CN214313297U - 一种卷绕式电池及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种卷绕式电池及电池模组，包括第一极片、第二极片、隔膜、金属带及壳体，所述隔膜位于所述第一极片与所述第二极片之间，所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜进行卷绕形成卷芯，所述卷芯容置于所述壳体；其中，所述第一极片的尾端设置有空箔区，所述空箔区设置在所述卷芯的外周面，并围绕所述卷芯包裹至少两圈，所述金属带的一端连接所述空箔区，所述金属带的另一端连接所述壳体内壁。本实用新型能够将壳体处于高电位，防止壳体被腐蚀，还通过金属箔包覆卷芯，能提高电池的散热性能。

Description

一种卷绕式电池及电池模组

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种卷绕式电池及电池模组。

背景技术

如今，各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。由于铝在电位低于0.3V的情况下会和锂发生合金化反应，导致电化学腐蚀的发生，但方形电芯通常选用铝质壳体。

现有的电池结构中，壳体在低于0.3V的电位下会发生腐蚀，导致安全问题的发生，而且电芯导热较差，热量积聚会导致电性能的下降，严重的会导致安全问题的产生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种卷绕式电池，能够将壳体处于高电位，防止壳体被腐蚀，还通过金属箔包覆卷芯，能提高电池的散热性能。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种卷绕式电池，包括第一极片、第二极片、隔膜、金属带及壳体，所述隔膜位于所述第一极片与所述第二极片之间，所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜进行卷绕形成卷芯，所述卷芯容置于所述壳体；其中，所述第一极片的尾端设置有空箔区，所述空箔区设置在所述卷芯的外周面，并围绕所述卷芯包裹至少两圈，所述金属带的一端连接所述空箔区，所述金属带的另一端连接所述壳体内壁。

优选的，所述金属带的两端分别通过焊接固定于所述空箔区和所述壳体内壁。

优选的，所述金属带为铝材料，所述金属带的厚度为0.1mm-1mm，所述金属带的长度为50mm-100mm，所述金属带的宽度为5mm-10mm。

优选的，所述第一极片和所述第二极片均设置有涂布区，所述第二极片的所述涂布区覆盖所述第一极片的所述涂布区，所述第二极片的所述涂布区的长度大于所述第一极片的所述涂布区的长度，所述第二极片的所述涂布区的宽度大于所述第一极片的所述涂布区的宽度。

优选的，所述第一极片通过间歇涂布形成所述涂布区，所述第二极片通过连续涂布形成所述涂布区。

优选的，所述空箔区的长度与所述卷芯的周长之比为2～4。

优选的，所述空箔区的收尾部分粘贴于所述卷芯的外周面。

优选的，所述第一极片，包括第一集流体及与所述第一集流体电连接的第一极耳；所述第二极片，包括第二集流体及与所述第二集流体连接的第二极耳，在厚度方向上，所述第一极耳和所述第二极耳之间不重叠。

优选的，所述卷绕式电池还包括顶盖片，所述壳体设置有开口，所述顶盖片盖接于所述开口，所述卷芯的底部设置有托板；所述顶盖片安装有第一极柱和第二极柱，所述第一极柱与所述第一极耳电连接，所述第二极柱与所述第二极耳电连接。

一种电池模组，包括上述的卷绕式电池。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括第一极片、第二极片、隔膜、金属带及壳体，所述隔膜位于所述第一极片与所述第二极片之间，所述第一极片、所述第二极片和所述隔膜进行卷绕形成卷芯，所述卷芯容置于所述壳体；其中，所述第一极片的尾端设置有空箔区，所述空箔区设置在所述卷芯的外周面，并围绕所述卷芯包裹至少两圈，所述金属带的一端连接所述空箔区，所述金属带的另一端连接所述壳体内壁。由于现有的电池结构中，壳体在低于0.3V的电位下会发生腐蚀，导致安全问题的发生，而且电芯导热较差，热量积聚会导致电性能的下降，严重的会导致安全问题的产生，因此，将第一极片、第二极片和隔膜进行卷绕形成卷芯，同时，第一极片的尾端设置有空箔区，空箔区设置在卷芯的外周面，且金属带的一端连接空箔区，金属带的另一端连接壳体内壁，使得空箔区和壳体相连，将壳体处于高电压下，降低壳体发生腐蚀的概率，此外，还省去了卷芯包覆绝缘片的工序，有助于简化电池的生产步骤，从而降低生产成本，其中，空箔区围绕卷芯包裹至少两圈，并通过空箔区收尾，相当于直接通过金属箔包覆并进行散热，能够提高电芯的散热性能，防止热量积聚导致电性能的下降，降低发生电池安全问题的概率。本实用新型能够将壳体处于高电位，防止壳体被腐蚀，还通过金属箔包覆卷芯，能提高电池的散热性能。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型中实施方式一的结构示意图。

图2为本实用新型中实施方式一的卷芯的截面图。

其中，附图标记说明如下：

1-第一极片；10-空箔区；11-第一极耳；

2-第二极片；21-第二极耳；

3-隔膜；

4-金属带；

5-壳体；

6-卷芯；61-托板；

7-顶盖片；71-第一极柱；72-第二极柱；

T-厚度方向。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图1～2对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施方式一

一种卷绕式电池，包括第一极片1、第二极片2、隔膜3、金属带4及壳体5，隔膜3位于第一极片1与第二极片2之间，第一极片1、第二极片2和隔膜3进行卷绕形成卷芯6，卷芯6容置于壳体5；其中，第一极片1的尾端设置有空箔区10，空箔区10设置在卷芯6的外周面，并围绕卷芯6包裹至少两圈，金属带4的一端连接空箔区10，金属带4的另一端连接壳体5内壁。

由于现有的电池结构中，壳体在低于0.3V的电位下会发生腐蚀，导致安全问题的发生，而且电芯导热较差，热量积聚会导致电性能的下降，严重的会导致安全问题的产生，因此，参见图1和图2所示，将第一极片1、第二极片2和隔膜3进行卷绕形成卷芯6，同时，第一极片1的尾端设置有空箔区10，空箔区10设置在卷芯6的外周面，且金属带4的一端连接空箔区10，金属带4的另一端连接壳体5内壁，使得空箔区10和壳体5相连，将壳体5处于高电压下，降低壳体5发生腐蚀的概率，此外，还省去了卷芯6包覆绝缘片的工序，有助于简化电池的生产步骤，从而降低生产成本，其中，空箔区10围绕卷芯6包裹至少两圈，并通过空箔区10收尾，相当于直接通过金属箔包覆并进行散热，能够提高电芯的散热性能，防止热量积聚导致电性能的下降，降低发生电池安全问题的概率。

于本实施方式中，第一极片1为正极片，第二极片2为负极片，第一极片1包括正极集流体，以及涂覆于正极集流体表面的正极活性材料，第二极片2包括负极集流体，以及涂覆于负极集流体表面的负极活性材料，参见图2所示，按第二极片2、隔膜3及第一极片1的顺序进行卷绕，当卷绕到最后一圈时，切断第二极片2，隔膜3和和第一极片1的空箔区10继续卷绕，卷绕一圈后切断隔膜3，第一极片1的空箔区10卷绕两圈后切断，然后空箔区10的收尾部分粘贴于卷芯6的外周面，实现对空箔区10的收尾部分进行封口，降低收尾部分发生松脱的概率，导致卷芯6的结构失效的情况；第一极片1的空箔区10为铝箔，第二极片2为负极片，金属带4为铝带，壳体5为铝壳，铝带的两端分别连接铝箔和铝壳，空箔区10、金属带4及壳体5均与正极片对应的金属材料相同，能够保证电池的质量不受影响，降低金属带4的生产成本，还保证没有因材料差异导致的压降。

在根据本实用新型的卷绕式电池中，金属带4的两端分别通过焊接固定于空箔区10和壳体5内壁，焊接方式可以不相同，可采用激光焊或者超声焊，此外，金属带4的固定方式包括但不限于焊接，还可以是粘接、卡接或铆接，满足固定金属带4即可。

在根据本实用新型的卷绕式电池中，金属带4为铝材料，金属带4的厚度为0.1mm-1mm，金属带4的长度为50mm-100mm，金属带4的宽度为5mm-10mm。限定金属带4的厚度、长度及宽度，防止金属带4的尺寸过小，导致金属带4的过流性能下降，金属带4发热量增多，不利散热的情况，同时，防止金属带4的尺寸过大，导致侵占壳体5内部的空间，金属带4冗余容易接触到电池内的其它部件而发生短路的情况。

在根据本实用新型的卷绕式电池中，空箔区10的长度与卷芯6的周长之比为2～4。限定空箔区10的长度与卷芯6的周长之比，防止空箔区10过短，影响卷芯6的散热性能，同时，防止空箔区10过长，导致电池的整体成本上升。

在根据本实用新型的卷绕式电池中，空箔区10的收尾部分粘贴于卷芯6的外周面，实现对空箔区10的收尾部分进行封口，降低收尾部分发生松脱的概率，导致卷芯6的结构失效的情况。

在根据本实用新型的卷绕式电池中，卷绕式电池还包括顶盖片7，壳体5设置有开口，顶盖片7盖接于开口，卷芯6的底部设置有托板61；顶盖片7安装有第一极柱71和第二极柱72，第一极柱71与第一极耳11电连接，第二极柱72与第二极耳21电连接。具体的，壳体5为一体式结构，包括底板及四个依次相连的基板，四个基板围绕底板设置，壳体5具有开口，顶盖片7固定在开口，形成密封腔，卷芯6容置于密封腔内，顶盖片7可以为金属材料形成的具有一定强度的结构，可以采用一体成型的方式形成；在完成将卷芯6安装至壳体5之后，可以通过焊接等方式将顶盖片7与壳体5连接到一起，形成安全性更高的、密封效果更好的电池的外部结构。其中，托板61起到间隔卷芯6和壳体5的作用，防止涂布区与壳体5的上底面接触，导致电池内部发生短路。

顶盖片7还设置防爆阀透气孔和注液孔中的至少一种，防爆阀透气孔安装有防爆阀，注液孔按照预定尺寸形成在顶盖片7上，以便在顶盖片7盖合到壳体5的开口处并与壳体5密封连接后，能够通过注液孔向壳体5的容纳空间中注入电解液。防爆阀可以采用防爆片的方式，防爆阀设置于顶盖片7的大致中间位置，当由于过度充电、过度放电或电池过热而产生气体使电池的内部压力过大时，防爆阀中的防爆片可以被破坏，使得形成在二次电池内部的气体可以通过防爆阀透气孔排放到外部，由此能够防止电池爆炸。

本实用新型的工作原理是：

将第一极片1、第二极片2和隔膜3进行卷绕形成卷芯6，同时，第一极片1的尾端设置有空箔区10，空箔区10设置在卷芯6的外周面，且金属带4的一端连接空箔区10，金属带4的另一端连接壳体5内壁，使得空箔区10和壳体5相连，将壳体5处于高电压下，降低壳体5发生腐蚀的概率，此外，还省去了卷芯6包覆绝缘片的工序，有助于简化电池的生产步骤，从而降低生产成本，其中，空箔区10围绕卷芯6包裹至少两圈，并通过空箔区10收尾，相当于直接通过金属箔包覆并进行散热，能够提高电芯的散热性能，防止热量积聚导致电性能的下降，降低发生电池安全问题的概率。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的第一极片1和第二极片2均设置有涂布区，第二极片2的涂布区覆盖第一极片1的涂布区，第二极片2的涂布区的长度大于第一极片1的涂布区的长度，第二极片2的涂布区的宽度大于第一极片1的涂布区的宽度，第一极片1通过间歇涂布形成涂布区，第二极片2通过连续涂布形成涂布区。由于第一极片1和第二极片2均是将活性物质涂覆在箔材上而成的，为了保证电池的安全性，使电池不析锂，则第二极片2的涂布区的长度大于第一极片1的涂布区的长度，第二极片2的涂布区的宽度大于第一极片1的涂布区的宽度，即第二极片2的涂布区覆盖第一极片1的涂布区，其中，第一极片1通过间歇涂布形成涂布区，可通过间歇涂布装置制备该极片，第二极片2通过连续涂布形成涂布区，可通过连续涂布装置制备该极片。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式的第一极片1，包括第一集流体及与第一集流体电连接的第一极耳11；第二极片2，包括第二集流体及与第二集流体连接的第二极耳21，在厚度方向T上，第一极耳11和第二极耳21之间不重叠。于本实施方式中，第一集流体为正极集流体，第二集流体为负极集流体，第一极耳11连接于正极集流体，第二极耳21连接于负极集流体，正极集流体的边缘处可具有未被正极活性材料覆盖的空白区，第一极耳11可直接通过裁切空白区形成，同样的，第二极耳21可直接通过裁切负极集流体的空白区，此外，第一极耳11和第二极耳21也可以分别固定于正极集流体和负极集流体的空箔上，为了避免第一极耳11和第二极耳21发生短路，在厚度方向T上，第一极耳11和第二极耳21之间不重叠，使得第一极耳11和第二极耳21之间具有足够的安全距离。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式四

一种电池模组，包括实施方式一的卷绕式电池。

需要说明的是，卷绕式电池具体可以分为以下制备步骤：

1、第一极片1采用间歇涂布，空箔区10的长度为卷芯6的周长3-4倍，第一极片1的总长度大于隔膜3和第二极片2的长度，但第一极片1的涂布区的面积小于第二极片2的涂布区的面积，第二极片2采用连续涂布的方式；

2、参见图2所示，按照第二极片2、隔膜3、第一极片1的顺序进行卷绕，卷绕最后一圈时，第二极片2进行切断，隔膜3和第一极片1的空箔区10继续卷绕，卷绕一圈后切断隔膜3，第一极片1的空箔区10在卷绕两圈后切断；

3、空箔区10收尾的部分进行贴胶封口；

4、入壳前将金属带4的一端焊接在第一极片1的空箔区10，另一端焊接在壳体5的内壁，可采用激光焊或者超声焊；

5、入壳后进入下一道工序。

实施方式五

一种电池模组，包括实施方式二的卷绕式电池。

实施方式六

一种电池模组，包括实施方式三的卷绕式电池。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种卷绕式电池，其特征在于：包括第一极片(1)、第二极片(2)、隔膜(3)、金属带(4)及壳体(5)，所述隔膜(3)位于所述第一极片(1)与所述第二极片(2)之间，所述第一极片(1)、所述第二极片(2)和所述隔膜(3)进行卷绕形成卷芯(6)，所述卷芯(6)容置于所述壳体(5)；

其中，所述第一极片(1)的尾端设置有空箔区(10)，所述空箔区(10)设置在所述卷芯(6)的外周面，并围绕所述卷芯(6)包裹至少两圈，所述金属带(4)的一端连接所述空箔区(10)，所述金属带(4)的另一端连接所述壳体(5)内壁。

2.如权利要求1所述的一种卷绕式电池，其特征在于：所述金属带(4)的两端分别通过焊接固定于所述空箔区(10)和所述壳体(5)内壁。

3.如权利要求1所述的一种卷绕式电池，其特征在于：所述金属带(4)为铝材料，所述金属带(4)的厚度为0.1mm-1mm，所述金属带(4)的长度为50mm-100mm，所述金属带(4)的宽度为5mm-10mm。

4.如权利要求1所述的一种卷绕式电池，其特征在于：所述第一极片(1)和所述第二极片(2)均设置有涂布区，所述第二极片(2)的所述涂布区覆盖所述第一极片(1)的所述涂布区，所述第二极片(2)的所述涂布区的长度大于所述第一极片(1)的所述涂布区的长度，所述第二极片(2)的所述涂布区的宽度大于所述第一极片(1)的所述涂布区的宽度。

5.如权利要求4所述的一种卷绕式电池，其特征在于：所述第一极片(1)通过间歇涂布形成所述涂布区，所述第二极片(2)通过连续涂布形成所述涂布区。

6.如权利要求1所述的一种卷绕式电池，其特征在于：所述空箔区(10)的长度与所述卷芯(6)的周长之比为2～4。

7.如权利要求1所述的一种卷绕式电池，其特征在于：所述空箔区(10)的收尾部分粘贴于所述卷芯(6)的外周面。

8.如权利要求1所述的一种卷绕式电池，其特征在于：

所述第一极片(1)，包括第一集流体及与所述第一集流体电连接的第一极耳(11)；

所述第二极片(2)，包括第二集流体及与所述第二集流体连接的第二极耳(21)，在厚度方向(T)上，所述第一极耳(11)和所述第二极耳(21)之间不重叠。

9.如权利要求8所述的一种卷绕式电池，其特征在于：所述卷绕式电池还包括顶盖片(7)，所述壳体(5)设置有开口，所述顶盖片(7)盖接于所述开口，所述卷芯(6)的底部设置有托板(61)；

所述顶盖片(7)安装有第一极柱(71)和第二极柱(72)，所述第一极柱(71)与所述第一极耳(11)电连接，所述第二极柱(72)与所述第二极耳(21)电连接。

10.一种电池模组，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的卷绕式电池。

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