CN205050931U - 电池卷芯及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池卷芯，该由正极片、隔膜、以及负极片卷绕而成；所述正极集流体包括被所述正极活性材料层覆盖的第一覆料区和未被所述正极活性材料层覆盖的第一裸露区；所述第一裸露区包括用于安装所述正极耳的第一安装区和用于避让所述负极耳的第一避让区；所述负极集流体包括被所述负极活性材料层覆盖的第二覆料区和未被所述负极活性材料层覆盖的第二裸露区；所述第二裸露区包括用于安装所述负极耳的第二安装区和用于避让所述正极耳的第二避让区；所述第一避让区与负极耳对应设置，所述第二避让区与正极耳对应设置。上述电池卷芯，在厚度方向上，使卷芯的体积利用率提高。本实用新型还公开了一种电池。

Description

电池卷芯及电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，特别是涉及一种电池卷芯及电池。

背景技术

近年来，智能移动通讯、娱乐设备越来越多的运用于人们生活之中，这些设备大部分需要循环充放电。随着人们更加频繁的使用，就对电池容量和安全性能有了更高的要求，也就是要求电池具有更高的能量密度和安全性能。

而一般提高电池能量密度及电池的安全性能方法是通过提升电池活性材料的含量，克容量发挥，压实密度等手段，然而材料的发展速度是缓慢的，提升的空间也是有限的。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种电池卷芯，其旨在解决现有的电池能量密度低及电池安全性能不好等问题。

一种电池卷芯，所述电池卷芯由正极片、隔膜、以及负极片卷绕而成；

所述正极片包括正极集流体、正极活性材料层以及正极耳；

所述负极片包括负极集流体、负极活性材料层以及负极耳；

所述正极集流体包括被所述正极活性材料层覆盖的第一覆料区和未被所述正极活性材料层覆盖的第一裸露区；

所述第一裸露区包括用于安装所述正极耳的第一安装区和用于避让所述负极耳的第一避让区；

所述负极集流体包括被所述负极活性材料层覆盖的第二覆料区和未被所述负极活性材料层覆盖的第二裸露区；

所述第二裸露区包括用于安装所述负极耳的第二安装区和用于避让所述正极耳的第二避让区；

所述第一避让区与负极耳对应设置，所述第二避让区与正极耳对应设置。

目前的卷芯结构，极耳突出于极片表面0.05-0.2mm，经过卷芯的一层层卷绕叠加，导致卷芯厚度方向的体积利用率低，能量密度无法进一步提升。在较薄的电芯上，这样现象更加凸显，然而现在的电池都是朝着轻薄化的方向发展，这就会使这种现象更加突出。而上述电池卷芯，由于设置第一避让区和第二避让区，且第一避让区与负极耳对应设置，第二避让区与正极耳对应设置，从而负极耳凸出负极片表面的部分容置在第一避让区内，并不会增加卷芯的整体厚度，同理正极耳也不会增加卷芯的整体厚度，在厚度方向上，使卷芯的体积利用率提高，从而提高了能量密度，且由于该设计使得极耳可位于极片的任意位置，减小了极片的电阻，使得在充放电时，特别是在大倍率充放电时，减小了电芯发热，提高了安全性能以及使用寿命。

在其中一个实施例中，在所述正极片的长度方向上，所述第一安装区位于所述正极集流体的中部。

在其中一个实施例中，在所述正极片的长度方向上，所述第一安装区位于所述正极集流体的二分之一处。

在其中一个实施例中，所述第一安装区及第一避让区在所述正极片的长度方向上的长度分别大于所述第二安装区及第二避让区在所述负极片的长度方向上的的长度。

在其中一个实施例中，所述第一安装区及第一避让区的宽度分别大于所述第二安装区及第二避让区的宽度。

在其中一个实施例中，在所述正极片的长度方向上，所述第一安装区和所述第一避让区间隔设置。

在其中一个实施例中，在所述负极片的长度方向上，所述正极集流体的两面均附有正极活性材料层；所述负极集流体的两面均附有负极活性材料层。

在其中一个实施例中，所述第一避让区的个数为至少两个，所述第二避让区的个数为至少两个。

本实用新型还提供了一种电池，包括壳体以及封装在所述壳体内的电池卷芯；其中，所述电池卷芯为本实用新型所提供的电池卷芯。

上述电池，由于采用本实用新型所提供的电池卷芯，故而可以有效提高电池的能量密度及安全性能。

在其中一个实施例中，所述电池为软包装电池。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的电池卷芯的结构示意图。

图2为本实用新型一实施例的电池卷芯中正极耳处的局部结构示意图。

图3为本实用新型一实施例的电池卷芯的正极片展开状态的结构示意图。

图4为本实用新型一实施例的电池卷芯的负极片展开状态的结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

参见图1，本实用新型一实施例的电池卷芯100，由正极片200、隔膜400(见图2)、以及负极片300卷绕而成。

其中，本实用新型的隔膜400，可依据不同电池选择不同的隔膜，可以选自不包含电解质的隔膜，亦可以选自吸附有电解质的隔膜，还可以选自具有隔膜性质的电解质膜。

结合图1参见图2，正极片200包括正极集流体210、正极活性材料层220以及正极耳230；正极集流体210作为正极活性材料层220的载体，同时在电池充放电过程中，将正极活性材料层220中所产生的电荷导出。正极耳230用于将正极集流体210的电荷导引至电池的外电极。同理，负极片300包括负极集流体310、负极活性材料层320以及负极耳330(见图4)。负极集流体310作为负极活性材料层320的载体，同时在电池充放电过程中，将负极活性材料层320中所产生的电荷导出。负极耳330用于将负极集流体310的电荷导引至电池的外电极。

结合图1-2参见图3，在正极片200的长度方向上，也即卷绕方向，卷绕时沿正极片200的长度方向卷绕；正极集流体210包括被正极活性材料层220覆盖的第一覆料区211和未被所述正极活性材料层220覆盖的第一裸露区；其中，第一裸露区包括第一安装区212和第一避让区213。第一安装区212用于安装正极耳230。一般地，正极耳230焊接在正极集流体200的第一安装区212上。第一避让区213由于没有覆盖正极活性材料层220，因而正极片200在第一避让区213处形成凹坑，可避让负极耳330。

参见图4，同样地，在负极片300的长度方向上，也即卷绕方向，卷绕时沿负极片300的长度方向卷绕；负极集流体310包括被负极活性材料层320覆盖的第二覆料区311和未被负极活性材料层覆盖320的第二裸露区；其中，第二裸露区包括第二安装区312和第二避让区313。第二安装区312用于安装负极耳330，一般地，负极耳330焊接在负极集流体300的第二安装区312上。第二避让区313由于没有覆盖负极活性材料层320，因而负极片300在第二避让区313处形成凹坑，可避让正极耳230。

在电池卷芯结构中，第一避让区213与负极耳330对应设置，第二避让区313与正极耳230对应设置。参见图2，由于正极耳230的表面一般高于正极活性材料层220的表面，因此正极耳230在正极片200的表面形成凸台，由于负极片300的第二避让区313与正极耳230对应设置，可使正极耳230突出部分顶着隔膜400嵌入到第二避让区313所形成凹坑中，从而在电池卷芯厚度方向不会因正极耳230导致电池卷芯体积增大。

在本实施例中，在正极集流体210的正反面分别覆有正极活性材料层220，对应地，在负极集流体310的正反面分别覆有负极活性材料层320，在该第一安装区212的正反面均未被正极活性材料层220覆盖，该第一避让区213的单面未被正极活性材料层220覆盖(该单面指与该负极耳330相对应的面)，相应地，在该第二安装区313的正反面均未被负极活性材料层320覆盖，该第二避让区313的单面未被正极活性材料层320覆盖(该单面指与该正极耳230相对应的面)。

更具体地，在正极片200的长度方向上，在正极集流体210的头端或尾端还具有裸露区，即正极片200的头端或尾端为单面覆料。由于电池卷芯最外层的正极活性材料层因无与之对应的负极活性材料层，在电池充放电时并不能发挥作用，正极片200的头端或尾端为单面覆料，这样取消那些不能发挥作用的正极活性材料层的厚度，进一步降低卷芯的厚度，提高了电芯厚度方向的体积利用率，从而提高了能量密度。同理，负极片300的头端或尾端也为单面覆料。

为了进一步优化电池卷芯结构，在正极片200的长度方向上，第一安装区212位于正极集流体210的中部。也即正极耳230安装于正极集流体210的中部。更具体地，在正极片200的长度方向上，第一安装区212位于正极集流体210的二分之一处。这样电流是由正极集流体的中间向两端同时传输，减小了电阻，最高可以达到只有1/4倍的电阻；在电池充放电时，特别是在大倍率充放电时，减小了电池发热，提高了电池安全性能以及使用寿命。特别是在软包装电池中，在封装时需要适应包装膜尺寸而压弯正极耳230，可以避免因正极耳230弯折时刺穿或撕裂隔膜而发生内部短路的问题。同理地，在负极片300的长度方向上，第二安装区312也可以位于负极集流体310的中部。

为了进一步优化电池卷芯结构，第一安装区212及第一避让区213在正极片200的长度方向上的长度分别大于第二安装区312及第二避让区313在负极片300的长度方向上的长度。这样可以降低在电池充放电过程中形成锂枝晶的风险。另，第一安装区212及第一避让区213的宽度分别大于所述第二安装区312及第二避让区313的宽度，以进一步降低在电池充放电过程中形成锂枝晶的风险。

在正极片200的长度方向上，第一安装区212和第一避让区213间隔设置。对应地，在负极片300的长度方向上，第二安装区312和第二避让区313间隔设置。这样可以是正负极耳间隔一定的距离，进一步降低因极耳弯折时刺穿或撕裂隔膜而发生内部短路的问题。

在本实用新型中，正极耳230以及负极耳330的数量并不局限于一个，亦可以是多个；正极耳230以及负极耳330的数量可以根据实际情况独立设计。相应地，第一避让区213的个数可以为至少两个，所述第二避让区313的个数可以为至少两个。

本实用新型所提供的电池卷芯，由于设置第一避让区和第二避让区，且第一避让区与负极耳对应设置，第二避让区与正极耳对应设置，从而负极耳凸出负极片表面的部分容置在第一避让区内，并不会增加卷芯的整体厚度，同理正极耳也不会增加卷芯的整体厚度，在厚度方向上，使卷芯的体积利用率提高。

本实用新型还提供了一种电池。

一种电池，包括壳体以及封装在所述壳体内的电池卷芯；其中，所述电池卷芯为本实用新型所提供的电池卷芯。

其中，壳体可以是硬壳体，例如钢壳；也可以是软壳体，例如铝塑复合膜。

优选地，电池为软包装电池，也即是采用软壳体封装的电池。

更具体为聚合物锂离子电池。

本实用新型所提供的电池，采用本实用新型的电池卷芯，从而提高电池的能量密度。

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。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电池卷芯，所述电池卷芯由正极片、隔膜、以及负极片卷绕而成；

所述正极片包括正极集流体、正极活性材料层以及正极耳；

所述负极片包括负极集流体、负极活性材料层以及负极耳；

其特征在于，

所述正极集流体包括被所述正极活性材料层覆盖的第一覆料区和未被所述正极活性材料层覆盖的第一裸露区；

所述第一裸露区包括用于安装所述正极耳的第一安装区和用于避让所述负极耳的第一避让区；

所述负极集流体包括被所述负极活性材料层覆盖的第二覆料区和未被所述负极活性材料层覆盖的第二裸露区；

所述第二裸露区包括用于安装所述负极耳的第二安装区和用于避让所述正极耳的第二避让区；

所述第一避让区与负极耳对应设置，所述第二避让区与正极耳对应设置。

2.根据权利要求1所述的电池卷芯，其特征在于，在所述正极片的长度方向上，所述第一安装区位于所述正极集流体的中部。

3.根据权利要求2所述的电池卷芯，其特征在于，在所述正极片的长度方向上，所述第一安装区位于所述正极集流体的二分之一处。

4.根据权利要求1所述的电池卷芯，其特征在于，所述第一安装区及第一避让区在所述正极片的长度方向上的长度分别大于所述第二安装区及第二避让区在所述负极片的长度方向上的长度。

5.根据权利要求4所述的电池卷芯，其特征在于，所述第一安装区及第一避让区的宽度分别大于所述第二安装区及第二避让区的宽度。

6.根据权利要求1所述的电池卷芯，其特征在于，在所述正极片的长度方向上，所述第一安装区和所述第一避让区间隔设置。

7.根据权利要求1所述的电池卷芯，其特征在于，所述正极集流体的两面均附有正极活性材料层；所述负极集流体的两面均附有负极活性材料层。

8.根据权利要求1任一项所述的电池卷芯，其特征在于，所述第一避让区的个数为至少两个，所述第二避让区的个数为至少两个。

9.一种电池，包括壳体以及封装在所述壳体内的电池卷芯；其特征在于，所述卷芯为权利要求1-8任一项所述的电池卷芯。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述电池为软包装电池。