CN205882099U - 卷绕式电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种卷绕式电芯，包括：第一极片，在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，在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，第二卷绕起始段位于第一卷绕起始段沿厚度方向的内侧，且在长度方向上第二卷绕起始段的长度大于第一卷绕起始段的长度；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，与空白第一集流体电连接；第二极耳，与空白第二集流体电连接，且第二极耳的位置位于第一卷绕起始段沿长度方向的外侧。其中，隔离膜的第三卷绕起始段沿厚度方向向第二卷绕起始段的内侧回折，且回折后的第三卷绕起始段在厚度方向上不与第一卷绕起始段重叠。

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

目前锂离子电池都在追求高能量密度，可以通过活性材料的开发和改善来提高电池能量密度，但是这种方式相对比较困难，而且价格会很昂贵，而现有的电芯的卷绕结构也造成不必要的能量密度浪费。参照图1，现有的卷绕式电芯为了实现自动化生产，需要在卷绕中心空卷两层隔离膜3，增大了卷绕式电芯的整体厚度，降低了卷绕式电芯的能量密度；同时，这两层空卷的隔离膜造成材料的浪费，提高成本。

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，其能降低成本，提高卷绕式电芯的能量密度。

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，第一极片在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表面上的第二活性物质层，第二极片在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，第二卷绕起始段位于第一卷绕起始段沿厚度方向的内侧，且在长度方向上第二卷绕起始段的长度大于第一卷绕起始段的长度；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，与空白第一集流体电连接；第二极耳，与空白第二集流体电连接，且第二极耳的位置位于第一卷绕起始段沿长度方向的外侧。

其中，隔离膜的第三卷绕起始段沿厚度方向向第二卷绕起始段的内侧回折，且回折后的第三卷绕起始段在厚度方向上不与第一卷绕起始段重叠。

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，由于回折后的第三卷绕起始段在厚度方向上不与第一卷绕起始段重叠，避免隔离膜的第三卷绕起始段与第一卷绕起始段及其上的第一极耳在厚度上叠加，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，有效地缩短了隔离膜的第三卷绕起始段延伸的长度，从而减少隔离膜的使用量，降低成本。另外，隔离膜的第三卷绕起始段的延伸方式也能够实现本实用新型的卷绕式电芯的自动化卷绕。

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、第一端部及第二端部均用虚框指示出；

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、第一端部及第二端部均用虚框指示出；

图4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、第一端部及第二端部均用虚框指示出；

图5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、第一端部及第二端部均用虚框指示出。

其中，附图标记说明如下：

1第一极片 4第一极耳

11第一集流体 5第二极耳

111空白第一集流体 E1第一卷绕起始段

12第一活性物质层 E11第一端部

2第二极片 E2第二卷绕起始段

21第二集流体 E21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 L长度方向

3隔离膜 T厚度方向

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在第一卷绕起始段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表面上的第二活性物质层22，第二极片2在第二卷绕起始段E2具有未涂覆第二活性物质层22的空白第二集流体211，第二卷绕起始段E2位于第一卷绕起始段E1沿厚度方向T的内侧，且在长度方向L上第二卷绕起始段E2的长度大于第一卷绕起始段E1的长度；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电连接；第二极耳5，与空白第二集流体211电连接，且第二极耳5的位置位于第一卷绕起始段E1沿长度方向L的外侧(参照图2至图5给出的方位，“外侧”即为所示的右侧)。

其中，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，且回折后的第三卷绕起始段E3在厚度方向T上不与第一卷绕起始段E1重叠。

在根据本实用新型的卷绕式电芯中，由于回折后的第三卷绕起始段E3在厚度方向T上不与第一卷绕起始段E1重叠，避免隔离膜3的第三卷绕起始段E3与第一卷绕起始段E1及其上的第一极耳4在厚度上叠加，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，有效地缩短了隔离膜3的第三卷绕起始段E3延伸的长度，从而减少隔离膜3的使用量，降低成本。另外，隔离膜3的第三卷绕起始段E3的延伸方式也能够实现本实用新型的卷绕式电芯的自动化卷绕。

在此补充的是，由于在长度方向L上第二卷绕起始段E2的长度大于第一卷绕起始段E1的长度，也就是说，与第三卷绕起始段E3在厚度方向T上重叠的部分卷绕式电芯比与第二卷绕起始段E2在厚度方向T上重叠的部分卷绕式电芯少一层空白第一集流体111的厚度，因此，即使隔离膜3的第三卷绕起始段E3在厚度方向上与第二卷绕起始段E2及其上的第二极耳5重叠(占用的是所述一层空白第一集流体111所节省的空间)，也不会额外增大卷绕式电芯的整体厚度。

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，回折后的第三卷绕起始段E3在厚度方向T上不与第二极耳5重叠。由于回折后的第三卷绕起始段E3在厚度方向T上不与第二极耳5重叠，避免回折后的第三卷绕起始段E3与第二极耳5在厚度上叠加，回折后的第三卷绕起始段E3占用的空间被第一极耳4和第二极耳5占用的空间所抵消(第一极耳4和第二极耳5在卷绕中心占用的厚度大)，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，进一步缩短了回折后的第三卷绕起始段E3延伸的长度，从而减少隔离膜3的使用量，降低成本。

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，在厚度方向T上，第二极片2的第二卷绕起始段E2的内侧和外侧分别设有一层隔离膜3，并且两层隔离膜3在长度方向L上均超出第二卷绕起始段E2；两层隔离膜3超出第二卷绕起始段E2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一侧的一层第二极片2(包括第二端部E21)。

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的第一卷绕起始段E1为紧邻第二极片2的第二卷绕起始段E2的一层第一极片2(包括第一端部E11)。

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，第一卷绕起始段E1的第一端部E11向第一卷绕起始段E1沿厚度方向T的内侧回折，且回折后的第一端部E11在厚度方向T上不与第一极耳4重叠(也就是说，回折后的第一端部E11在长度方向上位于第一极耳4和第二极耳5之间)。第一卷绕起始段E1回折的第一端部E11不会额外增加卷绕式电芯的厚度(回折的第一端部E11占用的厚度第一极耳4和第二极耳5所占用的厚度抵消)，但是回折后第一端部E11仅一侧为第二极片2(另一侧为第一极片1)，所以因此只需在该侧粘贴胶纸即可(由于在实际生产中，第一极片1在第一端部E11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，为避免这种情况，需要粘贴胶纸)，减少了胶纸的用量，节约了成本，且胶纸的占用的厚度可以被第一极耳4和第二极耳5所占用的厚度抵消，避免胶纸增大卷绕式电芯的厚度。

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，第二卷绕起始段E2的第二端部E21向第二卷绕起始段E2沿厚度方向T的内侧回折，且回折后的第二端部E21在厚度方向T上不与第二极耳5重叠(也就是说，回折后的第二端部E21在长度方向上位于第二极耳5的外侧)。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图5，第二端部E21回折后沿厚度方向T的内侧设有一层隔离膜3，外侧为空白第二集流体211。

在根据本实用新型的卷绕式电芯的一实施例中，参照图4，第二端部E21回折后沿厚度方向T的内外两侧分别设有一层隔离膜3。

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，第一极耳4通过焊接方式固定到空白第一集流体111；第二极耳5通过焊接方式固定到空白第二集流体211。

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)在第一卷绕起始段(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)表面上的第二活性物质层(22)，第二极片(2)在第二卷绕起始段(E2)具有未涂覆第二活性物质层(22)的空白第二集流体(211)；

第二卷绕起始段(E2)位于第一卷绕起始段(E1)沿厚度方向(T)的内侧，且在长度方向(L)上第二卷绕起始段(E2)的长度大于第一卷绕起始段(E1)的长度；

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)电连接；

第二极耳(5)，与空白第二集流体(211)电连接，且第二极耳(5)的位置位于第一卷绕起始段(E1)沿长度方向(L)的外侧；

其特征在于，

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，且回折后的第三卷绕起始段(E3)在厚度方向(T)上不与第一卷绕起始段(E1)重叠。

2.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，回折后的第三卷绕起始段(E3)在厚度方向(T)上不与第二极耳(5)重叠。

3.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，

在厚度方向(T)上，第二极片(2)的第二卷绕起始段(E2)的内侧和外侧分别设有一层隔离膜(3)，并且两层隔离膜(3)在长度方向(L)上均超出第二卷绕起始段(E2)；

两层隔离膜(3)超出第二卷绕起始段(E2)的部分共同组成隔离膜(3)的第三卷绕起始段(E3)。

4.根据权利要求1或2所述的卷绕式电芯，其特征在于，第一卷绕起始段(E1)的第一端部(E11)向第一卷绕起始段(E1)沿厚度方向(T)的内侧回折，且回折后的第一端部(E11)在厚度方向(T)上不与第一极耳(4)重叠。

5.根据权利要求1或2所述的卷绕式电芯，其特征在于，第二卷绕起始段(E2)的第二端部(E21)向第二卷绕起始段(E2)沿厚度方向(T)的内侧回折，且回折后的第二端部(E21)在厚度方向(T)上不与第二极耳(5)重叠。

6.根据权利要求5所述的卷绕式电芯，其特征在于，

第二端部(E21)回折后沿厚度方向(T)的内侧设有一层隔离膜(3)，外侧为空白第二集流体(211)；或

第二端部(E21)回折后沿厚度方向(T)的内外两侧分别设有一层隔离膜(3)。

7.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。

8.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)。

9.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)。

10.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)通过焊接方式固定到空白第一集流体(111)；第二极耳(5)通过焊接方式固定到空白第二集流体(211)。