鋰離子電池的循環(huán)穩(wěn)定性受到材料、電極和電池級(jí)老化機(jī)制的限制。老化機(jī)制包括鋰沉淀、固體電解質(zhì)界面增長(zhǎng)和電極涂層的粘合劑失效。老化可以通過(guò)環(huán)境溫度控制、充電協(xié)議或電解質(zhì)添加劑來(lái)防止。然而，圓柱形鋰離子電池也有一個(gè)老化機(jī)制，其形式是循環(huán)后線圈核心內(nèi)部的機(jī)械變形，這種內(nèi)部變形通常是由不均勻性引起的。
圓柱形電池的極耳設(shè)計(jì)可以改善這種內(nèi)部不均勻性和卷芯的機(jī)械變形。一般來(lái)說(shuō)，圓柱形電池的極板涂層是斷斷續(xù)續(xù)的，在箔片上留出一個(gè)區(qū)域用于焊接極耳，焊接極耳之后是一個(gè)膠帶。此時(shí)，焊接的銅或鋁極耳片的厚度通常為100-200μm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于箔片厚度（銅：≈10-15μm；鋁：10-27μm）和電極涂層厚度（≈35-100μm），相對(duì)較厚的極耳片焊接在卷制的電芯內(nèi)，容易造成卷制電芯的形變。此外，極耳的位置設(shè)計(jì)也很關(guān)鍵，它將直接影響電流密度分布和溫度分布，如果電流密度或溫度分布不均勻，也會(huì)造成電池的老化失效。
因此，極耳的設(shè)計(jì)需要考慮這兩個(gè)方面：（1）不在線圈芯內(nèi)引入相對(duì)較厚的極耳片，通過(guò)在極耳的一端留下突出的箔片作為極耳，如圖1所示；（2）設(shè)計(jì)多個(gè)極耳，極端情況是全極耳，即極耳的一端的箔片完全留白作為極耳。下面以21700電池為例，說(shuō)明這兩種改進(jìn)效果。
如圖2所示，分別設(shè)計(jì)了焊接極耳：1?1（1個(gè)正極耳，1個(gè)負(fù)極耳）和1?2（1個(gè)正極耳，2個(gè)負(fù)極耳）；鋁箔極耳：1?1、1?2、3?4和101?125（101個(gè)正極耳，125個(gè)負(fù)極耳，與全極耳相似）。
