CN215266584U - 一种多极耳卷芯结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多极耳卷芯结构，所述卷芯由正极极片、负极极片以及设置于正极极片和负极极片之间的隔膜卷绕而成，卷芯的两端分别形成有正极整体极耳或负极整体极耳，所述正极整体极耳和负极整体极耳均不少于一个间隔设置，且重叠层数均小于等于卷绕圈数。本实用新型采用多极耳设计，避免传统圆柱电芯单一极耳形式造成内阻大的情况，有效改善电芯的欧姆内阻；使电芯的欧姆内阻显著降低，有效提高了高倍率放电的性能。

Description

一种多极耳卷芯结构

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，具体涉及一种多极耳卷芯结构。

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，被广泛用于手机、平板电脑、可穿戴设备、移动电源、电动工具、动力、储能等领域。随着近年来汽车电动化和高端电动工具的高速发展，圆柱锂离子电池作为可替代传统能源的备选电池之一，但与普通电子产品电源不同的是，汽车或高端电动工具用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。

因此，对于锂离子电池的能量密度和倍率放电以及放电温升都提出了更高的要求，现有的锂离子电池大多采用单一的极耳形式。然而，采用单一的极耳电池的内阻会很大，导致电池高倍率放电时极化严重和温升异常，会严重影响电池的使用寿命和安全性能。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种多极耳卷芯结构，以解决上述背景技术中提出的电芯高倍率放电时的温升异常和性能问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种多极耳卷芯结构，所述卷芯由正极极片、负极极片以及设置于正极极片和负极极片之间的隔膜卷绕而成，卷芯的两端分别形成有正极整体极耳或负极整体极耳，所述正极整体极耳和负极整体极耳均不少于一个间隔设置，且重叠层数均小于等于卷绕圈数。

进一步地技术方案为：不少于一个的所述正极整体极耳和负极整体极耳分别设置于卷芯两端的等分圆位置上。

进一步地技术方案为：所述正极整体极耳、负极整体极耳采用集流体箔材制作而成。

进一步地技术方案为：所述卷芯与外壳底部焊接装配成电池。

进一步地技术方案为：所述正极整体极耳或负极整体极耳为梯形或方形状。

进一步地技术方案为：所述卷绕圈数为15圈。

进一步地技术方案为：所述正极整体极耳和负极整体极耳的重叠层数均为1层、8层或15层。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

采用多极耳设计，避免传统圆柱电芯单一极耳形式造成内阻大的情况，有效改善电芯的欧姆内阻；使电芯的欧姆内阻显著降低，有效提高了高倍率放电性能。

附图说明

图1为本实用新型一种多极耳卷芯结构的卷绕示意图；

图2为本实用新型一种多极耳卷芯结构的结构示意图；

图3为本实用新型一种多极耳卷芯结构的正、负极极片的制作示意图。

附图标记：

1-正极极片；2-负极极片；3-隔膜；4-正极整体极耳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图1-3，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动右提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

如图1-2所示，本实施例的一种多极耳卷芯结构，由正极极片1、负极极片2以及设置于正极极片和负极极片之间的隔膜3卷绕而成，例如，可采用负极极片包正极极片，再由隔膜包负极极片的方式进行卷绕形成卷芯。卷芯的端部分别形成有正极整体极耳4、负极整体极耳，负极整体极耳图中未示出；正极整体极耳、负极整体极耳的数量不少于一个，且均间隔设置。作为优选，正极整体极耳、负极整体极耳分别位于卷芯的两端，可以以相同或不同的数量设置。

进一步地，正极整体极耳、负极整体极耳的重叠层数可以为一层或多层，重叠层数最大值为卷绕圈数。具体可按设计要求进行模切箔材从而形成所需的重叠层数。本实施例的多极耳卷芯结构，正极整体极耳、负极整体极耳分别位于卷芯两端，重叠层数为15层，每端的正极整体极耳、负极整体极耳均为2个。

其中，正极整体极耳、负极整体极耳采用集流体箔材制作而成，制作方式采用连续涂布方式，如图3所示，首先，在集流体箔材的下侧纵向连续涂布物料，集流体箔材两侧、涂布区域之间均设有条状留白；将涂布后的电池正极极片和负极极片进行辊压、分切，采用激光模切处理将空箔材处切割成具有一定间距的极耳，边缘空箔材经过模切后，形成具有一定间距、形状为梯形或长方形箔材的极片，从而形成类似于方形或梯形状的正极整体极耳和负极整体极耳；然后，将模切后的正极极片、负极极片与隔膜按照“负极极片-隔膜-正极极片-隔膜”的方式卷绕一定圈数，优选为15圈，制成如图2所示的圆柱卷芯，正极极片和负极极片的空箔材分别位于卷芯两端，空箔材重叠形成相应的正极整体极耳、负极整体极耳,且分布在等分圆位置上；将圆柱卷芯与外壳底部进行镀镍处理的钢壳焊接、装配制成2000mAh的18650圆柱电池。

实施例2

本实施的一种多极耳卷芯结构与实施例1的区别在于：正极整体极耳、负极整体极耳的重叠层数为8层。

实施例3

本实施的一种多极耳卷芯结构与实施例1的区别在于：正极整体极耳、负极整体极耳的重叠层数为1层，极片模切后的空箔材位于极片的开始和中端位置。

实施例4

本实施的一种多极耳卷芯结构与实施例3的区别在于：极片模切后的空箔材位于极片的开始和终端位置。

对比例1

对比例1中为传统的18650圆柱电池卷芯结构，卷芯两端正、负极整体极耳数量各为1个，正极整体极耳通过铝条与正极箔材焊接而成，负极整体极耳通过镍条与箔材焊接而成。

将以上实施例和对比例1中的电池进行15C倍率放电，测试的电池表面温升和放电容量，所得数据如下：

样品	电池表面温升/℃	放电容量/mAh
			实施例1	22.1	1852.5
实施例2	24.5	1834.7
			实施例3	35.8	1792.1
实施例4	36.7	1788.4
			对比例1	48.6	1350.6

很明显，本实用新型的多极耳卷芯结构，通过控制极片模切后的箔材间距、数量和形状，卷绕制成不同整体极耳数量和分布的卷芯结构，改善了电芯高倍率放电时的温升和性能。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (7)

1.一种多极耳卷芯结构，其特征在于，所述卷芯由正极极片、负极极片以及设置于正极极片和负极极片之间的隔膜卷绕而成，卷芯的两端分别形成有正极整体极耳或负极整体极耳，所述正极整体极耳和负极整体极耳均不少于一个间隔设置，且重叠层数均小于等于卷绕圈数。

2.根据权利要求1所述一种多极耳卷芯结构，其特征在于，不少于一个的所述正极整体极耳和负极整体极耳分别设置于卷芯两端的等分圆位置上。

3.根据权利要求1所述一种多极耳卷芯结构，其特征在于，所述正极整体极耳、负极整体极耳采用集流体箔材制作而成。

4.根据权利要求1所述一种多极耳卷芯结构，其特征在于，所述卷芯与外壳底部焊接装配成电池。

5.根据权利要求1所述一种多极耳卷芯结构，其特征在于，所述正极整体极耳或负极整体极耳为梯形或方形状。

6.根据权利要求1-5任一项所述一种多极耳卷芯结构，其特征在于，所述卷绕圈数为15圈。

7.根据权利要求6所述一种多极耳卷芯结构，其特征在于，所述正极整体极耳和负极整体极耳的重叠层数均为1层、8层或15层。

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