CN117039193A - 电芯制备方法以及电芯、储能装置和电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种电芯制备方法以及电芯、储能装置和电子设备。所述电芯制备方法包括:将所述极片和所述隔离膜卷绕后形成裸电芯,所述裸电芯具有中心部;通过第一治具沿着所述裸电芯的轴向方向和周向方向切割第一区域的未涂覆部,形成空白区域;通过第二治具沿着所述裸电芯的轴向方向切割第二区域的未涂覆部,形成沿周向排布的多个预弯折极耳群;通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理形成极耳群,其中相邻设置的两个所述极耳群部分重叠,并且在径向方向相邻设置的两个极耳平整且彼此重叠;在所述裸电芯上设置引出部,所述引出部盖设于所述极耳群,并与所述极耳群连接形成电芯。
Description
技术领域
本申请实施例涉及电池技术领域,更具体地,本申请实施例涉及一种电芯制备方法以及电芯、储能装置和电子设备。
背景技术
锂离子电池由于具有能量密度高、功率密度大、循环性能好、无记忆效应、绿色环保等特点,成为便携式办公设备的储能工具,在移动通信设备如移动电话、移动摄像机、笔记本电脑、手机等各种电子产品中得到广泛应用,同时也有望成为未来电动汽车的供能系统。
电芯包括极片,在极片涂布时,会预留集流体边缘空箔区(也称之为极耳部),极耳的形成方式包括两种:一种是在卷绕前将集流体边缘空箔区经过裁切处理后形成极耳;另外一种是在卷绕后将集流体边缘空箔区经过裁切处理形成极耳,其中在卷绕后形成极耳的方式,很容易出现电芯的中心被切割料堵塞的现象,或者极耳遮挡电芯中心的现象,影响电芯的正常使用。
发明内容
本申请的目的在于提供一种电芯制备方法以及电芯、储能装置和电子设备新技术方案。
第一方面,本申请提供了一种电芯制备方法。所述电芯包括极片和隔离膜,所述极片在其宽度方向端部具有未涂覆部;
所述电芯制备方法包括:
将所述极片和所述隔离膜卷绕后形成裸电芯,所述裸电芯具有中心部;
其中所述未涂覆部位于所述裸电芯的轴向方向一侧,所述未涂覆部包括第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部,所述第二区域的未涂覆部围设于所述第一区域的未涂覆部外侧,所述第一区域的未涂覆部围设于所述中心部外侧;
通过第一治具沿着所述裸电芯的轴向方向和周向方向切割第一区域的未涂覆部,形成空白区域;
通过第二治具沿着所述裸电芯的轴向方向切割第二区域的未涂覆部,形成沿周向排布的多个预弯折极耳群;
通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理形成极耳群,其中相邻设置的两个所述极耳群部分重叠,并且在径向方向相邻的两个极耳平整且彼此重叠设置;
在所述裸电芯上设置引出部,所述引出部盖设于所述极耳群,并与所述极耳群连接形成所述电芯。
可选地,通过第二治具沿着所述裸电芯的轴向方向切割第二区域的未涂覆部具体包括:
沿所述裸电芯的轴向方向切割至少三次所述第二区域的未涂覆部,形成第一切割线、第二切割线和第三切割线;
其中所述第一切割线和所述第二切割线平行,所述第三切割线与所述第二切割线相邻且相交;所述第一切割线、所述第二切割线和所述第三切割线均延伸至所述裸电芯的周向边沿。
可选地,多个预弯折极耳群包括第一预弯折极耳群和第二预弯折极耳群;
所述第一切割线和所述第二切割线之间限定出所述第一预弯折极耳群;
所述第三切割线和所述第二切割线之间限定出所述第二预弯折极耳群。
可选地,通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理具体包括:
先对所述第一预弯折极耳群处理形成第一极耳群;
然后在对所述第二预弯折极耳群处理形成第二极耳群。
可选地,所述第一极耳群和所述第二极耳群部分重叠在一起。
可选地,通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理具体包括:
通过第三治具向所述预弯折极耳群施加作用力,使得所述预弯折极耳群向朝向靠近所述裸电芯中心部方向放倒,从而形成极耳群。
可选地,通过第一治具沿着所述裸电芯的轴向方向和周向方向切割第一区域的未涂覆部具体包括:
所述第一治具包括环形套体和切割工具,所述切割工具固定于所述环形套体的内环外壁;
先将环形套体套设于第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部之间,同时所述切割工具沿着所述裸电芯的轴向方向切割所述第一区域的未涂覆部形成轴向切割线;
然后使得所述环形套体绕着所述裸电芯的周向方向转动,此时所述切割工具沿着所述裸电芯的周向方向切割所述第一区域的未涂覆部形成周向切割线,并且所述周向切割线的两端与所述轴向切割线连接,以切掉所述第一区域的未涂覆部。
第二方面,提供了一种电芯。所述电芯采用如第一方面所述的电芯制备方法制备而成。
可选地,所述电芯具有端面和中心部,所述端面具有空白区域,所述空白区域围设所述中心部;
所述端面具有多个所述极耳群;
在所述电芯的周向方向上,多个所述极耳群围设在所述空白区域外侧,并且相邻所述极耳群部分重叠在一起;
所述极耳群包括多个极耳,多个所述极耳沿所述电芯的径向方向排布;每一个所述极耳均平整设置于所述端面,且在所述电芯的径向方向相邻设置的所述极耳相互重叠;
所述电芯还包括引出部,所述引出部盖设于所述极耳群,并与所述极耳群连接。
第三方面,提供了一种储能装置。所述储能装置包括壳体和如第二方面所述的电芯;所述引出部和所述壳体连接。
第四方面,提供了一种电子设备。所述电子设备包括如第三方面所述的储能装置。
根据本申请的实施例,提供了一种电芯制备方法。通过第一治具对第一区域的未涂覆部进行处理形成空白区域,通过第二治具和第三治具对第二区域的未涂覆部进行处理形成极耳群,由于第二区域的未涂覆部围设于第一区域的未涂覆部外侧,第一区域的未涂覆部围设于中心部外侧,这样极耳群远离中心部设置,一方面,极耳群不会遮挡中心部;另一方面在形成极耳群时,避免产生的切割料掉落在中心部,防止产生堵塞中心部的现象。
通过以下参照附图对本说明书的示例性实施例的详细描述,本说明书的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本说明书的实施例,并且连同其说明一起用于解释本说明书的原理。
图1所示为本申请实施例提供的第一极片的结构示意图。
图2所示为本申请实施例提供的第二极片的结构示意图。
图3-图8所示为本申请实施例提供的电芯制备过程结构示意图。
图9所示为本申请实施例提供的储能装置的结构分解图。
图10所示为本申请实施例提供的电芯制备方法的流程图。
图11所示为本申请实施例提供的第一治具的结构示意图。
附图标记说明:
1、极片;10、第一极片;101、第一涂覆部;102、第一未涂覆部;11、第二极片;111、第二涂覆部;112、第二未涂覆部;100、电芯;100a、裸电芯;12、第二区域的未涂覆部;
20、第一极耳群;201、第一侧表面;202、第二侧表面;
21、第二极耳群;211、第三侧表面;212、第四侧表面;
22、极耳;23、第一预弯折极耳群;24、第二预弯折极耳群;25、空白区域;261、第一切割线;262、第二切割线;263、第三切割线;
3a、第一端面;3b、第二端面;
4、中心部;
5、引出部;51、盖板;52、引出板;5a、第一引出部;5b、第二引出部;
61、环形套体;62、切割工具;
200、壳体。
具体实施方式
现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到:除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。
以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。
对于相关领域普通技术人员已知的技术和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术和设备应当被视为说明书的一部分。
在这里示出和讨论的所有例子中,任何具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
本申请实施例提供了一种电芯制备方法。具体地,提供了一种多极耳电芯制备方法。
参照图1-图10,所述电芯100包括极片1和隔离膜,所述极片1在其宽度方向的端部具有未涂覆部。
参照图1和图2,电芯100包括第一极片10、第二极片11和隔离膜。第一极片10可以是正极片,第二极片11可以是负极片,或者第一极片10可以是负极片,第二极片11可以是正极片。
第一极片10包括第一未涂覆部102和第一涂覆部101,第一未涂覆部102位于第一极片10的宽度方向的上端部。第二极片11包括第二未涂覆部112和第二涂覆部111,第二未涂覆部112位于第二极片11的宽度方向的下端部。
所述电芯100制备方法包括:
步骤1:将所述极片1和所述隔离膜卷绕后形成裸电芯100a,所述裸电芯100a具有中心部4;
其中所述未涂覆部位于所述裸电芯100a的轴向方向一侧,所述未涂覆部包括第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部12,所述第二区域的未涂覆部12围设于所述第一区域的未涂覆部外侧,所述第一区域的未涂覆部围设于所述中心部4外侧;
步骤2:参照图3,通过第一治具沿着所述裸电芯100a的轴向方向和周向方向切割第一区域的未涂覆部,形成空白区域25;
步骤3:参照图3,通过第二治具沿着所述裸电芯100a的轴向方向切割第二区域的未涂覆部12,形成沿周向排布的多个预弯折极耳群;
步骤4:参照图4-图7,通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理形成极耳群,其中相邻设置的两个所述极耳群部分重叠,并且在径向方向相邻的两个极耳22平整且彼此重叠设置;
步骤5:参照图8,在所述裸电芯100a上设置引出部5,所述引出部5盖设于所述极耳群,并与所述极耳群连接形成所述电芯。
在步骤1中,将第一极片10、隔离膜和第二极片11放入卷针进行卷绕形成裸电芯100a。在该裸电芯100a结构中,第一极片10的第一未涂覆部102位于裸电芯100a的轴向方向的一侧,第二极片11的第二未涂覆部112位于裸电芯100a的轴向方向的另一侧。
在步骤1中,第一极片10和第二极片11在卷绕之前均没有模切出极耳22,而是在卷绕后,对第一未涂覆部102和第二未涂覆部112进行处理形成极耳群。因此在本申请实施例中,与现有技术中在卷绕之前对极片1进行模切形成极耳22相比,本申请卷绕后形成的极耳群可以分区域设置,以及极耳群中的极耳22可以整齐排布,避免出现极耳22错乱排布在电芯100端面的现象。
在步骤1中,通过对极片1和隔离膜卷绕后形成裸电芯100a,裸电芯100a具有中心部4。该中心部4是在卷绕电芯100过程中形成的,该中心部4可以是空心中心部4,或者中心部4可以为实心中心部4,或者中心部4为轴线。在电芯100的轴向方向上,中心部4贯穿电芯100,中心部4的端部位于电芯100的端面上。其中当中心部4为空心中心部4时,电芯100形成了中心孔。
在步骤1中,将第一极片10、隔离膜和第二极片11放入卷针进行卷绕后,第一未涂覆部102位于裸电芯100a的轴向方向一侧,第二未涂覆部112位于裸电芯100a的轴向方向另一侧。
第一未涂覆部102和第二涂覆部111均包括了第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部12。其中第一区域的未涂覆部围设在中心部4外侧,且位于第二区域的未涂覆部12的内侧;第二区域的未涂覆部12也是围设在中心部4外侧,且位于第一区域的未涂覆部的外侧。
因此在本申请实施例中,对未涂覆部进行了分区,对于不同的区域的未涂覆部采用不同的方式进行处理。正如后续步骤所记载的,通过第一治具对第一区域的未涂覆部进行处理,通过第二治具和第三治具对第二区域的未涂覆部12进行处理。
在步骤2中,通过第一治具沿着裸电芯100a的轴向方向和周向方向切割第一区域的未涂覆部形成空白区域25。具体地,通过第一治具先沿着裸电芯100a的轴向方向切割第一区域的未涂覆部,然后在沿着裸电芯100a的周向方向切割第一区域的未涂覆部,将第一区域的未涂覆部切割掉形成该空白区域25。其中该空白区域25是围设在中心部4的外侧的。该空白区域25是没有设置极耳22的,空白区域25主要可以防止堵住中心部4。
在步骤3中,通过第二治具沿着裸电芯100a的轴向方向切割第二区域的未涂覆部12,形成沿周向排布的多个预弯折极耳群,例如第二治具可以是切割刀。
具体地,通过第二治具沿着裸电芯100a的轴向方向切割第二区域的未涂覆部12,将第二区域的未涂覆部12分割为多个预弯折极耳群。多个预弯折极耳群沿着裸电芯100a的周向方向排布。
例如沿着裸电芯100a的轴向方向切割第一未涂覆部102的第二区域的未涂覆部12,将该第二区域的未涂覆部12分割为多个第一种预弯折极耳群。经过对第一种预弯折极耳群的后续处理形成第一种极耳群。第一种极耳群包括了多个极耳群。
沿着裸电芯100a的轴向方向切割第二未涂覆部112的第二区域的未涂覆部12,将该第二区域的未涂覆部12分割为多个第二种预弯折极耳群。经过对第二种预弯折极耳群的后续处理形成第二种极耳群。第二种极耳群包括了多个极耳群。
其中第一种极耳群和第二种极耳群的区别在于:两者的极性相反。
在步骤4中,通过第三治具对预弯折极耳群进行处理形成极耳群,其中相邻设置的两个极耳群部分重叠,并且在径向方向相邻的两个极耳22平整且彼此重叠设置。
具体地,预弯折极耳群包括了沿径向排布的多个预弯折极耳。预弯折极耳群被处理形成极耳群,极耳群包括了沿径向排布的多个极耳22。
多个极耳22沿裸电芯100a的径向方向排布,避免了多个极耳22零散地无规律的分布在裸电芯100a的端面。在该步骤中,是统一对第二区域的未涂覆部12进行切割,然后再对切割后的未涂覆部进行统一处理,这样最终形成的极耳群是呈区域均匀分布在电芯100的端面上;并且极耳群所包含的极耳22是平整且相互重叠设置。
其中相邻设置的所述极耳群彼此重叠,这样就有利于将同一侧的极耳群进行连接,便于从电芯100的轴向方向的同一侧引出电流。
其中极耳群是由第二区域的未涂覆部12形成的,第二区域的未涂覆部12是远离中心部4设置的,也就是说,极耳群是远离中心部4设置的,在切割第二区域的未涂覆部12时,产生的切割碎屑是不会掉落在中心部4内的,这样也就避免了中心部4被堵塞的情况。
在步骤5中,在裸电芯100a上设置引出部5,引出部5与至少一个极耳群焊接在一起,通过引出部5将电芯100电流引出。
因此在本申请实施例中,通过第一治具对第一区域的未涂覆部进行处理形成空白区域25,通过第二治具和第三治具对第二区域的未涂覆部12进行处理形成极耳群,由于第二区域的未涂覆部12围设于第一区域的未涂覆部外侧,第一区域的未涂覆部围设于中心部4外侧,这样极耳群远离中心部4设置,一方面,极耳群不会遮挡中心部4;另一方面在形成极耳群时,避免产生的切割料掉落在中心部4,防止产生堵塞中心部4的现象。
另外极耳群是极片1和隔离膜被卷绕后形成。这样每一个极耳群包括的多个极耳22能够沿电芯100的径向方向排布,并且极耳22平整且彼此重叠设置在电芯100的端面,避免了多个极耳22在卷绕过程中出现的错位现象,便于对多个极耳22进行连接。
在一个实施例中,参照图3,通过第二治具沿着所述裸电芯100a的轴向方向切割第二区域的未涂覆部12具体包括:
沿所述裸电芯100a的轴向方向切割至少三次所述第二区域的未涂覆部12,形成第一切割线261、第二切割线262和第三切割线263;
其中所述第一切割线261和所述第二切割线262平行,所述第三切割线263与所述第二切割线262相邻且相交;所述第一切割线261、所述第二切割线262和所述第三切割线263均延伸至所述裸电芯100a的周向边沿。
具体地,可以通过切割刀对第二区域的未涂覆部12进行切割;沿裸电芯100a的轴向方向切割一次第二区域的未涂覆部12后,移动切割刀的位置,其中第二次切割时,切割刀的刀刃设置方向,与第一次切割时形成的第一切割线261、方向平行,这样经过第二次切割后,第一切割线261和第二切割线262平行。
第二次切割完成后,再次移动切割刀的位置,其中第三次切割时,切割刀的刀刃设置方向,与第二次切割时形成的第二切割线262方向相交设置,这样经过第三次切割后,第三切割线263和第二切割线262相交。
在该实施例中,通过多次对第二区域的未涂覆部12进行切割,形成了多个预弯折极耳群,其中多个预弯折极耳的形状不同。这样便于对多个预弯折极耳群进行区分,以方便对应地对某一个预弯折极耳群进行处理。
在一个实施例中,参照图3,多个预弯折极耳群包括第一预弯折极耳群23和第二预弯折极耳群24;
所述第一切割线261和所述第二切割线262之间限定出所述第一预弯折极耳群23;
所述第三切割线263和所述第二切割线262之间限定出所述第二预弯折极耳群24。
具体地,第一切割线261和第二切割线262相互平行设置,第一切割线261和第二切割线262之间限定出的第一预弯折极耳群23为矩形。
第三切割线263和第二切割线262相交设置,第三切割线263和第二切割线262之间限定出的第二预弯折极耳群24为扇形。
第一预弯折极耳群23为矩形,第一预弯折极耳群23经过第二治具和第三治具的处理,形成第一极耳群20,第一极耳群20的结构也为矩形。第二预弯折极耳群24为扇形,第二预弯折极耳群24经过第二治具和第三治具的处理,形成第二极耳群21,第二极耳群21的结构也为扇形。
在该实施例中,通过对第二区域的未涂覆部12多次切割,形成了多个形状不同的预弯折极耳群,这样在后续操作过程中,便于将第一极耳群20和第二极耳群21重叠在一起。当第一极耳群20和第二极耳群21重叠在一起设置,在裸电芯100a设置引出部5,引出部5可以与其中一个极耳群或者其中多个极耳群焊接在一起,没有必要将引出部5和每一个极耳群焊接在一起,便于将引出部5和极耳群焊接在一起。
例如参照图6,第一预弯折极耳群23被处理后形成第一极耳群20,第一极耳群20具有第一侧表面201和第二侧表面202,第一侧表面201和第二侧表面202相互平行。
第二预弯折极耳群24被处理后形成第二极耳群21,第二极耳群21具有第三侧表面211和第四侧表面212,第三侧表面211的延长面和第四侧表面212的延长面相交。
在一个实施例中,参照图4-图7,通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理具体包括:
先对所述第一预弯折极耳群23处理形成第一极耳群20;
然后在对所述第二预弯折极耳群24处理形成第二极耳群21。
在该实施例中,对第一预弯折极耳群23和第二预弯折极耳群24的处理顺序进行限定,其中先对矩形结构的第一预弯折极耳群23进行处理形成第一极耳群20;然后在对扇形结构的第二预弯折极耳群24进行处理形成第二极耳群21。
本实施例中,依次对第一预弯折极耳群23和第二预弯折极耳群24进行处理后,第二极耳群21的部分可以位于第一极耳群20之上。例如通过调整第一预弯折极耳群23和第二预弯折极耳群24的被压平角度,第二极耳群21的部分可以位于第一极耳群20之上,使得第一极耳群20和第二极耳群21接触。当引出部5与任何一个极耳群焊接在一起时,引出部5也会与另外一个极耳群存在间接连接关系,确保了电流的正确引出。
在一个可选的实施例中,参照图6和图7,每一个所述极耳22均朝向所述中心部4方向平整设置。
在该实施例中,第一极耳群20中的极耳22和第二极耳群21中的极耳22均是朝向靠近中心部4方向平整设置。其中对于同一个极耳群,极耳群中每一个极耳22压平方向一致,使得被压平后的极耳群的形状更加工整。
在一个可选的实施例中,在远离所述中心部4至靠近所述中心部4的径向方向,所述第二极耳群21的宽度尺寸逐渐减小。例如第二极耳群21为扇形结构。
在该实施例中,第二极耳群21的宽度尺寸是逐渐变化的,便于第二极耳群21和第一极耳群20接触在一起。
在一个实施例中,所述第一极耳群20和所述第二极耳群21部分重叠在一起。
在该实施例中,在依次对第一预弯折极耳群23和第二预弯折极耳群24进行处理后,分别形成了第一极耳群20和第二极耳群21。第一极耳群20和第二极耳群21部分重叠在一起,便于引出部5与其中至少一个极耳群焊接在一起。
在一个实施例中,参照图4-图7通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理具体包括:
通过第三治具向所述预弯折极耳群施加作用力,使得所述预弯折极耳群向朝向靠近所述裸电芯100a中心部4方向放倒,从而形成极耳群。
例如第三治具可以是一个平板结构,通过该平板结构将预弯折极耳群进行下压,使得预弯折极耳群朝向裸电芯100a中心部4放倒形成极耳群。其中第三治具包括但不限于是平板结构,第三治具只要包含一个平面即可,例如还可以使用上一步骤中的切割刀的一个表面对预弯折极耳群进行压平处理。
在该实施例中,形成的极耳群平整地设置在电芯100的端面上,极耳群中所包含的极耳22朝向中心部4平整设置,每一个极耳22压平方向一致,使得被处理后的极耳群的形状更加工整。
在一个实施例中,参照图11,通过第一治具沿着所述裸电芯100a的轴向方向和周向方向切割第一区域的未涂覆部具体包括:
所述第一治具包括环形套体61和切割工具62,所述切割工具62固定于所述环形套体61的内环外壁;
先将环形套体61设置于第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部12之间,同时所述切割工具62沿着所述裸电芯100a的轴向方向切割所述第一区域的未涂覆部形成轴向切割线;
然后使得所述环形套体61绕着所述裸电芯100a的周向方向转动,此时所述切割工具62沿着所述裸电芯100a的周向方向切割所述第一区域的未涂覆部形成周向切割线,并且所述周向切割线的两端与所述轴向切割线连接,以切掉所述第一区域的未涂覆部。
在该实施例中,第一治具包括了环形套体61,环形套体61包括内环和外环,切割工具62固定在内环的外壁上。当环形套体61位于第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部12之间,切割工具62是置于第一区域内的。
其中先将环形套体61设置在第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部12之间,第一区域的未涂覆部位于环形套体61内,第二区域的未涂覆部12位于环形套体61外。因此将环形套体61设置在第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部12之间,环形套体61对未涂覆部进行了区域划分。
由于切割工具62是固定在环形套体61的内环外壁上的,当沿着裸电芯100a的轴向方向,将环形套体61设置在第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部12之间的过程中,切割工具62可以对第一区域的未涂覆部进行第一次切割。具体地,切割工具62沿着裸电芯100a的轴向方向对第一区域的未涂覆部进行一次切割。
然后在外力作用下,使得环形套体61绕着裸电芯100a的周向方向转动。在环形套体61绕着裸电芯100a的周向方向转动的过程中,切割工具62也会跟随环形套体61一起沿着裸电芯100a的周向方向转动。在切割工具62沿着裸电芯100a的周向方向转动时,切割工具62对第二区域的未涂覆部12进行了第二次切割。
将第一次切割形成的轴向切割线和第二次切割形成的周向切割线连接在一起,可以将第一区域的未涂覆部从裸电芯100a上切割下来。将该区域的未涂覆部切割掉,对应地,在该区域形成了空白区域25。空白区域25起到了将中心部4和第二区域的未涂覆部12隔离开的作用,避免切割第二区域的未涂覆部12时产生的切割碎屑掉落在中心部4内。
或者在一个可选的实施例中,采用L型切割工具切割第一区域的未涂覆部。例如L型切割工具的下部伸入第一区域的未涂覆部,其中L型切割工具的伸入方向为裸电芯100a的径向方向,沿周向方向,转动L型切割工具的上部,完成第一区域的未涂覆部的切割。
第二方面,参照图6-图8,提供了一种电芯100。所述电芯100采用如第一方面所述的电芯100制备方法制备而成。
具体地,所述电芯100具有端面和中心部4,所述端面具有空白区域25,所述空白区域25围设所述中心部4;
所述端面具有多个所述极耳群;
在所述电芯100的周向方向上,多个所述极耳群围设在所述空白区域25外侧,并且相邻所述极耳群部分重叠在一起;
所述极耳群包括多个极耳22,多个所述极耳22沿所述电芯100的径向方向排布;每一个所述极耳22均平整设置于所述端面,且在所述电芯100的径向方向相邻设置的所述极耳22相互重叠;
所述电芯100还包括引出部5,所述引出部5盖设于所述极耳群,并与所述极耳群连接。
在本申请实施例中,电芯100端面的中部区域形成空白区域25,多个极耳群围设在空白区域25外侧,这样极耳群是远离中心部4设置的,一方面,极耳群不会遮挡中心部4;另一方面在切割第二区域的未涂覆部12形成极耳群时,避免产生的切割碎屑掉落在中心部4,防止产生堵塞中心部4的现象。
另外极耳群是极片1和隔离膜被卷绕后形成。这样每一个极耳群包括的多个极耳22能够沿电芯100的径向方向排布,并且极耳22平整且彼此重叠设置在电芯100的端面,避免了多个极耳22在卷绕过程中出现的错位现象,便于对多个极耳22进行连接。
在一个可选的实施例中,所述极片1包括第一极片10和第二极片11,所述第一极耳群20和所述第二极耳群21均与所述第一极片10连接,所述第一极耳群20和所述第二极耳群21与所述第二极片11之间具有绝缘部。
在该实施例中,电芯100的第一端面3a具有第一极耳群20和第二极耳群21,第一极耳群20和第二极耳群21中所包含的极耳22平整地设置在第一端面3a上,第一极耳群20和第二极耳群21均与第二极片11之间存在绝缘部,避免与第一极片10连接的极耳22和第二极片11直接接触,造成电芯100短路现象。例如绝缘部可以是第一极片10和第二极片11之间设置的隔离膜。
例如参照图1和图2,在第一极片10、隔离膜和第二极片11层叠卷绕时,第二极片11在宽度方向的上端部,与第一极片10在宽度方向的上端部不重叠设置。其中第一极片10在宽度方向的上端部设置有第一未涂覆部102。
第二极片11在宽度方向的上端部,与第一极片10在宽度方向的上端部不重叠设置,具体地,第二极片11在宽度方向的上端部是低于第一极片10在宽度方向的上端部,同时第一极片10和第二极片11之间的隔离膜的上端部是高于第二极片11的上端部设置的,例如第二极片11在宽度方向的上端部,是低于第一极片10中第一未涂覆部102和第一涂覆部101的交界的。隔离膜的上端部是高于第一极片10中第一未涂覆部102和第一涂覆部101的交界。
这样在卷绕后,沿着电芯100的轴向方向切割第一未涂覆部102,并切割至第一未涂覆部102与第一涂覆部101的交界,然后在压平第一未涂覆部102,隔离膜也被压平,第一未涂覆部102和第二极片11通过隔离膜间隔开,避免第一未涂覆部102和第二极片11接触。
同理,在第一极片10、隔离膜和第二极片11层叠卷绕时,第一极片10在宽度方向的下端部,与第二极片11在宽度方向的下端部不重叠设置,第一极片10在宽度方向的下端部是高于第二极片11在宽度方向的下端部,同时第一极片10和第二极片11之间的隔离膜的下端部是低于第一极片10的下端部设置的。例如第一极片10在宽度方向的下端部,是高于第二极片11中第二未涂覆部112和第二涂覆部111的交界的。隔离膜的下端部是低于第一极片10的下端部设置的。
在一个实施例中,参照图8,所述引出部5包括盖板51和引出板52,所述引出板52设置在所述盖板51上;所述盖板51盖设于所述第一极耳群20和所述第二极耳群21。
具体地,盖板51盖设在电芯100的端面上,盖板51覆盖第一极耳群20和第二极耳群21。盖板51与第一极耳群20和第二极耳群21中的至少一个焊接在一起。这样,在第一极耳群20和盖板51之间,和/或在第二极耳群21和盖板51之间形成焊接点。可选地,盖板51与电芯100的端面上的每一个极耳群焊接在一起。
引出部5包括盖板51和引出板52,其在盖板51和引出板52可以为一体结构。引出板52用于与电池壳体200连接。
需要说明的是,当盖板51与第一极耳群20或者第二极耳群21焊接在一起时,由于第一极耳群20和与其相邻设置的第二极耳群21是部分重叠设置的,确保了电芯100电流的正常引出。例如盖板51与第一极耳群20焊接在一起,第二极耳群21和第一极耳群20是部分重叠设置的,相当于盖板51与第二极耳群21是间接连接的,这样就确保了电芯100电流的正常引出。
第三方面,提供了一种储能装置。参照图9,所述储能装置包括壳体200和第二方面所述的电芯100;
所述引出部5和所述壳体200连接。
例如储能装置为电池。电池包括壳体200,电芯100的引出部5与壳体200电连接。例如壳体200包括壳本体和盖帽组件,电芯100的引出部5可以与壳本体电连接,或者电芯100的引出部5还可以与盖帽组件电连接。
参照图6-图9,电芯100的上端面(第一端面3a)上设置有第一极耳群20和第二极耳群21,第一引出部5a盖设在电芯100的上端面,第一引出部5a与第一极耳群20和第二极耳群21焊接,第一引出部5a与壳体200的盖帽组件连接。
电芯100的下端面(第二端面3b)上同样设置有第一极耳群20和第二极耳群21,第二引出部5b盖设在电芯100的下端面,第二引出部5b与第一极耳群20和第二极耳群21焊接,第二引出部5b与壳体200的壳本体连接。
第四方面,提供了一种电子设备。所述电子设备包括如第三方面所述的储能装置。例如电子设备可以是手机、平板电脑、手表等,或者其他类型的智能穿戴设备。
上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同,各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾,均可以组合形成更优的实施例,考虑到行文简洁,在此则不再赘述。
虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明,但是本领域的技术人员应该理解,以上示例仅是为了进行说明,而不是为了限制本发明的范围。本领域的技术人员应该理解,可在不脱离本发明的范围和精神的情况下,对以上实施例进行修改。本发明的范围由所附权利要求来限定。
Claims (11)
1.一种电芯制备方法,其特征在于,所述电芯包括极片和隔离膜,所述极片在其宽度方向端部具有未涂覆部;
所述电芯制备方法包括:
将所述极片和所述隔离膜卷绕后形成裸电芯,所述裸电芯具有中心部(4);
其中所述未涂覆部位于所述裸电芯的轴向方向一侧,所述未涂覆部包括第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部(12),所述第二区域的未涂覆部(12)围设于所述第一区域的未涂覆部外侧,所述第一区域的未涂覆部围设于所述中心部(4)外侧;
通过第一治具沿着所述裸电芯的轴向方向和周向方向切割第一区域的未涂覆部,形成空白区域(25);
通过第二治具沿着所述裸电芯的轴向方向切割第二区域的未涂覆部(12),形成沿周向排布的多个预弯折极耳群;
通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理形成极耳群,其中相邻设置的两个所述极耳群部分重叠,并且在径向方向相邻的两个极耳平整且彼此重叠设置;
在所述裸电芯上设置引出部(5),所述引出部(5)盖设于所述极耳群,并与所述极耳群连接形成所述电芯。
2.根据权利要求1所述的电芯制备方法,其特征在于,通过第二治具沿着所述裸电芯的轴向方向切割第二区域的未涂覆部(12)具体包括:
沿所述裸电芯的轴向方向切割至少三次所述第二区域的未涂覆部(12),形成第一切割线(261)、第二切割线(262)和第三切割线(263);
其中所述第一切割线(261)和所述第二切割线(262)平行,所述第三切割线(263)与所述第二切割线(262)相邻且相交;所述第一切割线(261)、所述第二切割线(262)和所述第三切割线(263)均延伸至所述裸电芯的周向边沿。
3.根据权利要求2所述的电芯制备方法,其特征在于,多个预弯折极耳群包括第一预弯折极耳群(23)和第二预弯折极耳群(24);
所述第一切割线(261)和所述第二切割线(262)之间限定出所述第一预弯折极耳群(23);
所述第三切割线(263)和所述第二切割线(262)之间限定出所述第二预弯折极耳群(24)。
4.根据权利要求3所述的电芯制备方法,其特征在于,通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理具体包括:
先对所述第一预弯折极耳群(23)处理形成第一极耳群(20);
然后在对所述第二预弯折极耳群(24)处理形成第二极耳群(21)。
5.根据权利要求4所述的电芯制备方法,其特征在于,所述第一极耳群(20)和所述第二极耳群(21)部分重叠在一起。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电芯制备方法,其特征在于,通过第三治具对所述预弯折极耳群进行处理具体包括:
通过第三治具向所述预弯折极耳群施加作用力,使得所述预弯折极耳群向朝向靠近所述裸电芯中心部(4)方向放倒,从而形成极耳群。
7.根据权利要求1所述的电芯制备方法,其特征在于,通过第一治具沿着所述裸电芯的轴向方向和周向方向切割第一区域的未涂覆部具体包括:
所述第一治具包括环形套体(61)和切割工具(62),所述切割工具(62)固定于所述环形套体(61)的内环外壁;
先将环形套体(61)套设于第一区域的未涂覆部和第二区域的未涂覆部(12)之间,同时所述切割工具(62)沿着所述裸电芯的轴向方向切割所述第一区域的未涂覆部形成轴向切割线;
然后使得所述环形套体(61)绕着所述裸电芯的周向方向转动,此时所述切割工具(62)沿着所述裸电芯的周向方向切割所述第一区域的未涂覆部形成周向切割线,并且所述周向切割线的两端与所述轴向切割线连接,以切掉所述第一区域的未涂覆部。
8.一种电芯,其特征在于,所述电芯采用如权利要求1-7中任一项所述的电芯制备方法制备而成。
9.根据权利要求8所述的电芯,其特征在于,所述电芯具有端面和中心部(4),所述端面具有空白区域(25),所述空白区域(25)围设所述中心部(4);
所述端面具有多个所述极耳群;
在所述电芯的周向方向上,多个所述极耳群围设在所述空白区域(25)外侧,并且相邻所述极耳群部分重叠在一起;
所述极耳群包括多个极耳(22),多个所述极耳(22)沿所述电芯的径向方向排布;每一个所述极耳(22)均平整设置于所述端面,且在所述电芯的径向方向相邻设置的所述极耳(22)相互重叠;
所述电芯还包括引出部(5),所述引出部(5)盖设于所述极耳群,并与所述极耳群连接。
10.一种储能装置,其特征在于,所述储能装置包括壳体(200)和如权利要求8或权利要求9所述的电芯;
所述引出部(5)和所述壳体(200)连接。
11.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括如权利要求10所述的储能装置。
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