CN205828574U - 卷绕式电芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种卷绕式电芯，其包括第一极片、第二极片、隔离膜和插入件。第一极片包括：第一集流体；以及第一活性物质层。第二极片包括：第二集流体；以及第二活性物质层。隔离膜设置于第二极片和第一极片之间。插入件设置在第一极片和第二极片之间，第一集流体与插入件电连接，第二集流体的至少面向插入件的表面未涂覆第二活性物质层。当本实用新型的卷绕式电芯用于穿钉测试时，插入件能够与第二集流体发生短路，提高了电池的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种卷绕式电芯。
背景技术
现有技术中，锂离子电池正负极片卷绕成电芯，由于正负极片均由敷料区收尾，在进行穿钉测试时，钢针刺入满充的电池后，带敷料的正、负极片瞬间短路，立即放出大量的热，极易起火燃烧。为了改善电池的穿钉性能，现有技术采用在正极片尾部设置一段加长空铝箔，在负极片尾部设置一段加长空铜箔，并对隔膜进行延长，且按照空铝箔-隔膜-空铜箔-隔膜由外到内排布的顺序围绕电芯外圈一周，该结构称之为马甲(MJ)结构，从而当外部锋利导体刺穿电池时，空铝箔和空铜箔能迅速发生短路，并将空铝箔和阳极片(Al-Anode)，阳极片和阴极片(Anode-Cathode)的短路电流分流，使电芯内部的电量放出，以防止电池起火，从而提高电池的安全性。
但是由于空铝箔的熔点较低，当电芯容量过大，或者电芯尺寸变化时，会使空铝箔熔断导致MJ结构的分流作用消失，从而容易在穿钉测试时造成安全隐患。
实用新型内容
鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种卷绕式电芯，其提高了穿钉测试时的电芯的安全性。
为了实现上述目的，本实用新型提供了一种卷绕式电芯，其包括第一极片、第二极片、隔离膜和插入件。
第一极片包括：第一集流体；以及第一活性物质层，涂覆在第一集流体的表面上。第二极片与第一极片电极性相反，包括：第二集流体；以及第二活性物质层，涂覆在第二集流体的表面上。隔离膜设置于第二极片和第一极片之间。
插入件设置在第一极片和第二极片之间，第一集流体与插入件电连接，第二集流体的至少面向插入件的表面未涂覆第二活性物质层。
本实用新型的有益效果如下：
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，由于第一极片和第二极片之间设置有插入件，而第一集流体电连接于插入件，第二集流体的至少面向插入件的表面未涂覆第二活性物质层，从而插入件与其面对面的第二集流体形成包裹卷绕式电芯的马甲结构，从而当用于穿钉测试时，插入件能够与第二集流体发生短路提高了电池的安全性。
附图说明
图1是根据本实用新型的卷绕式电芯在一实施例中的卷绕示意图；
图2是图1的变形图；
图3是根据本实用新型的卷绕式电芯在另一实施例中的卷绕示意图；
图4是图3的变形图，并示出了第一极耳和第二极耳；
图5是图4的变形图；
图6是根据本实用新型的卷绕式电芯在又一实施例中的卷绕示意图；
图7是图3的变形图。
其中，附图标记说明如下：
1第一极片 3隔离膜
11第一集流体 31第一条隔离膜
12第一活性物质层 32第二条隔离膜
S1第一空白集流体 4插入件
2第二极片 5第一极耳
21第二集流体 6第二极耳
22第二活性物质层 7固定胶
S2第二空白集流体
具体实施方式
下面参照附图来详细说明根据本实用新型的卷绕式电芯。
参照图1至图7，根据本实用新型的卷绕式电芯包括第一极片1、第二极片2、隔离膜3和插入件4。
第一极片1包括：第一集流体11；以及第一活性物质层12，涂覆在第一集流体11的表面上。第二极片2与第一极片1电极性相反，包括：第二集流体21；以及第二活性物质层22，涂覆在第二集流体11的表面上。隔离膜3设置于第二极片2和第一极片1之间。
插入件4设置在第一极片1和第二极片2之间，第一集流体11与插入件4电连接，第二集流体21的至少面向插入件4的表面未涂覆第二活性物质层22。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，由于第一极片1和第二极片2之间设置有插入件4，而第一集流体11电连接于插入件4，第二集流体21的至少面向插入件4的表面未涂覆第二活性物质层22，从而插入件4与其面对面的第二集流体21形成包裹卷绕式电芯的马甲结构(即MJ结构)，从而当用于穿钉测试时，插入件4能够与第二集流体21发生短路，提高了电池的安全性。
根据本实用新型的卷绕式电芯，在一实施例中，参照图1至图7，第一集流体11的至少面向插入件4的表面未涂覆第一活性物质层12。这样设置的目的是为了便于第一集流体11能够与插入件4电连接。卷绕式电芯还可包括：第一极耳5，电连接于第一极片1的第一集流体11；以及第二极耳6，电连接于第二极片2的第二集流体21。
在一实施例中，隔离膜3可包括：第一条隔离膜31；以及第二条隔离膜32。
在一实施例中，第一条隔离膜31和第二条隔离膜32可互相连接而成为一条。
在一实施例中，第一条隔离膜31和第二条隔离膜32可为分离开的两条。
根据本实用新型的卷绕式电芯，在一实施例中，参照图1，插入件4可设置于第一条隔离膜31与第一极片1之间。
在一实施例中，参照图2至图7，插入件4可设置于第二条隔离膜32与第一极片1之间。
在一实施例中，第一集流体11的仅面向插入件4的表面未涂覆第一活性物质层12(如图1和图6所示)，或者第一集流体11的面向插入件4的表面和背对插入件4的表面均未涂覆第一活性物质层12且定义为第一空白集流体S1(如图2至图4所示)。
在一实施例中，第二集流体21的仅面向插入件4的表面未涂覆第二活性物质层22(如图7所示)，或者第二集流体21的面向插入件4的表面和背对插入件4的表面均未涂覆第二活性物质层22且定义为第二空白集流体S2(如1至图6所示)。
在一实施例中，参照图1至图7，插入件4的长度不超过第二集流体21的面向插入件4的未涂覆有第二活性物质层22的表面部分的长度。这样设置的目的是为了避免插入件4与第二活性物质层22接触，同时避免了电芯厚度的增加。因为当插入件4与第二活性物质层22重叠时，与插入件4接触的第二活性物质层22部分在卷绕式电芯使用时不起作用，从而会影响电芯的能量密度。
在一实施例中，参照图1和图2，插入件4可设置在卷绕式电芯的尾部。其中，插入件4与第一集流体11、第二集流体21形成包裹卷绕式电芯的加强外MJ结构，从而当用于穿钉测试时，插入件4与第二集流体21以及第一集流体11与第二集流体21均能够迅速发生短路，提高了分流作用，从而导致插入件4与第二集流体21形成的短路电流和第一集流体11与第二集流体21形成的短路电流均相对较小进而提高了电池的安全性。此外，这种加强外MJ结构也提高了卷绕式电芯的散热性。
在一实施例中，参照图3至图5和图7，插入件4可设置在卷绕式电芯的头部。其中，插入件4与第二集流体21形成包裹卷绕式电芯的头部内MJ结构，从而当用于穿钉测试且金属钉插入到电芯的头部时，插入件4与第二集流体21能够发生短路且该内MJ结构形成的短路电流小，插入件4和第二集流体21不易熔断，从而该内MJ结构能够长时间起作用，进而提高了电池的安全性。
在一实施例中，参照图4和图5，第一极耳5可焊接于卷绕式电芯的头部的第一集流体11，第二极耳6可焊接于卷绕式电芯头部的第二集流体21。当第一极耳5直接面向插入件4焊接于第一集流体11时，第一极耳5可直接电接触插入件4，插入件4经由第一极耳5电连接于第一集流体11(如图4所示)。当第一极耳5背向插入件4焊接于第一集流体11时，卷绕式电芯头部的第一集流体11可直接电接触插入件4(如图5所示)。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，第一极耳5与第一集流体11的材质相同，第二极耳6与第二集流体21的材质相同。
在一实施例中，参照图6，插入件4还可设置在卷绕式电芯的尾部和头部之间，即插入件4与第二集流体21形成包裹卷绕式电芯的中间内MJ结构。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，插入件4与第一集流体11的材质相同。
在一实施例中，第一集流体11可为铝箔，插入件4为铝箔。
在一实施例中，第一集流体11可为铜箔，插入件4为铜箔。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，第一极片1可为正极极片而第二极片2为负极极片，第一集流体11为正极集流体而第二集流体21为负极集流体，第一活性物质层12为正极活性物质层而第二活性物质层22为负极活性物质层。或者第一极片1可为负极极片而第二极片2为正极极片，第一集流体11为负极集流体而第二集流体21为正极集流体，第一活性物质层12为负极活性物质层而第二活性物质层22为正极活性物质层。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，卷绕式电芯的尾部还粘贴有固定胶7。在一实施例中，隔离膜3的材质可为聚丙烯或聚乙烯。
在一实施例中，负极活性物质层中的负极活性物质可选自人造石墨、天然石墨、无定形碳、硬炭中的一种或多种。
在一实施例中，正极极活性物质层中的正极活性物质可选自钴酸锂、锰酸锂、三元材料、磷酸亚铁锂中的一种或多种。
Claims (10)
1.一种卷绕式电芯，包括：
第一极片(1)，包括：
第一集流体(11)；以及
第一活性物质层(12)，涂覆在第一集流体(11)的表面上；
第二极片(2)，与第一极片(1)电极性相反，包括：
第二集流体(21)；以及
第二活性物质层(22)，涂覆在第二集流体(11)的表面上；
隔离膜(3)，设置于第二极片(2)和第一极片(1)之间；
其特征在于，
卷绕式电芯还包括：插入件(4)，设置在第一极片(1)和第二极片(2)之间，第一集流体(11)与插入件(4)电连接，第二集流体(21)的至少面向插入件(4)的表面未涂覆第二活性物质层(22)。
2.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第一集流体(11)的至少面向插入件(4)的表面未涂覆第一活性物质层(12)；
卷绕式电芯还包括：
第一极耳(5)，电连接于第一极片(1)的第一集流体(11)；
第二极耳(6)，电连接于第二极片(2)的第二集流体(21)。
3.根据权利要求2所述的卷绕式电芯，其特征在于，隔离膜(3)包括：
第一条隔离膜(31)；以及
第二条隔离膜(32)。
4.根据权利要求3所述的卷绕式电芯，其特征在于，
插入件(4)设置于第一条隔离膜(31)与第一极片(1)之间；或
插入件(4)设置于第二条隔离膜(32)与第一极片(1)之间。
5.根据权利要求4所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第一集流体(11)的仅面向插入件(4)的表面未涂覆第一活性物质层(12)；或
第一集流体(11)的面向插入件(4)的表面和背对插入件(4)的表面均未涂覆第一活性物质层(12)且定义为第一空白集流体(S1)。
6.根据权利要求4所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第二集流体(21)的仅面向插入件(4)的表面未涂覆第二活性物质层(22)；或
第二集流体(21)的面向插入件(4)的表面和背对插入件(4)的表面均未涂覆第二活性物质层(22)且定义为第二空白集流体(S2)。
7.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，插入件(4)的长度不超过第二集流体(21)的面向插入件(4)的未涂覆有第二活性物质层(22)的表面部分的长度。
8.根据权利要求4所述的卷绕式电芯，其特征在于，
插入件(4)设置在卷绕式电芯的尾部；或者
插入件(4)设置在卷绕式电芯的头部；或者
插入件(4)设置在卷绕式电芯的尾部和头部之间。
9.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，插入件(4)与第一集流体(11)的材质相同。
10.根据权利要求9所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第一集流体(11)为铝箔，插入件(4)为铝箔；或
第一集流体(11)为铜箔，插入件(4)为铜箔。
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2016
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |