CN116982186A - 电极组件、电池单体、电池、制备电极组件的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电极组件、电池单体、电池、制备电极组件的方法和设备。该电极组件包括:第一极片层、第一隔离膜、第二极片层和第二隔离膜,以卷绕形成电极组件;第一极片层的卷绕起始端、第一隔离膜的卷绕起始端和第二隔离膜的卷绕起始端基本对齐;第一极片层包括相连的第一绝缘段和第一极片,第一绝缘段的远离第一极片的一端为第一极片层的卷绕起始端;第二极片层包括与第一极片的极性相反的第二极片;沿电极组件的卷绕方向,第二极片层的卷绕起始端与第一极片层的卷绕起始端基本对齐,或者位于第一极片层的卷绕起始端的下游。本申请实施例的电极组件、电池单体、电池、制备电极组件的方法和设备,能够提高电极组件的加工效率。
Description
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种电极组件、电池单体、电池、用电设备、制备电极组件的方法和设备。
节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
电池的整体制作流程长,且工艺复杂,包括涂布、制片、卷绕、组装、激光焊、注液等一系列工序。其中,电池单体内部电极组件的加工过程尤为重要,会直接影响电池单体的加工效率以及性能。因此,如何提高电极组件的加工效率是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本申请实施例提供了一种电极组件、电池单体、电池、制备电极组件的方法和设备,能够提高电极组件的加工效率。
第一方面,提供了一种电极组件,该电极组件包括:第一极片层、第一隔离膜、第二极片层和第二隔离膜,所述第一极片层、所述第一隔离膜、所述第二极片层和所述第二隔离膜卷绕形成所述电极组件,其中,所述第一隔离膜和所述第二隔离膜用以隔离所述第一极片层和所述第二极片层,所述第一极片层的卷绕起始端、所述第一隔离膜的卷绕起始端和所述第二隔离膜的卷绕起始端基本对齐;所述第一极片层包括相连的第一绝缘段和第一极片,所述第一绝缘段设在所述第一极片的卷绕起始端;所述第一绝缘段的远离所述第一极片的一端为所述第一极片层的卷绕起始端;第二极片层包括第二极片,所述第二极片与所述第一极片的极性相反;沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层的卷绕起始端与所述第一极片层的卷绕起始端基本对齐,或者所述第二极片层的卷绕起始端位于所述第一极片层的卷绕起始端的下游。
因此,本申请实施例的电极组件在卷绕时,至少第一极片层可以与第一隔离膜和第二隔离膜同步起卷,即第一极片所在的第一极片层不需要靠摩擦力而延后入料,也就避免了第一极片的起卷头部偏移和折角的问题,进而提高了电极组件的加工效率,并且,第一极片层包括的第一绝缘段还可以增加该电极组件中心区域的强度,避免中心区域的强度不足导致的中心区域坍塌的问题。尤其是第一极片层和第二极片层的卷绕起始端也基本对齐时,既可以同时避免第一极片和第二极片的起卷头部偏移和折角 的问题,并且由于两个极片层都不需要靠摩擦力而延后入料,还可以极大地提高该电极组件的起卷速度和加速度,显著缩短了加工时间,进一步提高了电极组件的加工效率,并且,电极组件中心区域增加的第一极片层和第二极片层能够极大的提高中心区域强度,进而避免中心区域坍塌的问题。
在一些实施例中,所述第一绝缘段包括相对设置的第一绝缘子层和第二绝缘子层,所述第一绝缘子层和所述第二绝缘子层夹持所述第一极片的卷绕起始端的至少部分区域,以使所述第一绝缘段与所述第一极片连接。
通过设置第一绝缘子层2111和第二绝缘子层2112夹持第一极片212的卷绕起始端2121的至少部分区域,使得该第一极片212的卷绕起始端2121的局部区域与第一绝缘段211的一端局部区域重合,能够提高第一绝缘段211与第一极片212之间的连接强度,保证该电极组件2的强度和稳定性。
在一些实施例中,所述第一极片层还包括与所述第一极片相连的第二绝缘段,所述第二绝缘段设在所述第一极片的卷绕结尾端,所述第二绝缘段的远离所述第一极片的一端为所述第一极片层的卷绕结尾端,所述第一极片层的卷绕结尾端、所述第一隔离膜的卷绕结尾端和所述第二隔离膜的卷绕结尾端基本对齐;沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层的卷绕结尾端与所述第一极片层的卷绕结尾端基本对齐,或者所述第二极片层的卷绕结尾端位于所述第一极片层的卷绕结尾端的上游。
第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222和第二隔离膜24的卷绕结尾端242也设置为基本对齐,便于在电极组件2批量生产时,第一极片层21、第一隔离膜22和第二隔离膜24可以同步裁切,进一步提高加工效率;并且,结尾端的同步裁切也可以避免第一极片层21的卷绕结尾端215的偏移,从而提高电极组件2的整体的对齐度,提升卷绕纠偏过程控制能力,进而提升电池单体的能量密度。
在一些实施例中,所述第二绝缘段包括相对设置的第三绝缘子层和第四绝缘子层,所述第三绝缘子层和所述第四绝缘子层夹持所述第一极片的卷绕结尾端的至少部分区域,以使所述第二绝缘段与所述第一极片连接。
通过设置第三绝缘子层2131和第四绝缘子层2132夹持第一极片212的卷绕结尾端2122的至少部分区域,使得第一极片212的卷绕结尾端2122的局部区域与第二绝缘段213的一端局部区域重合,能够提高第二绝缘段213与第一极片212之间的连接强度,保证该电极组件2的强度和稳定性。
在一些实施例中,所述第二极片层包括与所述第二极片相连的第三绝缘段,所述第三绝缘段设在所述第二极片的卷绕起始端;所述第三绝缘段的远离所述第二极片的一端为所述第二极片层的卷绕起始端。
通过合理设置第三绝缘段231的长度和位置,卷绕形成的该电极组件2的第一隔离膜22的卷绕起始端221、第一极片层21的卷绕起始端214、第二隔离膜24的卷绕起始端241以及第二极片层23的卷绕起始端234可以基本对齐,以使得第一隔离膜22、第一极片层21、第二隔离膜24和第二极片层23同步起卷,避免第一极片层21和第二极片层21靠摩擦力延后入料,从而同时避免第一极片212和第二极片232的起卷头部偏移和折角的问题,还可以极大地提高起卷速度和加速度,显著缩短了加工时间,提 高卷绕效率,降低了卷绕的成本,进一步提高了电极组件2的加工效率。另外,电极组件2中心区域增加的第一极片层21的第一绝缘段211和第二极片层23的第三绝缘段231,能够极大的提高中心区域强度,进而避免中心区域因强度不足导致的中心区域坍塌的问题。
在一些实施例中,所述第三绝缘段包括相对设置的第五绝缘子层和第六绝缘子层,所述第五绝缘子层和所述第六绝缘子层夹持所述第二极片的卷绕起始端的至少部分区域,以使所述第三绝缘段与所述第二极片连接。
通过设置第五绝缘子层2311和第六绝缘子层2312夹持第二极片232的卷绕起始端2321的至少部分区域,使得第二极片232的卷绕起始端2321的局部区域与第三绝缘段231的一端局部区域重合,能够提高第三绝缘段231与第二极片232之间的连接强度,保证该电极组件2的强度和稳定性。
在一些实施例中,所述第二极片层还包括与所述第二极片相连的第四绝缘段,所述第四绝缘段设在所述第二极片的卷绕结尾端,所述第四绝缘段的远离所述第二极片的一端为所述第二极片层的卷绕结尾端。
通过合理设置该第四绝缘段233的长度和位置,卷绕形成的该电极组件2的第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222、第二极片层23的卷绕结尾端235和第二隔离膜24的卷绕结尾端242也可以基本对齐,这样,在电极组件2批量生产时,第一极片层21、第一隔离膜22、第二极片层23和第二隔离膜24均可以同步裁切,进一步提高加工效率;并且,结尾端的同步裁切也可以避免第一极片层21的卷绕结尾端215和第二极片层23的卷绕结尾端235的偏移,从而提高电极组件2的第一极片层21的首尾对齐度以及第二极片层23的首尾对齐度,提升卷绕纠偏过程控制能力,进而提升电池单体的能量密度。
在一些实施例中,所述第四绝缘段包括相对设置的第七绝缘子层和第八绝缘子层,所述第七绝缘子层和所述第八绝缘子层夹持所述第二极片的卷绕结尾端的至少部分区域,以使所述第四绝缘段与所述第二极片连接。
通过设置第七绝缘子层2331和第八绝缘子层2332夹持第二极片232的卷绕结尾端2322的至少部分区域,使得第二极片232的卷绕结尾端2322的局部区域与第四绝缘段233的一端局部区域重合,能够提高第四绝缘段233与第二极片232之间的连接强度,保证该电极组件2的强度和稳定性。
在一些实施例中,所述第一极片为正极极片,所述第二极片为负极极片,在所述电极组件的卷绕方向上,所述第一绝缘段的长度大于所述第三绝缘段的长度,且所述第一极片的长度小于所述第二极片的长度,在所述电极组件的卷轴方向上,所述第一极片的长度小于所述第二极片的长度,以避免析锂。
或者,所述第一极片为负极极片,所述第二极片为正极极片,在所述电极组件的卷绕方向上,所述第一绝缘段的长度小于所述第三绝缘段的长度,且所述第一极片的长度大于所述第二极片的长度,在所述电极组件的卷轴方向上,所述第一极片的长度大于所述第二极片的长度,以避免析锂。
在一些实施例中,所述第一极片为正极极片,所述第二极片为负极极片,在所 述电极组件的卷绕方向上,所述第一极片层的第二绝缘段的长度大于所述第四绝缘段的长度,以避免析锂。
或者,所述第一极片为负极极片,所述第二极片为正极极片,在所述电极组件的卷绕方向上,所述第一极片层的第二绝缘段的长度小于所述第四绝缘段的长度,以避免析锂。
在一些实施例中,所述第一绝缘段、所述第二绝缘段、所述第三绝缘段和所述第四绝缘段中的至少一个设置有多个通孔,以保证电极组件2在电池单体内的浸润效果,便于实现电解液的均匀浸润,进而保证电池单体的性能和使用寿命。
第二方面,提供了一种电池单体,包括:第一方面或者第一方面中任意一个实施例所述的电极组件。
第三方面,提供了一种电池,包括多个电池单体,所述电池单体为第一方面所述的电池单体。
第四方面,提供了一种用电设备,包括:第三方面所述的电池。
在一些实施例中,所述用电设备为车辆、船舶或航天器。
第五方面,提供了一种制备电极组件的方法,包括:提供第一极片层组件、第一隔离膜组件、第二极片层组件和第二隔离膜组件;其中,所述第一极片层组件包括相连的第一绝缘件和第一极片,所述第一绝缘件的一端连接所述第一极片的卷绕起始端;所述第二极片层组件包括第二极片,所述第二极片与所述第一极片的极性相反;在所述第一绝缘件处第一次切断所述第一极片层组件、所述第一隔离膜组件和所述第二隔离膜组件,并第一次切断所述第二极片层组件,以获得第一极片层、第一隔离膜、第二极片层和第二隔离膜,所述第一隔离膜和所述第二隔离膜用于隔离所述第一极片层和所述第二极片层,所述第一绝缘件被切断后的一部分形成与所述第一极片相连的第一绝缘段,所述第一极片层包括所述第一绝缘段以及所述第一极片,所述第一绝缘段的远离所述第一极片的一端为所述第一极片层的卷绕起始端;卷绕所述第一极片层、所述第一隔离膜、所述第二极片层和所述第二隔离膜,以形成所述电极组件;其中,所述第一极片层的卷绕起始端、所述第一隔离膜的卷绕起始端和所述第二隔离膜的卷绕起始端基本齐平;沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层的卷绕起始端与所述第一极片层的卷绕起始端基本对齐,或者所述第二极片层的卷绕起始端位于所述第一极片层的卷绕起始端的下游。
第六方面,提供了一种制备电极组件的设备,包括执行上述第五方面的方法的模块。
图1是传统电极组件的截面示意图;
图2是加工传统电极组件的装置的示意图;
图3是传统电极组件的分解结构示意图;
图4是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图;
图5是本申请一实施例公开的一种电极组件的截面示意图;
图6是本申请一实施例公开的另一种电极组件的截面示意图;
图7是本申请一实施例公开的再一种电极组件的截面示意图;
图8是本申请一实施例公开的再一种电极组件的截面示意图;
图9是本申请一实施例公开的再一种电极组件的截面示意图;
图10是本申请一实施例公开的再一种电极组件的截面示意图;
图11是本申请一实施例公开的一种第一极片组件和第二极片组件沿厚度方向的截面示意图;
图12是本申请一实施例公开的一种第一极片组件和第二极片组件沿厚度方向的另一截面示意图;
图13是本申请一实施例公开的一种第一极片层组件和第二极片层组件沿厚度方向的截面示意图;
图14是本申请一实施例公开的一种第一极片层组件和第二极片层组件的任一表面的示意图;
图15是本申请一实施例公开的一种卷绕电极组件的装置的示意图;
图16是本申请一实施例公开的另一种卷绕电极组件的装置的示意图;
图17是本申请一实施例公开的再一种卷绕电极组件的装置的示意图;
图18是本申请一实施例公开的再一种卷绕电极组件的装置的示意图;
图19是本申请一实施例公开的再一种卷绕电极组件的装置的示意图;
图20是本申请一实施例公开的再一种卷绕电极组件的装置的示意图;
图21是本申请一实施例公开的一种电极组件的局部分解结构示意图;
图22是本申请一实施例公开的一种电极组件的第一极片层和第二极片层的展开示意图;
图23是本申请一实施例公开的一种制备电极组件的方法的示意性流程图;
图24是本申请一实施例公开的一种制备电极组件的设备的示意性框图。
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指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。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene,PP)或聚乙烯(polyethylene,PE)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
对于卷绕式结构的电极组件,传统的加工方式通常存在很多弊端。图1示出了传统的卷绕时结构的电极组件100的截面示意图,这里以圆柱形电极组件100为例,该截面为垂直于电极组件100的轴向的截面;图2示出了加工电极组件100的装置的结构示意图,图3为电极组件100的分解结构示意图。如图1至图3所示,传统的电极组件100包括负极片101、第一隔离膜102、正极片103和第二隔离膜104,其中,第一隔离膜102和第二隔离膜104用于隔离正极片103和负极片101;该正极片103连接正极极耳1031,负极片101连接负极极耳1011,并且这里以正极极耳1031和负极极耳1011 分别设置于电极组件100的两端为例,但本实施例并不限于此。可选地,该电极组件100还可以包括收尾胶105,该收尾胶105为电极组件100的最外层,以用于保护其内部各部件。
具体地,如图2和图3所示,在加工该电极组件100时,在进行卷绕之前,先将正极片组件和负极片组件切断,以获得预设长度的正极片103和负极片101,其中,该切断后的正极片103和负极片101、第一隔离膜102和第二隔离膜104可以分别设置于多个过辊组件107上,以用于后续卷绕过程。在进行卷绕时,卷针106夹持第一隔离膜102的卷绕起始端和第二隔离膜104的卷绕起始端,其中,该第一隔离膜102的卷绕起始端和第二隔离膜104的卷绕起始端基本对齐,卷针106起卷后,再将切断的预设长度的正极片103和负极片101由第一隔离膜102和第二隔离膜104的摩擦力分别带入进行卷绕,卷绕后获得电极组件100。
这种加工方式需要正极片103和负极片101由第一隔离膜102和第二隔离膜104的摩擦力分别带入进行卷绕,因此起卷速度及加速度不能太大,否则会影响卷绕效率。另外,由于正极片103和负极片101裁切后无张力且处于自由状态,因此正极片103和负极片101很可能存在入料偏移的问题,而且正极片103的头部和负极片101的头部也存在入料时易于被撞击的问题,进而导致头部折角的问题,存在极大的安全隐患,加工效率较低。
因此,本申请实施例提供了一种电极组件,该电极组件包括第一极片层、第一隔离膜、第二极片层和第二隔离膜,其中,第一隔离膜和第二隔离膜用于隔离第一极片层和第二极片层,第一极片层包括相连的第一第一绝缘段和第一极片,且该第一绝缘段的远离第一极片的一端作为该第一极片所在的第一极片层的卷绕起始端,该第二极片层包括与第一极片极性相反的第二极片;该电极组件的第一极片层的卷绕起始端、第一隔离膜的卷绕起始端和第二隔离膜的卷绕起始端基本对齐,而第二极片层的卷绕起始端与第一极片层的卷绕起始端基本对齐或者位于第一极片层的卷绕起始端的下游。因此,与图1至图3所示的传统电极组件100相比,本申请实施例的电极组件在起卷时,至少第一极片层可以与第一隔离膜和第二隔离膜同步起卷,即第一极片所在的第一极片层不需要靠摩擦力而延后入料,也就避免了第一极片的起卷头部偏移和折角的问题,进而提高了电极组件的加工效率,并且,第一极片层包括的第一绝缘段还可以增加该电极组件中心区域的强度,避免中心区域的强度不足导致的该中心区域坍塌的问题。尤其是第一极片层和第二极片层的卷绕起始端也基本对齐时,既可以同时避免第一极片和第二极片的起卷头部偏移和折角的问题,并且由于两个极片层都不需要靠摩擦力而延后入料,还可以极大地提高该电极组件的起卷速度和加速度,显著缩短了加工时间,进一步提高了电极组件的加工效率,并且,电极组件的中心区域增加的第一极片层和第二极片层能够极大的提高中心区域的强度,进而避免中心区域坍塌的问题。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的用电设备。
用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可 以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
例如,如图4所示,为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图,车辆1可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1的内部可以设置马达40,控制器30以及电池10,控制器30用来控制电池10为马达40的供电。例如,在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电,例如,电池10可以作为车辆1的操作电源,用于车辆1的电路系统,例如,用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中,电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
电池10可以包括箱体,箱体内部为中空结构,该中空结构可以用于容纳多个电池单体。根据不同的电力需求,电池10中的电池单体的数量可以设置为任意数值。多个电池单体可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池10中包括的电池单体的数量可能较多,为了便于安装,可以将电池单体分组设置,每组电池单体组成电池模块。电池模块中包括的电池单体的数量不限,可以根据需求设置块,这些电池模块可通过串联、并联或混联的方式进行连接。
可选地,电池10还可以包括其他结构,在此不再一一赘述。例如,该电池10还可以包括汇流部件,汇流部件用于实现多个电池单体之间的电连接,例如并联或串联或混联。具体地,汇流部件可通过连接电池单体的电极端子实现电池单体之间的电连接。进一步地,汇流部件可通过焊接固定于电池单体的电极端子。多个电池单体的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。
本申请实施例的电池单体可以包括外部的外壳和内部的电极组件。外壳可以为中空结构,该中空结构用于容纳电极组件。电池单体可以根据实际应用设置一个或者多个电极组件。电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。电极组件可以是圆柱体或者长方体等,并且,可以根据电极组件的形状,对应设置电池单体的外壳的形状。电极组件包括相连的极耳和主体部,其中,主体部包括正极极片和负极极片,电极组件的极耳可以包括正极极耳和负极极耳。具体地,主体部可以由涂覆有正极活性物质层的正极极片和涂覆有负极活性物质层的负极极片层叠形成或者卷绕形成;正极极耳可以由凸出于正极极片且未涂覆正极活性物质层的部分层叠形成,负极极耳可以由凸出于负极极片且未涂覆负极活性物质层的部分层叠形成。
电池单体上还设置有电极端子,电极端子用于与电极组件电连接,以输出电池单体的电能。电极端子可以包括正极电极端子和负极电极端子,正极电极端子用于与正极极耳电连接,负极电极端子用于与负极极耳电连接。正极电极端子与正极极耳可 以直接连接,也可以间接连接,负极电极端子与负极极耳可以直接连接,也可以间接连接。示例性的,正极电极端子通过一个连接构件与正极极耳电连接,负极电极端子通过一个连接构件与负极极耳电连接。
图5示出了本申请实施例的电极组件2的一种可能的截面图,本申请实施例的电极组件2以圆柱形为例进行说明,图5所示的截面为垂直于电极组件2的轴向的平面。类似的,图6至图10分别示出了本申请实施例的电极组件2的其他几种可能的截面图,并且图5至图10的截面为沿同一个方向的截面。
如图5至图10所示,本申请实施例的电极组件2包括:第一极片层21、第一隔离膜22、第二极片层23和第二隔离膜24;该第一极片层21、该第一隔离膜22、该第二极片层23和该第二隔离膜24卷绕形成该电极组件2。具体地,该第一隔离膜22和该第二隔离膜24用以隔离该第一极片层21和该第二极片层23,该第一极片层21的卷绕起始端214、该第一隔离膜22的卷绕起始端221和该第二隔离膜24的卷绕起始端241基本对齐;该第一极片层21包括相连的第一绝缘段211和第一极片212,该第一绝缘段211设在该第一极片212的卷绕起始端2121;该第一绝缘段211的远离该第一极片212的一端为该第一极片层21的卷绕起始端214;第二极片层23包括第二极片232,该第二极片232与该第一极片212的极性相反;沿该电极组件2的卷绕方向X,该第二极片层23的卷绕起始端234与该第一极片层21的卷绕起始端214基本对齐,或者该第二极片层23的卷绕起始端234位于该第一极片层21的卷绕起始端214的下游。
应理解,本申请实施例中的第一极片212和第二极片232的极性相反,即第一极片212为正极极片时,第二极片232则为负极极片,而第一极片212为负极极片时,第二极片232则为正极极片。例如,图5至图8中第一极片212为负极极片,第二极片232为正极极片;而图9和图10中第一极片212为正极极片,第二极片232为负极极片。并且,为了便于下文说明,本申请实施例中的第一极片212或者第二极片232为正极极片时,该第一极片212或者第二极片232是指正极极片的除正极极耳以外的部分,该正极极片为正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面形成的,而未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳,该正极极片与正极极耳相连。类似的,本申请实施例中的第一极片212或者第二极片232为负极极片时,该第一极片212或者第二极片232是指负极极片的除负极极耳以外的部分,即该负极极片为负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面形成的,而未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳,该负极极片与负极极耳相连。为了简洁,下文不再赘述。
本申请实施例的第一隔离膜22和第二隔离膜24均用于隔离第一极片层21和第二极片层23,但本申请并不限制该第一隔离膜22和第二隔离膜24的设置位置和顺序。具体地,如图5至图10所示,在电极组件2的任意位置处,该第一极片层21和第二极片层23之间可以设置有第一隔离膜22和/或第二隔离膜24,以使得该电极组件2的任意位置处,该第一极片层21和第二极片层23均不会直接接触,以避免短路。
应理解,考虑到加工误差等因素的影响,本申请实施例中多个卷绕起始端或者 多个卷绕结尾端的“基本对齐”是指:多个端点(例如,多个卷绕起始端的端点,或者,多个卷绕结尾端的端点)的位置之间沿电极组件2的卷绕方向X的距离小于或者等于预设值,其中,该预设值可以设置为略大于零的任意数值,以使得该多个端点位置之间沿电极组件2的卷绕方向X的距离趋近于零。例如,该第一极片层21的卷绕起始端214、该第一隔离膜22的卷绕起始端221和该第二隔离膜24的卷绕起始端241基本对齐,是指三个卷绕起始端中每两个卷绕起始端的端点之间沿电极组件2的卷绕方向X的距离小于或者等于预设值,以使得该三个卷绕起始端中每两个卷绕起始端的端点之间沿电极组件2的卷绕方向X的距离约等于零。
本申请实施例的电极组件2与图1至图3所示的传统电极组件100相比,该电极组件2在起卷时,至少第一极片层21可以与第一隔离膜22和第二隔离膜24同步起卷,即第一极片212所在的第一极片层21不需要靠摩擦力而延后入料,也就避免了第一极片212的起卷头部偏移和折角的问题,进而提高了电极组件2的加工效率,并且,第一极片层21包括的第一绝缘段211还可以增加该电极组件2中心区域的强度,避免中心区域的强度不足导致的中心区域坍塌的问题。尤其是第一极片层21和第二极片层23的卷绕起始端也基本对齐时,既可以同时避免第一极片212和第二极片232的起卷头部偏移和折角的问题,并且由于两个极片层都不需要靠摩擦力而延后入料,还可以极大地提高该电极组件2的起卷速度和加速度,显著缩短了加工时间,进一步提高了电极组件2的加工效率,并且,电极组件2中心区域增加的第一极片层21和第二极片层23能够极大的提高中心区域强度,进而避免中心区域坍塌的问题。
可选地,如图5至图10所示,第一极片层21还包括与第一极片212相连的第二绝缘段213,第二绝缘段213设在第一极片212的卷绕结尾端2122,第二绝缘段213的远离第一极片212的一端为第一极片层21的卷绕结尾端215,第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222和第二隔离膜24的卷绕结尾端242基本对齐;沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕结尾端235与第一极片层21的卷绕结尾端215基本对齐,或者第二极片层23的卷绕结尾端235位于第一极片层21的卷绕结尾端215的上游。对应于多个卷绕起始端的设置,本申请实施例的第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222和第二隔离膜24的卷绕结尾端242也设置为基本对齐,便于在电极组件2批量生产时,第一极片层21、第一隔离膜22和第二隔离膜24可以同步裁切,进一步提高加工效率;并且,结尾端的同步裁切也可以避免第一极片层21的卷绕结尾端215的偏移,从而提高电极组件2的整体的对齐度,提升卷绕纠偏过程控制能力,进而提升电池单体的能量密度。
下面将结合附图,对不同实施例进行详细描述。
可选地,作为一个实施例,该第二极片层23的卷绕起始端234与该第一极片层21的卷绕起始端214基本对齐。如图5和图6所示,这里以第一极片212为负极极片,第二极片232为正极极片为例,图5和图6的区别在于第一极片212和第二极片232的位置不同,其中,图5中第一极片212位于第二极片232的外圈,而图6中第一极片212位于第二极片232的内圈,但本申请实施例并不限于此。
应理解,如图5和图6所示,由于电极组件2在卷绕过程中需要使用卷针夹持 的原因,电极组件2的中心区域通常会出现“S”型区域,而该“S”型区域会导致:在该“S”型区域内的上半部分和下半部分,该电极组件2的多个层的排列顺序是相反的。
以图5为例,该“S”型区域的上半部分,电极组件2从内圈至外圈依次排列有第一隔离膜22、第一极片层21、第二隔离膜24和第二极片层23,但与之完全相反的,在该“S”型区域的下半部分,从内圈至外圈依次排列有第二极片层23、第二隔离膜24、第一极片层21和第一隔离膜22。由于该“S”型区域的下半部分连接着电极组件2的其他大部分区域,并且从该“S”型区域的下半部分直至该电极组件2的卷绕结尾端,电极组件2包括的各个层的排列顺序保持一致。因此,本申请实施例中描述的“第一极片212位于第二极片232的外圈”均是指:从该“S”型区域的下半部分至该电极组件2的卷绕结尾端的部分,第一极片212位于第二极片232的外圈,为了简洁,下文不再赘述。
类似的,以图6为例,该“S”型区域的上半部分,电极组件2从内圈至外圈依次排列有第一隔离膜22、第二极片层23、第二隔离膜24和第一极片层21,但与之完全相反的,在该“S”型区域的下半部分,从内圈至外圈依次排列有第一极片层21、第二隔离膜24、第二极片层23和第一隔离膜22。由于该“S”型区域的下半部分连接着电极组件2的其他大部分区域,并且从该“S”型区域的下半部分直至该电极组件2的卷绕结尾端,电极组件2包括的各个层的排列顺序保持一致。因此,本申请实施例中“第一极片212位于第二极片232的内圈”是指:从该“S”型区域的下半部分至该电极组件2的卷绕结尾端的部分,第一极片212位于第二极片232的内圈,为了简洁,下文不再赘述。
如图5和图6所示,第二极片层23包括与第二极片232相连的第三绝缘段231,第三绝缘段231设在第二极片232的卷绕起始端2321;第三绝缘段231的远离第二极片232的一端为第二极片层23的卷绕起始端234。这样,通过合理设置第三绝缘段231的长度和位置,卷绕形成的该电极组件2的第一隔离膜22的卷绕起始端221、第一极片层21的卷绕起始端214、第二隔离膜24的卷绕起始端241以及第二极片层23的卷绕起始端234可以基本对齐,以使得第一隔离膜22、第一极片层21、第二隔离膜24和第二极片层23同步起卷,避免第一极片层21和第二极片层21靠摩擦力延后入料,从而同时避免第一极片212和第二极片232的起卷头部偏移和折角的问题,还可以极大地提高起卷速度和加速度,显著缩短了加工时间,提高卷绕效率,降低了卷绕的成本,进一步提高了电极组件2的加工效率。另外,电极组件2的中心区域增加了第一极片层21的第一绝缘段211和第二极片层23的第三绝缘段231,能够极大的提高中心区域强度,进而避免中心区域因强度不足导致的中心区域坍塌的问题。
与各卷绕起始端对应的,如图5和图6所示,沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕结尾端235与第一极片层21的卷绕结尾端215基本对齐。具体地,第二极片层23还包括与第二极片232相连的第四绝缘段233,第四绝缘段233设在第二极片232的卷绕结尾端2322,第四绝缘段233的远离第二极片232的一端为第二极片层23的卷绕结尾端235。这样,通过合理设置该第四绝缘段233的长度和位置,卷 绕形成的该电极组件2的第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222、第二极片层23的卷绕结尾端235和第二隔离膜24的卷绕结尾端242也可以基本对齐,这样,在电极组件2批量生产时,第一极片层21、第一隔离膜22、第二极片层23和第二隔离膜24均可以同步裁切,进一步提高加工效率;并且,结尾端的同步裁切也可以避免第一极片层21的卷绕结尾端215和第二极片层23的卷绕结尾端235的偏移,从而提高电极组件2的第一极片层21的首尾对齐度以及第二极片层23的首尾对齐度,提升卷绕纠偏过程控制能力,进而提升电池单体的能量密度。
可选地,作为另一个实施例,该第二极片层23的卷绕起始端234与该第一极片层21的卷绕起始端214也可以不对齐,例如,该第二极片层23的卷绕起始端234位于该第一极片层21的卷绕起始端214的下游,即沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕起始端234落后于第一极片层21的卷绕起始端214一定距离。具体地,这里以图7至图10为例,其中,如图7和图8所示,这里以第一极片212为负极极片,第二极片232为正极极片为例,图7和图8的区别在于第一极片212和第二极片232的位置不同。图7中第一极片212位于第二极片232的外圈,而图8中第一极片212位于第二极片232的内圈,但本申请实施例并不限于此。类似的,图9和图10以第一极片212为正极极片,第二极片232为负极极片为例,图9和图10的区别在于第一极片212和第二极片232的位置不同,其中,图9中第一极片212位于第二极片232的内圈,而图10中第一极片212位于第二极片232的外圈。
可选地,如图7至图10所示,第二极片层23包括第二极片232,并且该第二极片232的卷绕起始端2321也是该第二极片层23的卷绕起始端234。相比于图1至图3所示的传统电极组件100中两个极片均需要靠摩擦力延后入料的卷绕方式,在本申请实施例的电极组件2中,将第一极片212所在的第一极片层21的卷绕起始端214、第一隔离膜22的卷绕起始端221以及第二隔离膜的卷绕起始端241基本对齐后进行卷绕,只有第二极片232靠摩擦力而延后入料,可以避免第一极片212的起卷头部偏移和折角的问题,进而提高了电极组件2的加工效率。
可选地,对于该第二极片层23的卷绕起始端234与该第一极片层21的卷绕起始端214不对齐的情况,考虑到到第二极片层23需要靠摩擦力起卷,为了增加第二极片层23强度,与图7至图10所示的第二极片层23不同的是,该第二极片层23也可以包括与第二极片232相连的第三绝缘段231,第三绝缘段231设在第二极片232的卷绕起始端2321;第三绝缘段231的远离第二极片232的一端为第二极片层23的卷绕起始端234。虽然该第三绝缘段231的长度并不能使得该第二极片层23与第一极片层23同步起卷,该第二极片层23仍然需要靠摩擦力而延后入料起卷,但是该第三绝缘段231可以增加第二极片层23的卷绕起始端234的强度,减少第二极片层23的起卷头部偏移和折角的问题。
与各卷绕起始端对应的,如图7至图10,第二极片层23的卷绕结尾端235与第一极片层21的卷绕结尾端215也可以不对齐,例如,沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕结尾端235位于第一极片层21的卷绕结尾端215的上游,即沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕结尾端235位于第一极片层21的卷绕结 尾端215之前。具体地,第二极片232的卷绕结尾端2322可以为该第二极片层23的卷绕结尾端235,这样,第二极片232作为第二极片层23,并且通过摩擦力起卷,而第一极片层21可以通过第一绝缘段211和第二绝缘段213实现与两个隔离膜同步起卷和结尾,并在批量生产电极组件2时同步裁切,提高加工效率。
可选地,对于第二极片层23的卷绕结尾端235与第一极片层21的卷绕结尾端215不对齐的情况,为了增加第二极片层23的结尾端的强度,与图7至图10所示的第二极片层23不同的是,该第二极片层23还包括与第二极片232相连的第四绝缘段233,第四绝缘段233设在第二极片232的卷绕结尾端2322,第四绝缘段233的远离第二极片232的一端为第二极片层23的卷绕结尾端235,该第四绝缘段233可以增加第二极片层23的卷绕结尾端235的强度,提高电极组件2的性能。
应理解,本申请实施例中上述的第一绝缘段211、第二绝缘段213、第三绝缘段231和第四绝缘段233可以通过多种方式设置,本申请实施例并不限于此。例如,如图5至图10所示,对于第一绝缘211,该第一绝缘段211包括相对设置的第一绝缘子层2111和第二绝缘子层2112,第一绝缘子层2111和第二绝缘子层2112夹持第一极片212的卷绕起始端2121的至少部分区域,以使第一绝缘段211与第一极片212连接。通过设置第一绝缘子层2111和第二绝缘子层2112夹持第一极片212的卷绕起始端2121的至少部分区域,使得该第一极片212的卷绕起始端2121的局部区域与第一绝缘段211的一端局部区域重合,能够提高第一绝缘段211与第一极片212之间的连接强度,保证该电极组件2的强度和稳定性。
类似的,如图5至图10所示,对于第二绝缘段213,第二绝缘段213包括相对设置的第三绝缘子层2131和第四绝缘子层2132,第三绝缘子层2131和第四绝缘子层2132夹持第一极片212的卷绕结尾端2122的至少部分区域,以使第二绝缘段213与第一极片212连接。通过设置第三绝缘子层2131和第四绝缘子层2132夹持第一极片212的卷绕结尾端2122的至少部分区域,使得第一极片212的卷绕结尾端2122的局部区域与第二绝缘段213的一端局部区域重合,能够提高第二绝缘段213与第一极片212之间的连接强度,保证该电极组件2的强度和稳定性。
类似的,如图7至图10所示,对于第三绝缘段231,第三绝缘段231包括相对设置的第五绝缘子层2311和第六绝缘子层2312,第五绝缘子层2311和第六绝缘子层2312夹持第二极片232的卷绕起始端2321的至少部分区域,以使第三绝缘段231与第二极片232连接。通过设置第五绝缘子层2311和第六绝缘子层2312夹持第二极片232的卷绕起始端2321的至少部分区域,使得第二极片232的卷绕起始端2321的局部区域与第三绝缘段231的一端局部区域重合,能够提高第三绝缘段231与第二极片232之间的连接强度,保证该电极组件2的强度和稳定性。
类似的,如图7至图10所示,对于第四绝缘段233,第四绝缘段233包括相对设置的第七绝缘子层2331和第八绝缘子层2332,第七绝缘子层2331和第八绝缘子层2332夹持第二极片232的卷绕结尾端2322的至少部分区域,以使第四绝缘段233与第二极片232连接。通过设置第七绝缘子层2331和第八绝缘子层2332夹持第二极片232的卷绕结尾端2322的至少部分区域,使得第二极片232的卷绕结尾端2322的局部区域 与第四绝缘段233的一端局部区域重合,能够提高第四绝缘段233与第二极片232之间的连接强度,保证该电极组件2的强度和稳定性。
应理解,本申请实施例的第一极片212或者第二极片232的被上述各个绝缘子层夹持的部分的长度可以根据实际应用进行设置。例如,第一极片212或者第二极片232的被夹持部分越长,其连接强度越大,更加有利于电极组件2的稳定性,但是被夹持部分过长会造成不必要的浪费,增加了第一极片212或者第二极片232的成本,因此,应合理设置该第一极片212或者第二极片232的被夹持部分的长度。
应理解,对于上述图5至图10所示的各个实施例,为了保证该电极组件2的性能,应合理设置第一极片层21和第二极片层23包括的各部分的长度。具体地,考虑到第一绝缘段211、第二绝缘段213、第三绝缘段231和第四绝缘段233的设置会覆盖第一极片212或者第二极片232的局部区域,因此,应该合理设置各部分长度,避免析锂。例如,对于第一极片212为负极极片,第二极片232为正极极片的情况,为了避免电极组件2发生析锂,可以设置第一极片212未被第一绝缘段211包覆也未被第二绝缘段213包覆的部分的各个方向的尺寸,大于第二极片232未被第三绝缘段231包覆也未被第四绝缘段233包覆的部分对应的各个尺寸,并且第一极片212未被第一绝缘段211包覆也未被第二绝缘段213包覆的部分的上游端位于第二极片232未被第三绝缘段231包覆也未被第四绝缘段233包覆的部分的上游端的上游;第一极片212未被第一绝缘段211包覆也未被第二绝缘段213包覆的部分的下游端位于第二极片232未被第三绝缘段231包覆也未被第四绝缘段233包覆的部分的下游端的下游。
例如,以图5和图6为例,对于第二极片层23的卷绕起始端234与第一极片层21的卷绕起始端214基本对齐的情况,在电极组件2的卷绕方向X上,第一绝缘段211的长度小于第三绝缘段231的长度,第一极片212的长度大于第二极片232的长度;以使第一极片212的未被第一绝缘段211覆盖的且靠近第一绝缘段211的上游端,位于第二极片232的未被第三绝缘段231覆盖的且靠近第三绝缘段231的一端的上游,即第一极片212的未被第一绝缘段211覆盖的且靠近第一绝缘段211的一端,对应于第二极片层23的第三绝缘段231,以避免发生析锂。
与之不同的,如图7和图8所示,当第二极片层23不包括第三绝缘段231时,在电极组件2的卷绕方向X上,第一极片212的未覆盖第一绝缘段211的部分的长度大于第二极片232的长度,并且,第一极片212的未被第一绝缘段211覆盖的且靠近第一绝缘段211的上游端,位于第二极片232的对应端的上游,即第二极片232的卷绕起始端2321对应于第一极片212的未被第一绝缘段211覆盖的部分,以避免发生析锂。
类似的,如图5和图6所示,对于第二极片层23的卷绕结尾端235与第一极片层21的卷绕结尾端215基本对齐的情况,在电极组件2的卷绕方向X上,第一极片层21的第二绝缘段213的长度小于第四绝缘段233的长度,可以使得第一极片212的未被第二绝缘段213覆盖的且靠近第二绝缘段213的下游端,位于第二极片232的未被第四绝缘段233覆盖的且靠近第四绝缘段233的一端的下游,即第一极片212的未被第二绝缘段213覆盖的且靠近第二绝缘段213的一端,对应于第二极片层23的第四绝缘段233,以避免发生析锂。
而对于图7和图8所示,当第二极片层23不包括第四绝缘段233时,在电极组件2的卷绕方向X上,第一极片212的未覆盖第一绝缘段211的部分的长度大于第二极片232的长度,并且,第一极片212的未被第二绝缘段213覆盖的且靠近第二绝缘段213的下游端,位于第二极片232的对应端的下游,即第二极片232的卷绕结尾端2322对应于第一极片212的未被第二绝缘段213覆盖的部分,以避免发生析锂。
再例如,对于在电极组件2的卷轴方向上,第一极片212的长度大于第二极片232的长度,以避免发生析锂,其中,该电极组件2的卷轴方向垂直于图5至图10所示的截面。具体地,第一极片212的沿电极组件2的卷轴方向的两端应超出第二极片232的沿电极组件2的卷轴方向的对应端,其中,每一端超出的距离可以根据实际应用进行设置,例如,可以设置为0.5mm-2.5mm,以免超出距离太小而发生析锂,也能够避免超出距离过大而导致浪费成本的问题。
可选地,与上述情况相反,对于第一极片212为正极极片,第二极片232为负极极片的情况,为了避免电极组件2发生析锂,可以设置第一极片212未被第一绝缘段211包覆也未被第二绝缘段213包覆的部分的各个方向的尺寸,小于第二极片232未被第三绝缘段231包覆也未被第四绝缘段233包覆的部分对应的各个尺寸。并且第一极片212未被第一绝缘段211包覆也未被第二绝缘段213包覆的部分的上游端位于第二极片232未被第三绝缘段231包覆也未被第四绝缘段233包覆的部分的上游端的下游;第一极片212未被第一绝缘段211包覆也未被第二绝缘段213包覆的部分的下游端位于第二极片232未被第三绝缘段231包覆也未被第四绝缘段233包覆的部分的下游端的上游。
例如,以第一隔离膜22的卷绕起始端221、第一极片层21的卷绕起始端214、第二隔离膜24的卷绕起始端241以及第二极片层23的卷绕起始端234基本对齐的情况为例,在电极组件2的卷绕方向X上,第一绝缘段211的长度大于第三绝缘段231的长度,且第一极片212的长度小于第二极片232的长度,以使第一极片212的未被第一绝缘段211覆盖的且靠近第一绝缘段211的上游端,位于第二极片232的未被第三绝缘段231覆盖的且靠近第三绝缘段231的上游端的下游,即第一极片212的未被第一绝缘段211覆盖的且靠近第一绝缘段211的一端,对应于第二极片232,以避免发生析锂。
与之不同的,如图9和10所示,当第二极片层23不包括第三绝缘段231时,在电极组件2的卷绕方向X上,第一极片212的未覆盖第一绝缘段211的部分的长度小于第二极片232的长度,并且,第一极片212的未被第一绝缘段211覆盖的且靠近第一绝缘段211的上游端,位于第二极片232的对应端的下游,即第二极片232的卷绕起始端2321对应于第一极片层21的第一绝缘段211的部分,以避免发生析锂。
类似的,对于卷绕结尾端,以第一隔离膜22的卷绕结尾端222、第一极片层21的卷绕结尾端215、第二隔离膜24的卷绕结尾端242以及第二极片层23的卷绕结尾端235基本对齐的情况,在电极组件2的卷绕方向X上,第一极片层21的第二绝缘段213的长度大于第四绝缘段233的长度,可以使得第一极片212的未被第二绝缘段213覆盖的且靠近第二绝缘段213的下游端,位于第二极片232的未被第四绝缘段233覆盖的且靠近第四绝缘段233的下游端的上游,即使得第一极片212的未被第二绝缘段213覆盖的且靠近第二绝缘段213的一端,对应于第二极片232,以避免发生析锂。
再例如,对于电极组件2的卷轴方向上,第一极片212的长度小于第二极片232的长度,以避免发生析锂。
与之不同的,如图9和图10所示,当第二极片层23不包括第四绝缘段233时,在电极组件2的卷绕方向X上,第一极片212的未覆盖第一绝缘段211的部分的长度小于第二极片232的长度,并且,第一极片212的未被第二绝缘段213覆盖的且靠近第二绝缘段213的下游端,位于第二极片232的对应端的上游,即第二极片232的卷绕结尾端2322对应于第一极片层21的第二绝缘段213的部分,以避免发生析锂。
可选地,如图5至图10所示,该电极组件2还包括:收尾胶25,该收尾胶25用于形成电极组件2的外表面,即该收尾胶25设置在最外层,可以用于保护其内部的第一极片层21、第一隔离膜22、第二极片层23和第二隔离膜24,也可以用于该电极组件2的固定,避免电极组件2松散坍塌等问题。
下面将结合附图,对本申请实施例的电极组件2的加工过程进行详细说明。考虑到上述不同实施例的情况,为了便于说明,下文主要以第一极片212为负极极片,第二极片232为正极极片为例进行说明,并以第一极片层21包括第一绝缘段211、第一极片212和第二绝缘段213,第二极片层23包括第三绝缘段231、第二极片层232和第四绝缘段233为例,并且,主要针对如图5和图6所示的实施例,但本申请实施例并不限于此,相关描述也可以适用于其他实施例,为了简洁,在此不再赘述。
首先,结合附图对本申请实施例中第一极片层21和第二极片层22的加工进行说明。图11示出了本申请实施例的第一极片组件2120和第二极片组件2320的沿厚度方向的截面示意图,如图11所示,第一极片组件2120可以由负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面形成的,该第一极片组件2120可以用于形成多个第一极片212,可选地,该第一极片组件2120还可以用于形成负极极耳,例如,该第一极片组件2120的未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳,并且未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体;而第二极片组件2320可以由正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面形成的,该第二极片组件2320可以用于形成多个第二极片232,可选地,该第二极片组件2320还可以用于形成正极极耳,例如,该第二极片组件2320的未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳,并且未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极极集流体。
应理解,本申请实施例中的第一极片组件2120和第二极片组件2320的尺寸可以根据实际应用设置。例如,第一极片组件2120和第二极片组件2320的宽度在完成电极组件2的加工后,等于加工的电极组件2的卷绕轴向的长度,因此,可以根据实际电极组件2的需求设置;而第一极片组件2120和第二极片组件2320的长度可以根据批量生产的需求进行设置,例如,可以根据第一极片组件2120和第二极片组件2320分别需要加工的若干第一极片212和若干第二极片232的数量确定,本申请实施例并不限于此。
在本申请实施例中,加工过程可以包括:第一次切断第一极片组件2120,以在切断位置处获得第一切断端和第二切断端,第二切断端为第一极片212的卷绕起始端2121;将第一切断端与第二切断端拉开第一预设距离,并粘贴第一绝缘件2110,使得 第一绝缘件2110的相对的两端分别与第一切断端和第二切断端相连,以获得第一极片层组件210。
具体地,图12示出了本申请实施例的第一极片组件2120和第二极片组件2320沿厚度方向的另一截面示意图,图13示出了本申请实施例的第一极片层组件210和第二极片层组件230沿厚度方向的截面示意图,图14示出了本申请实施例的第一极片层组件210和第二极片层组件230的任一表面的示意图,其中,图13和图14示出了第一极片层组件210的同一位置,也示出了第二极片层组件230的同一位置。如图11至图14所示,第一极片切刀11可以用于切断该第一极片组件2120,即可以通过第一极片切刀11第一次切断第一极片组件2120,这里的“第一次”可以是指批量生产中多次切断第一极片组件2120中任意一次切断。被切断的第一极片组件2120在切断位置处有第一切断端2122’和第二切断端2121,其中,该第二切断端2121即可作为之后加工的电极组件2的第一极片212的卷绕起始端2121,而第一切断端2122’则可以作为加工的另一个电极组件的第一极片212’的卷绕结尾端2122’。
如图11至图14所示,将第一切断端2122’与第二切断端2121拉开第一预设距离L1,该第一预设距离L1可以根据实际应用进行设置。例如,考虑到该第一预设距离L1与第一极片层21的第一绝缘段211的长度有关,也与另一个第一极片层的第二绝缘段的长度有关,并且在批量生产中,通常设置多个电极组件包括的多个第一极片层的各部分尺寸相同,因此,该第一预设距离L1应该满足负极极片与正极极片之间不发生析锂的情况下所需要的最小距离。
如图11至图14所示,对于第一预设距离L1,粘贴第一绝缘件2110,使得第一绝缘件2110的相对的两端分别与第一切断端2122’和第二切断端2121相连,这样,原本被切断的第一极片组件2120通过第一绝缘件2110重新连接,从而获得了第一极片层组件210,并且该第一绝缘件2110可以用于形成第一绝缘段211。可选地,该第一绝缘件2110可以包括在切断的第一极片组件2120的两个表面上分别粘贴的绝缘胶,即该第一绝缘件2110包括两层绝缘胶,通过对贴绝缘胶的方式形成第一极片层组件210,以保证该第一极片层组件210的强度。
在裁切第一极片组件2120时,裁切的第一切断端2122’与第二切断端2121可能由于裁切到涂覆区而存在掉粉的问题,也可能存在切开具有毛刺的问题,如果不设置第一绝缘件2110,而直接将裁切的一端卷绕形成电极组件2,那么可能导致析锂或者毛刺刺穿隔离膜而发生短路,因此,通过粘贴的第一绝缘件2110可以避免裁切到涂膜区导致掉粉和切口毛刺导致的毛刺短路等状况,提高了电极组件2的安全性。
与上述过程类似,加工电极组件2的过程还可以包括:第二次切断第一极片组件2120,以在切断位置处获得第三切断端和第四切断端,第三切断端为第一极片212的卷绕结尾端2122;将第三切断端与第四切断端同样拉开第一预设距离,并粘贴第二绝缘件2130,使得第二绝缘件2130的相对的两端分别与第三切断端和第四切断端相连,以获得第一极片层组件210。
具体地,该“第二次”切断指第一次切断之后的下一次切断,该第一极片组件2120的两次连续切断之间的部分为第一极片212,而第二绝缘件2130与第一极片212 的卷绕结尾端2122相连,可以用于形成第二绝缘段213。
另外,与第一绝缘件2110类似,第二绝缘件2130同样可以避免裁切第一极片组件2120时裁切到涂膜区导致掉粉,以及切口毛刺导致的毛刺短路等状况,提高了电极组件2的安全性。
应理解,按照上述设置第一绝缘件2110和第二绝缘件2130的过程依次循环执行多次,将第一极片组件2120加工为第一极片层组件210,这样,可以通过裁切该第一极片层组件210的第一绝缘件2110和第二绝缘件2130以形成多个第一极片层21。
可选地,对于第二极片组件2320,该加工过程可以包括:第一次切断第二极片组件2320,以在切断位置处获得第五切断端和第六切断端,第六切断端为第二极片232的卷绕起始端2321;将第五切断端与第六切断端拉开第二预设距离,并粘贴第三绝缘件2310,使得第三绝缘件2310的相对的两端分别与第五切断端和第六切断端相连,以获得第二极片层组件230。
具体地,如图11至图14所示,第二极片切刀12可以用于切断第二极片组件2320,即可以通过第二极片切刀12第一次切断第二极片组件2320,这里的“第一次”可以是指批量生产中多次切断第二极片组件2320中任意一次切断。被切断的第二极片组件2320在切断位置处有第五切断端2322’和第六切断端2321,其中,该第六切断端2321即可作为之后加工的电极组件2的第一极片212的卷绕起始端2321,而第五切断端2322’则可以作为加工的另一个电极组件的第二极片232’的卷绕结尾端2322’。
如图11至图14所示,将第五切断端2322’和第六切断端2321拉开第二预设距离L2,该第二预设距离L2可以根据实际应用进行设置。例如,考虑到该第二预设距离L2与第二极片层23的第三绝缘段231的长度有关,也与另一个第二极片层的第四绝缘段的长度有关,并且在批量生产电极组件中,通常设置多个电极组件包括的多个第二极片层的各部分尺寸相同,因此,该第二预设距离L2应该满足负极极片与正极极片之间不发生析锂的情况下所需要的最小距离,并且该第二预设距离L2大于第一预设距离L1。
如图11至图14所示,对于第二预设距离L2,粘贴第三绝缘件2310,使得第三绝缘件2310的相对的两端分别与第五切断端2322’和第六切断端2321相连,这样,原本被切断的第二极片组件2320通过第三绝缘件2310重新连接,从而获得了第二极片层组件230,并且该第三绝缘件2310可以用于形成第三绝缘段231。可选地,该第三绝缘件2310可以包括在切断的第二极片组件2320的两个表面上分别粘贴的绝缘胶,即该第三绝缘件2310包括两层绝缘胶,通过对贴绝缘胶的方式形成第二极片层组件230,以保证该第二极片层组件230的强度。
应理解,与第一绝缘件2110类似,第三绝缘件2310可以避免裁切第二极片组件2320时裁切到涂膜区导致掉粉,以及切口毛刺导致的毛刺短路等状况,提高了电极组件2的安全性。
与上述过程类似,加工电极组件2的过程还可以包括:第二次切断第二极片组件2320,以在切断位置处获得第七切断端和第八切断端,第七切断端为第二极片232的卷绕结尾端2322;将第七切断端与第八切断端拉开第二预设距离,并粘贴第四绝缘 件2330,使得第四绝缘件2330的相对的两端分别与第七切断端和第八切断端相连,以获得第二极片层组件230。
具体地,该该“第二次”切断第二极片组件2320指第一次切断之后的下一次切断,该第二极片组件2320的两次连续切断之间的部分为第二极片232,而第四绝缘件2330与第二极片232的卷绕结尾端2322相连,可以用于形成第四绝缘段233。
应理解,与第一绝缘件2110类似,第四绝缘件2330也可以避免裁切第二极片组件2320时裁切到涂膜区导致掉粉,以及切口毛刺导致的毛刺短路等状况,提高了电极组件2的安全性。
应理解,按照上述设置第三绝缘件2310和第四绝缘件2330的过程依次循环执行多次,将第二极片组件2320加工为第二极片层组件230,这样,可以通过裁切该第二极片层组件230的第三绝缘件2310和第四绝缘件2330,以形成多个第二极片层23。
如图13和图14所示,第一绝缘件2110的长度为L3,第三绝缘件2310的长度为L4,L3小于L4,且L3和L4的具体数值可以根据实际应用进行设置,例如,通常设置L4-L3≥3mm,以使得该第一绝缘件2110用于形成的第一绝缘段211和该第三绝缘件2310用于形成的第三绝缘段213满足电极组件2的需求,避免发生析锂。若按照如图13所示的位置设置第一极片层组件210和第二极片层组件230,从而同步裁切以获得第一极片层21和第二极片层23,那么图13中第一极片212与第二极片232之间相差的距离M,对应于卷绕后的电极组件2的第一极片212的未被第一绝缘段211覆盖的且靠近第一绝缘段211的一端,与第二极片232的未被第三绝缘段231覆盖的且靠近第三绝缘段231的一端之间,在电极组件2的卷绕方向X上的距离;类似的,对于另一个电极组件而言,图13中第一极片212’与第二极片232’之间相差的距离N,对应于卷绕后的电极组件的第一极片212’的未被第二绝缘段覆盖的且靠近第二绝缘段的一端,与第二极片232’的未被第四绝缘段覆盖的且靠近第四绝缘段的一端之间,在电极组件的卷绕方向上的距离。
可选地,如图14所示,本申请实施例的该第一绝缘件2110和第三绝缘件2310可以设置有多个通孔,该多个通孔的形状可以为圆形、矩形或者其他任意形状,以使得加工后的电极组件2的第一绝缘段211、第二绝缘段213、第三绝缘段231和第四绝缘段233中的至少一个设置有多个通孔,以保证电极组件2在电池单体内的浸润效果,便于实现电解液的均匀浸润,进而保证电池单体的性能和使用寿命。
上文描述了加工获得第一极片层组件210和第二极片层组件230的过程,下文将结合附图,对卷绕形成电极组件2的过程进行详细描述。具体地,加工电极组件2的过程可以包括:提供第一极片层组件210、第一隔离膜组件220、第二极片层组件230和第二隔离膜组件240;其中,该第一极片层组件210包括相连的第一绝缘件2110和第一极片212,该第一绝缘件2110的一端连接该第一极片212的卷绕起始端2121;该第二极片层组件230包括第二极片232,该第二极片232与该第一极片212的极性相反;在该第一绝缘件2110处第一次切断该第一极片层组件210、该第一隔离膜组件220和该第二隔离膜组件240,并第一次切断该第二极片层组件230,以获得第一极片层21、第一隔离膜22、第二极片层23和第二隔离膜24,该第一隔离膜22和该第二隔离膜24 用于隔离该第一极片层21和该第二极片层23,该第一绝缘件2110被切断后的一部分形成与该第一极片212相连的第一绝缘段211,该第一极片层21包括该第一绝缘段211以及该第一极片212,该第一绝缘段211的远离该第一极片212的一端为该第一极片层21的卷绕起始端214;卷绕该第一极片层21、该第一隔离膜22、该第二极片层23和该第二隔离膜24,以形成该电极组件;其中,该第一极片层21的卷绕起始端214、该第一隔离膜22的卷绕起始端221和该第二隔离膜24的卷绕起始端241基本齐平;沿该电极组件2的卷绕方向X,该第二极片层23的卷绕起始端234与该第一极片层21的卷绕起始端214基本对齐,或者该第二极片层23的卷绕起始端234位于该第一极片层21的卷绕起始端214的下游。
具体地,图15示出了本申请实施例的卷绕电极组件2的装置的示意图,该图15卷绕形成的电极组件2可以为图5所示的电极组件2;类似的,图16至图20分别示出了本申请实施例的卷绕电极组件2的其他几种可能的装置的示意图,其中,图16至20卷绕形成的电极组件2分别依次可以为图6至图10所示的电极组件2。
具体地,如图15至图20所示,这里的“第一次”切断可以指加工和卷绕若干电极组件2的过程中的任意一次切断,通过该第一次切断可以开始卷绕电极组件2。并且,可以通过切刀13在第一绝缘件2110处第一次切断该第一极片层组件210、该第一隔离膜组件220和该第二隔离膜组件240,而由于不同实施例中第二极片层23的起始位置不同,因此可以同步或者不同步地第一次切断该第二极片层组件230,进而在切断位置处获得第一极片层21的卷绕起始端214、第一隔离膜22的卷绕起始端221、第二极片层23的卷绕起始端234和第二隔离膜24的卷绕起始端241。
可选地,切断后的第一绝缘件2110中不与第一极片层21相连的部分用于形成上一工序的电极组件的第一极片层的卷绕结尾端;并且,与之对应的,第一隔离膜组件220与上一工序的电极组件的第一极片层的卷绕结尾端一起被切断形成的对应端为上一工序的电极组件的第一隔离膜的卷绕结尾端,第二隔离膜组件240与上一工序的电极组件的第一极片层的卷绕结尾端一起被切断形成的对应端为上一工序的电极组件的第二隔离膜的卷绕结尾端。
与上述第一次切断获得卷绕起始端相对的,第一极片层21组件还包括第二绝缘件2130,第二绝缘件2130的一端连接第一极片212的卷绕结尾端2122;该加工过程还可以包括:在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,并第二次切断第二极片层组件230,以在切断位置处获得第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222、第二极片层23的卷绕结尾端235和第二隔离膜24的卷绕结尾端242,第二绝缘件2130被切断后的一部分形成与第一极片212相连的第二绝缘段213,第一极片层21还包括第二绝缘段213,第二绝缘段213的远离第一极片212的一端为第一极片层21的卷绕结尾端215;第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222和第二隔离膜24的卷绕结尾端242基本对齐;沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕结尾端235与第一极片层21的卷绕结尾端215基本对齐,或者第二极片层23的卷绕结尾端235位于第一极片层21的卷绕结尾端215的上游。
具体地,如图15至图20所示,这里的“第二次”切断可以指第一次切断之后的下一次切断,第一次切断和第二次切断为相邻的两次切断,通过该第二次切断可以结束该电极组件2的卷绕。并且,可以通过切刀13在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,而由于不同实施例中第二极片层23的结尾位置不同,因此可以同步或者不同步地第二次切断该第二极片层组件230,进而在切断位置处获得第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222、第二极片层23的卷绕结尾始端235和第二隔离膜24的卷绕结尾端242。
可选地,切断后的第二绝缘件2130中不与第一极片212相连的部分用于形成下一工序的电极组件的第一极片层的卷绕起始端;并且,与之对应的,第一隔离膜组件220的与下一工序的电极组件的第一极片层的卷绕起始端一起被切断的对应端为下一工序的电极组件的第一隔离膜的卷绕起始端,第二隔离膜组件240的与下一工序的电极组件的第一极片层的卷绕起始端一起被切断的对应端为下一工序的电极组件的第二隔离膜的卷绕起始端。
下面结合第二极片层23的不同实施例进行详细描述。
可选地,作为一个实施例,如图15和图16所示,第二极片层组件230可以包括与第二极片232相连的第三绝缘件2310,第三绝缘件2310的一端设在第二极片232的卷绕起始端2321;那么,在第一绝缘件2110处第一次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,并第一次切断第二极片层组件230,可以包括:在第一绝缘件2110处第一次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240的同时,在第三绝缘件2310处第一次切断第二极片层组件230,第三绝缘件2310被切断后的一部分形成与第二极片232相连的第三绝缘段231,第二极片层23包括第三绝缘段231以及第二极片232,第三绝缘段231的远离第二极片232的一端为第二极片层23的卷绕起始端234;沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕起始端234与第一极片层21的卷绕起始端214基本对齐。
具体地,如图15和图16所示,将第一极片层组件210、第一隔离膜组件220、第二极片层组件230和第二隔离膜组件240通过夹辊14夹紧,并通过切刀13同时裁切第一极片层组件210、第一隔离膜组件220、第二极片层组件230和第二隔离膜组件240,其中,该切断位置位于第一绝缘件2110也位于第三绝缘件2310。切断后的切断位置处可以获得基本齐平的第一极片层21的卷绕起始端214、第一隔离膜22的卷绕起始端221、第二极片层23的卷绕起始端234和第二隔离膜24的卷绕起始端242;通过卷针15夹持第一极片层21的卷绕起始端214、第一隔离膜22的卷绕起始端221、第二极片层23的卷绕起始端234和第二隔离膜24的卷绕起始端241并一并旋转,则可以卷绕形成电极组件2。
通过切刀13同时裁切第一极片层组件210、第一隔离膜组件220、第二极片层组件230和第二隔离膜组件240,使得第一极片层21的卷绕起始端214、第一隔离膜22的卷绕起始端221、第二极片层23的卷绕起始端234和第二隔离膜24的卷绕起始端241基本齐平,之后通过卷针15夹持并旋转,即裁切前后第一极片层组件210、第一隔 离膜组件220、第二极片层组件230和第二隔离膜组件240始终处于张力绷紧状态,避免头部偏移以及打皱的问题;相比传统电极组件100的正极片103和负极片101靠摩擦力延后入料的方式,能够避免起卷时的头部偏移的问题,进而避免发生析锂,也可以避免延后入料时撞击卷针导致的折角的问题,还可以极大地提高起卷速度和加速度,显著缩短了加工时间,提高卷绕效率,降低了卷绕的成本,进一步提高了电极组件2的加工效率。另外,电极组件2的中心区域增加了第一极片层21的第一绝缘段211和第二极片层23的第三绝缘段231,能够极大的提高中心区域强度,进而避免中心区域因强度不足导致的中心区域坍塌的问题。
可选地,在该第一次切断后,切断后的第一绝缘件2110中不与第一极片层21相连的部分用于形成上一工序的电极组件的第一极片层的卷绕结尾端;并且,与之对应的,切断后的第三绝缘件2310中不与第二极片232相连的部分用于形成上一工序的电极组件2的第二极片层的卷绕结尾端,而第一隔离膜组件220切断后与切断后的第一绝缘件2110中不与第一极片层21相连的部分对应一端为上一工序的电极组件的第一隔离膜的卷绕结尾端,第二隔离膜组件240切断后与切断后的第一绝缘件2110中不与第一极片层21相连的部分对应一端为上一工序的电极组件的第二隔离膜的卷绕结尾端。
可选地,如图15和图16所示,在加工和卷绕电极组件2的过程中,可以采用多个过辊组件,以提高卷绕效率。例如,如图15和图16所示,可以采用5个过辊组件161-165,其中,第一过辊组件161可以用于设置第一隔离膜组件220,第二过辊组件162可以用于设置第一极片层组件210,第三过辊组件163可以用于设置第二隔离膜组件240,第四过辊组件164可以用于设置第二极片层组件230,第五过辊组件165可以用于与第一过辊组件161配合以夹紧第一隔离膜组件220、第一极片层组件210、第二隔离膜组件240和第二极片层组件230,但本申请实施例并不限于此。
应理解,图15和图16中的区别在于第一隔离膜组件220、第一极片层组件210、第二隔离膜组件240和第二极片层组件230的设置位置不同,即,图15中,沿卷绕径向方向由内至外,依次为第二极片层组件230、第二隔离膜组件240、第一极片层组件210、第一隔离膜组件220。其中,第二极片层组件230位于第一极片层组件210的内侧,可形成图5所示的电机组件2。而在图16中,沿卷绕径向方向由内至外,依次为第一极片层组件210、第二隔离膜组件240、第二极片层组件230、第一隔离膜组件220。其中,第二极片层组件230位于第一极片层组件210的外侧,可形成如图6所示的电极组件2。这样,当卷针15的旋转方向相同时,可以形成不同的电极组件2。
如图15和图16所示,第二极片层组件230还包括第四绝缘件2330,第四绝缘件2330的一端连接第二极片232的卷绕结尾端2322;当完成电极组件2的卷绕后,需要进行第二次切断。具体地,在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,并第二次切断第二极片层组件230,可以包括:在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240的同时,在第四绝缘件2330处第二次切断第二极片层组件230,第四绝缘件2330被切断后的一部分形成与第二极片232相连的第四绝缘段233,第二极片层23还包括第四绝缘段233,第四绝缘段233的远离第二极片232的一端为第二 极片层23的卷绕结尾端235;沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕结尾端235与第一极片层21的卷绕结尾端215基本对齐。
如图15和图16所示,可以通过切刀13完成该电极组件2的第二次切断,该切断位置位于第二绝缘件2130也位于第四绝缘件2330。切断后的切断位置处可以获得第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222、第二极片层23的卷绕结尾端235和第二隔离膜24的卷绕结尾端242,以完成电极组件2的卷绕,即可对应获得如图5和图6所示的电极组件2。结尾端的同步裁切也可以避免第一极片层21的卷绕结尾端215和第二极片层23的卷绕结尾端235的偏移,从而提高电极组件2的第一极片层21的首尾对齐度以及第二极片层23的首尾对齐度,提升卷绕纠偏过程控制能力,进而提升电池单体的能量密度。
可选地,在第二次切断后,切断后的第二绝缘件2130中不与第一极片212相连的部分用于形成下一工序的电极组件的第一极片层的卷绕起始端;并且,与之对应的,切断后的第四绝缘件2330中不与第二极片232相连的部分用于形成下一工序的电极组件的第二极片层的卷绕起始端,而第一隔离膜组件220切断后与切断后的第四绝缘件2330中不与第二极片232相连的部分对应一端为下一工序的电极组件的第一隔离膜的卷绕起始端,第二隔离膜组件240切断后与切断后的第四绝缘件2330中不与第二极片232相连的部分对应一端为下一工序的电极组件的第二隔离膜的卷绕起始端。这样,在完成当前电极组件2的卷绕之后,可以循环进行上述针对第一极片层组件210、第一隔离膜组件220、第二极片层组件230和第二隔离膜组件240的第一次和第二次切断,即可以继续完成下一工序的电极组件的卷绕,依次类推,以进行电极组件的批量生产。通过上述方式批量生产电极组件2时,由于可以极大地提高起卷速度和加速度,因此可以显著缩短加工时间,以负极极片长度为6300mm的电极组件2为例,对比传统的加工方式,单机每分钟生产电极组件2的个数可以从5.5个提升至7.5个,显著提升卷绕效率36%。
图15和图16针对第一极片层组件210和第二极片层组件230同步卷绕的实施例进行介绍,如图17至图20,第一极片层组件210和第二极片层组件230也可以不进行同步裁切。
具体地,如图17至图20所示,在第一绝缘件2110处第一次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,以及第一次切断第二极片层组件230通过两次切断完成,那么沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕起始端234位于第一极片层21的卷绕起始端214的下游。具体地,在第一绝缘件2110处第一次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,可以使得该三层基本对齐,但第二极片层组件230并未与这三层对齐;这里以该第二极片层组件230不包括第三绝缘件2310和第四绝缘件2330为例,则该第二极片层组件230的第一次切断可以获得第二极片232的起始端以作为第二极片层23的卷绕起始端234,并且,该第二极片层23需要通过摩擦力而延后入料。
与卷绕起始端对应的,对于卷绕结尾端,如图17至图20所示,在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240, 以及第二次切断第二极片层组件230通过两次切断完成,沿电极组件2的卷绕方向X,第二极片层23的卷绕结尾端235位于第一极片层21的卷绕结尾端215的上游。具体地,在第一次切断第二极片层组件230之后,再次切断该第二极片层组件230,以获得第二极片层23的卷绕结尾端235,这里以该第二极片层组件230不包括第四绝缘件2330为例,则该第二极片层组件230的第二次切断可以获得第二极片232的结尾端以作为第二极片层23的卷绕结尾端235。之后,继续卷绕第一极片层组件210、第一隔离模组件220和第二隔离膜组件240,并在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,进而获得第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222和第二隔离膜24的卷绕结尾端242,并且该三个卷绕结尾端是基本对齐的,即可分别对应获得如图7至图10的电极组件2。具体地,图17的方案获得图7的电极组件2。图18的方案获得图8的电极组件。图19的方案获得图9的电极组件。图20的方案获得图10的电极组件2。
应理解,本申请实施例的第一极片层组件210包括的多个第一绝缘件2110和多个第二绝缘件2130可以采用相同的绝缘材料,以便于加工,此时,第一极片层21的第一绝缘段211和第二绝缘段213的材料也相同;类似的,第二极片层组件230包括的多个第三绝缘件2310和多个第四绝缘件2330也可以采用相同的绝缘材料,以便于加工,此时,第二极片层23的第三绝缘段231和第四绝缘段2322的材料也相同;并且,本申请实施例中的第一绝缘段211与第三绝缘段231采用的绝缘材料也可以相同或者不同。其中,上述绝缘材料可以根据实际应用灵活选择,并且该绝缘材料能够阻挡电解质中的离子穿过,以避免析锂和短路。
应理解,本申请实施例的第一绝缘段211和/或第三绝缘段231位于电极组件2的中心区域,可以用于支撑该电极组件2的中心区域,以增加该电极组件2的中心区域强度,防止中心区域坍塌;尤其是在电池10的循环使用过程中,电极组件2可能发生膨胀而对中心区域产生应力,若中心区域强度不足,则会导致中心区域中心坍塌,进而导致析锂等安全问题。因此,本申请实施例的第一绝缘段211和/或第三绝缘段231可以设置为厚度较大的绝缘材料,以增加中心区域强度,例如,第一绝缘段211可以包括第一绝缘子层2111和第二绝缘子层2112,第三绝缘段231可以包括第五绝缘子层2311和第六绝缘子层2312,每个绝缘子层的厚度可以设置为30-100μm,既可以增加电极组件2的中心区域厚度,也可以避免厚度过大导致电极组件2的体积过大,保证了电池单体的能量密度。
图21示出了本申请实施例的电极组件2的局部分解结构示意图,图22示出本申请实施例的电极组件2的第一极片层21和第二极片层23的展开示意图,图21和图22的电极组件2可以为由图15和图16加工形成的电极组件2,也可以是图5和图6所示的电极组件2。如图21和图22所示,在卷绕电极组件2时,第一极片层21的卷绕起始端214和第二极片层23的卷绕起始端234基本对齐;并且,第三绝缘段231的沿电极组件2的卷绕方向X的长度M2,超出第一绝缘段211沿电极组件2的卷绕方向X的长度M1的距离为M,M大于零,以防止析锂;类似的,第四绝缘段233的沿沿电极组件2的卷绕方向X的长度N2,超出第三绝缘段213沿电极组件2的卷绕方向X的长度 N1的距离为N,N大于零,以防止析锂。
如图21和图22所示,第一极片层21还包括第一极耳2123,例如,该第一极片层21包括的第一极片212为负极极片时,该第一极耳2123为负极极耳;对应的,第二极片层23还包括第二极耳2323,例如,该第二极片层23包括的第二极片232为正极极片时,该第二极耳2323为正极极耳。另外,第一绝缘段211和第二绝缘段213未覆盖第一极耳2123,第三绝缘段231和第四绝缘段233也未覆盖第二极耳2323,以免对第一极耳2123和第二极耳2323造成影响。本申请实施例的第一极耳2123和第二极耳2323分别位于该电极组件2的两端,但本申请实施例并不限于此。
上文描述了本申请实施例的电极组件2,下面将描述本申请实施例的制备电极组件2的方法和设备,其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。
图23示出了本申请一个实施例的制备电极组件2的方法300的示意性流程图。如图23所示,该方法300可以包括:S310,提供第一极片层组件210、第一隔离膜组件220、第二极片层组件230和第二隔离膜组件240;其中,第一极片层组件210包括相连的第一绝缘件2110和第一极片212,第一绝缘件2110的一端连接第一极片212的卷绕起始端2121;第二极片层组件230包括第二极片232,第二极片232与第一极片212的极性相反;S320,在第一绝缘件2110处第一次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,并第一次切断第二极片层组件230,以获得第一极片层21、第一隔离膜22、第二极片层23和第二隔离膜24,第一隔离膜22和第二隔离膜24用于隔离第一极片层21和第二极片层23,第一绝缘件2110被切断后的一部分形成与第一极片212相连的第一绝缘段211,第一极片层21包括第一绝缘段211以及第一极片212,第一绝缘段211的远离第一极片212的一端为第一极片层21的卷绕起始端214;S330,卷绕第一极片层21、第一隔离膜22、第二极片层23和第二隔离膜24,以形成电极组件;其中,第一极片层21的卷绕起始端214、第一隔离膜22的卷绕起始端221和第二隔离膜24的卷绕起始端241基本齐平;沿电极组件的卷绕方向,第二极片层23的卷绕起始端234与第一极片层21的卷绕起始端214基本对齐,或者第二极片层23的卷绕起始端234位于第一极片层21的卷绕起始端214的下游。
在一些实施例中,方法300还包括:第一次切断第一极片组件2120,以在切断位置处获得第一切断端和第二切断端,第二切断端为第一极片212的卷绕起始端2121;将第一切断端与第二切断端拉开第一预设距离,并粘贴第一绝缘件2110,使得第一绝缘件2110的相对的两端分别与第一切断端和第二切断端相连,以获得第一极片层组件210。
在一些实施例中,第二极片层组件230包括与第二极片232相连的第三绝缘件2310,第三绝缘件2310的一端设在第二极片232的卷绕起始端2321;在第一绝缘件2110处第一次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,并第一次切断第二极片层组件230,包括:在第一绝缘件2110处第一次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240的同时,在第三绝缘件2310处第一次切断第二极片层组件230,第三绝缘件2310被切断后的一部分形成与第二极片232相连的第三绝缘段231,第二极片层23包括第三绝缘段231以及第二极片232, 第三绝缘段231的远离第二极片232的一端为第二极片层23的卷绕起始端234;沿电极组件的卷绕方向,第二极片层23的卷绕起始端234与第一极片层21的卷绕起始端214基本对齐。
在一些实施例中,方法300还包括:第一次切断第二极片组件2320,以在切断位置处获得第五切断端和第六切断端,第六切断端为第二极片232的卷绕起始端2321;将第五切断端与第六切断端拉开第二预设距离,并粘贴第三绝缘件2310,使得第三绝缘件2310的相对的两端分别与第五切断端和第六切断端相连,以获得第二极片层组件230。
在一些实施例中,切断后的第三绝缘件2310中不与第二极片232相连的部分用于形成上一工序的电极组件的第二极片层的卷绕结尾端。
在一些实施例中,在第一绝缘件2110处第一次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,以及第一次切断第二极片层组件230通过两次切断完成,沿电极组件的卷绕方向,第二极片层23的卷绕起始端234位于第一极片层21的卷绕起始端214的下游。
在一些实施例中,切断后的第一绝缘件2110中不与第一极片层21相连的部分用于形成上一工序的电极组件的第一极片层的卷绕结尾端。
在一些实施例中,第一极片层21组件还包括第二绝缘件2130,第二绝缘件2130的一端连接第一极片212的卷绕结尾端2122;方法300还包括:在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,并第二次切断第二极片层组件230,以在切断位置处获得第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222、第二极片层23的卷绕结尾端235和第二隔离膜24的卷绕结尾端242,第二绝缘件2130被切断后的一部分形成与第一极片212相连的第二绝缘段213,第一极片层21还包括第二绝缘段213,第二绝缘段213的远离第一极片212的一端为第一极片层21的卷绕结尾端215;第一极片层21的卷绕结尾端215、第一隔离膜22的卷绕结尾端222和第二隔离膜24的卷绕结尾端242基本对齐;沿电极组件的卷绕方向,第二极片层23的卷绕结尾端235与第一极片层21的卷绕结尾端215基本对齐,或者第二极片层23的卷绕结尾端235位于第一极片层21的卷绕结尾端215的上游。
在一些实施例中,方法300还包括:第二次切断第一极片组件2120,以在切断位置处获得第三切断端和第四切断端,第三切断端为第一极片212的卷绕结尾端2122;将第三切断端与第四切断端拉开第一预设距离,并粘贴第二绝缘件2130,使得第二绝缘件2130的相对的两端分别与第三切断端和第四切断端相连,以获得第一极片层组件210。
在一些实施例中,第二极片层组件230还包括第四绝缘件2330,第四绝缘件2330的一端连接第二极片232的卷绕结尾端2322;在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,并第二次切断第二极片层组件230,包括:在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240的同时,在第四绝缘件2330处第二次切断第二极片 层组件230,第四绝缘件2330被切断后的一部分形成与第二极片232相连的第四绝缘段233,第二极片层23还包括第四绝缘段233,第四绝缘段233的远离第二极片232的一端为第二极片层23的卷绕结尾端235;沿电极组件的卷绕方向,第二极片层23的卷绕结尾端235与第一极片层21的卷绕结尾端215基本对齐。
在一些实施例中,方法300还包括:第二次切断第二极片组件2320,以在切断位置处获得第七切断端和第八切断端,第七切断端为第二极片232的卷绕结尾端2322;将第七切断端与第八切断端拉开第二预设距离,并粘贴第四绝缘件2330,使得第四绝缘件2330的相对的两端分别与第七切断端和第八切断端相连,以获得第二极片层组件230。
在一些实施例中,切断后的第四绝缘件2330中不与第二极片232相连的部分用于形成下一工序的电极组件的第二极片层的卷绕起始端。
在一些实施例中,在第二绝缘件2130处第二次切断第一极片层组件210、第一隔离膜组件220和第二隔离膜组件240,以及第二次切断第二极片层组件230通过两次切断完成,沿电极组件的卷绕方向,第二极片层23的卷绕结尾端235位于第一极片层21的卷绕结尾端215的上游。
在一些实施例中,切断后的第二绝缘件2130中不与第一极片212相连的部分用于形成下一工序的电极组件的第一极片层的卷绕起始端。
图24示出了本申请一个实施例的制备电极组件2的设备400的示意性框图。如图24所示,该设备400可以包括:提供模块410、切断模块420和卷绕模块430。具体地,提供模块410,用于提供第一极片层组件210、第一隔离膜组件220、第二极片层组件230和第二隔离膜组件240;其中,所述第一极片层组件210包括相连的第一绝缘件2110和第一极片212,所述第一绝缘件2110的一端连接所述第一极片212的卷绕起始端2121;所述第二极片层组件230包括第二极片232,所述第二极片232与所述第一极片212的极性相反;切断模块420,用于在所述第一绝缘件2110处第一次切断所述第一极片层组件210、所述第一隔离膜组件220和所述第二隔离膜组件240,并第一次切断所述第二极片层组件230,以获得第一极片层21、第一隔离膜22、第二极片层23和第二隔离膜24,所述第一隔离膜22和所述第二隔离膜24用于隔离所述第一极片层21和所述第二极片层23,所述第一绝缘件2110被切断后的一部分形成与所述第一极片212相连的第一绝缘段211,所述第一极片层21包括所述第一绝缘段211以及所述第一极片212,所述第一绝缘段211的远离所述第一极片212的一端为所述第一极片层21的卷绕起始端214;卷绕模块430,用于卷绕所述第一极片层21、所述第一隔离膜22、所述第二极片层23和所述第二隔离膜24,以形成所述电极组件;其中,所述第一极片层21的卷绕起始端214、所述第一隔离膜22的卷绕起始端221和所述第二隔离膜24的卷绕起始端241基本齐平;沿所述电极组件2的卷绕方向X,所述第二极片层23的卷绕起始端234与所述第一极片层21的卷绕起始端214基本对齐,或者所述第二极片层23的卷绕起始端234位于所述第一极片层21的卷绕起始端214的下游。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存 在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (29)
- 一种电极组件,其特征在于,包括:第一极片层(21)、第一隔离膜(22)、第二极片层(23)和第二隔离膜(24),所述第一极片层(21)、所述第一隔离膜(22)、所述第二极片层(23)和所述第二隔离膜(24)卷绕形成所述电极组件,其中,所述第一隔离膜(22)和所述第二隔离膜(24)用以隔离所述第一极片层(21)和所述第二极片层(23),所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)、所述第一隔离膜(22)的卷绕起始端(221)和所述第二隔离膜(24)的卷绕起始端(241)基本对齐;所述第一极片层(21)包括相连的第一绝缘段(211)和第一极片(212),所述第一绝缘段(211)设在所述第一极片(212)的卷绕起始端(2121);所述第一绝缘段(211)的远离所述第一极片(212)的一端为所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214);第二极片层(23)包括第二极片(232),所述第二极片(232)与所述第一极片(212)的极性相反;沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234)与所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)基本对齐,或者所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234)位于所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)的下游。
- 根据权利要求1所述的电极组件,其特征在于,所述第一绝缘段(211)包括相对设置的第一绝缘子层(2111)和第二绝缘子层(2112),所述第一绝缘子层(2111)和所述第二绝缘子层(2112)夹持所述第一极片(212)的卷绕起始端(2121)的至少部分区域,以使所述第一绝缘段(211)与所述第一极片(212)连接。
- 根据权利要求1或2所述的电极组件,其特征在于,所述第一极片层(21)还包括与所述第一极片(212)相连的第二绝缘段(213),所述第二绝缘段(213)设在所述第一极片(212)的卷绕结尾端(2122),所述第二绝缘段(213)的远离所述第一极片(212)的一端为所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215),所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215)、所述第一隔离膜(22)的卷绕结尾端(222)和所述第二隔离膜(24)的卷绕结尾端(242)基本对齐;沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层(23)的卷绕结尾端(235)与所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215)基本对齐,或者所述第二极片层(23)的卷绕结尾端(235)位于所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215)的上游。
- 根据权利要求3所述的电极组件,其特征在于,所述第二绝缘段(213)包括相对设置的第三绝缘子层(2131)和第四绝缘子层(2132),所述第三绝缘子层(2131)和所述第四绝缘子层(2132)夹持所述第一极片(212)的卷绕结尾端(2122)的至少部分区域,以使所述第二绝缘段(213)与所述第一极片(212)连接。
- 根据权利要求1至4中任一项所述的电极组件,其特征在于,所述第二极片层(23)包括与所述第二极片(232)相连的第三绝缘段(231),所述第三绝缘段(231) 设在所述第二极片(232)的卷绕起始端(2321);所述第三绝缘段(231)的远离所述第二极片(232)的一端为所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234)。
- 根据权利要求5所述的电极组件,其特征在于,所述第三绝缘段(231)包括相对设置的第五绝缘子层(2311)和第六绝缘子层(2312),所述第五绝缘子层(2311)和所述第六绝缘子层(2312)夹持所述第二极片(232)的卷绕起始端(2321)的至少部分区域,以使所述第三绝缘段(231)与所述第二极片(232)连接。
- 根据权利要求5或6所述的电极组件,其特征在于,所述第二极片层(23)还包括与所述第二极片(232)相连的第四绝缘段(233),所述第四绝缘段(233)设在所述第二极片(232)的卷绕结尾端(2322),所述第四绝缘段(233)的远离所述第二极片(232)的一端为所述第二极片层(23)的卷绕结尾端(235)。
- 根据权利要求7所述的电极组件,其特征在于,所述第四绝缘段(233)包括相对设置的第七绝缘子层(2331)和第八绝缘子层(2332),所述第七绝缘子层(2331)和所述第八绝缘子层(2332)夹持所述第二极片(232)的卷绕结尾端(2322)的至少部分区域,以使所述第四绝缘段(233)与所述第二极片(232)连接。
- 根据权利要求5至8任一项所述的电极组件,其特征在于,所述第一极片(212)为正极极片,所述第二极片(232)为负极极片,在所述电极组件的卷绕方向上,所述第一绝缘段(211)的长度大于所述第三绝缘段(231)的长度,且所述第一极片(212)的长度小于所述第二极片(232)的长度,在所述电极组件的卷轴方向上,所述第一极片(212)的长度小于所述第二极片(232)的长度;或者,所述第一极片(212)为负极极片,所述第二极片(232)为正极极片,在所述电极组件的卷绕方向上,所述第一绝缘段(211)的长度小于所述第三绝缘段(231)的长度,且所述第一极片(212)的长度大于所述第二极片(232)的长度,在所述电极组件的卷轴方向上,所述第一极片(212)的长度大于所述第二极片(232)的长度。
- 根据权利要求7或8所述的电极组件,其特征在于,所述第一极片(212)为正极极片,所述第二极片(232)为负极极片,在所述电极组件的卷绕方向上,所述第一极片层(21)的第二绝缘段(213)的长度大于所述第四绝缘段(233)的长度;或者,所述第一极片(212)为负极极片,所述第二极片(232)为正极极片,在所述电极组件的卷绕方向上,所述第一极片层(21)的第二绝缘段(213)的长度小于所述第四绝缘段(233)的长度。
- 根据权利要求7、8或10所述的电极组件,其特征在于,所述第一绝缘段(211)、所述第二绝缘段(213)、所述第三绝缘段(231)和所述第四绝缘段(233)中的至少一个设置有多个通孔。
- 一种电池单体,其特征在于,包括:如权利要求1至11中任一项所述的电极组件。
- 一种电池,其特征在于,包括:多个电池单体,所述电池单体为如权利要求12所述的电池单体。
- 一种用电设备,其特征在于,包括:如权利要求13所述的电池,所述电池用于提供电能。
- 一种制备电极组件的方法,其特征在于,包括:提供第一极片层组件(210)、第一隔离膜组件(220)、第二极片层组件(230)和第二隔离膜组件(240);其中,所述第一极片层组件(210)包括相连的第一绝缘件(2110)和第一极片(212),所述第一绝缘件(2110)的一端连接所述第一极片(212)的卷绕起始端(2121);所述第二极片层组件(230)包括第二极片(232),所述第二极片(232)与所述第一极片(212)的极性相反;在所述第一绝缘件(2110)处第一次切断所述第一极片层组件(210)、所述第一隔离膜组件(220)和所述第二隔离膜组件(240),并第一次切断所述第二极片层组件(230),以获得第一极片层(21)、第一隔离膜(22)、第二极片层(23)和第二隔离膜(24),所述第一隔离膜(22)和所述第二隔离膜(24)用于隔离所述第一极片层(21)和所述第二极片层(23),所述第一绝缘件(2110)被切断后的一部分形成与所述第一极片(212)相连的第一绝缘段(211),所述第一极片层(21)包括所述第一绝缘段(211)以及所述第一极片(212),所述第一绝缘段(211)的远离所述第一极片(212)的一端为所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214);卷绕所述第一极片层(21)、所述第一隔离膜(22)、所述第二极片层(23)和所述第二隔离膜(24),以形成所述电极组件;其中,所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)、所述第一隔离膜(22)的卷绕起始端(221)和所述第二隔离膜(24)的卷绕起始端(241)基本齐平;沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234)与所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)基本对齐,或者所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234)位于所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)的下游。
- 根据权利要求15述的方法,其特征在于,所述方法还包括:第一次切断第一极片组件(2120),以在切断位置处获得第一切断端和第二切断端,所述第二切断端为所述第一极片(212)的卷绕起始端(2121);将所述第一切断端与所述第二切断端拉开第一预设距离,并粘贴所述第一绝缘件(2110),使得所述第一绝缘件(2110)的相对的两端分别与所述第一切断端和所述第二切断端相连,以获得所述第一极片层组件(210)。
- 根据权利要求15或16述的方法,其特征在于,所述第二极片层组件(230)包括与所述第二极片(232)相连的第三绝缘件(2310),所述第三绝缘件(2310)的一端设在所述第二极片(232)的卷绕起始端(2321);所述在所述第一绝缘件(2110)处第一次切断所述第一极片层组件(210)、所述第一隔离膜组件(220)和所述第二隔离膜组件(240),并第一次切断所述第二极片层组件(230),包括:在所述所述第一绝缘件(2110)处第一次切断所述第一极片层组件(210)、所述第一隔离膜组件(220)和所述第二隔离膜组件(240)的同时,在所述第三绝缘件(2310)处第一次切断所述第二极片层组件(230),所述第三绝缘件(2310)被切断后的一部分形成与所述第二极片(232)相连的第三绝缘段(231),所述第二极片层(23)包括所述第三绝缘段(231)以及所述第二极片(232),所述第三绝缘段(231) 的远离所述第二极片(232)的一端为所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234);沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234)与所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)基本对齐。
- 根据权利要求17述的方法,其特征在于,所述方法还包括:第一次切断第二极片组件(2320),以在切断位置处获得第五切断端和第六切断端,所述第六切断端为所述第二极片(232)的卷绕起始端(2321);将所述第五切断端与所述第六切断端拉开第二预设距离,并粘贴所述第三绝缘件(2310),使得所述第三绝缘件(2310)的相对的两端分别与所述第五切断端和所述第六切断端相连,以获得所述第二极片层组件(230)。
- 根据权利要求17或18所述的方法,其特征在于,切断后的所述第三绝缘件(2310)中不与所述第二极片(232)相连的部分用于形成上一工序的电极组件的第二极片层的卷绕结尾端。
- 根据权利要求15或16述的方法,其特征在于,在所述第一绝缘件(2110)处第一次切断所述第一极片层组件(210)、所述第一隔离膜组件(220)和所述第二隔离膜组件(240),以及第一次切断所述第二极片层组件(230)通过两次切断完成,沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234)位于所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)的下游。
- 根据权利要求15至20中任一项所述的方法,其特征在于,切断后的所述第一绝缘件(2110)中不与所述第一极片层(21)相连的部分用于形成上一工序的电极组件的第一极片层的卷绕结尾端。
- 根据权利要求15至24中任一项所述的方法,其特征在于,所述第一极片层(21)组件还包括第二绝缘件(2130),所述第二绝缘件(2130)的一端连接所述第一极片(212)的卷绕结尾端(2122);所述方法还包括:在所述第二绝缘件(2130)处第二次切断所述第一极片层组件(210)、所述第一隔离膜组件(220)和所述第二隔离膜组件(240),并第二次切断所述第二极片层组件(230),以在切断位置处获得所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215)、所述第一隔离膜(22)的卷绕结尾端(222)、所述第二极片层(23)的卷绕结尾端(235)和所述第二隔离膜(24)的卷绕结尾端(242),所述第二绝缘件(2130)被切断后的一部分形成与所述第一极片(212)相连的第二绝缘段(213),所述第一极片层(21)还包括所述第二绝缘段(213),所述第二绝缘段(213)的远离所述第一极片(212)的一端为所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215);所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215)、所述第一隔离膜(22)的卷绕结尾端(222)和所述第二隔离膜(24)的卷绕结尾端(242)基本对齐;沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层(23)的卷绕结尾端(235)与所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215)基本对齐,或者所述第二极片层(23)的卷绕结尾端(235)位于所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215)的上游。
- 根据权利要求22述的方法,其特征在于,所述方法还包括:第二次切断第一极片组件(2120),以在切断位置处获得第三切断端和第四切断端,所述第三切断端为所述第一极片(212)的卷绕结尾端(2122);将所述第三切断端与所述第四切断端拉开第一预设距离,并粘贴所述第二绝缘件(2130),使得所述第二绝缘件(2130)的相对的两端分别与所述第三切断端和所述第四切断端相连,以获得所述第一极片层组件(210)。
- 根据权利要求22或23述的方法,其特征在于,所述第二极片层组件(230)还包括第四绝缘件(2330),所述第四绝缘件(2330)的一端连接所述第二极片(232)的卷绕结尾端(2322);所述在所述第二绝缘件(2130)处第二次切断所述第一极片层组件(210)、所述第一隔离膜组件(220)和所述第二隔离膜组件(240),并第二次切断所述第二极片层组件(230),包括:在所述第二绝缘件(2130)处第二次切断所述第一极片层组件(210)、所述第一隔离膜组件(220)和所述第二隔离膜组件(240)的同时,在所述第四绝缘件(2330)处第二次切断所述第二极片层组件(230),所述第四绝缘件(2330)被切断后的一部分形成与所述第二极片(232)相连的第四绝缘段(233),所述第二极片层(23)还包括所述第四绝缘段(233),所述第四绝缘段(233)的远离所述第二极片(232)的一端为所述第二极片层(23)的卷绕结尾端(235);沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层(23)的卷绕结尾端(235)与所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215)基本对齐。
- 根据权利要求24述的方法,其特征在于,所述方法还包括:第二次切断第二极片组件(2320),以在切断位置处获得第七切断端和第八切断端,所述第七切断端为所述第二极片(232)的卷绕结尾端(2322);将所述第七切断端与所述第八切断端拉开第二预设距离,并粘贴所述第四绝缘件(2330),使得所述第四绝缘件(2330)的相对的两端分别与所述第七切断端和所述第八切断端相连,以获得所述第二极片层组件(230)。
- 根据权利要求24或25所述的方法,其特征在于,切断后的所述第四绝缘件(2330)中不与所述第二极片(232)相连的部分用于形成下一工序的电极组件的第二极片层的卷绕起始端。
- 根据权利要求22或23所述的方法,其特征在于,在所述第二绝缘件(2130)处第二次切断所述第一极片层组件(210)、所述第一隔离膜组件(220)和所述第二隔离膜组件(240),以及第二次切断所述第二极片层组件(230)通过两次切断完成,沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层(23)的卷绕结尾端(235)位于所述第一极片层(21)的卷绕结尾端(215)的上游。
- 根据权利要求22至27中任一项所述的方法,其特征在于,切断后的所述第二绝缘件(2130)中不与所述第一极片(212)相连的部分用于形成下一工序的电极组件的第一极片层的卷绕起始端。
- 一种制备电极组件的设备,其特征在于,包括:提供模块,用于提供第一极片层组件(210)、第一隔离膜组件(220)、第二极 片层组件(230)和第二隔离膜组件(240);其中,所述第一极片层组件(210)包括相连的第一绝缘件(2110)和第一极片(212),所述第一绝缘件(2110)的一端连接所述第一极片(212)的卷绕起始端(2121);所述第二极片层组件(230)包括第二极片(232),所述第二极片(232)与所述第一极片(212)的极性相反;切断模块,用于在所述第一绝缘件(2110)处第一次切断所述第一极片层组件(210)、所述第一隔离膜组件(220)和所述第二隔离膜组件(240),并第一次切断所述第二极片层组件(230),以获得第一极片层(21)、第一隔离膜(22)、第二极片层(23)和第二隔离膜(24),所述第一隔离膜(22)和所述第二隔离膜(24)用于隔离所述第一极片层(21)和所述第二极片层(23),所述第一绝缘件(2110)被切断后的一部分形成与所述第一极片(212)相连的第一绝缘段(211),所述第一极片层(21)包括所述第一绝缘段(211)以及所述第一极片(212),所述第一绝缘段(211)的远离所述第一极片(212)的一端为所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214);卷绕模块,用于卷绕所述第一极片层(21)、所述第一隔离膜(22)、所述第二极片层(23)和所述第二隔离膜(24),以形成所述电极组件;其中,所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)、所述第一隔离膜(22)的卷绕起始端(221)和所述第二隔离膜(24)的卷绕起始端(241)基本齐平;沿所述电极组件的卷绕方向,所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234)与所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)基本对齐,或者所述第二极片层(23)的卷绕起始端(234)位于所述第一极片层(21)的卷绕起始端(214)的下游。
Applications Claiming Priority (1)
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