CN219329363U - 电芯、电池及涂布机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯、电池及涂布机。其中电芯包括：极片；隔膜，隔膜和极片交替层叠设置，极片和隔膜之间具有第一通道和第二通道；其中，第一通道设置为多个，各第一通道沿着隔膜的长度方向依次间隔排布，第二通道沿着长度方向设置且联通至少部分第一通道。本实用新型的电芯能够保证在循环后期，电解液较少时，电解液能够对极片中间位置进行浸润，从而保证电芯的正常使用，提升电芯的循环寿命。

Description

电芯、电池及涂布机

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及一种电芯、电池及涂布机。

背景技术

随着科学技术的发展，新能源电池的应用越来越广泛，目前对于二次电池的循环寿命的要求越来越高，目前的二次电池多以锂电池为主，锂电池的电芯主要由正负极片和隔膜交替叠加形成，隔膜上具有涂层，由于隔膜和极片的粘接非常紧密，在电池循环的后期，电解液的量减少，电解液很难补充至极片的中间位置，因此会在极片的中间位置出现黑斑和紫斑等界面问题，随着循环的进行，黑斑和紫斑位置会出现析锂现象，导致电芯失效，降低电芯的使用寿命。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电芯、电池及涂布机，能够保证在电芯循环后期电解液能及时补充至极片中间位置，提升电芯循环寿命。

本实用新型还提出了一种应用上述电芯的电池。

本实用新型还提出了一种生产上述电芯的涂布机。

根据本实用新型的第一方面实施例的电芯，包括：

极片；

隔膜，所述隔膜和所述极片交替层叠设置，所述极片和所述隔膜之间具有第一通道和第二通道；

其中，所述第一通道设置为多个，各所述第一通道沿着所述隔膜的长度方向依次间隔排布，所述第二通道沿着所述长度方向设置且联通至少部分所述第一通道。

根据本实用新型实施例的，至少具有如下有益效果：

极片和隔膜层叠之后，极片和隔膜之间具有第一通道和第二通道，第二通道联通至少部分第一通道，电解液能够在各个第一通道以及第二通道内流通，也能够通过第二通道在各个第一通道之间转移，从而提高电解液的使用效率，使得电解液能够对极片中间位置进行浸润，降低极片出现黑斑和紫斑等界面问题的概率，从而提高电芯的循环寿命。

在本实用新型的其他实施例中，沿着所述隔膜的长度方向，所述第二通道穿过各所述第一通道且将各所述第一通道联通。

在本实用新型的其他实施例中，所述第二通道设置为多个，各所述第二通道沿着所述隔膜的宽度方向依次间隔排布，各所述第二通道均穿过各所述第一通道且将各所述第一通道联通。

在本实用新型的其他实施例中，所述第二通道的数量设置为多个，各所述第二通道沿着所述隔膜的长度方向依次间隔排布，每个所述第二通道连接至少两个相邻的所述第一通道。

在本实用新型的其他实施例中，各所述第一通道和所述长度方向之间的夹角a的大小为：30°≤a≤90°。

在本实用新型的其他实施例中，沿着所述隔膜的宽度方向，各所述第一通道的宽度逐渐减小。

在本实用新型的其他实施例中，各所述第一通道均具有第一侧边和第二侧边，沿着所述长度方向，所述第一侧边和所述第二侧边均倾斜于所述长度方向设置，且在所述长度方向上，所述第一侧边和所述第二侧边倾斜的方向相反。

在本实用新型的其他实施例中，所述隔膜还包括基膜和涂层，所述涂层设于所述基膜表面，所述涂层在靠近所述极片的一侧具有多个凹槽，以形成所述第一通道和所述第二通道。

根据本实用新型的第二方面实施例的电池，包括：

壳体，具有容纳腔；

电解液，设置于所述容纳腔内，

所述的电芯，设置于所述容纳腔内。

根据本实用新型的第三方面实施例的涂布机，包括：

涂布辊，所述涂布辊具有第一凸部和第二凸部，所述第一凸部设置为多个，各所述第一凸部沿着所述涂布辊的周向依次间隔排布，所述第二凸部沿着所述涂布辊的周向设置且连接至少部分所述第一凸部。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型一方面实施例中电芯的结构示意图；

图2为本实用新型一方面实施例中隔膜的示意图；

图3为本实用新型一方面实施例中隔膜的示意图；

图4为本实用新型一方面实施例中隔膜的示意图；

图5为本实用新型一方面实施例中隔膜的示意图；

图6为本实用新型一方面实施例中隔膜的示意图；

图7为本实用新型一方面实施例中隔膜的剖视图。

附图标记：

极片100；

隔膜200、第一通道210、第一侧边211、第二侧边212、第二通道220。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本实用新型提出了一种电芯、电池及涂布机，其中电芯适用于二次电池使用过程中，提高电解液的循环效能，保证电解液能及时补充至极片中间位置，从而提升电芯循环寿命。为了实现上述目的，本实用新型所提出的电芯包括极片和隔膜，隔膜和极片通过压合，然后进行卷绕，形成电芯，极片和隔膜之间具有第一通道和第二通道，电解液能够在第一通道和第二通道内流通，从而对极片的中间位置进行浸润，提高电芯的循环寿命，同时电解液也能够通过第二通道在各个第一通道之间流通，电解液能够在电芯内从量多的地方向量少的地方转移，从而从而提高电解液的使用效率。以下结合附图具体描述本实用新型的实施例。

在一些实施例中，参照图1和图2，电芯包括极片100和隔膜200，极片100和隔膜200交替层叠，然后通过压合，形成电芯，隔膜200和极片100之间具有第一通道210和第二通道220，第一通道210的数量设置为多个，各个第一通道210沿着图示的隔膜200长度方向依次间隔设置，第二通道220沿着隔膜200的长度方向设置于隔膜的中间位置，并且第二通道220联通至少部分第一通道210。

需要说明的是，二次电池大多为电芯设置在壳体内，然后在壳体内注入电解液，电解液对极片100进行浸润，以确保实现电池的充电和放电，极片100和隔膜200均为长条带状，二者相互交替层叠设置，也即按照“极片100-隔膜200-极片100-隔膜200-极片100”的排布方式进行层叠，需要说明的是，极片100具有正极片和负极片，正极片和负极片也需要交替排布，也即实际情况下电芯内部为“正极片-隔膜200-负极片-隔膜200-正极片”的排列方式，极片100和隔膜200层叠之后，对其进行压合，然后将各个正极片和各个负极片分别连接到两个极柱，从而形成一个能够正常使用的二次电池，电解液会随着电芯的不断循环而被消耗，第一通道210和第二通道220的设置能够确保在电芯循环的后期，电解液较少时，电解液能够流入各个第一通道210，对极片100进行浸润，同时，电解液能够通过第一通道210流入第二通道220，从而保证电解液能够接触到极片100的中间位置，对极片100进行浸润，以提高电芯的循环寿命。

可以理解的是，各第一通道210在隔膜200宽度方向上的长度和隔膜200和极片100的宽度相对应，以确保每个第一通道210能够联通隔膜200的两侧，当隔膜200和极片100卷绕之后，在电芯循环的后期，电解液减少，隔膜200的两侧的电解液的量有可能是不对等的，可能一侧的电解液足够，另一侧电解液的量较少，此时，电解液不仅能够流入第一通道210和第二通道220对极片100的中间位置进行浸润，也能够通过第一通道210和第二通道220从量多的地方向量少的地方转移，以确保电芯内部各个部位的电解液相对均衡，从而确保各处的极片100所受到的浸润效果一致，从而提升电解液的使用效率，提高电芯的循环效能。

在一些实施例中，第二通道220设置为一个，该第二通道220在隔膜200的长度方向上的长度和隔膜200的长度相对应，并且第二通道220将各个第一通道210联通，也即，第二通道220将各个第一通道210进行串联，可以理解的是，第二通道220设置在隔膜200的宽度方向上的中间位置，隔膜200和极片100层叠之后，电解液通过第一通道210流入第二通道220内，也即电解液能够和极片100的中间位置相接触，从而对极片100的中间位置进行浸润，从而确保电解液的使用效率，确保在循环后期时，极片100的中间位置能够被电解液浸润，从而进一步提升电芯的循环寿命。

需要说明的是，第二通道220将多个第一通道210相联通，在电芯的循环后期，电解液的量较少时，电池内部的电解液会由于重力作用，导致有的地方电解液多，有的地方电解液较少，此时，电解液较少的部位电解液对极片100的浸润效果则会较低，第二通道220将各个第一通道210进行联通，能够将电解液从多的地方向少的地方转移，从而使得各个部位的极片100均能够收到电解液的浸润，从而进一步提升电芯的使用寿命。

在一些实施例中，参照图3，第二通道220设置为多个(图示实施例第二通道为两个)，各个第二通道220在隔膜200的宽度方向上相互间隔平行设置，每一个第二通道220均连接各个第一通道210，各个第二通道220之间通过第一通道210进行联通。需要说明的是，极片100具有一定的宽度，在电芯循环的后期，极片100的中间位置无法接触到电解液，第一通道210和第二通道220的设置，能够流通电解液，电解液能够和极片100的中间位置进行接触，从而提升电芯的循环寿命，设置多个第二通道220，不仅能够确保电解液和极片100的接触，保证电解液对极片100的浸润，同时，多个第二通道220能够增大电解液和极片100的接触面积，从而提升电解液对极片100的浸润效率，电解液在电芯内转移的速率也能得到提高，从而保证各个部位的极片100均能及时被电解液浸润。

在一些实施例中，参照图4，第二通道220设置为多个，多个第二通道220沿着隔膜200的长度方向依次间隔设置，各个第二通道220之间不进行连接，同时，每一个第二通道220至少连接相邻的两个第一通道210，可以理解的是，各个第一通道210之间相互间隔设置，第二通道220将至少两个相邻的第一通道210进行联通，从而保证电解液能够在各个第一通道210和第二通道220之间流通，从而对极片100进行浸润，各相邻的第二通道220之间具有间隔不进行联通，能够确保极片100和隔膜200压合时二者之间贴合的更加紧密，从而保证极片100和隔膜200不会脱离，从而保证电芯的正常使用。

参照图4，图示实施例中各第二通道220连接相邻的两个第一通道210，将两个相邻的第一通道210联通，第一通道210和第二通道220联通后产生一个“H”形的空间，用于电解液的流通，使其和极片100进行接触，从而对极片100进行浸润。可以理解的是，每一个第二通道220联通的第一通道210的数量不被限定，并且，各个第二通道220连接的第一通道210的数量能够不同，例如相邻的两个第二通道220，其中一个连接两个相邻的第一通道210，另一个能够连接任意数量的相邻的第一通道210。但是在实际生产中，为了生产加工的简便和减低成本，各个第二通道220所连接的第一通道210的数量一般设置为相同的。

为了方便定义，我们定义第一通道210和隔膜200的长度方向的夹角为a，a的大小为：30°≤a≤90°，在一些实施例中，各个第一通道210之间相互平行间隔设置，并且第一通道210和长度方向垂直设置，也即a的大小为90°，能够理解的是，各个第一通道210之间通过第二通道220联通，电解液在其中流动，对极片100进行浸润，以提升电芯的循环效能，第一通道210和长度方向垂直设置，也即第一通道210和隔膜200的侧边垂直设置，能够减少第一通道210的长度，从而降低设置第一通道210的加工难度和成本，同时电解液在第一通道210内流动时，能够尽快的流到第二通道220内，对极片100的中间位置进行浸润。

在一些实施例中，参照图5，第一通道210和隔膜200侧边之间不相互垂直设置，也即a的大小为：30°≤a＜90°，第一通道210倾斜设置在隔膜200之上，各个第一通道210之间相互平行，各第一通道210均倾斜设置在隔膜200上，电解液在第一通道210和第二通道220内流动时，倾斜的第一通道210能够增大电解液和极片100的接触面积，能够更好的对极片100进行浸润，以进一步提升电解液的浸润效率，提升电芯的使用寿命。

需要说明的是，第一通道210和倾斜于隔膜200的长度方向设置时，第一通道210和隔膜200的长度方向的夹角a的大小为：30°≤a＜90°，a的大小不能小于30°，a的大小在30°到90°之间，能够确保电解液对极片100中间位置进行浸润的同时，也能降低生产加工的难度。

在一些实施例中，在隔膜200的宽度方向上，第一通道210在隔膜200的两侧具有两个开口，两个开口的大小不一致，也即沿着宽度方向，第一通道210的宽度逐渐减小，可以理解的是，每一个第一通道210在隔膜200的长度方向上，具有两个侧边，在一些实施例中，两个侧边均倾斜于长度方向设置，实现第一通道在隔膜200两侧的开口大小不一致，在一些实施例中，第一通道210的两个侧边其中一个垂直于长度方向设置，另一个侧边倾斜于长度方向设置，以实现第一通道210的宽度在隔膜200的宽度方向上逐渐减小。第一通道210在隔膜200两侧的开口大小不一致时，电解液能够在第一通道210内更好的流动，同时电解液和极片100的接触面积也随之增大，电解液对极片100的浸润效果进一步提升，从而提高电解液的使用效率，以提升电芯的使用寿命。

在一些实施例中，参照图6，每个第一通道210均具有第一侧边211和第二侧边212，第一侧边211和第二侧边212共同限定出一个通道，从而形成第一通道210，第一侧边211和第二侧边212均和隔膜200的长度方向倾斜设置。为了方便描述，我们定义第一侧边211和隔膜200的长度方向的夹角为b，第二侧边212和隔膜200的长度方向的夹角为c。b的大小为：30°≤b＜90°，c的大小为：30°≤b＜90°，并且在隔膜200的长度方向上，第一侧边211和第二侧边212倾斜的方向是相反的，可以理解的是：第一侧边211和第二侧边212倾斜的方向相反，且b和c的大小均为：30°≤b＜90°，第一通道210在隔膜200的宽度方向上的两侧具有两个开口，其中一侧的开口大于另一侧的开口，电芯循环的过程中，电解液能够在第一通道210内流动，电解液能够从一侧的开口流入第一通道210内，对极片100的中间位置进行浸润，并且第一通道210的两侧的开口大小不一致，能够保证电解液更好的流动和转移，从而保证电芯循环的后期，电解液的利用率进一步提高，电芯的循环寿命进一步提高。

可以理解的是，在一些实施例中，第一侧边211和第二侧边212和隔膜200的长度方向的夹角b和c的大小能够相同，第一通道210的两个侧边和隔膜200的侧边的倾斜角度相等，倾斜的方向相反，也即第一通道210的形状为等腰梯形，不仅能够保证电芯的循环，同时也能够降低生产加工的难度。

在一些实施例中，参照图7，隔膜200包括基膜和涂层，可以理解的是，为了确保电芯的正常使用，隔膜200位于两个相邻的极片100之间，隔膜200和极片100贴合的较为紧密，直接在隔膜200上开设用于电解液流通的通道较为困难，隔膜200在生产的过程中，是由涂布机在基膜上涂上涂层以形成隔膜200，对涂层的厚度进行调整，第一通道210和第二通道220处的涂层厚度小于其余部位的涂层的厚度，以形成多个凹槽，当隔膜200和极片100贴合到一起之后，会产生相对应的用于电解液流通的通道，也即第一通道210和第二通道220。在一些实施例中，涂层的厚度能够涂布机进行调整，也即在基膜上进行两次或多次涂抹，例如，第一次对基膜进行完整的涂抹，第二次对预设第一通道210和第二通道220之外的位置进行涂抹，就能够形成第一通道210和第二通道220处的涂层厚度小于其余位置，以形成第一通道210和第二通道220，在一些实施例中，涂层的厚度能够通过去除进行调整，例如，对基膜进行一次或多次完整的涂抹，以形成厚度一致的涂层，然后在预设第一通道210和第二通道220的位置进行去除部分涂层，以实现第一通道210和第二通道220处的涂层厚度小于其他位置，以形成第一通道210和第二通道220。第一通道210和第二通道220的形成由涂层的厚度实现，能够进一步简化第一通道210和第二通道220的成型过程，以降低生产加工的成本。

本实用新型第二实施例的电池，包括：壳体、电解液和上述的电芯，可以理解的是，壳体是具有容纳腔的，以放入电芯和电解液，电解液对电芯进行浸润，以实现充电和放电，随着电芯的循环，电解液的量会逐渐减少，在电芯循环的后期，电解液较少时，电解液能够在第一通道210和第二通道220内流通，对极片100的中间位置进行浸润，也能在电芯内进行转移，确保电芯各个部位的极片100均能被电解液浸润，以提高电池的使用寿命。

本实用新型第三实施例的涂布机，用于制备上述的隔膜200，包括：,涂布辊，涂布辊上具有第一凸部和第二凸部，第一凸部设置为多个，各第一凸部沿着涂布辊的周向依次间隔排布，第二凸部沿着涂布辊的周向设置，并且第二凸部至少连接部分的第一凸部，可以理解的是，隔膜200包括基膜和涂层，涂层的厚度各个部位不一致，厚度较小的地方即为第一通道210和第二通道220，涂布机上具有涂布辊，涂布辊上的第一凸部和第二凸部根据第一通道210和第二通道220的形状进行设计，和其相对应，涂布机对基膜进行涂抹涂层时，第一凸部和第二凸部的设计，能够确保涂抹过程中，形成一部分区域涂层厚度大，第一凸部和第二凸部涂抹的区域涂层厚度小，从而在涂层上形成多个凹槽，凹槽即为第一通道210和第二通道220，用于电解液的流通。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.电芯，其特征在于，包括：

极片；

隔膜，所述隔膜和所述极片交替层叠设置，所述极片和所述隔膜之间具有第一通道和第二通道；

其中，所述第一通道设置为多个，各所述第一通道沿着所述隔膜的长度方向依次间隔排布，所述第二通道沿着所述长度方向设置且联通至少部分所述第一通道。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，沿着所述隔膜的长度方向，所述第二通道穿过各所述第一通道且将各所述第一通道联通。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第二通道设置为多个，各所述第二通道沿着所述隔膜的宽度方向依次间隔排布，各所述第二通道均穿过各所述第一通道且将各所述第一通道联通。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述第二通道的数量设置为多个，各所述第二通道沿着所述隔膜的长度方向依次间隔排布，每个所述第二通道连接至少两个相邻的所述第一通道。

5.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，各所述第一通道和所述长度方向之间的夹角a的大小为：30°≤a≤90°。

6.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，沿着所述隔膜的宽度方向，各所述第一通道的宽度逐渐减小。

7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，各所述第一通道均具有第一侧边和第二侧边，沿着所述长度方向，所述第一侧边和所述第二侧边均倾斜于所述长度方向设置，且在所述长度方向上，所述第一侧边和所述第二侧边倾斜的方向相反。

8.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述隔膜还包括基膜和涂层，所述涂层设于所述基膜表面，所述涂层在靠近所述极片的一侧设有多个凹槽，以形成所述第一通道和所述第二通道。

9.电池，其特征在于，包括：

壳体，具有容纳腔；

电解液，设置于所述容纳腔内；

权利要求1至8中任一项所述的电芯，设置于所述容纳腔内。

10.涂布机，用于制备权利要求8所述的电芯，其特征在于，包括：

涂布辊，所述涂布辊具有第一凸部和第二凸部，所述第一凸部设置为多个，各所述第一凸部沿着所述涂布辊的周向依次间隔排布，所述第二凸部沿着所述涂布辊的周向设置且连接至少部分所述第一凸部。

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