CN217158286U - 一种卷绕式电芯以及卷绕式电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种卷绕式电芯和卷绕式电池。该卷绕式电芯包括第一极片、第二极片和设置在第一极片和第二极片之间的隔膜，第一极片和第二极片均包括尾部和涂覆层，第一极片的尾部和第二极片的尾部为卷绕首端，第一极片、隔膜以及第二极片从卷绕首端开始朝相同方向逐层卷绕，其中，第二极片的涂覆层完全包裹第一极片的涂覆层，第一极片的尾部超出第二极片的尾部，且第一极片的尾部先于第二极片的尾部卷绕，具有失效风险低、能量密度高，结构简单、便于生产的优点。

Description

一种卷绕式电芯以及卷绕式电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种卷绕式电芯以及卷绕式电池。

背景技术

目前，市场上的卷绕结构电池一般由正极极片、负极极片以及设置在正极极片和负极极片之间的隔膜卷绕而成。

传统的卷绕方式包括极片尾部不进行绝缘处理和均进行绝缘处理两种方式。当极片尾部不进行绝缘处理时，为了避免出现短路的风险，一般在生产过程中增加设备或人力对极片尾部毛刺进行特别关注和管控。这种结构的卷绕电池由于极片尾部未进行绝缘处理，且卷芯内部张力较大，随着卷绕电池使用时间的延长，极片尾部存在由隔膜破裂而导致的电池短路的风险。当极片尾部均进行绝缘处理时(一般为在极片尾部贴绝缘胶纸)，会导致卷绕内圈每圈的厚度不均匀，使得圆柱状的卷芯的圆度变差，不能满足装配加工的要求。此外，由于极片尾部进行了绝缘处理，因此，一方面，使得卷芯的直径增大，占据电芯壳体内部更多的空间，可能会出现卷芯入壳装配以及注入电解液困难的问题，而且由于卷芯的体积增大，也会导致电芯的能量密度降低；另一方面，会增加物料，进而使生产成本增加。

实用新型内容

根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供一种卷绕式电芯，具有失效风险低、能量密度高，结构简单、便于生产的优点。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种卷绕式电芯，包括第一极片、第二极片和设置在所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜，所述第一极片和所述第二极片均包括集流体和设于所述集流体上的涂覆层，

所述第一极片的尾部和所述第二极片的尾部为卷绕首端，所述第一极片、U所述隔膜以及所述第二极片从所述卷绕首端开始朝相同方向逐层卷绕，其中，

所述第二极片的涂覆层完全包裹所述第一极片的涂覆层，所述第一极片的尾部超出所述第二极片的尾部，且所述第一极片的尾部先于所述第二极片的尾部卷绕。

可选地，所述第一极片的尾部先于所述第二极片的尾部卷绕小于1圈。

可选地，所述第一极片的尾部先于所述第二极片的尾部卷绕大于或等于1圈。

可选地，所述第二极片的尾部包裹绝缘件。

可选地，所述绝缘件为绝缘胶纸。

可选地，所述第一极片的头部设有第一极耳，所述第二极片的头部设有第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳之间间隔设置。

可选地，所述第二极片的头部超出所述第一极片的头部。

可选地，所第一极耳和所述第二极耳均设有绝缘层。

可选地，所述隔膜先于所述第一极片的尾部卷绕大于0圈。

根据本实用新型的另一个方面，本实用新型还提供一种卷绕式电池，具有体积小、能量密度高，便于生产和装配、成本低廉的优点。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种卷绕式电池，包括上述的卷绕式电芯。

本实用新型的有益效果：

当第二极片的涂覆层完全包裹第一极片的涂覆层时，通过设置第一极片的尾部超出第二极片的尾部，且第一极片的尾部先于第二极片的尾部卷绕，使得第一极片的尾部的端部与第二极片之间至少间隔两层隔膜，与现有技术中第一极片的尾部的端部与第二极片之间间隔一层隔膜相比，大大降低了第一极片的尾部的端部刺穿隔膜的风险，一方面，可以减少生产时对第一极片尾部毛刺的检验和管控资源的投入；另一方面，能够降低电芯短路的风险。

由于第一极片的尾部的端部与第二极片之间至少间隔两层隔膜，因此无需在第一极片的尾部做绝缘处理，一方面，能够保证圆柱状电芯的圆度，便于生产和管控；另一方面，可以使电芯的结构更加紧凑，降低电芯的体积，进而提高电芯的能量密度；再一方面，可以节约物料，降低成本。

附图说明

图1是本实用新型提供的卷绕式电芯的结构示意图。

图中：

100、第一极片；110、集流体；200、第二极片；210、涂覆层；300、第一极耳；400、第二极耳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

本实用新型提供一种卷绕式电芯，具有失效风险低、能量密度高，结构简单、便于生产的优点。

具体地，如图1所示，该卷绕式电芯包括第一极片100，第二极片200和隔膜，其中，隔膜设置在第一极片100和第二极片200之间，第一极片100和第二极片200都包括集流体110和涂覆层210，第一极片100的尾部和第二极片200的尾部为上述卷绕式电芯的卷绕首端，第一极片100、第二极片200以及隔膜从卷绕首端开始朝向相同的方向逐层进行卷绕，形成上述卷绕式电芯。其中，第一极片100和第二极片200的其中之一为正极片，另一个为负极片。在本实施例中，第一极片100为正极片，第二极片200为负极片。

进一步地，在一个实施例中，继续参见图1，第二极片200的涂覆层完全包裹第一极片100的涂覆层，这种情况下第一极片100相对于第二极片200更靠近内圈，可以设置第一极片100的尾部超过第二极片200的尾部，且使第一极片100的尾部先于第二极片200的尾部卷绕，这种方式可以使第一极片100的尾部的端部与第二极片200之间间隔至少两层隔膜，能够大大降低隔膜被刺穿的风险，进而降低上述卷绕式电芯短路的风险。且这种结构使得第一极片100的尾部无需进行绝缘处理也不会发生短路问题，一方面，能够提高上述卷绕式电芯的紧凑性，减小体积，进而提高其能量密度；另一方面，针对圆柱形卷绕式电芯来说，能够提高其圆度，便于生产和管控。

进一步地，第一极片100的尾部可以先于第二极片200的尾部卷绕小于1圈，如半圈或四分之一圈，此时第一极片100的尾部的端部与相邻的第二极片200之间间隔2层隔膜，与第一极片100的尾部的端部与相邻的第二极片200之间间隔1层隔膜相比，降低了隔膜被刺穿的风险，有利于避免上述卷绕式电芯发生短路，提高上述卷绕式电芯工作的可靠性。当然，第一极片100的尾部也可以先于第二极片200的尾部卷绕大于或等于1圈，此时第一极片100的尾部的端部被完全包裹在第一极片100的尾部的最内部，不会和第二极片200存在短路风险。

优选地，考虑到此时第二极片200的尾部与其相邻的第一极片100之间间隔一层隔膜，为了避免隔膜被刺穿，同时减少设备或人力对第二极片200的尾部进行特别关注或管控，在第二极片200的尾部包裹绝缘件，可选地，绝缘件可以为绝缘胶纸，也可以采用硅胶制成，还可以采用橡胶制成，根据实际需要选择即可。一方面，绝缘件可以将第二极片200尾部的毛刺覆盖，进而降低隔膜被刺穿的风险；另一方面，绝缘件具有绝缘作用，即使隔膜被刺穿，也不会使第二极片200的尾部与第一极片100之间电连接而短路。

进一步地，还可以设置隔膜先于第一极片100的尾部卷绕大于0圈，进一步增加第一极片100的尾部与相邻的第二极片200之间的隔膜层数，有利于避免短路现象的发生，提高上述卷绕式电芯的工作可靠性。

可选地，在一个实施例中，可以在第一极片100的头部设置第一极耳300，在第二极片200的头部设置第二极耳400，并使第一极耳300和第二极耳400之间间隔设置，防止第一极耳300和第二极耳400重叠导致短路。

可选地，上述安全距离可以为第一极耳300和第二极耳400之间的圆心角为105°～165°时的距离，示例性地，可以为105°、115°、125°、135°、145°、155°或165°等，防止第一极耳300和第二极耳400重叠导致短路。

优选地，还可以设置第二极片200的头部超出第一极片100的头部，这种结构也能使设置在第二极片200的头部的第二极耳400与设置在第一极片100的头部的第一极耳300之间间隔一定距离，避免第一极耳300和第二极耳400重叠而短路。

作为优选的技术方案，可以在第一极耳300和第二极耳400上均设置绝缘层，一方面，能够更好地避免第一极耳300和第二极耳400重叠短路，提高上述卷绕式电芯的工作可靠性；另一方面，能够对第一极耳300和第二极耳400起到保护作用，提高第一极耳300和第二极耳400的使用寿命。

本实用新型提供的卷绕式电芯，能够在第一极片100的尾部和第二极片200的尾部不做绝缘处理的同时，避免卷绕式电芯出现短路的风险，且无需增加设备或人力资源，具有结构简单，便于生产，成本低廉的优点。而且上述卷绕式电芯的体积较小，进而能量密度较高，占据电芯壳体的内部空间较小，便于入壳装配。

本实用新型还提供一种卷绕式电池，包括上述的卷绕式电芯，该卷绕式电池具有体积小、能量密度高，便于生产和装配、成本低廉的优点。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卷绕式电芯，其特征在于，包括第一极片(100)、第二极片(200)和设置在所述第一极片(100)和所述第二极片(200)之间的隔膜，所述第一极片(100)和所述第二极片(200)均包括集流体(110)和设于所述集流体(110)上的涂覆层(210)，

所述第一极片(100)的尾部和所述第二极片(200)的尾部为卷绕首端，所述第一极片(100)、所述隔膜以及所述第二极片(200)从所述卷绕首端开始朝相同方向逐层卷绕，其中，

所述第二极片(200)的涂覆层完全包裹所述第一极片(100)的涂覆层，所述第一极片(100)的尾部超出所述第二极片(200)的尾部，且所述第一极片(100)的尾部先于所述第二极片(200)的尾部卷绕。

2.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述第一极片(100)的尾部先于所述第二极片(200)的尾部卷绕小于1圈。

3.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述第一极片(100)的尾部先于所述第二极片(200)的尾部卷绕大于或等于1圈。

4.根据权利要求1-3任一项所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述第二极片(200)的尾部包裹绝缘件。

5.根据权利要求4所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述绝缘件为绝缘胶纸。

6.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述第一极片(100)的头部设有第一极耳(300)，所述第二极片(200)的头部设有第二极耳(400)，所述第一极耳(300)和所述第二极耳(400)之间间隔设置。

7.根据权利要求6所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述第二极片(200)的头部超出所述第一极片(100)的头部。

8.根据权利要求6所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述第一极耳(300)与所述第二极耳(400)均设有绝缘层。

9.根据权利要求1所述的卷绕式电芯，其特征在于，所述隔膜先于所述第一极片(100)的尾部卷绕大于0圈。

10.一种卷绕式电池，其特征在于，包括根据权利要求1-9任一项所述的卷绕式电芯。

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