CN115881890B - 卷芯及其制备方法、电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供了卷芯及其制备方法、电池，卷芯包括：第一电极片，沿所述第一电极片的长度方向设有间隔分布的多个第一涂覆区，每两个相邻的所述第一涂覆区之间设有间歇区；第二电极片，沿所述第二电极片的长度方向设有连续的第二涂覆区，所述第二电极片和所述第一电极片的极性相反，所述第二电极片用于和所述第一电极片卷绕形成卷芯；其中，所述卷芯的形状是相邻两个侧面之间平滑过渡的棱柱，所述间歇区设置在所述卷芯的侧棱处。卷芯包括涂覆区区域类型不同的第一电极片和第二电极片，卷芯的侧棱设有间歇区，提高了卷芯的受力稳定性，中心孔不容易坍塌。

Description

卷芯及其制备方法、电池

技术领域

本发明属于电池技术领域，尤其是涉及一种卷芯及其制备方法、电池。

背景技术

锂电池是目前市面上最常见的储能技术，广泛应用于各种个人电子产品、行动装置及电动车之车载电池等。

目前，锂电池主要是钢壳、铝壳为主的圆柱电池，圆柱电池PACK（组装成组）时空间利用率不高，圆柱电池的卷芯是由正负电极片围绕一定直径卷针卷绕而成，在卷绕时存在圆弧上的形变，随着圆柱电池尺寸增加，内外层电极片曲率不一致。且电极片应力整体朝向卷芯内部，内圈电极片应力更大。一方面，会导致卷芯的中心孔坍塌；另一方面，内圈电极片无法充分反弹，导致上述卷芯用于锂电池时，受力稳定性差。

因此，亟需提供卷芯及其制备方法、电池，以改进现有技术存在的问题。

发明内容

本申请的目的在于提供卷芯及其制备方法、电池，卷芯包括涂覆区区域类型不同的第一电极片和第二电极片，卷芯的侧棱设有间歇区，提高了卷芯的受力稳定性，中心孔不容易坍塌。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

第一方面，本申请提供了一种卷芯，所述卷芯包括：

第一电极片，沿所述第一电极片的长度方向设有间隔分布的多个第一涂覆区，每两个相邻的所述第一涂覆区之间设有间歇区；

第二电极片，沿所述第二电极片的长度方向设有连续的第二涂覆区，所述第二电极片和所述第一电极片的极性相反，所述第二电极片用于和所述第一电极片卷绕形成卷芯；

其中，所述卷芯的形状是相邻两个侧面之间平滑过渡的棱柱，所述间歇区设置在所述卷芯的侧棱处。

该技术方案的有益效果在于：一方面，每两个相邻的第一涂覆区之间设有在卷芯侧棱的间歇区，即便在卷芯卷绕过程中产生形变，或受到外力产生向内圈叠加的应力，也能够通过设置于侧棱上的间歇区进行释放，进而避免卷芯变形。可以理解为，卷芯的形状是相邻两个侧面之间平滑过渡的棱柱，第一电极片和第二电极片卷绕成的棱柱形状的卷芯，相比于现有的卷芯，上述卷芯能将所受到的应力在间歇区释放，以使其加工时，在承受相同或更高应力的条件下不易变形，进而提高了卷芯制作的成品率，降低了卷芯的生产成本；而现有卷芯的成品率差，需要在产线上安装价格较高的高精度质检设备，并配备高质量的操作人员，本申请卷芯在生产过程中则无需安装高精度的质检设备和配备质检人员，即可达到客户需求，可以降低企业的生产成本，有利于对其进行产业化推广。

又一方面，第一电极片和第二电极片水平堆叠包覆，相较于圆柱形状卷绕的卷芯而言电极片无曲率弯折，可以有效调整N/P值。可以理解为，第一电极片和第二电极片在棱柱的侧面平铺设置，没有弯折的曲率。

又一方面，上述结构的卷芯用于电池时，设于卷芯侧棱的间歇区可以作为电池电解液的流通通道，提升电池制备时电解液的注液效率。

又一方面，由于卷芯的形状是棱柱，相比于同体积的圆柱形状卷芯有更大的散热面积，相同散热条件下的散热效果更好，提高了使用上述卷芯的电池的寿命和安全度，并使使用上述卷芯的电池有更多的应用场景。同时，由于电解液是电池中离子传输的载体，提高卷芯表面积可以使电极片和电解液的接触更充分，能够获得更高比能（单位质量/体积的电池可提供的能量）的电池。

又一方面，如果卷芯相邻两个侧面之间不是平滑过渡，侧棱会阻碍力的传导。可以理解为，力的传导在尖锐的侧棱上会形较大的力矩，力不能较好地传导并会堆积在侧棱；当卷芯相邻两个侧面之间是平滑过渡时，相当于增加了侧棱的面积、分散了应力，使其不仅能够对力进行缓冲和传递，还加强了卷芯的强度，提高了卷芯的受力稳定性，卷芯中心孔不容易坍塌。

综上，设置包括不同类型涂覆区的第一电极片和第二电极片，并将第一电极片的间歇区设置于卷芯的侧棱，提高了卷芯的受力稳定性；第一电极片和第二电极片水平堆叠包覆，有效调整了N/P值；设置于卷芯侧棱的间歇区复用于提供电解液的流通通道，提升电池制备时电解液的注液效率。上述结构的卷芯，承受应力能力强、卷芯中心孔不容易坍塌，成品率高，利于产业化推广。

在一些可选的实施例中，涂覆所述第一涂覆区的材料为正极材料。

该技术方案的有益效果在于：将卷芯设置为棱柱形状并在正电极片（第一电极片）上设置间歇区，既能提高卷芯的稳定性，又在不影响卷芯制备效率的前提下提升了电池的能量密度。另外，相比于相关的卷芯，本实施例中的卷芯能得到较小N/P值，N/P值的降低有利于提升电池能量密度。这是因为，在正电极片设置间歇区，减少了涂敷在正电极片的集流体上的导电材料的数量，因此可以减少负极材料在第二电极片的涂覆，减轻了卷芯的厚度（体积）和重量，便于研发人员在相同体积和/或重量的前提下提升电池密度。

在一些可选的实施例中，所述卷芯包括相背设置的第一底面和第二底面，且所述第一底面和所述第二底面通过所述卷芯的侧面连接；

所述第一电极片还包括：

第一预留区域，所述第一预留区域设置在所述第一电极片靠近所述第一底面的区域；

多个正极耳，所述正极耳于所述第一预留区域沿所述第一涂覆区延伸方向模切形成；

所述第二电极片还包括：

第二预留区域，所述第二预留区域设置在所述第二电极片靠近所述第二底面的区域；

多个负极耳，每个所述负极耳与每个所述正极耳一一对应，所述负极耳和相对应的所述正极耳的结构相同且对称设置在第二预留区域。

该技术方案的有益效果在于：一方面，相比于将正极耳和负极耳设置于同一底面方向，本实施例正负极耳在位置关系上互不干扰，可以对正极耳和负极耳分别进行布置，进而能够更好的控制电极片的内阻，以提供低内阻的电池。

另一方面，正极耳和负极耳设置于不同底面方向，正极耳和负极耳揉平时，不用考虑正极耳和负极耳接触造成的短路，降低了对揉平极耳工序的精度要求，进而提高了卷芯的制备效率。

又一方面，上述层状堆叠的极耳能避免卷绕后的卷芯松动、起到卷芯的定型作用，提高了卷芯的受力稳定性。

又一方面，极耳经揉平后，能提高极耳的焊接面积，当卷芯由于电池的制备时，提高了焊接的精度。

综上，将正极耳和负极耳设置于不同底面方向时，能够较好地控制电极片的内阻，提高了卷芯的受力稳定性，并提高了卷芯和电池的制备效率。

在一些可选的实施例中，所述棱柱是正多棱柱，所述正多棱柱的侧棱的数量大于4。

该技术方案的有益效果在于：一方面，当棱柱是正多棱柱时，防止应力集中在一个或少量间歇区释放，相同弯折角度的间歇区能均匀的提供应力释放，提高电极片的应力承受程度。

另一方面，在制作不规则的棱柱形状的卷芯时，需要考虑多个侧面或侧棱的参数，而当棱柱是正多棱柱时，由于正多棱柱的侧面均相同，能降低卷芯的制备难度，提高卷芯的制备速度。

综上，将卷芯设置为正多棱柱，提高了卷芯对应力的释放能力，降低了卷芯的制备难度，提高了卷芯的制备效率。侧棱数量大于4，能满足用户在多数情况下的需求。

在一些可选的实施例中，所述正极耳是上底靠近所述第一涂覆区的梯形，所述正极耳的腰与上底的夹角等于或小于360°与所述侧棱数量的比值。

该技术方案的有益效果在于：一方面，当正极耳的腰与上底的夹角等于或小于360°与侧棱数量的比值时，能保证（同层）相邻的正极耳无交错和重叠，使叠放后的极耳层与层之间厚度容易控制一致，避免了揉平后的极耳厚度高低不平的情况，使正极耳在焊接时的焊接位置不会因高低不平影响稳定，提高了焊接的良品率。

另一方面，当正极耳的腰与上底的夹角小于360°与侧棱数量的比值时，正极耳与第一底面之间形成缝隙，可以提升电池注液时电解液的注入速度和电解液对电极片的浸润效果。

又一方面，当正极耳的腰与上底的夹角等于360°与侧棱数量的比值时，减小了同层相邻正极耳之间的空隙，抚平后的梯形的正极耳能提供较大的覆盖面积，较好地实现对第一底面的包覆，提高了卷芯的稳定性。

综上，基于棱柱形状结构的卷芯，通过控制正极耳的形状，以使同层的正极耳揉平后相互之间不会重叠和交错，层与层之间的厚度容易控制，可以避免揉平后正极耳厚度的高低不平的情况出现，在焊接到电池内时焊接位置更加稳定，良品率更高。

在一些可选的实施例中，所述棱柱是正三棱柱，所述正极耳底边靠近所述第一涂覆区的三角形，所述正极耳的侧边与底边的夹角等于或小于30°。

该技术方案的有益效果在于：当棱柱是正三棱柱时，三角形的正极耳在抚平后能提供较大的覆盖面积。当正极耳的侧边与底边的夹角等于30°时，抚平后的正极耳即能较好地实现对第一底面的包覆，又能保证相邻的正极耳无交错，使叠放后的极耳层与层之间厚度一致且无空隙，正极耳在焊接时的焊接位置更加稳定，焊接的良品率更高。当正极耳的侧边与底边的夹角小于30°时，正极耳与第一底面之间形成缝隙，可以提升电池注液时电解液的注入速度和电解液对电极片的浸润效果。

第二方面，本申请还提供了一种卷芯的制备方法，用于制备第一方面任一项所述的卷芯，所述方法包括步骤：

沿第一电极片的长度方向，采用间歇涂布的方式间隔设置多个第一涂覆区，每两个相邻的所述第一涂覆区之间设有间歇区；

沿第二电极片的长度方向，采用连续涂布的方式设置第二涂覆区，所述第二电极片和所述第一电极片的极性相反；

将所述第一电极片和所述第二电极片卷绕成卷芯，所述卷芯的形状是相邻两个侧面之间平滑过渡的棱柱，所述间歇区设置在所述卷芯的侧棱处。

该技术方案的有益效果在于：一方面，采用间歇涂布方式，可以制备得到包括间歇区的第一电极片，当卷绕卷芯时，卷芯内部应力可以通过侧棱间歇区释放，避免卷芯变形；

另一方面，采用连续涂布方式，制备得到不包括间歇区的第二电极片，和第一电极片中的间歇区相配合形成空隙，提高了注液时电解液的流通速度，进而提升了电池的装配效率。

又一方面，本实施例提供的卷芯的制作工序，将第一电极片和第二电极片利用不同方式分别进行制备，制备成本低。

综上，利用不同涂布方式分别制备第一电极片和第二电极片，然后将第一电极片和第二电极片卷绕成棱柱形状的卷芯，并使间歇区设置在卷芯的侧棱，制备成本低；由于是卷绕成棱柱形状，卷芯不易变形，卷绕过程稳定性强。

在一些可选的实施例中，在所述将所述第一电极片和所述第二电极片卷绕成卷芯之前，所述方法还包括步骤：

对所述第一电极片的第一预留区域分别沿每个所述第一涂覆区的延伸方向进行模切，得到多个正极耳，所述第一预留区域设置在所述第一电极片靠近第一底面的区域；

对所述第二电极片的靠近所述卷芯的第二底面的第二预留区域进行模切，得到和所述正极耳一一对应的多个负极耳，所述第二预留区域设置在所述第二电极片靠近第二底面的区域，且所述负极耳和相对应的所述正极耳的结构相同；

在所述将所述第一电极片和所述第二电极片卷绕成卷芯之后，所述方法还包括步骤：

对多个所述正极耳和多个所述负极耳分别进行揉平，使揉平后的多个所述正极耳和多个所述负极耳分别层状堆叠。

该技术方案的有益效果在于：一方面，正极耳和负极耳设置于相背底面方向的预留区域并进行揉平，可以消除正极耳和负极耳在卷绕过程中和卷绕后形成的间隙，提高正极耳和负极耳的导电性能。

另一方面，当卷芯受到外力时，层状堆叠的极耳能避免卷绕后的卷芯松动、起到卷芯的定型作用，提高了卷芯的受力稳定性。

又一方面，极耳经揉平后，能提高极耳的焊接面积，当卷芯由于电池的制备时，提高了焊接的精度。

综上，上述正极耳和负极耳制备步骤，提高正极耳和负极耳的导电性能，提高了卷芯的受力稳定性，也提高了卷芯在用于电池制备时焊接的精度。

在一些可选的实施例中，将所述第一电极片和所述第二电极片卷绕成的卷芯的形状是正多棱柱，所述正多棱柱的侧棱的数量大于4；

所述对所述第一电极片的第一预留区域分别沿每个所述第一涂覆区的延伸方向进行模切，得到多个正极耳，包括：

利用模切设备对第一预留区域进行模切，以得到梯形的所述正极耳，且所述正极耳的上底设置在所述第一电极片靠近所述卷芯的第一底面的边上，所述正极耳的腰与上底的夹角等于或小于360°与所述侧棱数量的比值。

该技术方案的有益效果在于：梯形的正极耳在抚平后能提供较大的覆盖面积。当正极耳的腰与上底的夹角等于360°与侧棱数量的比值时，抚平后的正极耳即能较好地实现对第一底面的包覆，又能保证相邻的正极耳无交错，使叠放后的极耳层与层之间厚度一致且无空隙，正极耳在焊接时的焊接位置更加稳定，焊接的良品率更高。当正极耳的腰与上底的夹角小于360°与侧棱数量的比值时，正极耳与第一底面之间形成缝隙，可以提升电池注液时电解液的注入速度和电解液对电极片的浸润效果

第三方面，本申请还提供了一种电池，所述电池包括如第一方面任一项所述的卷芯，还包括：

壳体，所述壳体具有和所述卷芯的外部相匹配的容纳腔，所述容纳腔两端开口，所述容纳腔用于容纳所述卷芯；

第一盖体和第二盖体，所述第一盖体和所述第二盖体分别设于所述容纳腔的两个开口，所述第一盖体、所述第二盖体和所述壳体共同限定所述容纳腔内的所述卷芯。

该技术方案的有益效果在于：一方面，利用壳体、第一盖体和第二盖体，对卷芯的位置进行限定，结构简单。

另一方面，壳体的容纳腔和卷芯的外部相匹配，减少（或消除）了卷芯和壳体之间的孔隙，只需注入少量的电解液就能保证卷芯浸润良好，提高了电池的实际体积利用率并减少了电解液的使用，节省了生产成本。

又一方面，壳体的容纳腔和卷芯的外部相匹配，卷芯与壳体为面接触，接触面积大，卷芯产生的热量传导到壳体的效率高。

又一方面，壳体与卷芯之间存在的孔隙小，若壳体受到外部挤压，壳体因与卷芯接触面积大，壳体受卷芯支撑不容易变形，避免了电池循环性能的降低或者安全事故的发生。

综上，设置和卷芯的外部相匹配的容纳腔，提高了电池的实际体积利用率并减少了电解液的使用，节省了生产成本；卷芯产生的热量传导到壳体的效率高，提高了电池使用中的安全系数；壳体因与卷芯接触面积大，壳体受卷芯支撑不容易变形，避免了电池循环性能的降低或者安全事故的发生。

附图说明

图1示出了卷芯实施例提供的一种卷芯的结构示意图。

图2示出了卷芯实施例提供的一种正电极片的结构示意图。

图3示出了卷芯实施例提供的又一种正电极片的结构示意图。

图4示出了卷芯实施例提供的一种第一电极片的结构示意图。

图5示出了卷芯实施例提供的一种第二电极片的结构示意图。

图6示出了卷芯实施例提供的卷芯的截面结构示意图。

图7示出了卷芯实施例提供的一种卷芯制备的流程示意图。

图8示出了卷芯实施例提供的又一种卷芯制备的流程示意图。

图9示出了电池实施例提供的壳体、第一盖体和第二盖体的结构示意图。

图10示出了电池实施例提供的第一盖体的结构示意图。

图11示出了实施例2提供的电池模组的结构示意图。

图12示出了对比例2提供的电池模组的结构示意图。

图13a示出了弯折前的极片的结构示意图。

图13b示出了实施例1的极片弯折角度的结构示意图。

图13c示出了对比例3的极片弯折角度的结构示意图。

图中：

1、正六棱柱电池；2、圆柱电池；10、卷芯；110、第一电极片；120、第二电极片；130、第一隔离层；140、第二隔离层；150、初始折弯点；111、第一涂覆区；112、间歇区；113、正极耳；114、第一预留区域；121、第二涂覆区；122、负极耳；20、壳体；30、第一盖体；310、第一转接片；320、注液孔；40、第二盖体。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略对它们的重复描述。

本发明中所描述的表达位置与方向的词，均是以附图为例进行的说明，但根据需要也可以做出改变，所做改变均包含在本发明保护范围内。

下面，首先对本申请实施例的其中一个应用领域(即锂离子电池)，结合本申请具体实施方式进行简单说明。

锂离子电池的组成部分一般包括：卷芯、电解液和外部包覆部分。卷芯一般由正电极片和负电极片利用卷针卷绕而成，正电极片和负电极片之间可以设有隔膜，以实现电极片之间的绝缘。正电极片包括正极集流体和涂敷在集流体上的导电材料。同样的，负电极片包括负极集流体和涂敷在集流体上的导电材料。涂敷导电材料的区域为涂覆区，导电材料例如是片状石墨、SP（导电炭黑）、CMC（羧甲基纤维素）和蒸馏水组成的混合物。锂离子电池主要依靠锂离子在正电极片和负电极片之间移动来工作。在充放电过程中，Li⁺在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Li⁺从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富锂状态；放电时则相反。

卷绕形成卷芯时，电极片产生形变，不同层（正负）电极片的曲率不同，根据受力原理，外圈电极片应力会向内圈叠加，为避免卷芯（内圈的）中心孔坍塌，需要限制形成卷芯时卷绕的层数。由于卷芯层数受到限制，电池容量也会受到影响。另外卷绕后的卷芯，在使用时受到外力，外力通过卷芯的外圈向内圈传递，内圈电极片无法对其受到的力充分反弹，造成卷芯受力稳定性差，导致锂电池的循环性能也不理想。特别是圆柱电池的壳体为圆形，电池配组时无法紧密贴合，空间利用率不高，体积能量密度低。当圆柱电池制作成模组或者箱体时，多个圆柱电池壳体之间需要填充物进行固定，如支架或聚氨酯等，增加了生产和使用成本。

另外，将电池壳体设计成多棱柱形状可以满足客户不同尺寸的要求，但设置于多棱柱形状的壳体内部的卷芯依旧是圆柱卷芯，在使用中卷芯的受力稳定性差、卷芯中心孔容易坍塌，电池容易发生变形。这是因为圆柱卷芯和壳体之间存在着很大孔隙，导致电池实际体积利用率低下；卷芯与壳体为线接触，接触面积小，卷芯产生的热量传导到壳体的效率低；为保证卷芯浸润良好，卷芯与壳体间需要注入大量的电解液，降低了电池实际利用率、提高了生产成本。壳体与卷芯之间存在的孔隙，若壳体受到挤压，壳体因与卷芯接触面积小、极易发生壳体变形。卷芯未完全填充壳体，若卷芯产生变形，会造成电池循环性能差或者发生安全事故。

基于此，为解决卷绕形成的卷芯受力稳定性差、中心孔易坍塌等问题，本申请提出了一种卷芯及其制备方法、电池，下面将结合附图以及具体实施方式，具体地对本申请实施例的技术方案以及本申请实施例的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明，需要说明的是，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。显然，所描述的实施例是本申请实施例一部分实施例，而不是全部的实施例。

卷芯实施例

参见图1，图1示出了卷芯实施例提供的一种卷芯10的结构示意图。

所述卷芯10包括第一电极片110、第二电极片120。

沿所述第一电极片110的长度方向设有间隔分布的多个第一涂覆区111，每两个相邻的所述第一涂覆区111之间设有间歇区112；

沿所述第二电极片120的长度方向设有连续的第二涂覆区121，所述第二电极片120和所述第一电极片110的极性相反，所述第二电极片120用于和所述第一电极片110卷绕形成卷芯10；

其中，所述卷芯10的形状是相邻两个侧面之间平滑过渡的棱柱，所述间歇区112设置在所述卷芯10的侧棱处。

由此，一方面，每两个相邻的第一涂覆区111之间设有在卷芯侧棱的间歇区112，即便在卷芯卷绕过程中产生形变，或受到外力产生向内圈叠加的应力，也能够通过设置于侧棱上的间歇区112进行释放，进而避免卷芯10变形。可以理解为，卷芯10的形状是相邻两个侧面之间平滑过渡的棱柱，第一电极片110和第二电极片120卷绕成的棱柱形状的卷芯10，相比于现有的卷芯10，上述卷芯10能将所受到的应力在间歇区112释放，以使其加工时，在承受相同或更高应力的条件下不易变形，进而提高了卷芯10制作的成品率，降低了卷芯10的生产成本；而现有卷芯10的成品率差，需要在产线上安装价格较高的高精度质检设备，并配备高质量的操作人员，本申请卷芯10在生产过程中则无需安装高精度的质检设备和配备质检人员，即可达到客户需求，可以降低企业的生产成本，有利于对其进行产业化推广。

又一方面，第一电极片110和第二电极片120水平堆叠包覆，相较于圆柱形状卷绕的卷芯而言电极片无曲率弯折，可以有效调整N/P值（N/P值指单位面积负极容量和单位面积正极容量的比值）。可以理解为，第一电极片110和第二电极片120在棱柱的侧面平铺设置，没有弯折的曲率。

又一方面，上述结构的卷芯10用于电池时，设于卷芯侧棱的间歇区112可以作为电池电解液的流通通道，提升电池制备时电解液的注液效率。

又一方面，由于卷芯10的形状是棱柱，相比于同体积的圆柱形状卷芯10有更大的散热面积，相同散热条件下的散热效果更好，提高了使用上述卷芯10的电池的寿命和安全度，并使使用上述卷芯10的电池有更多的应用场景。同时，由于电解液是电池中离子传输的载体，提高卷芯10的表面积可以使电极片和电解液的接触更充分，能够获得更高比能（比能指单位质量/体积的电池可提供的能量）的电池。

又一方面，如果卷芯10相邻两个侧面之间不是平滑过渡，侧棱会阻碍力的传导。可以理解为，力的传导在尖锐的侧棱上会形较大的力矩，力不能较好地传导并会堆积在侧棱；当卷芯10相邻两个侧面之间是平滑过渡时，相当于增加了侧棱的面积、分散了应力，使其不仅能够对力进行缓冲和传递，还加强了卷芯10的强度，提高了卷芯10的受力稳定性。

综上，设置包括不同类型涂覆区的第一电极片110和第二电极片120，并将第一电极片110的间歇区112设置于卷芯10的侧棱，提高了卷芯10的受力稳定性；第一电极片110和第二电极片120水平堆叠包覆，有效调整了N/P值；设置于卷芯侧棱的间歇区112复用于提供电解液的流通通道，提升电池制备时电解液的注液效率。上述结构的卷芯10，承受应力能力强、成品率高，利于产业化推广。

其中，只要第一电极片110和第二电极片120的极性相反，本实施例对第一电极片110和第二电极片120的极性并不进行限制。例如，第一电极片110是正电极片，第二电极片120是负电极片；还例如，第一电极片110是负电极片，第二电极片120是正电极片。

第一涂覆区111和第二涂覆区121用于涂覆活性材料，当卷芯10设置于锂电池时，第一涂覆区111和第二涂覆区121分别用于嵌入或脱出锂离子。可以理解为，设置第一涂覆区111和第二涂覆区121，以使正极电极片提供锂源，负极电极片接受锂离子。

由于第一涂覆区111涂覆有活性材料，第一电极片110在第一涂覆区111的厚度大于在间歇区112的厚度，以使第一涂覆区111与间歇区112之间形成高度差。一般而言，活性材料的涂敷厚度在0.05mm至1mm之间，间歇区112可以不涂覆活性材料，降低了第一电极片110的制备难度和成本。

或者，可以设置为间歇区112至少部分区域涂覆比第一涂覆区111更薄的活性材料，也能形成与第一涂覆区111的高度差。

在一个具体应用中，第一涂覆区111涂敷的活性材料的厚度是1mm，至少部分间歇区112涂敷的活性材料的厚度是0.4mm，以使第一涂覆区111和间歇区112之间形成0.6mm的高度差。

在另一个具体应用中，第一涂覆区111涂敷的活性材料的厚度是0.8mm，间歇区112没有涂敷活性材料，第一涂覆区111和间歇区112之间形成0.8mm的高度差。

本实施例对棱柱不进行限制。可以理解的是，棱柱指的是上下底面平行且全等、侧棱平行且相等的几何体。其中，棱柱除两个底面之外的面叫做棱柱的侧面，两个侧面的公共边叫做棱柱的侧棱，侧面与底面的公共顶点叫做棱柱的顶点，根据底面多边形的边数不同，棱柱可分为三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱、……、n棱柱，n为不小于3的正整数。

卷芯10相邻两个侧面之间是平滑过渡的，可以理解为R角角度就是极片弯折角度，平滑过渡的侧棱可以减小原有两个侧面之间折弯处的集中应力。当卷芯10是正六棱柱时，R角角度为60°，当卷芯10为正八棱柱时，R角角度为45°。可以理解为，每个间歇区112均设置在R角位置（侧棱位置）。每层卷芯10包括一层所述第一电极片110和一层所述第二电极片120，每层卷芯10的所述第一电极片110的侧棱位置均设有间歇区112，即每层的每个R角都对应一个间歇区112，当每层的每个R角都对应一个间歇区112时，卷芯10的受力稳定性更好。也可以每层卷芯10的所述第一电极片110的部分侧棱位置设有间歇区112。

在一些可选的实施例中，两个侧面之间的弧长的取值范围是不大于侧面边长的1/8、不小于侧面边长的1/16。

在一个具体应用中，卷芯10是正棱柱，同一层的正极片侧面的边长相等，同一层侧棱的弯折部分的弧长相等。例如卷芯10是正八棱柱，其相邻两个侧面之间的R角角度是45°，不同层的正电极片侧面的分别边长可以是10mm、12mm和14mm，或者每层侧棱的弯折部分的弧长可以分别是1mm、1.2mm和1.4mm。

每层所述卷芯10包括一层所述第一电极片110和一层所述第二电极片120，可以认为距卷芯10横截面的中心越远，不同层的电极片的长度更长。相应的，距卷芯10横截面的中心越远，R角对应的间歇区112也可以设置的更长。

在一个具体应用中，同一层的第一电极片110，其包括的每一个第一涂覆区111的长度均相同。

在另一个具体应用中，同一层的第一电极片110，其包括的每一个间歇区112的长度均相同。

在又一个具体应用中，同一层的第一电极片110，其包括的每一个第一涂覆区111的长度均相同，其包括的每一个间歇区112的长度均相同，且每层的每一个R角都对应一个间歇区112。

在一些可选的实施例中，涂覆所述第一涂覆区111的材料可以为正极材料，以使所述第一电极片110为正电极片。同时，涂覆所述第二涂覆区121的材料为负极材料，以使所述第二电极片120为负电极片。

现有技术中，电池的N/P值对电池倍率、电池循环、电池安全和电池阻抗均有影响。一般认为，适当调低N/P值可以提升电池能量密度，并提升电池倍率、增加电池循环、提高电池安全和降低电池阻抗。为此，一般从装配工艺和化成工艺（锂电池注液后对电池的首次充电过程）上入手进行N/P值的调整。例如，调整电极片装配的松紧度；还例如，调整化成工艺的工艺参数。一般而言，调整后圆柱形状卷芯10的电池的N/P值在1.06~1.20。

而本实施例的卷芯10，正电极片和负电极片水平堆叠包覆，电极片无曲率弯折，相较于圆柱卷绕电池可以有效降低N/P值，将N/P值降低至1.02~1.15。

由此，将卷芯10设置为棱柱形状并在正电极片（第一电极片110）上设置间歇区112，既能提高卷芯10的稳定性，又在不影响卷芯10制备效率的前提下提升了电池的能量密度。另外，相比于现有的卷芯10，本实施例中的卷芯10不需要特殊的装配工艺和化成工艺就能得到较小N/P值，N/P值的降低有利于提升电池能量密度。这是因为，在正电极片设置间歇区112，减少了涂敷在正电极片的集流体上的导电材料的数量，因此可以减少负极材料在第二电极片120的涂覆，减轻了卷芯10的厚度（体积）和重量，便于研发人员在相同体积和/或重量的前提下提升电池密度。

参见图2，图2示出了卷芯实施例提供的一种正电极片的结构示意图。以第一电极片110是正电极片、棱柱为正六棱柱、正六棱柱的相邻两个侧面之间平滑过渡为例，举例说明：第一涂覆区111的长度为L1、L2……Ln，间歇区112为相邻两个涂覆区之间的区域，间歇区112的长度为相邻的两个第一涂覆区111相互靠近的两个边之间的距离。用于形成同一层卷芯10的第一涂覆区111的长度相同，不同层的第一涂覆区111的长度从L1向Ln递增。

正电极片的两个面可以都是间歇涂布制备的间隔排布的涂敷区。只要满足正电极片的一个面是间隔排布的涂覆区，均在本申请的保护范围。参见图3，图3示出了卷芯实施例提供的又一种正电极片的结构示意图，其正电极片的一个面可以包括间歇涂布制备的间隔排布的涂敷区，另一个面是连续涂布制备的连续的涂敷区域。

参见图4和图5，图4示出了卷芯实施例提供的一种第一电极片110的结构示意图，图5示出了卷芯实施例提供的一种第二电极片120的结构示意图。在一些可选的实施例中，所述卷芯10包括相背设置的第一底面和第二底面，且所述第一底面和所述第二底面通过所述卷芯10的侧面连接；

所述第一电极片110还包括第一预留区域114和多个正极耳113。

所述第一预留区域114设置在所述第一电极片110靠近所述第一底面的区域；

所述正极耳113于所述第一预留区域114沿所述第一涂覆区111延伸方向模切形成；

所述第二电极片120还包括第二预留区域和多个负极耳122。

所述第二预留区域设置在所述第二电极片120靠近所述第二底面的区域；

每个所述负极耳122与每个所述正极耳113一一对应，所述负极耳122和相对应的所述正极耳113的结构相同且对称设置在第二预留区域。可以理解为，第一涂覆区111延伸方向、间歇区112延伸方向分别与卷芯10轴线方向平行；第一涂覆区111的延伸方向、间歇区112延伸方向分别与卷绕前的第一电极片110的长度方向相垂直。

本实施例的卷芯10是棱柱形状，正极耳113设置在第一涂覆区111延伸方向，由于间歇区112是设置于相邻的两个第一涂覆区111之间，可以理解为每个间歇区112在延伸方向与正极耳113不相交。

由此，一方面，相比于将正极耳113和负极耳122设置于同一底面方向，本实施例正极耳113和负极耳122在位置关系上互不干扰，可以对正极耳113和负极耳122分别进行布置，进而能够更好的控制电极片的内阻，以提供低内阻的电池。

另一方面，正极耳113和负极耳122设置于不同底面方向，揉平正极耳113和负极耳122时，不用考虑正极耳113和负极耳122接触造成的短路，降低了对揉平极耳工序的精度要求，进而提高了卷芯10的制备效率。

又一方面，上述层状堆叠的极耳能避免卷绕后的卷芯10松动、起到卷芯10的定型作用，提高了卷芯10的受力稳定性。

又一方面，极耳经揉平后，能提高极耳的焊接面积，当卷芯10由于电池的制备时，提高了焊接的精度。

综上，将正极耳113和负极耳122设置于不同底面方向时，能够较好地控制电极片的内阻，提高了卷芯10的受力稳定性，并提高了卷芯10和电池的制备效率。

其中，正极耳113和负极耳122可以采用全极耳，全极耳是指通过电极片的极耳与电池壳体20或转接片的全面积、直接接触式连接，相比于传统的单极耳、双极耳、多极耳，全极耳能达到大幅降低电池内阻的效果。

在一些可选的实施例中，所述棱柱是正多棱柱，所述正多棱柱的侧棱的数量大于4。

参见图6，图6示出了卷芯实施例提供的卷芯10的截面结构示意图。在一个具体应用中，以所述棱柱是正六棱柱进行示例。当棱柱是正六棱柱时，每两个相邻侧面之间侧棱的弯折角度均相等。相比于非正棱柱，当电极片在卷绕过程中形成形变和向内圈叠加的应力时，相同弯折角度的侧棱上所设置的间歇区112能够更好的释放应力，避免卷芯10变形，并能改善在使用过程中侧棱区域掉粉、断裂的问题。同样的，棱柱的形状不以正六棱柱为限，其也可以是正五棱柱、正七棱柱、正十二棱柱，均能实现类似的效果。

由此，一方面，当棱柱是正多棱柱时，防止应力集中在一个或少量间歇区112释放，相同弯折角度的间歇区112能均匀的提供应力释放，避免电极片损坏。

另一方面，在制作不规则的棱柱形状的卷芯10时，需要考虑多个侧面或侧棱的参数，而当棱柱是正多棱柱时，由于正多棱柱的侧面均相同，能降低卷芯10的制备难度，提高卷芯10的制备速度。

综上，将卷芯10设置为正多棱柱，提高了卷芯10对应力的释放能力，降低了卷芯10的制备难度，提高了卷芯10的制备效率。侧棱数量大于4，能满足用户在多数情况下的需求。

在一些可选的实施例中，所述正极耳113是上底靠近所述第一涂覆区111的梯形，所述正极耳113的腰与上底的夹角等于或小于360°与所述侧棱数量的比值。参见图5，正极耳113的腰与上底的夹角为∠β。例如，当棱柱是正六棱柱时，∠β可以是60°、59°或50°，当棱柱是正八棱柱是，∠β可以是44°、42°、39°。

由此，一方面，当正极耳的腰与上底的夹角等于或小于360°与侧棱数量的比值时，能保证（同层）相邻的正极耳无交错和重叠，使叠放后的极耳层与层之间厚度容易控制一致，避免了揉平后的极耳厚度高低不平的情况，使正极耳在焊接时的焊接位置不会因高低不平影响稳定，提高了焊接的良品率。

另一方面，当正极耳的腰与上底的夹角小于360°与侧棱数量的比值时，正极耳与第一底面之间形成缝隙，可以提升电池注液时电解液的注入速度和电解液对电极片的浸润效果。

又一方面，当正极耳的腰与上底的夹角等于360°与侧棱数量的比值时，减小了同层相邻正极耳113之间的空隙，抚平后的梯形的正极耳113能提供较大的覆盖面积，较好地实现对第一底面的包覆，提高了卷芯10的稳定性。

由此，基于棱柱形状结构的卷芯10，通过控制正极耳113的形状，以使同层的正极耳113揉平后相互之间不会重叠和交错，层与层之间的厚度容易控制，可以避免揉平后正极耳113厚度的高低不平的情况出现，在焊接到电池内时焊接位置更加稳定，良品率更高，稳定性更好。

另外，由于每个负极耳122与每个正极耳113一一对应、负极耳122和相对应的正极耳113的结构相同且对称设置，所以本实施例提供的负极耳122也能达到上述效果。

在一些可选的实施例中，所述棱柱是正三棱柱，所述正极耳113底边靠近所述第一涂覆区111的三角形，所述正极耳113的侧边与底边的夹角等于或小于30°。

由此，当棱柱是正三棱柱时，三角形的正极耳113在抚平后能提供较大的覆盖面积。当正极耳113的侧边与底边的夹角等于30°时，抚平后的正极耳113即能较好地实现对第一底面的包覆，又能保证相邻的正极耳113无交错，使叠放后的极耳层与层之间厚度一致且无空隙，正极耳113在焊接时的焊接位置更加稳定，焊接的良品率更高。当正极耳113的侧边与底边的夹角小于30°时，正极耳113与第一底面之间形成缝隙，可以提升电池注液时电解液的注入速度和电解液对电极片的浸润效果。

在一个具体应用中，同一层的第一电极片110，其包括的每一个正极片的长度均相同。距卷芯10横截面的中心越远，不同层的正极片的长度更长。

参见图2和图4，以第一电极片110是正电极片、棱柱为正六棱柱为例，举例说明：

正极耳113（靠近第一涂覆区111的边）的长度为a1、a1、a1、a1、a1、a1……an、an、an、an、an、an，且an≤Ln。相邻极耳间的间距为b，b的长度不小于其对应的间歇区112的长度。

在一个具体应用中，卷芯10是正六棱柱形状，卷芯10的第一电极片110是正电极片，第一涂覆区111的长度分别为10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10mm、10.2mm……11mm、11.2mm、11.2mm、11.2mm、11.2mm、11.2mm、11.2mm。设置于第一电极片110上的正极耳113（靠近第一涂覆区111的边）的长度分别为9.2mm、9.2mm、9.2mm、9.2mm、9.2mm、9.2mm、9.4mm……10.2mm、10.4mm、10.4mm、10.4mm、10.4mm、10.4mm、10.4mm。可以理解为，正极耳113按照间歇区112尺寸进行切割，正极耳113的尺寸（长度）不大于其对应的第一涂覆区111的长度。正极耳113于第一预留区域114沿第一涂覆区111延伸方向模切形成，以使正极耳113和间歇区112延伸方向不产生交集。其中，第一涂覆区111延伸方向和间歇区112延伸方向分别与卷芯10轴线方向平行。

在一些可选的实施例中，所述卷芯10还包括隔离层，所述隔离层设置于卷芯10外部，用于避免极耳和容纳卷芯10的容纳腔直接接触，防止了电池内部短路。隔离层可以包括第一隔离层130和第二隔离层140，第一隔离层130设置于卷芯10靠近正极耳113的一侧，第二隔离层140设置于卷芯10靠近负极耳122的一侧。只要能够实现绝缘和耐腐蚀的效果，本实施例对第一隔离层130和第二隔离层140的材料不作限定。

参见图7，图7示出了卷芯实施例提供的卷芯10制备的流程示意图。卷芯10的制备方法用于制备上述任一项实施例的卷芯10。因为所制备的卷芯10和上述实施例中卷芯10的结构和作用相同，在此不予赘述。所述方法包括步骤S101至S103。

步骤S101、沿第一电极片110的长度方向，采用间歇涂布的方式间隔设置多个第一涂覆区111，每两个相邻的所述第一涂覆区111之间设有间歇区112；

步骤S102、沿第二电极片120的长度方向，采用连续涂布的方式设置第二涂覆区121，所述第二电极片120和所述第一电极片110的极性相反；

步骤S103、将所述第一电极片110和所述第二电极片120卷绕成卷芯10，所述卷芯10的形状是相邻两个侧面之间平滑过渡的棱柱，所述间歇区112设置在所述卷芯10的侧棱处。

本实施例卷芯10的制备方法，是利用不同涂布方式分别制备第一电极片110和第二电极片120，其中第一电极片110设有间歇区112，第二电极片120没有间歇区112。将第一电极片110和第二电极片120叠放在一起，然后沿第一电极片110的长度方向将第一电极片110、第二电极片120卷绕成卷芯10，和相关技术不同的是，本实施例的第一电极片110设有多个第一涂覆区111，第一涂覆区111与间歇区112之间有高度差，以使同一层的第一电极片110和第二电极片120在棱柱的侧棱合围成空隙。

由此，一方面，采用间歇涂布方式，可以制备得到包括间歇区112的第一电极片110，当卷绕卷芯10时，卷芯10内部应力可以通过侧棱间歇区112释放，避免卷芯10变形；

另一方面，采用连续涂布方式，制备得到不包括间歇区112的第二电极片120，和第一电极片110中的间歇区112相配合形成空隙，提高了注液时电解液的流通速度，进而提升了电池的装配效率。

又一方面，本实施例提供的卷芯10的制作工序，将第一电极片110和第二电极片120利用不同方式分别进行制备，制备成本低。这是因为间歇涂布设备相比普通涂布设备维护要求和价格高，可以使用一部分普通涂布设备实现第二电极片120的制备，另采用一部分间歇涂布设备实现第一电极片110的制备，降低了制备成本。

综上，利用不同涂布方式分别制备第一电极片110和第二电极片120，然后将第一电极片110和第二电极片120卷绕成棱柱形状的卷芯10，并使间歇区112设置在卷芯10的侧棱，步骤简单、制造成本低；由于是卷绕成棱柱形状，卷芯10不易变形，卷绕过程稳定性强。

本实施例对间歇涂布和连续涂布的方式不进行限制。间歇涂布例如是，在涂布时通过控制涂布辊浆料出料的通断来实现间歇涂布，通过控制器控制出料通断的时间来控制间歇区112的长度；还例如是，先进行连续涂布，然后采用激光清洗的方式将间歇区112域的电极材料清洗掉，从而获得相对应的间歇区112。连续涂布的方式，例如是通过控制涂布辊浆料出料来实现连续涂布。

参见图8，示出了卷芯实施例提供的又一种卷芯10制备的流程示意图。所述卷芯10包括相背设置的第一底面和第二底面，且所述第一底面和所述第二底面通过所述卷芯10的侧面连接。在一些可选的实施例中，在步骤S103之前，所述方法还可以包括步骤S104至步骤S105，以实现正极耳113和负极耳122的制备。

步骤S104、对所述第一电极片110的第一预留区域114分别沿每个所述第一涂覆区111的延伸方向进行模切，得到多个正极耳113，所述第一预留区域114设置在所述第一电极片110靠近第一底面的区域。

步骤S105、对所述第二电极片120的靠近所述卷芯10的第二底面的第二预留区域进行模切，得到和所述正极耳113一一对应的多个负极耳122。所述第二预留区域设置在所述第二电极片120靠近第二底面的区域，且所述负极耳122和相对应的所述正极耳113的结构相同。

在步骤S103之后，所述方法还可以包括步骤S106。

步骤S106、对多个所述正极耳113和多个所述负极耳122分别进行揉平，使揉平后的多个所述正极耳113和多个所述负极耳122分别层状堆叠。

由此，一方面，正极耳113和负极耳122设置于相背底面方向的预留区域并进行揉平，可以消除正极耳113和负极耳122在卷绕过程中和卷绕后形成的间隙，提高正极耳113和负极耳122的导电性能。

另一方面，当卷芯10受到外力时，层状堆叠的极耳能避免卷绕后的卷芯10松动、起到卷芯10的定型作用，提高了卷芯10的受力稳定性。

又一方面，极耳经揉平后，能提高极耳的焊接面积，当卷芯10由于电池的制备时，提高了焊接的精度。

综上，上述正极耳113和负极耳122制备步骤，提高正极耳113和负极耳122的导电性能，提高了卷芯10的受力稳定性，也提高了卷芯10在用于电池制备时焊接的精度。

其中，步骤S104至步骤S105可以在步骤S101、步骤S102之前进行，还可以在步骤S101、步骤S102或步骤S103之后进行，本实施例不进行限制。步骤S106可以在步骤S103之后进行。

在一些可选的实施例中，将所述第一电极片110和所述第二电极片120卷绕成的卷芯10的形状是正多棱柱，所述正多棱柱的侧棱的数量大于4；所述步骤S104可以包括：

利用模切设备对所述第一预留区域114进行模切，以得到梯形的正极耳113，所述正极耳113的上底靠近所述第一涂覆区111，所述正极耳113的腰与上底的夹角等于或小于360°与所述侧棱数量的比值。

由此，梯形的正极耳113在抚平后能提供较大的覆盖面积。当正极耳113的腰与上底的夹角等于360°与侧棱数量的比值时，抚平后的正极耳113即能较好地实现对第一底面的包覆，又能保证相邻的正极耳113无交错，使叠放后的极耳层与层之间厚度一致且无空隙，正极耳113在焊接时的焊接位置更加稳定，焊接的良品率更高。当正极耳113的腰与上底的夹角小于360°与侧棱数量的比值时，正极耳113与第一底面之间形成缝隙，可以提升电池注液时电解液的注入速度和电解液对电极片的浸润效果。

在一个具体应用中，对正棱柱形状的卷芯10进行制备，制备的步骤包括：

采用双面间歇涂布，制备出正电极片，正电极片的每面包括多个间歇排布的第一涂覆区111，相邻第一涂覆区111之间是间歇区112；同一层的第一电极片110，其包括的每一个第一涂覆区111的长度均相同，每一个间歇区112的长度均相同。距卷芯10横截面的中心越远，R角对应的间歇区112设置的更长、第一涂覆区111也设置的更长。

采用双面连续涂布制备出负电极片。

按照间歇区112尺寸，将正电极片进行切割，获得全极耳结构的正极耳113；对负电极片进行切割，获得负极耳122。

将正电极片和负电极片叠放在一起，正极耳113和负极耳122分别位于电极片长度方向的两侧。

使用六棱柱卷针，控制电极片的入片距离，并调整电极片在卷针上的位置排列，以使涂覆区与卷针长边平行、间歇区112位于卷针棱角上，以沿正电极片和负电极片的长度方向进行卷绕。

卷针卷绕完成后，利用揉平设备将极耳向中心孔处弯折抚平，使极耳层状整齐堆叠。

利用整形设备对卷芯10六个面进行整形，使其更平整。整形设备可以是冷压设备和/或热压设备。

电池实施例

参见图9，图9示出了电池实施例提供的壳体20、第一盖体30和第二盖体40的结构示意图。

所述电池包括卷芯10、壳体20、第一盖体30和第二盖体40，卷芯10和上述卷芯实施例中卷芯10的结构和作用相同，在此不予赘述。

所述壳体20具有和所述卷芯10的外部相匹配的容纳腔，所述容纳腔两端开口，所述容纳腔用于容纳所述卷芯10；

所述第一盖体30和所述第二盖体40分别设于所述容纳腔的两个开口，所述第一盖体30、所述第二盖体40和所述壳体20共同限定所述容纳腔内的所述卷芯10。

由此，一方面，利用壳体20、第一盖体30和第二盖体40，对卷芯10的位置进行限定，结构简单。

另一方面，壳体20的容纳腔和卷芯10的外部相匹配，减少（或消除）了卷芯10和壳体20之间的孔隙，只需注入少量的电解液就能保证卷芯10浸润良好，提高了电池的实际体积利用率并减少了电解液的使用，节省了生产成本。

又一方面，壳体20的容纳腔和卷芯10的外部相匹配，卷芯10与壳体20为面接触，接触面积大，卷芯10产生的热量传导到壳体20的效率高。

又一方面，壳体20与卷芯10之间存在的孔隙小，若壳体20受到外部挤压，壳体20因与卷芯10接触面积大，壳体20受卷芯10支撑不容易变形，避免了电池循环性能的降低或者安全事故的发生。

综上，设置和卷芯10的外部相匹配的容纳腔，提高了电池的实际体积利用率并减少了电解液的使用，节省了生产成本；卷芯10产生的热量传导到壳体20的效率高，提高了电池使用中的安全系数；壳体20因与卷芯10接触面积大，壳体20受卷芯10支撑不容易变形，避免了电池循环性能的降低或者安全事故的发生。

在一些可选的实施例中，所述壳体20的外部也呈棱柱形状，壳体20的底面与卷芯10的底面是相似图形。所述容纳腔也呈棱柱形状，容纳腔与卷芯10的外部相匹配。卷芯10可以和容纳腔间隙配合，在容纳腔对卷芯10进行限位的情况下，也能实现电解液的流通。

这种情况下，装配好的电池，卷芯10和外壳起到相互支撑作用，当电池外壳受到外力时，卷芯10向外壳提供足够受力面积的支撑力，使电池不易出现变形。

由此，一方面，由于卷芯10和容纳腔为相同的棱柱形状，卷芯10和容纳腔的接触更充分，进行热量传导的效果更好；

另一方面，多个电池配组时，棱柱形状的壳体20相比于同体积的圆柱壳体20有更大的散热面积，配合壳体20表面的导热涂层或配合壳体20之间的导热元件，散热效果更好，进而提高了使用上述电池的电池组的使用寿命和安全度。

又一方面，多个棱柱形状的电池组装成组时，电池外壳之间可以没有空隙，提高了电池组的空间利用率。

在一个具体应用中，容纳腔与卷芯10间隙配合，卷芯10与外壳之间无需添加填充物，提高了电池的空间利用率，相同体积的前提下上述结构的电池能量密度更高。

在一个具体应用中，卷芯10、壳体20的外部和容纳腔均为正棱柱（例如正六棱柱、正八棱柱），相比于非正棱柱，多个电池组成电池组时每个正棱柱的电池的各个侧面受力均匀，不容易出现壳体20变形鼓包问题。

参见图10，图10示出了电池实施例提供的第一盖体30的结构示意图。在一些可选的实施例中，所述第一盖体30包括第一转接片310，所述第一转接片310靠近所述卷芯10的正极耳113的一端，所述第一转接片310上设置有多个中心放射状分布的凹槽，所述第一转接片310的凹槽用于匹配并容纳层状堆叠的所述正极耳113；

所述第二盖体40包括第二转接片，所述第二转接片靠近所述卷芯10的负极耳122的一端，所述第二转接片上设置有多个中心放射状分布的凹槽，所述第二转接片的凹槽用于匹配并容纳层状堆叠的所述负极耳122。

由此，第一转接片310的凹槽配合层状堆叠的正极耳113，可以避免堆叠的多个正极耳113之间产生空隙，提高了正极耳113的导电效率。利用转接片匹配并容纳正极耳113，更便于二者的焊接。同理，第二转接片的凹槽配合层状堆叠的负极耳122，可以避免堆叠的多个负极耳122之间产生空隙，提高了负极耳122的导电效率。利用转接片匹配并容纳负极耳122，更便于二者的焊接。

一种电池制备的方法，用于制备上述任一项实施例所述的电池，电池和上述实施例中电池的结构和作用相同，在此不予赘述。所述方法包括步骤S201至S203。

S201、提供如任一项卷芯实施例所述的卷芯10，并将所述卷芯10放入壳体20的容纳腔内。

S202、焊接所述卷芯10的正极耳113和第一盖体30，并利用第一盖体30将所述容纳腔的一个端口密封。

S203、焊接所述卷芯10的负极耳122和第二盖体40，并利用第二盖体40将所述容纳腔的另一个端口密封。

由此，将卷芯10放入容纳腔，然后利用第一盖体30和第二盖体40将卷芯10进行密封，步骤简单，适合用于产线的电池制备。

在一个具体应用中，电池的壳体20的外部、容纳和卷芯10腔呈相同的棱柱形状，对上述电池进行制备的步骤包括：

将整形和极耳弯折后的卷芯10装入棱柱形状壳体20中，壳体20的棱柱底面边长大于卷芯10的棱柱底面边长。

卷芯10通过转接片焊接在电池盖体上，转接片呈和棱柱底面相同的多边形设计，且转接片对应卷芯R角处设计成带孔结构，便于电解液注入电芯中。转接片和极耳的接触区域为焊接区，可以保障焊接稳定性。

盖体和壳体20经过焊接紧密连接，将电解液通过盖体上的注液孔320注入容纳腔。

将注液孔320进行封堵，得到电池。

实施例1

采用上述具体实施方式得到的正六棱柱电池1，其相对称的两个侧面的间距为46mm，高度为80mm。卷芯10的正电极片的两个面都是间歇涂布制备的间隔排布的涂敷区，卷芯10的负电极片的两个面都是连续涂布制备的涂覆区，正电极片和负电极片的涂覆区的厚度均为0.5mm。正电极片在每层的R角位置均设有一个间歇区112。

实施例2

参见图11，图11示出了实施例2提供的电池模组的结构示意图。

实施例2是采用实施例1得到的7件正六棱柱电池1，两排排列组装成电池模组。

对比例1

与实施例1采用相同的正极材料和负极材料，制备的圆柱电池2（46800型），正电极片和负电极片均为连续涂布，圆柱电池2的直径为46mm，高度为80mm。与实施例1的区别还在于，对比例1的圆柱电池2的卷芯10、外壳、容纳腔均为圆柱形状。

对实施例1和对比例1中的电池进行测量，测量数据如表1所示。

表1

极耳焊接良率

电池内阻

单体电池横截面积

可用散热周长（横截面）

单体能量密度（Wh/kg）

电池容量（Ah）

壳体表面最高温度（℃）

卷芯内部温度（℃）

实施例1

99.5%

0.8mΩ

1832.5mm2

159.3mm

260

33

32

36

对比例1

95%

0.9mΩ

1661.9mm2

144.5mm

230

30

38

44

由表1数据可知，相同尺寸电池下，正六棱柱电池1相较于圆柱电池2单体能量密度提升约10%。其中，单体能量密度是指电池的体积能量密度。单体能量密度的计算方式为：利用恒电流放电法获得电池容量，再将电池容量与电池体积的比值作为单体能量密度。散热面积增加约10%，极耳焊接良率提升4.5%，内阻降低0.1mΩ。同时，实施例1所提供的电池，卷芯的热量更容易散出，散热效果好。

对比例2

参见图12，图12示出了对比例2提供的电池模组的结构示意图。对比例2是采用对比例1得到的7件圆柱电池2，两排排列组装成电池模组。

对实施例2和对比例2中装配好的电池模组在室温下，分别在100KN压力下进行相同程度的挤压测试，分别得到实施例2和对比例2的电池间剩余空隙等参数，测试数据如表2所示。

表2

	相邻3个电池之间剩余空隙	挤压形变
			实施例2	0	无变形
对比例2	85.3mm2	变形

其中，对比例2中的相邻3个电池之间剩余空隙，指的是如附图12所示的三个相邻且三角排列的圆柱电池2之间的阴影区域。由表2数据可知，使用实施例2提供的电池模组相比对比利2提供的电池模组，体积能量密度增加约10%，对外力缓冲效果好，机械强度更好，制作电池模组时无需额外使用支架固定。

对比例3

与实施例1采用相同的正极材料和负极材料，制备的方形电池3（274680型，厚×宽×高：27mm×46mm×80mm），区别在于，卷芯为方形卷绕方式制作。

对实施例1和对比例3中装配好的电池，常温（25℃）下按照1C-1C循环500周后，测试数据如表3所示。

表3

	极片弯折角度	掉粉情况	极片破损	极片打皱
					实施例1	60°	不掉粉	无破损穿孔	无明显褶皱
对比例3	180°	卷芯内圈1-8圈掉粉	卷芯内圈1-3圈穿孔	极片大面积褶皱

其中，极片弯折角度是指极片沿着初始弯折点150进行弯折的角度。参见图13a至图13c，图13a示出了弯折前的极片的结构示意图，初始折弯点150设置于极片上。图13b示出了实施例1的极片弯折角度的结构示意图，从正六棱柱电池1的极片的初始折弯点150逆时针进行折弯，其对应的极片折弯角度是60°。图13c示出了对比例3的极片弯折角度的结构示意图，从方形电池的极片的初始折弯点150逆时针进行折弯，其对应的极片折弯角度是180°。同样的，参见图13a、图13b和图13c，实施例1中正六棱柱电池1的正极片是间歇涂布，其极片弯折角度为60°，由于卷绕时间歇涂布的卷芯R角处无涂覆活性材料，不存在R角曲率问题，N/P比可以设计的更小，相同正极面密度时，可以降低负极面密度，有利于提升电池能量密度；正极片间歇涂布，卷绕时卷芯R角处无涂覆活性材料，存在电解液流通通道，提升注液效率；正极片间歇涂布，卷绕时卷芯R角处无涂覆活性材料，卷芯内部应力可以通过R角处释放，避免了卷芯变形的问题；卷芯六边形设计，R角处极片弯折角度为60°，远小于方形卷绕电芯的极片弯折角度的180°，改善了极片弯折位置掉粉断裂的问题。

由表3数据可知，相比对比例3，使用实施例1提供的电池，循环测试后卷芯内部弯折处不存在掉粉和极片破损穿孔的情况，而且极片不存在褶皱的情况，安全性能更好。需要说明的是，在本申请实施例中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B的情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b，a和c，b和c或a和b和c，其中a、b和c可以是单个，也可以是多个。值得注意的是，“至少一项(个)”还可以解释成“一项(个)或多项(个)”。

本申请实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。

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”等是被配置成区别类似的对象，而不必被配置成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。

本申请从使用目的上，效能上，进步及新颖性等观点进行阐述，已符合专利法所强调的功能增进及使用要件，本申请以上的说明书及说明书附图，仅为本申请的较佳实施例而已，并非以此局限本申请，因此，凡一切与本申请构造，装置，特征等近似、雷同的，即凡依本申请专利申请范围所作的等同替换或修饰等，皆应属本申请的专利申请保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种卷芯，其特征在于，所述卷芯包括：

第一电极片，沿所述第一电极片的长度方向设有间隔分布的多个第一涂覆区，每两个相邻的所述第一涂覆区之间设有间歇区；

第二电极片，沿所述第二电极片的长度方向设有连续的第二涂覆区，所述第二电极片和所述第一电极片的极性相反，所述第二电极片用于和所述第一电极片卷绕形成卷芯；

其中，所述卷芯的形状是相邻两个侧面之间平滑过渡的棱柱，所述间歇区设置在所述卷芯的侧棱处；

所述卷芯包括相背设置的第一底面和第二底面，且所述第一底面和所述第二底面通过所述卷芯的侧面连接；

所述第一电极片还包括：

第一预留区域，所述第一预留区域设置在所述第一电极片靠近所述第一底面的区域；

多个正极耳，所述正极耳于所述第一预留区域沿所述第一涂覆区延伸方向模切形成；

所述第二电极片还包括：

第二预留区域，所述第二预留区域设置在所述第二电极片靠近所述第二底面的区域；

多个负极耳，所述负极耳设置在所述第二预留区域；

所述棱柱是正三棱柱，或所述棱柱是正多棱柱且所述正多棱柱的侧棱的数量大于4；

当所述棱柱是正三棱柱时，所述正极耳底边靠近所述第一涂覆区的三角形，所述正极耳的侧边与底边的夹角等于或小于30°；

当所述棱柱是正多棱柱且所述多棱柱的侧棱的数量大于4时，所述正极耳是上底靠近所述第一涂覆区的梯形，所述正极耳的腰与上底的夹角等于或小于360°与所述侧棱数量的比值。

2.根据权利要求1所述的卷芯，其特征在于，涂覆所述第一涂覆区的材料为正极材料。

3.根据权利要求2所述的卷芯，其特征在于，每个所述负极耳与每个所述正极耳一一对应，所述负极耳和相对应的所述正极耳的结构相同且对称设置在第二预留区域。

4.一种卷芯的制备方法，其特征在于，用于制备权利要求1-3任一项所述的卷芯，所述方法包括步骤：

沿第一电极片的长度方向，采用间歇涂布的方式间隔设置多个第一涂覆区，每两个相邻的所述第一涂覆区之间设有间歇区；

沿第二电极片的长度方向，采用连续涂布的方式设置第二涂覆区，所述第二电极片和所述第一电极片的极性相反；

将所述第一电极片和所述第二电极片卷绕成卷芯，所述卷芯的形状是相邻两个侧面之间平滑过渡的棱柱，所述间歇区设置在所述卷芯的侧棱处；

在所述将所述第一电极片和所述第二电极片卷绕成卷芯之前，所述方法还包括步骤：

对所述第一电极片的第一预留区域分别沿每个所述第一涂覆区的延伸方向进行模切，得到多个正极耳，所述第一预留区域设置在所述第一电极片靠近第一底面的区域；

对所述第二电极片的靠近所述卷芯的第二底面的第二预留区域进行模切，得到多个负极耳，所述第二预留区域设置在所述第二电极片靠近第二底面的区域；

在所述将所述第一电极片和所述第二电极片卷绕成卷芯之后，所述方法还包括步骤：

对多个所述正极耳和多个所述负极耳分别进行揉平，使揉平后的多个所述正极耳和多个所述负极耳分别层状堆叠；

将所述第一电极片和所述第二电极片卷绕成的卷芯的形状是正多棱柱，所述正多棱柱的侧棱的数量大于4；

所述对所述第一电极片的第一预留区域分别沿每个所述第一涂覆区的延伸方向进行模切，得到多个正极耳，包括：

利用模切设备对第一预留区域进行模切，以得到梯形的所述正极耳，且所述正极耳的上底设置在所述第一电极片靠近所述卷芯的第一底面的边上，所述正极耳的腰与上底的夹角等于或小于360°与所述侧棱数量的比值。

5.根据权利要求4所述的卷芯的制备方法，其特征在于，所述对所述第二电极片的靠近所述卷芯的第二底面的第二预留区域进行模切，得到多个负极耳，包括：

对所述第二电极片的靠近所述卷芯的第二底面的第二预留区域进行模切，得到和所述正极耳一一对应的多个负极耳，所述第二预留区域设置在所述第二电极片靠近第二底面的区域，且所述负极耳和相对应的所述正极耳的结构相同。

6.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求1-3任一项所述的卷芯，还包括：

壳体，所述壳体具有和所述卷芯的外部相匹配的容纳腔，所述容纳腔两端开口，所述容纳腔用于容纳所述卷芯；

第一盖体和第二盖体，所述第一盖体和所述第二盖体分别设于所述容纳腔的两个开口，所述第一盖体、所述第二盖体和所述壳体共同限定所述容纳腔内的所述卷芯。

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