CN212257598U - 卷绕电芯及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

一种卷绕电芯及锂离子电池，卷绕电芯包括：正极组件及负极组件，正极组件包括正极片及第一隔膜，第一隔膜包覆正极片形成正极组件；负极组件包括负极片及第二隔膜，第二隔膜包覆负极片形成负极组件；正极组件及负极组件通过卷绕形成卷绕电芯。本卷绕电芯通过第一隔膜及第二隔膜分别对正极片及负极片进行包覆，第一隔膜可以对正极片起到保护作用，第二隔膜可以对负极片起到保护作用，可以减少卷绕工艺过程中正极片及负极片出现脆片或断片的现象，使得得到的卷绕电芯的结构稳定，从而提高卷绕电芯的成品收成率，可以避免卷绕过程中出现正极片或负极片横向超出隔膜的风险，避免正极片与负极片接触，避免出现局部短路不良，提高卷绕电芯产品品质。

Description

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，特别是涉及一种卷绕电芯及锂离子电池。

背景技术

随着智能穿戴设备市场的不断提升，锂离子电池应用越来越广泛，特别是异性软包锂电池的需求越来越多，锂离子电池具有高能量密度、充放电效率高、自放电低等优点，锂离子电池主要包括正极片、负极片、隔膜、电解液、外壳等组成结构及成分，其中，锂离子电池的电芯一般由正极片、负极片及隔膜等组成，锂离子电池的电芯主要有卷绕及叠片两种工艺，叠片工艺是将正负极极片、隔膜裁成生产所需的尺寸，随后将正极极片、隔膜、负极极片叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成一个大电芯，而卷绕工艺是将分条后的极片固定在卷针上随着卷针转动将正极极片、负极极片以及隔膜卷成电芯的工艺方式，由于叠片工艺复杂程度较高，人工操作费时费力，且极片分切合格率很低，自动化则因为设备问题而难以产业化，卷绕工艺操作比较简便，无论是半自动或全自动都可以快速完成，容易实现产业自动化，目前市场上大多企业采用的是卷绕的形式，也就是说，卷绕工艺的生产效率高，更适合工业化生产。

然而，在现有的锂离子电池电芯的卷绕工艺的生产过程中，由于卷绕电芯的弯折处一般存在较大的应力，使得卷绕电芯在弯折处容易存在极片断裂的情况，在电芯的卷绕过程中容易出现脆片或断片现象，从而影响锂离子电池整体的安全性能及使用寿命，影响产品的收成率，降低了锂离子电池的生产效益，同时，锂离子电池电芯在卷绕过程中存在极片横向超出隔膜的风险，可能存在局部短路造成的隔膜热收缩，导致正负极片大面积接触，卷绕电芯的生产效率和生产质量难以保证，特别地，当锂离子电池的正负极片较窄时，采用卷绕工艺就会存在更多的不良，正负极片较窄时，窄极片在卷绕过程中普遍存在隔膜和极片不易对齐的情况，窄极片卷绕电芯的生产效率和生产质量同样难以保证。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种不易断裂、结构稳定且生产简便的卷绕电芯以及锂离子电池，能够减少卷绕电芯出现极片脆片或断片现象，提高成品收成率，生产效益高。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种卷绕电芯，包括：

正极组件，所述正极组件包括正极片及第一隔膜，所述第一隔膜包覆所述正极片形成所述正极组件；及

负极组件，所述负极组件包括负极片及第二隔膜，所述第二隔膜包覆所述负极片形成所述负极组件；

所述正极组件及所述负极组件通过卷绕形成所述卷绕电芯。

在其中一个实施例中，所述正极组件还包括正极极耳，所述正极极耳与所述正极片的一端点焊焊接。

在其中一个实施例中，所述负极组件还包括负极极耳，所述负极极耳与所述负极片的一端点焊焊接。

在其中一个实施例中，所述正极极耳与所述正极片的焊接处设置有第一绝缘胶纸。

在其中一个实施例中，所述负极极耳与所述负极片的焊接处设置有第二绝缘胶纸。

在其中一个实施例中，所述第一隔膜的厚度为28um～35um。

在其中一个实施例中，所述第二隔膜的厚度为28um～35um。

在其中一个实施例中，所述第一隔膜包括第一聚丙烯层、第一聚乙烯层及第二聚丙烯层，所述第一聚乙烯层的第一面与所述第一聚丙烯层连接，所述第一聚乙烯层的第二面与所述第二聚丙烯层连接，所述第一聚乙烯层的第一面与第二面相背设置。

在其中一个实施例中，所述第二隔膜包括第三聚丙烯层、第二聚乙烯层及第四聚丙烯层，所述第二聚乙烯层的第一面与所述第三聚丙烯层连接，所述第二聚乙烯层的第二面与所述第四聚丙烯层连接，所述第二聚乙烯层的第一面与第二面相背设置。

一种锂离子电池，包括上述的卷绕电芯。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本卷绕电芯通过第一隔膜及第二隔膜分别对正极片及负极片进行包覆，得到正极组件及负极组件，一方面，由于正极片及负极片分别包覆于第一隔膜及第二隔膜中，在进行卷绕工艺得到卷绕电芯的过程中，第一隔膜可以对正极片起到保护作用，第二隔膜可以对负极片起到保护作用，可以减少卷绕工艺过程中正极片及负极片出现脆片或断片的现象，使得得到的卷绕电芯的结构稳定，从而提高卷绕电芯的成品收成率，生产效益高，另一方面，由于在卷绕过程中，可能出现易位现象，相比于单层隔膜与正、负极片的结构的卷绕过程，第一隔膜对正极片进行包覆及第二隔膜对负极片进行包覆，可以避免卷绕过程中出现正极片或负极片横向超出隔膜的风险，避免正极片与负极片接触，避免出现局部短路不良，从而提高卷绕电芯产品品质。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型一实施方式的卷绕电芯的结构示意图；

图2为本实用新型一实施方式的正极组件的结构示意图；

图3为本实用新型一实施方式的负极组件的结构示意图；

图4为本实用新型一实施方式的第一隔膜的结构示意图；

图5为本实用新型一实施方式的第二隔膜的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1、图2及图3，卷绕电芯10，包括：正极组件100及负极组件 200；所述正极组件100包括正极片110及第一隔膜120，所述第一隔膜120包覆所述正极片110形成所述正极组件100；所述负极组件200包括负极片210及第二隔膜220，所述第二隔膜220包覆所述负极片210形成所述负极组件200；所述正极组件100及所述负极组件200通过卷绕形成所述卷绕电芯10。

需要说明的是，通过提供合适尺寸的第一隔膜120，对正极片110进行包裹，然后再对第一隔膜120的边缘进行粘合操作，将正极片110包覆于第一隔膜120 中，得到正极组件100，同样地，通过提供合适尺寸的第二隔膜220，对负极片 210进行包裹，然后再对第二隔膜220的边缘进行粘合操作，将负极片210包覆于第二隔膜220中，得到负极组件200，再将正极组件100及负极组件200通过卷绕机进行卷绕得到卷绕电芯10，通过第一隔膜120及第二隔膜220分别对正极片110及负极片210进行包覆，得到正极组件100及负极组件200，一方面，由于正极片110及负极片210分别包覆于第一隔膜120及第二隔膜220中，在进行卷绕工艺得到卷绕电芯10的过程中，第一隔膜120可以对正极片110起到保护作用，第二隔膜220可以对负极片210起到保护作用，可以减少卷绕工艺过程中正极片110及负极片210出现脆片或断片的现象，使得得到的卷绕电芯 10的结构稳定，从而提高卷绕电芯10的成品收成率，生产效益高，另一方面，由于在卷绕过程中，可能出现易位现象，相比于单层隔膜与正、负极片210的结构的卷绕过程，第一隔膜120对正极片110进行包覆及第二隔膜220对负极片210进行包覆，可以避免卷绕过程中出现正极片110或负极片210横向超出隔膜的风险，避免正极片110与负极片210接触，避免出现局部短路不良，从而提高卷绕电芯10产品品质。

具体地，请参阅图2及图3，所述正极组件100还包括正极极耳130，所述正极极耳130与所述正极片110的一端点焊焊接。所述负极组件200还包括负极极耳230，所述负极极耳230与所述负极片210的一端点焊焊接。需要说明的是，正极极耳130及负极极耳230为电极，用于将电能输送至外部用电装置，正极极耳130与正极片110的一端焊接，负极极耳230与负极片210的一端焊接，采用点焊对正极片110的一端及正极极耳130进行焊接，采用点焊对负极片210的一端及负极极耳230进行焊接，点焊具有加热时间短、热量集中、低能耗及高效率的优点，采用点焊进行焊接时，由于热量集中，对材料的热影响区域小，变形与应力也小，通常在焊后不需要进行矫正操作及热处理操作，点焊工艺具有低能耗且生产效率高的特点，而且点焊工艺不需要焊条、焊丝等填充金属，同时，也不需要氧、乙炔、氩等焊接材料，焊接成本低，易于操作，可以实现机械化和自动化，点焊过程中无噪声及有害气体，简单安全，适用于工业化生产，得到广泛应用。

根据具体的正极片110尺寸，通过提供合适尺寸的隔膜，对带极耳的正极片 110进行包裹，然后再对隔膜的边缘进行粘合操作，将带极耳的正极片110包覆于隔膜中，也就是说，通过隔膜对带极耳的正极片110进行包裹后，再对隔膜边缘进行粘合操作，将隔膜制备成袋状结构，将带极耳的正极片110包覆于隔膜制成的袋状结构中，同样地，根据具体的负极片210尺寸，通过提供合适尺寸的隔膜，对带极耳的负极片210进行包裹，然后再对隔膜的边缘进行粘合操作，将带极耳的负极片210包覆于隔膜中，也就是说，通过隔膜对带极耳的负极片210进行包裹后，再对隔膜边缘进行粘合操作，将隔膜制备成袋状结构，将带极耳的负极片210包覆于隔膜制成的袋状结构中，值得一提的是，由于正极极耳130极负极极耳230用于将电能输送至外部用电装置，需要与外部用电装置连接，所以正极极耳130未与正极片110接触部分不需要通过隔膜进行包覆，负极极耳230未与负极片210接触部分不需要通过隔膜进行包覆，避免影响正极极耳130及负极极耳230与外部用电装置连接，也就是说，隔膜对正极片110及正极极耳130与正极片110接触部分进行包覆，隔膜对负极片210及负极极耳230与负极片210接触部分进行包覆。

更具体地，所述正极极耳130与所述正极片110的焊接处设置有第一绝缘胶纸。所述负极极耳230与所述负极片210的焊接处设置有第二绝缘胶纸。需要说明的是，通过在正极极耳130与正极片110的焊接处缠裹绝缘胶纸，以及在负极极耳230与负极片210的焊接处缠裹绝缘胶纸，可以起到绝缘作用，避免出现短路现象，保证后续制备得到的卷绕电芯10的使用安全性，提高成品品质，而且采用绝缘胶纸进行绝缘操作，操作简便，且绝缘胶纸价格低廉，成本低，有利于提高生产效益。

进一步地，所述第一隔膜120的厚度为28um～35um。需要说明的是，第一隔膜120越薄，可以更好的贴合正极片110，贴合效果更好，包覆效果更好，当第一隔膜120的厚度小于28um时，虽然可以更好地贴合正极片110，但是第一隔膜120的厚度较小，增加了隔膜生产工艺难度，同时，第一隔膜120较薄，容易出现破裂，容易出现不良，当第一隔膜120的厚度大于35um时，第一隔膜 120较厚，影响贴合效果，而且需要投入较多的隔膜原料，增加了生产成本，综合考虑之下，第一隔膜120的厚度设置为28um～35um为宜。例如，第一隔膜120 的厚度为28um、28.5um、29um、29.5um、30um、30.5um、31um、31.5um、32um、 32.5um、33um、33.5um、34um、34.5um或35um，如此，可以保证第一隔膜 120厚度适中，贴合效果更好，包覆效果更好。

更进一步地，所述第二隔膜220的厚度为28um～35um。需要说明的是，第二隔膜220越薄，可以更好的贴合负极片210及负极片210，贴合效果更好，包覆效果更好，当第二隔膜220的厚度小于28um时，虽然可以更好地贴合负极片 210，但是第二隔膜220的厚度较小，增加了隔膜生产工艺难度，同时，第二隔膜220较薄，容易出现破裂，容易出现不良，当第二隔膜220的厚度大于35um 时，第二隔膜220较厚，影响贴合效果，而且需要投入较多的隔膜原料，增加了生产成本，综合考虑之下，第二隔膜220的厚度设置为28um～35um为宜。例如，第二隔膜220的厚度为28um、28.5um、29um、29.5um、30um、30.5um、31um、31.5um、32um、32.5um、33um、33.5um、34um、34.5um或35um，如此，可以保证第二隔膜220厚度适中，贴合效果更好，包覆效果更好。

具体地，请参阅图4，所述第一隔膜120包括第一聚丙烯层121、第一聚乙烯层122及第二聚丙烯层123，所述第一聚乙烯层122的第一面与所述第一聚丙烯层121连接，所述第一聚乙烯层122的第二面与所述第二聚丙烯层123连接，所述第一聚乙烯层122的第一面与第二面相背设置。需要说明的是，第一隔膜 120包括第一聚丙烯层121、第一聚乙烯层122及第二聚丙烯层123，将第一聚乙烯层122设置于第一聚丙烯层121及第二聚丙烯层123之间，第一隔膜120 设置为三层结构，可以结合聚乙烯及聚丙烯的性能，得到性能更加优异的第一隔膜120，聚丙烯具有较好的机械强度，聚乙烯具有较好的韧性，第一隔膜120 包括第一聚丙烯层121、第一聚乙烯层122及第二聚丙烯层123，可以得到抗冲击且韧性好的第一隔膜120，可以更好地对正极片110进行保护，进一步避免出现正极片110脆片或断片现象，提高成品品质。

具体地，请参阅图5，所述第二隔膜220包括第三聚丙烯层221、第二聚乙烯层222及第四聚丙烯层223，所述第二聚乙烯层222的第一面与所述第三聚丙烯层221连接，所述第二聚乙烯层222的第二面与所述第四聚丙烯层223连接，所述第二聚乙烯层222的第一面与第二面相背设置。需要说明的是，第二隔膜 220包括第三聚丙烯层221、第二聚乙烯层222及第四聚丙烯层223，将第二聚乙烯层222设置于第三聚丙烯层221及第四聚丙烯层223之间，第二隔膜220 设置为三层结构，可以结合聚乙烯及聚丙烯的性能，得到性能更加优异的第二隔膜220，聚丙烯具有较好的机械强度，聚乙烯具有较好的韧性，第二隔膜220 包括第三聚丙烯层221、第二聚乙烯层222及第四聚丙烯层223，可以得到抗冲击且韧性好的第二隔膜220，可以更好地对负极片210进行保护，进一步避免出现负极片210脆片或断片现象，提高成品品质。

一种锂离子电池，包括上述任一实施方式的所述的卷绕电芯10。如此，能够减少锂离子电池包装过程中出现极片脆片或断片现象，得到结构稳定的锂离子电池，提高成品收成率，生产效益高。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

本卷绕电芯通过第一隔膜及第二隔膜分别对正极片及负极片进行包覆，得到正极组件及负极组件，一方面，由于正极片及负极片分别包覆于第一隔膜及第二隔膜中，在进行卷绕工艺得到卷绕电芯的过程中，第一隔膜可以对正极片起到保护作用，第二隔膜可以对负极片起到保护作用，可以减少卷绕工艺过程中正极片及负极片出现脆片或断片的现象，使得得到的卷绕电芯的结构稳定，从而提高卷绕电芯的成品收成率，生产效益高，另一方面，由于在卷绕过程中，可能出现易位现象，相比于单层隔膜与正、负极片的结构的卷绕过程，第一隔膜对正极片进行包覆及第二隔膜对负极片进行包覆，可以避免卷绕过程中出现正极片或负极片横向超出隔膜的风险，避免正极片与负极片接触，避免出现局部短路不良，从而提高卷绕电芯产品品质。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种卷绕电芯，其特征在于，包括：

正极组件，所述正极组件包括正极片及第一隔膜，所述第一隔膜包覆所述正极片形成所述正极组件；及

负极组件，所述负极组件包括负极片及第二隔膜，所述第二隔膜包覆所述负极片形成所述负极组件；

所述正极组件及所述负极组件通过卷绕形成所述卷绕电芯。

2.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，所述正极组件还包括正极极耳，所述正极极耳与所述正极片的一端点焊焊接。

3.根据权利要求2所述的卷绕电芯，其特征在于，所述负极组件还包括负极极耳，所述负极极耳与所述负极片的一端点焊焊接。

4.根据权利要求3所述的卷绕电芯，其特征在于，所述正极极耳与所述正极片的焊接处设置有第一绝缘胶纸。

5.根据权利要求3所述的卷绕电芯，其特征在于，所述负极极耳与所述负极片的焊接处设置有第二绝缘胶纸。

6.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，所述第一隔膜的厚度为28um～35um。

7.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，所述第二隔膜的厚度为28um～35um。

8.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，所述第一隔膜包括第一聚丙烯层、第一聚乙烯层及第二聚丙烯层，所述第一聚乙烯层的第一面与所述第一聚丙烯层连接，所述第一聚乙烯层的第二面与所述第二聚丙烯层连接，所述第一聚乙烯层的第一面与第二面相背设置。

9.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，所述第二隔膜包括第三聚丙烯层、第二聚乙烯层及第四聚丙烯层，所述第二聚乙烯层的第一面与所述第三聚丙烯层连接，所述第二聚乙烯层的第二面与所述第四聚丙烯层连接，所述第二聚乙烯层的第一面与第二面相背设置。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一所述的卷绕电芯。

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