本發(fā)明涉及一種鋰二次電池。

背景技術：

1、隨著電動車輛、便攜式電子設備等技術的發(fā)展，對作為能源的鋰二次電池的需求迅速增加。

2、鋰二次電池根據(jù)電池殼類型可分為圓柱型、棱柱型和袋型電池。其中，圓柱形電池具有將果凍卷型電極組件容納在圓柱形電池罐內(nèi)，然后用蓋板覆蓋電池罐頂部進行密封的形式，其中，果凍卷型電極組件通過依次堆疊片狀正極板、隔膜和負極板、然后將它們沿一個方向卷繞而制成。正極板和負極板分別設有具有條狀的正極極耳和負極極耳，其中，正極極耳和負極極耳連接至電極端子，從而與外部電源電連接。作為參考，正極端子是蓋板，負極端子是電池罐。不過，在具有此種結構的傳統(tǒng)圓柱形電池的情況下，存在電流集中在條狀電極極耳上，從而電阻大、發(fā)熱多、集電效率不佳的問題。

3、同時，隨著近年來電動車輛技術的發(fā)展，對大容量電池的需求增加，因此需要開發(fā)大體積的大型圓柱形電池。在現(xiàn)有技術中常用的小型圓柱形電池(即具有1865或2170形狀因子的圓柱形電池)的情況下，由于容量較小，因此電阻和發(fā)熱不會顯著影響電池性能。但是，如果將常規(guī)小型圓柱形電池的規(guī)格原封不動地應用于大型圓柱形電池，則在電池安全性方面可能出現(xiàn)嚴重問題。

4、這是由于當電池尺寸增加時，電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量和氣體量也會增加，電池內(nèi)部的溫度和壓力會因這些熱量和氣體而升高，從而可能導致電池起火或爆炸。為了防止該情況，必須將電池內(nèi)部的熱量和氣體適當?shù)嘏欧诺酵獠?，為此，作為將熱量排出到電池外部的通道的電池的截面積必須隨體積的增加而增加。然而，由于截面積的增加通常不及體積的增加，因此電池內(nèi)部產(chǎn)生的熱量會隨著電池變得更大而增加，從而增加爆炸的風險并降低輸出。此外，在高電壓下進行快速充電時，電極極耳周圍可能會在短時間內(nèi)產(chǎn)生大量熱量，從而可能導致電池起火。

5、因此，通過采用將正極板和負極板的未涂覆部作為電極極耳而不形成單獨的電極極耳的結構(例如無極耳結構)，可以解決電流集中在電極極耳周圍的問題。

6、然而，如果采用這種無極耳結構，內(nèi)部空間的布局和結構與常規(guī)圓柱形鋰二次電池不同，因此其特性也與常規(guī)圓柱形電池不同。例如，在常規(guī)的圓柱形鋰二次電池中，隨著注入量的增加，電解質可充分浸漬到電極組件中，從而使鋰二次電池的整體特性趨于提高。然而，在無極耳結構的大容量鋰二次電池的情況下，卷繞的電極組件的內(nèi)部結構、空間布局和浸漬特性與常規(guī)圓柱形鋰二次電池不同，因此，當注入的電解質的量增加時，存在由于電極組件內(nèi)部壓力增加，電解質浸漬性反而降低的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、技術問題

2、本發(fā)明旨在解決上述問題，目的是提供一種具有改善的電解質浸漬性并因此具有優(yōu)異的如輸出和壽命特性等整體性能的無極耳結構的高容量鋰二次電池。

3、技術方案

4、根據(jù)一個實施方式，本發(fā)明提供了一種鋰二次電池，其包含：正極板、負極板和插入正極板和負極板之間的隔膜沿一個方向卷繞的電極組件；容納電極組件的電池罐；注入電池罐的電解質；以及密封電池罐的開放端的密封體，其中，正極板和負極板各自包含沒有形成活性材料層的未涂覆部，并且正極板或負極板的未涂覆部的至少一部分界定電極極耳，其中，基于正極板、負極板和隔膜的總孔隙體積，電解質所占的體積為101體積％以上且119體積％以下。

5、有益效果

6、本發(fā)明的鋰二次電池可具有將正極板和負極板的未涂覆部作為電極極耳而不形成單獨的電極極耳的結構(例如無極耳結構)。在形成有電極極耳的常規(guī)圓柱形電池中，充電時大量電流集中在電極極耳上，因此電極極耳周圍會產(chǎn)生大量熱量。特別是在快速充電時，這種現(xiàn)象會變得嚴重，存在電池起火或爆炸的風險。相較而言，本發(fā)明的無極耳結構的圓柱形鋰二次電池可具有如下結構：在正極板和負極板的端部沒有形成活性材料層的未涂覆部，并且通過將未涂覆部與具有較大截面積的集電板焊接而將其連接到電極端子。與常規(guī)的具有電極極耳的電池相比，這種無極耳結構的電池中的電流集中度較低，因此可以有效減少電池內(nèi)部的發(fā)熱，可改善電池的熱安全性。

7、此外，在本發(fā)明的鋰二次電池中，將電解質所占體積調整為正極板、負極板及隔膜的總孔隙體積的101體積％以上且119體積％以下，使得即使在采用無極耳結構的大容量圓柱形鋰二次電池中，電解質也能夠充分浸漬到電極組件中，從而獲得優(yōu)異的輸出特性和壽命特性。特別是，降低了可用電解質的損耗，從而可以實現(xiàn)具有優(yōu)異的低溫壽命特性的大容量鋰二次電池。

技術特征：

1.一種鋰二次電池，其包含：正極板、負極板和插入所述正極板和所述負極板之間的隔膜沿一個方向卷繞的電極組件；容納所述電極組件的電池罐；注入所述電池罐的電解質；以及密封所述電池罐的開放端的密封體，

2.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，基于所述正極板、所述負極板和所述隔膜的總孔隙體積，所述電解質所占的體積為101體積％以上且115體積％以下。

3.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述鋰二次電池的容量為25ah以上。

4.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述鋰二次電池是形狀因子比為0.4以上的圓柱形電池。

5.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述正極板包含含有正極活性材料的正極活性材料層，

6.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述負極板包含含有負極活性材料的負極活性材料層，

7.根據(jù)權利要求6所述的鋰二次電池，其中，所述硅類負極活性材料為sioy(0<y<2)，并且基于所述負極活性材料的總重量，sioy(0<y<2)的含量為1重量％至5重量％。

8.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述電解質在20℃的粘度為3.5cp以上且4.2cp以下。

9.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述電解質含有鋰鹽，所述鋰鹽的濃度為1.0m至1.5m。

10.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，所述電解質含有有機溶劑，其中所述有機溶劑包含碳酸亞乙酯(ec)和碳酸甲乙酯(emc)。

11.根據(jù)權利要求10所述的鋰二次電池，其中，所述有機溶劑含有體積比為1:0.25至1:1.15的碳酸亞乙酯(ec)和碳酸甲乙酯(emc)。

12.根據(jù)權利要求10所述的鋰二次電池，其中，所述有機溶劑還包含碳酸二甲酯(dmc)。

13.根據(jù)權利要求10所述的鋰二次電池，其中，基于所述有機溶劑的總體積，所述有機溶劑包含25體積％以下的碳酸亞乙酯(ec)和碳酸甲乙酯(emc)。

14.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，基于所述電解質的總重量，所述電解質包含0.1重量％至3重量％的碳酸亞乙烯酯。

15.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，基于所述電解質的總重量，所述電解質包含0.1重量％至2重量％的1,3-丙烷磺內(nèi)酯。

16.根據(jù)權利要求1所述的鋰二次電池，其中，基于所述電解質的總重量，所述電解質包含0.01重量％至1重量％的二氟磷酸鋰(lipo2f2)。

技術總結
本發(fā)明提供了一種鋰二次電池，其包含：正極板、負極板和插入正極板和負極板之間的隔膜沿一個方向卷繞的電極組件；容納電極組件的電池罐；注入電池罐的電解質；以及密封電池罐的開放端的密封體，其中，正極板和負極板各自包含沒有形成活性材料層的未涂覆部，并且正極板或負極板的未涂覆部的至少一部分界定電極極耳，其中，基于正極板、負極板和隔膜的總孔隙體積，電解質所占的體積為101體積％以上且119體積％以下。

技術研發(fā)人員：高玄玟,申元景,竹內(nèi)崇,崔真彝,樸智榮
受保護的技術使用者：株式會社LG新能源
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/28