CN207074689U - 电芯及锂电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型适用于锂离子电池技术领域，提供了一种电芯及锂电池。电芯，包括相互卷绕的第一隔离膜、阴极极片、阳极极片和第二隔离膜，阴极极片卷绕在阳极极片的内侧，第一隔离膜卷绕在阴极极片和阳极极片之间，第二隔离膜卷绕在阳极极片的外侧，阴极极片的始端围绕卷芯的卷入相位超前于阳极极片的始端围绕卷芯的卷入相位。锂电池包括上述电芯、电芯包装外壳和充入电芯包装外壳内的电解液。本实用新型提供的电芯及锂电池与现有技术相比，通过设置将阴极极片卷绕在阳极极片内侧，且阴极极片的始端围绕卷芯的卷入相位超前于阳极极片的始端围绕卷芯的卷入相位，使位于阴极极片始端与阳极极片错开，使阴极极片始端的毛刺不会与阳极极片接触而短路。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，更具体地说，是涉及一种电芯及锂电池。
背景技术
随着现代电子信息技术的不断发展，锂离子电池以其能量密度高、循环寿命长等优点，成为现代电子信息产品不可缺少的化学电源。锂电池的电芯是由隔离膜、阴极极片、阳极极片卷绕而成的，其中隔离膜将阴极极片、阳极极片隔离开。阴极极片包括阴极集流体和涂覆在阴极集流体两表面上的阴极膜片，阴极集流体上还设有阴极极耳，阴极极耳设置在阴极集流体始端，具体是阴极集流体的未涂覆阴极膜片区域的其中一个侧面；阳极片包括阳极集流体和涂覆在阳极集流体两表面上的阳极膜片，阳极集流体上还设有阳极极耳，阳极极耳设置在阴极集流体的未涂覆阳极膜片的其中一个侧面。通常把电芯卷绕方式看作是隔离膜、阴极极片、阳极极片作类似圆周的卷绕，一般要先卷入阳极极片的始端，再之后卷入阴极极片始端，即阳极极片始端的卷入相位要超前于阴极极片始端的卷入相位。如图1所示，左边为卷绕起点即阳极极片、阴极极片、隔离膜的始端，右边为终点即阳极极片、阴极极片、隔离膜的末端，此结构阳极极片会相对于阴极膜片靠近卷芯的最内层。
然而这种结构有可能导致电池短路，从而降低电池容量，甚至使电池报废。这是由于阴极极片裁切时，阴极极片的端部往往会产生毛刺，经过大量实验证实，位于阴极极片的末端的毛刺因较小而且散热效果好，一般不会造成阴阳极片短路，而位于阴极极片的始端的毛刺因卷绕在最内层，在电池受到震动、挤压、或多次充放电后，极有可能刺穿隔离膜而导致阴阳极片短路。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种电芯及锂电池，旨在解决现有技术中因阴极极片的始端的毛刺刺穿隔离膜而导致阴阳极片短路的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种电芯，包括相互卷绕的第一隔离膜、阴极极片、阳极极片和第二隔离膜；所述第一隔离膜卷绕在所述阴极极片和所述阳极极片之间，所述阴极极片包括阴极集流体和阴极极耳，所述阴极集流体卷绕的两个侧面分别为第一阴极侧面和第二阴极侧面，所述第一阴极侧面为远离所述第一隔离膜的侧面，所述第二阴极侧面为靠近所述第一隔离膜的侧面，所述第一阴极侧面与所述第二阴极侧面均包括阴极涂膜区和阴极非涂膜区，所述阴极涂膜区涂覆阴极膜片，所述阴极极耳设置在所述阴极非涂膜区；所述阳极极片包括阳极集流体和阳极极耳，所述阳极集流体卷绕的两个侧面分别为第一阳极侧面和第二阳极侧面，所述第一阳极侧面为远离所述第一隔离膜的侧面，所述第二阳极侧面为靠近所述第一隔离膜的侧面，所述第一阳极侧面和所述第二阳极侧面分别包括阳极涂膜区和阳极非涂膜区，所述阳极涂膜区涂覆阳极膜片，所述阳极极耳设置在所述阳极非涂膜区；所述阴极极片卷绕在所述阳极极片的内侧，所述第二隔离膜卷绕在所述阳极极片的外侧，所述阴极极片的始端围绕卷芯的卷入相位超前于所述阳极极片的始端围绕卷芯的卷入相位。
进一步地，所述阴极非涂膜区靠近所述阴极极片的始端，所述阴极极耳设置在所述第一阴极侧面上的所述阴极非涂膜区，所述阳极非涂膜区靠近所述阳极极片的末端，所述阳极极耳设置在所述第一阳极侧面上的所述阳极非涂膜区。
进一步地，所述第一阴极侧面上的所述阴极非涂膜区在所述阴极集流体长度方向上长度比所述第二阴极侧面上的所述阴极非涂膜区在所述阴极集流体长度方向上长度大。
进一步地，所述第二阴极侧面上的所述阴极非涂膜区围绕卷芯的卷入相位超前于所述第一阴极侧面上的所述阴极非涂膜区围绕卷芯的卷入相位360度以上。
进一步地，所述第一阳极侧面上的所述阳极非涂膜区在所述阳极集流体长度方向上长度比所述第二阳极侧面上的所述阳极非涂膜区在所述阳极集流体长度方向上长度大。
进一步地，所述第一隔离膜始端围绕卷芯的卷入相位超前于所述阴极极片始端围绕卷芯的卷入相位360度以上。
进一步地，所述第二隔离膜始端围绕卷芯的卷入相位超前于所述阴极极片始端围绕卷芯的卷入相位360度以上。
进一步地，所述阴极膜片的表面涂设有绝缘胶。
本实用新型的另一目的是提供一种锂电池，包括上述的电芯、电芯包装外壳和充入所述电芯包装外壳内的电解液。
本实用新型提供的电芯及锂电池与现有技术相比，通过设置将阴极极片卷绕在阳极极片的内侧，且阴极极片的始端围绕卷芯的卷入相位超前于所述阳极极片的始端围绕卷芯的卷入相位，使位于阴极极片始端与阳极极片错开，使阴极极片始端的毛刺即使刺穿隔离膜也不会与阳极极片接触而发生短路。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中电芯卷绕前的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的电芯卷绕前的结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的电芯的卷绕结构示意图；
其中，图中各附图标记：
1、第一隔离膜；2、阴极极片；21、阴极集流体；22、阴极极耳；23、阴极未涂膜区；24、阴极膜片；3、阳极极片；31、阳极集流体；32、阳极极耳；33、阳极未涂膜区；34、阳极膜片；4、第二隔离膜。
具体实施方式
为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，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。
需要说明的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“头”、“尾”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”、“若干”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参见图2和图3，现对本实用新型提供的电芯的实施例进行说明。电芯，包括相互卷绕的第一隔离膜1、阴极极片2、阳极极片3和第二隔离膜4，第一隔离膜1卷绕在阴极极片2和阳极极片3之间。阴极极片2包括阴极集流体21和阴极极耳22，阴极集流体21参与卷绕的两个侧面分别为第一阴极侧面和第二阴极侧面，第一阴极侧面为远离第一隔离膜的侧面，第二阴极侧面为靠近第一隔离膜的侧面。第一阴极侧面和第二阴极侧面分别包括阴极涂膜区和阴极非涂膜区23，阴极涂膜区涂覆了阴极膜片24，阴极极耳22设置在阴极非涂膜区23，阴极非涂膜区23位置不限，可以靠近阴极极片2的始端或者末端。阴极极耳22可设置在第一阴极侧面或者第二阴极侧面上的阴极非涂膜区23。阳极极片3包括阳极集流体31和阳极极耳32，阳极集流体31参与卷绕的两个侧面分别为第一阳极侧面和第二阳极侧面，第一阳极侧面为远离第一隔离膜1的侧面，第二阳极侧面为靠近第一隔离膜1的侧面，第一阳极侧面和第二阳极侧面分别包括阳极涂膜区和阳极非涂膜区33，阳极涂膜区33涂覆了阳极膜片34，阳极极耳32设置在阳极非涂膜区33。阳极非涂膜区33位置不限，可以靠近阳极极片2的始端或者末端。阳极极耳32可设置在第一阳极侧面或者第二阳极侧面上的阳极非涂膜区33。请参见图2，左侧是第一隔离膜1、阴极极片2和阳极极片3的始端，右侧是第一隔离膜1、阴极极片2和阳极极片3的末端。请参见图3，阴极极片2卷绕在阳极极片3的内侧，第二隔离膜4卷绕在阳极极片3的外侧，因为电芯主要是由第一隔离膜1、阴极极片2、阳极极片3和第二隔离膜4是相互卷绕的，所以卷绕时，至少需要第一隔离膜1和第二隔离膜4两层隔离膜卷绕在阴极极片2、阳极极片3之间。阴极极片2的始端围绕卷芯的卷入相位超前于阳极极片3的始端围绕卷芯的卷入相位，即卷绕操作时，先卷绕阴极极片2，待阴极极片2的始端卷入后，再卷绕阳极极片3的始端。
本实用新型实施例提供的电芯与现有技术相比，通过设置将阴极极片卷绕在阳极极片的内侧，且阴极极片的始端围绕卷芯的卷入相位超前于阳极极片的始端围绕卷芯的卷入相位，使位于阴极极片始端与阳极极片错开，使阴极极片始端的毛刺即使刺穿隔离膜也不会与阳极极片接触而发生短路。
进一步地，请参见图2和图3，作为本实用新型提供的电芯的一种具体实施方式，阴极非涂膜区23靠近阴极极片2的始端，阴极极耳22设置在第一阴极侧面上的阴极非涂膜区23，阳极非涂膜区33靠近阳极极片3的末端，阳极极耳32设置在第一阳极侧面上的阳极非涂膜区33。此结构可使阴极极耳和阳极极耳具有一定的安全距离。
进一步地，请参见图2，第一阴极侧面上的阴极非涂膜区23在阴极集流体21长度方向上长度比第二阴极侧面上的阴极非涂膜区23在阴极集流体21长度方向上长度大。此结构是将设置有阴极极耳22的第一阴极侧面上的阴极非涂膜区23扩大范围，这样可使锂电池的电容容量不致降低。
进一步地，请参见图2和图3，作为本实用新型提供的电芯的一种具体实施方式，第一阴极侧面上的阴极非涂膜区23在阴极集流体21长度方向上长度比第二阴极侧面上的阴极非涂膜区23在阴极集流体21长度方向上长度应该能够满足：第二阴极侧面上的阴极非涂膜区23围绕着卷芯的卷入相位(即卷入起始点)要超前于第一阴极侧面上的阴极非涂膜区23围绕着卷芯的卷入相位(即卷入起始点)360度以上。
进一步地，请参见图2，第一阳极侧面上的阳极非涂膜区33在阳极集流体31长度方向上长度比第二阳极侧面上的阳极非涂膜区33在阳极集流体31长度方向上长度大。此结构是将设置有阳极极耳32的第一阳极侧面上的阳极非涂膜区33扩大范围，这样可使锂电池的电容容量不致降低。
可选地，为了保护阴极极片2，第一隔离膜1始端围绕卷芯的卷入相位可以超前于阴极极片2始端围绕卷芯的卷入相位360度以上。
可选地，请参见图2，为了保护阴极极片2，第二隔离膜始端4围绕卷芯的卷入相位可以超前于阴极极片2始端围绕卷芯的卷入相位360度以上。
进一步地，阴极膜片24的表面涂设有绝缘胶。涂设绝缘胶可以使阴极膜片具有绝缘性，进一步防止毛刺刺破隔离膜而引发阴阳极短路。
本实用新型还提供了一种锂电池，包括上述的电芯、电芯包装外壳和充入所述电芯包装外壳内的电解液。
本实用新型实施例提供的锂电池与现有技术相比，通过设置将阴极极片卷绕在阳极极片的内侧，且阴极极片的始端围绕卷芯的卷入相位超前于所述阳极极片的始端围绕卷芯的卷入相位，使位于阴极极片始端与阳极极片错开，使阴极极片始端的毛刺即使刺穿隔离膜也不会与阳极极片接触而发生短路。
以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.电芯，包括相互卷绕的第一隔离膜、阴极极片、阳极极片和第二隔离膜；所述第一隔离膜卷绕在所述阴极极片和所述阳极极片之间，所述阴极极片包括阴极集流体和阴极极耳，所述阴极集流体卷绕的两个侧面分别为第一阴极侧面和第二阴极侧面，所述第一阴极侧面为远离所述第一隔离膜的侧面，所述第二阴极侧面为靠近所述第一隔离膜的侧面，所述第一阴极侧面与所述第二阴极侧面均包括阴极涂膜区和阴极非涂膜区，所述阴极涂膜区涂覆阴极膜片，所述阴极极耳设置在所述阴极非涂膜区；所述阳极极片包括阳极集流体和阳极极耳，所述阳极集流体卷绕的两个侧面分别为第一阳极侧面和第二阳极侧面，所述第一阳极侧面为远离所述第一隔离膜的侧面，所述第二阳极侧面为靠近所述第一隔离膜的侧面，所述第一阳极侧面和所述第二阳极侧面分别包括阳极涂膜区和阳极非涂膜区，所述阳极涂膜区涂覆阳极膜片，所述阳极极耳设置在所述阳极非涂膜区；其特征在于：所述阴极极片卷绕在所述阳极极片的内侧，所述第二隔离膜卷绕在所述阳极极片的外侧，所述阴极极片的始端围绕卷芯的卷入相位超前于所述阳极极片的始端围绕卷芯的卷入相位。
2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述阴极非涂膜区靠近所述阴极极片的始端，所述阴极极耳设置在所述第一阴极侧面上的所述阴极非涂膜区，所述阳极非涂膜区靠近所述阳极极片的末端，所述阳极极耳设置在所述第一阳极侧面上的所述阳极非涂膜区。
3.如权利要求2所述的电芯，其特征在于：所述第一阴极侧面上的所述阴极非涂膜区在所述阴极集流体长度方向上长度比所述第二阴极侧面上的所述阴极非涂膜区在所述阴极集流体长度方向上长度大。
4.如权利要求3所述的电芯，其特征在于：所述第二阴极侧面上的所述阴极非涂膜区围绕卷芯的卷入相位超前于所述第一阴极侧面上的所述阴极非涂膜区围绕卷芯的卷入相位360度以上。
5.如权利要求2所述的电芯，其特征在于：所述第一阳极侧面上的所述阳极非涂膜区在所述阳极集流体长度方向上长度比所述第二阳极侧面上的所述阳极非涂膜区在所述阳极集流体长度方向上长度大。
6.如权利要求1或2所述的电芯，其特征在于：所述第一隔离膜始端围绕卷芯的卷入相位超前于所述阴极极片始端围绕卷芯的卷入相位360度以上。
7.如权利要求1或2所述的电芯，其特征在于：所述第二隔离膜始端围绕卷芯的卷入相位超前于所述阴极极片始端围绕卷芯的卷入相位360度以上。
8.如权利要求1或2所述的电芯，其特征在于：所述阴极膜片的表面涂设有绝缘胶。
9.锂电池，其特征在于：包括如权利要求1-8中任一项所述的电芯、电芯包装外壳和充入所述电芯包装外壳内的电解液。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN111261948A (zh) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 北京好风光储能技术有限公司 | 一种圆柱形锂浆料电池及其制备方法 |
| CN114335754A (zh) * | 2021-12-24 | 2022-04-12 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 一种电池 |
| WO2024088367A1 (zh) * | 2022-10-28 | 2024-05-02 | 厦门海辰储能科技股份有限公司 | 电极组件、单体电池、电池模组及电极组件的制备方法 |
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