CN109065841B - 动力电池 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种动力电池，包括第一电极片、多个第一电极材料层、第二电极片以及隔膜。第一电极片包括交替设置的形状大小相同的多个第一涂覆区和多个第一非涂覆区。多个第一电极材料层覆盖于第一电极片。每个第一涂覆区覆盖有一个第一电极材料层。第二电极片与第一电极片间隔相对设置。隔膜设置于第一电极片与第二电极片之间。第一电极片、隔膜和第二电极片叠放在一起后弯折卷绕设置，且第一涂覆区与第一非涂覆区成一夹角。本申请通过将所述第一电极片的第一涂覆区间隔设置，并使相邻所述第一涂覆区之间形成第一非涂覆区。使得所述第一电极片、所述隔膜和所述第二电极片叠放在一起后弯折卷绕时，不存在弯折处电极片掉料的情况。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及动力电池。
背景技术
目前，容量较大的方形动力电池(＞10AH)的裸电芯内部结构主要采用以下两种工艺：1、卷绕，裸电芯的正负极极片采用卷绕工艺；2、叠片，裸电芯的正负极极片采用叠片工艺。
卷绕工艺是指将正负极片叠放在一起后，从正负极片的一端卷到另一端的工艺操作。在生产时因卷绕工艺具有控制简单、操作方便的优势，使得卷绕工艺在动力电池的电芯制作中受到广泛应用。
目前动力电池的电芯大多都采用卷绕结构的工艺，采用此工艺制作的电芯具有弯折处易掉料的问题。
发明内容
基于此，有必要针对电芯卷绕工艺的弯折处易掉料的问题，提供一种动力电池。
一种动力电池，包括：
第一电极片，包括交替设置的形状大小相同的多个第一涂覆区和多个第一非涂覆区；
多个第一电极材料层，覆盖于所述第一电极片，每个所述第一涂覆区覆盖有一个所述第一电极材料层；
第二电极片，与所述第一电极片间隔相对设置；
隔膜，设置于所述第一电极片与所述第二电极片之间；
所述第一电极片、所述隔膜和所述第二电极片叠放在一起后弯折卷绕设置，且所述第一涂覆区与所述第一非涂覆区成一夹角。
在其中一个实施例中，所述第二电极片包括交替设置的形状大小相同的多个第二涂覆区和多个第二非涂覆区，所述第二涂覆区与所述第一涂覆区一一间隔相对设置，所述动力电池还包括：
多个第二电极材料层，覆盖于所述第二电极片，每个所述第二涂覆区覆盖有一个所述第二电极材料层，所述第二电极材料层与所述第一电极材料层一一间隔相对设置。
在其中一个实施例中，所述第一电极材料层与所述第二电极材料层长度或宽度的关系为L第一＝L第二-L0。L第一为所述第一电极材料层的长度或宽度。L第二为所述第二电极材料层的长度或宽度。L0为所述第二电极材料层预留的长度或宽度。
在其中一个实施例中，相邻所述第二涂覆区之间的间距为：
其中，an-1为相邻所述第二涂覆区之间的间距。H隔膜为所述隔膜的厚度。H第一极片为所述第一电极片的厚度。H第二极片为所述第二电极片的厚度。n为大于等于2的正整数。
在其中一个实施例中，相邻所述第一涂覆区之间的间距为：
其中，bn-1为相邻所述第一涂覆区之间的间距。H隔膜为所述隔膜的厚度。H第一极片为所述第一电极片的厚度。H第二极片为所述第二电极片的厚度。b0为所述第二涂覆区预留的长度或宽度。n为大于等于2的正整数。
在其中一个实施例中，所述多个第二电极材料层沿第一方向平行间隔设置。
在其中一个实施例中，所述第二电极片包括第二涂覆区，所述第二涂覆区与每个所述第一涂覆区均间隔相对设置，所述动力电池还包括：
第二电极材料层，覆盖于所述第二电极片中的所述第二涂覆区，所述第二电极材料层与每个所述第一电极材料层均间隔相对设置。
在其中一个实施例中，所述多个第一电极材料层沿第一方向平行间隔设置。
在其中一个实施例中，所述第一电极片的材质为铜箔或铝箔。
在其中一个实施例中，所述第二电极片的材质为铜箔或铝箔。
与现有技术相比，上述动力电池，包括所述第一电极片、多个所述第一电极材料层、所述第二电极片以及所述隔膜。所述第一电极片包括交替设置的形状大小相同的多个第一涂覆区和多个第一非涂覆区。多个所述第一电极材料层覆盖于所述第一电极片。每个所述第一涂覆区覆盖有一个所述第一电极材料层。所述第二电极片与所述第一电极片间隔相对设置。所述隔膜设置于所述第一电极片与所述第二电极片之间。所述第一电极片、所述隔膜和所述第二电极片叠放在一起后弯折卷绕设置，且所述第一涂覆区与所述第一非涂覆区成一夹角。
本申请通过将所述第一电极片的第一涂覆区间隔设置，并使相邻所述第一涂覆区之间形成第一非涂覆区。使得所述第一电极片、所述隔膜和所述第二电极片叠放在一起后弯折卷绕时，不存在弯折处电极片掉料的情况。同时本申请具有控制简单、操作方便的优点。还能够增加电池的循环使用寿命。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的动力电池的截面结构示意图；
图2为本申请一实施例提供的第一极片的结构示意图；
图3为本申请一实施例提供的第二极片的结构示意图；
图4为本申请另一实施例提供的第二极片的结构示意图；
图5为本申请另一实施例提供的动力电池的截面结构示意图。
100 第一电极片
110 第一涂覆区
120 第一非涂覆区
130 第一电极材料层
200 第二电极片
210 第二涂覆区
220 第二非涂覆区
230 第二电极材料层
300 隔膜
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参见图1和图2，本申请一实施例提供一种动力电池，包括第一电极片100、多个第一电极材料层130、第二电极片200以及隔膜300。所述第一电极片100包括交替设置的形状大小相同的多个第一涂覆区110和多个第一非涂覆区120。多个所述第一电极材料层130覆盖于所述第一电极片100。每个所述第一涂覆区110覆盖有一个所述第一电极材料层130。所述第二电极片200与所述第一电极片100间隔相对设置。所述隔膜300设置于所述第一电极片100与所述第二电极片200之间。所述第一电极片100、所述隔膜300和所述第二电极片200叠放在一起后弯折卷绕设置，且所述第一涂覆区110与所述第一非涂覆区120成一夹角。
可以理解，所述第一电极片100的材质不限，只要保证形状即可。在一个实施例中，所述第一电极片100的材质为铝箔。在一个实施例中，所述第一电极片100的材质为铜箔。具体的材质，可根据实际需求进行选择。可以理解，所述第二电极片200的材质不限，只要保证形状即可。在一个实施例中，所述第二电极片200的材质为铝箔。在一个实施例中，所述第二电极片200的材质为铜箔。具体的材质，可根据实际需求进行选择。
可以理解，多个所述第一涂覆区110和多个所述第一非涂覆区120交替设置是指：所述第一涂覆区110、所述第一非涂覆区120、所述第一涂覆区110、所述第一非涂覆区120等等的排列方式。可以理解，所述第一涂覆区110的数量不做具体的限定，只要保证形状大小相同即可。在具体应用时，可根据实际需求进行选择。比如，所述第一涂覆区110的数量为20个或25个等等。可以理解，所述第一涂覆区110的面积大小不做具体限定。在应用时，可根据具体情况进行选择。比如，所述第一涂覆区110的面积为40mm2或50mm2等等。在一个实施例中，多个所述第一涂覆区110的形状为大小相等的方形或菱形。
可以理解，所述第一电极材料层130与所述第一涂覆区110之间覆盖的方式不限，只要保证所述第一电极材料层130与所述第一涂覆区110之间固定即可。在一个实施例中，所述第一电极材料层130粘贴覆盖于所述第一涂覆区110。在一个实施例中，所述第一电极材料层130辊压覆盖于所述第一涂覆区110。具体的覆盖方式，可根据实际需求进行选择。
可以理解，所述第二电极片200也覆盖有电极材料层，覆盖的方式不作具体的限定。在一个实施例中，所述电极材料层粘贴覆盖在所述第二电极片200。在一个实施例中，所述电极材料层辊压覆盖在所述第二电极片200。可以理解，所述电极材料层覆盖于所述第二电极片200的面积不作具体的限定，只要保证所述电极材料层能够覆盖住所述第一电极材料层130即可。在一个实施例中，所述电极材料层具有多个，每个所述电极材料层的面积为44mm2或54mm2等。在一个实施例中，所述电极材料层只有一个，且所述电极材料层能够盖住所有所述第一电极材料层130。具体的面积选择，可根据实际需求进行选择。
可以理解，所述第一电极片100、所述隔膜300和所述第二电极片200叠放在一起后弯折卷绕设置，卷绕方式不作具体的限定。在一个实施例中，所述第一电极片100、所述隔膜300和所述第二电极片200叠放在一起后采用手动卷绕的方式进行弯折卷绕。在一个实施例中，所述第一电极片100、所述隔膜300和所述第二电极片200叠放在一起后采用机械卷绕的方式进行弯折卷绕。所述第一涂覆区110与所述第一非涂覆区120在卷绕时保证二者之间要成一夹角。具体的，在所述第一涂覆区110处于水平设置时，所述第一非涂覆区120处于弯折处。在一个实施例中，所述弯折处为圆弧形。
本实施例中，通过将所述第一电极片100的所述第一涂覆区110间隔设置，并使相邻所述第一涂覆区110之间形成所述第一非涂覆区120。使得所述第一电极片100、所述隔膜300和所述第二电极片200叠放在一起后弯折卷绕时，不存在弯折处电极片掉料的情况。同时本申请具有控制简单、操作方便的优点。
请参见图3，在一个实施例中，所述第二电极片200包括交替设置的形状大小相同的多个第二涂覆区210和多个第二非涂覆区220。所述第二涂覆区210与所述第一涂覆区110一一间隔相对设置。所述动力电池还包括多个所述第二电极材料层230。多个所述第二电极材料层230覆盖于所述第二电极片200。每个所述第二涂覆区210覆盖有一个所述第二电极材料层230。所述第二电极材料层230与所述第一电极材料层130一一间隔相对设置。
可以理解，多个所述第二涂覆区210和多个所述第二非涂覆区220交替设置是指：所述第二涂覆区210、所述第二非涂覆区220、所述第二涂覆区210、所述第二非涂覆区220等等的排列方式。可以理解，所述第二涂覆区210的数量不做具体的限定，只要保证能够盖住所有的所述第一涂覆区110即可。在具体应用时，可根据实际需求进行选择。比如，所述第二涂覆区210的数量为25个或30个等等。可以理解，所述第二涂覆区210的面积大小不做具体限定，只要保证能够盖住所有的所述第一涂覆区110即可。在应用时，可根据具体情况进行选择。比如，所述第二涂覆区210的面积为44mm2或54mm2等等。在一个实施例中，多个所述第二涂覆区210的形状为大小相等的方形或菱形。
可以理解，所述第二电极材料层230与所述第二涂覆区210覆盖的方式不限，只要保证所述第二电极材料层230与所述第二涂覆区210固定即可。在一个实施例中，所述第二电极材料层230粘贴覆盖于所述第二涂覆区210。在一个实施例中，所述第二电极材料层230辊压覆盖于所述第二涂覆区210。具体的覆盖方式，可根据实际需求进行选择。与此同时，要保证每个所述第二电极材料层230能够盖住一个所述第一电极材料层130。
在一个实施例中，所述第一电极材料层130与所述第二电极材料层230长度或宽度的关系为L第一＝L第二-L0。其中，L第一为所述第一电极材料层130的长度或宽度，L第二为所述第二电极材料层230的长度或宽度，L0为所述第二电极材料层230预留的长度或宽度。
可以理解，所述第二电极材料层230预留的长度或宽度(即L0)不作具体的限定，只要保证所述第二电极材料层230能够盖住所述第一电极材料层130即可。在一个实施例中，所述第二电极材料层230预留的长度或宽度为2mm。在一个实施例中，所述第二电极材料层230预留的长度或宽度为4mm。具体预留的长度或宽度，可根据实际需求进行选择。在一个实施例中，所述第二电极材料层230的长度或宽度(即L第二)等于预设卷针周长的一半。
在一个实施例中，相邻所述第二涂覆区210之间的间距为：
其中，an-1为相邻所述第二涂覆区210之间的间距，H隔膜为所述隔膜300的厚度，H第一极片为所述第一电极片100的厚度，H第二极片为所述第二电极片200的厚度，n为大于等于2的正整数。
具体的，当n为2时，相邻所述第二涂覆区210之间的间距(即所述第二非涂覆区2210)为：a1＝π(H隔膜+H第二极片)。当n为4时，相邻所述第二涂覆区210之间的间距(即所述第二非涂覆区2210)为：
在一个实施例中，相邻所述第一涂覆区110之间的间距为：
其中，bn-1为相邻所述第一涂覆区110之间的间距，H隔膜为所述隔膜300的厚度，H第一极片为所述第一电极片100的厚度，H第二极片为所述第二电极片200的厚度，b0为所述第二涂覆区210预留的长度或宽度，n为大于等于2的正整数。
可以理解，所述第二涂覆区210预留的长度或宽度(即b0)不作具体的限定，只要保证所述第二涂覆区210能够盖住所述第一涂覆区110即可。在一个实施例中，所述第二涂覆区210预留的长度或宽度为2mm。在一个实施例中，所述第二涂覆区210预留的长度或宽度为4mm。具体预留的长度或宽度，可根据实际需求进行选择。
在一个实施例中，所述多个第二电极材料层230沿第一方向平行设置。所述多个第二电极材料层230沿第一方向平行设置，能够保证所述第一电极片100与所述第二电极片200在卷绕时，锂离子迁移路径与其他部位迁移相同，从而使得循环过程中更加稳定，进而增加循环寿命。在一个实施例中，每个所述第二电极材料层230的面积大小相同。所述第一方向可以是水平方向也可以是竖直方向。所述第一方向还可以是其他方向，这里不作具体的限定。
请参见图4和图5，在一个实施例中，所述第二电极片200包括第二涂覆区210，所述第二涂覆区210与每个所述第一涂覆区110均间隔相对设置。具体的，所述第二电极片200只有一个所述第二涂覆区210，且所述第二涂覆区210能盖住所有的所述第一涂覆区110。所述动力电池还包括所述第二电极材料层230。所述第二电极材料层230覆盖于所述第二电极片200中的所述第二涂覆区210。所述第二电极材料层230与每个所述第一电极材料层130均间隔相对设置。
可以理解，所述第二电极材料层230与所述第二涂覆区210覆盖的方式见上述实施例所述，这里就不重复描述。具体的，在本实施例中，所述第二电极材料层230能够盖住所有的所述第一电极材料层130。
在一个实施例中，所述多个第一电极材料层130沿第一方向平行设置。所述多个第一电极材料层130沿第一方向平行设置，能够保证所述第一电极片100与所述第二电极片200在卷绕时，锂离子迁移路径与其他部位迁移相同，从而使得循环过程中更加稳定，进而增加循环寿命。在一个实施例中，每个所述第一电极材料层130的面积大小相同。所述第一方向可以是水平方向也可以是竖直方向。所述第一方向还可以是其他方向，这里不作具体的限定。
在一个实施例中，所述第一电极片100与所述第二电极片200可采用单极耳、多极耳或全极耳结构。具体的极耳结构，可根据实际需求进行选择。在一个实施例中，所述第一电极片100、所述隔膜300和所述第二电极片200叠放在一起后进行弯折卷绕时，首先将所述隔膜300先卷绕两折，之后所述第一电极片100与所述第二电极片200在开始卷绕。
综上所述，本申请通过将所述第一电极片100的所述第一涂覆区110间隔设置，并使相邻所述第一涂覆区110之间形成第一非涂覆区120。使得所述第一电极片100、所述隔膜300和所述第二电极片200叠放在一起后弯折卷绕时，不存在弯折处电极片掉料的情况。同时本申请具有控制简单、操作方便的优点。还能够增加电池的循环使用寿命。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种动力电池，其特征在于，包括：
第一电极片（100），包括交替设置的形状大小相同的多个第一涂覆区（110）和多个第一非涂覆区（120）；
多个第一电极材料层（130），覆盖于所述第一电极片（100），每个所述第一涂覆区（110）覆盖有一个所述第一电极材料层（130）；
第二电极片（200），与所述第一电极片（100）间隔相对设置；
隔膜（300），设置于所述第一电极片（100）与所述第二电极片（200）之间；
所述第一电极片（100）、所述隔膜（300）和所述第二电极片（200）叠放在一起后弯折卷绕设置，弯折处为圆弧形，且所述第一涂覆区（110）与所述第一非涂覆区（120）成一夹角；
所述第二电极片（200）包括交替设置的形状大小相同的多个第二涂覆区（210）和多个第二非涂覆区（220），所述第二涂覆区（210）与所述第一涂覆区（110）一一间隔相对设置；
相邻所述第一涂覆区（110）之间的间距为：
其中，/>为相邻所述第一涂覆区（110）之间的间距，/>为所述隔膜（300）的厚度，为所述第一电极片（100）的厚度，/>为所述第二电极片（200）的厚度，/>为所述第二涂覆区（210）预留的长度或宽度，/>为大于等于2的正整数。
2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述动力电池还包括：
多个第二电极材料层（230），覆盖于所述第二电极片（200），每个所述第二涂覆区（210）覆盖有一个所述第二电极材料层（230），所述第二电极材料层（230）与所述第一电极材料层（130）一一间隔相对设置。
3.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，所述第一电极材料层（130）与所述第二电极材料层（230）长度或宽度的关系为L第一=L第二-L0，其中，L第一为所述第一电极材料层（130）的长度或宽度，L第二为所述第二电极材料层（230）的长度或宽度，L0为所述第二电极材料层（230）预留的长度或宽度。
4.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，相邻所述第二涂覆区（210）之间的间距为：
其中，为相邻所述第二涂覆区（210）之间的间距，/>为所述隔膜（300）的厚度，/>为所述第一电极片（100）的厚度，/>为所述第二电极片（200）的厚度，/>为大于等于2的正整数。
5.根据权利要求2或3所述的动力电池，其特征在于，所述多个第二电极材料层（230）沿第一方向平行间隔设置。
6.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述第二电极片（200）包括第二涂覆区（210），所述第二涂覆区（210）与每个所述第一涂覆区（110）均间隔相对设置，所述动力电池还包括：
第二电极材料层（230），覆盖于所述第二电极片（200）中的所述第二涂覆区（210），所述第二电极材料层（230）与每个所述第一电极材料层（130）均间隔相对设置。
7.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述多个第一电极材料层（130）沿第一方向平行间隔设置。
8.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述第一电极片（100）的材质为铜箔或铝箔。
9.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述第一电极材料层（130）粘贴覆盖于所述第一涂覆区（110），或者，所述第一电极材料层（130）辊压覆盖于所述第一涂覆区（110）。
10.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述第二电极片（200）的材质为铜箔或铝箔。
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