CN112331930B - 卷芯、电池以及电子产品 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种卷芯、电池以及电子产品，该卷芯包括：第一正极片包括第一正极集流体以及第一正极涂层，第一正极涂层涂覆在第一正极集流体的第一表面；第二正极片包括第二正极集流体以及涂覆在第二正极集流体两个表面上的第二正极涂层；负极片包括负极集流体以及涂覆在负极集流体两个表面上的负极涂层。负极片的头部位于第一正极片与第二正极片之间且负极片头部的负极涂层正对第一正极涂层以及第二正极涂层。本发明还提供一种电池，包括外壳和上述卷芯。本发明又提供一种电子产品，包括上述电池。本发明提供的卷芯，在充电的过程中，位于负极集流体同一位置两侧的负极涂层的电流密度相同，负极片难以析锂，提升了快速充电性能。
Description
技术领域
本发明实施例涉及锂离子电池技术，尤其涉及一种卷芯、电池以及电子产品。
背景技术
随着科学技术的发展，越来越多的电子产品进入到人们的生活中，很大一部分电子产品都通过电池进行驱动。其中，锂离子电池因为其使用寿命长、能量密度高等优点在各领域的电子产品中都得到广泛的应用。
目前，卷绕式的锂离子电池在制造时，将正极片以及负极片叠放在一起后，以负极片的头部为中心，从头部向尾部卷绕形成卷芯。这样形成的卷芯会出现在其中部的负极片的弯折段彼此相对的情况，导致卷芯的能量密度降低。为了提高卷芯的能量密度，在负极片的头部设置单面区，即在卷芯的中部，负极片与自身相对位置处只在单面涂布负极涂层，使得卷芯的中部负极涂层在负极片的头部相背离设置。
然而，卷芯在充电的过程中，负极片单面区电流密度大于负极片双面区电流密度，从而负极片单面区在大电流充电时更容易发生析锂，影响电池的快速充电性能。
发明内容
本发明实施例提供一种卷芯、电池以及电子产品，以解决现有的卷芯在充电的过程中，负极片单面区电流密度大于负极片双面区电流密度，负极片单面区在大电流充电时更容易发生析锂，影响电池的快速充电性能。
根据本发明实施例的一方面，提供一种卷芯，包括：
第一正极片，包括第一正极集流体以及第一正极涂层，所述第一正极集流体包括第一表面与第二表面，所述第一正极集流体仅在第一表面涂覆有所述第一正极涂层，所述第一正极片的中部弯折以使所述第一正极集流体头部的第二表面面向所述第一正极集流体尾部的第二表面；
第二正极片，包括第二正极集流体以及涂覆在所述第二正极集流体两个表面上的第二正极涂层；
负极片，包括负极集流体以及涂覆在所述负极集流体两个表面上的负极涂层，并且涂覆在所述负极集流体两个表面上的所述负极涂层前后对齐；
所述第一正极片、负极片以及第二正极片叠放在一起并从头部向尾部卷绕；
所述负极片的头部位于所述第一正极片与第二正极片之间且所述负极片头部前两折涂覆的所述负极涂层正对所述第一正极涂层以及第二正极涂层。
在一种可选的实现方式中，所述第一正极片还设有第一正极耳，所述第一正极耳设置在所述第一正极片的极耳连接区，所述第一正极片的极耳连接区位于所述第一正极集流体沿长度方向的一侧；
所述第二正极片还设有第二正极耳，所述第二正极耳设置在所述第二正极片的极耳连接区；
所述负极片还设有负极耳，所述负极耳设置在所述负极片的极耳连接区。本领域技术人员能够理解，第一正极耳为从第一正极片引出的金属导电体，第二正极耳为从第二正极片引出的金属导电体，负极耳为从负极片引出的金属导电体，即第一正极耳、第二正极耳与负极耳为卷芯充放电时的接触点。
在一种可选的实现方式中，所述第一正极耳与所述第二正极耳在卷芯厚度方向上的投影存在重叠区域，所述第一正极耳与所述第二正极耳焊接连接。本领域技术人员能够理解，将第一正极耳与第二正极耳叠放焊接在一起后可以连接同一外接电路，即电池可以只具有一个正极，电池的正极与第一正极耳和第二正极耳电连接，从而提高卷芯的通用性。
在一种可选的实现方式中，所述卷芯包括相互垂直的水平中心线与竖直中心线，所述第一正极耳、第二正极耳与负极耳位于所述水平中心线的同一侧；所述第一正极耳与第二正极耳位于所述竖直中心线的一侧，所述负极耳位于所述竖直中心线的另一侧；所述负极片的尾部与所述负极耳分别位于所述水平中心线的两侧。本领域技术人员能够理解，将第一正极耳、第二正极耳与负极耳设置在水平中心线的同一侧，有利于减少第一正极耳、第二正极耳与负极耳之间竖直距离，进而提高电池的通用性，将第一正极耳、第二正极耳设置在竖直中心线的一侧将负极耳设置在竖直中心线的另一侧可以有效避免正极耳与负极耳之间发生接触短路。
在一种可选的实现方式中，所述第一正极片与所述负极片之间以及所述第二正极片与所述负极片之间均设置有隔膜，所述隔膜的头部位于所述第一正极片的弯折区域；所述第一正极耳与第二正极耳之间设有两层隔膜，所述第一正极耳与负极耳之间设有一层隔膜，所述第二正极耳与负极耳之间设有一层隔膜。本领域技术人员能够理解，隔膜能够使卷芯的第一正极片、第二正极片与负极片之间相互绝缘，防止卷芯在充放电时发生短路。
在一种可选的实现方式中，所述负极片头部的所述负极涂层超出所述第一正极片头部的所述第一正极涂层以及所述第二正极片头部的所述第二正极涂层；所述负极片头部的所述负极涂层与所述第一正极片尾部的所述第一正极涂层对齐。本领域技术人员能够理解，负极片头部的负极涂层超出第一正极片头部的第一正极涂层以及第二正极片头部的第二正极涂层，从而卷芯在充电的过程中第一正极涂层的头部以及第二正极涂层的头部脱出的锂离子能够嵌入负极涂层中，避免负极片的头部发生析锂的现象。
在一种可选的实现方式中，所述负极片尾部的所述负极涂层超出所述第二正极片尾部的所述第二正极涂层；和/或，
所述负极涂层的宽度大于所述第一正极涂层的宽度，所述负极涂层的宽度大于所述第二正极涂层的宽度，所述第一正极片的宽度等于第二正极片的宽度；和/或，
所述负极集流体的两个表面的所述负极涂层面密度相同。
本领域技术人员能够理解的是，通过上述设置使负极片完全遮盖住第一正极片与第二正极片，从而卷芯在充电的过程中第一正极涂层以及第二正极涂层脱出的锂离子能够嵌入负极涂层中，避免负极片发生析锂的现象，另外，负极集流体两个表面的负极涂层面密度相同，确保位于相同位置的负极集流体两侧的负极涂层的电流密度相同。
在一种可选的实现方式中，所述第二正极片的尾部一侧表面上所述第二正极涂层的长度超过所述第二正极片尾部另一侧表面上所述第二正极涂层的长度，以在所述第二正极片的尾部形成单面区，所述单面区的长度大于或等于所述卷芯最外侧两折的长度，所述单面区的第二正极涂层朝向所述卷芯的内侧。本领域技术人员能够理解的是，在第二正极片的尾部设置单面区且单面区的第二正极涂层朝向卷芯的内部有利于提高卷芯的能量密度。
根据本发明实施例的另一方面，提供一种电池，包括外壳和如上所述的卷芯。
根据本发明实施例的再一方面，提供一种电子产品，包括如上所述的电池。
本领域技术人员能够理解的是，本发明的卷芯包括第一正极片、第二正极片以及负极片，第一正极片包括第一正极集流体以及第一正极涂层，第一正极集流体包括第一表面与第二表面，第一正极集流体仅在第一表面涂覆有第一正极涂层，第一正极片的中部弯折以使第一正极集流体头部的第二表面面向第一正极集流体尾部的第二表面。第二正极片包括第二正极集流体以及涂覆在第二正极集流体两个表面上的第二正极涂层。负极片包括负极集流体以及涂覆在负极集流体两个表面上的负极涂层，并且涂覆在负极集流体两个表面上的负极涂层前后对齐。第一正极片、负极片以及第二正极片叠放在一起并从头部向尾部卷绕。负极片的头部位于第一正极片与第二正极片之间且负极片头部前两折涂覆的负极涂层正对第一正极涂层以及第二正极涂层。这样，负极片的头部不设置有单面区，卷芯在充电的过程中，位于相同位置的负极集流体两侧的负极涂层的电流密度相同，相较于现有技术，负极片难以发生析锂，进而提升电池的快速充电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的卷芯的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第一正极片的结构示意图；
图3为图2的仰视图；
图4为本发明实施例提供的负极片的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的第二正极片的结构示意图。
附图标记说明：
100-卷芯；
110-第一正极片；
111-第一正极集流体；
112-第一正极涂层；
113-第一正极耳；
120-第二正极片；
121-第二正集流体；
122-第二正极涂层；
123-第二正极耳；
130-负极片；
131-负极集流体；
132-负极涂层；
133-负极耳；
140-隔膜。
具体实施方式
首先，本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其做出调整，以便适应具体的应用场合。
其次，需要说明的是，在本发明的描述中，术语“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示装置或构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。
目前，卷绕式锂离子电池在制造时，将正极片以及负极片叠放在一起后，以负极片的头部为中心，从头部向尾部卷绕形成卷芯。这样形成的卷芯会出现在其中部的负极片的弯折段彼此相对的情况，为了提高卷芯的能量密度，在负极片的头部设置单面区，使得卷芯的中部负极涂层在负极片的头部相背离设置。然而卷芯在充电的过程中，负极片单面区电流密度大于负极片双面区电流密度，在大电流充电时，负极片的单面区容易发生析锂，影响电池快速充电。
经过反复思考与验证，发明人发现，如果在卷芯的中部负极片的折弯段彼此相对的增加一片正极片，使卷芯的中部负极片的折弯段同样有与之位置相对的正极片。这样，在不影响卷芯能量密度的前提下取消负极片头部的单面区，卷芯在充电的过程中，负极涂层的电流密度相同，负极片相较于现有技术难以发生析锂，进而可以提升电池的快速充电性能。
有鉴于此，发明人设计了一种卷芯，其包括第一正极片、第二正极片与负极片，第一正极片包括第一正极集流体以及第一正极涂层，第一正极集流体包括第一表面与第二表面，第一正极集流体仅在第一表面涂覆有第一正极涂层且第一正极片的中部弯折以使第一正极集流体头部的第二表面面向第一正极集流体尾部的第二表面。第二正极片包括第二正极集流体以及涂覆在第二正极集流体两个表面上的第二正极涂层。负极片包括负极集流体以及涂覆在负极集流体两个表面上的负极涂层，负极涂层在负极集流体两个表面对其设置，且负极集流体两个表面的负极涂层密度相同。负极片的头部位于第一正极片与第二正极片之间，且负极片头部前两折负极涂层正对第一正极涂层与第二正极涂层。这样，将负极片的头部设置在第一正极片与第二正极片之间，将现有技术中负极片头部设置单面区的区域增加第一正极片使卷芯最内侧的负极涂层与第一正极涂层位置相对。在不影响卷芯能量密度的前提下取消负极片头部的单面区。由此可见，本公开的卷芯在充电的过程中，负极涂层的电流密度相同，快速充电时，负极片难以发生析锂，提升了电池的快速充电性能。
实施例一
图1为本实施例提供的卷芯的结构示意图。本领域技术人员能够理解的是，卷芯100即为电池中储存释放电能的部件，其在充电过程中锂离子从正极片中脱出嵌入负极片130中，放电过程中锂离子从负极片130中脱出嵌入正极片中，利用锂离子的嵌入脱出实现卷芯100的充放电，进而实现锂离子电池的充放电。如图1所示，本实施例提供的卷芯100包括上下叠置并卷绕在一起的第一正极片110、负极片130与第二正极片120，在此定义头部为极片卷绕的起始端，尾部为极片卷绕的收尾端。示例性地，第一正极片110叠放在负极片130的下方，负极片130叠放在第二正极片120的下方，卷芯100由叠放后的第一正极片110、负极片130与第二正极片120绕顺时针卷绕而成。
图1示出了，卷芯100的径向截面近似为长圆形，其主要应用于例如手机电池等锂离子电池。当然，在另一些示例中，本领域技术人员也可以将卷芯100的径向截面设置成圆形或者其他合适的形状。
图2为本实施例提供的第一正极片的结构示意图。如图1-2所示，第一正极片110包括第一正极集流体111以及第一正极涂层112，第一正极涂层112涂覆在第一正极集流体111沿长度方向的表面，本领域技术人员能够理解的是，第一正极涂层112用于提供锂离子嵌入与脱出的位点，具体而言，卷芯100充电过程中，锂离子从第一正极涂层112中脱出；卷芯100放电过程中，锂离子嵌入到第一正极涂层112中。第一正极涂层112的包括正极活性物质、正极粘结剂与正极导电剂。本实施例对于正极活性物质、正极粘结剂与正极导电剂的具体组分无限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。示例性地，可以使用LiCoO2、LiNiCoMnO2、LiCoAlO2和LiMn2O4等作为正极活性物质。
一种可能的实现方式为，第一正极集流体111包括沿长度方向相对设置的第一表面与第二表面，第一表面与第二表面均涂覆有第一正极涂层112。卷芯100在卷绕之后，第一正极片110位于卷芯100的最内层，位于第一正极集流体111外侧的第一正极涂层112能够与负极片130头部的负极涂层132位置相对。
较佳的，第一正极集流体111仅在第一表面涂覆有第一正极涂层112，卷芯100在卷绕之后，第一正极片110的中部弯折使得第一正极集流体111头部的第二表面面向第一正极集流体111尾部的第二表面。容易理解的是，第一正极片110中部弯折后第一正极集流体111头部的第二表面与第一正极集流体111尾部的第二表面位置相对，涂覆在第一正极集流体111第二表面上的第一正极涂层112没有与之位置对应的负极涂层132，从而第一正极涂层112涂覆在第一正极集流体111的第二表面会造成卷芯100的能量密度下降，即电池的平均单位体积或质量所释放出的电能降低。换言之，将第一正极涂层112仅涂覆在第一正极集流体111的第一表面有利于提高卷芯100的能量密度。
图3为图2的仰视图，如图2-3所示，第一正极片110还设置有第一正极耳113，示例性地，第一正极耳113位于第一正极片110的极耳连接区，第一正极片110的极耳连接区位于第一正极集流体111沿长度方向的一侧，也即是说，第一正极耳113设置在图3中第一正极片110的顶边或底边。
通常，第一正极耳113的材料与第一正极集流体111的材质相同，从而实现第一正极耳113与第一正极集流体111的电连接。例如，当第一正极集流体111为铝箔时，第一正极耳113的材质同样可以为铝。本实施例，对于第一正极耳113与第一正极集流体111间的连接方式并不限制，示例性地，第一正极耳113采用模切的方式设置于第一正极集流体111上，或者本领域技术人员也可以通过一体成型工艺将二者制成一体件。
图4为本实施例提供的负极片的结构示意图。如图1与图4所示，本实施例提供的负极片130包括负极集流体131以及涂覆在负极集流体131两个表面上的负极涂层132，图4示出了，涂覆在负极集流体131两个表面上的负极涂层132前后对齐，就是指两个表面的负极涂层132的头部和尾部的端部对齐，也即是说，负极集流体131的表面不存在单面区。需要说明的是，涂覆在负极集流体131两个表面上的负极涂层132面密度相同。本实施对于卷芯100卷绕后负极耳133相对负极片130尾部的具体位置并不限制，示例性地，如图1所示，卷芯100在卷绕后，负极片130的尾部与负极耳133分别位于水平中心线L1的两侧，本领域技术人员也可以根据实际需要将负极片130的尾部与负极耳133设置在水平中心线L1的同一侧。
容易理解的是，负极涂层132同样用于提供锂离子嵌入与脱出的位点，具体而言，电池充电过程中，锂离子嵌入到负极涂层132中，电池放电过程中，锂离子从负极涂层132中脱出。负极涂层132的组分包括负极活性物质、负极导电剂与负极粘结剂。本实施例对于负极活性物质、负极导电剂与负极粘结剂的具体组分并不限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，示例性地，可以使用石墨、硬碳、硅、氧化亚硅等作为负极活性物质。
图4示出了，负极片130设置有负极耳133，负极耳133设置在负极片130的极耳连接区，本实施例对于负极片130的极耳连接区位于负极片130上的具体位置并不限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，示例性地，负极片130的极耳连接区位于负极集流体131沿长度方向上的平面即负极片130的极耳连接区位于负极集流体131上涂覆有负极涂层132的平面。
一般情况下，负极耳133与负极集流体131材质可以根据实际需要进行设置。示例性地，若使用铜箔作为负极集流体131，负极耳133的材质为镍，进而实现负极耳133与负极集流体131的电连接。负极耳133与负极集流体131可以采用多种连接方式，例如，二者采用焊接连接。
图5为本实施例提供的第二正极片的结构示意图，如图1与图5所示，本实施例提供的第二正极片120包括第二正集流体121以及涂覆在第二正集流体121两个表面上的第二正极涂层122。容易理解，第二正极涂层122与第一正极涂层112的具体组分相同并能够实现相同的作用，即用于提供锂离子嵌入与脱出的位点，电池充电过程中，锂离子从第二正极涂层122中脱出；电池放电过程中，锂离子嵌入到第二正极涂层122中。
较佳的，第二正极片120的宽度等于第一正极片110的宽度从而卷芯100在制造的过程中方便对第一正极片110与第二正极片120进行定位，即卷芯100在卷绕时确保第一正极片110与第二正极片120在宽度方向上对齐即可。
图5示出了，第二正极片120设置有第二正极耳123，第二正极片120设置在第二正极耳123的极耳连接区，示例性地，第二正极片120的极耳连接区位于第二正极集流体上涂覆有第二涂层的一侧侧面。需要说明的是，第二正极耳123与第二正极集流体电连接，即第二正极耳123与第二正极集流体可以采用相同材质例如铝，且第二正极耳123采用模切或一体成型工艺固定在第二正极集流体上。
本领域技术人员能够理解的是，第一正极耳113为从第一正极片110引出的金属导电体，第二正极耳123为从第二正极片120引出的金属导电体，负极耳133为从负极片130引出的金属导电体，即第一正极耳113、第二正极耳123与负极耳133可以作为卷芯100在充放电时与外部电路的接触点。
一种可能的实现方式中，卷芯100在卷绕后第一正极片110的第一正极耳113与第二正极片120的第二正极耳123在卷芯100厚度方向上即图1中的上下方向的投影存在重叠区域。容易理解的是，第一正极耳113与第二正极耳123可以全部重叠，如图1中示出的，第一正极耳113与第二正极耳123位于同一条竖直直线上，或者，第一正极耳113与第二正极耳123也可以部分重叠，本实施例对于第一正极耳113与第二正极耳123的重叠区域大小并不限制。第一正极耳113与第二正极耳123焊接连接，即通过焊接的方式使第一正极耳113与第二正极耳123的重叠区域电连接。通过上述设置使得第一正极耳113与第二正极耳123电连接，从而令第一正极片110与第二正极片120并联。第一正极耳113与第二正极耳123电连接后可以连接电池的正极，使得电池只具有一个正极，从而可以提高卷芯100的通用性，即本发明提供的卷芯100可以设置在现有的电池外壳内部。
示例性地，如图1所示，卷芯100包括相互垂直的水平中心线L1和竖直中心线L2，第一正极耳113、第二正极耳123与负极耳133位于水平中心线L1的同一侧，例如第一正极耳113、第二正极耳123与负极耳133位于水平中心线L1的下方。通过上述设置有利于减少第一正极耳113、第二正极耳123与负极耳133之间的竖直距离，使第一正极耳113、第二正极耳123与负极耳133近似在同一条水平线上，有利于卷芯封装到卷芯外壳中，提高卷芯100的通用性。进一步地，第一正极耳113与第二正极耳123位于竖直中心线L2的一侧，负极耳133位于竖直中心线L2的另一侧，例如，第一正极耳113与第二正极耳123位于竖直中心线L2的左侧，负极耳133位于竖直中心线L2的右侧。通过上述设置可以有效避免负极耳133与第一正极耳113或第二正极耳123之间接触发生短路。
图1示出了，负极片130的头部位于第一正极片110与第二正极片120之间，并且负极片130头部前两折涂覆的负极涂层132正对第一正极涂层112与第二正极涂层122。通过上述设置，可以取消负极片130头部的单面区，使得负极集流体131两个相对表面上的负极涂层132前后对齐，另外，涂覆在负极集流体131两个表面上的负极涂层132面密度相同。卷芯100在快速充电的过程中，位于集流体同一位置两侧负极涂层132的电流密度相同，负极片130难以发生析锂，提升了电池的快速充电性能。
一种可能的实现方式为，卷芯100在卷绕后，负极片130头部的负极涂层132超出第一正极片110头部的第一正极涂层112以及第二正极片120头部的第二正极涂层122，示例性地，负极涂层132的头部超出第一正极涂层112以及第二正极涂层122的长度2mm，也即是说，负极片130头部的负极涂层132完全覆盖第一正极片110头部的第一正极涂层112以及第二正极片120头部的第二正极涂层122。本领域技术人员能够理解的是，通过上述设置，卷芯100在充电的过程中，第一正极涂层112的头部以及第二正极涂层122的头部脱出的锂离子能够完全嵌入负极涂层132中，避免负极片130的头部发生析锂的现象。较佳的，负极片130头部的负极涂层132与第一正极片110尾部的第一正极涂层112对齐，通过上述设置，可以保证靠近负极片130头部的负极涂层132即负极片130的前两折内侧的负极涂层132均有与之位置相对的第一正极涂层112，提高负极涂层132的利用率，进而提高卷芯100的能量密度。
进一步地，如图1所示，负极片130尾部的负极涂层132超过第二正极片120尾部的第二正极涂层122，示例性地，负极涂层132的尾部超出第二正极涂层122的尾部2mm，即负极片130尾部的负极涂层132完全将第二正极片120尾部的第二正极涂层122覆盖，进而卷芯100在充电的过程中，从第二正极片120尾部脱出的锂离子能够完全嵌入负极片130尾部的负极涂层132，避免卷芯100在充电的过程中负极片130尾部发生析锂的现象。容易理解，负极涂层132的宽度大于第一正极涂层112的宽度以及第二正极涂层122的宽度，即在极片的宽度方向上负极涂层132完全覆盖第一正极涂层112以及第二正极涂层122，同样起到避免卷芯100充电过程中发生析锂的现象。
如图1所示，第二正极片120的尾部一侧表面上第二正极涂层122的长度超过第二正极片120尾部另一侧表面上第二正极涂层122的长度以在第二正极片120的尾部形成单面区，单面区的第二正极涂层122朝向卷芯100的内侧。本领域技术人员能够理解的是，卷芯100的最外侧为第二正极片120，如果第二正极涂层122在第二正极片120的两个表面前后对齐设置则卷芯100最外侧的第二正极涂层122没有与之对应的负极涂层132，换言之，在第二正极片120的尾部设置单面区且单面区的第二正极涂层122朝向卷芯100的内侧，使第二正极涂层122均有与之位置相对的负极涂层132，有利于提高卷芯100的能量密度。容易理解的是，单面区的长度大于或等于卷芯100最外侧两折的长度并大于第一正极片110的长度，例如，单面区的长度超出卷芯100最外侧的两折长度2mm，例如，第一正极片110的长度与单面区的长度之比为0.5-1，其中比值的具体范围根据卷芯100的卷绕圈数进行确定。
如图1所示，第一正极片110与负极片130之间以及第二正极片120与负极片130之间均设置有隔膜140，隔膜140的头部位于第一正极片110的弯折区域，也即是说，按照第一正极片110、隔膜140、负极片130、隔膜140与第二正极片120的次序叠放后从头部向尾部卷绕形成卷芯100，隔膜140头部的长度超出极片的长度，隔膜140头部超出的部分夹持在第一正极片110之间。通过上述设置可以保证隔膜140完全将第一正极片110与负极片130以及第二正极片120与负极片130分隔开。
本领域技术人员能够理解的是，隔膜140能够使第一正极片110与负极片130以及第二正极片120与负极片130之间相互绝缘，防止卷芯100在充放电过程中发生短路。隔膜140上设置有供锂离子穿过的孔隙，保证了具有卷芯100的锂离子电池能够正常工作。
示例性地，隔膜140可以包括基材和涂覆层，其中基材可为聚乙烯(polythene，PE)单层膜、聚丙烯(polypropylene，PP)单层膜或聚丙烯-聚乙烯-聚丙烯三层复合膜，涂覆层可为多孔二氧化硅、三氧化二铝、二氧化钛和二氧化锆中的至少一种。
较佳的，隔膜140的宽度超过极片的宽度，使得第一正极耳113与负极耳133之间设有一层隔膜140、第二正极耳123与负极耳133之间设有一层隔膜140。通过上述设置，可以进一步避免第一正极耳113与负极耳133以及第二正极耳123与负极耳133之间发生接触短路，容易理解的是，由于负极耳133沿竖直方向在第一正极耳113与第二正极耳123之间，故而第一正极耳113与第二正极耳123之间设置有两层隔膜140。
根据以上描述可知，本实施例提供的卷芯100，通过设置第一正极片110、第二正极片120与负极片130，负极片130的头部位于第一正极片110与第二正极片120之间且负极片130头部前两折涂覆的负极涂层132正对第一正极涂层112以及第二正极涂层122。使得负极涂层132可以在负极集流体131的两个表面上前后对齐，同时负极集流体131两个表面的负极涂层132面密度相同。卷芯100在快速充电的过程中，负极涂层132位于负极集流体131同一位置两侧的电流密度相同，负极片130难以发生析锂，进而提升电池的快速充电性能。
实施例二
在实施例一的基础上，本实施例还提供一种电池，该电池包括外壳和实施例一中的卷芯。
本实施例提供的电池，在外壳的内部设置有卷芯与电解液，并通过卷芯的正极耳和负极耳与外部电路连通，其中正极耳包括第一正极耳与第二正极耳，第一正极耳设置在第一正极片上，第二正极耳设置在第二正极片上，负极耳设置在负极片上。电池在充电的过程中，锂离子从正极片的正极涂层中脱出，经过隔膜后嵌入到负极片的负极涂层中；电池在放电的过程中，锂离子从负极片的负极涂层中脱出，经过隔膜后嵌入到正极片的正极涂层中。
本实施例提供的电池，由于采用实施例一中的卷芯，在充电的过程中，负极涂层位于负极集流体同一位置两侧的电流密度相同，负极片难以发生析锂，快速充电性能有所提高。
实施例三
本实施例提供一种电子产品，该电子产品包括电池。
本实施例中的电池与实施例二提供的电池的结构相同，并能带来相同或者类似的技术效果，在此不再一一赘述，具体可参照上述实施例的描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“上”、“下”(如果存在)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。
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。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“第一”、“第二”是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种卷芯，其特征在于，包括：
第一正极片，包括第一正极集流体以及第一正极涂层，所述第一正极集流体包括第一表面与第二表面，所述第一正极集流体仅在第一表面涂覆有所述第一正极涂层，所述第一正极片的中部弯折以使所述第一正极集流体头部的第二表面面向所述第一正极集流体尾部的第二表面；
第二正极片，包括第二正极集流体以及涂覆在所述第二正极集流体两个表面上的第二正极涂层；
负极片，包括负极集流体以及涂覆在所述负极集流体两个表面上的负极涂层，并且涂覆在所述负极集流体两个表面上的所述负极涂层前后对齐；
所述第一正极片、负极片以及第二正极片叠放在一起并从头部向尾部卷绕；所述第一正极片与所述负极片之间以及所述第二正极片与所述负极片之间均设置有隔膜；
所述负极片的头部位于所述第一正极片与第二正极片之间且所述负极片头部前两折涂覆的所述负极涂层正对所述第一正极涂层以及第二正极涂层。
2.根据权利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述第一正极片还设有第一正极耳，所述第一正极耳设置在所述第一正极片的极耳连接区，所述第一正极片的极耳连接区位于所述第一正极集流体沿长度方向的一侧；
所述第二正极片还设有第二正极耳，所述第二正极耳设置在所述第二正极片的极耳连接区；
所述负极片还设有负极耳，所述负极耳设置在所述负极片的极耳连接区。
3.根据权利要求2所述的卷芯，其特征在于，所述第一正极耳与所述第二正极耳在卷芯厚度方向上的投影存在重叠区域，所述第一正极耳与所述第二正极耳焊接连接。
4.根据权利要求3所述的卷芯，其特征在于，所述卷芯包括相互垂直的水平中心线与竖直中心线，所述第一正极耳、第二正极耳与负极耳位于所述水平中心线的同一侧；所述第一正极耳与第二正极耳位于所述竖直中心线的一侧，所述负极耳位于所述竖直中心线的另一侧；所述负极片的尾部与所述负极耳分别位于所述水平中心线的两侧。
5.根据权利要求4所述的卷芯，其特征在于，所述隔膜的头部位于所述第一正极片的弯折区域；所述第一正极耳与第二正极耳之间设有两层隔膜，所述第一正极耳与负极耳之间设有一层隔膜，所述第二正极耳与负极耳之间设有一层隔膜。
6.根据权利要求1-5任一项所述的卷芯，其特征在于，所述负极片头部的所述负极涂层超出所述第一正极片头部的所述第一正极涂层以及所述第二正极片头部的所述第二正极涂层；所述负极片头部的所述负极涂层与所述第一正极片尾部的所述第一正极涂层对齐。
7.根据权利要求6所述的卷芯，其特征在于，所述负极片尾部的所述负极涂层超出所述第二正极片尾部的所述第二正极涂层；和/或，
所述负极涂层的宽度大于所述第一正极涂层的宽度，所述负极涂层的宽度大于所述第二正极涂层的宽度，所述第一正极片的宽度等于第二正极片的宽度；和/或，
所述负极集流体的两个表面的所述负极涂层面密度相同。
8.根据权利要求1-5任一项所述的卷芯，其特征在于，所述第二正极片的尾部一侧表面上所述第二正极涂层的长度超过所述第二正极片尾部另一侧表面上所述第二正极涂层的长度，以在所述第二正极片的尾部形成单面区，所述单面区的长度大于或等于所述卷芯最外侧两折的长度，所述单面区的第二正极涂层朝向所述卷芯的内侧。
9.一种电池，其特征在于，包括外壳和权利要求1-8任一项所述的卷芯。
10.一种电子产品，其特征在于，包括权利要求9所述的电池。
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| CN112331930A (zh) | 2021-02-05 |
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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