CN205828577U - 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，包括：第一极片，第一极片的第一卷绕起始段具有未涂覆第一活性物质层的空白第一集流体；第二极片，第二极片的第二卷绕起始段具有未涂覆第二活性物质层的空白第二集流体；隔离膜，将第一极片和第二极片隔开；第一极耳，与空白第一集流体固定电连接；第二极耳，与空白第二集流体固定电连接。第一极片的第一卷绕起始段具有：主体部，处于第二卷绕起始段的外侧，且主体部的长度大于第二卷绕起始段的长度；回折部，与主体部相连并处于主体部的内侧。在长度方向上，回折部的第一端部的位置超出第二卷绕起始段的第二端部的位置，第一极耳的位置超出第一端部的位置，隔离膜的第三卷绕起始段位于第一极耳和第二极耳之间。

Description

卷绕式电芯
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
随着锂离子电芯商业化的发展，市场对能量密度的要求越来越高，对制造工艺的要求也越来越苛刻。
在现有技术中，参照图1，第一极片1的第一卷绕起始段E1的长度小于第二极片2的第二卷绕起始段2的长度，导致隔离膜3在第二卷绕起始段2的内部空卷，造成隔离膜3的浪费和能量密度的降低；同时，第一卷绕起始段E1的两侧均为第二极片2，需要在第一极耳4的两侧及第一极片1卷绕起始自由端的两侧均粘贴胶纸G，导致贴胶工艺复杂，生产效率低下。另外，当第二卷绕起始段2的第二端部P2沿长度方向L与第一极片1之间的距离(即第二端部P2与第一极片1最内层的圆弧部分之间沿长度方向L的距离)太小时，会产生第二极片2打皱问题，造成第二极耳5与第一极片1之间的距离波动较大。当第一卷绕起始段E1长于第二卷绕起始段E2时，也存在第一极片1打皱问题。
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，其能提高卷绕式电芯的能量密度，简化贴胶工艺，减少胶纸的用量，并能降低极片打皱风险。
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，具有第一集流体和涂覆在第一集流体表面上的第一活性物质层，第一极片的第一卷绕起始段具有未涂覆第一活性物质层的空白第一集流体；第二极片，具有第二集流体和涂覆在第二集流体上的第二活性物质层，第二极片的第二卷绕起始段具有未涂覆第二活性物质层的空白第二集流体；隔离膜，设置于第一极片和第二极片之间，以将第一极片和第二极片隔离开；第一极耳，与空白第一集流体固定电连接；第二极耳，与空白第二集流体固定电连接。
其中，第一极片的第一卷绕起始段具有：主体部，处于第二卷绕起始段沿厚度方向的外侧，且主体部沿长度方向的长度大于第二卷绕起始段沿长度方向的长度；以及回折部，与主体部相连并处于主体部沿厚度方向的内侧。在长度方向上，回折部的第一端部的位置超出第二卷绕起始段的第二端部的位置，第一极耳的位置超出回折部的第一端部的位置，且隔离膜的第三卷绕起始段位于第一极耳和第二极耳之间。
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，与现有技术相比，由于第二卷绕起始段小于主体部的长度，所以隔离膜的第三卷绕起始段无需大长度的空卷，从而减少隔离膜的使用量，降低成本。另外，由于隔离膜的第三卷绕起始段在长度方向上位于第一极耳和第二极耳之间，所以隔离膜的第三卷绕起始段的厚度不再与第一极耳和第二极耳的厚度叠加，从而降低卷绕式电芯的厚度，提高卷绕式电芯的能量密度。同时，所述卷绕式电芯可以实现自动化生产；另外，由于回折部的第一端部超出第二卷绕起始段的第二端部，所以回折部不与第二卷绕起始段在厚度方向上重叠，进而不会增加电芯的厚度；同时，回折部的第一端部在厚度方向上仅一侧与第二极片相对，因此只需在该侧粘贴胶纸即可，而另一侧与主体部相对，因此无需粘贴胶纸，减少了胶纸的用量，节约了成本，且由于回折部的第一端部超出第二卷绕起始段的第二端部，且第一极耳的位置超出回折部的第一端部，所以胶纸不会增加电芯的厚度，提高卷绕式电芯的能量密度；另外，第一极耳仅一侧与第二极片相对，所以仅在该侧粘贴胶纸即可，而另一侧无需粘贴胶纸，减少了胶纸的用量，节约了成本。同时，由于回折部的第一端部处于主体部沿厚度方向的内侧，第一端部与第二极片沿长度方向至少间隔一个第二卷绕起始段的长度，因此能够降低第一极片打皱的风险；第二端部与第一极片沿长度方向至少间隔一个回折部的长度，因此能够降低第二极片打皱的风险。
附图说明
图1为现有技术的卷绕式电芯的示意图；
图2为根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例的示意图，其中第一卷绕起始段、第二卷绕起始段、第三卷绕起始段均用虚框指示出；
图3为根据本实用新型的卷绕式电芯的另一实施例的示意图，其中第一卷绕起始段、第二卷绕起始段、第三卷绕起始段均用虚框指示出；
图4为根据本实用新型的卷绕式电芯的又一实施例的示意图，其中第一卷绕起始段、第二卷绕起始段、第三卷绕起始段均用虚框指示出；
图5为根据本实用新型的卷绕式电芯的再一实施例的示意图，其中第一卷绕起始段、第二卷绕起始段、第三卷绕起始段均用虚框指示出。
其中，附图标记说明如下：
1第一极片 E1第一卷绕起始段
11第一集流体 E11主体部
111空白第一集流体 E12回折部
12第一活性物质层 P1第一端部
2第二极片 E2第二卷绕起始段
21第二集流体 P2第二端部
211空白第二集流体 E3第三卷绕起始段
22第二活性物质层 G胶纸
3隔离膜 T厚度方向
4第一极耳 L长度方向
5第二极耳
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本实用新型的卷绕式电芯。
参照图2至图5，根据本实用新型的卷绕式电芯包括：第一极片1，具有第一集流体11和涂覆在第一集流体11表面上的第一活性物质层12，第一极片1的第一卷绕起始段E1具有未涂覆第一活性物质层12的空白第一集流体111；第二极片2，具有第二集流体21和涂覆在第二集流体21上的第二活性物质层22，第二极片2的第二卷绕起始段E2具有未涂覆第二活性物质层22的空白第二集流体211；隔离膜3，设置于第一极片1和第二极片2之间，以将第一极片1和第二极片2隔离开；第一极耳4，与空白第一集流体111固定电连接；第二极耳5，与空白第二集流体211固定电连接。
其中，第一极片1的第一卷绕起始段E1具有：主体部E11，处于第二卷绕起始段E2沿厚度方向T的外侧，且主体部E11沿长度方向L的长度大于第二卷绕起始段E2沿长度方向L的长度；以及回折部E12，与主体部E11相连并处于主体部E11沿厚度方向T的内侧。在长度方向L上，回折部E12的第一端部P1的位置超出第二卷绕起始段E2的第二端部P2的位置，第一极耳4的位置超出回折部E12的第一端部P1的位置，且隔离膜3的第三卷绕起始段E3位于第一极耳4和第二极耳5之间。
在根据本实用新型的卷绕式电芯中，与现有技术相比，由于第二卷绕起始段E2小于主体部E11的长度，所以隔离膜3的第三卷绕起始段E3无需大长度的空卷，从而减少隔离膜3的使用量，降低成本。另外，由于隔离膜3的第三卷绕起始段E3在长度方向L上位于第一极耳4和第二极耳5之间，所以隔离膜3的第三卷绕起始段E3的厚度不再与第一极耳4和第二极耳5的厚度叠加，从而降低卷绕式电芯的厚度，提高卷绕式电芯的能量密度。同时，所述卷绕式电芯可以实现自动化生产；另外，由于回折部E12的第一端部P1超出第二卷绕起始段E2的第二端部P2，所以回折部E12不与第二卷绕起始段E2在厚度方向T上重叠，进而不会增加电芯的厚度；同时，回折部E12的第一端部P1在厚度方向T上仅一侧与第二极片2相对，因此只需在该侧粘贴胶纸G(由于在实际生产中，第一极片1在回折部E12的第一端部P1处会留有毛刺，易刺破隔离膜3而与第二极片2接触，并造成短路)即可，而另一侧与主体部E11相对，因此无需粘贴胶纸G，减少了胶纸的用量，节约了成本，且由于回折部E12的第一端部P1超出第二卷绕起始段E2的第二端部P2，且第一极耳4的位置超出回折部E12的第一端部P1(即在长度方向L上，回折部E12的第一端部P1位于第二卷绕起始段E2的第二端部P2和第一极耳4之间，也就是说回折部E12的第一端部P1位于第二极耳5和第一极耳4之间)，所以胶纸G不会增加电芯的厚度(由于第二极耳5和第一极耳4为较厚，且胶纸G在厚度方向T上不与第一极耳4及第二极耳5重叠，所以胶纸G的占用的厚度被第一极耳4和第二极耳5所占用的厚度抵消，所以胶纸G不会增加电芯的厚度)，并提高卷绕式电芯的能量密度；另外，第一极耳4仅一侧与第二极片2相对，所以仅在该侧粘贴胶纸G即可(通常，第一极耳4焊接在第一极片1上，会在第一极耳4和第一极片1上形成的焊印，焊印容易刺破隔离膜3并造成短路，而由于两个焊印仅有一个会与第二极片2直接相对，另一个会与回折部E12或主体部E11直接相对，因此只需在一侧贴胶)，而另一侧无需粘贴胶纸G，减少了胶纸的用量，节约了成本。同时，由于回折部E12的第一端部P1处于主体部E11沿厚度方向T的内侧，第一端部P1与第二极片2沿长度方向L至少间隔一个第二卷绕起始段E2的长度(即第一端部P1与第二极片2最内层的圆弧部分间隔的距离)，因此能够减小第一极片1的打皱风险；第二端部P2与第一极片1沿长度方向L至少间隔一个回折部E12的长度(即第二端部P2与第一极片1最内层的圆弧部分间隔的距离)，因此能够减小第二极片2的打皱风险。
在这里补充说明的是，在“回折部E12的第一端部P1的位置超出第二卷绕起始段E2的第二端部P2的位置”中，参照图2至图5给出的方位，“超出”的意思为第一端部P1在第二端部P2沿长度方向L的右侧；在“第一极耳4的位置超出回折部E12的第一端部P1的位置”中，参照图2至图5给出的方位，“超出”的意思为第一极耳4在第一端部P1沿长度方向L的右侧。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图5，沿厚度方向T，在第二极片2的第二卷绕起始段E2相邻的内侧和外侧分别设有一层隔离膜3，并且所述两层隔离膜3均超出第二卷绕起始段E2的第二端部P2，所述两层隔离膜3超出第二卷绕起始段E2的第二端部P2的部分共同组成隔离膜3的第三卷绕起始段E3。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图5，第二极片2的第二卷绕起始段E2为紧邻卷绕中心沿厚度方向T一侧的且具有卷绕起始的自由端的一层第二极片2。第二卷绕起始段E2的第二端部P2为第二极片2卷绕起始的自由端所在的位置。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图3至图5，隔离膜3的第三卷绕起始段E3沿长度方向L延伸且不回折。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2，隔离膜3的第三卷绕起始段E3沿厚度方向T向第二卷绕起始段E2的内侧回折。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，第一极片1为正极极片，第二极片2为负极极片；或第一极片1为负极极片，第二极片2为正极极片。优选地，第一极片1为正极极片，第二极片2为负极极片，对应地，第一活性物质层12为正极活性物质层，具体可以为钴酸锂、磷酸铁锂、锰酸锂中的至少一种。第二活性物质层22为负极活性物质层，具体可以为碳和硅中的至少一种。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2和图3，第一极耳4固定于主体部E11上的空白第一集流体111。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图4和图5，第一极耳4固定于回折部E12上的空白第一集流体111。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图5，第二集流体21的与空白第一集流体111直接相对的一侧未涂覆第二活性物质层22。由于空白第一集流体111上未涂覆第一活性物质层12，与空白第一集流体111直接相对的第二集流体21上如果涂覆上第二活性物质层22，不但对容量没有帮助(在空白第一集流体111和与空白第一集流体111直接相对的第二集流体21之间，锂离子无法实现往返嵌入和脱嵌)，反而增加电芯厚度从而减小电芯能量密度，所以第二集流体21的与空白第一集流体111直接相对的一侧的第二活性物质层22可以省去，避免材料的浪费，并且提高电芯能量密度。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图5，第一集流体11的与空白第二集流体211直接相对的一侧未涂覆第一活性物质层12。由于空白第二集流体211上未涂覆第二活性物质层22，与空白第二集流体211直接相对的第一集流体11上如果涂覆上第一活性物质层12，不但对容量没有帮助(在空白第二集流体211和与空白第二集流体211直接相对的第一集流体11之间，锂离子无法实现往返嵌入和脱嵌)，反而增加电芯厚度从而减小电芯能量密度，所以第一集流体11的与空白第二集流体211直接相对的一侧的第一活性物质层12可以省去，避免材料的浪费，并且提高电芯能量密度。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图5，第一极片1在与第二卷绕起始段E2的第二端部P2直接相对的部位贴有胶纸G。由于在实际生产中，第二极片2在第二卷绕起始段E2的第二端部P2处会留有毛刺，易刺破隔离膜3而与第一极片1接触，并造成短路，粘贴胶纸G能够避免出现这种情况。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图5，第二极片2在与回折部E12的第一端部P1直接相对的部位贴有胶纸G，且胶纸G在长度方向L上位于第一极耳4和第二极耳5之间。由于在实际生产中，第一极片1在回折部E12的第一端部P1处会留有毛刺，易刺破隔离膜3而与第二极片2接触，并造成短路，粘贴胶纸G能够避免出现这种情况。而由于第二极耳5和第一极耳4为较厚，且胶纸G在厚度方向T上不与第一极耳4及第二极耳5重叠(胶纸G在长度方向L上位于第一极耳4和第二极耳5之间，所以不重叠)，所以胶纸G的占用的厚度被第一极耳4和第二极耳5所占用的厚度抵消，所以胶纸G不会增加电芯的厚度，并提高卷绕式电芯的能量密度。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图5，主体部E11部分为空白第一集流体111。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图4，主体部E11全部为空白第一集流体111。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图5，回折部E12全部为空白第一集流体111。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图5，第一极耳4与第二极片2之间贴有胶纸G。通常，第一极耳4焊接在第一极片1上，会在第一极耳4和第一极片1上形成的焊印，焊印容易刺破隔离膜3并造成短路，贴胶纸G能够避免出现这种情况。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图2至图5，第二极耳5与第一极片1之间贴有胶纸G。通常，第二极耳5焊接在第二极片2上，会在第二极耳5和第二极片2上形成的焊印，焊印容易刺破隔离膜3并造成短路，贴胶纸G能够避免出现这种情况。
在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图5，第一极耳4固定于回折部E12上的空白第一集流体111，当第一极耳4靠近回折部E12的第一端部P1的时，可以将第二极片2上的与第一端部P1相对的胶纸G和第二极片2上的与第一极耳4相对的胶纸G合为一张。

Claims (10)

1.一种卷绕式电芯，包括：
第一极片(1)，具有第一集流体(11)和涂覆在第一集流体(11)表面上的第一活性物质层(12)，第一极片(1)的第一卷绕起始段(E1)具有未涂覆第一活性物质层(12)的空白第一集流体(111)；
第二极片(2)，具有第二集流体(21)和涂覆在第二集流体(21)上的第二活性物质层(22)，第二极片(2)的第二卷绕起始段(E2)具有未涂覆第二活性物质层(22)的空白第二集流体(211)；
隔离膜(3)，设置于第一极片(1)和第二极片(2)之间，以将第一极片(1)和第二极片(2)隔离开；
第一极耳(4)，与空白第一集流体(111)固定电连接；
第二极耳(5)，与空白第二集流体(211)固定电连接；
其特征在于，
第一极片(1)的第一卷绕起始段(E1)具有：
主体部(E11)，处于第二卷绕起始段(E2)沿厚度方向(T)的外侧，且主体部(E11)沿长度方向(L)的长度大于第二卷绕起始段(E2)沿长度方向(L)的长度；以及
回折部(E12)，与主体部(E11)相连并处于主体部(E11)沿厚度方向(T)的内侧；
在长度方向(L)上，回折部(E12)的第一端部(P1)的位置超出第二卷绕起始段(E2)的第二端部(P2)的位置，第一极耳(4)的位置超出回折部(E12)的第一端部(P1)的位置，且隔离膜(3)的第三卷绕起始段(E3)位于第一极耳(4)和第二极耳(5)之间。
2.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，沿厚度方向(T)，在第二极片(2)的第二卷绕起始段(E2)相邻的内侧和外侧分别设有一层隔离膜(3)，并且所述两层隔离膜(3)均超出第二卷绕起始段(E2)的第二端部(P2)，所述两层隔离膜(3)超出第二卷绕起始段(E2)的第二端部(P2)的部分共同组成隔离膜(3)的第三卷绕起始段(E3)。
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)的第三卷绕起始段(E3)沿长度方向(L)延伸且不回折；或
隔离膜(3)的第三卷绕起始段(E3)沿厚度方向(T)向第二卷绕起始段(E2)的内侧回折。
4.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第一极片(1)为正极极片，第二极片(2)为负极极片；或
第一极片(1)为负极极片，第二极片(2)为正极极片。
5.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，
第一极耳(4)固定于主体部(E11)上的空白第一集流体(111)；或
第一极耳(4)固定于回折部(E12)上的空白第一集流体(111)。
6.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，第二集流体(21)的与空白第一集流体(111)直接相对的一侧未涂覆第二活性物质层(22)。
7.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)的与空白第二集流体(211)直接相对的一侧未涂覆第一活性物质层(12)。
8.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，第一极片(1)在与第二卷绕起始段(E2)的第二端部(P2)直接相对的部位贴有胶纸(G)。
9.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，第二极片(2)在与回折部(E12)的第一端部(P1)直接相对的部位贴有胶纸(G)，且胶纸(G)在长度方向(L)上位于第一极耳(4)和第二极耳(5)之间。
10.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，
主体部(E11)部分为空白第一集流体(111)或全部为空白第一集流体(111)；
回折部(E12)全部为空白第一集流体(111)。
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