本申請涉及二次電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種卷繞式電芯及卷針。

背景技術(shù)：

目前市場上廣泛應(yīng)用的二次電池，都由二次電池的電芯和外殼組成。其中，電芯為活性部件，一般由正極極片、負(fù)極極片以及設(shè)置在正極極片和負(fù)極極片之間的隔膜層疊或者卷繞而成。正極片包括正極集流體及涂覆在正極集流體表面的正極活性物質(zhì)；負(fù)極片包括負(fù)極集流體及涂覆在負(fù)極集流體表面的負(fù)極活性物質(zhì)。

隨著二次電芯商業(yè)化的發(fā)展，市場對其能量密度的要求越來越高。目前聚合物鋰離子電池在不斷追求高能量密度，而常用的提高能量密度的方法有：減小集流體，極耳，隔離膜和鋁塑膜的厚度，提高陰陽極材料的單位容量以及壓實(shí)和面密度，減小電芯充電膨脹。而這些解決方法目前受到了材料本身或者加工的限制，進(jìn)一步提升越來越困難，同時(shí)可能會(huì)帶來高成本或者高風(fēng)險(xiǎn)。

目前傳統(tǒng)的卷繞方式中，如圖1和圖2所示，卷繞式電芯的內(nèi)部需要空卷一層隔離膜，電芯最內(nèi)側(cè)有4層隔離膜連續(xù)堆疊，不但造成隔離膜的浪費(fèi)，而且增加電芯厚度從而降低電芯的能量密度。

針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，特提出本申請。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請的發(fā)明目的在于提出一種卷繞式電芯。

為了完成本申請的目的，采用的技術(shù)方案為：

本申請涉及一種卷繞式電芯，由第一隔膜、第一極片、第二隔膜、第二極片依次疊置并卷繞而成的扁平狀電芯，所述第一極片的頭部為空箔區(qū)且電連接有第一極耳，所述第二極片的頭部為空箔區(qū)且電連接有第二極耳；

所述扁平狀電芯在寬度方向上的中心線為電芯中線，所述第一極片第一次發(fā)生彎折的位點(diǎn)為第一彎折處，通過所述第一彎折處且與所述電芯中線平行的線為第一彎折線，所述第一極片的起始端為第一起始端；

所述第一隔膜的起始端和所述第二隔膜的起始端位于所述第一起始端與所述第二極耳之間；

所述第一起始端到所述第一彎折線的距離小于所述第二極耳到所述第一彎折線的距離。

優(yōu)選的，所述第一起始端到第一極耳的距離為第一極片頭部，所述第一極片頭部在所述扁平狀電芯內(nèi)部回折形成第一極片回折段，所述第一極片回折段與所述第一極耳和所述第二極耳在厚度方向上不重合。

優(yōu)選的，所述第二極片的起始端到第二極耳的距離為第二極片頭部，所述第二極片頭部在所述扁平狀電芯內(nèi)部回折形成第二極片回折段，所述第二極片回折段與所述第一極耳和所述第二極耳在厚度方向上不重合。

優(yōu)選的，所述第一隔膜的起始端到所述第一極耳之間的距離為第一隔膜頭部，所述第二隔膜的起始端到所述第一極耳之間的距離為第二隔膜頭部；

所述第一隔膜頭部與所述第二隔膜頭部沿所述扁平狀電芯的長度方向平行設(shè)置，或所述第一隔膜頭部在所述扁平狀電芯內(nèi)部回折形成隔膜回折段，或所述第一隔膜頭部和所述第二隔膜頭部在所述扁平狀電芯內(nèi)部回折形成隔膜回折段；所述隔膜回折段均不與所述第一極耳和所述第二極耳重合。

優(yōu)選的，所述第一極耳和所述第二極耳分別位于所述電芯中線的兩側(cè)。

優(yōu)選的，所述第一隔膜的起始端繞過所述第一起始端與所述第二隔膜的起始端相連接。

優(yōu)選的，所述扁平狀電芯的卷繞方向?yàn)槟鏁r(shí)針或順時(shí)針。

優(yōu)選的，所述第一極片為正極極片，所述第一極耳為正極極耳，所述第二極片為負(fù)極極片，所述第二極耳為負(fù)極極耳；或，所述第一極片為負(fù)極極片，所述第一極耳為負(fù)極極耳，所述第二極片為正極極片，所述第二極耳為正極極耳。

本申請還涉及一種用于制備本申請卷繞式電芯的卷針，所述卷針包括兩組平行排列的卷針片，所述卷針片之間留有用于所述第一隔膜和/或第二隔膜穿過的間隙，至少一組所述卷針片包括第一卷針組件和第二卷針組件，所述第一卷針組件和所述第二卷針組件之間留有用于所述第一隔膜或所述第一極片穿過的間隙，所述第一卷針組件和/或所述第二卷針組件的寬度大于或等于所述第一起始端到所述第一彎折線的距離。

優(yōu)選的，所述卷針還包括卷針基臺，兩組所述卷針片設(shè)置于所述卷針基臺上。

本申請的技術(shù)方案至少具有以下有益的效果：

本申請的卷繞式電芯，可節(jié)省隔膜用量，提升能量密度，并可降低成本。

附圖說明

圖1為背景技術(shù)中卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為背景技術(shù)中又一卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為制備本申請卷繞式電芯的卷針的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本申請卷繞式電芯的卷繞示意圖；

圖5為本申請卷繞式電芯的又一卷繞示意圖；

圖6為本申請某一具體實(shí)施方式中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7為本申請某一具體實(shí)施方式中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8為本申請某一具體實(shí)施方式中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖9為本申請某一具體實(shí)施方式中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖10為本申請某一具體實(shí)施方式中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

圖11為本申請某一具體實(shí)施方式中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：

1-卷繞式電芯；

10-第一隔膜；

20-第二隔膜；

30-第一極片；

301-第一極片回折段；

302-第一起始端；

303-第一彎折處；

40-第二極片；

401-第二極片回折段；

50-第一極耳；

60-第二極耳；

2-卷針；

21-第一卷針組件；

22-第二卷針組件；

23-第三組件。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本申請而不用于限制本申請的范圍。文中所述“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的卷繞式電芯1和卷針2的放置狀態(tài)為參照。

本申請實(shí)施例涉及一種卷繞式電芯1，卷繞式電芯1為由第一隔膜10、第一極片30、第二隔膜20、第二極片40依次疊置并卷繞而成的扁平狀電芯，第一極片30的頭部為空箔區(qū)且電連接有第一極耳50，第二極片40的頭部為空箔區(qū)且電連接有第二極耳60；扁平狀電芯在寬度方向上的中心線為電芯中線；第一極片30第一次發(fā)生彎折的位點(diǎn)為第一彎折處303，通過第一彎折處303且與所述電芯中線平行的線為第一彎折線；第一極片30的起始端為第一起始端302。

本申請實(shí)施例中，第一起始端302到第一彎折線的距離小于第二極耳60到第一彎折線的距離，即第二極耳60不與第一起始端302到第一彎折線之間的距離重合，從而可避免增加電芯的厚度。

本申請實(shí)施例中第一隔膜10的起始端和第二隔膜20的起始端均位于第一起始端302與第二極耳60之間，本申請將隔膜的起始位置限定于該特定位置，從而頭部不再需要連續(xù)重疊4層隔膜，可節(jié)省隔膜的原材料，減小了電芯的厚度，節(jié)約了成本，且提升了電芯的體積能量密度。第一隔膜10與第二隔膜20不僅完全將第一極片30與第二極片40相隔離，并且第一隔膜10的起始端和第二隔膜20的起始端均與第二極耳60在厚度方向上不重合，可避免增加電芯的厚度。

本申請實(shí)施例中的第一隔膜10和第二隔膜20可以是分離的，也可以是連接在一起的，即第一隔膜10的起始端繞過第一起始端302與第二隔膜20的起始端相連接，采用整條隔膜可進(jìn)一步簡化電芯的卷繞方式。

本申請實(shí)施例所使用的卷針2如圖3所示，卷針2包括卷針基臺和兩組平行排列的卷針片，兩組卷針片設(shè)置于卷針基臺上；兩組卷針片之間留有用于第一隔膜10和/或第二隔膜20穿過的間隙，其中一組卷針片包括第一卷針組件21和第二卷針組件22，另一個(gè)卷針片稱為第三組件23；第一卷針組件21和第二卷針組件22之間留有用于第一隔膜10或第一極片30穿過的間隙，第一卷針組件21和/或第二卷針組件22的寬度大于或等于第一起始端302到第一彎折線的距離。在電芯逆時(shí)針卷繞時(shí)，卷繞的示意圖如圖4所示。將第一極片30的起始端從左向右固定于第一卷針組件21的上表面，從而使第一起始端302到第一彎折線的距離與第一卷針組件21的寬度相同。然后將第一隔膜10固定于第一極片30上方，將第二隔膜20固定于第一卷針組件21與第三組件23之間的間隙中，同時(shí)將第二極片40最內(nèi)圈彎折后的頭部從右向左固定于第三組件23的下表面。然后啟動(dòng)卷針2進(jìn)行卷繞，卷繞完畢后，抽出卷針2即得本申請的卷繞式電芯。其中，第一起始端302可與第一卷針組件21的右端齊平，從而使第一起始端302到第一彎折線的距離與第一卷針組件21的寬度相同；或者第一起始端302可不與第一卷針組件21的右端齊平，從而使第一起始端302到第一彎折線的距離小于第一卷針組件21的寬度。

當(dāng)本申請實(shí)施例采用整條隔膜進(jìn)行卷繞時(shí)，可增加制備的便捷性。本申請通過使用連續(xù)的隔膜纏繞第一起始端302，然后進(jìn)行卷繞，在電芯逆時(shí)針卷繞時(shí)，卷繞的示意圖如圖5所示。先將隔膜沿第一卷針組件21的左端從左向右進(jìn)行卷繞并穿過間隙，然后向左卷繞，沿第一卷針組件21和第三組件23之間的間隙中穿出，到達(dá)卷針2的左端，將第一極片30的起始端從左向右固定于第一卷針組件21的上表面，使隔膜包裹住第一極片30的起始端。同時(shí)將第二極片40最內(nèi)圈彎折后的頭部從右向左固定于第三組件23的下表面。然后啟動(dòng)卷針2進(jìn)行卷繞，卷繞完畢后，抽出卷針2即得本申請的卷繞式電芯。

本申請實(shí)施例扁平狀電芯的卷繞方向?yàn)槟鏁r(shí)針或順時(shí)針，具體卷繞方向根據(jù)設(shè)備而定。

在本申請實(shí)施例中，第一極耳50和第二極耳60可位于電芯中線的兩側(cè)或同側(cè)，為了進(jìn)一步增加電芯的對稱性，第一極耳50和第二極耳60可分別位于電芯中線的兩側(cè)。

在本申請實(shí)施例中，第一極片30的頭部與第二極片40的頭部均為平直的，第一隔膜10頭部與第二隔膜20頭部也沿扁平狀電芯的長度方向平行設(shè)置，當(dāng)隔膜為分離時(shí)，電芯卷繞的示意圖如圖6所示；當(dāng)隔膜為連續(xù)時(shí)，電芯卷繞的示意圖如圖7所示；該卷繞式電芯順時(shí)針卷繞的電芯如圖8所示。

在本申請實(shí)施例中，當(dāng)?shù)谝粯O片30的頭部與第二極片40的頭部均為平直時(shí)，為了增加制備的便捷性，第一隔膜10頭部可在扁平狀電芯內(nèi)部回折形成隔膜回折段，隔膜回折段可由第一隔膜10的起始端插入第一卷針組件21和第二卷針組件22的間隙而形成，該隔膜回折段均不與第一極耳50和第二極耳60重合，以避免增加電芯的厚度?；蛘?，第一隔膜10頭部和第二隔膜20頭部均可發(fā)生回折。

在本申請實(shí)施例中，第一起始端302到第一極耳50的距離為第一極片頭部，第一極片頭部在扁平狀電芯內(nèi)部回折形成第一極片回折段301，第一極片回折段301可由第一起始端302插入第一卷針組件21和第二卷針組件22的間隙而形成。第一極片回折段301與第一極耳50和第二極耳60在厚度方向上不重合，如圖9所示。在該實(shí)施方式中，第一極片回折段301并不會(huì)增加電芯的厚度，并可保證第一極片30在裁片時(shí)有足夠的空間，不會(huì)裁到極耳膠，第一極片回折段301的回折方向與電芯的卷繞方向相同或相反。

在本申請實(shí)施例中，第二極片40的起始端到第二極耳60的距離為第二極片40頭部，第二極片40頭部在扁平狀電芯內(nèi)部回折形成第二極片回折段401，第二極片回折段401與第一極耳50和第二極耳60在厚度方向上不重合，如圖10所示。在該實(shí)施方式中，第二極片回折段401并不會(huì)增加電芯的厚度，并可保證第二極片40在裁片時(shí)有足夠的空間，不會(huì)裁到極耳膠，第二極片回折段401的回折方向與電芯的卷繞方向相同或相反。

在本申請實(shí)施例中，第一起始端302和第二極片40的起始端可同時(shí)發(fā)生回折，第一極片30頭部回折形成為第一極片回折段301，第二極片40回折形成第二極片回折段401，第一極片回折段301與第一極耳50和第二極耳60在厚度方向上不重合，第二極片回折段401也與第一極耳50和第二極耳60在厚度方向上不重合，如圖11所示。第一極片回折段301和第二極片回折段401都不會(huì)增加電芯的厚度，并可保證第一極片30、第二極片40在裁片時(shí)都有足夠的空間，不會(huì)裁到極耳膠，第一極片回折段301的回折方向與電芯的卷繞方向相同或相反，第二極片回折段401的回折方向與電芯的卷繞方向相同或相反。

在上述具體實(shí)施方式中，第一極片30為正極極片，第一極耳50為正極極耳，第二極片40為負(fù)極極片，第二極耳60為負(fù)極極耳；或者，第一極片30為負(fù)極極片，第一極耳50為負(fù)極極耳，第二極片40為正極極片，第二極耳60為正極極耳。并可根據(jù)第一極片30、第二極片40的選擇，靈活的設(shè)計(jì)活性物質(zhì)的長度。

本申請雖然以較佳實(shí)施例公開如上，但并不是用來限定權(quán)利要求，任何本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本申請構(gòu)思的前提下，都可以做出若干可能的變動(dòng)和修改，因此本申請的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。