CN211045622U - 一种卷绕式锂离子电池电芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种卷绕式锂离子电池电芯，属于锂离子电池技术领域，包括相互重叠的负极片、隔膜和正极片，其中，隔膜将正极片和负极片隔开，所述负极片、隔膜和正极片呈卷绕结构设置，所述正极片包括正极空箔和涂覆在正极空箔上的正极涂层，所述负极片包括负极空箔和涂覆在负极空箔上的负极涂层，其中，所述正极空箔最内圈上设置有正极单面区域，仅单面设置正极涂层；所述负极空箔最内圈上设置有负极单面区域，仅单面设置负极涂层；所述正极单面区域和负极单面区域均设置有极耳空箔段，所述极耳空箔段中分别设置有正极耳和负极耳。与现有技术相比，本实用新型节约了锂离子电池电芯的厚度空间，提升了锂离子电池电芯的能量密度。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，涉及一种卷绕式锂离子电池电芯。
背景技术
锂离子电池作为绿色环保的二次电池，具有较高的能量密度和电压平台，目前广泛应用在3C数码领域，主要包括手机、笔记本电脑以及各种便携式设备等。随着电子产品的发展，对锂电池产品的续航能力要求越来越高，而当前行业内主要通过物理方法和化学方法提容，物理方法提容主要是提高活性材料的占比，降低非活性材料的占比；化学方法主要是优化材料提高克容量，使用更高的电压体系。但是目前材料体系容量发挥已接近理论值，电压平台也基本达到极限，很难再继续提高。其中，物理方法目前行业内主要是通过增加涂层面的密度，降低集流体和隔膜的占比从而达到提高能量密度的目的，但是涂层增厚会导致放电倍率性能和低温性能下降。
当前常规的电芯结构是是极片头部(卷绕完成后，最内圈的一端)留有一段很长的空箔，用于焊接极耳，单独占一层空间。因此，在卷绕成电芯后，多两层空箔层、两层隔膜，还有极耳以及极耳上保护胶带的厚度，另外极耳位置较厚，非极耳位置在化成时可能出现电芯发软和界面接触差的问题。
综上所述，为解决现有技术的缺陷和不足，提出了一种卷绕式锂离子电池电芯。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种可提升能量密度和平衡电芯厚度的卷绕式锂离子电池电芯。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种卷绕式锂离子电池电芯，包括相互重叠的负极片、隔膜和正极片，其中，隔膜将正极片和负极片隔开，所述负极片、隔膜和正极片呈卷绕结构设置，所述正极片包括正极空箔和涂覆在正极空箔上的正极涂层，所述负极片包括负极空箔和涂覆在负极空箔上的负极涂层，其中，所述正极空箔最内圈上设置有正极单面区域，仅单面设置正极涂层；所述负极空箔最内圈上设置有负极单面区域，仅单面设置负极涂层；所述正极单面区域和负极单面区域均设置有极耳空箔段，所述极耳空箔段中分别设置有正极耳和负极耳。
在上述的一种卷绕式锂离子电池电芯中，述极耳空箔段位置在正极片和负极片上可调整。
在上述的一种卷绕式锂离子电池电芯中，所述极耳空箔段宽度为5-15mm。
在上述的一种卷绕式锂离子电池电芯中，所述的正极耳设置为铝极耳，所述负极耳设置为镍极耳或铜镀镍极耳。
在上述的一种卷绕式锂离子电池电芯中，所述极耳空箔位两侧设置有保护胶带。
在上述的一种卷绕式锂离子电池电芯中，正极片上与负极片上的极耳空箔段正对的区域设置有保护胶带。
与现有技术相比，本实用新型在最内圈的正极空箔和负极空箔上分别设置单面的正极涂层和负极涂层，再在正极单面区域和负极单面区域设置较短的极耳空箔段，减少了现有技术中常规电芯为焊接极耳所留的一段较长的空箔，降低了厚度极差，节约了厚度空间，提升了能量密度。
附图说明
图1是本实用新型中实施例1的结构示意图。
图2是实施例1中正极片的展开结构示意图。
图3是实施例1中负极片的展开结构示意图。
图4是本实用新型中实施例2的结构示意图。
图5是实施例2中正极片的展开结构示意图。
图6是实施例2中负极片的展开结构示意图。
图7是本实用新型中实施例3的结构示意图。
图8是实施例3中正极片的展开结构示意图。
图9是实施例3中负极片的结构示意图。
图10是现有技术中常规结构电芯的各极组厚度结构示意图。
图11是实施例1的各极组厚度结构示意图。
图中，100、负极片；110、负极空箔；120、负极涂层；130、负极单面区域；140、负极双面区域；200、隔膜；300、正极片；310、正极空箔；320、正极涂层；330、正极单面区域；340、正极双面区域；400、极耳空箔段；410、正极耳；420、负极耳；500、层数省略区域。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
在实施例1中，如图1至图3所示，一种卷绕式锂离子电池电芯，包括相互重叠的负极片100、隔膜200和正极片300，其中，隔膜200将正极片300和负极片100隔开，所述负极片100、隔膜200和正极片300呈卷绕结构设置，所述正极片300包括正极空箔310和涂覆在正极空箔310上的正极涂层320，所述负极片100包括负极空箔110和涂覆在负极空箔110上的负极涂层120，其中，所述正极空箔310最内圈上设置有正极单面区域330，仅单面设置正极涂层320；所述负极空箔110最内圈上设置有负极单面区域130，仅单面设置负极涂层120；所述正极单面区域330和负极单面区域130均设置有极耳空箔段400，所述极耳空箔段400中分别设置有正极耳410和负极耳420。
在现有技术中，通常需要正极片300和负极片100单独留一层空箔层焊极耳，这样会多两层空箔厚度(包括负极空箔110和正极空箔310)、多两层隔膜200的厚度，多极耳(包括正极耳410和负极耳420)以及极耳保护胶带厚度，且极耳位置厚度无法平衡。在实施例1中，通过在最内圈的正极空箔310和负极空箔110上分别设置单面的正极涂层320和负极涂层120降低了厚度极差，节约了厚度空间，提升了能量密度。如图10和图11所示，在现有技术中常规电芯和实施例1中改进后的电芯上设立九个测量线，分为九个极组：a、b、c、d、e、f、g、h、i,通过将每个极组各层厚度相加计算极组的厚度，如下所示：
极组厚度＝负极空箔110厚度×负极空箔110层数+正极空箔310厚度×正极空箔310层数+隔膜200厚度×隔膜200层数+正极耳410保护胶带厚度×正极耳410保护胶带层数+负极耳420保护胶带厚度×负极耳420保护胶带层数+正极单面区域330厚度×正极单面区域330层数+负极单面区域130厚度×负极单面区域130层数+正极双面区域340厚度×正极双面区域340层数+负极双面区域140厚度×负极双面区域140层数+正极耳410厚度×正极耳410层数+负极耳420厚度×负极耳420层数+终止胶带厚度×终止胶带层数
现有技术中常规电芯的厚度极差如表1所示，实施例1中改进后的电芯的厚度极差如表2所示，其中，终止胶带是在电芯最终卷绕完成后用于固定贴合的胶带，单层厚度参数参考了现有技术中常规电芯的厚度参数。
表1
表2
由表1和表2可知，在完成计算九个极组的厚度后，取一个最大值和一个最小值，计算得出常规电芯的厚度极差为0.132mm，实施例1中改进后的电芯厚度极差为0.092mm，实施例1中改进后的电芯厚度极差小于常规电芯的厚度极差。因此，通过在最内圈的正极空箔310和负极空箔110上分别设置单面的正极涂层320和负极涂层120可以改善极片间面与面接触差的问题，提升循环性能。
优选地，所述极耳空箔段400位置在正极片300和负极片100上可调整，以将电芯应用于不同型号的电池中。如下述实施例所述：
在实施例2中，如图4至图6所示，将正极耳410及极耳空箔段400设置在正极片300中部位置，将负极耳420及极耳空箔段400设置在负极片100中部位置，以应用于高能量密度高倍率电池型号上。
在实施例3中，如图7至图9，将正极耳410及极耳空箔段400设置在正极片300尾部位置(卷绕完成，靠外圈的一端)，将负极耳420及极耳空箔段400设置在负极片100中部位置，应用在电池宽度较窄的型号上，有利于极耳在同一侧摆放。
当然，本实用新型不局限于以上方案，可根据电池型号的不同任意调整极耳空箔段400以及正极耳410和负极耳420的位置。
优选地，所述极耳空箔段400宽度为5-15mm，便于正极耳410和负极耳420在极耳空箔段400中调整位置。
优选地，所述的正极耳410设置为铝极耳，铝表面能形成致密的氧化膜，在高电位的情况下不容易被腐蚀，所述负极耳420设置为镍极耳或铜镀镍极耳，相比铜材质，镍或铜镀镍材质更耐腐蚀，且电阻小，焊接容易。
优选地，所述极耳空箔位400两侧设置有保护胶带，防止毛刺，也起到平衡厚度作用。
进一步优选地，正极片300上与负极片100上的极耳空箔段400正对的区域设置有保护胶带，以避免发生析锂安全问题。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
Claims (6)
1.一种卷绕式锂离子电池电芯，包括相互重叠的负极片、隔膜和正极片，其中，隔膜将正极片和负极片隔开，所述负极片、隔膜和正极片呈卷绕结构设置，所述正极片包括正极空箔和涂覆在正极空箔上的正极涂层，所述负极片包括负极空箔和涂覆在负极空箔上的负极涂层，其特征在于，所述正极空箔最内圈上设置有正极单面区域，仅单面设置正极涂层；所述负极空箔最内圈上设置有负极单面区域，仅单面设置负极涂层；所述正极单面区域和负极单面区域均设置有极耳空箔段，所述极耳空箔段中分别设置有正极耳和负极耳。
2.根据权利要求1所述的一种卷绕式锂离子电池电芯，其特征在于，所述极耳空箔段位置在正极片和负极片上可调整。
3.根据权利要求2所述的一种卷绕式锂离子电池电芯，其特征在于，所述极耳空箔段宽度为5-15mm。
4.根据权利要求2所述的一种卷绕式锂离子电池电芯，其特征在于，所述的正极耳设置为铝极耳，所述负极耳设置为镍极耳或铜镀镍极耳。
5.根据权利要求2所述的一种卷绕式锂离子电池电芯，其特征在于，所述极耳空箔位两侧设置有保护胶带。
6.根据权利要求1所述的一种卷绕式锂离子电池电芯，其特征在于，正极片上与负极片上的极耳空箔段正对的区域设置有保护胶带。
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