CN205828576U - 卷绕式电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卷绕式电芯，包括：第一极片，在第一卷绕起始段具有未涂覆第一活性物质层的空白第一集流体；第二极片，在第二卷绕起始段具有未涂覆第二活性物质层的空白第二集流体，且第二卷绕起始段处于第一卷绕起始段沿厚度方向的内侧；隔离膜，将第一极片和第二极片隔离开；第一极耳，与空白第一集流体电连接；第二极耳，与空白第二集流体电连接。在长度方向上，第一卷绕起始段的长度大于第二卷绕起始段的长度，且第一极耳的位置超出第二卷绕起始段；第二卷绕起始段的第二端部和隔离膜的第三卷绕起始段向第二卷绕起始段沿厚度方向的内侧回折，且回折后的第二卷绕起始段的第二端部和隔离膜的第三卷绕起始段均位于第一极耳和第二极耳之间。

Description

卷绕式电芯

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种卷绕式电芯。

背景技术

随着锂离子电芯商业化的发展，市场对能量密度的要求越来越高，对制造工艺的要求也越来越苛刻。

在现有技术中，参照图1，第一极片1的第一卷绕起始段E1的长度小于第二极片2的第二卷绕起始段2的长度，导致隔离膜3在第二卷绕起始段2的内部空卷，造成隔离膜3的浪费和能量密度的降低；同时，第一卷绕起始段E1的两侧均为第二极片2，需要在第一极耳4的两侧及第一极片1卷绕起始自由端的两侧均粘贴胶纸G，导致贴胶工艺复杂，生产效率低下。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种卷绕式电芯，其能提高卷绕式电芯的能量密度，简化贴胶工艺，减少胶纸的用量。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种卷绕式电芯，其包括：第一极片，具有第一集流体和涂覆在第一集流体表面上的第一活性物质层，第一极片在第一卷绕起始段具有未涂覆第一活性物质层的空白第一集流体；第二极片，具有第二集流体和涂覆在第二集流体表面上的第二活性物质层，第二极片在第二卷绕起始段具有未涂覆第二活性物质层的空白第二集流体，且第二卷绕起始段处于第一卷绕起始段沿厚度方向的内侧；隔离膜，设置于第一极片和第二极片之间，以将第一极片和第二极片隔离开；第一极耳，与空白第一集流体电连接；第二极耳，与空白第二集流体电连接。

其中，在长度方向上，第一卷绕起始段的长度大于第二卷绕起始段的长度，且第一极耳的位置超出第二卷绕起始段；第二卷绕起始段的第二端部和隔离膜的第三卷绕起始段向第二卷绕起始段沿厚度方向的内侧回折，且回折后的第二卷绕起始段的第二端部和隔离膜的第三卷绕起始段均位于第一极耳和第二极耳之间。

本实用新型的有益效果如下：

在根据本实用新型的卷绕式电芯中，由于第二卷绕起始段小于第一卷绕起始段的长度，所以隔离膜的第三卷绕起始段无需像现有技术那样大长度的空卷，从而减少隔离膜的使用量，降低成本。另外，由于回折后的第二卷绕起始段的第二端部和隔离膜的第三卷绕起始段均位于第一极耳和第二极耳之间，所以隔离膜的第三卷绕起始段的厚度不再与第一极耳和第二极耳的厚度叠加，从而降低卷绕式电芯的厚度，提高卷绕式电芯的能量密度。同时，由于第二卷绕起始段的第二端部回折到第二卷绕起始段沿厚度方向的内侧，所以第二端部沿厚度方向的两侧均为第二极片，所以第二端部沿厚度方向的两侧无需粘贴胶纸，减少了胶纸的用量，节约了成本。另外，隔离膜的第三卷绕起始段的延伸方式可以实现所述卷绕式电芯的自动化生产。

附图说明

图1为现有技术的卷绕式电芯的示意图；

图2为根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例的示意图，其中第一卷绕起始段、第二卷绕起始段、第三卷绕起始段、第一端部及第二端部均用虚框指示出；

图3为根据本实用新型的卷绕式电芯的另一实施例的示意图，其中第一卷绕起始段、第二卷绕起始段、第三卷绕起始段、第一端部及第二端部均用虚框指示出。

其中，附图标记说明如下：

1第一极片 5第二极耳

11第一集流体 E1第一卷绕起始段

111空白第一集流体 E11第一端部

12第一活性物质层 E2第二卷绕起始段

2第二极片 E21第二端部

21第二集流体 E3第三卷绕起始段

211空白第二集流体 G胶纸

22第二活性物质层 L长度方向

3隔离膜 T厚度方向

4第一极耳

具体实施方式

下面参照附图来详细说明本实用新型的卷绕式电芯。

参照图2和图3，根据本实用新型的卷绕式电芯包括：第一极片1，具有第一集流体11和涂覆在第一集流体11表面上的第一活性物质层12，第一极片1在第一卷绕起始段E1具有未涂覆第一活性物质层12的空白第一集流体111；第二极片2，具有第二集流体21和涂覆在第二集流体21表面上的第二活性物质层22，第二极片2在第二卷绕起始段E2具有未涂覆第二活性物质层22的空白第二集流体211，且第二卷绕起始段E2处于第一卷绕起始段E1沿厚度方向T的内侧；隔离膜3，设置于第一极片1和第二极片2之间，以将第一极片1和第二极片2隔离开；第一极耳4，与空白第一集流体111电连接；第二极耳5，与空白第二集流体211电连接。

其中，在长度方向L上，第一卷绕起始段E1的长度大于第二卷绕起始段E2的长度，且第一极耳4的位置超出第二卷绕起始段E2(参照图2和图3给出的方位，“超出”是指第一极耳4在第二卷绕起始段E2的第二端部E21沿长度方向L的右侧)；第二卷绕起始段E2的第二端部E21和隔离膜3的第三卷绕起始段E3向第二卷绕起始段E2沿厚度方向T的内侧回折，且回折后的第二卷绕起始段E2的第二端部E21和隔离膜3的第三卷绕起始段E3均位于第一极耳4和第二极耳5之间。

在根据本实用新型的卷绕式电芯中，由于第二卷绕起始段E2小于第一卷绕起始段E1的长度，所以隔离膜3的第三卷绕起始段E3无需像现有技术那样大长度的空卷，从而减少隔离膜3的使用量，降低成本。另外，由于回折后的第二卷绕起始段E2的第二端部E21和隔离膜3的第三卷绕起始段E3均位于第一极耳4和第二极耳5之间，所以隔离膜3的第三卷绕起始段E3的厚度不再与第一极耳4和第二极耳5的厚度叠加，从而降低卷绕式电芯的厚度，提高卷绕式电芯的能量密度。同时，由于第二卷绕起始段E2的第二端部E21回折到第二卷绕起始段E2沿厚度方向T的内侧，所以第二端部E21沿厚度方向T的两侧均为第二极片2，所以第二端部E21沿厚度方向T的两侧无需粘贴胶纸G(由于在实际生产中，第二极片2在第二端部E21处会留有毛刺，在现有技术中，第二极片2在第二端部E21处的两侧均为第一极片1，毛刺易刺破隔离膜3而与第一极片1接触，并造成短路，所以要粘贴胶纸G)，减少了胶纸G的用量，节约了成本。另外，隔离膜3的第三卷绕起始段E3的延伸方式可以实现所述卷绕式电芯的自动化生产。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2和图3，在厚度方向T上，第二极片2的第二卷绕起始段E2的内侧和外侧分别设有一层隔离膜3，并且两层隔离膜3在长度方向L上均超出第二卷绕起始段E2的第二端部E21；两层隔离膜3超出第二卷绕起始段E2的第二端部E21的部分共同组成隔离膜3的第三卷绕起始段E3，且第三卷绕起始段E3随着第二卷绕起始段E2的第二端部E21回折到第二卷绕起始段E2沿厚度方向T的内侧。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2和图3，第二极片2的第二卷绕起始段E2为紧邻卷绕中心沿厚度方向T一侧的且具有卷绕起始的自由端的一层第二极片2。第二卷绕起始段E2的第二端部E21为第二极片2回折到第二卷绕起始段E2沿厚度方向T的内侧的部分。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，第一极片1为正极极片，第二极片2为负极极片；或第一极片1为负极极片，第二极片2为正极极片。优选地，第一极片1为正极极片，第二极片2为负极极片，对应地，第一活性物质层12为正极活性物质层，具体可以为钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂中的至少一种。第二活性物质层22为负极活性物质层，具体可以为碳和硅中的至少一种。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2和图3，第二集流体21的与空白第一集流体111直接相对的一侧未涂覆第二活性物质层22。由于空白第一集流体111上未涂覆第一活性物质层12，与空白第一集流体111直接相对的第二集流体21上如果涂覆上第二活性物质层22，不但对容量没有帮助(在空白第一集流体111和与空白第一集流体111直接相对的第二集流体21之间，锂离子无法实现往返嵌入和脱嵌)，反而增加电芯厚度从而减小电芯能量密度，所以第二集流体21的与空白第一集流体111直接相对的一侧的第二活性物质层22可以省去，避免材料的浪费，并且提高电芯能量密度。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2和图3，第一集流体11的与空白第二集流体211直接相对的一侧未涂覆第一活性物质层12。由于空白第二集流体211上未涂覆第二活性物质层22，与空白第二集流体211直接相对的第一集流体11上如果涂覆上第一活性物质层12，不但对容量没有帮助(在空白第二集流体211和与空白第二集流体211直接相对的第一集流体11之间，锂离子无法实现往返嵌入和脱嵌)，反而增加电芯厚度从而减小电芯能量密度，所以第一集流体11的与空白第二集流体211直接相对的一侧的第一活性物质层12可以省去，避免材料的浪费，并且提高电芯能量密度。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，第一极耳4的厚度大于空白第一集流体111的厚度。这样能够保证第一极耳4的连接强度和过流截面积。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，第二极耳5的厚度大于空白第二集流体211的厚度。这样能够保证第二极耳5的连接强度和过流截面积。

在根据本发明的卷绕式电芯的一实施例中，第一集流体11为铝箔，第二集流体21为铜箔。

在根据本发明的卷绕式电芯的一实施例中，第一极耳4通过焊接方式固定到空白第一集流体111。

在根据本发明的卷绕式电芯的一实施例中，第二极耳5通过焊接方式固定到空白第二集流体211。

在根据本发明的卷绕式电芯的一实施例中，所述焊接为激光焊、超声波焊接或电阻焊。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，隔离膜3的第三卷绕起始段E3的长度为2mm～50mm，优选3mm～10mm。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2，第二极片2与第一卷绕起始段E1的第一端部E11直接相对的部分贴有胶纸G。由于在实际生产中，第一极片1在第一端部E11处会留有毛刺，而第一极片1在第一端部E11处的两侧均为第二极片2，毛刺易刺破隔离膜3而与第二极片2接触，并造成短路，所以要粘贴胶纸G。第二极片2与第一卷绕起始段E1的第一端部E11直接相对的部分包括第一端部E11的上下两侧及直接相对的圆弧部分。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图3，第一卷绕起始段E1的第一端部E11向第一卷绕起始段E1沿厚度方向T的内侧回折，且回折后的第一卷绕起始段E1的第一端部E11不与第二卷绕起始段E2在厚度方向T上重叠。由于第一卷绕起始段E1的第一端部E11回折到第一卷绕起始段E1沿厚度方向T的内侧，因此，第一极片1在第一端部E11处仅一侧与第二极片2直接相对，因此只需在这一侧粘贴胶纸G即可，减少了胶纸G的用量，节约了成本。

Claims (10)

1.一种卷绕式电芯，包括：

第一极片(1)，具有第一集流体(11)和涂覆在第一集流体(11)表面上的第一活性物质层(12)，第一极片(1)在第一卷绕起始段(E1)具有未涂覆第一活性物质层(12)的空白第一集流体(111)；

第二极片(2)，具有第二集流体(21)和涂覆在第二集流体(21)表面上的第二活性物质层(22)，第二极片(2)在第二卷绕起始段(E2)具有未涂覆第二活性物质层(22)的空白第二集流体(211)，且第二卷绕起始段(E2)处于第一卷绕起始段(E1)沿厚度方向(T)的内侧；

隔离膜(3)，设置于第一极片(1)和第二极片(2)之间，以将第一极片(1)和第二极片(2)隔离开；

第一极耳(4)，与空白第一集流体(111)电连接；

第二极耳(5)，与空白第二集流体(211)电连接；

其特征在于，

在长度方向(L)上，第一卷绕起始段(E1)的长度大于第二卷绕起始段(E2)的长度，且第一极耳(4)的位置超出第二卷绕起始段(E2)；

第二卷绕起始段(E2)的第二端部(E21)和隔离膜(3)的第三卷绕起始段(E3)向第二卷绕起始段(E2)沿厚度方向(T)的内侧回折，且回折后的第二卷绕起始段(E2)的第二端部(E21)和隔离膜(3)的第三卷绕起始段(E3)均位于第一极耳(4)和第二极耳(5)之间。

2.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，

在厚度方向(T)上，第二极片(2)的第二卷绕起始段(E2)的内侧和外侧分别设有一层隔离膜(3)，并且两层隔离膜(3)在长度方向(L)上均超出第二卷绕起始段(E2)的第二端部(E21)；

两层隔离膜(3)超出第二卷绕起始段(E2)的第二端部(E21)的部分共同组成隔离膜(3)的第三卷绕起始段(E3)，且第三卷绕起始段(E3)随着第二卷绕起始段(E2)的第二端部(E21)回折到第二卷绕起始段(E2)沿厚度方向(T)的内侧。

3.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，

第一极片(1)为正极极片，第二极片(2)为负极极片；或

第一极片(1)为负极极片，第二极片(2)为正极极片。

4.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，第二集流体(21)的与空白第一集流体(111)直接相对的一侧未涂覆第二活性物质层(22)。

5.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，第一集流体(11)的与空白第二集流体(211)直接相对的一侧未涂覆第一活性物质层(12)。

6.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，第一极耳(4)的厚度大于空白第一集流体(111)的厚度，第二极耳(5)的厚度大于空白第二集流体(211)的厚度。

7.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，隔离膜(3)的第三卷绕起始段(E3)的长度为2mm～50mm。

8.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，第二极片(2)与第一卷绕起始段(E1)的第一端部(E11)直接相对的部分贴有胶纸(G)。

9.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，第一卷绕起始段(E1)的第一端部(E11)向第一卷绕起始段(E1)沿厚度方向(T)的内侧回折，且回折后的第一卷绕起始段(E1)的第一端部(E11)不与第二卷绕起始段(E2)在厚度方向(T)上重叠。

10.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，

第一极耳(4)通过焊接方式固定到空白第一集流体(111)；

第二极耳(5)通过焊接方式固定到空白第二集流体(211)。