(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111564795.5 (22)申请日 2021.12.20 (71)申请人 上海瑞浦青创新能源 有限公司 地址 201206 上海市浦东 新区中国 （上海） 自由贸易试验区金海路1255号4幢1层 B105室 (72)发明人 曹辉　侯敏　刘婵　 (74)专利代理 机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 刘二艳 (51)Int.Cl. H01M 10/0525(2010.01) H01M 10/0587(2010.01) H01M 4/13(2010.01) (54)发明名称 一种方形锂离 子电池 (57)摘要 本发明提供了一种方形锂离子电池， 所述方 形锂离子电池包括方形壳体和盖板， 所述方形壳 体内设置有至少一个卷芯， 所述卷芯包括设置于 隔膜两侧的正极片和负极片， 所述正极片包括正 极集流体， 以及至少部分覆 盖正极集流体一个表 面的正极活性材料涂布区， 所述负极片包括负极 集流体， 以及至少部分覆盖负极集流体一个表面 的负极活性材料涂布区； 所述方形锂离子电池满 足： 3.0≤(T/(30 ×n))0.5/V×Sc≤5.0； 在本发明 中， 提供的方形锂离子电池能够灵活针对卷芯数 目和正负极活性物质的涂布面积进行设计， 且对 卷芯数目和正极活性材料涂布面积的选择和电 池尺寸进行了 限定， 提高了卷芯的空间利用率， 从而提高了电池的质量能量密度， 设计合理， 操 作性强， 适于 推广。 权利要求书1页 说明书12页 附图2页 CN 114243092 A 2022.03.25 CN 114243092 A 1.一种方形锂离子电池， 其特征在于， 所述方形锂离子电池包括壳体和盖板， 所述方形 壳体内设置有至少一个卷芯， 所述卷芯包括设置于隔膜两侧的正极片和负极片， 所述正极 片包括正极集流体， 以及至少 部分覆盖正极集流体一个表面的正极活性材料涂布 区， 所述 负极片包括负极集 流体， 以及至少部分覆盖负极集 流体一个表面的负极活性材 料涂布区； 所述方形锂离子电池满足如下式(1)： 3.0≤(T/(30×n))0.5/V×Sc≤5.0             (式1)； 其中， V为电池体积， 单位为L； Sc为卷芯中正 极活性材料涂布区的面积， 单位为m2； T为盖 板短边的长度， 单位 为mm； n为卷芯的个数。 2.根据权利要求1所述的方形锂离子电池， 其特征在于， 所述方形锂离子电池满足如下 式(2)： 3.2≤(T/(3 0×n))0.5/V×Sc≤4.5             (式2)； 优选地， 所述方 形锂离子电池满足如下式(3)： 3.6≤(T/(30×n))0.5/V×Sc≤4.2             (式3)。 3.根据权利要求1 ‑2所述的方形锂离子电池， 其特征在于， 所述壳体垂直于顶盖平面的 高度h和所述 正极活性材 料涂布区的宽度c满足： h ‑c≤10mm； 优选地， 所述壳体的高度h和所述 正极活性材 料涂布区的宽度c满足： h ‑c≤8mm； 进一步优选地， 所述壳体的高度h和所述 正极活性材 料涂布区的宽度c满足： h ‑c≤5mm。 4.根据权利要求1 ‑3任一项所述的方形锂离子电池， 其特征在于， 所述正极材料涂布区 的涂布材 料包括正极活性物质、 导电剂和有机聚合物。 5.根据权利要求1 ‑4任一项所述的方形锂离子电池， 其特征在于， 所述负极材料涂布区 的涂布材 料包括负极活性物质、 导电剂和有机聚合物。 6.根据权利要求1 ‑5任一项所述的方形锂离子电池， 其特征在于， 所述正极片和负极片 均包括集流体； 优选地， 所述的集 流体为多层结构； 优选地， 所述 集流体的多层结构中有至少一层聚合物层。 7.根据权利要求1 ‑6任一项所述的方形锂离子电池， 其特征在于， 所述正极活性物质为 镍钴锰酸锂、 镍钴铝酸锂、 磷酸铁锂、 磷酸锰铁锂、 磷酸锰锂、 锰酸锂、 钴酸锂或富锂锰材料 中的任意 一种或两种及以上的组合。 8.根据权利要求1 ‑7任一项所述的方形锂离子电池， 其特征在于， 所述负极活性物质为 人造石墨、 天然 石墨、 硅、 硅氧化物、 锡、 硬碳或软碳中的任意 一种或两种及以上的组合。 9.根据权利要求1 ‑8任一项所述的方形锂离子电池， 其特征在于， 所述正极活性材料涂 布区的压实密度P Dc为2.3g/ cm3～3.6g/cm3； 所述负极活性材 料涂布区的压实密度P Da为1.4g/ cm3～1.8g/cm3。 10.根据权利要求1 ‑9任一项所述的方形锂离子电池， 其特征在于， 所述正极活性材料 涂布区的面积小于负极活性材 料涂布区的面积。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114243092 A 2一种方形锂离 子电池 技术领域 [0001]本发明属于锂离子电池技术领域， 涉及方形锂离子电池的设计， 尤其涉及一种方 形锂离子电池。 背景技术 [0002]方形铝壳锂离子电池因其结构可靠性高， 安全性好， 易于排布等优点， 已经成为车 用动力电池以及储能电池的主流选择之一， 为提高方形铝壳电池的能量密度， 需要尽量提 高其铝壳 内部的空间利用率， 目前有加倍极耳 数目、 合理设置方 形电池结构等手段。 [0003]CN108461811B公开了一种用于卷绕式锂离子电池的极片及电芯， 极片包括极片本 体， 所述极片本体上设有若干极耳， 所述若干极耳分为n组， 每组内极耳的数量为m个， 每组 内的m个极耳分为m/2对， 每对中的2个 极耳的宽度相同， 每对中的2个 极耳之间的间距相等， 为L1， 每组内相 邻两对极耳的间距相等， 为L2， 每组内相 邻两对极耳的宽度依次增加L， 所述 极片本体的表面全部 涂覆有电极材 料。 [0004]CN212571161U公开了一种电池盖板， 正极铆钉依 次穿过密封圈、 支撑架、 基板、 止 转片和正极压板铆接， 负极铆钉依 次穿过密封圈、 支撑架、 基板、 负极绝缘板和负极压板铆 接， 正极转接片 焊接在正极铆钉的下面， 负极转接片 焊接在负极铆钉的下面， 基板的中心 开 有防爆孔， 防爆孔内安装有防爆片， 防爆孔顶部安装有防爆膜， 基板上开有注液孔， 在注液 孔内密封的安装有密封钉和密封片， 基板的两端还设置有圆柱形定位柱， 止转片、 负极绝缘 板上设置有定位 孔与定位柱嵌套连接， 可保障方 形铝壳锂电池整体的安全性及稳定性。 [0005]CN112310409A公开了一种电极组件和 二次电池。 电极组件包括第一极片、 第二极 片和隔膜， 隔膜将第一极片和第二极片隔开。 第一极片包括第一集流体和 第一活性物质层， 第一集流体包括第一主体部和第一极耳， 第一极耳从第一主体部沿纵向的一端延伸。 第一 主体部包括第一涂覆 区和第一过渡区， 第一过渡区设置于第一极耳和第一涂覆区之间； 第 一活性物质层涂覆于第一涂覆区的表面， 第一过渡区和第一极耳均未涂覆第一活性物质 层。 第二极片包括第二集流体和 第二活性物质层， 第二集流体包括第二主体部和 第二极耳， 第二极耳从第二主体部沿纵向的一端延伸， 第二活性物质层涂覆于第二主体部的表面。 第 一过渡区的远离第一涂覆区的边 缘不超出第二活性物质层的边 缘。 [0006]综上可见， 现有技术针对卷绕式电池， 为获得更高的能量密度考虑到了方形壳体 的高度和宽度的关系， 方形电池内部构 造的设计以及材料涂覆区的设计， 但是， 忽略了对应 不同尺寸壳体的卷芯数目以及正负极涂层的面积带来的影响。 过少的卷芯数量会使得单个 卷芯的厚度过大， 导致拐角处空间浪费； 过多的卷芯会使得极耳焊接所需空间增加， 导致盖 板下方空间浪费。 活性材料涂布区面积同理， 过少时会造成卷芯中空间的浪费， 而 过大时则 会因为集流体占用过多重量导致能量密度下降。 因此， 亟需研究一种包容性 强、 操作性 强的 方形铝壳， 以应对不同数量电芯的填充， 满足 实际生产生活的需求。说　明　书 1/12 页 3 CN 114243092 A 3