CN201584463U - 一种提高电池容量的卷绕结构 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于电池技术领域，具体公开一种提高电池容量的卷绕结构，其通过正极片、负极片和隔膜卷绕形成多个绕圈，其中该正、负极片由集流体和活性层构成，该卷绕结构所形成的最内圈及最外圈极片均为单层活性层，其他绕圈极片均为双层活性层。本实用新型技术能充分利用正、负极活性层，同时节约空间，利用节约出的空间放入更多的正极或负极活性物质，从而增加电池的容量。

Description

一种提高电池容量的卷绕结构
技术领域
本实用新型属于电池技术，涉及一种提高电池容量的卷绕结构。
背景技术
一般卷绕式电池结构如图4所示，由正极5、负极4、隔膜3卷绕在一起。其中的正极片如图5所示，正极片9a以及正极片9b是长度相等厚度均匀的活性层，当极片和隔膜卷绕成圆柱形后，卷芯最内圈和最外圈的极片都有一半区域的活性层没有被充分利用。因为卷芯最内圈极片靠内侧的正、负活性层没有对应的负、正活性层与之反应，最外圈极片靠近壳体8一侧的正、负活性层也没有对应的负、正活性层与之反应，从而造成了这些活性层没有得到充分的利用，更重要是占用了电池内部空间，不利于充分利用有限的电池壳体容积，降低了电池的设计容量。
实用新型内容
针对现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种提高电池容量的卷绕结构，该结构充分利用正、负极活性层，同时节约空间，利用节约出的空间放入更多的正极片或负极片，从而增加电池的容量。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种提高电池容量的卷绕结构，正极片、负极片及隔膜卷绕形成多个绕圈，其中，该正、负极片由两面活性层中间夹金属集流网构成，通过将正极或负极活性层错位或非等长设计，该卷绕结构所形成的最内圈及最外圈极片均为单层活性层。
在现有技术卷芯的中间部分，正极和负极两面的活性层都可以参加反应。但卷芯最外圈的正极片或负极片靠近壳体一侧的活性层没有相应的负极或正极活性层与之反应，所以这部分活性层没有充分的参加反应。卷芯最内圈的极片也类似。本实用新型方案将最内圈及最外圈设为单层活性层，去除了没有发生反应的活性层，节省出一定的空间，并利用这些节省的空间放入更多的正极片或负极片，在保持原有电池体积的大小下，有效提高了电池的容量。
该卷芯最内圈及最外圈均为正极片，该正极片卷绕后最内圈为单层活性层，最外圈为单层活性层，其他绕圈为双层活性层，该负极片为双层活性层。
该正极片2中间的双层活性层的前端D与负极片的前端E对齐。
该正极片中间的双层活性层的末端C与负极片的末端F对齐，且正极片最外圈单层活性层包住最外圈负极片。
该正极片为在集流体的上、下两面铺设两层平行错开的负极活性层形成。
该负极片为在集流体的两面铺设平齐的双层活性层。
该电池为锂电池，负极片的活性层为金属锂或合金锂。
该卷芯最内圈及最外圈均为负极片，该负极片卷绕后最内圈为单层活性层，最外圈为单层活性层，其他绕圈为双层活性层，该正极片为双层活性层。
该卷芯最内圈为正极片，最外圈为负极片，该正极片卷绕后最内圈为单层活性层，其余部分为双层活性层，该负极片卷绕后最外圈为单层活性层，负极片最外圈单层活性层的末端与正极片的末端对齐，且包住最外圈正极片。
该卷芯最内圈为负极片，最外圈为正极片，该负极片卷绕后最内圈为单层活性层，其余部分为双层活性层，该正极片卷绕后最外圈为单层活性层，正极片最外圈单层活性层的末端与负极片的末端对齐，且包住最外圈负极片。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优势：
本实用新型一方面可以充分利用正、负极活性层，同时可以节约空间，节约出的空间又可以放入更多的正极片或负极片，这样就可以增加电池的容量。
附图说明
图1为本实用新型的电池卷绕结构的结构示意图，1为负极，2为正极，3为隔膜，8为壳体，在另一种变形方式中，1为正极，2为负极；
图2为本实用新型实施例1正极片的结构示意图，图2A为正极片2的正面视图，图2B为反面视图，图2C为截面视图，6a和6c为正极活性层，6c为集流体，A至D之间的正极片为单层活性层，C至B之间的正极片为单层活性层，D至C之间的正极片为双层活性层；
图3为本实用新型实施例1负极片的结构示意图，7a和7b为负极活性层，7a和7b负极活性层的两端E、F是平齐的，7c为负极集流体；
图4为现有方案电池卷绕结构的示意图，4为负极，3为隔膜，5为正极，8为壳体。
图5为现有方案电池正极片示意图，9a和9b为正极活性层，9c为集流体。现有方案的负极片4与正极片5结构类似，集流体两面为长度相等厚度均匀的活性层。电池的正极片或负极片也可以是厚度均匀的单层活性层。
图6为本实用新型技术和现有技术制作的ER34615M型锂/亚硫酰氯电池在8欧姆下的恒阻放电曲线对比。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进行详细的描述。
实施例1
如图1至图3所示，本实用新型提供了一种提高电池容量的卷绕结构，制作完成后的卷绕结构置于壳体5中，该卷绕结构通过正极片2、负极片1及隔膜3卷绕形成多个绕圈，其中，该正、负极片由活性层构成，该卷绕结构所形成的最内圈及最外圈均为单层活性层，其他绕圈均为双层活性层。具体地，在该正极片2卷绕一圈后放入负极片1卷绕，同时在正极片2与负极片1之间卷进一层隔膜3，从而使正极片2与负极片1相互隔离。
如图2至图3所示，该卷芯最内圈及最外圈均为正极片2，该正极片2包括中间的双层活性层，最内圈为单层活性层，该最外圈为单层活性层，如图2所示，该负极片1为双层活性层。
该正极片2中间的双层活性物质层的前端D与负极片1的前端E对齐。
该正极片2的C端和B端与负极片1的末端F对齐，且负极片C至B之间的单层活性层包住正极片2的最外圈。
该正极片2为在集流体6c的上、下两面铺设两层平行错开的正极活性层6a、6b形成。
该负极片1为在集流体7c的两面铺设平齐的正极活性层7a、7b形成。
该电池为锂电池，负极片1的活性层为金属锂或合金锂。
当极片的厚度较厚，例如极片厚度大于0.5mm时，采用上述的负极片卷绕方法可以节省较多的空间。
下面举一实例进行说明：
卷绕式锂/亚硫酰氯电池ER34615M采用不同极片方案制作电池，用8欧的负载电阻放电，放电时间对比如图6，可以看出采用本实用新型方案卷绕方式的电池放电时间比原方案多了4小时，放电容量多了16％。如图6所示。
实施例2
本实施例是实施例1的一种变形方式，具体为，该最内圈及最外圈均为负极片2，该负极片2前端和末端为单层活性层，中间部分为双层活性层，该正极片1为双层活性层。
该负极片2为在集流体6c的上、下两面铺设两层平行错开的正极活性层6a和6b形成。该正极片1为在集流体7c的两面铺设平齐的负极活性层7a和7b形成。
实施例3
本实施例是实施例1的另一种变形方式，具体为，该最内圈为正极片，该最外圈为负极片，正极片卷绕后最内圈为单层活性层，其余部分为双层活性层，该负极片卷绕后最外圈为单层活性层，负极片最外圈单层活性层的末端与正极片的末端对齐，且包住最外圈正极片。
该正极片为在集流体的上下两面铺设一端平齐、另一端错开的正极活性层形成。该负极片为在集流体的上下两面铺设一端平齐、另一端错开的负极活性层形成。
实施例4
本实施例是实施例1的另一种变形方式，具体为，该最内圈为负极片，该最外圈为正极片，负极片卷绕后最内圈为单层活性层，其余部分为双层活性层，该正极片卷绕后最外圈为单层活性层，正极片最外圈单层活性层的末端与负极片的末端对齐，且包住最外圈负极片。

Claims (10)

1.一种提高电池容量的卷绕结构，通过正极片、负极片和隔膜卷绕形成多个绕圈，其中该正、负极片由集流体和活性层构成，其特征在于，该卷绕结构所形成的最内圈及最外圈极片均为单层活性层，其他绕圈极片均为双层活性层。
2.根据权利要求1所述的提高电池容量的卷绕结构，其特征在于，该卷芯最内圈及最外圈均为正极片，该正极片卷绕后最内圈为单层活性层，最外圈为单层活性层，其他绕圈为双层活性层，该负极片为双层活性层。
3.根据权利要求2所述的提高电池容量的卷绕结构，其特征在于，该正极片(2)中间的双层活性层的前端(D)与负极片的前端(E)对齐。
4.根据权利要求2所述的提高电池容量的卷绕结构，其特征在于，该正极片中间的双层活性层的末端(C)与负极片的末端(F)对齐，且正极片单层活性层包住负极片的最外圈。
5.根据权利要求2或3或4所述的提高电池容量的卷绕结构，其特征在于，该正极片为在集流体的上、下两面铺设两层平行错开的正极活性层形成。
6.根据权利要求2或3或4所述的提高电池容量的卷绕结构，其特征在于，该负极片为在集流体的两面铺设平齐的负极活性层形成。
7.根据权利要求1所述的提高电池容量的卷绕结构，其特征在于，该电池为锂电池，负极片的活性层为金属锂或合金锂，正极片的活性层为混有粘结剂的碳黑，电解液为亚硫酰氯、硫酰氯或二氧化硫。
8.根据权利要求1所述的提高电池容量的卷绕结构，其特征在于，该卷芯最内圈及最外圈均为负极片，该负极片卷绕后最内圈为单层活性层，最外圈为单层活性层，其他绕圈为双层活性层，该正极片为双层活性层或单层活性层。
9.根据权利要求1所述的提高电池容量的卷绕结构，其特征在于该卷芯最内圈为正极片，最外圈为负极片，该正极片卷绕后最内圈为单层活性层，其余部分为双层活性层，该负极片卷绕后最外圈为单层活性层，负极片最外圈单层活性层的末端与正极片的末端对齐，且包住最外圈正极片。
10.根据权利要求1所述的提高电池容量的卷绕结构，其特征在于该卷芯最内圈为负极片，最外圈为正极片，该负极片卷绕后最内圈为单层活性层，其余部分为双层活性层，该正极片卷绕后最外圈为单层活性层，正极片最外圈单层活性层的末端与负极片的末端对齐，且包住最外圈负极片。
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