CN117577961B - 卷芯结构及其极耳错位调节方法和电池 - Google Patents
卷芯结构及其极耳错位调节方法和电池 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种卷芯结构及其极耳错位调节方法和电池，卷芯结构包括正极片、隔膜及负极片，正极片上设置有多个正极耳，负极片上设置有多个负极耳，卷芯结构还包括定位调节结构，定位调节结构包括第一绝缘胶纸及第二绝缘胶纸，负极片于第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，正极片于第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口，于第一调节缺口断开的负极片通过第一绝缘胶纸相连接，于第二调节缺口断开的正极片通过第二绝缘胶纸相连接，如此，可以根据极片反弹厚度通过调节第一调节缺口和第二调节缺口调节极耳，减少多个正极耳或者多个负极耳的错位，进而可以实现卷芯结构极耳的二次极耳定位。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种卷芯结构及其极耳错位调节方法和电池。
背景技术
随着新能源行业的发展，锂离子电池的应用的不断拓展，广泛应用于电动汽车、储能等领域，其中多极耳卷绕结构的方形铝壳电池是主要的产品之一。多极耳卷绕结构的方形铝壳电池制造工艺包括：搅拌、涂布、辊压、模切、分切、卷绕、卷芯配对、卷芯与连接片焊接、连接片顶盖焊接、包mylar、入壳、顶盖与铝壳焊接、Baking、一次注液、化成、二次注液、密封钉焊接、分容、电压&内阻测试、包膜、尺寸测量等工序；其中，卷芯与连接片焊接工序要求将所有极耳同时焊接在转接片，当卷芯极耳间的错位超出某一个范围时，会导致某些极耳无法完全焊接到转接片上，造成电芯过电流面积减小，最终影响电池充放电能力等电池性能。卷芯极耳错位主要受正负极极片厚度、隔膜厚度、极耳模切尺寸、卷针外周长、卷绕入片位置和卷绕过程张力影响，其中负极片厚度波动控制难度最高（其他因子均可控），是导致卷芯极耳错位的关键因素，主要原因:负极材料特性影响，极片厚度会随着存储时间和制造环境（温湿度）变化发生变化。
然而，现有的裸电芯结构，极耳位置在产品设计定型之后无法调整，只能通过工艺控制卷芯极耳错位，但极耳对齐的设计值，需要极片厚度、隔膜厚度均处于设计中值的状态下，才能实现；由于极片辊压厚度存在正常波动，极片存储环境温湿度和存储时间的影响极片反弹厚度，导致极耳错位难以控制；裸电芯卷绕层数越多，极片厚度波动越大，极耳错位不良比例越高；极耳层数越多、极片厚度控制难度越大的产品，工艺上难以彻底解决极耳错位不良问题，需要通过裸电芯结构设计优化，改善极耳错位不良。
发明内容
基于此，有必要提供一种能够解决极耳错位问题、能够确保电芯过电流面积、管控难度相对较低的卷芯结构及极耳错位调节方法和电池。
第一方面，本申请提供一种卷芯结构，包括正极片、隔膜及负极片，所述负极片、所述隔膜、所述正极片、所述隔膜顺序叠放卷绕形成所述卷芯结构，所述卷芯结构具有顺序首尾连接的第一平直段、第一弧形段、第二平直段及第二弧形段，所述正极片上设置有多个正极耳，所述负极片上设置有多个负极耳，多个正极耳的引出位置至少部分重叠，多个负极耳的引出位置至少部分重叠，多个正极耳引出位置位于所述第二平直段，多个负极耳的引出位置位于所述第二平直段，其特征在于，所述卷芯结构还包括定位调节结构，所述定位调节结构包括第一绝缘胶纸及第二绝缘胶纸，所述负极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，所述正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口，于第一调节缺口断开的负极片通过第一绝缘胶纸相连接，于第二调节缺口断开的正极片通过第二绝缘胶纸相连接；
负极耳理论最大错位公差x为：
x=)
其中，z为正极片的厚度的加工公差，f为负极片厚度的加工公差，g为隔膜厚度的加工公差，n为极耳设计层数；Π为圆周率；电芯现实负极耳错位允许范围为Y；
电芯现实负极耳错位允许范围Y小于负极耳理论最大错位公差x。
上述卷芯结构，通过在负极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，并在正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口，并通过第一绝缘胶纸和第二绝缘胶纸分别将缺口处连接，如此，可以根据极片反弹厚度通过调节第一调节缺口和第二调节缺口调节极耳，减少多个正极耳或者多个负极耳的错位，进而可以实现卷芯结构极耳的二次极耳定位，调整极耳位置，可有效改善多极耳卷绕电芯极耳错位不良，降低错位导致的卷芯报废，并且可降低极片存储时间管控难度，减少车间湿度控制投入成本。本申请通过在极片中间断开形成缺口，用于调整极耳避免或者减少极耳错位的方式，管控难度相对较低，能够较好地解决或者减少极耳错位问题，克服极片反弹厚度影响，从而确保多极耳与转接片的焊接，保证电芯过流面积和电池充放电能力。
在其中一个实施例中，于第一调节缺口断开的负极片的两侧均通过第一绝缘胶纸相连接，于第二调节缺口断开的正极片的两侧均通过第二绝缘胶纸相连接。
在其中一个实施例中，所述第一调节缺口沿负极片的卷绕方向的长度为L3，所述第一绝缘胶纸粘接所述负极片的粘结固定长度为L4，所述第一绝缘胶纸的长度L2满足如下计算式： L2=2×（L3+L4）；
所述第二调节缺口的长度与所述第一调节缺口的长度相等，所述第二调节缺口的长度为L3，所述第二绝缘胶纸的长度L1满足如下计算式：L1＞L2+2×L5；其中，L5为正极片与负极片上对应的胶纸的允许错位距离。
如此，确保负极被绝缘胶覆盖的区域对应的正极完全被绝缘胶覆盖，保证电芯充放电过程中不发生析锂，提高电芯安全性能。
在其中一个实施例中，所述正极片包括正极卷绕起始端，所述隔膜包括隔膜卷绕起始端，所述负极片包括负极卷绕起始端，所述隔膜卷绕起始端相对于所述负极卷绕起始端多出至少半圈，且所述隔膜卷绕起始端位于所述卷芯结构的第二平直段的一侧，所述负极卷绕起始端及所述正极卷绕起始端均位于所述卷芯结构的第二平直段的一侧，所述负极卷绕起始端比所述正极卷绕起始端长，且所述负极卷绕起始端相对所述正极卷绕起始端更靠近所述第一弧形段。
在其中一个实施例中，所述定位调节结构的数量设置为t个；
负极耳理论最大错位公差x为：
x=)
其中，z为正极片的厚度的加工公差，f为负极片厚度的加工公差，g为隔膜厚度的加工公差，n为极耳设计层数，也可以理解为最外层负极耳的设置层数，位于最外层负极耳内层的每一层均设置有负极耳；Π为圆周率；
其中，电芯现实负极耳错位允许范围为Y；则定位调节结构的数量t满足如下关系：
（1）当Y＜x≤2*Y时，则t=1，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/2层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（2）当2*Y＜x≤3*Y时，则t=2，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/3和2n/3层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（3）当t*Y＜x≤（t+1）*Y时，t个定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/（t+1）、2*n/（t+1）、3*n/（t+1）、……、t*n/（t+1）层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y。
如此，通过结合正极片的厚度的加工公差、负极片厚度的加工公差、隔膜厚度的加工公差，并据此调节定位调节结构的数量，进一步减少极耳错位问题。
在其中一个实施例中，所述第一绝缘胶纸是绿胶或者蓝胶；和/或，所述第二绝缘胶纸是绿胶或者蓝胶。
第二方面，本申请提供一种卷芯结构的极耳错位调节方法，卷芯结构包括正极片、隔膜及负极片，所述负极片、所述隔膜、所述正极片、所述隔膜顺序叠放卷绕形成所述卷芯结构，所述卷芯结构具有顺序首尾连接的第一平直段、第一弧形段、第二平直段及第二弧形段，所述正极片上设置有多个正极耳，所述负极片上设置有多个负极耳，多个正极耳的引出位置至少部分重叠，多个负极耳的引出位置至少部分重叠，多个正极耳引出位置位于所述第二平直段，多个负极耳的引出位置位于所述第二平直段，其特征在于，极耳错位调节方法包括如下步骤：
分别获取正极片、负极片、隔膜的厚度制造公差及极片卷绕层数；
根据正极片、负极片、隔膜的厚度制造公差及极片卷绕层数确定负极耳的理论最大错位公差；
判断负极耳的理论最大错位公差是否在电芯现实负极耳错位允许范围内，否则分别在正极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，分别在所述正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口；
采用第一绝缘胶纸粘接第一调节缺口处两侧的负极片，采用第二绝缘胶纸粘接第二调节缺口处两侧的正极片，所述第一绝缘胶纸、所述第二绝缘胶纸、所述第一调节缺口和所述第二调节缺口共同形成定位调节结构。
上述极耳错位调节方法，通过基于正极片、负极片、隔膜的厚度制造公差及极片卷绕层数，并据此确定负极耳的理论最大错位公差；然后再结合电芯现实负极耳错位允许范围，并据此设置极耳的定位调节结构，通过在负极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，并在正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口，并通过第一绝缘胶纸和第二绝缘胶纸分别将缺口处连接，如此，可以根据极片反弹厚度通过调节第一调节缺口和第二调节缺口调节极耳，减少多个正极耳或者多个负极耳的错位，进而可以实现卷芯结构极耳的二次极耳定位，调整极耳位置，可有效改善多极耳卷绕电芯极耳错位不良，降低错位导致的卷芯报废，并且可降低极片存储时间管控难度，减少车间湿度控制投入成本。本申请通过在极片中间断开形成缺口，用于调整极耳避免或者减少极耳错位的方式，管控难度相对较低，能够较好地解决或者减少极耳错位问题，克服极片反弹厚度影响，从而确保多极耳与转接片的焊接，保证电芯过流面积和电池充放电能力。
在其中一个实施例中，所述定位调节结构的数量设置为t个；
负极耳理论最大错位公差x为：
x=)
其中，z为正极片的厚度的加工公差，f为负极片厚度的加工公差，g为隔膜厚度的加工公差，n为极耳设计层数，也可以理解n为最外层负极耳的设置层数，位于最外层负极耳内层的每一层均设置有负极耳；Π为圆周率；
其中，电芯现实负极耳错位允许范围为Y；则定位调节结构的数量t满足如下关系：
（1）当Y＜x≤2*Y时，则t=1，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/2层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（2）当2*Y＜x≤3*Y时，则t=2，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/3和2n/3层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（3）当t*Y＜x≤（t+1）*Y时，t个定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/（t+1）、2*n/（t+1）、3*n/（t+1）、……、t*n/（t+1）层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y。
如此，通过结合正极片的厚度的加工公差、负极片厚度的加工公差、隔膜厚度的加工公差，并据此调节定位调节结构的数量，进一步减少极耳错位问题。
第三方面，本申请提供一种电池，包括如上任一实施例中所述的卷芯结构；或者，包括如上任一实施例中所述的卷芯结构的极耳错位调节方法制备得到的卷芯结构。
在其中一个实施例中，所述电池为方形电池，所述方形电池包括壳体、顶盖及位于壳体内部的卷芯结构，所述顶盖连接所述壳体，所述顶盖上设置有正极柱及负极柱，所述正极柱连接所述卷芯结构的正极耳，所述负极柱连接所述卷芯结构的负极耳。
上述电池采用了上述卷芯结构，通过在负极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，并在正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口，并通过第一绝缘胶纸和第二绝缘胶纸分别将缺口处连接，如此，可以根据极片反弹厚度通过调节第一调节缺口和第二调节缺口调节极耳，减少多个正极耳或者多个负极耳的错位，进而可以实现卷芯结构极耳的二次极耳定位，调整极耳位置，可有效改善多极耳卷绕电芯极耳错位不良，降低错位导致的卷芯报废，并且可降低极片存储时间管控难度，减少车间湿度控制投入成本。本申请通过在极片中间断开形成缺口，用于调整极耳避免或者减少极耳错位的方式，管控难度相对较低，能够较好地解决或者减少极耳错位问题，克服极片反弹厚度影响，从而确保多极耳与转接片的焊接，保证电芯过流面积和电池充放电能力。
附图说明
图1为一实施例的卷芯结构的结构示意图；
图2为一实施例的卷芯结构的局部结构示意图；
图3为传统卷芯结构的结构示意图；
标号说明：10-卷芯结构，11-第一平直段，12-第一弧形段，13-第二平直段，14-第二弧形段；
100-正极片，110-正极耳，120-第二调节缺口，130-正极卷绕起始端，200-隔膜，230-隔膜卷绕起始端，300-负极片，310-负极耳，320-第一调节缺口，330-负极卷绕起始端，400-定位调节结构，410-第一绝缘胶纸，420-第二绝缘胶纸，430-第三绝缘胶纸；
L1：第二绝缘胶纸的长度
L2：第一绝缘胶纸的长度；
L3：第一调节缺口的长度；
L4：第一绝缘胶纸粘接负极片的粘结固定长度。
具体实施方式
为了便于理解本申请，为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请，附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。在本申请的描述中，“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
第一方面，本申请提供一种卷芯结构，请参阅图1，卷芯结构10包括正极片100、隔膜200及负极片300，所述负极片300、所述隔膜200、所述正极片100、所述隔膜200顺序叠放卷绕形成所述卷芯结构10，所述卷芯结构10具有顺序首尾连接的第一平直段11、第一弧形段12、第二平直段13及第二弧形段14，卷芯结构10为近似方形的卷芯结构，第一平直段11和第二平直段13为近似方形的卷芯结构的平整面，第一弧形段12和第二弧形段14为近似方形的卷芯结构的弧形面。所述正极片100上设置有多个正极耳110，所述负极片300上设置有多个负极耳310，多个正极耳110的引出位置至少部分重叠，多个负极耳310的引出位置至少部分重叠，多个正极耳110引出位置位于所述第二平直段13，多个负极耳310的引出位置位于所述第二平直段13，或者说，多个正极耳110引出位置位于所述第二平直段13的一侧，多个负极耳310的引出位置位于所述第二平直段13的一侧，请结合图1及图2，所述卷芯结构还包括定位调节结构400，所述定位调节结构400包括第一绝缘胶纸410及第二绝缘胶纸420，所述负极片300于所述第一平直段11侧断开形成有第一调节缺口320，所述正极片100于所述第一调节缺口320的对应位置断开形成有第二调节缺口120，所述第一调节缺口320、所述第二调节缺口120用于断开分别调整负极耳310和正极耳110的位置，所述第一调节缺口320、所述第二调节缺口120、第一绝缘胶纸410及第二绝缘胶纸420共同形成调节极耳错位的定位调节结构400。于第一调节缺口320断开的负极片300通过第一绝缘胶纸410相连接，于第二调节缺口120断开的正极片100通过第二绝缘胶纸420相连接。
上述卷芯结构，通过在负极片300于所述第一平直段11侧断开形成有第一调节缺口320，并在正极片100于所述第一调节缺口320的对应位置断开形成有第二调节缺口120，并通过第一绝缘胶纸410和第二绝缘胶纸420分别将缺口处连接，如此，可以根据极片反弹厚度通过调节第一调节缺口320和第二调节缺口120调节极耳，减少多个正极耳110或者多个负极耳310的错位，进而可以实现卷芯结构极耳的二次极耳定位，调整极耳位置，可有效改善多极耳卷绕电芯极耳错位不良，降低错位导致的卷芯报废，并且可降低极片存储时间管控难度，减少车间湿度控制投入成本。本申请通过在极片中间断开形成缺口，用于调整极耳避免或者减少极耳错位的方式，当极片反弹时，通过调整极片制造公差进行计算即可调整，管控难度相对较低，能够较好地解决或者减少极耳错位问题，克服极片反弹厚度影响，从而确保多极耳与转接片的焊接，保证电芯过流面积和电池充放电能力。
在其中一个实施例中，于第一调节缺口320断开的负极片300的两侧均通过第一绝缘胶纸410相连接，于第二调节缺口120断开的正极片100的两侧均通过第二绝缘胶纸420相连接。如此，分别通过在极片的缺口位置处的两侧均贴设绝缘胶纸，能够较好地保证断开的极片连接，还能够确保缺口的断开距离，便于调整极耳位置。此外，通过贴设绝缘胶纸，还能够起到避免缺口位置处附近的析锂问题。
在其中一个实施例中，请参阅图2，所述第一调节缺口320沿负极片300的卷绕方向的长度为L3，所述第一绝缘胶纸410粘接所述负极片的粘结固定长度为L4，即，第一绝缘胶纸由卷芯结构自内向外的卷绕方向上，第一绝缘胶纸410粘接于负极片300的一端，需要确保绝缘胶纸能够确保贴胶固定能力，确保断开的负极片在通过绝缘胶纸粘结后不会脱落或者发生位移。所述第一绝缘胶纸410的长度L2满足如下计算式： L2=2×（L3+L4）；
所述第二调节缺口120的长度与所述第一调节缺口320的长度相等，所述第二调节缺口120的长度为L3，所述第二绝缘胶纸420的长度L1满足如下计算式：L1＞L2+2×L5；其中，L5为正极片与负极片上对应的胶纸的允许错位距离。
如此，确保负极被绝缘胶覆盖的区域对应的正极完全被绝缘胶覆盖，保证电芯充放电过程中不发生析锂，提高电芯安全性能。实际生产中，由于正负极胶纸加工过程中无法做到完全对齐，通常要确保正极片及负极片贴设的胶纸具有一定错位能力，确保负极被绝缘胶覆盖的区域对应的正极完全被绝缘胶覆盖，才能保证电芯充放电过程中不发生析锂，即不影响电芯安全性能。因此，本实施例中，自卷绕的由卷芯内部往外的方向，第一绝缘胶纸410粘结于靠近卷芯内部负极片300的粘结固定长度L4小于第一绝缘胶纸410粘结于靠近卷芯外部负极片300的粘结固定长度，且确保第一绝缘胶纸410的整体长度L2=2×（L3+L4），如此确保较好的设计冗余，并确保正极片及负极片贴设的胶纸的错位能力，有效避免析锂问题。通过将所述第二绝缘胶纸420的长度L1满足如下计算式：L1＞L2+2×L5，能够进一步确保避免析锂问题。例如，在于卷芯结构的第一平直段的投影方向上，第二绝缘胶纸两端的端部的长度均长于第一绝缘胶纸两端端部的长度。
在其中一个实施例中，请结合图1，所述正极片100包括正极卷绕起始端130，所述隔膜200包括隔膜卷绕起始端230，所述负极片300包括负极卷绕起始端330，所述隔膜卷绕起始端230相对于所述负极卷绕起始端330多出至少半圈，且所述隔膜卷绕起始端230位于所述卷芯结构10的第二平直段13的一侧，所述负极卷绕起始端330及所述正极卷绕起始端130均位于所述卷芯结构10的第二平直段13的一侧，所述负极卷绕起始端330比所述正极卷绕起始端130长，且所述负极卷绕起始端330相对所述正极卷绕起始端130更靠近所述第一弧形段12，或者说，负极卷绕起始端330比正极卷绕起始端130长。例如，每一层负极片上均设置有负极耳，每一层正极片上均设置有正极耳。
当然，考虑到电芯的正极片厚度、负极片厚度、隔膜厚度及相关制造公差的影响，为了进一步提高定位调节结构调节的精准性，在其中一个实施例中，所述定位调节结构的数量设置为t个；
负极耳理论最大错位公差x为：
x=)
其中，z为正极片的厚度的加工公差，f为负极片厚度的加工公差，g为隔膜厚度的加工公差，n为最外层负极耳的设置层数，位于最外层负极耳内层的每一层均设置有负极耳；Π为圆周率；
其中，电芯现实负极耳错位允许范围为Y，也就是电芯在生产过程中或者产品要求所允许的极耳的最大错位范围；则定位调节结构的数量t满足如下关系：
（1）当Y＜x≤2*Y时，则t=1，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/2层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（2）当2*Y＜x≤3*Y时，则t=2，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/3和2n/3层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（3）当t*Y＜x≤（t+1）*Y时，t个定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/（t+1）、2*n/（t+1）、3*n/（t+1）、……、t*n/（t+1）层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y。
如此，通过结合正极片的厚度的加工公差、负极片厚度的加工公差、隔膜厚度的加工公差，并据此调节定位调节结构的数量，进一步减少极耳错位问题。
本实施例中，充分考虑了正极片、负极片、隔膜厚度及相关加工公差所带来的影响，确保实现卷芯结构极耳的二次极耳定位，调整极耳位置，可有效改善多极耳卷绕电芯极耳错位不良，降低错位导致的卷芯报废，并且可降低极片存储时间管控难度，减少车间湿度控制投入成本。
下面给出本实施例的具体分析过程。
多极耳卷绕电芯由正极片、负极片、隔膜卷绕而成，正极片、负极片中间由隔膜隔开，防止充放电过程中正负极片接触短路导致电芯过热；极片经过涂布、辊压、模切、分条、卷绕工序形成裸电芯；裸电芯极耳错位，卷芯极耳边距分为：负极极耳右边距A、负极极耳左边距B、正极极耳右边距C、正极极耳左边距D；以第一层极耳为基准，每一层极耳边距之间与第一层极耳边距之间的差值的最大值，即为卷芯极耳错位值。
卷芯极耳错位：设裸电芯有n层极耳，第1层负极极耳右边距A1，第2层负极极耳右边距A2，第n层负极极耳右边距An，第1层负极极耳左边距B1，第2层负极极耳左边距B2，第n层负极极耳左边距Bn；若A1＜A2＜……＜An，而且B1=B2=……=Bn时，表示该卷芯极耳向负极侧错位，第2层极耳错位x1=A2-A1，第3层极耳错位x2=A3-A1，第n层极耳错位xn-1=An-A1，卷芯极耳错位尺寸x=max（x1，x2，……，xn-1）；
裸电芯极耳错位原理：传统裸电芯结构如图3所示，其中图3左侧的极耳为负极耳，右侧的极耳为正极耳，虚线部分为隔膜，裸电芯结构即卷芯结构由中间平整重叠区L和两侧圆弧区S组成，中间平整区长度L每一层相同（均为L0），且当极片厚度发生变化时，L0保持不变；两侧圆弧区（理想模型为半圆）长度Sn=Π/2*Dn，(D1=2*F+4*G， D2=2*F+4*G+(Z+F+2*G)，Dn=2*F+4*G+（n-1）*(Z +F+2*G)，随着极片层数增加而增加、随着极片厚度增加而增加)，每卷绕一圈有一个极耳，第n层极耳与n-1层极耳间距设计值=2*L0+2*Sn；其中，Z为正极极片厚度、F为负极极片厚度、G为隔膜厚度，Sn为第n层正极片或者负极片的圆弧区长度，Dn为第n层正极片或者负极片的圆弧区的圆弧直径。
卷绕过程中，第1层极耳位置通过卷绕设备可以实现精准控制，第2层极耳与第1层极耳错位尺寸取决于第2层极耳与1层极耳间距X1=2*L0+2*S1，第3层极耳与第1层极耳错位尺寸取决于第3层极耳与1层极耳间距X2=2*L0+2*S1+2*L0+2*S2，第n层极耳与第1层极耳错位尺寸取决于第n层极耳与1层极耳间距：
Xn-1=2n*L0+2*（S1+S2+……+Sn-1）
=2n*L0+2*（Π/2*D1+Π/2*D2+……+Π/2*Dn-1）
=2n*L0+2*（Π/2*（2*F+4*G） +Π/2*（2*F+4*G+(Z +F+2*G)）+……+（2*F+4*G+（n-1）*(Z +F+2*G)））
=2n*L0+Π*n*（2*F+4*G）+Π*n*（n-1）/2*(Z +F+2*G)
其中，裸电芯极耳错位范围x，即第n层极耳与1层极耳间距波动范围Xn-1±x==2n*L0+Π*n*（2*（F±f）+4*（G±g））+Π*n*（n-1）/2*(（Z±z） +（F±f)+2*（G±g）)；
由于正极极片厚度Z（加工公差z）、负极极片厚度F（加工公差f）、隔膜厚度G（加工公差g）均服从正太分布，根据均方根公差法可以推导出：
x=)
根据上述计算式，可以结合正极片厚度的加工公差、负极片厚度的加工公差、隔膜厚度的加工公差，并结合负极片的层数计算出负极耳理论最大错位公差x。然后据此可以根据负极耳理论最大错位公差x来设置定位调节结构，也即设置由所述第一调节缺口320、所述第二调节缺口120、第一绝缘胶纸410及第二绝缘胶纸420共同形成调节极耳错位的定位调节结构400，来调整极耳位置。
可调节极耳错位卷绕电芯结构：可调节极耳错位裸电芯结构如图1及图2所示，在裸电芯第m层负极片位置增加极耳二次定位结构（即由所述第一调节缺口320、所述第二调节缺口120、第一绝缘胶纸410及第二绝缘胶纸420共同形成调节极耳错位的定位调节结构400）：
第m层负极片断开间距L3（错位调节能力）形成第一调节缺口，使用绝缘胶纸双面对贴方式将断开的负极片连接，胶纸长度L2（L2=2*（L3+L4）），胶纸粘接固定负极片长度L4（贴胶固定能力）；
第m层正极片断开间距L3（错位调节能力）行程第二调节缺口，使用绝缘胶纸双面对贴方式将断开的正极片连接，胶纸长度L1，由于正负极胶纸加工过程中无法做到完全对齐，在确保正负极胶纸错位能力L5的前提下，确保负极被绝缘胶覆盖的区域对应的正极完全被绝缘胶覆盖，才能保证电芯充放电过程中不发生析锂，即不影响电芯安全性能；
第m-1层正极片与第m层负极片对应的位置，使用绝缘胶纸单面贴胶方式贴敷，胶纸长度L1（ L1＞L2+2*L5），由于正负极胶纸加工过程中无法做到完全对齐（正负极胶纸错位能力L5），确保负极被绝缘胶覆盖的区域对应的正极完全被绝缘胶覆盖，才能保证电芯充放电过程中不发生析锂，即不影响电芯安全性能。
可调节极耳错位卷绕电芯极耳错位调节方法：可调节极耳错位裸电芯卷绕至第m层时，通过卷绕设备夹持机构调整L3大小（即正负极片断开间距大小），可以实现第m＋1层正负极耳二次定位；调节方法：当负极极耳向左边错位时，减小L3，使得第m层极耳与第一层极耳对齐；当负极极耳向右边错位时，增加L3，使得第m层极耳与第一层极耳对齐；进而改善裸电芯极耳错位；
可调节极耳错位卷绕电芯结构设计方法：某多极耳卷绕电芯极耳层数n，且该电芯错位规格需要控制在Y以内，已知正极片厚度加工公差z、负极片厚度加工公差f、隔膜厚度加工公差g，卷绕电芯错位公差x；
x=)
1、若x≤Y，则该裸电芯一次定位的错位能力可满足错位规格，即该裸电芯无需增加极耳二次定位结构；
2、若Y＜x≤2*Y，则该裸电芯一次定位的错位能力不满足错位规格，即该裸电芯需在正负极片的m层位置（m=n/2），增加1次极耳二次定位结构，错位调节能力L3=Y；
3、若2*Y＜x≤3*Y，则该裸电芯一次定位的错位能力不满足错位规格，即该裸电芯需在正负极片的m层位置（m=n/3）和2*m层位置，增加2次极耳二次定位结构，错位调节能力L3=Y；
4、若t*Y＜x≤（t+1）*Y，则该裸电芯一次定位的错位能力不满足错位规格，即该裸电芯需在正负极片的m层位置（m=n/（t+1））、2*m、3*m、……、t*m层位置，增加t次极耳二次定位结构，错位调节能力L3=Y。
因此，据此得出考虑到电芯的正极片厚度、负极片厚度、隔膜厚度及相关制造公差的影响，为了进一步提高定位调节结构调节的精准性，在其中一个实施例中，所述定位调节结构的数量设置为t个；
负极耳理论最大错位公差x为：
x=)
其中，z为正极片的厚度的加工公差，f为负极片厚度的加工公差，g为隔膜厚度的加工公差，n为最外层负极耳的设置层数，位于最外层负极耳内层的每一层均设置有负极耳；Π为圆周率；
其中，电芯现实负极耳错位允许范围为Y；则定位调节结构的数量t满足如下关系：
（1）当Y＜x≤2*Y时，则t=1，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/2层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（2）当2*Y＜x≤3*Y时，则t=2，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/3和2n/3层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（3）当t*Y＜x≤（t+1）*Y时，t个定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/（t+1）、2*n/（t+1）、3*n/（t+1）、……、t*n/（t+1）层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y。
如此，通过结合正极片的厚度的加工公差、负极片厚度的加工公差、隔膜厚度的加工公差，并据此调节定位调节结构的数量，进一步减少极耳错位问题。
为了进一步解决析锂问题，例如，请参阅图2，每个第一调节缺口320背离第二调节缺口120的一侧的正极片100上还贴设有第三绝缘胶纸430，第三绝缘胶纸430的长度与第二绝缘胶纸420的长度相等，如此，能够进一步解决析锂问题。
在其中一个实施例中，所述第一绝缘胶纸是绿胶或者蓝胶；和/或，所述第二绝缘胶纸是绿胶或者蓝胶。换句话说，第一绝缘胶纸和第二绝缘胶纸采用现有的绿胶及蓝胶均可。
上述卷芯结构，通过在负极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，并在正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口，并通过第一绝缘胶纸和第二绝缘胶纸分别将缺口处连接，如此，可以根据极片反弹厚度通过调节第一调节缺口和第二调节缺口调节极耳，减少多个正极耳或者多个负极耳的错位，进而可以实现卷芯结构极耳的二次极耳定位，调整极耳位置，可有效改善多极耳卷绕电芯极耳错位不良，降低错位导致的卷芯报废，并且可降低极片存储时间管控难度，减少车间湿度控制投入成本。本申请通过在极片中间断开形成缺口，用于调整极耳避免或者减少极耳错位的方式，管控难度相对较低，能够较好地解决或者减少极耳错位问题，克服极片反弹厚度影响，从而确保多极耳与转接片的焊接，保证电芯过流面积和电池充放电能力。
第二方面，本申请提供一种卷芯结构的极耳错位调节方法，卷芯结构包括正极片、隔膜及负极片，所述负极片、所述隔膜、所述正极片、所述隔膜顺序叠放卷绕形成所述卷芯结构，所述卷芯结构具有顺序首尾连接的第一平直段、第一弧形段、第二平直段及第二弧形段，所述正极片上设置有多个正极耳，所述负极片上设置有多个负极耳，多个正极耳的引出位置至少部分重叠，多个负极耳的引出位置至少部分重叠，多个正极耳引出位置位于所述第二平直段，多个负极耳的引出位置位于所述第二平直段，其特征在于，极耳错位调节方法包括如下步骤：
分别获取正极片、负极片、隔膜的厚度制造公差及极片卷绕层数；
根据正极片、负极片、隔膜的厚度制造公差及极片卷绕层数确定负极耳的理论最大错位公差；
判断负极耳的理论最大错位公差是否在电芯现实负极耳错位允许范围内，否则分别在正极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，分别在所述正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口；
采用第一绝缘胶纸粘接第一调节缺口处两侧的负极片，采用第二绝缘胶纸粘接第二调节缺口处两侧的正极片，所述第一绝缘胶纸、所述第二绝缘胶纸、所述第一调节缺口和所述第二调节缺口共同形成定位调节结构。
上述极耳错位调节方法，通过基于正极片、负极片、隔膜的厚度制造公差及极片卷绕层数，并据此确定负极耳的理论最大错位公差；然后再结合电芯现实负极耳错位允许范围，并据此设置极耳的定位调节结构，通过在负极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，并在正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口，并通过第一绝缘胶纸和第二绝缘胶纸分别将缺口处连接，如此，可以根据极片反弹厚度通过调节第一调节缺口和第二调节缺口调节极耳，减少多个正极耳或者多个负极耳的错位，进而可以实现卷芯结构极耳的二次极耳定位，调整极耳位置，可有效改善多极耳卷绕电芯极耳错位不良，降低错位导致的卷芯报废，并且可降低极片存储时间管控难度，减少车间湿度控制投入成本。本申请通过在极片中间断开形成缺口，用于调整极耳避免或者减少极耳错位的方式，管控难度相对较低，能够较好地解决或者减少极耳错位问题，克服极片反弹厚度影响，从而确保多极耳与转接片的焊接，保证电芯过流面积和电池充放电能力。
在其中一个实施例中，所述定位调节结构的数量设置为t个；
负极耳理论最大错位公差x为：
x=)
其中，z为正极片的厚度的加工公差，f为负极片厚度的加工公差，g为隔膜厚度的加工公差，n为最外层负极耳的设置层数，位于最外层负极耳内层的每一层均设置有负极耳；Π为圆周率；当然，考虑到每一层均设置正极耳和负极耳，也可以将n理解为极片卷绕层数。
其中，电芯现实负极耳错位允许范围为Y；则定位调节结构的数量t满足如下关系：
（1）当Y＜x≤2*Y时，则t=1，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/2层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（2）当2*Y＜x≤3*Y时，则t=2，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/3和2n/3层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（3）当t*Y＜x≤（t+1）*Y时，t个定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/（t+1）、2*n/（t+1）、3*n/（t+1）、……、t*n/（t+1）层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y。
如此，通过结合正极片的厚度的加工公差、负极片厚度的加工公差、隔膜厚度的加工公差，并据此调节定位调节结构的数量，进一步减少极耳错位问题。
第三方面，本申请提供一种电池，包括如上任一实施例中所述的卷芯结构；或者，包括如上任一实施例中所述的卷芯结构的极耳错位调节方法制备得到的卷芯结构。
在其中一个实施例中，所述电池为方形电池，所述方形电池包括壳体、顶盖及位于壳体内部的卷芯结构，所述顶盖连接所述壳体，所述顶盖上设置有正极柱及负极柱，所述正极柱连接所述卷芯结构的正极耳，所述负极柱连接所述卷芯结构的负极耳。
上述电池采用了上述卷芯结构，通过在负极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，并在正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口，并通过第一绝缘胶纸和第二绝缘胶纸分别将缺口处连接，如此，可以根据极片反弹厚度通过调节第一调节缺口和第二调节缺口调节极耳，减少多个正极耳或者多个负极耳的错位，进而可以实现卷芯结构极耳的二次极耳定位，调整极耳位置，可有效改善多极耳卷绕电芯极耳错位不良，降低错位导致的卷芯报废，并且可降低极片存储时间管控难度，减少车间湿度控制投入成本。本申请通过在极片中间断开形成缺口，用于调整极耳避免或者减少极耳错位的方式，管控难度相对较低，能够较好地解决或者减少极耳错位问题，克服极片反弹厚度影响，从而确保多极耳与转接片的焊接，保证电芯过流面积和电池充放电能力。
需要说明的是，本申请的第一调节缺口、第二调节缺口并结合绝缘胶纸黏贴调节极耳位置的方式，可以应用在卷芯结构的卷绕过程中，也可以应用在正极片或者负极片的料辊中调节。
本申请的正极耳、负极耳形成的方式，包括但不限于在极片上模切形成极耳，当然也可以采用焊接极耳的方式。
下面给出一具体实施例。
储能电芯LFP-280Ah极耳设计层数为51层，且该电芯错位规格需要控制在8mm以内，正极片厚度加工公差0.0015mm、负极片厚度加工公差0.002mm、隔膜厚度加工公差0.0005mm；
采用传统的一次极耳定位结构裸电芯设计时，卷绕电芯错位工序能力x=10.89mm，无法满足≤8mm规格要求卷绕工序极耳错位不良~15%；通过经验调整，不良率及报废率均较高，大幅提高了生产成本。
通过采用本申请的二次极耳定位结构裸电芯设计，通过结合算出负极耳理论最大错位公差x，并在正负极片在第26层增加1个二次定位结构（L3=8mm、贴胶固定能力L4=5mm，负极贴胶长度L2=26mm，正极贴胶长度L1=35mm（正负极胶纸错位能力~4mm）），卷绕电芯错位工序能力x=2.90mm，可满足≤8mm规格要求，正常生产过程中无极耳错位不良；大幅提高产品良率，降低了生产成本。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。需要说明的是，本申请的“一实施例中”、“例如”、“又如”等，旨在对本申请进行举例说明，而不是用于限制本申请。以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (8)
1.一种卷芯结构，包括正极片、隔膜及负极片，所述负极片、所述隔膜、所述正极片、所述隔膜顺序叠放卷绕形成所述卷芯结构，所述卷芯结构具有顺序首尾连接的第一平直段、第一弧形段、第二平直段及第二弧形段，所述正极片上设置有多个正极耳，所述负极片上设置有多个负极耳，多个正极耳的引出位置至少部分重叠，多个负极耳的引出位置至少部分重叠，多个正极耳引出位置位于所述第二平直段，多个负极耳的引出位置位于所述第二平直段，其特征在于，所述卷芯结构还包括定位调节结构，所述定位调节结构包括第一绝缘胶纸及第二绝缘胶纸，所述负极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，所述正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口，于第一调节缺口断开的负极片通过第一绝缘胶纸相连接，于第二调节缺口断开的正极片通过第二绝缘胶纸相连接；
负极耳理论最大错位公差x为：
x=)
其中，z为正极片的厚度的加工公差，f为负极片厚度的加工公差，g为隔膜厚度的加工公差，n为极耳设计层数；Π为圆周率；电芯现实负极耳错位允许范围为Y；
其中，电芯现实负极耳错位允许范围Y小于负极耳理论最大错位公差x; 所述第一调节缺口沿负极片的卷绕方向的长度为L3,
所述定位调节结构的数量设置为t个；定位调节结构的数量t满足如下关系：
（1）当Y＜x≤2*Y时，则t=1，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/2层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（2）当2*Y＜x≤3*Y时，则t=2，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/3和2n/3层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（3）当t*Y＜x≤（t+1）*Y时，t个定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/（t+1）、2*n/（t+1）、3*n/（t+1）、……、t*n/（t+1）层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y。
2.根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，于第一调节缺口断开的负极片的两侧均通过第一绝缘胶纸相连接，于第二调节缺口断开的正极片的两侧均通过第二绝缘胶纸相连接。
3. 根据权利要求2所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一绝缘胶纸粘接所述负极片的粘结固定长度为L4，所述第一绝缘胶纸的长度L2满足如下计算式： L2=2×（L3+L4）；
所述第二调节缺口的长度与所述第一调节缺口的长度相等，所述第二调节缺口的长度为L3，所述第二绝缘胶纸的长度L1满足如下计算式：L1＞L2+2×L5；其中，L5为正极片与负极片上对应的胶纸的允许错位距离。
4.根据权利要求3所述的卷芯结构，其特征在于，所述正极片包括正极卷绕起始端，所述隔膜包括隔膜卷绕起始端，所述负极片包括负极卷绕起始端，所述隔膜卷绕起始端相对于所述负极卷绕起始端多出至少半圈，且所述隔膜卷绕起始端位于所述卷芯结构的第二平直段的一侧，所述负极卷绕起始端及所述正极卷绕起始端均位于所述卷芯结构的第二平直段的一侧，所述负极卷绕起始端比所述正极卷绕起始端长，且所述负极卷绕起始端相对所述正极卷绕起始端更靠近所述第一弧形段。
5.根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一绝缘胶纸是绿胶或者蓝胶；和/或，所述第二绝缘胶纸是绿胶或者蓝胶。
6.一种卷芯结构的极耳错位调节方法，卷芯结构包括正极片、隔膜及负极片，所述负极片、所述隔膜、所述正极片、所述隔膜顺序叠放卷绕形成所述卷芯结构，所述卷芯结构具有顺序首尾连接的第一平直段、第一弧形段、第二平直段及第二弧形段，所述正极片上设置有多个正极耳，所述负极片上设置有多个负极耳，多个正极耳的引出位置至少部分重叠，多个负极耳的引出位置至少部分重叠，多个正极耳引出位置位于所述第二平直段，多个负极耳的引出位置位于所述第二平直段，其特征在于，极耳错位调节方法包括如下步骤：
分别获取正极片、负极片、隔膜的厚度制造公差及极片卷绕层数；
根据正极片、负极片、隔膜的厚度制造公差及极片卷绕层数确定负极耳的理论最大错位公差；
判断负极耳的理论最大错位公差是否在电芯现实负极耳错位允许范围内，否则分别在正极片于所述第一平直段侧断开形成有第一调节缺口，分别在所述正极片于所述第一调节缺口的对应位置断开形成有第二调节缺口；
采用第一绝缘胶纸粘接第一调节缺口处两侧的负极片，采用第二绝缘胶纸粘接第二调节缺口处两侧的正极片，所述第一绝缘胶纸、所述第二绝缘胶纸、所述第一调节缺口和所述第二调节缺口共同形成定位调节结构;
所述定位调节结构的数量设置为t个；
负极耳理论最大错位公差x为：
x=)
其中，z为正极片的厚度的加工公差，f为负极片厚度的加工公差，g为隔膜厚度的加工公差，n为极耳设计层数；Π为圆周率；
电芯现实负极耳错位允许范围为Y；所述第一调节缺口沿负极片的卷绕方向的长度为L3;则定位调节结构的数量t满足如下关系：
（1）当Y＜x≤2*Y时，则t=1，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/2层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（2）当2*Y＜x≤3*Y时，则t=2，定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/3和2n/3层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y；
（3）当t*Y＜x≤（t+1）*Y时，t个定位调节结构对应的第一调节缺口及第二调节缺口位置分别位于负极片层数n及正极片层数n的n/（t+1）、2*n/（t+1）、3*n/（t+1）、……、t*n/（t+1）层位置处，且位于第一平直段位置处，L3=Y。
7.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至5任一项中所述的卷芯结构；或者，包括如权利要求6所述的卷芯结构的极耳错位调节方法制备得到的卷芯结构。
8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述电池为方形电池，所述方形电池包括壳体、顶盖及位于壳体内部的卷芯结构，所述顶盖连接所述壳体，所述顶盖上设置有正极柱及负极柱，所述正极柱连接所述卷芯结构的正极耳，所述负极柱连接所述卷芯结构的负极耳。
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Citations (5)
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|---|---|---|---|---|
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| CN212571097U (zh) * | 2020-07-28 | 2021-02-19 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 电芯结构与二次电池 |
| CN218498139U (zh) * | 2022-10-11 | 2023-02-17 | 欣旺达电动汽车电池有限公司 | 卷芯、电池和用电设备 |
| CN116315486A (zh) * | 2023-03-01 | 2023-06-23 | 桐城国轩新能源有限公司 | 一种锂离子电池极耳、极耳处理方法以及极耳成型方法 |
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