CN210744082U - 一种卷绕电芯及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种卷绕电芯及锂离子电池，属于电池技术领域，卷绕电芯包括由正极极片、负极极片和隔膜卷绕而成的裸电芯及沿裸电芯的周向设置于裸电芯外周面的加强绝缘层，在裸电芯的轴线方向上，加强绝缘层靠近裸电芯的极耳的一端的厚度大于另一端的厚度。通过在裸电芯的外周面上设置加强绝缘层，能对裸电芯进行保护，避免操作人员或机械手撞伤裸电芯。并且通过将加强绝缘层靠近裸电芯的极耳一端的厚度设置为大于另一端的厚度，能够弥补由于极片在设置有极耳的涂布厚度较小而导致裸电芯设置有极耳一端所损失的厚度，从而使得裸电芯设置有极耳的一端在热压时能够与热压板紧密贴合，提高热压效果，改善裸电芯设置有极耳的一端容易析锂的问题。

Description

一种卷绕电芯及锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种卷绕电芯及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池以其能量密度高、工作电压高、自放电低、充电效率高、循环寿命长及无记忆效应等优点，在消费电子产品、航天、储能及新能源汽车等领域得到越来越广泛的应用。

现有的锂离子电池的卷绕电芯在卷绕完成后，裸电芯的最外层为隔膜，但是由于隔膜的厚度较小，容易被操作人员或者机械手撞伤，使得卷绕电芯存在安全隐患，影响锂离子电池的安全性能和循环性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种卷绕电芯及锂离子电池，以解决现有技术中存在的由于隔膜的厚度较小，容易被操作人员或者机械手撞伤，使得卷绕电芯存在安全隐患的问题。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种卷绕电芯，包括由正极极片、负极极片和隔膜卷绕而成的裸电芯，以及沿所述裸电芯的周向设置于所述裸电芯外周面的加强绝缘层，在所述裸电芯的轴线方向上，所述加强绝缘层靠近所述裸电芯的极耳的一端的厚度大于另一端的厚度。

进一步地，在所述裸电芯的轴线方向上，所述加强绝缘层包括第一加强绝缘层、第二加强绝缘层和过渡加强绝缘层，所述第一加强绝缘层相对所述第二加强绝缘层靠近所述极耳，所述第一加强绝缘层的厚度大于所述第二加强绝缘层的厚度，所述过渡加强绝缘层的第一侧连接于所述第一加强绝缘层，第二侧连接于所述第二加强绝缘层。

进一步地，在所述裸电芯的轴线方向上，所述第一加强绝缘层各处的厚度相等且所述第二加强绝缘层各处的厚度相等，沿所述裸电芯的轴线且由所述第一侧指向所述第二侧的方向，所述过渡加强绝缘层的厚度逐渐减小。

进一步地，所述第一加强绝缘层与所述第二加强绝缘层的厚度之差为5μm-10μm。

进一步地，所述加强绝缘层上开设有多个通孔；或

所述加强绝缘层上开设有多个凹槽。

进一步地，所述凹槽的深度为5μm-30μm。

进一步地，所述通孔或所述凹槽的形状为方形、圆形和三角形中的一种或几种。

进一步地，在所述裸电芯的轴线方向上，所述加强绝缘层的宽度小于所述裸电芯的轴向长度。

进一步地，所述加强绝缘层通过胶粘剂粘附于所述裸电芯的外周面。

为实现上述目的，本实用新型还提供了一种锂离子电池，包括如上所述的卷绕电芯。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的卷绕电芯及锂离子电池，通过在裸电芯的外周面上设置加强绝缘层，能够对裸电芯进行保护，避免操作人员或机械手撞伤裸电芯。并且通过将加强绝缘层靠近裸电芯的极耳一端的厚度设置为大于另一端的厚度，能够弥补由于极片在设置有极耳一端的涂布厚度较小而导致裸电芯设置有极耳一端所损失的厚度，从而使得裸电芯设置有极耳的一端在热压时能够与热压板紧密贴合，提高热压效果，改善裸电芯设置有极耳的一端容易析锂的问题。

附图说明

图1是本实用新型提供的卷绕电芯的结构示意图；

图2是本实用新型提供的卷绕电芯的剖视图；

图3是本实用新型提供的加强绝缘层的剖视图。

图中：

1、裸电芯；11、极耳；2、加强绝缘层；20、凹槽；21、第一加强绝缘层；22、过渡加强绝缘层；23、第二加强绝缘层；

101、负极极片；102、正极极片；103、隔膜。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种卷绕电芯，该卷绕电芯包括由正极极片102、负极极片101和隔膜103卷绕而成的裸电芯1，以及沿裸电芯1的周向设置于裸电芯1外周面的加强绝缘层2，在裸电芯1的轴线方向上，加强绝缘层2靠近裸电芯1具有极耳11的一端的厚度大于另一端的厚度。

具体地，上述正极极片102和负极极片101采用卷绕结构排列，隔膜103卷绕在正极极片102和负极极片101之间，负极极片101卷绕在正极极片102外，裸电芯1最外侧的一层为隔膜103。因此上述加强绝缘层2就设置于裸电芯1最外侧的隔膜103上，以提高裸电芯1的强度，避免裸电芯1被操作人员或机械手撞伤。具体地，上述加强绝缘层2可以为有机绝缘材料，也可以为无机绝缘材料，还可以是混合绝缘材料，本实施例对加强绝缘层2的材料不做具体限制。

进一步地，在裸电芯1的轴线方向上，加强绝缘层2的宽度小于裸电芯1的轴向长度。具体地，在本实施例中，裸电芯1的轴向长度与加强绝缘层2的宽度之差为0mm-10mm，当然在其他实施例中，裸电芯1的轴向长度与加强绝缘层2的宽度之差可根据实际需要进行设置。此外，加强绝缘层2呈未闭合的环形结构，其上设有缺口，从而加强绝缘层2在裸电芯1的周向上未将裸电芯1全部包覆，并且加强绝缘层2包覆裸电芯1的面积大于裸电芯1裸露的面积，以保证加强绝缘层2能够对裸电芯1进行有效地保护。

此外，由于正极极片102和负极极片101设置有极耳11的一侧在涂布时的厚度相比于未设置极耳11的一侧涂布时的厚度要小，因此在将正极极片102、负极极片101和隔膜103卷绕成裸电芯1后，在后续进行热压时，裸电芯1设置有极耳11的一侧与热压板的接触不够紧密，使得裸电芯1设置有极耳11的一侧粘接效果相对较差。因此，通过将加强绝缘层2靠近裸电芯1的极耳11一侧的厚度设置为大于另一侧的厚度，能够弥补裸电芯1设置有极耳11一侧的厚度损失，从而使得裸电芯1设置有极耳11的一侧能够与热压板紧密贴合，提高热压效果，改善裸电芯1设置有极耳11的一侧容易析锂的问题。

在本实施例中，上述加强绝缘层2通过胶粘剂粘附于裸电芯1的外周面。在裸电芯1的轴线方向上，加强绝缘层2包括第一加强绝缘层21、第二加强绝缘层23和过渡加强绝缘层22，第一加强绝缘层21相对第二加强绝缘层23靠近极耳11。在裸电芯1的轴线方向上，第一加强绝缘层21各处的厚度相等，且第二绝缘加强层22各处的厚度相等，第一加强绝缘层21的厚度大于第二加强绝缘层23的厚度，过渡加强绝缘层22的第一侧连接于第一加强绝缘层21，第二侧连接于第二加强绝缘层23。并且在本实施例中，过渡加强绝缘层22第一侧的厚度等于第一加强绝缘层21的厚度，第二侧的厚度等于第二加强绝缘层23的厚度。更进一步地，沿裸电芯1的轴线且由第一加强绝缘层21指向第二加强绝缘层23的方向，过渡加强绝缘层22的厚度逐渐减小。

在本实施例中，第一加强绝缘层21的厚度为d1，第二加强绝缘层23的厚度为d2，d1与d2的差值为5μm-10μm。可以理解的是，过渡加强绝缘层22第一侧的厚度为d1，第二侧的厚度为d2，在本实施例中，d2的厚度优选为20μm-50μm，则d1的厚度为25μm-60μm，当然在其他实施例中，d1和d2的厚度均可根据实际需要进行设置。此外，在本实施例中，在裸电芯1的轴线方向上，第一加强绝缘层21的长度为L2，过渡绝缘层22的长度为L1，在本实施例中，L1的长度优选为10mm，L2的长度优选为2mm-3mm，当然在其他实施例中，L1和L2均可根据实际需要进行设置，只要能实现弥补裸电芯1设置有极耳11一侧的厚度的损失即可。

为了节省加强绝缘层2的生产时间，构成加强绝缘层2的第一加强绝缘层21、第二加强绝缘层23和过渡加强绝缘层22一体成型，而且还能提高该卷绕电芯外周面的光洁度和平整度。

如图3所示，为了提高该卷绕电芯的散热效果，及促进电解液的渗透，加强绝缘层2在厚度方向上的内表面粘附于裸电芯1的外周面，加强绝缘层2在厚度方向上的外表面上设置有多个凹槽20。具体地，在本实施例中，多个凹槽20呈阵列排布，相邻两个凹槽20之间的距离为2mm-5mm。当然在其他实施例中，多个凹槽20还可以呈圆形阵列排布或者散乱排布。此外，凹槽20的形状为圆形、三角形和方形中的一种或几种，具体地，在本实施例中，凹槽20的形状为方形。另外，在本实施例中，凹槽20的深度为5μm-30μm，可根据实际需要进行选择。

当然，还可以在加强绝缘层2在厚度方向上的内表面上也设置有多个凹槽20，以进一步提高卷绕电芯的散热效果及促进电解液的渗透。或者，加强绝缘层2上开设有多个通孔，通孔可以阵列排布或散乱排布，通孔的形状可以为圆形、三角形和方形中的一种或者几种。

综上，本实施例提供的卷绕电芯，通过在裸电芯1的外周面上设置加强绝缘层2，能够对裸电芯1进行保护，避免操作人员或机械手撞伤裸电芯1。并且通过将加强绝缘层2靠近裸电芯1的极耳11一端的厚度设置为大于另一端的厚度，能够弥补裸电芯1设置有极耳11一端的厚度损失，从而使得裸电芯1设置有极耳11的一端在热压时能够与热压板紧密贴合，提高热压效果，改善裸电芯1设置有极耳11的一端容易析锂的问题。

本实施例还提供一种锂离子电池，具有上述卷绕电芯，能够对裸电芯1进行保护，避免操作人员或机械手撞伤裸电芯1。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种卷绕电芯，其特征在于，包括由正极极片(102)、负极极片(101)和隔膜(103)卷绕而成的裸电芯(1)，以及沿所述裸电芯(1)的周向设置于所述裸电芯(1)外周面的加强绝缘层(2)，在所述裸电芯(1)的轴线方向上，所述加强绝缘层(2)靠近所述裸电芯(1)的极耳(11)的一端的厚度大于另一端的厚度。

2.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，在所述裸电芯(1)的轴线方向上，所述加强绝缘层(2)包括第一加强绝缘层(21)、第二加强绝缘层(23)和过渡加强绝缘层(22)，所述第一加强绝缘层(21)相对所述第二加强绝缘层(23)靠近所述极耳(11)，所述第一加强绝缘层(21)的厚度大于所述第二加强绝缘层(23)的厚度，所述过渡加强绝缘层(22)的第一侧连接于所述第一加强绝缘层(21)，第二侧连接于所述第二加强绝缘层(23)。

3.根据权利要求2所述的卷绕电芯，其特征在于，沿所述裸电芯(1)的轴线且由所述第一侧指向所述第二侧的方向，所述过渡加强绝缘层(22)的厚度逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的卷绕电芯，其特征在于，在所述裸电芯(1)的轴线方向上，所述第一加强绝缘层(21)各处的厚度相等且所述第二加强绝缘层(23)各处的厚度相等，所述第一加强绝缘层(21)与所述第二加强绝缘层(23)的厚度之差为5μm-10μm。

5.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，所述加强绝缘层(2)上开设有多个通孔；或

所述加强绝缘层(2)上开设有多个凹槽(20)。

6.根据权利要求5所述的卷绕电芯，其特征在于，所述凹槽(20)的深度为5μm-30μm。

7.根据权利要求5所述的卷绕电芯，其特征在于，所述通孔或所述凹槽(20)的形状为方形、圆形和三角形中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，在所述裸电芯(1)的轴线方向上，所述加强绝缘层(2)的宽度小于所述裸电芯(1)的轴向长度。

9.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，所述加强绝缘层(2)通过胶粘剂粘附于所述裸电芯(1)的外周面。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的卷绕电芯。

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