CN114069025A - 卷芯结构及电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种卷芯结构及电池，包括依次层叠卷绕的第一隔膜、第一极片、第二隔膜和第二极片；所述第一隔膜和所述第二隔膜均至少覆盖所述第一极片的第一端，所述第一极片的第一端靠近所述卷芯结构的卷绕起始端；所述第一极片具有与所述第一隔膜相邻的第一侧面，所述第一侧面的对应所述第一极片的第一端的位置处为第一金属箔区，至少部分所述第一金属箔区与所述第一隔膜连接。本申请能够提升卷芯结构和电池的安全性能。

Description

卷芯结构及电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种卷芯结构及电池。

背景技术

随着现代电子信息技术的不断发展，锂离子电池以其能量密度高、循环寿命长等优点，成为现代电子信息产品不可缺少的化学电源。

相关技术中，锂离子电池包括卷芯结构。卷芯结构包括依次层叠卷绕的第一隔膜、第一极片、第二隔膜和第二极片。卷绕过程中，卷针同时夹持第一隔膜的第一端和第二隔膜的第一端进行卷绕，第一极片和第二极片依次加入卷绕制程。

然而，上述技术方案的卷芯结构在卷绕过程中容易发生安全风险。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种卷芯结构及电池，能够提升卷芯结构和电池的安全性能。

为了实现上述目的，本申请提供如下技术方案：

本申请实施例的第一方面提供一种卷芯结构，包括依次层叠卷绕的第一隔膜、第一极片、第二隔膜和第二极片。

所述第一隔膜和所述第二隔膜均至少覆盖所述第一极片的第一端，所述第一极片的第一端靠近所述卷芯结构的卷绕起始端。

所述第一极片具有与所述第一隔膜相邻的第一侧面，所述第一侧面的对应所述第一极片的第一端的位置处为第一金属箔区，至少部分所述第一金属箔区与所述第一隔膜连接。

在一种可以实现的实施方式中，所述第一极片具有与第二隔膜相邻的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面位于所述第一极片的相对两侧，所述第二侧面的对应所述第一极片的第一端的位置处为第二金属箔区或第一活性材料区。

在一种可以实现的实施方式中，所述第一侧面还包括第二活性材料区，所述第二活性材料区位于所述第一侧面的远离所述第一极片的第一端的一侧；至少部分所述第二活性材料区与所述第一隔膜连接。

在一种可以实现的实施方式中，所述第二侧面的对应所述第一极片的第一端的位置处的至少部分与所述第二隔膜连接。

在一种可以实现的实施方式中，所述第二侧面还包括第三活性材料区，所述第三活性材料区位于所述第二侧面的远离所述第一极片的第一端的一侧；至少部分所述第三活性材料区与所述第二隔膜连接。

在一种可以实现的实施方式中，所述第一极片与所述第一隔膜粘接连接。

在一种可以实现的实施方式中，所述第一隔膜的第一端和所述第二隔膜的第一端均伸出所述第一极片的第一端，且所述第一隔膜的第一端和所述第二隔膜的第一端互相连接；所述第一隔膜的第一端和所述第二隔膜的第一端均靠近所述卷芯结构的卷绕起始端。

在一种可以实现的实施方式中，所述第一隔膜和所述第二隔膜伸出所述第一极片的第一端的部分包括依次连接的弯曲部、延伸部和弯折部。

所述弯折部与所述弯曲部相对设置，且所述弯曲部自所述延伸部的一端向靠近所述第一极片的方向弯折形成。

在一种可以实现的实施方式中，所述第二极片具有与所述第二隔膜相邻的第三侧面以及背离所述第二隔膜的第四侧面。

其中，所述第三侧面的至少部分与所述第二隔膜连接，和/或，所述第四侧面的至少部分与所述第一隔膜连接。

本申请实施例的第二方面提供一种电池，包括上述卷芯结构。

本申请实施例提供的卷芯结构及电池，该卷芯结构的第一极片的靠近卷绕起始端的第一端位置处的至少部分第一金属箔区与第一隔膜连接，使第一极片在卷绕入料过程中受到第一隔膜的牵引，避免第一极片在此过程中受阻发生打皱或向卷绕收尾端翻折，从而使卷芯结构厚度均一，平整度高，且不容易发生第一极片与第二极片覆盖面积不足的情况，避免发生析锂等安全风险，提高了卷芯结构及使用该卷芯结构的电池的安全性能。该电池包括上述卷芯结构，具有同样的有益效果，提升了电池的安全性能。

本申请的构造以及它的其他目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1a为相关技术中卷芯结构卷绕之前的结构示意图；

图1为本申请实施例提供的卷芯结构(含第一卷针)的一种结构示意图；

图2为图1的M处局部放大图；

图3为图1的卷芯结构卷绕之前的展开结构示意图；

图4为本申请实施例提供的卷芯结构卷绕之前的另一种展开结构示意图；

图5为本申请实施例提供的卷芯结构(含第二卷针)的另一种结构示意图；

图6为图5的N处局部放大图；

图7为图5的卷芯结构卷绕之前的展开结构示意图；

图8为本申请实施例提供的卷芯结构卷绕之前的另一种展开结构示意图；

图9为本申请实施例提供的卷芯结构卷绕之前的另一种展开结构示意图；

图10为本申请实施例提供的卷芯结构卷绕之前的另一种展开结构示意图；

图11为第一极片涂布加工效果示意图；

图12为第一极片热复合加工效果示意图。

附图标记说明：

1-负极极片；11-负极头部空箔区；12-负极单面涂布区，13-负极双面涂布区；

2-正极极片；21-正极双面涂布区；22-正极单面涂布区；23-正极尾部空箔区；

100-卷芯结构；

111-第一隔膜；1111-弯曲部；1112-延伸部；1113-弯折部；

112-第二隔膜；

121-第一极片；

1211-第一侧面；12111-第一金属箔区，12112-连接金属箔区；12113-第二活性材料区；

1212-第二侧面；12120-第二金属箔区；12121-第一活性材料区；12122-连接活性材料区；12123-第三活性材料区；

1213-第一单层涂布区；1214-第一双层涂布区；1215-第一空箔区；

122-第二极片；1221-第二双层涂布区；1222-第二单层涂布区；1223-第三侧面；1224-第四侧面；1225-第二空箔区；

201-第一卷针；2011-第一夹持板；

202-第二卷针；2022-第二夹持板；

x-卷绕方向；y-厚度方向；

a-第一极片的第一端与最内折折痕的距离；b-第一极片的第一端伸出第二极片的第一端的距离；c-热复合后相邻排列的第一极片之间的间隙。

具体实施方式

相关技术中，参照图1a所示，以第一极片为负极极片1、第二极片为正极极片2进行说明(实际应用中，也可以考虑以第一极片为正极极片2，第二极片为负极极片1)。卷绕方向x如图1a中箭头指示，箭头指向的一端表示卷绕收尾端，箭头尾部的一端表示为卷绕起始端。负极极片1由卷绕起始端向卷绕收尾端包括依次连接的负极头部空箔区11、负极单面涂布区12、负极双面涂布区13。正极极片2由卷绕起始端向卷绕收尾端包括依次连接正极双面涂布区21、正极单面涂布区22、正极尾部空箔区23。卷绕过程中，由于负极极片1的负极头部空箔区11相对轻薄柔软，其在卷绕入料过程中受阻力影响，容易于第一隔膜111和第二隔膜112之间发生打皱或朝向第二端方向翻折，从而影响卷芯结构的平整度，使整体厚度不均一；严重时甚至会导致与其相连的负极单面涂布区12翻折，导致负极极片1与正极极片2之间覆盖面积不足，由此产生析锂等安全风险。

针对上述技术问题，本申请实施例提供了一种卷芯结构及电池，该卷芯结构的第一极片的第一端位置处的至少部分第一金属箔区与第一隔膜连接，使第一极片在卷绕入料过程中受到第一隔膜的牵引，避免第一极片在此过程中受阻发生打皱或向卷绕收尾端翻折，从而使卷芯结构厚度均一，平整度高，且不容易发生第一极片与第二极片覆盖面积不足的情况，避免发生析锂等安全风险，提高了卷芯结构及使用该卷芯结构的电池的安全性能。该电池包括上述卷芯结构，具有同样的有益效果，提升了电池的安全性能。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请的优选实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。

图1为本申请实施例提供的卷芯结构(含第一卷针)的一种结构示意图；图2为图1的M处局部放大图；图3为图1的卷芯结构卷绕之前的展开结构示意图；图4为本申请实施例提供的卷芯结构卷绕之前的另一种展开结构示意图；图5为本申请实施例提供的卷芯结构(含第二卷针)的另一种结构示意图；图6为图5的N处局部放大图；图7为图5的卷芯结构卷绕之前的展开结构示意图；图8为本申请实施例提供的卷芯结构卷绕之前的另一种展开结构示意图；图9为本申请实施例提供的卷芯结构卷绕之前的另一种展开结构示意图；图10为本申请实施例提供的卷芯结构卷绕之前的另一种展开结构示意图；图11为第一极片涂布加工效果示意图；

图12为第一极片热复合加工效果示意图。

参照图1-图12所示，第一方面，本申请实施例提供一种卷芯结构100，包括依次层叠卷绕的第一隔膜111、第一极片121、第二隔膜112和第二极片122。

第一隔膜111和第二隔膜112均至少覆盖第一极片121的第一端，第一极片121的第一端靠近卷芯结构100的卷绕起始端。

第一极片121具有与第一隔膜111相邻的第一侧面1211，第一侧面1211的对应第一极片121的第一端的位置处为第一金属箔区12111，至少部分第一金属箔区12111与第一隔膜111连接。

其中，第一极片121和第二极片122均为在金属箔的两个相对侧面的设定区域涂覆活性材料的片状结构，且第一极片121和第二极片122的金属箔的侧面所涂覆的活性材料不同，两者由第一隔膜111和第二隔膜112隔离并卷绕形成卷芯结构。在本申请实施例中，卷绕方向x如图3、图4、图7-图10中箭头指示，箭头指向的一端表示卷绕收尾端，箭头尾部的一端表示为卷绕起始端。卷绕时，第一隔膜111可以位于卷芯结构100的内侧。在一些实施例中，也可以选择第二极片122位于卷芯结构100的内侧。

第一隔膜111和第二隔膜112用于隔离第一极片121和第二极片122。当第一隔膜111和第二隔膜112对第一极片121的两个相对的侧面均形成覆盖，即可形成第一极片121与第二极片122的隔离。可以理解的是，第一隔膜111和第二隔膜112还可以伸出第一极片121的两个相对的侧面。

第二极片122与第一极片121的相对位置可以根据两者的活性材料的涂布区域进行设计。示例性的，第二极片122的第一端可以如本申请实施例中被第一极片121的第一端覆盖，也可以考虑第二极片122的第一端伸出第一极片121的第一端，并向靠近卷绕起始端的一端延伸。同理，第二极片122的第二端可以如本申请实施例中伸出第一极片121的第二端，并向靠近卷绕收尾端的一端延伸，也可以考虑第二极片122的第二端被第一极片121的第一端覆盖。

第一极片121的第一端的至少部分第一金属箔区12111与第一隔膜111连接，可以理解为第一金属箔区12111的一处、间隔设置的多处或全部区域与第一隔膜111连接，即只要将第一金属箔区12111与第一隔膜111形成连接关系，用于第一隔膜111在卷绕过程中对第一极片121形成牵引即可。

本申请实施例提供的卷芯结构，其第一极片121的第一端位置处的至少部分第一金属箔区12111与第一隔膜111连接，使第一极片121在卷绕入料过程中受到第一隔膜111的牵引，避免第一极片121在此过程中受阻发生打皱或向卷绕收尾端翻折，从而使卷芯结构100厚度均一，平整度高，且不容易发生第一极片121与第二极片122覆盖面积不足的情况，避免发生析锂等安全风险，提高了卷芯结构100及使用该卷芯结构100的电池的安全性能。

在一种可以实现的实施方式中，第一极片121具有与第二隔膜112相邻的第二侧面1212，第二侧面1212与第一侧面1211位于第一极片121的相对两侧。如图9-图10所示，第二侧面1212的对应第一极片121的第一端的位置处为第二金属箔区12120。或者如图1-图8所示，第二侧面1212的对应第一极片121的第一端的位置处为第一活性材料区12121。

可以理解的是，当第二侧面1212的卷绕起始端为第二金属箔区12120，第一极片121的第一端的相对设置的第一金属箔区12111与第二金属箔区12120围构其中的金属箔可以形成第一空箔区1215。当第二侧面1212的卷绕起始端为第一活性材料区12121，第一极片121的第一端的相对设置的第一金属箔区12111和第一活性材料区12121所围构的结构可以形成第一单层涂布区1213。

这样，根据实际需求，灵活设计第一极片121的第一端是否涂覆活性材料，配合第二极片122形成卷芯结构。

其中，结合第一极片121的第一端的结构，卷芯结构100的具体结构可以包括以下两种实施方式：

在第一种可行的实施方式中，如图1-图2所示，并以卷绕图3所示的层叠设置的各层结构为例进行说明。第一卷针201包括两个层叠设置的第一夹持板2011，两个第一夹持板2011均沿卷绕方向x同向延伸。各第一夹持板2011的相对另一第一夹持板2011的侧面作为夹持面，两个夹持面之间形成夹持口。第一隔膜111、第一极片121和第二隔膜112的卷绕起始端被夹持于夹持口内，并由两个第一夹持板2011的起始端沿卷绕方向x向两个第一夹持板2011的末端延伸。在两个第一夹持板2011的末端，第一隔膜111、第一极片121和第二隔膜112反方向回折，弯折到其中一个第一夹持板2011的与夹持面相对的侧面，并沿侧面延伸至该第一夹持板2011的起始端；然后再次回折到另一第一夹持板2011的与夹持面相对的侧面，且在靠近该另一第一夹持板2011的侧面的起始端处，第二极片122投入卷绕制程，依此沿卷绕方向x进行卷绕，形成卷芯结构100。

上述以图3为例说明卷芯结构100卷绕的过程及形成的具体结构，类似的，图4和图7-图10的层叠设置的各层结构同样适用于卷芯结构100的第一种可行的实施方式，只是第一极片和第二极片投入卷绕制程的位置有所不同，在此不再一一赘述。

在第二种可行的实施方式中，如图5-图6所示，并以卷绕图9所示的层叠设置的各层结构为例进行说明。第二卷针202包括位于同一层面的两个第二夹持板2022，两个第二夹持板2022均沿卷绕方向x延伸，且两个第二夹持板2022的延伸朝向互相背离彼此，各第二夹持板2022与另一第二夹持板2022的相对设置的端面作为夹持面，两个夹持面之间形成夹持口。第一隔膜111、第一极片121和第二隔膜112的卷绕起始端被夹持口夹持后，弯折并沿卷绕方向x在其中一个第二夹持板2022的侧面上延伸；在该第二夹持板2022的远离夹持口的一端，第一隔膜111、第一极片121和第二隔膜112反方向回折，弯折到该第二夹持板2022的另一侧面上，并沿卷绕方向x延伸；第一隔膜111、第一极片121和第二隔膜112以此卷绕方向x卷绕一圈后，第二极片122加入卷绕制程，依此沿卷绕方向x进行卷绕，形成卷芯结构100。

上述以图9为例说明卷芯结构100卷绕的过程及形成的具体结构，类似的图7、图8和图10的层叠设置的各层结构同样适用于卷芯结构100的第二种可行的实施方式，只是第一极片和第二极片投入卷绕制程的位置有所不同，在此不再一一赘述。

可以理解的是，第一种可行的实施方式适用于各种形式的层叠设置的各层结构，第二种可行的实施方式较为适用于卷绕起始端为第一隔膜111和第二隔膜112，或卷绕起始端为第一隔膜111和第二隔膜112夹设第一空箔区1215的层叠设置的各层结构。当然，在一些实施例中，图3和图4所示的层叠设置的各层结构也可以考虑卷芯结构100的第二种可行的实施方式。

在一种可以实现的实施方式中，参照图1-图10所示，第一侧面1211还包括第二活性材料区12113，第二活性材料区12113位于第一侧面1211的远离第一极片121的第一端的一端。至少部分第二活性材料区12113与第一隔膜111连接。

如图1-图8所示，第二活性材料区12113可以直接与第一金属箔区12111连接。或者，如图9-图10所示，第一极片121的第一侧面1211的卷绕起始端的第一金属箔区12111与第二侧面1212的卷绕起始端的第二金属箔区12120相对设置。第一侧面1211的第一金属箔区12111靠近卷绕收尾端的一端邻接设置有连接金属箔区12112，第二侧面1212的第二金属箔区12120靠近卷绕收尾端的一端邻接设置有连接活性材料区12122，连接金属箔区12112和连接活性材料区12122相对设置。连接金属箔区12112的靠近卷绕收尾端的一端邻接设置第二活性材料区12113，第二活性材料区12113和第一金属箔区12111通过连接金属箔区12112连接。

可以理解的是，第一极片121的相对设置的连接金属箔区12112和连接活性材料区12122所围构的结构可形成第一单层涂布区1213。第一极片121的第二活性材料区12113和下述与其相对设置的第三活性材料区12123围构的结构可形成第一双层涂布区1214。

与第一金属箔区12111和第一隔膜111的连接方式类似，可选择第二活性材料区12113的一处、间隔设置的多处或全部区域与第一隔膜111连接。这样，第一极片121的第一侧面1211的部分或全部区域与第一隔膜111连接，提高第一隔膜111在卷绕过程中对第一极片121的牵引力，有效避免第一极片121在此过程中受阻发生打皱或向卷绕收尾端翻折。

在一种可以实现的实施方式中，第二侧面1212的对应第一极片121的第一端的位置处的至少部分与第二隔膜112连接。

与第一金属箔区12111和第一隔膜111的连接方式类似，可选择第二侧面1212的卷绕起始端(即上述的第二金属箔区12120或第一活性材料区12121)的一处、间隔设置的多处或全部区域与第二隔膜112连接。这样，第一极片121的第一端的相对设置的两个侧面分别连接第一隔膜111和第二隔膜112，在卷绕过程中，第一隔膜111和第二隔膜112共同牵引第一极片121，有效避免第一极片121在此过程中受阻发生打皱或向卷绕收尾端翻折。

在一种可以实现的实施方式中，参照图1-图10所示，第二侧面1212还包括第三活性材料区12123，第三活性材料区12123位于第二侧面1212的远离第一极片121的第一端的一端。至少部分第三活性材料区12123与第二隔膜112连接。

如图1-图8所示，第三活性材料区12123可以直接与第二金属箔区12120连接。或者，如图9-图10所示，第二金属箔区12120的靠近卷绕收尾端的一端邻接设置连接活性材料区12122，第三活性材料区12123通过连接活性材料区12122和第二金属箔区12120连接。

与第一金属箔区12111和第一隔膜111的连接方式类似，可选择第三活性材料区12123的一处、间隔设置的多处或全部区域与第二隔膜112连接。这样，第一极片121的第二侧面1212的部分或全部区域与第二隔膜112连接，提高第二隔膜112在卷绕过程中对第一极片121的牵引力，有效避免第一极片121在此过程中受阻发生打皱或向卷绕收尾端翻折。

在一种可以实现的实施方式中，第一极片121与第一隔膜111粘接连接。

示例性的，第一极片121可以通过热复合工艺与第一隔膜111连接，这样的操作工艺简单方便，第一极片121和第一隔膜111的连接性良好，提高了第一隔膜111对第一极片121牵引力的稳定性。同理，第一极片121也可以通过热复合工艺与第二隔膜112连接，以提高第二隔膜112对第一极片121的牵引力的稳定性。

在一种可以实现的实施方式中，参照图5-图10所示，第一隔膜111的第一端和第二隔膜112的第一端均伸出第一极片121的第一端，且第一隔膜111的第一端和第二隔膜112的第一端互相连接。第一隔膜111的第一端和第二隔膜112的第一端均靠近卷芯结构100的卷绕起始端。

当第一隔膜111的第一端和第二隔膜112的第一端均伸出第一极片121的第一端，卷针夹持的卷绕起始端对应为第一隔膜111的第一端和第二隔膜112的第一端，由于第一极片121的第一端的第一金属箔区12111仍然连接在第一隔膜111上，仍能使第一极片121在卷绕入料过程中受到第一隔膜111的牵引，避免第一极片121在此过程中受阻发生打皱或向卷绕收尾端翻折。而且第一隔膜111和第二隔膜112同时覆盖第一极片121的第一端，不容易发生第一极片121与第二极片122覆盖面积不足的情况，避免发生析锂等安全风险，提高了卷芯结构100及使用该卷芯结构100的电池的安全性能。

在一种可以实现的实施方式中，参照图5和图6所示，第一隔膜111和第二隔膜112伸出第一极片121的第一端的部分包括依次连接的弯曲部1111、延伸部1112和弯折部1113。

弯折部1113与弯曲部1111相对设置，且弯折部1113自延伸部1112的一端向靠近第一极片121的方向弯折形成。

当第一隔膜111和第二隔膜112伸出第一极片121，卷芯结构100可以采用第二种可行的实施方式的具体结构，第一隔膜111和第二隔膜112的卷绕起始端夹持在第二卷针202的夹持口，并形成弯曲部1111。第一隔膜111和第二隔膜112沿卷绕方向x在其中一个第二夹持板2022的侧面上延伸，形成连接弯曲部1111的延伸部1112。第一隔膜111和第二隔膜112的靠近第一极片121的第一端的区域形成弯折部1113，弯折部1113在延伸部1112所卷绕的第二夹持板2022的远离夹持口的一端反方向回折，并弯折到延伸部1112所卷绕的第二夹持板2022的另一侧面。

这样，利用第二卷针202卷绕第一隔膜111和第二隔膜112的伸出第一极片121的一端，便于第一隔膜111和第二隔膜112对第一极片121形成牵引力，且第一隔膜111和第二隔膜112仅卷绕第二卷针202的一个第二夹持板2022，减少了第一隔膜111和第二隔膜112伸出第一极片121的长度，减少了卷芯结构100的厚度，提高了卷芯结构100的能量密度。

在一种可以实现的实施方式中，第二极片122具有与第二隔膜112相邻的第三侧面1223以及背离第二隔膜112的第四侧面1224。

其中，第三侧面1223的至少部分与第二隔膜112连接。或者，第四侧面1224的至少部分与第一隔膜111连接。或者，第三侧面1223的至少部分与第二隔膜112连接，且第四侧面1224的至少部分与第一隔膜111连接

与第一金属箔区12111和第一隔膜111的连接方式类似，当卷芯结构100卷绕过程中，第二极片122的第三侧面1223和第二隔膜112相邻，第二极片122的第四侧面1224和第一隔膜111相邻。可选第三侧面1223的至少一处、间隔设置的多处或全部区域连接在第二隔膜112上。同理，可选第四个侧面1124的至少一处、间隔设置的多处或全部区域连接在第一隔膜111上。

这样，第二极片122的第三侧面1223和第四侧面1224与相邻的隔膜连接，第二极片122也受到隔膜的牵引力，提高了卷芯结构100的紧密度。

以下就某型号卷芯结构为例，对本申请实施例与相关技术进行对比说明。其中以图3所示的层叠设置的各层结构卷绕形成图1所示的卷芯结构100作为本申请实施例的第一种卷芯结构，以图7所示的层叠设置的各种结构卷绕形成图5所示的卷芯结构100作为本申请的实施例的第二种卷芯结构。以图1a所示的层叠设置的结构卷绕形成图5所示的结构作为相关技术的卷芯结构。

比较图3和图7，两者的第一极片121和第二极片122的结构均相同。不同点在于图7所示的结构中，第一隔膜111的第一端和第二隔膜112的第一端均伸出第一极片121的第一端。比较图7和图1a，不同点在于图7中的且第一极片121的第一端相比图1a中的负极极片1均取消了负极头部空箔区11。

以除了上述不同点外，以第一极片121和负极极片1的其他参数均相同，第二极片122和正极极片2的其他参数均相同进行说明，示例性的，本申请实施例中，第一隔膜111和第二隔膜112的厚度为10um。第一极片121于第一铜箔上涂布第一极片材料，形成第一单层涂布区1213和第一双层涂布区1214，其中第一铜箔的厚度为6um。第二极片122于第二铜箔上涂布第二极片材料，形成第二单层涂布区1222、第二双层涂布区1221和正极空箔区1225，其中第二铜箔的厚度为6um。

如图11所示，在第一铜箔上涂覆第一极片材料，第一铜箔具有两个相对的侧面，其中一个侧面上连续涂布第一极片材料，另一个侧面上间距涂布第一极片材料。其中第一铜箔上的两个侧面均涂布有第一极片材料的区域形成第一双层涂布区1214，第一铜箔上仅有一个侧面涂布有第一极片材料的区域形成第一单层涂布区1213。

类似的，在第二铜箔上涂覆第二极片材料，第二铜箔具有两个相对的侧面。两个侧面均间距涂布第二极片材料。控制涂布第二极片材料的间距不同，使第二铜箔上的两个侧面均涂布有第二极片材料的区域形成第二双层涂布区1221，第二铜箔上仅有一个侧面涂布有第二单层涂布区1222，第二铜箔上无第二极片材料涂布的区域形成正极空箔区1225。

涂布有极片材料的第一铜箔和第二铜箔分别通过辊压、分切工艺制备形成第一极片121和第二极片122。

如图12所示，多个沿卷绕方向排列的第一极片121通过热复合与第一隔膜111的基材和第二隔膜112的基材连接在一起，使第一极片121的第一侧面1211连接于第一隔膜111上，第一极片的第二侧面1212连接于第二隔膜112上。对应于第一种卷芯结构，热复合后相邻排列的第一极片121之间的间隙c为8mm(该部分隔膜仅包括图3中位于卷绕收尾端的隔膜)，对应于第二种卷芯结构，热复合后相邻排列的第一极片121之间的间隙c为40mm(该部分隔膜包括图7中位于卷绕起始端和卷绕收尾端的隔膜)。

上述图12所示形成的结构与多个沿卷绕方向排列的第二极片122形成多个连续的如图3或如图7所示的结构。由第一卷针201对如图3所示的各层结构进行卷绕，制备成如图1所示的第一种卷芯结构100，由第二卷针202对如图7所示的各层结构进行卷绕，制备成如图5所示的第二种卷芯结构100。两种卷芯结构100卷绕完成后，第一极片的第一端与最内折折痕的距离a为0.5-2mm；第一极片的第一端伸出第二极片的第一端的距离b为0.5-3mm。

相关技术中，参考上述制作方式，形成负极极片1和正极极片2并由第一隔膜111和第二隔膜112隔离后卷绕成卷芯结构100。

其中，相关技术结构中，卷芯结构100量产中负极头部空箔区翻折比例约为0.6％，负极头部空箔区打皱比例0.3％，卷芯结构卷绕后沿厚度方向y的最大厚度值为4.72mm，在该厚度方向y的最大厚度值与最小厚度值的极差值为80um。

本申请实施例的如图1所示的第一种卷芯结构中，试制生产490件时无翻折和打皱不良，卷芯结构100卷绕后沿厚度方向y的最大厚度值为4.69mm，在该厚度方向y的最大厚度值与最小厚度值的极差值为60um，相对相关技术的卷芯结构，能量密度提升0.64％。如图5所示的第二种卷芯结构中，试制生产500件时无翻折和打皱不良，卷芯结构100卷绕后沿厚度方向y的最大厚度值为4.71mm，在该厚度方向y的最大厚度值与最小厚度值的极差值为70um，相对相关技术的卷芯结构，能量密度提升0.21％。

可见，相比相关技术，上述两种卷芯结构在第一极片121上取消负极头部空箔区，采用图1或图5所示的卷针卷制卷芯结构100，将第一极片与第二极片合理设置，可以卷绕形成更大面积的极片交叠区，提升电芯能量密度，同时解决了负极头部空箔区翻折和打皱的问题，提升卷芯结构100及使用该卷芯结构100的电池的安全性能。

本申请实施例中图4和图8-图10的层叠卷绕的结构所卷绕形成卷芯结构与相关技术相比，虽然具体的有益参数略有不同，但总体均起到提升电芯能量密度的效果，同时解决了负极头部空箔区翻折和打皱的问题，提升卷芯结构100及使用该卷芯结构100的电池的安全性能。在此不再一一赘述。

在上述实施例的基础上，第二方面，本申请实施例提供一种电池，包括上述的卷芯结构100。该电池可以是锂离子电池。

本申请实施例提供的电池，包括卷芯结构100。该卷芯结构100的第一极片121的靠近卷绕起始端的第一端位置处的至少部分第一金属箔区12111与第一隔膜111连接，使第一极片121在卷绕入料过程中受到第一隔膜111的牵引，避免第一极片121在此过程中受阻发生打皱或向卷绕收尾端翻折，从而使卷芯结构100厚度均一，平整度高，且不容易发生第一极片121与第二极片122覆盖面积不足的情况，避免发生析锂等安全风险，提高了卷芯结构100及使用该卷芯结构100的电池的安全性能。该电池包括上述卷芯结构100，具有同样的有益效果，提升了电池的安全性能。

在本申请实施例的描述中，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”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)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能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种卷芯结构，其特征在于，包括依次层叠卷绕的第一隔膜、第一极片、第二隔膜和第二极片；

所述第一隔膜和所述第二隔膜均至少覆盖所述第一极片的第一端，所述第一极片的第一端靠近所述卷芯结构的卷绕起始端；

所述第一极片具有与所述第一隔膜相邻的第一侧面，所述第一侧面的对应所述第一极片的第一端的位置处为第一金属箔区，至少部分所述第一金属箔区与所述第一隔膜连接。

2.根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一极片具有与第二隔膜相邻的第二侧面，所述第二侧面与所述第一侧面位于所述第一极片的相对两侧，所述第二侧面的对应所述第一极片的第一端的位置处为第二金属箔区或第一活性材料区。

3.根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一侧面还包括第二活性材料区，所述第二活性材料区位于所述第一侧面的远离所述第一极片的第一端的一侧；至少部分所述第二活性材料区与所述第一隔膜连接。

4.根据权利要求2所述的卷芯结构，其特征在于，所述第二侧面的对应所述第一极片的第一端的位置处的至少部分与所述第二隔膜连接。

5.根据权利要求4所述的卷芯结构，其特征在于，所述第二侧面还包括第三活性材料区，所述第三活性材料区位于所述第二侧面的远离所述第一极片的第一端的一侧；至少部分所述第三活性材料区与所述第二隔膜连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一极片与所述第一隔膜粘接连接。

7.根据权利要求1-5任一项所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一隔膜的第一端和所述第二隔膜的第一端均伸出所述第一极片的第一端，且所述第一隔膜的第一端和所述第二隔膜的第一端互相连接；所述第一隔膜的第一端和所述第二隔膜的第一端均靠近所述卷芯结构的卷绕起始端。

8.根据权利要求7所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一隔膜和所述第二隔膜伸出所述第一极片的第一端的部分包括依次连接的弯曲部、延伸部和弯折部；

所述弯折部与所述弯曲部相对设置，且所述弯曲部自所述延伸部的一端向靠近所述第一极片的方向弯折形成。

9.根据权利要求1-5任一项所述的卷芯结构，其特征在于，所述第二极片具有与所述第二隔膜相邻的第三侧面以及背离所述第二隔膜的第四侧面；

其中，所述第三侧面的至少部分与所述第二隔膜连接，和/或，所述第四侧面的至少部分与所述第一隔膜连接。

10.一种电池，包括如权利要求1-9中任一项所述的卷芯结构。

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