)施例2-2與實(shí)施例2-1不同在于，倒圓的倒角角度為30°。實(shí)施例2-3與實(shí)施例2-1不同在于，倒圓的倒角角度為45°。實(shí)施例2-4與實(shí)施例2-1不同在于，倒圓的倒角角度為60°。實(shí)施例2-5與實(shí)施例2-1不同在于，倒圓的倒角角度為75°。實(shí)施例3-1極耳的長(zhǎng)度為80mm，寬度為8mm，高度為120μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長(zhǎng)寬面以及與第一長(zhǎng)寬面相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面，第一長(zhǎng)寬面和第二長(zhǎng)寬面的一長(zhǎng)邊通過(guò)第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接，其另一長(zhǎng)邊通過(guò)第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)連接。第一過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第一長(zhǎng)高面，第二過(guò)渡結(jié)構(gòu)為具有兩倒圓的第二長(zhǎng)高面。倒圓的倒角角度為15°。實(shí)施例3-2與實(shí)施例3-1不同在于，倒圓的倒角角度為30°。實(shí)施例3-3與實(shí)施例3-1不同在于，倒圓的倒角角度為45°。實(shí)施例3-4與實(shí)施例3-1不同在于，倒圓的倒角角度為60°。實(shí)施例3-5與實(shí)施例3-1不同在于，倒圓的倒角角度為75°。對(duì)比例1極耳的長(zhǎng)度為70mm，寬度為4mm，高度為100μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長(zhǎng)寬面以及與第一長(zhǎng)寬面相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面，第一長(zhǎng)寬面和第二長(zhǎng)寬面的一長(zhǎng)邊通過(guò)第一長(zhǎng)高面連接，其另一長(zhǎng)邊通過(guò)第二長(zhǎng)高面連接。對(duì)比例2極耳的長(zhǎng)度為60mm，寬度為3mm，高度為80μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長(zhǎng)寬面以及與第一長(zhǎng)寬面相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面，第一長(zhǎng)寬面和第二長(zhǎng)寬面的一長(zhǎng)邊通過(guò)第一長(zhǎng)高面連接，其另一長(zhǎng)邊通過(guò)第二長(zhǎng)高面連接。對(duì)比例3極耳的長(zhǎng)度為70mm，寬度為4mm，高度為100μm，材質(zhì)為鋁。極耳包括第一長(zhǎng)寬面以及與第一長(zhǎng)寬面相對(duì)的第二長(zhǎng)寬面，第一長(zhǎng)寬面和第二長(zhǎng)寬面的一長(zhǎng)邊通過(guò)第一長(zhǎng)高面連接，其另一長(zhǎng)邊通過(guò)第二長(zhǎng)高面連接。對(duì)上述實(shí)施例1-1至對(duì)比例3分別使用相同的焊接參數(shù)功率焊接在相同的集流體上，制作得到圓柱型電芯，對(duì)圓柱型電芯在0.5C充電，1C放電，4.2-2.75V的制式下進(jìn)行電池充放電循環(huán)測(cè)試，循環(huán)1000次后拆解電芯，觀察焊接極耳處的集流體斷裂情況。斷裂情況分為完全斷裂、不完全斷裂及無(wú)斷裂。測(cè)試結(jié)果請(qǐng)見(jiàn)表1。實(shí)施例長(zhǎng)度/mm寬度/mm高度/μm倒角角度/°集流體斷裂情況1-170410015完全斷裂1-270410030不完全斷裂1-370410045無(wú)斷裂1-470410060不完全斷裂1-570410075完全斷裂2-16038015完全斷裂2-26038030不完全斷裂2-36038045無(wú)斷裂2-46038060不完全斷裂2-56038075完全斷裂3-180812015完全斷裂3-280812030不完全斷裂3-380812045無(wú)斷裂3-480812060不完全斷裂3-580812075完全斷裂對(duì)比例1704100無(wú)完全斷裂對(duì)比例260380無(wú)完全斷裂對(duì)比例3808120無(wú)完全斷裂通過(guò)表1可看出，使用對(duì)比例1至對(duì)比例3得到的電芯中，集流體均完全斷裂，使用實(shí)施例1-1至3-5得到的電芯中，集流體的斷裂情況有三種，其中使用實(shí)施例1-1、實(shí)施例1-5、實(shí)施例2-1、實(shí)施例2-5、實(shí)施例3-1和實(shí)施例3-5得到的電芯中，集流體完全斷裂，說(shuō)明倒角角度過(guò)大或過(guò)小對(duì)集流體均不起緩沖過(guò)渡作用，使用實(shí)施例1-2、實(shí)施例1-4、實(shí)施例2-2、實(shí)施例2-4、實(shí)施例3-2和實(shí)施例3-4得到的電芯中，集流體不完全斷裂，說(shuō)明倒角角度在30°-60°的范圍內(nèi)對(duì)集流體起到緩沖過(guò)渡作用，使用實(shí)施例1-3、實(shí)施例2-3和實(shí)施例3-3得到的電芯中，集流體無(wú)斷裂，說(shuō)明倒角角度為45°時(shí)的緩沖過(guò)渡效果最佳。因此，極耳可以明顯改善鋰離子電池在循環(huán)過(guò)程中的集流體斷裂現(xiàn)象。雖然極耳在制造和充放電的過(guò)程中難免對(duì)集流體有剪切力，但是倒角極耳上的這種光滑過(guò)渡使得極耳對(duì)集流體不易產(chǎn)生集中應(yīng)力，對(duì)集流體產(chǎn)生破壞將減小，提高了鋰離子電池的合格率，增強(qiáng)了鋰離子電池的可靠性和使用壽命。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本實(shí)用新型所屬
技術(shù)領(lǐng)域：
的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3