CN212461795U - 一种电池卷芯及使用该卷芯的锂电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电池卷芯及使用该卷芯的锂电池；所述电池卷芯是由正负极片，以及正负极片之间的隔膜卷绕而成的，且横置的圆柱形结构；所述正负极片中至少一极片裸露于所述电池卷芯的圆周面；当仅有一极片裸露时，该极片构成所述电池卷芯的底面，另一裸露的极片从所述电池卷芯端部引出有朝上的极耳；当两个所述极片均裸露时，两个裸露的极片分别构成所述电池卷芯的上下表面；本申请提供的锂离子电池及制造方法，降低生产成本，提升生产效率，提升产品的良品率，提升电池性能。

Description

一种电池卷芯及使用该卷芯的锂电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池卷芯及使用该卷芯的锂电池。

背景技术

锂电池以其具有重量轻、容量大、无记忆效应等优点，因而得到了广泛的应用，为了适应现的电子产品，也出现了一些微型电池，如锂电池。

常规纽扣锂电池卷芯制造方法多为圆柱卷绕的形式或者叠片的形式两种卷芯制造方式，其中圆柱卷绕的形式，封装方式为先把负极耳与钢壳底部焊接，然后正极极耳与纽扣正极盖焊接，卷芯正负极两端垂直与钢壳上下部位，此种封装方式工序繁琐，且成本偏高，需要增加正负极极耳及焊接工序，且正负极极耳焊接钢壳底部后整体电芯空间利用率不高；第二种卷芯制作方式为正负极隔膜冲切圆柱结构，然后叠片的形式进行封装，其方法缺点工序繁琐，对制程要求较高，且正负极错位，容易引起安全隐患。

因此，本申请发明一种新型的电芯结构以解决至少一个以上所提出的问题。

发明内容

本申请目的在于提供一种电池卷芯及使用该卷芯的锂电池。

为了达到上述技术目的，第一方面，本申请提供一种电池卷芯，其由正负极片，以及正负极片之间的隔膜卷绕而成的，且横置的圆柱形结构；所述正负极片中至少一极片裸露于所述电池卷芯的圆周面；当仅有一极片裸露时，该极片构成所述电池卷芯的底面，另一裸露的极片从所述电池卷芯端部引出有朝上的极耳；当两个所述极片均裸露时，两个裸露的极片分别构成所述电池卷芯的上下表面。

优选的，所述电池卷芯裸露于极片以外的位置均包覆有电池隔膜。

优选的，所述极耳沿电池卷芯的外侧为隔膜的一面弯折。

优选的，所述电池卷芯外侧的隔膜覆盖宽度大于所述极耳的宽度。

优选的，当两个所述极片均裸露时，所述裸露于电池卷芯的圆柱面的正极片与负极片之间的裸露覆盖比为1:1。

第二方面，本申请提供一种根据使用上述电池卷芯的锂电池，包括金属壳体，以及横置于所述金属壳体内的如上述任一项所述的电池卷芯；当仅有一极片裸露时，所述极耳与所述电池卷芯的底面分别与所述金属壳体的两端电性连接；当两个所述极片均裸露时，所述电池卷芯的上下表面分别与所述金属壳体的两端电性接触。

优选的，所述金属壳体为钢壳或铝壳。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：

(1)节约成本，较现有的电池卷芯少了极耳的投入，从材料上减少投入，从加工工序上，也减少了极耳焊接的工序，降低了材料成本和人工成本；

(2)降低产品的不良率，常规电池卷芯竖置于电池壳体内，需要将极耳与电池壳体两端进行焊接，而本申请采用无极耳或单极耳电芯，则可省去部分步骤，降低了焊接过程中出现不良率的风险，从而降低产品的不良率；

(3)提升工作效率，可省去部分极耳焊接的工序或完全省去极耳焊接工序，很大程度的提高了加工的效率；

(4)提升电池性能，横向放置的电池卷芯可进一步对电池卷芯进行压缩，从而提升电池壳体内单位空间的利用率，提升电池卷芯单位空间的能量密度；

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请的一些实施例，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是本申请的无极耳卷芯的其中一实施例的结构示意图；

图2是本申请的无极耳卷芯的锂电池的其中一实施例的结构示意图；

图3是本申请的单极耳卷芯的其中一实施例的结构示意图；

图4是本申请的单极耳卷芯的锂电池的其中一实施例的结构示意图；

图5是本申请的电池极片的其中一实施例的结构示意图。

其中：10、正极片或负极片；20、隔膜；30、正极片或负极片；40、极耳；50、金属壳体；51、正极端；52、负极端；60、绝缘层。

具体实施方式

以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本申请实施例中所有方向性指示诸如上、下、左、右、前、后……仅用于解释在某一特定姿态如附图所示下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

为能进一步了解本申请的发明内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例1

常规纽扣电池卷芯制造方法多为圆柱卷绕的形式或者叠片的形式两种卷芯制造方式。其中圆柱卷绕的形式，是先将极片和隔膜卷绕呈圆柱形，再轴向放置于钢壳内，封装方式为先把负极耳与钢壳底部焊接，然后正极极耳与纽扣正极盖焊接，此种封装方式工序繁琐，且成本偏高，需要增加正负极极耳及焊接工序，且正负极极耳焊接钢壳底部后整体电芯空间利用率不高；第二种卷芯制作方式为正负极隔膜分别冲切呈圆形，然后分别交叉叠置的形式进行封装，其方法缺点工序繁琐，对制程要求较高，且正负极错位，容易引起安全隐患。

为了解决上述问题，本实施例提供以下技术方案：

具体的，请参见图1-2，本实施例提供一种电池卷芯以及使用该卷芯的锂电池。

具体的，电池卷芯是由正负极片，以及正负极片之间的隔膜20卷绕而成的，且横置的圆柱形结构；

具体的，正极片和负极片均裸露于电池卷芯的圆柱面，且分别构成电池卷芯的上下表面。

在上述方案中，正负极片均无焊接极耳40，而是通过不同的卷绕方式形成铜箔与铝箔进行收尾的结构；通过电池卷芯的圆柱面直接代替极耳40的电路导通功能，实现电路的导通；采用该方式生产的电池卷芯，在组装电池时无需进行极耳40焊接，省去了两个极耳40，降低了材料成本、加工成本、人工成本；同时，减少焊接工序，也降低了焊接过程出现废品率的风险，提高产品加工的良品率。

进一步的，裸露于电池卷芯圆柱面的正极片与负极片之间的裸露覆盖比为1：1；均分正负极片的裸露比，一定程度降低了极片误触短路的风险，提高产品良率；与此同时，均分的裸露比也更易于产品的卷绕设计，便于加工，提高工作效率。

本实施例还提供一种使用该卷芯的的锂电池，具体请参见图2。

具体的，包括金属壳体50，以及横置于金属壳体50内的如上述所述的电池卷芯；

具体的，电池卷芯的上下表面分别与金属壳体50的两端面电性连接。

进一步的，金属壳体50包括正极端51和负极端52。

进一步的，金属壳体50为钢壳或铝壳。

在上述方案中，电池卷芯采用铜箔和铝箔进行卷绕收尾，因此其圆柱面为铜箔和铝箔，铜箔和铝箔分别与金属壳体5040的两端面直接接触机完成电路的导通，无需额外焊接极耳40。

实施例2

实施例1提供了一种无极耳40的电池卷芯结构，本实施例提供本申请电池卷芯的另一种实现方式，单极耳40电池卷芯结构，具体如下。

请参见图3，本实施例提供一种电池卷芯，电池卷芯是由正负极片，以及正负极片之间的隔膜20卷绕而成的，且横置的圆柱形结构。

具体的，正负极片中的其中一极片从电池卷芯端部引出有朝上的极耳40，另一极片裸露于电池卷芯的底面。

具体的，电池卷芯裸露于极片以外的位置均包覆有电池隔膜20。

请参见图4，本申请还提供一种锂电池，包括金属壳体50，以及横置于金属壳体50内的如上所述的电池卷芯；

进一步的，金属壳体50包括正极端51和负极端52。

具体的，电池卷芯的极耳40和电池卷芯的底面，分别与金属壳体50的两端面电性连接。

进一步的，极耳40沿电池卷芯的外侧为隔膜20的一面弯折；

为了避免极耳40弯折后与极片覆盖的一面接触，造成电池内部短路的现象，本实施例提供以下技术方案：

具体的，电池卷芯外侧的隔膜20覆盖宽度大于极耳40的宽度；采用该方式是极耳40具有足够的范围，防止短路现象的发生，提升产品的良品率。

在上述方案中，覆盖于卷芯外表面的极片可采用铜箔或铝箔收尾，当覆盖于卷芯外表面的极片为正极片时，采用铝箔收尾；当覆盖于卷芯外表面的极片为负极片时，则采用铜箔进行收尾；铜箔或铝箔具有导电性，其与金属外壳接触即可实现电流的导通，无需额外焊接极耳40。

进一步的，当极耳40从中间导出时，其可能与卷芯电池端面接触，可能会与多个极片接触造成短路，为了解决该技术问题，本实施例提供以下技术方案：

请参见图5，具体的，极片两侧边为绝缘层60；采用该极片进行卷绕时，其卷绕而成的电芯两端呈绝缘状态，故极耳40不易与端面的极片接触，提升产品的良品率。

实施例3

电池卷芯在卷绕完成后，还需与电解液配合才能构成一完整的电池；本申请提供的新型电池卷芯结构为横置于电池壳体内，若采用常规的注电接液方式，会存在一定的阻碍，造成生产效率低的问题，为了解决该技术问题，本实施例提供以下技术方案：

本实施例提供一种锂电池的制造方法，具体步骤如下：

(1)极片制备：按传统工艺进行正极、负极配料，并将正极、负极配料涂覆在正、负极集流体上，烘干制得正、负极片；

(2)极片裁切：将步骤(1)中得到的正负极片裁切成一定形状的正、负极小极片；

(3)极片卷绕：用隔膜将正、负小极片隔离，并卷绕呈电池卷芯；

(4)将步骤(3)中得到的电池卷芯放入电解液中浸泡1-3小时，浸泡完毕后放至筛网上静置5-10min。

(5)将步骤(4)于筛网上静置后的电池卷芯横向放入金属壳体内，进行压合封装。

在上述方案中，本申请对电解液的配置方式作出了改进，由常见的注射方式改为浸泡式，采用浸泡的方式可一次性对多组电池卷芯进行加工处理，极大的提高了生产效率；同时，浸泡的方式使得电池卷芯与电接液之间的接触范围更大，进一步提升电池性能。

以上所述仅是对本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，凡是依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本申请技术方案的范围。

Claims (7)

1.一种电池卷芯，其特征在于：所述电池卷芯是由正负极片，以及正负极片之间的隔膜卷绕而成的，且横置的圆柱形结构；所述正负极片中至少一极片裸露于所述电池卷芯的圆周面；当仅有一极片裸露时，该极片构成所述电池卷芯的底面，另一裸露的极片从所述电池卷芯端部引出有朝上的极耳；当两个所述极片均裸露时，两个裸露的极片分别构成所述电池卷芯的上下表面。

2.根据权利要求1所述的电池卷芯，其特征在于：所述电池卷芯裸露于极片以外的位置均包覆有电池隔膜。

3.根据权利要求2所述的电池卷芯，其特征在于：所述极耳沿电池卷芯的外侧为隔膜的一面弯折。

4.根据权利要求2所述的电池卷芯，其特征在于：所述电池卷芯外侧的隔膜覆盖宽度大于所述极耳的宽度。

5.根据权利要求1所述的电池卷芯，其特征在于：当两个所述极片均裸露时，所述裸露于电池卷芯的圆柱面的正极片与负极片之间的裸露覆盖比为1:1。

6.一种锂电池，其特征在于：包括金属壳体，以及横置于所述金属壳体内的如权利要求1-5任一项所述的电池卷芯；当仅有一极片裸露时，所述极耳与所述电池卷芯的底面分别与所述金属壳体的两端电性连接；当两个所述极片均裸露时，所述电池卷芯的上下表面分别与所述金属壳体的两端电性接触。

7.根据权利要求6所述的一种锂电池，其特征在于：所述金属壳体为钢壳或铝壳。

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