本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種卷繞式電芯。

背景技術(shù)：

隨著鋰離子電芯商業(yè)化的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)其能量密度的要求越來(lái)越高。參照?qǐng)D1，常規(guī)的卷繞式電芯的頭部的空白正極集流體111(alfoil，鋁箔)短于負(fù)極集流體211(cufoil，銅箔)，并且卷繞式電芯的內(nèi)部需要空卷兩層隔離膜3(圖1虛框圍繞的部分隔離膜即為空卷的隔離膜)，不但造成隔離膜3的浪費(fèi)，而且使得隔離膜3與正極極耳4、負(fù)極極耳5在厚度方向t上重疊，因此增加電芯的厚度從而降低電芯的能量密度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于背景技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供一種卷繞式電芯，其能減少隔離膜以及膠紙的使用量，并降低卷繞式電芯的厚度，提高卷繞式電芯的能量密度。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種卷繞式電芯，其包括：第一極片，具有第一集流體和涂覆在第一集流體至少一個(gè)表面上的第一活性物質(zhì)層；第二極片，具有第二集流體和涂覆在第二集流體至少一個(gè)表面上的第二活性物質(zhì)層；隔離膜，設(shè)置于第一極片和第二極片之間，以將第一極片和第二極片隔離開(kāi)；第一極耳，與第一集流體電連接；第二極耳，與第二集流體電連接。

其中，第一極片的第一卷繞起始段包括：主體部，處于第二極片的第二卷繞起始段沿厚度方向的外側(cè)，且主體部沿長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度大于第二卷繞起始段沿長(zhǎng)度方向的長(zhǎng)度；以及回折部，與主體部相連并處于主體部沿厚度方向的內(nèi)側(cè)。在長(zhǎng)度方向上，隔離膜的第三卷繞起始段位于第二極片的第二卷繞起始段的端部的外側(cè)，并沿遠(yuǎn)離第二卷繞起始段的端部的方向延伸且不回折。

本發(fā)明的有益效果如下：

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯中，由于隔離膜的第三卷繞起始段沿遠(yuǎn)離第二卷繞起始段的端部的方向延伸且不回折，從而無(wú)需像現(xiàn)有技術(shù)那樣大長(zhǎng)度回卷，從而降低隔離膜的使用量，降低成本。另外，隔離膜的第三卷繞起始段的延伸方式能夠避免第三卷繞起始段在厚度方向上與第二卷繞起始段重疊，從而降低卷繞式電芯的厚度，提高卷繞式電芯的能量密度。同時(shí)，本發(fā)明的卷繞式電芯可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。另外，回折部的端部在厚度方向上僅一側(cè)與第二極片相對(duì)，因此只需在該側(cè)粘貼膠紙即可，而另一側(cè)與主體部相對(duì)，因此無(wú)需粘貼膠紙，與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了膠紙的用量，節(jié)約了成本，而且進(jìn)一步減小了電芯厚度。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的卷繞式電芯的示意圖；

圖2為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的第一實(shí)施例的示意圖，其中第一卷繞起始段、第二卷繞起始段、第三卷繞起始段均用虛框指示出；

圖3為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的第二實(shí)施例的示意圖，其中第一卷繞起始段、第二卷繞起始段、第三卷繞起始段均用虛框指示出；

圖4為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的第三實(shí)施例的示意圖，其中第一卷繞起始段、第二卷繞起始段、第三卷繞起始段均用虛框指示出；

圖5為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的第四實(shí)施例的示意圖，其中第一卷繞起始段、第二卷繞起始段、第三卷繞起始段均用虛框指示出；

圖6為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的第五實(shí)施例的示意圖，其中第一卷繞起始段、第二卷繞起始段、第三卷繞起始段均用虛框指示出；

圖7為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的成形示意圖；

圖8為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的形成第一極耳的一實(shí)施例的示意圖，其中為了清楚起見(jiàn)，第一集流體上未涉及第一活性物質(zhì)層；

圖9為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的形成第一極耳的另一實(shí)施例的示意圖，其中為了清楚起見(jiàn)，第一集流體上未涉及第一活性物質(zhì)層；

圖10為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的形成第二極耳的一實(shí)施例的示意圖，其中為了清楚起見(jiàn)，第二集流體上未涉及第二活性物質(zhì)層；

圖11為根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的形成第二極耳的另一實(shí)施例的示意圖，其中為了清楚起見(jiàn)，第二集流體上未涉及第一活性物質(zhì)層。

其中，附圖標(biāo)記說(shuō)明如下：

1第一極片5第二極耳

11第一集流體e1第一卷繞起始段

111空白第一集流體e11主體部

12第一活性物質(zhì)層e12回折部

13第一凹槽e2第二卷繞起始段

2第二極片e3第三卷繞起始段

21第二集流體s1第一卷針

211空白第二集流體s2第二卷針

22第二活性物質(zhì)層g夾槽

23第二凹槽t厚度方向

3隔離膜l長(zhǎng)度方向

4第一極耳

具體實(shí)施方式

下面參照附圖來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的卷繞式電芯。

參照?qǐng)D2至圖11，根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯包括：第一極片1，具有第一集流體11和涂覆在第一集流體11至少一個(gè)表面上的第一活性物質(zhì)層12；第二極片2，具有第二集流體21和涂覆在第二集流體21至少一個(gè)表面上的第二活性物質(zhì)層22；隔離膜3，設(shè)置于第一極片1和第二極片2之間，以將第一極片1和第二極片2隔離開(kāi)；第一極耳4，與第一集流體11電連接；第二極耳5，與第二集流體21電連接。

其中，第一極片1的第一卷繞起始段e1包括：主體部e11，處于第二極片2的第二卷繞起始段e2沿厚度方向t的外側(cè)，且主體部e11沿長(zhǎng)度方向l的長(zhǎng)度大于第二卷繞起始段e2沿長(zhǎng)度方向l的長(zhǎng)度；以及回折部e12，與主體部e11相連并處于主體部e11沿厚度方向t的內(nèi)側(cè)。在長(zhǎng)度方向l上，隔離膜3的第三卷繞起始段e3位于第二極片2的第二卷繞起始段e2的端部的外側(cè)，并沿遠(yuǎn)離第二卷繞起始段e2的端部的方向 延伸且不回折。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯中，由于隔離膜3的第三卷繞起始段e3沿遠(yuǎn)離第二卷繞起始段e2的端部的方向延伸且不回折，從而無(wú)需像現(xiàn)有技術(shù)那樣大長(zhǎng)度回卷，從而降低隔離膜3的使用量，降低成本。另外，隔離膜3的第三卷繞起始段e3的延伸方式能夠避免第三卷繞起始段e3在厚度方向t上與第二卷繞起始段e2重疊，從而降低卷繞式電芯的厚度，提高卷繞式電芯的能量密度。同時(shí)，本發(fā)明的卷繞式電芯可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。另外，回折部e12的端部在厚度方向t上僅一側(cè)與第二極片2相對(duì)，因此只需在該側(cè)粘貼膠紙(由于在實(shí)際生產(chǎn)中，回折部e12的端部會(huì)留有毛刺，易刺破隔離膜3而與第二極片2接觸，并造成短路)即可，而另一側(cè)與主體部e11相對(duì)，因此無(wú)需粘貼膠紙，與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了膠紙的用量，節(jié)約了成本，而且進(jìn)一步減小了電芯厚度。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，沿厚度方向t，在第二極片2的第二卷繞起始段e2相鄰的內(nèi)側(cè)和外側(cè)分別設(shè)有一層隔離膜3，并且所述兩層隔離膜3均超出第二卷繞起始段e2的端部，超出第二卷繞起始段e2的端部的所述兩層隔離膜3構(gòu)成隔離膜3的第三卷繞起始段e3。在形成的卷繞式電芯內(nèi)，第三卷繞起始段e3為兩層隔離膜，優(yōu)選地，此兩層隔離膜貼合在一起。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，隔離膜3的第三卷繞起始段e3的長(zhǎng)度和卷繞式電芯的長(zhǎng)度有關(guān)，最小長(zhǎng)度小于等于3mm即可，優(yōu)選為3mm～100mm，最優(yōu)選8mm～30mm。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一極片1可以為正極極片或者負(fù)極極片，對(duì)應(yīng)地，第二極片2為負(fù)極極片或者正極極片。優(yōu)選地，第一極片1為正極極片，第二極片2為負(fù)極極片，對(duì)應(yīng)地，第一活性物質(zhì)層12為正極活性物質(zhì)層，具體可以為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰中的至少一種。第二活性物質(zhì)層22為負(fù)極活性物質(zhì)層，具體可以為碳和硅中的至少一種。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一極耳4為一個(gè)或多個(gè)。參照?qǐng)D5和圖6，當(dāng)卷繞式電芯的第一極耳4為多個(gè)時(shí)，多個(gè)第一極耳4優(yōu)選沿厚度方向t對(duì)齊，但是，由于加工誤差，各第一極耳4的對(duì)齊位置也允許一定的偏差。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第二極耳5為一個(gè)或多個(gè)。參照?qǐng)D6，當(dāng)卷繞式電芯的第二極耳5為多個(gè)時(shí)，多個(gè)第二極耳5優(yōu)選沿厚度方向t對(duì)齊，但是，由于加工誤差，各第二極耳5的對(duì)齊位置也允許一定的偏差。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一集流體11為鋁箔，第二集流體21為銅箔。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第二極片2的第二卷繞起始段e2具有未涂覆第二活性物質(zhì)層22的空白第二集流體211。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一集流體11的與空白第二集流體211直接相對(duì)的一側(cè)未涂覆第一活性物質(zhì)層12。由于空白第二集流體211上未涂覆第二活性物質(zhì)層22，與空白第二集流體211直接相對(duì)的第一集流體11上如果涂覆上第一活性物質(zhì)層12，不但對(duì)容量沒(méi)有幫助(在空白第二集流體211和與空白第二集流體211直接相對(duì)的第一集流體11之間，鋰離子無(wú)法實(shí)現(xiàn)往返嵌入和脫嵌)，反而增加電芯厚度從而減小電芯能量密度，所以第一集流體11的與空白第二集流體211直接相對(duì)的一側(cè)的第一活性物質(zhì)層12可以省去，避免材料的浪費(fèi)，并且提高電芯能量密度。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，回折部e12具有未涂覆第一活性物質(zhì)層12的空白第一集流體111。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，主體部e11具有未涂覆第一活性物質(zhì)層12的空白第一集流體111。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第二集流體21的與空白第一集流體111直接相對(duì)的一側(cè)未涂覆第二活性物質(zhì)層22。由于空白第一集流體111上未涂覆第一活性物質(zhì)層12，與空白第一集流體111直接相對(duì)的第二集流體21上如果涂覆上第二活性物質(zhì)層22，不但對(duì)容量沒(méi)有幫助(在空白第一集流體111和與空白第一集流體111直接相對(duì)的第二集流體21之間，鋰離子無(wú)法實(shí)現(xiàn)往返嵌入和脫嵌)，反而增加電芯厚度從而減小電芯能量密度，所以第二集流體21的與空白第一集流體111直接相對(duì)的一側(cè)的第二活性物質(zhì)層22可以省去，避免材料的浪費(fèi)，并且提高電芯能量密度。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一極片1還具有第一凹槽13，底部為露出的空白第一集流體111而周側(cè)為第一活性物質(zhì)層12，第一極 耳4置于第一凹槽13中與空白第一集流體111電連接；第二極片2還具有第二凹槽23，底部為露出的空白第二集流體211而周側(cè)為第二活性物質(zhì)層22，第二極耳5置于第二凹槽23中與空白第二集流體211電連接。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一極耳4與第一集流體11一體形成。例如，參照?qǐng)D8，第一極耳4直接由第一集流體11切割而成。進(jìn)一步優(yōu)選地，如圖9所示，第一極耳4直接由第一集流體11切割并彎折而成。當(dāng)?shù)谝粯O耳4為多個(gè)時(shí)，優(yōu)選地，第一極耳4與第一集流體11一體形成。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第二極耳5與第二集流體21一體形成。例如，參照?qǐng)D10，第二極耳5直接由第二集流體21切割而成。進(jìn)一步優(yōu)選地，如圖11所示，第二極耳5直接由第二集流體21切割并彎折而成。當(dāng)?shù)诙O耳5為多個(gè)時(shí)，優(yōu)選地，第二極耳5與第二集流體21一體形成。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一極耳4單獨(dú)形成并固定于對(duì)應(yīng)的空白第一集流體111。例如，參照3至圖6，第一極耳4固定于回折部e12處的空白第一集流體111；或者，參照?qǐng)D5和圖6，第一極耳4固定于第一凹槽13處的空白第一集流體111；或者，參照?qǐng)D2，第一極耳4固定于主體部e11的空白第一集流體111。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2，第一極耳4單獨(dú)形成并固定于主體部e11的空白第一集流體111，優(yōu)選回折部e12不與第一極耳4在厚度方向t上重疊。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第二極耳5單獨(dú)形成并固定于空白第二集流體211；對(duì)應(yīng)地，回折部e12不與第二極耳5在厚度方向t上重疊。例如，參照2至圖6，第二極耳5固定于空白第二集流體211；或者，參照?qǐng)D6，第二極耳5固定于第二凹槽23處的空白第一集流體111。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一極耳4可以通過(guò)焊接固定于對(duì)應(yīng)的空白第一集流體111，所述焊接為激光焊、超聲波焊接或電阻焊。第二極耳5可以通過(guò)焊接固定于對(duì)應(yīng)的空白第二集流體211，所述焊接為激光焊、超聲波焊接或電阻焊。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，回折部e12的端部在厚度方 向t上與第二極片2直接相對(duì)的一側(cè)貼有膠紙(未示出)；或第二極片2的與回折部e12的端部直接相對(duì)的一側(cè)貼有膠紙(未示出)。膠紙能夠防止回折部e12的端部的毛刺刺破隔離膜3而與第二極片2接觸并造成短路。

在根據(jù)本發(fā)明的卷繞式電芯中，參照?qǐng)D7，所述卷繞式電芯由在長(zhǎng)度方向l上依次放置的第一卷針s1和第二卷針s2卷繞而成。隔離膜3的第三卷繞起始段e3的部分夾持在第一卷針s1和第二卷針s2之間的夾槽g內(nèi)，當(dāng)?shù)谝痪磲榮1和第二卷針s2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，隔離膜3及由隔離膜3隔開(kāi)的第一極片1和第二極片2卷繞在第一卷針s1和第二卷針s2上，待卷繞完成后，抽出第一卷針s1和第二卷針s2，即完成卷繞式電芯的成型。