一種卷繞式電芯的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)涉及二次電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種卷繞式電芯。卷繞式電芯由第一隔膜、第一極片、第二隔膜、第二極片的頭端依次疊置并卷繞而成，第一隔膜位于扁平狀電芯的最內(nèi)側(cè)；第一極片上電連接有第一極耳，第二極片上電連接有第二極耳；第一極耳和第二極耳位于扁平狀電芯沿長(zhǎng)度方向的平直面上且在厚度方向上不重合；第一極耳到第一集流體尾端的距離不超過(guò)第一集流體總長(zhǎng)的1/3，第二極耳到第二集流體尾端的距離不超過(guò)第二集流體總長(zhǎng)的1/3；第一極耳或/和第二極耳在扁平狀電芯厚度方向的對(duì)應(yīng)位置的電芯最內(nèi)側(cè)連續(xù)重疊的第一隔膜和第二隔膜之和不超過(guò)兩層。本申請(qǐng)的卷繞式電芯，可節(jié)省隔膜用量，提升能量密度，降低變形風(fēng)險(xiǎn)。
【專利說(shuō)明】
一種卷繞式電芯
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本申請(qǐng)涉及二次電池領(lǐng)域，具體講，涉及一種卷繞式電芯。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)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)。
[0003]隨著二次電芯商業(yè)化的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)其能量密度的要求越來(lái)越高如圖1和圖2所示，卷繞式電芯的內(nèi)部需要空卷隔離膜，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。另外極耳在電芯最內(nèi)側(cè)，也就是頭部，這樣會(huì)造成電芯結(jié)構(gòu)的不對(duì)稱，并造成電芯的變形。
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，特提出本申請(qǐng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本申請(qǐng)的發(fā)明目的在于提出一種卷繞式電芯。
[0006]為了完成本申請(qǐng)的發(fā)明目的，采用的技術(shù)方案為:
[0007]本申請(qǐng)涉及一種卷繞式電芯，所述卷繞式電芯為由第一隔膜、第一極片、第二隔膜、第二極片的頭端依次疊置并卷繞而成的扁平狀電芯，所述第一隔膜位于所述扁平狀電芯的最內(nèi)側(cè);所述第一極片包括第一集流體和涂覆在第一集流體表面的第一活性物質(zhì)層，所述第二極片包括第二集流體和涂覆在第二集流體表面的第二活性物質(zhì)層;所述第一極片上電連接有第一極耳，所述第二極片上電連接有第二極耳;所述第一極耳和所述第二極耳位于所述扁平狀電芯沿長(zhǎng)度方向的平直面上且在厚度方向上不重合；
[0008]優(yōu)選的，所述第一極耳到所述第一集流體尾端的距離不超過(guò)所述第一集流體總長(zhǎng)的1/3，所述第二極耳到所述第二集流體尾端的距離不超過(guò)所述第二集流體總長(zhǎng)的1/3;所述第一極耳或/和第二極耳在所述扁平狀電芯厚度方向的對(duì)應(yīng)位置的電芯最內(nèi)側(cè)連續(xù)重疊的所述第一隔膜和所述第二隔膜之和不超過(guò)兩層。
[0009]優(yōu)選的，所述第一隔膜包括由頭部到尾部依次設(shè)置的第一隔膜回折段和第一隔膜隔離段，所述第二隔膜包括由頭部到尾部依次設(shè)置的第二隔膜回折段和第二隔膜隔離段，所述第一隔膜回折段與所述第二隔膜回折段形成隔膜回折部，所述隔膜回折部的回折方向與所述扁平狀電芯的卷繞方向相同，所述第一極耳或所述第二極耳在所述扁平狀電芯厚度方向上與所述隔膜回折部互相錯(cuò)開(kāi)。
[0010]優(yōu)選的，所述隔膜回折部位于所述扁平狀電芯的寬度方向上最內(nèi)側(cè)的一端。
[0011]優(yōu)選的，所述隔膜回折部在所述扁平狀電芯厚度方向上位于所述第一極耳和所述第二極耳之間。
[0012]優(yōu)選的，所述第二集流體的頭部設(shè)置有第二集流體回折段，所述第二集流體回折段的回折方向與所述扁平狀電芯的卷繞方向相同，所述第二集流體回折段與所述隔膜回折部不重合，所述第二集流體回折段與所述第一極耳或所述第二極耳在所述扁平狀電芯厚度方向上不重合。
[0013]優(yōu)選的，所述第一集流體夾設(shè)于所述第一隔膜隔離段與所述第二隔膜隔離段之間。
[0014]優(yōu)選的，所述第一活性物質(zhì)層的起始端與所述第一集流體的起始端齊平，所述第二活性物質(zhì)層的起始端與所述第二集流體的起始端齊平;所述第一集流體的至少一個(gè)表面涂覆有所述第一活性物質(zhì)層，所述第二集流體的上下表面均涂覆有所述第二活性物質(zhì)層。
[0015]優(yōu)選的，所述第一集流體夾設(shè)于所述第一隔膜回折段與所述第二隔膜回折段之間。
[0016]優(yōu)選的，所述第一極耳沿所述第一集流體的長(zhǎng)度方向上的至少一側(cè)設(shè)置有所述第一活性物質(zhì)層，所述第二極耳沿所述第二集流體的長(zhǎng)度方向上的至少一側(cè)設(shè)置有所述第二活性物質(zhì)層。
[0017]優(yōu)選的，所述第一極片為負(fù)極極片，所述第二極片為正極極片;或，所述第一極片為正極極片，所述第二極片為負(fù)極極片。
[0018]本申請(qǐng)的技術(shù)方案至少具有以下有益的效果:
[0019]本申請(qǐng)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。本申請(qǐng)的極耳位于電芯外側(cè)，增加了電芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，降低了電芯變形的風(fēng)險(xiǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1為【背景技術(shù)】中卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖2為【背景技術(shù)】中又一卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本申請(qǐng)某一【具體實(shí)施方式】中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4為本申請(qǐng)某一【具體實(shí)施方式】中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5為本申請(qǐng)某一【具體實(shí)施方式】中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖6為本申請(qǐng)某一【具體實(shí)施方式】中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖7為本申請(qǐng)某一【具體實(shí)施方式】中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖8為本申請(qǐng)某一【具體實(shí)施方式】中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖9為本申請(qǐng)某一【具體實(shí)施方式】中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖10為本申請(qǐng)某一【具體實(shí)施方式】中的卷繞式電芯結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]其中:
[0031]1-卷繞式電芯；
[0032]10-第一隔膜；
[0033]101-第一隔膜回折段；
[0034]102-第一隔膜隔離段；
[0035]20-第二隔膜；
[0036]201-第二隔膜回折段；
[0037]202-第二隔膜隔離段；
[0038]30-第一極片；
[0039]301-第一集流體；
[0040]302-第一活性物質(zhì)層；
[0041]40-第二極片；
[0042]401-第二集流體；
[0043]402-第二活性物質(zhì)層；
[0044]4011-第二集流體回折段；
[0045]50-第一極耳；
[0046]60-第二極耳。
【具體實(shí)施方式】
[0047]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本申請(qǐng)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本申請(qǐng)而不用于限制本申請(qǐng)的范圍。
[0048]本申請(qǐng)涉及一種卷繞式電芯I，為由第一隔膜10、第一極片30、第二隔膜20、第二極片40的頭端依次疊置并卷繞而成的扁平狀電芯，第一隔膜10位于扁平狀電芯I的最內(nèi)側(cè)；
[0049]第一極片30包括第一集流體301和涂覆在第一集流體301表面的第一活性物質(zhì)層302，第二極片40包括第二集流體401和涂覆在第二集流體401表面的第二活性物質(zhì)層402;第一極片30上電連接有第一極耳50，第二極片40上電連接有第二極耳60;第一極耳50和第二極耳60位于扁平狀電芯I沿長(zhǎng)度方向的平直面上，且在厚度方向上不重合；
[0050]第一極耳50到第一集流體301尾端的距離不超過(guò)第一集流體301總長(zhǎng)的1/3，第二極耳60到第二集流體401尾端的距離不超過(guò)第二集流體401總長(zhǎng)的1/3，第一極耳50或/和第二極耳60在電芯厚度方向的對(duì)應(yīng)位置的電芯最內(nèi)側(cè)連續(xù)重疊的第一隔膜10和第二隔膜20之和不超過(guò)兩層。
[0051 ]在本申請(qǐng)的扁平狀電芯，由第一隔膜10的起始端繞卷360度后所構(gòu)成的一個(gè)螺圈在電芯寬度方向上的中心線為扁平狀電芯的最內(nèi)側(cè)。
[0052]本申請(qǐng)的扁平狀電芯的繞卷圈數(shù)至少為1.5圈，第一極耳50和第二極耳60不會(huì)位于卷繞式電芯I的第一圈。
[0053]由于本申請(qǐng)中將極耳設(shè)置于電芯的外側(cè)，增加了電芯的內(nèi)部結(jié)構(gòu)對(duì)稱性，減少了電芯變形的風(fēng)險(xiǎn)。第一極耳50或/和第二極耳60在電芯厚度方向的對(duì)應(yīng)位置的電芯最內(nèi)側(cè)連續(xù)重疊的第一隔膜10和第二隔膜20之和不超過(guò)兩層，不再需要連續(xù)重疊4層隔膜，可節(jié)省兩層隔膜的原材料和厚度，節(jié)約了成本，且提升了電芯的體積能量密度。
[0054]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的一種改進(jìn)，第一極耳50沿第一集流體301的長(zhǎng)度方向上的至少一側(cè)設(shè)置有第一活性物質(zhì)層302，第二極耳60沿第二集流體401的長(zhǎng)度方向上的至少一側(cè)設(shè)置有第二活性物質(zhì)層402。極耳可設(shè)置于集流體尾部的空箔區(qū)上，為了進(jìn)一步提高電芯的體積能量密度，減少空箔區(qū)的面積，當(dāng)極耳設(shè)置于集流體偏中部的位置上時(shí)，沿集流體的長(zhǎng)度方向上的兩側(cè)均設(shè)置活性物質(zhì)層，設(shè)置有極耳的空箔區(qū)均可以設(shè)置活性物質(zhì)。
[0055]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的一種改進(jìn)，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。
[0056]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的一種改進(jìn)，第一極耳50為一個(gè)或多個(gè)，第二極耳60為一個(gè)或多個(gè)。由于本申請(qǐng)中將極耳設(shè)置于電芯的外側(cè)，所以增加極耳的個(gè)數(shù)也不會(huì)增加電芯變形的風(fēng)險(xiǎn)。
[0057]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的一具體實(shí)施例，如圖3和圖4所示；第二集流體401的起始端與第一集流體301的起始端可以齊平，也可錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。第一隔膜10的起始端和第二隔膜20的起始端均與第一集流體301的起始端齊平。即電池最內(nèi)側(cè)為兩層連續(xù)重疊的第一隔膜
10。圖3為逆時(shí)針卷繞，圖4為順時(shí)針卷繞。該【具體實(shí)施方式】中，在電芯最內(nèi)側(cè)卷繞一層空白集流體以方便電芯的制備。
[0058]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的又一具體實(shí)施例，如圖5所示;第一活性物質(zhì)層302的起始端與第一集流體301的起始端可以齊平，也可錯(cuò)開(kāi)設(shè)置。第二活性物質(zhì)層402的起始端與第二集流體401的起始端齊平;且第一集流體301的外表面均涂覆有第一活性物質(zhì)層302，第二集流體401的上下表面均涂覆有第二活性物質(zhì)層402。即從電芯的最內(nèi)側(cè)就開(kāi)始卷繞上下表面均涂覆有活性物質(zhì)層的極片，不在電芯最內(nèi)側(cè)卷繞空白集流體，可進(jìn)一步提高電芯的體積能量密度?；钚晕镔|(zhì)層的起始端也可不與集流體的起始端齊平，可根據(jù)實(shí)際情況靈活的進(jìn)行設(shè)計(jì)。
[0059]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的又一具體實(shí)施例，如圖6所示;第一隔膜10包括由頭部到尾部依次設(shè)置的第一隔膜回折段101和第一隔膜隔離段102，第二隔膜20包括由頭部到尾部依次設(shè)置的第二隔膜回折段201和第二隔膜隔離段202;隔膜回折部的回折方向與扁平狀電芯的卷繞方向相同，第一極耳50或第二極耳60在扁平狀電芯厚度方向上與隔膜回折部互相錯(cuò)開(kāi)，因此不會(huì)增加電芯的厚度。隔膜回折部的設(shè)計(jì)與圖3?5所示的實(shí)施方式相比，雖然原材料略有浪費(fèi)，但隔膜回折部的設(shè)計(jì)使電芯在繞卷過(guò)程中操作更加方便，由于極耳位置是電芯最厚的地方，因此，該隔膜回折部的設(shè)計(jì)不會(huì)損失體積能量密度。隔膜回折部位于扁平狀電芯的寬度方向上最內(nèi)側(cè)的一端，第一集流體301夾設(shè)于第一隔膜隔離段102與第二隔膜隔離段202之間。
[0060]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的又一具體實(shí)施例，如圖7所示;該【具體實(shí)施方式】與圖6不同的是，第一活性物質(zhì)層302的起始端與第一集流體301的起始端齊平，第二活性物質(zhì)層402的起始端與第二集流體401的起始端齊平;第一集流體301的外表面涂覆有第一活性物質(zhì)層302，第二集流體401的上下表面均涂覆有第二活性物質(zhì)層402。
[0061]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的又一具體實(shí)施例，如圖8所示;第一隔膜10包括第一隔膜回折段101和第一隔膜隔離段102，第二隔膜20包括第二隔膜回折段201和第二隔膜隔離段202，第一隔膜回折段101與第二隔膜回折段201形成隔膜回折部，隔膜回折部的回折方向與扁平狀電芯的卷繞方向相同，隔膜回折部位于扁平狀電芯的寬度方向上最內(nèi)側(cè)的一端，且與第一極耳50或第二極耳60在扁平狀電芯厚度方向上不重合，因此不會(huì)增加電芯的厚度。第一集流體301夾設(shè)于第一隔膜回折段101與第二隔膜回折段201之間。第一集流體301與隔膜隔離段相對(duì)應(yīng)位置的外表面涂覆有第一活性物質(zhì)層302，第二集流體401與隔膜隔離段相對(duì)應(yīng)位置的上下表面均涂覆有第二活性物質(zhì)層402。
[0062]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的又一具體實(shí)施例，如圖9所示;第一隔膜10包括第一隔膜回折段101和第一隔膜隔離段102，第二隔膜20包括第二隔膜回折段201和第二隔膜隔離段202，第一隔膜回折段101與第二隔膜回折段201形成隔膜回折部，隔膜回折部的回折方向與扁平狀電芯的卷繞方向相同，隔膜回折部在電芯厚度方向上位于第一極耳50和第二極耳60之間，不與第一極耳50和第二極耳60重合，因此不會(huì)增加電芯的厚度。第一集流體301夾設(shè)于第一隔膜隔離段102與第二隔膜隔離段202之間。由于隔膜回折部位于電芯最內(nèi)側(cè)的中部，隔膜隔離段開(kāi)始卷繞是從電芯內(nèi)側(cè)的中部開(kāi)始繞卷，然后進(jìn)行彎折，第一集流體301夾設(shè)于第一隔膜隔離段102與第二隔膜隔離段202之間，跟隨著隔膜一起繞卷。在本實(shí)施例中，沿集流體的長(zhǎng)度方向上的兩側(cè)均設(shè)置活性物質(zhì)層。
[0063]作為本申請(qǐng)卷繞式電芯I的又一具體實(shí)施例，如圖10所示；該【具體實(shí)施方式】與圖9不同的是，第二集流體401的頭部設(shè)置有第二集流體回折段4011，第二集流體回折段4011的回折方向與扁平狀電芯的卷繞方向相同，第二集流體回折段4011與隔膜回折部不重合，且第二集流體回折段4011與第一極耳50或第二極耳60在扁平狀電芯厚度方向上不重合。第二集流體回折段4011雖然增加了一些材料，但可方便繞卷操作，并且不會(huì)增加電芯的厚度。
[0064]在上述【具體實(shí)施方式】中，當(dāng)?shù)谝粯O片30為負(fù)極極片時(shí)，第二極片40為正極極片；或，當(dāng)?shù)谝粯O片30為正極極片時(shí)，第二極片40為負(fù)極極片。可根據(jù)第一、第二極片的選擇，靈活的設(shè)計(jì)活性物質(zhì)的長(zhǎng)度，負(fù)極極片上活性物質(zhì)層的長(zhǎng)度，可以大于或等于正極活性物質(zhì)的長(zhǎng)度。根據(jù)設(shè)計(jì)的需要，第一隔膜可以和第二隔膜合為一條隔膜。
[0065]本申請(qǐng)雖然以較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但并不是用來(lái)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(qǐng)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(qǐng)的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種卷繞式電芯，所述卷繞式電芯為由第一隔膜、第一極片、第二隔膜、第二極片的頭端依次疊置并卷繞而成的扁平狀電芯，所述第一隔膜位于所述扁平狀電芯的最內(nèi)側(cè);所述第一極片包括第一集流體和涂覆在第一集流體表面的第一活性物質(zhì)層，所述第二極片包括第二集流體和涂覆在第二集流體表面的第二活性物質(zhì)層;所述第一極片上電連接有第一極耳，所述第二極片上電連接有第二極耳;所述第一極耳和所述第二極耳位于所述扁平狀電芯沿長(zhǎng)度方向的平直面上且在厚度方向上不重合； 其特征在于，所述第一極耳到所述第一集流體尾端的距離不超過(guò)所述第一集流體總長(zhǎng)的1/3，所述第二極耳到所述第二集流體尾端的距離不超過(guò)所述第二集流體總長(zhǎng)的1/3;所述第一極耳或/和第二極耳在所述扁平狀電芯厚度方向的對(duì)應(yīng)位置的電芯最內(nèi)側(cè)連續(xù)重疊的所述第一隔膜和所述第二隔膜之和不超過(guò)兩層。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，所述第一隔膜包括由頭部到尾部依次設(shè)置的第一隔膜回折段和第一隔膜隔離段，所述第二隔膜包括由頭部到尾部依次設(shè)置的第二隔膜回折段和第二隔膜隔離段，所述第一隔膜回折段與所述第二隔膜回折段形成隔膜回折部，所述隔膜回折部的回折方向與所述扁平狀電芯的卷繞方向相同，所述第一極耳或所述第二極耳在所述扁平狀電芯厚度方向上與所述隔膜回折部互相錯(cuò)開(kāi)。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞式電芯，其特征在于，所述隔膜回折部位于所述扁平狀電芯的寬度方向上最內(nèi)側(cè)的一端。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞式電芯，其特征在于，所述隔膜回折部在所述扁平狀電芯厚度方向上位于所述第一極耳和所述第二極耳之間。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷繞式電芯，其特征在于，所述第二集流體的頭部設(shè)置有第二集流體回折段，所述第二集流體回折段的回折方向與所述扁平狀電芯的卷繞方向相同，所述第二集流體回折段與所述隔膜回折部不重合，所述第二集流體回折段與所述第一極耳或所述第二極耳在所述扁平狀電芯厚度方向上不重合。6.根據(jù)權(quán)利要求4?5任一權(quán)利要求所述的卷繞式電芯，其特征在于，所述第一集流體夾設(shè)于所述第一隔膜隔離段與所述第二隔膜隔離段之間。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷繞式電芯，其特征在于，所述第一活性物質(zhì)層的起始端與所述第一集流體的起始端齊平，所述第二活性物質(zhì)層的起始端與所述第二集流體的起始端齊平;所述第一集流體的至少一個(gè)表面涂覆有所述第一活性物質(zhì)層，所述第二集流體的上下表面均涂覆有所述第二活性物質(zhì)層。8.根據(jù)權(quán)利要求4?5任一權(quán)利要求所述的卷繞式電芯，其特征在于，所述第一集流體夾設(shè)于所述第一隔膜回折段與所述第二隔膜回折段之間。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，所述第一極耳沿所述第一集流體的長(zhǎng)度方向上的至少一側(cè)設(shè)置有所述第一活性物質(zhì)層，所述第二極耳沿所述第二集流體的長(zhǎng)度方向上的至少一側(cè)設(shè)置有所述第二活性物質(zhì)層。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，所述第一極片為負(fù)極極片，所述第二極片為正極極片;或，所述第一極片為正極極片，所述第二極片為負(fù)極極片。
【文檔編號(hào)】H01M10/0587GK106025377SQ201610629113
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年8月1日
【發(fā)明人】王可飛, 曾巧, 袁慶豐, 耿繼斌
【申請(qǐng)人】東莞新能源科技有限公司