CN211907618U - 一种多极耳圆柱电池卷芯及锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多极耳圆柱电池卷芯，包括相叠卷绕的极片和隔膜，极片上设置有极耳和引线，极耳与极片一体连接，引线与极片固定连接；同一极片的极耳和引线相叠并位于卷芯中心孔一侧；同一极片上引线位于相叠的极耳一侧，或者同一极片上相叠的极耳夹设于两根引线之间。该多极耳圆柱电池卷芯的同一极片上引线与极耳相叠，并且引线位于相叠极耳的一侧，或者相叠极耳位于两根引线之间，引线起到保护极耳的作用，在采用电阻焊、超声焊等方式连接极耳和壳体或者盖板时，降低极耳破损几率，提高电池的工艺可制造性；极耳数量以及极耳连接结构有助于降低电池阻抗，提高电池输出功率。本实用新型还公开了一种具有多极耳圆柱电池卷芯的锂离子电池。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池生产设备技术领域，具体涉及一种多极耳圆柱电池卷芯及锂离子电池。
背景技术
圆柱型锂离子电池具有能量密度大，循环性能好等优点，被广泛于手机、平板电脑、可穿戴设备、移动电源、电动工具、动力、储能等领域。随着近年汽车电动化进度加速，圆柱电池作为汽车能源成为替代汽油的备选能源，但与电子产品电源不同的是，汽车电源要求更高的能量密度，更高的功率输出以及更高的可靠性。
圆柱形电池卷芯的基本结构包括相叠并卷绕的正极极片、负极极片和隔膜，正极极片上设置有正极极耳、负极极片上设置有负极极耳，正极极耳突出设置于卷芯的一端，负极极耳突出设置于卷芯的另一端。传统的圆柱形电池卷芯在正负极通常只有1-2个极耳，例如CN202721219U中所述的双极耳式锂离子电池卷芯卷绕体，包括极片带、第一极耳、第二极耳，其中第一极耳和第二极耳焊接在极片带上。上述卷芯卷绕体装配制得的电池阻抗高，热分布不合理，无法满足日益增加的车载电池要求。
改进的技术方案如CN205028971U中的圆柱形软包装锂离子电池，其中的正极极片上切割有多个铝箔极耳，负极极片上切割有多个铜箔极耳，根据卷芯的直径计算，使得极片卷绕过程中极耳内层与外层重叠。但在实际生产中，由于集流体本身材质较薄，重叠的极耳强度低，后续工艺组装过程中例如极耳与壳体或者盖板连接时破裂的现象，也无法满足产品实际使用性能需求。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺陷，提供一种多极耳圆柱电池卷芯，包含该卷芯的的锂离子电池阻抗低，电池输出功率高。
实现上述技术效果，本实用新型的技术方案为：一种多极耳圆柱电池卷芯，包括相叠卷绕的极片和隔膜，所述极片上设置有一体连接的极耳，至少一个所述极片上固定连接有引线；同一极片的所述极耳和引线相叠并位于卷芯中心孔一侧；同一极片上所述引线位于相叠的所述极耳一侧，或者同一极片上相叠的所述极耳夹设于两根引线之间。
优选的技术方案为，同一极片上所述引线位于相叠的所述极耳一侧，且所述引线设置于相叠的所述极耳与所述卷芯中心孔之间。
优选的技术方案为，所述极片包括正极极片和负极极片；所述正极极片上设置有正极极耳和正极引线，所述负极极片上设置有负极极耳和负极引线。
优选的技术方案为，所述极片包括集流体，所述集流体的表面包括电极材料涂覆区和空白区，所述引线与所述集流体的空白区连接。
优选的技术方案为，引线的厚度大于所述极耳的厚度。
本实用新型的目的之二在于提供一种锂离子电池，包括上述的多极耳圆柱电池卷芯。
本实用新型的优点和有益效果在于：
该多极耳圆柱电池卷芯的同一极片上引线与极耳相叠，并且引线位于相叠极耳的一侧，或者相叠极耳位于两根引线之间，引线能够起到保护极耳的作用，在采用电阻焊、超声焊等方式将极耳连接在壳体或者盖板上时，降低极耳破损的几率，有效提高电池的工艺可制造性；
极耳数量的增加以及极耳连接结构的变化能够有效降低电池阻抗，提高电池输出功率。
附图说明
图1是实施例1多极耳圆柱电池卷芯的卷绕结构示意图；
图2是实施例1的立体结构示意图；
图3是实施例1中多极耳正极极片的展开图；
图4是实施例1中多极耳负极极片的展开图；
图5是实施例2中多极耳正极极片的展开图；
图6是实施例2中多极耳负极极片的展开图；
图7是实施例3中双极耳负极极片的展开图；
图中：1、多极耳正极极片；1a、集流体铝箔；1b、正极极耳；1c、正极引线；1d、正极材料涂覆区；1e、铝箔空白区；2、多极耳负极极片；2a、集流体铜箔；2b、负极极耳；2c、负极引线；2d、负极材料涂覆区；2e、铜箔空白区；21、双极耳负极极片；3、隔离膜。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
卷芯中包括正极极片、负极极片和隔膜，极片上设置有极耳和引线，并且包括以下三种并列方案：
第一、 正极极片上同时设置极耳和引线，负极极片上设置有极耳；
第二、 负极极片上同时设置极耳和引线，正极极片上设置有极耳；
第三、 正极极片和负极极片上均同时设置极耳和引线。
引线的数量决定了引线和极耳的位置关系，一体连接的极耳通过冲切集流体箔材得到，极耳的数量没有特别的限制，通常数量为若干根，极耳趋多设置，越有利于降低阻抗的效果。
引线的数量为一根，引线位于相叠极耳的一侧，即相叠的极耳设置于引线和卷芯中心孔之间，或者引线设置于相叠的极耳与卷芯中心孔之间，而非引线位于相叠的极耳之间；上述两方案中进一步优选的，引线设置于相叠的极耳与卷芯中心孔之间。
引线的数量为两根，相叠的极耳夹设与两根引线之间。该层叠结构中引线对于极耳的保护作用更优。
常用的正极极片集流体为铝箔，铝箔的表面涂覆正极材料，涂覆正极材料的区域为电极材料涂覆区，未涂覆正极材料的区域为空白区；常用的负极极片集流体为铜箔，铜箔的表面涂覆负极材料，涂覆负极材料的区域为电极材料涂覆区，未涂覆负极材料的区域为空白区。引线贴附与相应电极极片的空白区。通常的，上述贴附结构通过焊接制成，例如超声焊等。
实施例1
如图1-4所示，实施例1多极耳圆柱电池卷芯，包括相叠卷绕的多极耳正极极片1、多极耳负极极片2、隔离膜3；
如图3所示，多极耳正极极片1包含带状的集流体铝箔1a、多个正极极耳1b、正极引线1c，铝箔1a的双面涂覆有正极材料，涂覆正极材料的铝箔表面区域为正极材料涂覆区1d，未涂覆正极材料的铝箔表面区域为铝箔空白区1e；
如图4所示，多极耳负极极片2包含带状的集流体铜箔2a、多个负极极耳2b、负极引线2c，铜箔2a的双面涂布有负极材料，涂覆负极材料的铜箔表面区域为负极材料涂覆区2d，未涂覆负极材料的铜箔表面区域为铜箔空白区2e；
卷芯中相叠的多个正极极耳1b夹设于两根正极引线1c之间，且相叠的多个负极极耳2b夹设于两根负极引线2c之间，即在极片的展开图中，同一极片上的多个极耳位于两根引线之间。
引线的厚度大于极耳的厚度。
实施例2
如图5-6所示，实施例2基于实施例1，区别在于，实施例2多极耳圆柱电池卷芯包括相叠卷绕的多极耳正极极片1、隔离膜2、多极耳负极极片3，其中，集流体铝箔1a上设置有一根正极引线1c，正极引线1c位于集流体铝箔1a卷芯内圈的一端，即正极引线1c位于多个正极极耳1b的内侧（内、外以卷芯的内层和外层作为参照）；集流体铜箔2a上设置有一根负极引线1c，负极引线1c位于集流体铜箔1a卷芯内圈的一端，即负极引线1c位于多个相叠的负极极耳2b的内侧。
作为替代方案，正极引线1c位于多个正极极耳1b的内侧，负极引线1c位于多个相叠的负极极耳2b的外侧；或者正极引线1c位于多个正极极耳1b的外侧，负极引线1c位于多个相叠的负极极耳2b的内侧；或者正极引线1c位于多个正极极耳1b的外侧，负极引线1c位于多个相叠的负极极耳2b的外侧。引线对于极耳的保护作用取决于生产中极耳的弯折方向。
实施例3
如图7所示，实施例3的多极耳圆柱电池卷芯，包括相叠卷绕的多极耳正极极片1和双极耳负极极片21，多极耳正极极片1的结构同实施例1，双极耳负极极片21的集流体铜箔2a上仅设置有两个负极引线2c，未设置一体冲切的负极极耳。
作为替代方案，集流体铜箔2a上仅设置有若干个负极极耳2b，未设置负极引线2c；或者集流体铝箔1a上仅设置有若干个正极极耳1b，多极耳负极极片2的结构同实施例1；或者集流体铝箔1a上仅设置有若干个正极极耳1b，多极耳负极极片2的结构同实施例1。
多极耳圆柱电池卷芯的正极极片和负极极片为实施例1-3及其替换方案中任意一种正极极片和负极极片的组合，均能达到基本的引线保护极耳的技术效果。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.一种多极耳圆柱电池卷芯，包括相叠卷绕的极片和隔膜，所述极片上设置有一体连接的极耳，至少一个所述极片上固定连接有引线；同一极片的所述极耳和引线相叠并位于卷芯中心孔一侧；其特征在于，同一极片上所述引线位于相叠的所述极耳一侧，或者同一极片上相叠的所述极耳夹设于两根引线之间。
2.根据权利要求1所述的多极耳圆柱电池卷芯，其特征在于，同一极片上所述引线位于相叠的所述极耳一侧，且所述引线设置于相叠的所述极耳与所述卷芯中心孔之间。
3.根据权利要求1所述的多极耳圆柱电池卷芯，其特征在于，所述极片包括正极极片和负极极片；所述正极极片上设置有正极极耳和正极引线，所述负极极片上设置有负极极耳和负极引线。
4.根据权利要求1所述的多极耳圆柱电池卷芯，其特征在于，所述极片包括集流体，所述集流体的表面包括电极材料涂覆区和空白区，所述引线与所述集流体的空白区连接。
5.根据权利要求1所述的多极耳圆柱电池卷芯，其特征在于，引线的厚度大于所述极耳的厚度。
6.一种锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1至5中任意一项所述的多极耳圆柱电池卷芯。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Lianyi (Taixing) New Energy Co.,Ltd. Assignor: LIANDONG TIANYI NEW ENERGY Co.,Ltd. Contract record no.: X2023990000862 Denomination of utility model: A type of multipole cylindrical battery coil and lithium-ion battery Granted publication date: 20201110 License type: Common License Record date: 20231016 |
|
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of utility model: A type of multipole cylindrical battery coil and lithium-ion battery Effective date of registration: 20231130 Granted publication date: 20201110 Pledgee: Yuandong New Energy Co.,Ltd. Pledgor: LIANDONG TIANYI NEW ENERGY Co.,Ltd. Registration number: Y2023980067334 |