CN116632316A - 电极组件及电芯卷绕方法 - Google Patents
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Abstract
电极组件及电芯卷绕方法,涉及电芯结构技术领域,包括:第一极片、第二极片、第一隔膜和第二隔膜,第一隔膜、第一极片、第二隔膜和第二极片呈卷绕结构并在同一圈内依次层叠设置;第一隔膜、第一极片、第二隔膜和第二极片在电极组件的外围尾端齐平,第一极片为阳极片,第二极片为阴极片,或者第一极片为阴极片,第二极片为阳极片。本申请通过同步切割,采用阳极片、阴极片和隔膜一起裁切的方案,可以保障在整个卷绕过程中,电芯内的极片和隔膜都处于连续张力状态下,最终达到尾部极片与隔膜齐平的设计,并同时可以满足电芯设计中的阳极面积大于阴极的设计。
Description
技术领域
本申请涉及电芯结构技术领域,特别涉及一种电极组件及电芯卷绕方法。
背景技术
目前,电芯结构主要包括由隔膜、阳极极片、隔膜和阴极极片四层构成。在电芯的卷绕过程中,在单一电芯的收尾部分,通常会采用分段裁切的工艺,裁切步骤可以分为三步,在卷绕收尾位置,首先会裁切阴极极片,其次裁切阳极极片,最后裁切隔膜。
分段式裁切导致极片不连续的卷绕方式,会导致收尾位置的极片在卷绕过程中没有张力加持。卷绕过程中极片失去张力会造成多种不良影响,例如在机械拉伸方向(machine direction,MD)无张力作用,导致极片与隔膜无法紧密贴合,通常在电芯充放电后,界面易发生褶皱现象,严重时会出现极片破损等风险;以及,在阳极极片和阴极极片无张力收尾时,在横向(transverse direction,TD)等垂直机械方向的极片波动增大,导致阳极超出阴极尺寸(anode&cathode overhang,AC OH)异常,容易造成电池容量缺失,锂析等风险,影响严重。
发明内容
本申请提供一种电极组件及电芯卷绕方法,通过切割机构同步切割阳极片和阴极片,在单一电极组件完成卷绕的尾部保持拉伸状态,能够消除电极片卷绕时出现的错位和褶皱现象,提高电极组件始卷过程中阳极片和阴极片的平展程度,提高卷绕成型后的电极组件的质量。
第一方面,本申请提供一种电极组件,包括:包括:第一极片、第二极片、第一隔膜和第二隔膜,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片呈卷绕结构并在同一圈内依次层叠设置;
所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在所述电极组件的外围尾端齐平,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,或者所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片。
本申请通过同步切割,采用阳极片、阴极片和隔膜一起裁切的方案,这样可以保障在整个卷绕过程中,电芯内的极片和隔膜都处于连续张力状态下,最终达到尾部极片与隔膜齐平的设计,并同时可以满足电芯设计中的阳极面积大于阴极的设计。
一种可能的实现方式中,所述第一隔膜、所述第二隔膜和位于所述第一隔膜与所述第二隔膜之间的第一极片在所述电极组件的芯内首端齐平。
一种可能的实现方式中,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在相齐平的外围尾端处接有连接胶片。
一种可能的实现方式中,所述第一极片包括第一区段和第三区段,所述第三区段位于所述第一极片的外围尾端,所述第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,所述两侧的活性物质层分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第三区段包括第三集流体层,所述第三集流体层的两侧分别与所述第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第三集流体层和所述第一集流体层相连接或呈一体式结构。
一种可能的实现方式中,所述第一极片包括第一区段和第四区段,所述第四区段连接在所述第一区段的其中一端,所述第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,所述两侧的活性物质层分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第四区段包括第四集流体层和位于所述第四集流体层一侧的活性物质层,所述活性物质层与所述第四集流体的另一侧分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,或者所述活性物质层与所述第四集流体的另一侧分别与第二隔膜、所述第一隔膜直接贴合。
一种可能的实现方式中,所述第一极片包括第三区段,所述第三区段位于所述第一极片的外围尾端,所述第三区段包括第三集流体层,所述第三集流体层的两侧分别与所述第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第四区段连接所述第一区段背离所述第三区段的一端,或者所述第四区段连接所述第一区段与所述第三区段。
一种可能的实现方式中,所述第四区段的长度小于所述电极组件最外圈的所述阳极片的周长长度。
第二方面,本申请提供一种电芯卷绕方法,包括如下步骤:
第一电芯材料和第二电芯材料在拉伸状态下,卷绕机构卷绕所述第一电芯材料和所述第二电芯材料,所述第一电芯材料包括第一极片和位于所述第一极片两侧的第一隔膜和第二隔膜,所述第二电芯材料包括第二极片,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,或者所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片;
绕卷机构绕卷结束后,同步切割所述第一电芯材料和所述第二电芯材料,所述第一电芯材料和所述第二电芯材料在所述绕卷机构的尾端切面相共面,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在卷绕收尾的尾端齐平,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在同一圈内依次层叠设置,以形成电极组件。
一种可能的实现方式中,卷绕在所述绕卷机构上的所述阴极片的外围尾端具有第三阴极区段,所述第三阴极区段包括第三阴极集流体层,所述第三阴极集流体层的两侧分别与所述第一隔膜和所述第二隔膜直接贴合,所述第一隔膜和所述第二隔膜覆盖贴合所述第三阴极集流体层的两个侧面。
一种可能的实现方式中,卷绕在所述绕卷机构上的所述阳极片的外围尾端具有第三阳极区段,所述第三阳极区段包括第三阳极集流体层,所述第三阳极集流体层的两侧分别与所述第一隔膜和所述第二隔膜直接贴合,所述第一隔膜和所述第二隔膜覆盖贴合所述第三阳极集流体层的两个侧面。
一种可能的实现方式中,所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片,所述第二极片位于所述第一极片的卷绕内侧,所述第三阴极区段的长度大于所述电极组件的外围周长和所述第三阳极区段的长度之和。
一种可能的实现方式中,在同步切割所述第一电芯材料和所述第二电芯材料后,在相共面的尾端通过贴胶进行所述电极组件的收尾。
第三方面,本申请提供一种电极组件,包括:第一极片、第二极片、第一隔膜和第二隔膜,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片呈卷绕结构并在同一圈内依次层叠设置;
所述第一隔膜、所述第二隔膜和位于所述第一隔膜与所述第二隔膜之间的第一极片在所述电极组件的芯内首端齐平,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,或者所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片。
本申请通过同步切割,使得第一隔膜、第二隔膜以及之间的第一极片处于齐平状态进入到卷绕机构中,能够保障在整个卷绕过程中,电芯内的极片和隔膜都处于连续张力状态下,最终达到头部极片与隔膜连续入卷的设计,并且可以满足电芯设计中的阳极面积大于阴极的设计。
一种可能的实现方式中,所述第一极片包括第一区段和第二区段,所述第二区段位于所述第一极片的芯内首端,所述第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,所述两侧的活性物质层分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第二区段包括第二集流体层,所述第二集流体层的两侧分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第二集流体层和所述第一集流体层相连接或呈一体式结构。
一种可能的实现方式中,所述第一极片包括第一区段和第四区段,所述第四区段连接在所述第一区段的其中一端,所述第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,所述两侧的活性物质层分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第四区段包括第四集流体层和位于所述第四集流体层一侧的活性物质层,所述活性物质层与所述第四集流体的另一侧分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,或者所述活性物质层与所述第四集流体的另一侧分别与第二隔膜、所述第一隔膜直接贴合。
一种可能的实现方式中,所述第一极片包括第二区段,所述第二区段位于所述第一极片的芯内首端,所述第二区段包括第二集流体层,所述第二集流体层的两侧分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第四区段连接所述第一区段背离所述第二区段的一端,或者所述第四区段连接所述第一区段与所述第二区段。
一种可能的实现方式中,所述第四区段的长度小于所述电极组件最外圈的所述阳极片的周长长度。
一种可能的实现方式中,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片的至少一个在芯内首端连接有连接胶片。
一种可能的实现方式中,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在所述电极组件的芯内首端齐平。
第四方面,本申请提供一种电芯头部卷绕方法,包括如下步骤:
卷绕机构固定电芯材料中的第一电芯材料的首端,所述第一电芯材料包括第一极片和位于所述第一极片两侧的第一隔膜和第二隔膜,所述第一隔膜、所述第一极片和所述第二隔膜在卷绕首端齐平;
所述第一电芯材料在拉伸状态下,将第二电芯材料的首端送至所述卷绕机构中,所述第二电芯材料包括第二极片,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,或者所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片;
所述卷绕机构卷绕所述第一电芯材料和所述第二电芯材料,以形成电极组件,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在同一圈内依次层叠设置。
一种可能的实现方式中,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,所述第一电芯材料在拉伸状态下,所述卷绕机构先卷绕所述第一电芯材料,并在卷绕角度大于第一预设角度后,将第二电芯材料的首端送至所述卷绕机构中,所述卷绕机构卷绕所述第一电芯材料和所述第二电芯材料,以形成电极组件。
一种可能的实现方式中,卷绕在所述卷绕机构上的所述阴极片的首端具有第二阴极区段,所述第二阴极区段包括第二阴极集流体层,所述第二阴极集流体层的两侧分别与所述第一隔膜和所述第二隔膜直接贴合,所述第一隔膜和所述第二隔膜覆盖贴合所述第二阴极集流体层的两个侧面。
一种可能的实现方式中,所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片,所述第二阴极区段在背向卷芯的一端为第二端,所述第二阳极区段在背向卷芯的一端为第一端,所述第二端和所述第一端相平,或者,所述第二端位于所述第一端沿卷绕方向背向卷芯的一侧。
第五方面,本申请提供一种电芯卷绕设备,包括:
第一卷绕机构,用于卷绕电芯材料,所述电芯材料包括阳极片、阴极片和隔膜,以形成电极组件;
第一送料机构,位于所述第一卷绕机构的入料前端,用于固定至少部分的所述电芯材料,并送料至所述第一卷绕机构中;
第二送料机构,位于所述第一卷绕机构的入料前端,用于固定至少部分的所述电芯材料,并送料至所述第一卷绕机构中;
切割机构,位于所述第一卷绕机构的入料前端,用于同步切割所述第一送料机构和所述第二送料机构向所述第一卷绕机构输送的所述电芯材料。
本申请通过将切割机构设置在送料机构和第一卷绕机构之间,在第一卷绕机构完成一个单一电极组件后,在电芯材料保持拉伸的状态下,通过切割机构同步切割电芯材料,电芯材料在拉伸的状态下进行切割收尾,不需要分多次裁切,每个电极组件卷绕完成后只需要进行一次裁剪,有效的减少卷绕的辅助时长。并且,两层隔膜之间夹持的第一极片和隔膜同步裁剪,在下一个电极组件卷绕时不需要向两层隔膜之间送入第一极片,节省了该过程中的送料和辊送等动作,进一步减小卷绕的辅助时长;以及,不需要向两层隔膜之间送入第一极片,不会出现该过程中,中间第一极片出现的错位和褶皱现象,提高下一个电极组件始卷过程中阳极片和阴极片的平展程度,提高卷绕成型后的电极组件的质量。
一种可能的实现方式中,所述第一送料机构包括第一辊轴、第二辊轴和第一驱动机构,所述第一辊轴和所述第二辊轴的转轴相平行,所述第一辊轴和所述第二辊轴用于夹持固定和转动送料所述电芯材料,所述第一驱动机构用于驱动所述第一辊轴和/或所述第二辊轴转动。
一种可能的实现方式中,所述电芯卷绕设备还包括第二卷绕机构,所述第二卷绕机构位于所述第一送料机构和所述第一卷绕机构之间,用于固定和卷绕所述第一送料机构和所述第一卷绕机构之间的所述电芯材料。
一种可能的实现方式中,所述切割机构位于所述第一卷绕机构和所述第二卷绕机构之间。
一种可能的实现方式中,所述第二送料机构包括第三辊轴、第四辊轴和第二驱动机构,所述第三辊轴和所述第四辊轴的转轴相平行,所述第三辊轴和所述第四辊轴用于夹持固定所述电芯材料,所述第二驱动机构用于驱动所述第三辊轴和/或所述第四辊轴转动。
一种可能的实现方式中,所述第二送料机构还包括第五辊轴和第一位移机构,所述第一位移机构用于带动所述第四辊轴靠近或远离所述第三辊轴,以及用于带动所述第四辊轴和所述第五辊轴相互靠近或相互远离。
一种可能的实现方式中,所述电芯卷绕设备还包括第二卷绕机构,所述第四辊轴和所述第五辊轴位于所述第一卷绕机构和所述第二卷绕机构之间,所述第四辊轴和所述第五辊轴在相互远离状态下,所述第四辊轴和所述第五辊轴之间具有通道,所述通道用于所述第二卷绕机构穿过。
一种可能的实现方式中,所述电芯卷绕设备还包括第三卷绕机构和第二位移机构,所述第二位移机构用于带动卷绕机构交换位置。
一种可能的实现方式中,所述第一卷绕机构、所述第二卷绕机构和所述第三卷绕机构呈三角形分布,所述卷绕机构用于沿直线交换位置。
一种可能的实现方式中,第二方向为所述卷绕机构的卷绕方向所在平面相垂直的方向,所述卷绕机构和所述第一送料机构沿第二方向相对滑动设置,和/或,所述卷绕机构和所述第二送料机构沿第二方向相对滑动设置。
一种可能的实现方式中,所述电芯卷绕设备还包括贴胶机构,所述贴胶机构用于在卷绕机构卷绕完成的电极组件的尾端贴胶,以固定所述电极组件的卷绕尾端。
一种可能的实现方式中,所述卷绕机构包括第一夹持部和第二夹持部,所述第一夹持部和所述第二夹持部之间设有容纳部,所述容纳部用于容纳所述电芯材料;
所述第一夹持部和所述第二夹持部之间沿第一方向相对滑动,所述第一方向为所述第一夹持部朝向所述第二夹持部的方向,所述第一夹持部和所述第二夹持部用于夹持固定所述电芯材料。
一种可能的实现方式中,所述卷绕机构具有卷绕面,所述卷绕面用于卷绕所述电芯材料,所述卷绕面包括第一卷绕面和第二卷绕面,所述第一卷绕面包括所述第一夹持部背向所述第二夹持部的外壁面,第二卷绕面包括所述第二夹持部背向所述第一夹持部的外壁面。
一种可能的实现方式中,所述卷绕面上设有凹陷部。
第六方面,本申请提供一种电芯卷绕方法,包括如下步骤:
两层隔膜中间夹持第一极片,构成第一电芯材料,所述第一极片为阳极片和阴极片中的其中一个;
第一卷绕机构在第一区域卷绕所述第一电芯材料和第二电芯材料,所述第一电芯材料和所述第二电芯材料处于拉伸状态,所述第二电芯材料为第二极片,所述第二极片为所述阳极片和所述阴极片中的其中一个,所述第一电芯材料中第一极片的极性和所述第二电芯材料中第二极片的极性不同;
所述第一卷绕机构停止卷绕以形成一个电芯卷体,第二卷绕机构在第二区域固定所述第一电芯材料,第二送料机构固定所述第二电芯材料,切割机构同步切割所述第一卷绕机构和所述第二卷绕机构之间的所述第一电芯材料和所述第二电芯材料;
所述第二卷绕机构移动至所述第一区域,第二送料机构将所述第二电芯材料送料至所述第二卷绕机构内,所述第二卷绕机构卷绕所述第一电芯材料和第二电芯材料,以卷绕另外一个电芯卷体。
一种可能的实现方式中,在所述第二卷绕机构移动至所述第一区域之前或同时,所述第一卷绕机构移动至第三区域,贴胶机构对所述第一卷绕机构卷绕完成的电极组件的尾端贴胶。
一种可能的实现方式中,在所述第一卷绕机构移动至所述第三区域之前或同时,第三卷绕机构移动至所述第二区域处。
一种可能的实现方式中,在位于所述第一区域的所述第二卷绕机构停止卷绕以形成所述电极组件后,所述第三卷绕机构在所述第二区域固定所述第一电芯材料,所述第二送料机构固定所述第二电芯材料,切割机构同步切割所述第三卷绕机构和所述第二卷绕机构之间的所述第一电芯材料和所述第二电芯材料。
一种可能的实现方式中,在位于所述第一区域的卷绕机构卷绕过程中,所述第二送料机构的第四辊轴和第五辊轴夹持所述第二电芯材料,所述第四辊轴和所述第五辊轴转动将所述第二电芯材料送料至位于所述第一区域的卷绕机构内。
一种可能的实现方式中,在位于所述第一区域的卷绕机构停止卷绕之后或同时,所述第二送料机构的第三辊轴和第四辊轴相靠近以夹持固定所述第二电芯材料,所述第四辊轴和第五辊轴相互远离,以在位于所述第二区域上的卷绕机构向所述第一区域移动时进行让位。
一种可能的实现方式中,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,在所述第一区域的卷绕机构卷绕所述第一电芯材料大于第一预设角度后,所述第二送料机构再将所述第二电芯材料送料至所述第一区域的所述卷绕机构中进行卷绕。
附图说明
图1是本申请实施方式提供的电芯卷绕设备示意图一;
图2是本申请实施方式提供的电芯卷绕设备示意图二;
图3是本申请实施方式提供的电芯卷绕设备示意图三;
图4是本申请实施方式提供的电芯卷绕设备示意图四;
图5是本申请实施方式提供的卷绕机构示意图;
图6是本申请实施方式提供的电芯卷绕设备三角形结构示意图一;
图7是本申请实施方式提供的电芯卷绕设备三角形结构示意图二;
图8是本申请实施方式提供的电芯卷绕设备工作状态示意图;
图9是本申请实施方式提供的电芯卷绕方法流程图;
图10(a)是本申请实施方式提供的电极组件示意图一;
图10(b)是图10(a)中电芯材料最内圈电芯材料示意图;
图10(c)是本申请实施方式提供的电极组件示意图二
图10(d)是本申请实施方式提供的电极组件示意图三;
图10(e)是本申请实施方式提供的电极组件示意图四;
图10(f)是本申请实施方式提供的平铺部和弯曲部示意图;
图10(g)是本申请实施方式提供的第四阳极区段示意图一;
图11(a)是本申请实施方式提供的电极组件示意图五;
图11(b)是本申请实施方式提供的电极组件示意图六;
图11(c)是本申请实施方式提供的电极组件示意图七;
图11(d)是本申请实施方式提供的电极组件示意图八;
图11(e)是本申请实施方式提供的第四阳极区段示意图二;
图12是本申请实施方式提供的第二阴极区段示意图;
图13是本申请实施方式提供的第二阳极区段示意图;
图14是本申请实施方式提供的电极组件头部卷绕方法流程图;
图15是本申请实施方式提供的电极组件卸料压型流程示意图;
图16是本申请实施方式提供的第三阴极区段示意图;
图17是本申请实施方式提供的第三阳极区段示意图;
图18是本申请实施方式提供的电芯材料示意图一;
图19是本申请实施方式提供的电芯材料示意图二;
图20是本申请实施方式提供的电芯材料示意图三;
图21是本申请实施方式提供的电芯材料示意图四;
图22是本申请实施方式提供的电芯材料示意图五;
图23是本申请实施方式提供的电芯材料示意图六;
图24是本申请实施方式提供的电芯材料示意图七;
图25是本申请实施方式提供的电芯材料示意图八。
具体实施方式
下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。
为方便理解,下面先对本申请实施例所涉及的英文简写和有关技术术语进行解释和描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。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它实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
应当理解,本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的相同的字段,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这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
取决于语境,如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在......时”或“当......时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地,取决于语境,短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
应理解,本申请中使用的“第一”、“第二”等仅用于区分描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,也不能理解为指示或暗示顺序。
在本申请的描述中,术语“中心”、“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申请和简化描述,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申请的限制。
本申请使用的“在...范围内”,除单独指出了不包含端值的情况下,默认包含该范围的两端端值,例如在1至5范围内,包含1和5两个数值。
在本申请的描述中,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,还可以是抵触连接或一体的连接;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。
本申请提供一种电芯卷绕设备,用于卷绕电极组件,电极组件在电池等储电和放电时发生氧化还原反应。
参阅图1所示,电芯卷绕设备100包括第一卷绕机构110、第一送料机构120、第二送料机构130和切割机构140。
第一卷绕机构110用于卷绕电芯材料,其中电芯材料200包括阳极片210、阴极片220和隔膜230,阳极片210、阴极片220和隔膜230层叠设置,并通过第一卷绕机构110卷绕形成电极组件240。
参阅图1所示,第一卷绕机构110可以固定电芯材料200的头部,并通过旋转将电芯材料200卷绕成连续的多圈结构,以形成电极组件240。
其中,隔膜230可以有两层,阳极片210可以位于两层隔膜230之间,阴极片220位于两层隔膜230之外。或者,阴极片220可以位于两层隔膜230之间,阳极片210位于两层隔膜230之外。两层隔膜230的结构,使得卷绕后的电极组件240中,任意相邻的阳极片210和阴极片220(指的是沿电极组件径向方向相邻的两层)之间均通过隔膜230进行隔离。
第一送料机构120位于第一卷绕机构110的入料前端,用于固定至少部分的电芯材料,并送料至第一卷绕机构110中。
第二送料机构130,位于第一卷绕机构110的入料前端,用于固定至少部分的电芯材料,并送料至第一卷绕机构110中。
参阅图1所示,第一送料机构120可以固定两层隔膜230和阳极片210,第二送料机构130可以固定阴极片220。两层隔膜230和阳极片210构成本实施例的第一电芯材料,第一电芯材料中阳极片210被夹持在两层隔膜230之间,单独的阴极片220可以构成本实施例的第二电芯材料。第一电芯材料通过第一送料机构120送料至第一卷绕机构110中,第二电芯材料通过第二送料机构130送料至第一卷绕机构110中。
需要说明的是,本实施例仅示例性的指出,两层隔膜230和阳极片210构成本实施例的第一电芯材料,第一电芯材料中阳极片210被夹持在两层隔膜230之间,单独的阴极片220构成本实施例的第二电芯材料。在其他的实施例中,也可以两层隔膜230和阴极片220构成本实施例的第一电芯材料,第一电芯材料中阴极片220被夹持在两层隔膜230之间,单独的阳极片210构成本实施例的第二电芯材料,同样落入本申请所限定的保护范围内。
切割机构140位于第一卷绕机构110的入料前端,用于同步切割第一送料机构120和第二送料机构130向第一卷绕机构110输送的电芯材料。切割机构140可以为一个,一个切割机构140一步切割电芯材料,该电芯材料包括第一电芯材料和第二电芯材料。
本实施例所述的切割机构140设置在送料机构和第一卷绕机构110之间,在第一卷绕机构110完成一个单一电极组件240后,在电芯材料保持拉伸的状态下,通过切割机构140同步切割电芯材料,电芯材料在拉伸的状态下进行切割收尾,不需要分多次裁切,每个电极组件240卷绕完成后只需要进行一次裁剪,有效的减少卷绕的辅助时长。并且,两层隔膜230之间夹持的第一极片和隔膜同步裁剪,在下一个电极组件240卷绕时不需要向两层隔膜230之间送入第一极片,节省了该过程中的送料和辊送等动作,进一步减小卷绕的辅助时长;以及,不需要向两层隔膜230之间送入第一极片,不会出现该过程中,中间第一极片出现的错位和褶皱现象,提高下一个电极组件240始卷过程中阳极片210和阴极片220的平展程度,提高卷绕成型后的电极组件240的质量。
在一些可能的实施方式中,参阅图1所示,第一送料机构120可以包括第一辊轴121、第二辊轴122和第一驱动机构123,第一辊轴121和第二辊轴122的转轴相平行,第一辊轴121和第二辊轴122用于夹持固定部分电芯材料200,例如图1中,第一辊轴121和第二辊轴122夹持固定两层隔膜230和位于两层隔膜230之间的阳极片210。
第一驱动机构123可以驱动第一辊轴121转动,第二辊轴122为从动轮;或者,第一驱动机构123可以驱动第二辊轴122转动,第一辊轴121为从动轮;或者,第一驱动机构123可以同时驱动第一辊轴121和第二辊轴122转动。
第一辊轴121和第二辊轴122可以相对转动,以夹持电芯材料200,并将电芯材料200送料至第一卷绕机构110中。
本实施例的第一送料机构120包括第一辊轴121和第二辊轴122,辊轴转动时可以输送电芯材料,辊轴停止转动时,第一辊轴121和第二辊轴122可以夹持固定电芯材料,可以同时实现第一送料机构120输送和固定电芯的功能。
在一些可能的实施方式中,参阅图3所示,第二送料机构130可以包括第三辊轴131、第四辊轴132和第二驱动机构(图中未示出),第三辊轴131和第四辊轴132的转轴相平行,第三辊轴131和第四辊轴132用于夹持固定部分电芯材料200,例如图1中,第三辊轴131和第四辊轴132夹持固定阴极片220。
第二驱动机构可以驱动第三辊轴131转动,第四辊轴132为从动轮;或者,第二驱动机构可以驱动第四辊轴132转动,第三辊轴131为从动轮;或者,第二驱动机构可以同时驱动第三辊轴131和第四辊轴132转动。
第三辊轴131和第四辊轴132可以相对转动,以夹持电芯材料200,并将电芯材料200送料至第一卷绕机构110中。
本实施例的第二送料机构130包括第三辊轴131和第四辊轴132,辊轴转动时可以输送电芯材料,辊轴停止转动时,第三辊轴131和第四辊轴132可以夹持固定电芯材料,可以同时实现第二送料机构130输送和固定电芯的功能。
在一些可能的实施方式中,参阅图2所示,电芯卷绕设备还包括第二卷绕机构150,第二卷绕机构150位于第一送料机构120和第一卷绕机构110之间,用于固定第一送料机构120和第一卷绕机构110之间的电芯材料。
其中,第一卷绕机构110在卷绕阳极片210、阴极片220和隔膜230组成的电芯材料时,第二卷绕机构150不固定第一送料机构120和第一卷绕机构110之间的电芯材料(第一电芯材料)。
当第一卷绕机构110完成一个电极组件的绕卷,停止转动后,第二卷绕机构150固定第一送料机构120和第一卷绕机构110之间的电芯材料(第一电芯材料),第二送料机构130停止向第一卷绕机构110送料,并固定第二电芯材料。切割机构140将第二送料机构130与第一卷绕机构110,以及第二卷绕机构150和第一卷绕机构110之间的电芯材料同步切割,第二卷绕机构150能够固定剩余电芯材料的头部,并且第二卷绕机构150能够固定电芯材料的头部转动,以进行下一个电极组件的卷绕。在一种实施例中,在第一卷绕机构110和第二卷绕机构150相对距离较近时,第二卷绕机构150未固定的部分电芯材料头部不会对下一电极组件的卷绕产生较大的影响。
在第二卷绕机构150卷绕第一电芯材料时,第二送料机构130可以将第二电芯材料送料至第二卷绕机构150中,以卷绕形成下一个电极组件。
本实施例中,在同步切割电芯材料后,第一电芯材料被第二卷绕机构150固定,并作为下一个电极组件卷绕的头部,第二电芯材料被第二送料机构130固定,前后两个电极组件的交接卷绕过程中,电芯材料始终处于拉伸状态中,有效的防止电芯材料在卷绕过程中出现褶皱或者折叠等现象。并且,第二卷绕机构150固定第一电芯材料,切割机构140切割第一电芯材料和第二电芯材料后,第二卷绕机构150可以进行下一个电极组件的卷绕,并且移位至第一卷绕机构110所在的位置,前后两个电极组件的交接效率得到了有效提高。
在一种实施例中,切割机构140位于第一卷绕机构110和第二卷绕机构150之间,在第一卷绕机构110完成一个电极组件,停止转动时,第二卷绕机构150可以固定第一电芯材料,切割机构140可以将第二送料机构130与第一卷绕机构110,以及第二卷绕机构150和第一卷绕机构110之间的电芯材料同步切割,以实现电芯材料在拉伸的状态下进行收尾,防止电极组件的尾部出现褶皱或弯折。第二卷绕机构150可以拉伸下一个电极组件需要的电芯材料。
在一种可能的实施方式中,参阅图3和图4所示,第二送料机构130还包括第五辊轴134和第一位移机构(图中未示出),第一位移机构用于带动第四辊轴132靠近或远离第三辊轴131,以及用于带动第四辊轴132和第五辊轴134相互靠近或相互远离。
其中,参阅图3与图4所示,在第一卷绕机构110卷绕电芯材料时,第一位移机构带动第四辊轴132和第五辊轴134相靠近,第四辊轴132和第五辊轴134夹持固定第二电芯材料,并向第一卷绕机构110内送料,以确保进入第一卷绕机构110内的第二电芯材料处于拉伸状态。
在一种实施例中,电芯卷绕设备还包括第二卷绕机构150,第四辊轴132和第五辊轴134位于第一卷绕机构110和第二卷绕机构150之间,第四辊轴132和第五辊轴134在相互远离状态下,第四辊轴132和第五辊轴134之间具有通道135,通道135用于第二卷绕机构150穿过。
在第一卷绕机构110完成卷绕后,第一位移机构带动第四辊轴132移动至和第三辊轴131相靠近,第三辊轴131和第四辊轴132靠近夹持固定第二电芯材料,并且第一位移机构带动第五辊轴134向远离第四辊轴132的方向移动。第四辊轴132和第五辊轴134之间形成通道135,通道135的宽度大于第二卷绕机构150的直径,以使得第二卷绕机构150能够穿过通道135进入到第一卷绕机构110所在的位置进行卷绕,第四辊轴132和第五辊轴134不会对第二卷绕机构150的移动产生干涉。
在一种实施例中,切割机构140也有其对应的位移机构,切割机构140对应的位移机构可以带动切割机构140移动至通道135的外部,防止切割机构140对第二卷绕机构150的移动产生干涉。
在一些可能的实施方式中,参阅图2至图4所示,电芯卷绕设备还包括第三卷绕机构160和第二位移机构(图2-图4中未示出),第二位移机构用于带动第一卷绕机构110移动至第三卷绕机构160的位置,用于带动各卷绕机构交换位置,例如带动第三卷绕机构160移动至第二卷绕机构150的位置,以及带动第二卷绕机构150移动至第一卷绕机构110的位置。
其中,第一卷绕机构110、第二卷绕机构150和第三卷绕机构160的组成结构相同,并且固定电芯材料的方式和角度相同。第一卷绕机构110、第二卷绕机构150和第三卷绕机构160的外部卷绕形状可以相同,以卷绕形成相同形状的电极组件。在一种实施例中,第一卷绕机构110、第二卷绕机构150和第三卷绕机构160的外部卷绕形状可以不同,以卷绕形成不同形状的电极组件。
第一卷绕机构110、第二卷绕机构150和第三卷绕机构160形成的三角式卷绕设备,其中一个卷绕设备进行卷绕,另一个卷绕设备用于夹持固定并用于卷绕下一个电极组件,另一个卷绕设备携带卷绕成型的电极组件240,并可以运动至贴胶机构170处进行尾端贴胶,并且贴胶后可以用于电极组件卸料。三个卷绕机构根据电极组件的卷绕过程,在不同进程处进行不同的作业,提高卷绕设备的卷绕效率。
在一些可能的实施方式中,参阅图2至图4所示,电芯卷绕设备还包括贴胶机构170,贴胶机构170用于在卷绕机构卷绕完成的电极组件240的尾端贴胶,以固定电极组件240的卷绕尾端。
在一些可能的实施方式中,参阅图5所示,卷绕机构可以为夹持卷绕机构,本实施例以第一卷绕机构110为例进行说明,第二卷绕机构、第三卷绕机构和其他卷绕机构的结构和形状,可以和第一卷绕机构110的结构和形状相同。
在一种实施例中,第一卷绕机构110包括第一夹持部111和第二夹持部112,第一夹持部111和第二夹持部112之间设有容纳部113,容纳部113用于容纳电芯材料。
其中,第一夹持部111和第二夹持部112为分体式结构,第一夹持部111和第二夹持部112之间具有一容纳部113,该容纳部113可以为容纳通道,第一电芯材料可以穿过容纳部113。
第一夹持部111和第二夹持部112之间沿第一方向相对运动,第一方向为第一夹持部111朝向第二夹持部112的方向,本实施例中,第一方向和图5中的X轴方向相一致。
第一夹持部111和第二夹持部112沿第一方向相对远离时,第一电芯材料在容纳部113内为自由状态,第一夹持部111和第二夹持部112并未夹持固定第一电芯材料。在第一夹持部111和第二夹持部112沿第一方向相对靠近,并且第一夹持部111和第二夹持部112均和第一电芯材料相接触时,第一夹持部111和第二夹持部112夹持固定第一电芯材料。
在一种实施例中,卷绕机构具有卷绕面114,卷绕面114用于卷绕电芯材料,卷绕面114包括第一卷绕面1141和第二卷绕面1142,第一卷绕面1141包括第一夹持部111背向第二夹持部112的外壁面,第二卷绕面1142包括第二夹持部112背向第一夹持部111的外壁面。
在一种实施例中,卷绕面114可以呈弧形形状,卷绕面114可以为弧面,以形成图5所示的圆柱形状的第一卷绕机构110。在一种实施例中,卷绕面114可以呈多个平面状,以形成棱柱形状的第一卷绕机构110。卷绕面114的形状可以根据卷绕机构的整体形状确定,卷绕机构的整体形状可以根据卷绕机构预卷绕形成的电极组件的形状确定。
在一种实施例中,参阅图5所示,卷绕面114上设有凹陷部1143,凹陷部1143为卷绕面114上设置的凹槽,并且凹陷部1143在Z轴所在方向上贯穿第一卷绕机构110。在卷绕机构卷绕完成电极组件后,电极组件需要脱离卷绕机构。在卷绕机构卷绕电极组件时,电芯材料处于拉伸状态,以使得电极组件和卷绕机构连接紧密,本实施例在卷绕面114上设置凹陷部1143,能够便于电极组件的脱离机构伸入到卷绕机构和电极组件之间,有利于电极组件脱离卷绕机构,提高电极组件的卷绕效率。
在一种实施例中,参阅图2至图4所示,卷绕机构和第一送料机构120沿第二方向相对滑动设置,本申请中,第二方向和卷绕机构的绕卷方向所在的平面相垂直,如图4中与X轴和Y轴构成的XY平面相垂直的方向为第二方向,也可以参照图5中的Z轴所在方向。其中,卷绕机构可以为第一卷绕机构110、第二卷绕机构150和第三卷绕机构160中的至少一个。
在位于第一区域260上的卷绕机构完成卷绕后,如图2至图4所示的第一卷绕机构110完成卷绕,第二卷绕机构150固定第一电芯材料,第二送料机构130固定第二电芯材料,切割机构140同步切割第一电芯材料和第二电芯材料。完成后,第一卷绕机构110移动至第三区域280中,第三卷绕机构160卸掉电极组件后移动至第二区域270中,在移动过程中,第二卷绕机构150和第一送料机构120之间拉伸的第一电芯材料会和第三卷绕机构160产生干扰,第一电芯材料会阻挡第三卷绕机构160向第二区域270移动。
在一种实施例中,卷绕机构(包括第一卷绕机构110、第二卷绕机构150和第三卷绕机构160)可以相对于整个平台沿第二方向移动,第二方向和图2至图4中的XY平面相垂直,以使得卷绕机构在交换位置时,能够移动至第一电芯材料和第二电芯材料的一侧穿过,以防止卷绕机构和电芯材料发生移动干涉。
在一种实施例中,第一送料机构120可以相对于整个平台沿第二方向移动,第二方向和图2至图4中的XY平面相垂直,以使得卷绕机构在交换位置时,能够移动至第一电芯材料和第二电芯材料的一侧穿过,以防止卷绕机构和电芯材料发生移动干涉。
在一种实施例中,第二送料机构130可以相对于整个平台沿第二方向移动,第二方向和图2至图4中的XY平面相垂直。第二送料机构130沿垂直于XY平面的方向移动,防止卷绕机构交换位置时,卷绕机构和第二电芯材料发生干涉,以及防止卷绕机构和第二送料机构130发生干涉。在此实施例中,第二送料机构130与第二电芯材料不会与卷绕机构发生干涉,第二送料机构130可以尽可能的靠近第一区域260,以方便第二送料机构130向第一区域260处的卷绕机构送料。
在一些可能的实施方式中,参阅图6和图7所示,第一卷绕机构110、第二卷绕机构150和第三卷绕机构160呈三角形分布,卷绕机构110用于沿直线交换位置。
参阅图6所示,第一卷绕机构110卷绕电极组件时,第二卷绕机构150和第一电芯材料不固定,第一送料机构120和第二送料机构130共同向第一卷绕机构110内送料。此时,第二送料机构130的第四辊轴132和第五辊轴134夹持固定第二电芯材料,并将第二电芯材料送料至第一卷绕机构110内。
此时,第四辊轴132和第五辊轴134在第一卷绕机构110和第二卷绕机构150之间夹持固定第二电芯材料。参阅图6所示,第四辊轴132和第五辊轴134可以共同夹持第一电芯材料和第二电芯材料。
参阅图7所示,在第一卷绕机构110卷绕形成一个电极组件后,第一卷绕机构110停止转动,第二卷绕机构150夹持固定第一电芯材料,第四辊轴132移动至第三辊轴131处,第四辊轴132和第三辊轴131夹持第二电芯材料,第五辊轴134移动至远离第四辊轴132的一侧,并在第四辊轴132和第五辊轴134之间形成一通道135,通道135的宽度要大于卷绕机构的直径(本实施例中,第一卷绕机构110、第二卷绕机构150和第三卷绕机构160的形状和尺寸相同,并且均呈圆柱状),以使得第二卷绕机构150能够通过通道135,位移到第一卷绕机构110所在的第一区域260处。
并且,第二卷绕机构150沿直线位移到第一区域260处,第二卷绕机构150固定的第一电芯材料不需要改变方向,在第一区域260处的卷绕机构卷绕的过程中,以及不同区域的卷绕机构交换位置的过程中,第一电芯材料始终沿着一个方向延伸,并沿着一个方向拉扯,确保第一电芯材料在电极组件的卷绕过程中始终处于拉伸状态,防止卷绕机构卷绕电极组件时,第一电芯材料发生弯曲而出现褶皱或弯折。
在一些可能的实施方式中,上述实施方式所述的电芯卷绕设备,可采用如下卷绕方法以卷绕形成电极组件。参阅图8和图9所示(需要说明的是,图8中的4个状态并未和图9中的四个步骤相对应,只是显示出了卷绕设备卷绕电极组件的4个主要状态),该卷绕方法包括如下步骤:
步骤S100,两层隔膜230中间夹持第一极片,构成第一电芯材料,第一极片为阳极片210和阴极片220中的其中一个。
本实施例中,第一极片可以为阳极片210,第一电芯材料为两层隔膜230中间加持一层阳极片210的三层结构。
第一送料机构120可以夹持第一电芯材料,使得两层隔膜230和中间的阳极片210相对夹持固定,在第一电芯材料进入到第一卷绕机构110时,第一电芯材料中的隔膜230和阳极片210处于相对固定的状态,隔膜230和阳极片210之间不会发生一定的位移,使得第一卷绕机构110在卷绕第一电芯材料时,阳极片210不会出现褶皱和弯折现象,提高卷绕成型后电极组件的质量。
步骤S200,第一卷绕机构110在第一区域260卷绕第一电芯材料和第二电芯材料,第一电芯材料和第二电芯材料处于拉伸状态,第二电芯材料为第二极片,所述第二极片为所述阳极片210和所述阴极片220中的其中一个,所述第一电芯材料中第一极片的极性和所述第二电芯材料中第二极片的极性不同;
需要说明的是,极性不同,指的是当第一极片为阳极片210时,第二极片为阴极片220;当第一极片为阴极片220时,第二极片为阳极片210。
在此步骤中,第二卷绕机构150不固定第一电芯材料,第一电芯材料被第一送料机构120和第一卷绕机构110拉伸,以使得第一电芯材料在被拉伸的状态下进入到第一卷绕机构110中,阳极片210不会出现褶皱或者弯折现象,提高卷绕成型后电极组件的质量。
第二电芯材料和第一电芯材料同步进入到第一卷绕机构110中,第二电芯材料可以被夹持在第一电芯材料和第一卷绕机构110之间,第一电芯材料和第二电芯材料都处于拉伸状态,以使得阳极片210和阴极片220均不会出现褶皱和弯折现象,提高卷绕成型后电极组件的质量。
需要说明的是,本实施例仅示例性的指出,两层隔膜230和阳极片210构成本实施例的第一电芯材料,第一电芯材料中阳极片210被夹持在两层隔膜230之间,单独的阴极片220构成本实施例的第二电芯材料。在其他的实施例中,也可以两层隔膜230和阴极片220构成本实施例的第一电芯材料,第一电芯材料中阴极片220被夹持在两层隔膜230之间,单独的阳极片210构成本实施例的第二电芯材料,同样落入本申请所限定的保护范围内。
步骤S300,第一卷绕机构110停止卷绕以形成一个电极组件240,第二卷绕机构150在第二区域270固定第一电芯材料,第二送料机构130固定第二电芯材料,切割机构140同步切割第一卷绕机构110和第二卷绕机构150之间的第一电芯材料和第二电芯材料。
在第一卷绕机构110卷绕的电极组件达到预定的卷绕长度后,第一卷绕机构110停止卷绕,以形成一个电极组件240。此时,第二卷绕机构150在第二区域270固定第一电芯材料,可以通过夹持的方式固定第一电芯材料。
在第二卷绕机构150固定第一电芯材料后,切割机构140同步切割第一卷绕机构110和第二卷绕机构150,此时第一卷绕机构110上卷绕的电极组件240在收尾处处于持平状态。
在一种实施例中,在第一卷绕机构110停止卷绕的同时,第一送料机构120停止向第一卷绕机构110送入第一电芯材料,第二送料机构130停止向第一卷绕机构110送入第二电芯材料,第一卷绕机构110、第一送料机构120和第二送料机构130可以同时停止转动。
步骤S400,第二卷绕机构150移动至第一区域260,第二送料机构130将第二电芯材料送料至第二卷绕机构150内,第二卷绕机构150卷绕第一电芯材料和第二电芯材料,以卷绕另外一个电极组件240。
在切割机构140同步切割第一卷绕机构110和第二卷绕机构150之间的第一电芯材料和第二电芯材料之后或同时,第二卷绕机构150固定第一电芯材料,第一卷绕机构110上卷绕的电极组件240已基本完成卷绕动作,第一卷绕机构110带着卷绕成型的电极组件240移动至第一区域260之外的其他区域(具体可移动至第三区域中,详情可参见下述实施例),以给第二卷绕机构150让位。第二卷绕机构150移动至第一区域260中,并卷绕第一电芯材料和第二电芯材料以卷绕另外一个电极组件240。
在连续两个电极组件240的卷绕过程中,两个电极组件240在卷绕交接时,第一电芯材料和第二电芯材料同步切割,并分别通过第二卷绕机构150(在第二个电极组件240向下一个电极组件交接时为下一个卷绕机构)和第二送料机构130固定,第一电芯材料和第二电芯材料始终处于拉伸的状态,可以有效防止第一电芯材料和第二电芯材料在卷绕机构上卷绕时发生褶皱或者翻折。并且,第二卷绕机构150固定第一电芯材料;第二送料机构130固定第二电芯材料;切割机构140同步切割第一卷绕机构110和第二卷绕机构150之间的第一电芯材料和第二电芯材料;以及第一卷绕机构110移动至第一区域260之外;第二卷绕机构150移动至第一区域内等上述各动作,部分动作可以同时进行,或者在较短的时间内完成上述各动作,能够提高不同电极组件240卷绕的交接效率,减小卷绕工艺中的无效卷绕时间,提高电芯卷绕设备的卷绕效率。
在一种实施例中,在第二卷绕机构150移动至第一区域260之前或同时,第一卷绕机构110移动至第三区域280,贴胶机构170对第一卷绕机构110卷绕完成的电极组件240的尾端贴胶。
贴胶机构170对卷绕机构卷绕完成的电极组件240的尾端贴胶,以完成整个电极组件的卷绕作业,电极组件可以从卷绕机构上卸下,进入到后续的制备工艺中。
在一种实施例中,在第一卷绕机构110移动至第三区域280之前或同时,第三卷绕机构160移动至第二区域270处,以给第一卷绕机构110进行让位。在一种实施例中,第一卷绕机构110移动至第三区域280,第二卷绕机构150移动至第一区域260,第三卷绕机构160移动至第二区域270,三个移动动作可以同时进行。
第一区域260处的卷绕机构完成一个电极组件的卷绕后,移动至第三区域280进行贴胶;在第三区域280贴完胶的电极组件从卷绕机构卸下,该卷绕机构移动至第二区域270处,进行下一个电极组件的准备作业;位于第二区域270的卷绕机构进入到第一区域260处,进行电极组件的卷绕。三个区域的卷绕机构交替完成各动作,以实现整个电芯卷绕设备对电极组件的连续卷绕,提高卷绕效率。
在一种实施例中,在位于第一区域260的第二卷绕机构150停止卷绕以形成电极组件240后,第三卷绕机构160在第二区域270固定第一电芯材料,第二送料机构130固定第二电芯材料,切割机构140同步切割第三卷绕机构160和第二卷绕机构150之间的第一电芯材料和第二电芯材料。
在一种可能的实施方式中,参阅图1所示,第二送料机构130可以包括第三辊轴131、第四辊轴132和第二驱动机构,第三辊轴131和第四辊轴132的转轴相平行,第三辊轴131和第四辊轴132用于夹持固定部分电芯材料200,例如图1中,第三辊轴131和第四辊轴132夹持固定阴极片220。
第二驱动机构可以驱动第三辊轴131转动,第四辊轴132为从动轮;或者,第二驱动机构可以驱动第四辊轴132转动,第三辊轴131为从动轮;或者,第二驱动机构可以同时驱动第三辊轴131和第四辊轴132转动。
第三辊轴131和第四辊轴132可以相对转动,以夹持电芯材料200,并将电芯材料200送料至第一卷绕机构110中。
在步骤S300中,第二送料机构130中的第三辊轴131和第四辊轴132可以夹持固定第二电芯材料,并通过第三辊轴131和第四辊轴132的转动来向卷绕机构送料。在停止送料时,第三辊轴131和第四辊轴132停止转动并夹持固定第二电芯材料。
参阅图3和图4所示,第二送料机构130还包括第五辊轴134和第一位移机构(图中未示出),第一位移机构用于带动第四辊轴132靠近或远离第三辊轴131,以及用于带动第四辊轴132和第五辊轴134相互靠近或相互远离。
其中,参阅图3所示,在第一卷绕机构110卷绕电芯材料时,第一位移机构带动第四辊轴132和第五辊轴134相靠近,第四辊轴132和第五辊轴134夹持固定第二电芯材料,并向第一卷绕机构110内送料,以确保进入第一卷绕机构110内的第二电芯材料处于拉伸状态。
在位于第一区域260的卷绕机构停止卷绕之后或同时,第二送料机构130的第三辊轴131和第四辊轴132相靠近以夹持固定第二电芯材料,第四辊轴132和第五辊轴134相互远离,以在位于第二区域270上的卷绕机构向第一区域260移动时进行让位。
例如,参阅图8和图9所示,在步骤S300中,在第一卷绕机构110完成卷绕后,第一位移机构带动第四辊轴132移动至和第三辊轴131相靠近,第三辊轴131和第四辊轴132靠近夹持固定第二电芯材料,并且第一位移机构带动第五辊轴134向远离第四辊轴132的方向移动。第四辊轴132和第五辊轴134之间形成通道135,通道135的宽度大于第二卷绕机构150的直径,以使得第二卷绕机构150能够穿过通道135进入到第一卷绕机构110所在的位置进行卷绕,第四辊轴132和第五辊轴134不会对第二卷绕机构150的移动产生干涉。
在一种实施例中,切割机构140也有其对应的位移机构,切割机构140对应的位移机构可以带动切割机构140移动至通道135的外部,防止切割机构140对第二卷绕机构150的移动产生干涉。
在位于第一区域260的卷绕机构卷绕过程中,第二送料机构130的第四辊轴132和第五辊轴134夹持第二电芯材料,第四辊轴132和第五辊轴134转动将第二电芯材料送料至位于第一区域260的卷绕机构内。
在一种实施例中,第一电芯材料包括阳极片210,第二电芯材料包括阴极片220,可以在第一区域260的卷绕机构卷绕大于第一预设角度后,第二送料机构130再将第二电芯材料送料至第一区域260的卷绕机构中进行卷绕。构成阳极片210的活性物质层区包裹阴极片220的活性物质层区的结构。
可以理解的是,阳极片210的活性物质层区包裹阴极片220的活性物质层区,在电池充电时,所述阴极片中的锂离子脱出后,可以完全被阳极片所接收,嵌入到第一活性物质层中,不会出现析锂情况,不会引发安全风险。
具体地,第一区域260的卷绕机构卷绕大于第一预设角度,结合图8所示,指的是第一区域260的卷绕机构在固定第一电芯材料后,先转动第一预设角度,再在第一电芯材料的内侧加入第二电芯材料。其中,第一预设角度为卷绕机构的卷绕面上两点和圆心之间的圆心夹角。
本实施例中,参阅图10(a)所示,第一电芯材料包括两层隔膜230和位于两层隔膜230之间的阳极片210,第二电芯材料包括阴极片220,卷绕形成的电极组件240构成隔膜230-阳极片210-隔膜230-阴极片220的卷绕结构。
其中,参阅图10(a)所示,在卷绕成型的电极组件240中,第一电芯材料和第二电芯材料相叠并逐圈卷绕,形成多圈卷绕的结构。本实施例及后文实施例中所述的隔膜230-阳极片210-隔膜230-阴极片220卷绕结构,或者,隔膜230-阴极片220-隔膜230-阳极片210卷绕结构,指的是在卷绕时,两层隔膜230之间夹持一层阳极片210或一层阴极片220,其中一个隔膜230的外侧贴合一层阳极片210或一层阴极片220,也就是电极组件在卷绕时,隔膜230-阴极片220-隔膜230-阳极片210依次层叠构成一个绕卷单圈体。在卷绕成型的电极组件240中,该卷绕单圈体沿层叠方向重复,以形成多层层叠结构的电极组件240。
在上述实施例的卷绕方法基础上,第二电芯材料位于第一电芯材料和卷绕机构的卷绕面之间,因此阴极片220会位于阳极片210的内部,无法实现电极组件240中阳极片210包裹阴极片220的结构。本实施例中,可以在第一区域260的卷绕机构卷绕大于第一预设角度后,第二送料机构130再将第二电芯材料送料至第一区域260处的卷绕机构中进行卷绕。卷绕机构先卷绕第一预设角度的第一电芯材料,使得电极组件的最内圈存在一定卷绕角度的阳极片210,再插入阴极片220,构成图10(a)所示的阳极片210包裹阴极片220的结构。
在一些可能的实施方式中,本申请还提供一种电极组件,参阅图10(a)和图11所示,电极组件包括第一极片、第二极片和隔膜230,其中,隔膜230包括第一隔膜231和第二隔膜232,第一隔膜231、第一极片、第二隔膜232和第二极片呈卷绕结构,并且在同一圈内依次层叠设置。
在卷绕时,第一极片夹持在第一隔膜231和第二隔膜232之间,以构成第一电芯材料,第二极片位于第一电芯材料的卷绕内侧。参阅图10(a)所示,第一极片可以为阳极片210,第二极片可以为阴极片220;或者,参阅图11(a)所示,第一极片可以为阴极片220,第二极片可以为阳极片210。
需要说明的是,第一隔膜231、第一极片、第二隔膜232和第二极片在同一圈内依次层叠设置,第一电芯材料和第二电芯材料在卷绕时贴合并同步进入到卷绕机构中,同时进入卷绕机构的四层结构可以为同一圈。可参照图10(b)所示,以第一极片为阳极片210,第二极片为阴极片220为例。图10(b)为图10(a)中的最内圈阳极片210、阴极片220和隔膜230的示意图。在图10(a)中,卷绕方向300为类似环形结构。图10(b)中,先卷绕部分第一电芯材料,再在卷绕内侧加入第二电芯材料,图10(b)中同一圈的第一隔膜231、第一极片、第二隔膜232和第二极片按照所述顺序层叠设置。在不同圈的第一电芯材料和第二电芯材料中,第一隔膜231、第一极片、第二隔膜232和第二极片的层叠顺序会不同。
本实施例中,第一隔膜231、第二隔膜232和位于第一隔膜231与第二隔膜232之间的第一极片在电极组件的芯内首端齐平,参阅图10(a)所示,第一极片可以为阳极片210,第二极片可以为阴极片220;或者,参阅图11(a)所示,第一极片可以为阴极片220,第二极片可以为阳极片210。
在一种实施例中,参阅图10(a)所示,第一极片可以为阳极片210,第二极片可以为阴极片220。其中,在卷绕时,可以在第一隔膜231和第二隔膜232之间夹持阳极片210以构成第一电芯材料,并且第一电芯材料中的第一隔膜231、第二隔膜232和阳极片210同步切割,以使得第一隔膜231、第二隔膜232和中间夹持的阳极片210在电极组件的芯内首端齐平。参阅图10(a)所示,图10(a)中第一隔膜231、第二隔膜232和中间夹持的阳极片210构成的第一电芯材料的芯内首端241a首端齐平。
在一种实施例中,参阅图11(a)所示,第一极片可以为阴极片220,第二极片可以为阳极片210。其中,在卷绕时,可以在第一隔膜231和第二隔膜232之间夹持阴极片220以构成第一电芯材料,并且第一电芯材料中的第一隔膜231、第二隔膜232和阴极片220同步切割,以使得第一隔膜231、第二隔膜232和中间夹持的阴极片220在电极组件的芯内首端齐平。参阅图11(a)所示,图11(a)中第一隔膜231、第二隔膜232和中间夹持的阴极片220构成的第一电芯材料的芯内首端241a首端齐平。
在一种实施例中,在卷绕时,不论第一隔膜231和第二隔膜232之间夹持阳极片210还是阴极片220,第一隔膜231和第二隔膜232之间夹持的第一极片(例如图11(a)中夹持阴极片220),以及位于第二隔膜232内侧卷绕的第二极片(例如图11(a)中内侧卷绕的阳极片210),第一隔膜231、阴极片220、第二隔膜232和阳极片210在电极组件240内的芯内首端241均齐平。
在卷绕时,第一隔膜231和第二隔膜232之间的第一极片,在芯内首端被第一隔膜231和第二隔膜232固定,以使得第一隔膜231和第二隔膜232之间的第一极片在芯内首端具有拉伸力,在卷绕过程中始终保持拉平状态,电极片和隔膜紧密贴合,防止卷绕成型后的电极组件240在芯内首端出现褶皱以弯折,防止电芯容量损失。
在一些可能的实施方式中,第一电芯材料的芯内首端相齐平,参阅图10(a)所示,第一极片可以为阳极片210,第二极片可以为阴极片220。阳极片210可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间。
第一极片包括第一区段,第一区段可以为图10(a)中所示的第一阳极区段215,第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,第一集流体层可以为图13中第一阳极区段215范围内的阳极集流体层212,活性物质层可以为图13中第一阳极区段215范围内的阳极活性物质213。在卷绕成型的电极组件中,阳极片210可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,第一极片两侧的阳极活性物质213分别与第一隔膜231和第二隔膜232直接贴合。
本实施例中,阳极片210包括第一阳极区段215,参阅图13所示,第一阳极区段215可以由阳极集流体层212和位于阳极集流体层212两侧的阳极活性物质213层叠构成,以构成阳极片210的活性物质区段。同样地,阴极片220作为第二极片,也可以包括第一阴极区段225,参阅图12所示,第一阴极区段225可以由阴极集流体层222和位于阴极集流体层222两侧的阴极活性物质223层叠构成,以构成阴极片220的活性物质区段。
在一种实施例中,参阅图10(a)所示,第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,次邻接的所述第一阴极区段225和所述第一阳极区段215之间间隔所述隔膜230。其中,两层活性物质层的次邻接指的是,部分区段的阳极片210和部分区段的阴极片220之间只间隔一层隔膜230;两层隔膜的次邻接指的是,部分区段的两层隔膜230之间只间隔一层阳极片210或阴极片220。
本实施例中,阳极片210全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,对应的第一阳极区段215全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间。阴极片220的第一阴极区段225的两侧,指的是内圈和外圈两侧,第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
可以理解的是,阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225,在电池充电时,所述阴极片中的锂离子脱出后,可以完全被阳极片所接收,嵌入到第一活性物质层中,不会出现析锂情况,不会引发安全风险。
在一种实施例中,参阅图10(a)所示,电极组件240中阳极片210在芯内首端可以包含第一阳极区段215,阴极片220在芯内首端可以包含第一阴极区段225,第一阳极区段215全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,最内半圈的一部分第一阴极区段225下侧和第二隔膜232相邻接,最内半圈的一部分第一阴极区段225下侧和第一阳极区段215次邻接。并且,最内半圈的一部分第一阴极区段225上侧和第二隔膜232相邻接,最内半圈的一部分第一阴极区段225上侧和第一阳极区段215次邻接,形成了阳极片210的第一阳极区段215(活性物质区段)包裹阴极片220的第一阴极区段225(活性物质区段)的结构。
参阅图10(b)所示,图10(b)为图10(a)中的最内圈阳极片210、阴极片220和隔膜230的示意图。在图10(a)中,卷绕方向300为类似环形结构。在图10(b)中,第一隔膜231、阳极片210和第二隔膜232构成的第一电芯材料的芯内首端为芯内首端241a,阴极片220的芯内首端为芯内首端241b,阴极片220的芯内首端241b位于第一电芯材料的芯内首端241a沿卷绕方向300的一侧。在卷绕时,沿卷绕方向300,可以先将芯内首端241a连同突出的部分第一隔膜231、阳极片210和第二隔膜232先卷绕,卷绕一部分后,再在卷绕内侧加入阴极片220,此时构成第一隔膜231、阳极片210、第二隔膜232和阴极片220共同卷绕,以形成图10(a)所示的电极组件结构,该结构中,先卷绕的半圈阳极片210位于最内半圈阴极片220的上方,确保卷绕形成的电极组件240中,阳极片210可以全包裹阴极片220。
其中,卷绕方向300为电极组件中电芯材料的卷绕方向,具体可参照图10(a)。卷芯242为电极组件的中心位置,芯内首端241为电极组件240内电芯材料的起始端。参阅图10(a)所示,图10(a)中电极组件的芯内首端241a为第一隔膜231、阳极片210和第二隔膜232构成的第一电芯材料的起始端,芯内首端241b为阴极片220构成的第二电芯材料的卷绕起始端。
第一电芯材料的芯内首端241a中,第一隔膜231、阳极片210和第二隔膜232在芯内首端241a处相齐平,同步切割第一电芯材料后,第一电芯材料齐平的芯内首端241a送入到卷绕机构内进行卷绕。并且,第一电芯材料的芯内首端241a可以位于第二电芯材料的芯内首端241b背离卷绕方向300的一侧(参阅图10(b)所示)。在卷绕时,第一电芯材料先卷绕第一预设角度,图10(a)中第一预设角度在180度左右,第一电芯材料先卷绕大致最内圈周长的一半长度,再送入第二电芯材料,此时第二电芯材料的芯内首端241b位于第一电芯材料的芯内首端241a的后端,确保电极组件240内始终保持阳极片210包裹阴极片220的结构。
在一种实施例中,参阅图10(c)所示,第一极片为阳极片210,第二极片为阴极片220。第一隔膜231、阳极片210和第二隔膜232构成第一电芯材料,第一极片包含第一区段,第一区段可以为阳极片210的第一阳极区段215,阴极片220构成第二电芯材料。本实施例中,第一电芯材料先卷绕一圈,再在内侧夹入第二电芯材料。并且,第一电芯材料的芯内首端241a和第二电芯材料的芯内首端241b相齐平,第一电芯材料的芯内首端241a位于第二电芯材料的芯内首端241b的卷绕内侧。本实施例中,同样满足第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
在一种实施例中,参阅图10(d)所示,第一隔膜231、阳极片210和第二隔膜232构成第一电芯材料,阳极片210可以包含第一阳极区段215,阴极片220构成第二电芯材料。本实施例中,第一电芯材料先卷绕超过一圈,再在内侧夹入第二电芯材料。并且,第一电芯材料的芯内首端241a相齐平,第一电芯材料的芯内首端241a位于第二电芯材料的芯内首端241b的右侧,第一电芯材料的芯内首端241a位于第二电芯材料的芯内首端241b的卷绕内侧。本实施例中,同样满足第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
在一种实施例中,参阅图10(e)所示,第一极片为阳极片210,第二极片为阴极片220,所述阳极片210全部位于所述第一隔膜231和所述第二隔膜232之间,第一隔膜231、阳极片210和第二隔膜232构成第一电芯材料。第一极片包含第一区段,第一区段可以为阳极片210的第一阳极区段215,第一极片还包括第二区段,第二区段位于所述第一极片的芯内首端,第二区段包括第二集流体层,第二集流体层的两侧分别与第一隔膜和第二隔膜直接贴合,第二集流体层和第一集流体层相连接或呈一体式结构。本实施例中,参阅图10(e)和图13所示,第二区段可以为阳极片210的第二阳极区段211,并且第二阳极区段211位于第一阳极区段215沿卷绕方向300的反方向一侧,第一阳极区段215和第二阳极区段211在第一端211a处连接。第二阳极区段211背离第一端211a的一端为第一电芯材料的芯内首端241a。
第二集流体层可以为图13中第二阳极区段211范围内的阳极集流体层212,第二集流体层的两侧不设置阳极活性物质213,构成无活性层区,第二阳极区段211只包含阳极集流体层,并且第二阳极区段211的至少一侧和隔膜230贴合连接。其中,在第二阳极区段211和第一阳极区段215的连接处,阳极集流体层212为一体式结构,并未断开。
在一种实施例中,参阅图10(e)所示,所述阳极片210全部位于所述第一隔膜231和所述第二隔膜232之间,第一隔膜231、阳极片210和第二隔膜232构成第一电芯材料,阴极片220构成第二电芯材料,以在第一电芯材料的卷绕内侧卷绕。阴极片220可以包括第一阴极区段225和第二阴极区段221,第二阴极区段221位于第一阴极区段225沿卷绕方向300的反方向一侧,并且第二阴极区段221位于第一阴极区段225在第二端221a处连接。第二阴极区段221背离第二端221a的一端为第二电芯材料的芯内首端241b。
参阅图12所示,阴极片220的第一阴极区段225由中间的阴极集流体层222和位于阴极集流体层222两侧的阴极活性物质223层叠构成。在部分区域的阴极集流体层222的两侧不设置阴极活性物质223,构成第二阴极区段221。其中,在第一阴极区段225和第二阴极区段221的连接处,阴极集流体层222为一体式结构,并未断开。
在一种实施例中,参阅图10(e)所示,阳极片210可以含有部分第二阳极区段211,第二阳极区段211可以位于靠近芯内首端一侧,第二阳极区段211的两侧分别和第一隔膜231与第二隔膜232相贴合;阴极片220作为第二极片,可以含有部分第二阴极区段221,第二阴极区段221可以位于靠近芯内首端一侧,第二阴极区段221的两侧分别和第一隔膜231与第二隔膜232相贴合。在此结构下,第二阳极区段211连接第一阳极区段215的一端为第一端211a,第二阴极区段221连接第一阴极区段225的一端为第二端221a。第一端211a位于第二端221a的卷绕内侧,并且第二端221a位于第一端211a沿卷绕方向300的一侧,以使得第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
其中,阳极片210和/或阴极片220在芯内首端设置无活性层区,主要在于电极组件的最外圈外围尾端需设置一定的无活性层区。参阅图10(a)所示,阳极片210和阴极片220在外围尾端均设置有无活性层区,分别为第三阳极区段214和第三阴极区段224,本实施例中,在电极组件卷绕收尾时,可以同步切割隔膜230、阳极片210和阴极片220,并且切割位置可以在无活性层区处(参阅图19及对应描述),此时切割后的电芯材料作为下一个电极组件的芯内首端,可存在部分无活性层区。
在一些可能的实施方式中,第一电芯材料的芯内首端相齐平,参阅图11(a)所示,第一极片可以为阴极片220,第二极片可以为阳极片210。阴极片220可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间。
第一极片包括第一区段,第一区段可以为图11(a)中所示的第一阴极区段225,第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,第一集流体层可以为图12中第一阴极区段225范围内的阴极集流体层222,活性物质层可以为图12中第一阴极区段225范围内的阴极活性物质223。在卷绕成型的电极组件中,阴极片220可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,第一极片两侧的阴极活性物质223分别与第一隔膜231和第二隔膜232直接贴合。
本实施例中,阴极片220作为第一极片,可以包括第一阴极区段225,参阅图12所示,第一阴极区段225可以由阴极集流体层222和位于阴极集流体层222两侧的阴极活性物质223层叠构成,以构成阴极片220的活性物质区段。同样地,阳极片210作为第二极片,可以包括第一阳极区段215,参阅图13所示,第一阳极区段215可以由阳极集流体层212和位于阳极集流体层212两侧的阳极活性物质213层叠构成,以构成阳极片210的活性物质区段。
在一种实施例中,参阅图11(a)所示,所述第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,次邻接的所述第一阴极区段225和所述第一阳极区段215之间间隔所述隔膜230。其中,两层活性物质层的次邻接指的是,部分区段的阳极片210和部分区段的阴极片220之间只间隔一层隔膜230;两层隔膜的次邻接指的是,部分区段的两层隔膜230之间只间隔一层阳极片210或阴极片220。
本实施例中,阴极片220全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,对应的第一阴极区段225全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间。阴极片220的第一阴极区段225的两侧,指的是内圈和外圈两侧,第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
可以理解的是,阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225,在电池充电时,所述阴极片中的锂离子脱出后,可以完全被阳极片所接收,嵌入到第一活性物质层中,不会出现析锂情况,不会引发安全风险。
也可以理解为,第一隔膜231和第二隔膜232夹持第一阴极区段225进行卷绕,同步卷绕的第一隔膜231和第二隔膜232在背离第一阴极区段225的一侧均和第一阳极区段215相邻接,相邻接指的是,第一隔膜231和第一阳极区段215直接邻接,第一隔膜231和第一阳极区段215之间不存在其他结构层;第二隔膜232和第一阳极区段215直接邻接,第二隔膜232和第一阳极区段215之间不存在其他结构层。
本实施例中,阴极片220可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,对应的第一阴极区段225可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间。第一隔膜231位于其邻接阴极片220的外圈一侧,第二隔膜232位于其邻接阴极片220的内圈一侧。第一隔膜231的外侧和第一阳极区段215直接邻接,第二隔膜232的内侧和第一阳极区段215直接邻接,构成阳极片210的第一阴极区段225包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
在一种实施例中,参阅图11(a)所示,第一隔膜231、阴极片220和第二隔膜232构成第一电芯材料,阴极片220可以部分为第一阴极区段225,阳极片210构成第二电芯材料。本实施例中,第一电芯材料和第二电芯材料可以同时进料,第一电芯材料的芯内首端241a位于第二电芯材料的芯内首端241b的卷绕外侧,第一电芯材料的芯内首端241a和第二电芯材料的芯内首端241b相齐平。本实施例中,第一电芯材料和第二电芯材料同时进料,不需要对第一电芯材料或第二电芯材料提前卷绕,能够节省电芯材料。
并且,本实施例中,同样满足第一隔膜231和第二隔膜232在背离第一阴极区段225的一侧均和第一阳极区段215相邻接,构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
在一种实施例中,参阅图11(b)所示,电极组件240中阳极片210的芯内首端包含第一阳极区段215,阴极片220的芯内首端包含第一阴极区段225,第一阴极区段225全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。其中,最内半圈的部分第二隔膜232的上侧间隔部分空间和第一阳极区段215相邻接。
第一隔膜231、阴极片220和第二隔膜232构成第一电芯材料,阳极片210构成第二电芯材料,第一电芯材料的芯内首端241a位于第二电芯材料的芯内首端241b的卷绕内侧,并且,第一电芯材料的芯内首端241a位于第二电芯材料的芯内首端241b沿卷绕方向300反方向的一侧。本实施例所述的电极组件240,可以先卷绕部分第一电芯材料,在第一电芯材料内侧入料第二电芯材料,后续同步卷绕。
在一种实施例中,参阅图11(c)所示,电极组件240中阳极片210的芯内首端包含第一阳极区段215,阴极片220的芯内首端包含第一阴极区段225,第一阴极区段225全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
第一隔膜231、阴极片220和第二隔膜232构成第一电芯材料,阳极片210构成第二电芯材料,第一电芯材料的芯内首端241a位于第二电芯材料的芯内首端241b的卷绕内侧,并且,第一电芯材料的芯内首端241a位于第二电芯材料的芯内首端241b沿卷绕方向300的一侧。本实施例所述的电极组件240,可以先卷绕部分第二电芯材料,可以在卷绕完成的部分第二电芯材料外侧入料第一电芯材料,后续同步卷绕。
本实施例中,先送入第二电芯材料的部分长度不宜过长,以防止第二电芯材料在未拉伸的状态下进行卷绕的长度,防止电极组件内出现较长的褶皱,提高第二电芯材料在第一电芯材料和卷绕机构加持下卷绕的长度,减少第二电芯材料的褶皱长度,提高电极组件的质量。
在一种实施例中,参阅图11(d)所示,阴极片220全部位于所述第一隔膜231和所述第二隔膜232之间,第一隔膜231、阴极片220和第二隔膜232构成第一电芯材料,阳极片210构成第二电芯材料,以在第一电芯材料的卷绕内侧卷绕。阴极片220可以包括第一阴极区段225和第二阴极区段221,第二阴极区段221位于第一阴极区段225沿卷绕方向300的反方向一侧,并且第二阴极区段221与第一阴极区段225在第二端221a处连接。第二阴极区段221背离第二端221a的一端为第二电芯材料的芯内首端241b。
参阅图12所示,阴极片220的第一阴极区段225由中间的阴极集流体层222和位于阴极集流体层222两侧的阴极活性物质223层叠构成。在部分区域的阴极集流体层222的两侧不设置阴极活性物质223,构成第二阴极区段221。其中,在第一阴极区段225和第二阴极区段221的连接处,阴极集流体层222为一体式结构,并未断开。
本实施例中,第一电芯材料的芯内首端241a和第二电芯材料的芯内首端241b可以相齐平;或者,第一电芯材料的芯内首端241a可以位于第二电芯材料的芯内首端241b沿卷绕方向300的一侧;或者,第一电芯材料的芯内首端241a可以位于第二电芯材料的芯内首端241b沿卷绕方向300的反方向一侧。
在一种实施例中,参阅图11(d)所示,第一极片为阴极片220,第二极片为阳极片210,所述阴极片220全部位于所述第一隔膜231和所述第二隔膜232之间,第一隔膜231、阴极片220和第二隔膜232构成第一电芯材料。第一极片包含第一区段,第一区段可以为阴极片220的第一阴极区段225,第一极片还包括第二区段,第二区段位于所述第一极片的芯内首端,第二区段包括第二集流体层,第二集流体层的两侧分别与第一隔膜和第二隔膜直接贴合,第二集流体层和第一集流体层相连接或呈一体式结构。本实施例中,参阅图11(d)和图12所示,第二区段可以为阴极片220的第二阴极区段221,并且第二阴极区段221位于第一阴极区段225沿卷绕方向300的反方向一侧,并且第一阴极区段225和第二阴极区段221在第二端221a处连接。第二阴极区段221背离第二端221a的一端为第一电芯材料的芯内首端241a。
第二集流体层可以为图12中第二阴极区段221范围内的阴极集流体层222,第二集流体层的两侧不设置阴极活性物质223,构成无活性层区,第二阴极区段221只包含阴极集流体层222,并且第二阴极区段221的至少一侧和隔膜230贴合连接。其中,在第二阴极区段221和第一阴极区段225的连接处,阴极集流体层222为一体式结构,并未断开。
在一种实施例中,参阅图11(d)所示,阴极片220全部位于所述第一隔膜231和所述第二隔膜232之间,第一隔膜231、阴极片220和第二隔膜232构成第一电芯材料,阳极片210构成第二电芯材料,以在第一电芯材料的卷绕内侧卷绕。阳极片210可以包括第一阳极区段215和第二阳极区段211,第二阳极区段211位于第一阳极区段215沿卷绕方向300的反方向一侧,并且第一阳极区段215和第二阳极区段211在第一端211a处连接。第二阳极区段211背离第一端211a的一端为第一电芯材料的芯内首端241a。
参阅图13所示,阳极片210的第一阳极区段215由中间的阳极集流体层212和位于阳极集流体层212两侧的阳极活性物质213层叠构成。在部分区域的阳极集流体层212的两侧不设置阳极活性物质213,构成第二阳极区段211。其中,在第二阳极区段211和第一阳极区段215的连接处,阳极集流体层212为一体式结构,并未断开。
在一种实施例中,阳极片210可以包括第一阳极区段215和第二阳极区段211,阴极片220可以包括第一阴极区段225和第二阴极区段221,在满足第一隔膜231和第二隔膜232在背离第一阴极区段225的一侧均和第一阳极区段215相邻接的前提下,第一端211a和第二端221a沿卷绕方向300的相对方向可以不做限定。
在一些可能的实施方式中,阴极片220可以包括第二阴极区段221,第二阴极区段221位于阴极片220的芯内首端,第二阴极区段221为阴极集流体层,第二阴极区段221的至少一侧和隔膜230直接贴合,隔膜230为第一隔膜231和/或第二隔膜232。第二阴极区段221的阴极集流体层222可以和阴极片220中活性物质层区的阴极集流体层相连接。
例如图21中,第二阴极区段221的阴极集流体层222和第一阴极区段225的阴极集流体层222可以为两部分并通过胶带进行粘结连接。胶带粘结能够使得电芯材料具有更大的延伸性。在电芯材料处于拉伸状态卷绕时,尤其是在卷绕首端和卷绕尾端位置处,相邻近的阳极片210、阴极片220和隔膜230可以更加紧密的贴合,以便于更好的卷绕并形成层叠结构的电极组件。
在一种实施例中,参阅图12所示,第二阴极区段221的阴极集流体层222可以和第一阴极区段225的阴极集流体层为一体式结构。在制备时,在同一层的阴极集流体层222两侧制备阴极活性物质223,以形成第一阴极区段225;在部分区域的两侧不设置阴极活性物质223,以形成第二阴极区段221。
在一种实施例中,第二阳极区段211中的阳极集流体层212可以和第一阳极区段215的阳极集流体层212相连接。例如图21中,第二阳极区段211的阳极集流体层212和第一阳极区段215的阳极集流体层212可以为两部分并通过胶带进行粘结连接。胶带粘结能够使得电芯材料具有更大的延伸性。在电芯材料处于拉伸状态卷绕时,尤其是在卷绕首端和卷绕尾端位置处,相邻近的阳极片210、阴极片220和隔膜230可以更加紧密的贴合,以便于更好的卷绕并形成层叠结构的电极组件。
在一种实施例中,参阅图13所示,第二阳极区段211的阳极集流体层212可以和第一阳极区段215的阳极集流体层为一体式结构。在制备时,在同一层的阳极集流体层212两侧制备阳极活性物质213;在部分区域的两侧不设置阳极活性物质213,以形成第二阴极区段221。
本实施例中,参阅图10(f)所示,图10(f)示出了一种电极组件的结构示意图,其中,电极组件由电芯材料卷绕形成的类似环形结构,电极组件240可以包括沿厚度方向分布的两个平铺部291,还包括位于两个平铺部291两端的两个弯曲部292。阳极片210、阴极片220和隔膜230均在平铺部291内沿平面延伸,阳极片210、阴极片220和隔膜230均在弯曲部292内沿弧面延伸。阳极片210、阴极片220和隔膜230在弯曲部292的两端分别和平铺部的一端连接(该连接仅指的是电芯材料在弯曲部292和平铺部291的连接处相连接,在实际产品中,电芯材料在弯曲部292和平铺部291的中间区域为一体式结构,电极组件可以由电芯材料一次卷绕成型,该连接包括电芯材料在弯曲部292和平铺部291的连接处呈一体式结构)。
其中,图10(f)示出了一种电极组件240在平行于卷绕方向300所在平面的视角下的示意图,在垂直于所示平面中,电芯材料沿垂直于所示平面的方向延伸,即电极组件240中的阳极片210、阴极片220和隔膜230均垂直于所示平面。
在卷绕时,电芯材料的卷绕首端可以先延直线延伸,此时电芯材料先延直线延伸的一段可以构成其中一个平铺部291;电芯材料弯曲卷绕以构成其中一个弯曲部292,弯曲180度后继续延直线延伸,形成另一个平铺部291;再次弯曲卷绕以构成另一个弯曲部292,弯曲180度后,逐渐在外侧逐层卷绕,形成环形结构的电极组件240。
本实施例中,参阅图10(f)所示,仅以阳极片210位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,以构成第一电芯材料,阴极片220构成第二电芯材料为例。当阴极片220位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,以构成第一电芯材料,阳极片210构成第二电芯材料时,可参照上述内容。
在一些可能的实施方式中,参阅图10(a)和图11(a)所示。第一极片包括第一区段,第一区段可以为图10(a)中所示的第一阳极区段215,第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,第一集流体层可以为图13中第一阳极区段215范围内的阳极集流体层212,活性物质层可以为图13中第一阳极区段215范围内的阳极活性物质213。在卷绕成型的电极组件中,阳极片210可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,第一极片两侧的阳极活性物质213分别与第一隔膜231和第二隔膜232直接贴合。
本实施例中,阳极片210包括第一阳极区段215,参阅图13所示,第一阳极区段215可以由阳极集流体层212和位于阳极集流体层212两侧的阳极活性物质213层叠构成,以构成阳极片210的活性物质区段。同样地,阴极片220作为第二极片,也可以包括第一阴极区段225,参阅图12所示,第一阴极区段225可以由阴极集流体层222和位于阴极集流体层222两侧的阴极活性物质223层叠构成,以构成阴极片220的活性物质区段。
参阅图11(a)所示,第一极片可以为阴极片220,第二极片可以为阳极片210。阴极片220可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间。
第一极片包括第一区段,第一区段可以为图11(a)中所示的第一阴极区段225,第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,第一集流体层可以为图12中第一阴极区段225范围内的阴极集流体层222,活性物质层可以为图12中第一阴极区段225范围内的阴极活性物质223。在卷绕成型的电极组件中,阴极片220可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,第一极片两侧的阴极活性物质223分别与第一隔膜231和第二隔膜232直接贴合。
本实施例中,阴极片220作为第一极片,可以包括第一阴极区段225,参阅图12所示,第一阴极区段225可以由阴极集流体层222和位于阴极集流体层222两侧的阴极活性物质223层叠构成,以构成阴极片220的活性物质区段。同样地,阳极片210作为第二极片,可以包括第一阳极区段215,参阅图13所示,第一阳极区段215可以由阳极集流体层212和位于阳极集流体层212两侧的阳极活性物质213层叠构成,以构成阳极片210的活性物质区段。
第一极片还包括第三区段,在图10(a)中,第一极片为阳极片210,第二极片为阴极片220,第三区段可以为图10(a)中所示的第三阳极区段214。第三区段位于第一极片的外围尾端,第三阳极区段214位于第一阳极区段215的外围尾端。第三区段包括第三集流体层,第三集流体层可以为图10(a)和图13中所示的第三阳极区段214范围内的阳极集流体层212。第三集流体层的两侧分别与第一隔膜231和第二隔膜232直接贴合,第二集流体层和第一集流体层可以相连接或呈一体式结构。
在一种实施例中,在图11(a)中,第一极片为阴极片220,第二极片为阳极片210,第三区段可以为图11(a)中所示的第三阴极区段224。第三区段位于第一极片的外围尾端,第三阴极区段224位于第一阴极区段225的外围尾端。第三区段包括第三集流体层,第三集流体层可以为图11(a)和图12中所示的第三阴极区段224范围内的阴极集流体层222。第三集流体层的两侧分别与第一隔膜231和第二隔膜232直接贴合,第二集流体层和第一集流体层可以相连接或呈一体式结构。
第三阴极区段224的设置,在第一电芯材料和第二电芯材料同步切割时,能够确保阳极片210包裹阴极片220,并且在电极组件240的外围尾端243处设置一定距离的第三阴极区段224,即便在外围尾端243处出现一定的褶皱或者翻折,褶皱和翻折现象也不会明显改变电极组件的质量。
在一种实施例中,参阅图10(a)和图11所示,阳极片210在所述电极组件的外围尾端243具有第三阳极区段214。参阅图17所示,与第二阳极区段211的结构相类似,第三阳极区段214也包括阳极集流体层212,阳极集流体层212的两侧不设置阳极活性物质213,以在电极组件240中,阳极集流体层212的两侧均和隔膜230贴合,隔膜230覆盖贴合阳极集流体层212的两个侧面。
第三阳极区段214的设置,在第一电芯材料和第二电芯材料同步切割时,能够确保阳极片210包裹阴极片220,并且在电极组件240的外围尾端243处设置一定距离的第三阳极区段214,即便在外围尾端243处出现一定的褶皱或者翻折,褶皱和翻折现象也不会明显改变电极组件的质量。
在一种实施例中,阳极片210和/或阴极片220在芯内首端设置无活性层区,主要在于电极组件的最外圈外围尾端需设置一定的无活性层区。参阅图11(a)所示,本实施例中两层隔膜230夹持阴极片220构成第一电芯材料,阳极片210为第二电芯材料,在卷绕成型的电极组件的最外圈,阴极片220位于阳极片210外圈,为了防止锂离子析出,最外圈的阴极片220的外围尾端设置无活性层区,对应的阳极片210也可以在外围尾端均设置有无活性层区,分别为第三阳极区段214和第三阴极区段224。本实施例中,在电极组件卷绕收尾时,可以同步切割隔膜230、阳极片210和阴极片220,并且切割位置可以在无活性层区处(参阅图19及对应描述),此时切割后的电芯材料作为下一个电极组件的芯内首端,可存在部分无活性层区。
在一种实施例中,参阅图11(d)所示,第二阴极区段221在背向卷芯242的一端为第二端221a,第二阳极区段211在背向卷芯242的一端为第一端211a,所述第二端221a和所述第一端211a相平,或者,所述第二端221a位于所述第一端211a沿卷绕方向300的一侧,以构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
可以理解的是,阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225,在电池充电时,所述阴极片中的锂离子脱出后,可以完全被阳极片所接收,嵌入到第一活性物质层中,不会出现析锂情况,不会引发安全风险。
在一种实施例中,参阅图11(a)-图11(d)所示,阴极片220位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,阳极片210位于第二隔膜232的卷绕内侧,第三阴极区段224的长度大于电极组件的外围周长和第三阳极区段214的长度之和。
参阅图11所示,第一电芯材料可以包括阴极片220、第一隔膜231和第二隔膜232,阴极片220位于所述第一隔膜231和所述第二隔膜232之间,阳极片210位于第二隔膜232的卷绕内侧。
本实施例中,卷绕是阴极片220位于阳极片210的外侧一圈,并且阳极片210、阴极片220和隔膜230为一步式切割。通过设置阴极片220的第三阴极区段224的长度大于电极组件的外围周长和第三阳极区段214的长度之和,使得阳极片210具有活性物质的区段始终位于阴极片220具有活性物质的区段,阳极片210包裹阴极片220,最外圈的阴极片220不具有活性物质,防止锂离子析出。
在一些可能的实施方式中,参阅图10(a)和图11(a)所示,电极组件240包括阳极片210、阴极片220和隔膜230,隔膜230包括第一隔膜231和第二隔膜232,第一隔膜231、阳极片210、第二隔膜232和阴极片220层叠设置并呈卷绕结构。
参阅图10(a)所示,阳极片210可以位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,阴极片220位于第二隔膜232的卷绕内侧。
在一种实施例中,阴极片220可以位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,阳极片210位于所述第二隔膜232的卷绕内侧。
阳极片210、第一隔膜231、阴极片220和第二隔膜232在电极组件240的外围尾端243齐平。
本实施例所述的电极组件240,可以由图1至图4,或者图6和图7所示的电芯卷绕设备卷绕成形,电芯卷绕设备100包括第一卷绕机构110、第一送料机构120、第二送料机构130和切割机构140。
第一卷绕机构110用于卷绕电芯材料,其中电芯材料200包括阳极片210、阴极片220和隔膜230,阳极片210、阴极片220和隔膜230层叠设置,并通过第一卷绕机构110卷绕形成电极组件240。
在一些可能的实施方式中,所述第一极片包括第一区段和第四区段,本实施例以第一极片为阳极片210为例,第二极片为阴极片220。
第一极片包括第一区段,第一区段可以为图10(a)中所示的第一阳极区段215,第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,第一集流体层可以为图13中第一阳极区段215范围内的阳极集流体层212,活性物质层可以为图13中第一阳极区段215范围内的阳极活性物质213。在卷绕成型的电极组件中,阳极片210可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,第一极片两侧的阳极活性物质213分别与第一隔膜231和第二隔膜232直接贴合。
本实施例中,阳极片210包括第一阳极区段215,参阅图13所示,第一阳极区段215可以由阳极集流体层212和位于阳极集流体层212两侧的阳极活性物质213层叠构成,以构成阳极片210的活性物质区段。
第一极片还包括第四区段,参阅图10(g)和图13所示,第四区段可以为阳极片210的第四阳极区段216。第四区段包括第四集流体层和位于所述第四集流体层一侧的活性物质层,活性物质层与第四集流体的另一侧分别与第一隔膜、第二隔膜直接贴合,或者活性物质层与第四集流体的另一侧分别与第二隔膜、第一隔膜直接贴合。
第四集流体层可以为图13中第四阳极区段216范围内的阳极集流体层212,活性物质层可以为图13中第四阳极区段216范围内的阳极活性物质213。在卷绕成型的电极组件中,阳极片210可以全部位于第一隔膜231和第二隔膜232之间,第四阳极区段216内的阳极活性物质213可以和第一隔膜231贴合,第四阳极区段216内的阳极集流体层212在背离阳极活性物质213的一侧和第二隔膜232贴合;或者,第四阳极区段216内的阳极活性物质213可以和第二隔膜232贴合,第四阳极区段216内的阳极集流体层212在背离阳极活性物质213的一侧和第一隔膜231贴合。
第四阳极区段216包括阳极集流体层212和位于阳极集流体层212一侧的阳极活性物质213,第四阳极区段216包括阳极集流体层212的另一侧不设置活性物质层,以使得电极组件中第四阳极区段216不设置活性物质层的一侧可以直接和隔膜230直接贴合。
在一种实施例中,第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最内圈。结合图10(g)图11(e)所示,在卷绕成型的电极组件240中,最内圈的至少部分阳极片210的卷绕内侧并不设置阴极片220的阴极活性物质,因此阳极片210的部分内侧(对应图22中的下侧)可以不设置阳极活性物质213,以减少电极组件240的厚度。
在一种实施例中,第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最外圈。结合图10(g)和图11(e)所示,在卷绕成型的电极组件240中,最外圈的阳极片210的卷绕外侧并不设置阴极片220的阴极活性物质,因此阳极片210的外侧(对应图22中的上侧)可以不设置阳极活性物质213,以减少电极组件240的厚度。
参阅10(g)、图11(e)和图17所示,第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最外圈,本实施例中阳极片210包括第三阳极区段214,第四阳极区段216可以连接在第一阳极区段215和第三阳极区段214之间。或者,当阳极片210的外围尾端不设置第三阳极区段214时,第四阳极区段216可以直接连接在第一阳极区段215靠近外围尾端的一端,第四阳极区段216的一端构成外围尾端。
参阅图10(g)和图11(e)所示,第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最内圈,本实施例中,阳极片210的芯内首端不设置第二阳极区段211,第四阳极区段216可以直接连接在第一阳极区段215靠近芯内首端的一端,第四阳极区段216的一端构成芯内首端。或者,当阳极片210的芯内首端设置第二阳极区段211时,第四阳极区段216可以连接在第一阳极区段215和第二阳极区段211之间。
本实施例中,不论是第一隔膜231和第二隔膜232夹持阳极片210构成第一电芯材料,还是第一隔膜231和第二隔膜232夹持阴极片220构成第一电芯材料,在卷绕成型的电极组件中,最内圈和最外圈均为阳极片210,以构成阳极片210包括阴极片220的结构。并且,在最外圈阳极片210的外侧不具有包含阴极活性物质的阴极片220时,最外圈的阳极片210可以采用本实施例所述的第四阳极区段216,以减少电极组件240的厚度,节约活性物质的用料;以及,在最内圈阳极片210的内侧不具有包含阴极活性物质的阴极片220时,最内圈的阳极片210可以采用本实施例所述的第四阳极区段216,以减少电极组件240的厚度,节约活性物质的用料。
在一种实施例中,第四区段的长度小于电极组件最外圈的阳极片210的周长长度,以在尽可能减少电极组件240的厚度,节约活性物质的用料的基础上,防止第四区段长度过长而造成阴极片一侧不具有阳极片的活性物质。
在一些可能的实施方式中,本申请还提供一种电极组件的头部卷绕方法,参阅图10(a)图11(a)和图14所示,包括如下步骤:
步骤M100,卷绕机构固定电芯材料中的第一电芯材料的首端,第一电芯材料包括第一极片和位于所述第一极片两侧的第一隔膜和第二隔膜,所述第一隔膜、所述第一极片和所述第二隔膜在卷绕首端齐平。
其中,本实施例中的卷绕机构,可以为图1至图4中所示的卷绕设备中的卷绕机构,本实施例所述的卷绕方法可以和图1至图4中所示的卷绕设对应的实施例的卷绕方法至少部分相同。
本实施例中,第一电芯材料包括第一极片和位于所述第一极片两侧的隔膜230,两层隔膜230夹持一层第一极片以共同进入到卷绕机构中。
步骤M200,第一电芯材料在拉伸状态下,将第二电芯材料的首端送至所述卷绕机构中,所述第二电芯材料包括第二极片,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,或者所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片。
第一电芯材料在卷绕机构的拉扯下,保持拉伸状态在卷绕机构上卷绕。
步骤M300,所述卷绕机构卷绕所述第一电芯材料和所述第二电芯材料,以形成电极组件,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在同一圈内依次层叠设置。
在卷绕时,第一隔膜231和第二隔膜232之间的第一极片,在芯内首端就被第一隔膜231和第二隔膜232固定,以使得第一隔膜231和第二隔膜232之间的第一极片在芯内首端具有拉伸力,在卷绕过程中第一电芯材料始终保持拉平状态,电极片和隔膜紧密贴合,防止卷绕成型后的电极组件240在芯内首端出现褶皱以弯折,防止电芯容量损失。
在一种实施例中,参阅图10(a)所示,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,第一电芯材料包括阳极片210和位于阳极片210两侧的第一隔膜231和第二隔膜232,所述第一隔膜231、所述阳极片210和所述第二隔膜232在卷绕首端齐平。
本实施例中,在步骤M200中,第一电芯材料在拉伸状态下,卷绕机构先卷绕第一电芯材料,并在卷绕角度大于第一预设角度后,将第二电芯材料的首端送至所述卷绕机构中。再进行M300,所述卷绕机构卷绕所述第一电芯材料和所述第二电芯材料,以形成电极组件。
在第一电芯材料卷绕第一预设角度后,第二送料机构再将第二电芯材料(阴极片)送入卷绕机构中,并且第二电芯材料被第一电芯材料和卷绕机构夹持卷绕,第一电芯材料和第二电芯材料都处于拉伸状态,防止第一电芯材料和第二电芯材料在入料的首段发生褶皱等现象,提高电极组件的质量。同时,也能保证电极组件处于阳极片两侧包裹阴极片的结构,在电池充电时,所述阴极片中的锂离子脱出后,可以完全被阳极片所接收,嵌入到第一活性物质层中,不会出现析锂情况,不会引发安全风险。
在一种实施例中,参阅图10(e)、图11(d)、图12和图13所示,卷绕在所述卷绕机构上的阴极片220的首端具有第二阴极区段221,第二阴极区段221包括阴极集流体层222,在卷绕阴极片220(可以是第一极片,也可以是第二极片)时,阴极集流体层222的两侧均和隔膜230直接贴合连接,隔膜230覆盖贴合阴极集流体层的两个侧面。以使得卷绕成型后的电极组件240中,阳极片210内的活性物质层可以始终包裹阴极片220内的活性物质层。
在一种实施例中,参阅图10(e)、图11(d)、图12和图13所示,卷绕在所述卷绕机构上的阳极片210的首端具有第二阳极区段211,第二阳极区段211包括阳极集流体层212,在卷绕阳极片210(可以是第一极片,也可以是第二极片)时,阳极集流体层212的两侧均和隔膜230直接贴合连接,隔膜230覆盖贴合阳极集流体层的两个侧面。以使得卷绕成型后的电极组件240中,阳极片210内的活性物质层可以始终包裹阴极片220内的活性物质层。
在一种实施例中,阳极片210和/或阴极片220在芯内首端设置无活性层区,主要在于电极组件的最外圈外围尾端需设置一定的无活性层区。参阅图10(a)所示,阳极片210和阴极片220在外围尾端均设置有无活性层区,分别为第三阳极区段214和第三阴极区段224,本实施例中,在电极组件卷绕收尾时,可以同步切割隔膜230、阳极片210和阴极片220,并且切割位置可以在无活性层区处(参阅图19及对应描述),此时切割后的电芯材料作为下一个电极组件的芯内首端,可存在部分无活性层区。
在一种实施例中,参阅图11(c)和图11(d)所示,第一极片为阴极片,第二极片为阳极片。阳极片210可以含有部分第二阳极区段211,第二阳极区段211可以位于靠近芯内首端一侧,第二阳极区段211的两侧分别和第一隔膜231与第二隔膜232相贴合;阴极片220作为第一极片,可以含有部分第二阴极区段221,第二阴极区段221可以位于靠近芯内首端一侧,第二阴极区段221的两侧分别和第一隔膜231与第二隔膜232相贴合。在此结构下,第二阳极区段211连接第一阳极区段215的一端为第一端211a,第二阴极区段221连接第一阴极区段225的一端为第二端221a。第一端211a位于第二端221a的卷绕内侧。
可以和图11(c)所示,第二端221a和第一端211a相齐平。或者,和图11(d)所示,第二端221a位于第一端211a沿卷绕方向300的一侧,以使得第一阴极区段225的两侧均和第一阳极区段215次邻接,构成阳极片210的第一阳极区段215包裹阴极片220的第一阴极区段225的结构。
在一些可能的实施方式中,参阅图10(a)、图10(c)、图10(d)和图10(e)所示,电极组件卷绕时,两层隔膜230夹持第一极片构成第一电芯材料,两层隔膜230包括第一隔膜231和第二隔膜232,第二极片为第二电芯材料,第一极片为阳极片,第二极片为阴极片。第一电芯材料和第二电芯材料在尾端齐平,第一隔膜231、第一极片、第二隔膜232和第二极片在电极组件的外围尾端齐平。
在一种实施例中,参阅图11(a)、图11(b)、图11(c)和图11(d)所示,电极组件卷绕时,两层隔膜230夹持第一极片构成第一电芯材料,两层隔膜230包括第一隔膜231和第二隔膜232,第二极片为第二电芯材料,第一极片为阴极片,第二极片为阳极片。第一电芯材料和第二电芯材料在尾端齐平,第一隔膜231、第一极片、第二隔膜232和第二极片在电极组件的外围尾端齐平。
可以的是,在电极组件卷绕过程中,第一隔膜231、第一极片、第二隔膜232和第二极片始终处于被拉伸的状态。在电极组件即将卷绕结束时,电极组件在保持拉伸的状态下收尾,切割机构将第一隔膜231、第一极片、第二隔膜232和第二极片同步切割,以确保电极组件240在外围尾端处始终保持一定的拉伸状态,防止尾部区域出现褶皱和弯折,提高电芯的质量。
在一些可能的实施方式中,本申请还提供一种电芯材料,参阅图18所示,电芯材料包括包括第一极片,第一极片包括阳极片210和阴极片220的至少一种,本实施例以同时包括阳极片210和阴极片220为例。
参阅图18所示,电芯材料200还包括隔膜230,隔膜230有两层,阳极片210可以位于两层隔膜230之间,阴极片220位于隔膜230的内侧,可通过第一卷绕机构110(本实施例仅以第一卷绕机构110进行举例说明)同时卷绕两层隔膜230、阳极片210和阴极片220,以卷绕形成图10(a)所示的电极组件。
在一种实施例中,电芯材料200还包括隔膜230,隔膜230有两层,阴极片220可以位于两层隔膜230之间,阳极片210位于隔膜230的内侧,可通过第一卷绕机构110(本实施例仅以第一卷绕机构110进行举例说明)同时卷绕两层隔膜230、阳极片210和阴极片220,以卷绕形成图11所示的电极组件。
参阅图18所示,在第一卷绕机构110卷绕形成一个电极组件后,在切割线141处同时切割电芯材料,以完成一个电极组件的卷绕。切割后剩余的其他电芯材料用于卷绕下一个电极组件。
一种实施例中,参阅图18所示,阳极片210可以由中间的阳极集流体层212和位于阳极集流体层212两侧的阳极活性物质213层叠构成,阴极片220可以由中间的阴极集流体层222和位于阴极集流体层222两侧的阴极活性物质223层叠构成。
在一些可能的实施方式中,参阅19所示,电芯材料200可以由多段电芯部组成,相邻两段电芯部之间通过连接结构250连接。参阅图19所示,在电芯材料200的部分区域,只设置中间的集流体层,集流体层的两侧不设置活性物质。连接结构250可以为两侧不设置活性物质的集流体层。
参阅图19所示,阳极片210在部分区域只设置中间的阳极集流体层212,该部分的阳极集流体层212两侧不设置阳极活性物质213。同样地,阴极片220在部分区域只设置中间的阴极集流体层222,该部分的阴极集流体层222两侧不设置阴极活性物质223。
在第一卷绕机构110卷绕形成一个电极组件后,在不设置活性物质的区段沿切割线141切割电芯材料,以完成一个电极组件的卷绕。切割后剩余的其他电芯材料用于卷绕下一个电极组件。此时,在不设置活性物质,只含有集流体层的区段进行切割,切割线141将电极组件分隔为多个电芯部,每个电芯部用于卷绕一个电极组件,切割线141两侧的部分构成电极组件的收尾端和下一个电极组件的起绕端。
在一种实施例中,参阅图19所示,电芯材料在切割线141处切割后,切割后的左侧部分成为已经卷绕成型的电极组件的尾端,不设置活性物质的区段,可以构成电极组件的外围尾端的第三阴极区段224和第三阳极区段214。切割后的右侧部分成为下一个电极组件的芯内首端的第二阴极区段221和第二阳极区段211。
在一些可能的实施方式中,参阅20所示,电芯材料200可以由多段电芯部组成,相邻两段电芯部之间通过连接结构250连接。参阅图20所示,在电芯材料200的部分区域,不设置中间的集流体层以及两侧的活性物质,相邻两段电芯部之间通过连接结构250连接。在一种实施例中,参阅图20所示,连接结构250可以为胶带251,胶带251胶粘连接相邻两段电芯部。
在第一卷绕机构110卷绕形成一个电极组件后,在连接结构250处沿切割线141切割电芯材料,以完成一个电极组件的卷绕。切割后剩余的其他电芯材料用于卷绕下一个电极组件。此时,在连接结构250处进行切割,切割线141将电极组件分隔为多个电芯部,每个电芯部用于卷绕一个电极组件,切割线141两侧的部分构成电极组件的收尾端和下一个电极组件的起绕端。
在本实施例以及其他实施例中,胶带251被切割后,会在切割后的两端留存部分胶带,以形成前一电极组件的外围尾端的连接胶片,以及后一电极组件的芯内首端的连接胶片。
在一些可能的实施方式中,参阅图21所示,电芯材料200可以由多段电芯部组成,相邻两段电芯部之间通过连接结构250连接。参阅图21所示,在电芯材料200的部分区域,只设置中间的集流体层,集流体层的两侧不设置活性物质。连接结构250可以为两侧不设置活性物质的集流体层,以及贴合在外侧的胶带251,胶带251胶粘连接相邻两段电芯部。不设置活性物质的集流体层和胶带251共同构成连接结构250来连接相邻两段电芯部。
其中,胶带粘结能够使得电芯材料具有更大的延伸性。在电芯材料处于拉伸状态卷绕时,尤其是在卷绕首端和卷绕尾端位置处,相邻近的阳极片210、阴极片220和隔膜230可以更加紧密的贴合,以便于更好的卷绕并形成层叠结构的电极组件。
参阅图21所示,阳极片210在部分区域只设置中间的阳极集流体层212,该部分的阳极集流体层212两侧不设置阳极活性物质213。同样地,阴极片220在部分区域只设置中间的阴极集流体层222,该部分的阴极集流体层222两侧不设置阴极活性物质223。
在第一卷绕机构110卷绕形成一个电极组件后,在不设置活性物质的区段沿切割线141切割电芯材料,胶带251也被切割成两段,并分别贴合在切割后的两个端部,以完成一个电极组件的卷绕。切割后剩余的其他电芯材料用于卷绕下一个电极组件。此时,在不设置活性物质,只含有集流体层的区段进行切割,切割线141将电极组件分隔为多个电芯部,每个电芯部用于卷绕一个电极组件,切割线141两侧的部分构成电极组件的收尾端和下一个电极组件的起绕端。
在一种实施例中,参阅图21所示,电芯材料在切割线141处切割后,切割后的左侧部分成为已经卷绕成型的电极组件的尾端,不设置活性物质的区段,可以构成电极组件的外围尾端的第三阴极区段224和第三阳极区段214。切割后的右侧部分成为下一个电极组件的芯内首端的第二阴极区段221和第二阳极区段211。
本申请将电芯材料分为多个电芯部,并且电芯部之间可以通过连接结构250相连接,以在电极组件卷绕结束时,在连接结构250处进行切割,便于切割标识。并且,连接结构250可以为胶带,胶带粘结能够使得电芯材料具有更大的延伸性。在电芯材料处于拉伸状态卷绕时,尤其是在卷绕首端和卷绕尾端位置处,相邻近的阳极片210、阴极片220和隔膜230可以更加紧密的贴合,以便于更好的卷绕并形成层叠结构的电极组件。
在一些可能的实施方式中,参阅图22所示,电芯材料200可以由多段电芯部组成,相邻两段电芯部之间通过连接结构250连接。参阅图22所示,在电芯材料200的部分区域,只设置中间的集流体层,集流体层的两侧不设置活性物质。连接结构250可以为两侧不设置活性物质的集流体层。
本实施方式中,在连接结构250的前后两端,至少一侧设置有部分活性物质,以形成集流体层两侧活性物质的台阶式分布。
参阅图22所示,阳极片210在部分区域只设置中间的阳极集流体层212,该部分的阳极集流体层212两侧不设置阳极活性物质213,以构成阳极片210的无活性层区;并且,该无活性层区部分的阳极集流体层212和左右两侧的活性物质层区(阳极集流体层212两侧均设置阳极活性物质213的区段,也可称作双侧活性物质层区)之间,还设有第四阳极区段216,第四阳极区段216包括阳极集流体层212和位于阳极集流体层212一侧的阳极活性物质213。
其中,参阅图22所示,第四阳极区段216中位于切割线141左侧部分的阳极活性物质213位于阳极集流体层212的下侧,切割线141左侧部分的第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最外圈。结合图10(a)和图11(a)所示,在卷绕成型的电极组件240中,最外圈的阳极片210的卷绕外侧并不设置阴极片220的阴极活性物质,因此阳极片210的外侧(对应图22中的上侧)可以不设置阳极活性物质213,以减少电极组件240的厚度。
以及,参阅图22所示,第四阳极区段216中位于切割线141右侧部分的阳极活性物质213可以位于阳极集流体层212的上侧,切割线141右侧部分的第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最内圈。结合图10(a)图11(a)所示,在卷绕成型的电极组件240中,最内圈的至少部分阳极片210的卷绕内侧并不设置阴极片220的阴极活性物质,因此阳极片210的部分内侧(对应图22中的下侧)可以不设置阳极活性物质213,以减少电极组件240的厚度。
在第一卷绕机构110卷绕形成一个电极组件后,在不设置活性物质的区段沿切割线141切割电芯材料,以完成一个电极组件的卷绕。切割后剩余的其他电芯材料用于卷绕下一个电极组件。此时,在不设置活性物质,只含有集流体层的区段进行切割,切割线141将电极组件分隔为多个电芯部,每个电芯部用于卷绕一个电极组件,切割线141两侧的部分构成电极组件的收尾端和下一个电极组件的起绕端。
在一种实施例中,参阅图22所示,电芯材料在切割线141处切割后,切割后的左侧部分成为已经卷绕成型的电极组件的尾端,不设置活性物质的区段,可以构成电极组件的外围尾端的第三阴极区段224和第三阳极区段214。切割后的右侧部分成为下一个电极组件的芯内首端的第二阴极区段221和第二阳极区段211。
在一些可能的实施方式中,参阅图23所示,电芯材料200可以由多段电芯部组成,相邻两段电芯部之间通过连接结构250连接。参阅图23所示,在电芯材料200的部分区域,只设置中间的集流体层,集流体层的两侧不设置活性物质。连接结构250可以为两侧不设置活性物质的集流体层,以及贴合在外侧的胶带251,胶带251胶粘连接相邻两段电芯部。不设置活性物质的集流体层和胶带251共同构成连接结构250来连接相邻两段电芯部。
参阅图23所示,阳极片210在部分区域只设置中间的阳极集流体层212,该部分的阳极集流体层212两侧不设置阳极活性物质213,以构成阳极片210的无活性层区;并且,该无活性层区部分的阳极集流体层212和左右两侧的活性物质层区(阳极集流体层212两侧均设置阳极活性物质213的区段,也可称作双侧活性物质层区)之间,还设有第四阳极区段216,第四阳极区段216包括阳极集流体层212和位于阳极集流体层212一侧的阳极活性物质213。
其中,参阅图23所示,第四阳极区段216中位于切割线141左侧部分的阳极活性物质213位于阳极集流体层212的下侧,切割线141左侧部分的第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最外圈。结合图10(a)和图11(a)所示,在卷绕成型的电极组件240中,最外圈的阳极片210的卷绕外侧并不设置阴极片220的第一阴极区段,因此阳极片210的外侧(对应图22中的上侧)可以不设置阳极活性物质213,以减少电极组件240的厚度。
以及,参阅图23所示,第四阳极区段216中位于切割线141右侧部分的阳极活性物质213可以位于阳极集流体层212的上侧,切割线141右侧部分的第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最内圈。结合图10(a)图11(a)所示,在卷绕成型的电极组件240中,最内圈的至少部分阳极片210的卷绕内侧并不设置阴极片220的第一阴极区段,因此阳极片210的部分内侧(对应图22中的下侧)可以不设置阳极活性物质213,以减少电极组件240的厚度。
在第一卷绕机构110卷绕形成一个电极组件后,在不设置活性物质的区段沿切割线141切割电芯材料,胶带251也被切割成两段,并分别贴合在切割后的两个端部,以完成一个电极组件的卷绕。切割后剩余的其他电芯材料用于卷绕下一个电极组件。此时,在不设置活性物质,只含有集流体层的区段进行切割,切割线141将电极组件分隔为多个电芯部,每个电芯部用于卷绕一个电极组件,切割线141两侧的部分构成电极组件的收尾端和下一个电极组件的起绕端。
在一种实施例中,参阅图21所示,电芯材料在切割线141处切割后,切割后的左侧部分成为已经卷绕成型的电极组件的尾端,不设置活性物质的区段,可以构成电极组件的外围尾端的第三阴极区段224和第三阳极区段214。切割后的右侧部分成为下一个电极组件的芯内首端的第二阴极区段221和第二阳极区段211。
在一些可能的实施方式中,参阅24所示,电芯材料200可以由多段电芯部组成,相邻两段电芯部之间通过连接结构250连接。参阅图24所示,在电芯材料200的部分区域设有第四阳极区段216,第四阳极区段216包括阳极集流体层212和位于阳极集流体层212一侧的阳极活性物质213。此时,单侧不设置活性物质,只在一侧设置活性取值的区段,构成电芯材料200的单面活性层区。
其中,切割线141位于第四阳极区段216的右端,切割线141的右侧不具有第四阳极区段216。并且,本实施例中第四阳极区段216中的阳极活性物质213位于阳极集流体层212的下侧,切割线141左侧部分的第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最外圈。结合图10(a)和图11(a)所示,在卷绕成型的电极组件240中,最外圈的阳极片210的卷绕外侧并不设置阴极片220的第一阴极区段,因此阳极片210的外侧(对应图24中的上侧)可以不设置阳极活性物质213,以减少电极组件240的厚度。
在第一卷绕机构110卷绕形成一个电极组件后,在只在一侧设置活性物质的区段沿切割线141切割电芯材料,以完成一个电极组件的卷绕。切割后剩余的其他电芯材料用于卷绕下一个电极组件。此时,沿切割线141切割将电极组件分隔为多个电芯部,每个电芯部用于卷绕一个电极组件,切割线141两侧的部分构成电极组件的收尾端和下一个电极组件的起绕端。
在一些可能的实施方式中,参阅图25所示,电芯材料200可以由多段电芯部组成,相邻两段电芯部之间通过连接结构250连接。参阅图24所示,在电芯材料200的部分区域设有第四阳极区段216,第四阳极区段216包括阳极集流体层212和位于阳极集流体层212一侧的阳极活性物质213。此时,单侧不设置活性物质,只在一侧设置活性取值的区段,构成电芯材料200的单面活性层区。并且,在第四阳极区段216不设置活性物质的一侧设置连接结构250,连接结构250可以为贴合在外侧的胶带251,胶带251胶粘连接相邻两段电芯部。
其中,切割线141位于第四阳极区段216的右端,切割线141的右侧不具有第四阳极区段216。并且,本实施例中第四阳极区段216中的阳极活性物质213位于阳极集流体层212的下侧,切割线141左侧部分的第四阳极区段216可用于卷绕在电极组件240的最外圈。结合图10(a)和图11(a)所示,在卷绕成型的电极组件240中,最外圈的阳极片210的卷绕外侧并不设置阴极片220的第一阴极区段,因此阳极片210的外侧(对应图24中的上侧)可以不设置阳极活性物质213,以减少电极组件240的厚度。
在第一卷绕机构110卷绕形成一个电极组件后,在只在一侧设置活性物质的区段沿切割线141切割电芯材料,以完成一个电极组件的卷绕。切割后剩余的其他电芯材料用于卷绕下一个电极组件。此时,沿切割线141切割将电极组件分隔为多个电芯部,每个电芯部用于卷绕一个电极组件,切割线141两侧的部分构成电极组件的收尾端和下一个电极组件的起绕端。
在一些可能的实施方式中,阳极片210和阴极片220在切割线141处的结构,可以采用图19至图24中的任意一种。
例如阳极片210在切割线141处的结构采用图20中只通过胶带251进行连接的结构方式,阴极片220在切割线141处的结构采用图21中胶带251和两侧不设置活性物质层的阴极集流体层222的结构方式。诸如此类的结合方式,均落入本申请所限定的保护范围内。
在一种可能的实施方式中,在上述任一项实施例的基础上,在卷绕机构卷绕完成一个电极组件时,可通过本实施方式所述的卸料机构和压型机构进行后续制备。
参阅图25所示,在卷绕机构卷绕完成后,还包括如下步骤:
步骤P100,卸料机构400的两组夹针410可以深入到卷绕机构的凹陷部1143内,并且每个夹针410包括两个夹持针411,两个夹持针411可以夹持电极组件240。参阅图25所示,本实施例以第一卷绕机构110为例。
步骤P200,夹针410将电极组件240从卷绕机构上拔出,电极组件240和卷绕机构相分离。
步骤P300,卸料机构400将电极组件240放置在出料平台500上,具体地,电极组件240竖放在出料平台500上。
步骤P400,预压板600向出料平台500靠近,向下按压电极组件240,以形成类似扁环形状的电极组件240。
在一种实施例中,在步骤P200和步骤P300之间,两组夹针410可以相互远离,以预先将电极组件240拉伸成椭圆状,以便于后续放置在出料平台500上而不会滚离出料平台500,便于预压板600按压电极组件240。
以上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行修改,或者对其中部分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精神和范围,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种电极组件,其特征在于,包括:第一极片、第二极片、第一隔膜和第二隔膜,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片呈卷绕结构并在同一圈内依次层叠设置;
所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在所述电极组件的外围尾端齐平,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,或者所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片。
2.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述第一隔膜、所述第二隔膜和位于所述第一隔膜与所述第二隔膜之间的第一极片在所述电极组件的芯内首端齐平。
3.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在相齐平的外围尾端处接有连接胶片。
4.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述第一极片包括第一区段和第三区段,所述第三区段位于所述第一极片的外围尾端,所述第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,所述两侧的活性物质层分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第三区段包括第三集流体层,所述第三集流体层的两侧分别与所述第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第三集流体层和所述第一集流体层相连接或呈一体式结构。
5.根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述第一极片包括第一区段和第四区段,所述第四区段连接在所述第一区段的其中一端,所述第一区段包括第一集流体层和所述第一集流体层两侧的活性物质层,所述两侧的活性物质层分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第四区段包括第四集流体层和位于所述第四集流体层一侧的活性物质层,所述活性物质层与所述第四集流体的另一侧分别与第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,或者所述活性物质层与所述第四集流体的另一侧分别与第二隔膜、所述第一隔膜直接贴合。
6.根据权利要求5所述的电极组件,其特征在于,所述第一极片包括第三区段,所述第三区段位于所述第一极片的外围尾端,所述第三区段包括第三集流体层,所述第三集流体层的两侧分别与所述第一隔膜、所述第二隔膜直接贴合,所述第四区段连接所述第一区段背离所述第三区段的一端,或者所述第四区段连接所述第一区段与所述第三区段。
7.根据权利要求5或6所述的电极组件,其特征在于,所述第四区段的长度小于所述电极组件最外圈的所述阳极片的周长长度。
8.一种电芯卷绕方法,其特征在于,包括如下步骤:
第一电芯材料和第二电芯材料在拉伸状态下,卷绕机构卷绕所述第一电芯材料和所述第二电芯材料,所述第一电芯材料包括第一极片和位于所述第一极片两侧的第一隔膜和第二隔膜,所述第二电芯材料包括第二极片,所述第一极片为阳极片,所述第二极片为阴极片,或者所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片;
绕卷机构绕卷结束后,同步切割所述第一电芯材料和所述第二电芯材料,所述第一电芯材料和所述第二电芯材料在所述绕卷机构的尾端切面相共面,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在卷绕收尾的尾端齐平,所述第一隔膜、所述第一极片、所述第二隔膜和所述第二极片在同一圈内依次层叠设置,以形成电极组件。
9.根据权利要求8所述的电芯卷绕方法,其特征在于,卷绕在所述绕卷机构上的所述阴极片的外围尾端具有第三阴极区段,所述第三阴极区段包括第三阴极集流体层,所述第三阴极集流体层的两侧分别与所述第一隔膜和所述第二隔膜直接贴合,所述第一隔膜和所述第二隔膜覆盖贴合所述第三阴极集流体层的两个侧面。
10.根据权利要求9所述的电芯卷绕方法,其特征在于,卷绕在所述绕卷机构上的所述阳极片的外围尾端具有第三阳极区段,所述第三阳极区段包括第三阳极集流体层,所述第三阳极集流体层的两侧分别与所述第一隔膜和所述第二隔膜直接贴合,所述第一隔膜和所述第二隔膜覆盖贴合所述第三阳极集流体层的两个侧面。
11.根据权利要求10所述的电芯卷绕方法,其特征在于,所述第一极片为阴极片,所述第二极片为阳极片,所述第二极片位于所述第一极片的卷绕内侧,所述第三阴极区段的长度大于所述电极组件的外围周长和所述第三阳极区段的长度之和。
12.根据权利要求8-11任一项所述的电芯卷绕方法,其特征在于,在同步切割所述第一电芯材料和所述第二电芯材料后,在相共面的尾端通过贴胶进行所述电极组件的收尾。
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