CN112151746A - 一种电池极片、异形电芯及其制作方法、异形电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池极片、异形电芯及其制作方法、异形电池，涉及电池技术领域，包括极片本体，所述极片本体具有沿长度方向相互连接的第一极片和第二极片，所述第一极片和第二极片均为矩形，且第一极片和第二极片在宽度方向上的尺寸相异。异形电芯包括电芯本体，电芯本体包括相互连接的第一卷绕部和第二卷绕部，所述第一卷绕部和第二卷绕部沿所述第二方向排列，所述第二卷绕部在第一方向和第三方向的尺寸均大于第一卷绕部。本发明中的异形电池是一个整体，相比现有技术中的异形电池由多个卷芯或是成品电池堆叠而成，本发明中的异形电池的空间利用率更高，可以在非规则空间中发挥更高的能量，并且使用安全，生产效率更高。

Description

一种电池极片、异形电芯及其制作方法、异形电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体讲是一种电池极片、异形电芯及其制作方法、异形电池。
背景技术
近些年来，随着电池技术的发展，锂离子电池因其具有放电电流大、稳定性好、安全性好、循环寿命长、容量大等特点广泛应用于数码产品、电动工具和动力玩具等产品领域中，给我们的生活带来了极大的方便。
在如今手机、电脑、平板等电子设备多样化和人性化发展中，设备内部空间设计寸土寸金，由于设备内部剩余空间不一定为规则形状，现有的圆柱形和方形电池不能适应设备的发展，因此与设备内部空间向适应的异形电池是未来重要的研究方向。
传统异形电池，特别是台阶状电池都是使用叠片方式，生产效率低，也有采用多个电池进行组合形成，导致空间利用率低，且多个电池使得电池管理较为复杂。
发明内容
本发明的目的在于至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种电池极片、异形电芯及其制作方法、异形电池。
本发明的技术解决方案如下：
本发明第一方面提供一种电池极片，包括极片本体，所述极片本体具有沿长度方向相互连接的第一极片和第二极片，所述第一极片和第二极片均为矩形，且第一极片和第二极片在宽度方向上的尺寸相异。
进一步，所述第二极片的底端位于第一极片底端的延长线上，所述第一极片在宽度方向上的尺寸大于第二极片。
本发明第二方面提供一种异形电芯，包括上述的极片。
进一步地，包括电芯本体，所述电芯本体具有两两相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，所述电芯本体包括相互连接的第一卷绕部和第二卷绕部，所述第一卷绕部和第二卷绕部沿所述第二方向排列，所述第二卷绕部在第一方向和第三方向的尺寸均大于第一卷绕部。
进一步地，所述第二卷绕部与第一卷绕部在第一方向和第三方向的尺寸差均为0.4～30mm。
进一步地，所述电芯本体包括相互连接的第一电芯和第二电芯，所述第一电芯和第二电芯沿第一方向排列，所述第二电芯在第二方向上的尺寸小于第一电芯，电芯本体以第二方向为轴从第一电芯至第二电芯方向依次进行卷绕形成所述第一卷绕部和第二卷绕部。
进一步地，所述极片包括正极片和负极片，所述电芯本体包括依次叠层设置的正极片、隔膜和负极片，所述隔膜与极片的结构相同。
本发明第三方面提供了上述异形电芯的制作方法，包括：
制作正极片，使正极片具有沿长度方向相互连接的第一正极片和第二正极片，第一正极片和第二正极片均为矩形，且第一正极片在宽度方向上尺寸大于第二正极片；
制作负极片，使负极片具有沿长度方向相互连接的第一负极片和第二负极片，第一负极片和第二负极片均为矩形，且第一负极片在宽度方向上尺寸大于第二负极片；
制作隔膜，使隔膜具有沿长度方向相互连接的第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜和第二隔膜均为矩形，且第一隔膜在宽度方向上尺寸大于第二隔膜；
制作电芯本体，将正极片、隔膜和负极片依次进行层叠，并使第一正极片、第一隔膜与第一负极片重叠形成第一电芯，以及第二正极片、第二隔膜与第二负极片重叠形成第二电芯；
将电芯本体以第二方向为轴进行卷绕，从第一电芯远离第二电芯的一端开始卷绕，直至将第一电芯卷绕完成，然后将第二电芯绕第一电芯继续卷绕，形成电芯。
本发明第四方面提供一种异形电池，包括上述的一种异形电芯。
本发明至少具有以下有益效果之一：
本发明通过将正极片、隔膜和负极片均设置成L形，然后将正极片、隔膜和负极片进行层叠和卷绕形成异形电芯，再形成异形电池，本发明中的异形电池是一个整体，相比现有技术中的异形电池由多个卷芯或是成品电池堆叠而成，本发明中的异形电池的空间利用率更高，可以在非规则空间中发挥更高的能量，并且使用安全，生产效率也更高。
附图说明
图1为本发明优选实施例中电池极片的结构示意图；
图2为本发明优选实施例中异形电芯卷绕前的结构示意图一；
图3为本发明优选实施例中异形电芯卷绕前的结构示意图二；
图4为为本发明优选实施例中异形电芯卷绕后的立体结构示意图；
图5为本发明优选实施例中异形电芯卷绕后的正视结构示意图；
图6为本发明优选实施例中异形电芯卷绕后的侧视结构示意图；
图7为本发明优选实施例中异形电池的立体结构示意图；
附图标记：
100、电芯本体；101、第一卷绕部；102、第二卷绕部；103、第一电芯；104、第二电芯；
110、正极片；111、第一正极片；112、第二正极片；
120、隔膜；121、第一隔膜；122、第二隔膜；
130、负极片；131、第一负极片；132、第二负极片。
具体实施方式
下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本公开一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本公开中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本公开保护的范围。此外，下面所描述的本公开不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示为本实施例中的电池极片结构，所述极片本体具有沿长度方向相互连接的第一极片和第二极片，所述第一极片和第二极片均为矩形，且第一极片和第二极片在宽度方向上的尺寸相异，长度方向即图1中的x方向，宽度方向即图1中的y方向。本实施例中，所述第二极片的底端位于第一极片底端的延长线上，第一极片在宽度方向上的尺寸大于第二极片，即极片呈L形。
电池极片包括正极片110和负极片130，如图2所示，正极片110具有沿长度方向相互连接的第一正极片111和第二正极片112，第一正极片111和第二正极片112均为矩形，且第一正极片111在宽度方向上尺寸大于第二正极片112；负极片130具有沿长度方向相互连接的第一负极片131和第二负极片132，第一负极片131和第二负极片132均为矩形，且第一负极片131在宽度方向上尺寸大于第二负极片132。
如图2和3所示为电芯卷绕前的结构示意图，包括电芯本体100，电芯本体100包括一个正极片110、一个负极片130和一个隔膜120，正极片110、负极片130和隔膜120叠层设置，且隔膜120位于正极片110和负极片130之间。在卷绕时，位于最顶层极片的表面需覆盖隔膜120，以便极片与外界物体隔绝。本实施例中，隔膜120与极片的结构相同，具体地，隔膜120具有沿长度方向相互连接的第一隔膜121和第二隔膜122，第一隔膜121和第二隔膜122均为矩形，且第一隔膜121在宽度方向上尺寸大于第二隔膜122，长度方向为图2中的x方向，宽度方向即图2中的y方向。如图2所示，将正极片110、负极片130和隔膜120叠层设置，并使第一正极片111、第一隔膜121与第一负极片131重叠形成第一电芯103，以及第二正极片112、第二隔膜122与第二负极片132重叠形成第二电芯104。
如图4～6所示为电芯卷绕后的结构示意图，所述电芯本体100具有两两相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，所述电芯本体100包括相互连接的第一卷绕部101和第二卷绕部102，所述第一卷绕部101和第二卷绕部102沿所述第二方向排列，所述第二卷绕部102在第一方向和第三方向的尺寸均大于第一卷绕部101，第一方向即图4中的x方向，第二方向即图4中的y方向，第三方向图4中的z方向。具体地，将电芯本体100以第二方向为轴，沿第一方向进行卷绕，从第一电芯103远离第二电芯104的一端开始进行卷绕，直至将第一电芯103卷绕完成，然后将第二电芯104绕第一电芯103继续卷绕，使得第二电芯104卷绕在第一电芯103外侧，从而形成第一卷绕部101和第二卷绕部102，第一电芯103与第二电芯104卷绕重合部分即形成第二卷绕部102，第一电芯103与第二电芯104卷绕不重合部分即形成第一卷绕部101，最终形成异形电芯，本实施例中的异形电芯近似T形。本实施例中，第二卷绕部102与第一卷绕部101在第一方向和第三方向的尺寸差均为0.4～30mm。
本实施例还提供了上述异形电池的制作方法，包括：
制作裁剪正极片110，使正极片110具有沿长度方向相互连接的第一正极片111和第二正极片112，第一正极片111和第二正极片112均为矩形，且第一正极片111在宽度方向上尺寸大于第二正极片112；
制作裁剪负极片130，使负极片130具有沿长度方向相互连接的第一负极片131和第二负极片132，第一负极片131和第二负极片132均为矩形，且第一负极片131在宽度方向上尺寸大于第二负极片132；
制作裁剪隔膜120，使隔膜120具有沿长度方向相互连接的第一隔膜121和第二隔膜122，第一隔膜121和第二隔膜122均为矩形，且第一隔膜121在宽度方向上尺寸大于第二隔膜122；
制作电芯本体100，将正极片110、隔膜120、负极片130和隔膜120依次进行层叠，并使第一正极片111、第一隔膜121与第一负极片131重叠形成第一电芯103，以及第二正极片112、第二隔膜122与第二负极片132重叠形成第二电芯104；
将电芯本体100以第二方向为轴，沿第一方向进行卷绕，从第一电芯103远离第二电芯104的一端开始卷绕，直至将第一电芯103卷绕完成，然后将第二电芯104绕第一电芯103继续卷绕，使得第二电芯104卷绕在第一电芯103外侧，从而形成第一卷绕部101和第二卷绕部102，第一电芯103与第二电芯104卷绕重合部分即形成第二卷绕部102，第一电芯103与第二电芯104卷绕不重合部分即形成第一卷绕部101，最终形成异形电芯。
如图7所示为本实施例中的异形电池的结构示意图，将上述异形电芯装入壳体内，即可组装成异形电池。
本实施例通过将正极片、隔膜和负极片均设置成L形，然后将正极片、隔膜和负极片进行层叠和卷绕形成异形电芯，再形成异形电池，本实施例中的异形电池是一个整体，相比现有技术中的异形电池由多个卷芯或是成品电池堆叠而成，本实施例中的异形电池的空间利用率更高，可以在非规则空间中发挥更高的能量，并且使用安全，生产效率更高。
以上仅是本发明的特征实施范例，对本发明保护范围不构成任何限制。凡采用同等交换或者等效替换而形成的技术方案，均落在本发明权利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池极片，其特征在于，包括极片本体，所述极片本体具有沿长度方向相互连接的第一极片和第二极片，所述第一极片和第二极片均为矩形，且第一极片和第二极片在宽度方向上的尺寸相异。
2.根据权利要求1所述的一种电池极片，其特征在于，所述第二极片的底端位于第一极片底端的延长线上，所述第一极片在宽度方向上的尺寸大于第二极片。
3.一种异形电芯，其特征在于，包括如权利要求1～2任一项所述的一种电池极片。
4.根据权利要求3所述的一种异形电芯，其特征在于，包括电芯本体(100)，所述电芯本体(100)具有两两相互垂直的第一方向、第二方向以及第三方向，所述电芯本体(100)包括相互连接的第一卷绕部(101)和第二卷绕部(102)，所述第一卷绕部(101)和第二卷绕部(102)沿所述第二方向排列，所述第二卷绕部(102)在第一方向和第三方向的尺寸均大于第一卷绕部(101)。
5.根据权利要求4所述的一种异形电芯，其特征在于，所述第二卷绕部(102)与第一卷绕部(101)在第一方向和第三方向的尺寸差均为0.4～30mm。
6.根据权利要求4所述的一种异形电芯，其特征在于，所述电芯本体(100)包括相互连接的第一电芯(103)和第二电芯(104)，所述第一电芯(103)和第二电芯(104)沿第一方向排列，所述第二电芯(104)在第二方向上的尺寸小于第一电芯(103)，电芯本体(100)以第二方向为轴从第一电芯(103)至第二电芯(104)方向依次进行卷绕形成所述第一卷绕部(101)和第二卷绕部(102)。
7.根据权利要求6所述的一种异形电芯，其特征在于，所述极片包括正极片(110)和负极片(130)，所述电芯本体包括依次叠层设置的正极片(110)、隔膜(120)和负极片(130)，所述隔膜(120)与极片的结构相同。
8.一种如权利要求3～7任一所述的异形电芯的制作方法，其特征在于，包括：
制作正极片(110)，使正极片(110)具有沿长度方向相互连接的第一正极片(111)和第二正极片(112)，第一正极片(111)和第二正极片(112)均为矩形，且第一正极片(111)在宽度方向上尺寸大于第二正极片(112)；
制作负极片(130)，使负极片(130)具有沿长度方向相互连接的第一负极片(131)和第二负极片(132)，第一负极片(131)和第二负极片(132)均为矩形，且第一负极片(131)在宽度方向上尺寸大于第二负极片(132)；
制作隔膜(120)，使隔膜(120)具有沿长度方向相互连接的第一隔膜(121)和第二隔膜(122)，第一隔膜(121)和第二隔膜(122)均为矩形，且第一隔膜(121)在宽度方向上尺寸大于第二隔膜(122)；
制作电芯本体(100)，将正极片(110)、隔膜(120)和负极片(130)依次进行层叠，并使第一正极片(111)、第一隔膜(121)与第一负极片(131)重叠形成第一电芯(103)，以及第二正极片(112)、第二隔膜(122)与第二负极片(132)重叠形成第二电芯(104)；
将电芯本体(100)以第二方向为轴进行卷绕，从第一电芯(103)远离第二电芯(104)的一端开始卷绕，直至将第一电芯(103)卷绕完成，然后将第二电芯(104)绕第一电芯(103)继续卷绕，形成电芯。
9.一种异形电池，其特征在于，包括权利要求3～7任一所述的一种异形电芯。
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