CN219575722U - 全极耳卷芯和其锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种全极耳卷芯，包括：正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜，正极片包括正极集流体和正极涂层，正极集流体的长度方向的一侧固定设置有多个正极极耳部，每个正极极耳部之间相互间隔设置；负极片包括负极集流体和负极涂层，负极集流体的长度方向的一侧固定设置有多个负极极耳部，每个负极极耳部之间相互间隔设置；正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜依序叠放卷绕形成卷绕结构，多个正极极耳部集中形成正极极耳组，多个负极极耳部集中形成负极极耳组；正极极耳组内重合的每个正极极耳部相互连接，负极极耳组内重合的每个负极极耳部相互连接。本实用新型，卷心端不会封堵、成品率高，提高了生产效率。

Description

全极耳卷芯和其锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种全极耳卷芯和其锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有体积小、能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点，在一些电子设备、电动交通工具、电动玩具和电动设备上得到广泛应用，例如，锂离子电池在手机、笔记本电脑、和电动工具等等得到广泛的应用。

现有的锂离子电池主要有圆柱形、软包、铝壳等结构类型，其中，圆柱电池是应用最为广泛的电池。圆柱电池为了满足应用需求，圆柱电池的卷芯结构由单极耳卷芯转变为多极耳卷芯或全极耳卷芯，从而获取更大的能量密度、更快的充电倍率、更小的直流内阻。现有全极耳卷芯采用先把极耳压平再焊接的方式，虽然制作工艺相对简单，但极耳直接压平后，极耳料会堆积在卷芯端面，使得卷芯端容易封堵，电解液不能流通、成品率低、容易影响生产效率。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：为了解决现有技术的全极耳卷芯的卷芯端容易封堵、成品率低、容易影响生产效率的技术问题，本实用新型提供一种全极耳卷芯，卷心端不会封堵、成品率高，提高了生产效率。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种全极耳卷芯，包括：正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜；所述正极片包括：正极集流体和涂覆在所述正极集流体两个表面部分区域上的正极涂层，所述正极集流体的长度方向的一侧固定设置有多个正极极耳部，且每个所述正极极耳部之间相互间隔设置；所述负极片包括：负极集流体和涂覆在所述负极集流体两个表面部分区域上的负极涂层，所述负极集流体的长度方向的一侧固定设置有多个负极极耳部，且每个所述负极极耳部之间相互间隔设置；其中，将所述正极片、所述第一隔膜、所述负极片以及所述第二隔膜从上向下依序叠放后，沿头部向尾部卷绕形成卷绕结构，所述卷绕结构的最外层为所述第二隔膜，且卷绕后，多个所述正极极耳部集中形成至少一个正极极耳组，多个所述负极极耳部集中形成至少一个负极极耳组；每个所述正极极耳组内重合的每个正极极耳部相互连接，每个所述负极极耳组内重合的每个负极极耳部相互连接。

进一步，具体地，所述正极极耳组位于所述卷绕结构的顶部，所述负极极耳组位于所述卷绕结构的底部。

进一步，具体地，所述卷绕结构为圆柱状结构，所述圆柱状结构的直径为R。

进一步，具体地，每个所述正极极耳部的形状和每个所述负极极耳部的形状均为U形状或长方形状。

进一步，具体地，相邻两个所述正极极耳部之间的间距宽度沿头部向尾部逐渐变大，相邻两个所述负极极耳部之间的间距宽度沿头部向尾部逐渐变大。

进一步，具体地，当所述圆柱状结构的直径2＜R＜4时，所述正极极耳组的数量为1个或2个，所述负极极耳组的数量为1个或2个。

进一步，具体地，当所述圆柱状结构的直径R＞12mm时，所述正极极耳组的数量大于2，所述负极极耳组的数量大于2。

进一步，具体地，所述卷绕结构的顶部设置有正极连接片，每个所述正极极耳组与所述正极连接片固定连接；所述卷绕结构的底部设置有负极连接片，每个所述负极极耳组与所述负极连接片固定连接。

进一步，具体地，所述正极连接片靠近所述卷绕结构顶部的一侧固定设置有第一绝缘结构；所述负极连接片靠近所述卷绕结构底部的一侧固定设置有第二绝缘结构。

一种锂离子电池，包括壳体；以及如上所述的全极耳卷芯，所述全极耳卷芯位于所述壳体内。

本实用新型的有益效果是，本实用新型的一种全极耳卷芯，通过在卷绕结构上形成正极极耳组及负极极耳组，卷绕结构上形成空隙，不易封堵，满足大容量、高倍率的电池组装要求，成品率高，且能直接以自动化方式大量生产，提高生产效率以有效降低生产成本。另外，可以通过实际性能的需求调整正极极耳组和负极极耳组的数量，适用范围广。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型最优实施例全极耳卷芯元件分解示意图。

图2是图1中A的局部放大示意图。

图3是本实用新型最优实施例全极耳卷芯的剖视图

图4是本实用新型最优实施例全极耳卷芯一实施例的结构示意图。

图5是本实用新型最优实施例全极耳卷芯另一实施例的结构示意图。

图中1、正极片；2、第一隔膜；3、负极片；4、第二隔膜；5、卷绕结构；6、正极连接片；7、负极连接片；8、第一绝缘结构；9、第二绝缘结构；11、正极集流体；12、正极涂层；13、正极极耳部；14、正极极耳组；31、负极集流体；32、负极涂层；33、负极极耳部；34、负极极耳组。

具体实施方式

现在结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，是本实用新型最优实施例，一种全极耳卷芯，包括：正极片1、第一隔膜2、负极片3以及第二隔膜4；正极片1包括：正极集流体11和涂覆在正极集流体11两个表面部分区域上的正极涂层12，阳正极集流体11的长度方向的一侧固定设置有多个正极极耳部13，且每个正极极耳部13之间相互间隔设置；负极片3包括：负极集流体31和涂覆在负极集流体31两个表面部分区域上的负极涂层32，沿负极集流体31的长度方向的一侧固定设置有多个负极极耳部33，且每个负极极耳部33之间相互间隔设置；其中，将正极片1、第一隔膜2、负极片3以及第二隔膜4从上向下依序叠放后，沿头部向尾部卷绕形成卷绕结构5，卷绕结构5的最外层为第二隔膜4且卷绕后，多个正极极耳部13集中形成至少一个正极极耳组14，多个负极极耳部33集中形成至少一个负极极耳组34；每个正极极耳组14内重合的每个正极极耳部13相互连接，每个负极极耳组34内重合的每个负极极耳部33相互连接。通过在卷绕结构5上形成正极极耳组14及负极极耳组34，卷绕结构5上形成空隙，不易封堵，满足大容量、高倍率的电池组装要求，成品率高，且能直接以自动化方式大量生产，提高生产效率以有效降低生产成本。

正极集流体11的材质为铝箔，涂覆在正极集流体11两个表面上的正极涂层12通过正极浆料涂覆固化形成；负极集流体31的材质为铜箔，涂覆在正极集流体11两个表面上的负极涂层32通过负极浆料涂覆固化形成。正极极耳部13和负极极耳部33的数量，以及相邻正极极耳部13之间的间距和相邻负极极耳部33之间的间距可以根据卷绕结构5的尺寸设计。

需要说明的是，正极涂层12涂覆在正极集流体11表面的大部分区域，负极涂层32涂覆在负极集流体31表面的大部分区域，正极集流体11表面未涂覆的正极涂层12的区域通过切割相关工艺裁切形成正极极耳部13，负极集流体31表面未涂覆的负极涂层32的区域通过切割相关工艺裁切形成负极极耳部33。相对于现有技术中正极极耳部13焊接在正极集流体11上，或者负极极耳部33焊接在负极集流体31上，在本实用新型实施例中，不需要进行焊接连接，正极极耳部13与正极集流体11为一体结构、负极极耳部33与负极集流体31为一体结构。通过切割相关工艺裁切正极极耳部13或负极极耳部33，可以随意调节正极极耳部13或负极极耳部33的重叠数量，或者重叠圈层，适用范围更广、更方便，能够满足不同的性能设计需求。

每个正极极耳组14内重合的每个正极极耳部13通过电阻焊接连接，连接后将预留适度长度后把尾端切割平整形成正极极耳组14，每个负极极耳组34内重合的每个负极极耳部33通过电阻焊接连接，连接后将预留适度长度后把尾端切割平整形成负极极耳组34。在一具体实施例中，正极极耳组14位于卷绕结构5的顶部，负极极耳组34位于卷绕结构5的底部，空间利用率高，且便于制作，进一步提高了生产效率。

在实施例中，每个正极极耳部13的形状和每个负极极耳部33的形状均为U形状_，能够减少切割毛刺；或者每个正极极耳部13的形状和每个负极极耳部33的形状均为长方形状，能够进一步提高生产效率。

在实施例中，相邻两个正极极耳部13之间的间距宽度沿头部向尾部逐渐变大，相邻两个负极极耳部33之间的间距宽度沿头部向尾部逐渐变大，使得正极极耳部13或负极极耳部33在卷绕后均匀的重叠在卷绕结构5的不同方位上。

在实施例中，卷绕结构5为圆柱状结构，圆柱状结构的直径为R。如图4所示，当圆柱状结构的直径2＜R＜4时，正极极耳组14的数量为1个或2个，负极极耳组34的数量为1个或2个，确保给卷绕结构5预留更多的空隙，便于后续烘烤、注液和化成等工序步骤的加工。如图5所示，当圆柱状结构的直径R＞12mm时，正极极耳组14的数量大于2，负极极耳组34的数量大于2，保证全极耳卷芯能够获取更小的内阻和更快的充电倍率。通过调整正极极耳部13或负极极耳部33的个数，能够适配不同直径的全极耳卷芯。

在实施例中，卷绕结构5的顶部设置有正极连接片6，每个正极极耳组14与正极连接片6固定连接；卷绕结构5的底部设置有负极连接片7，每个负极极耳组34与负极连接片7固定连接。多个正极极耳组分布在正极连接片上，且固定连接，避免每个正极极耳组需要重叠在一起固定连接，多个负极极耳组分布在负极连接片上，且固定连接，避免每个负极极耳组需要重叠在一起固定连接，能够减少卷芯结构的整个高度空间，增大能量密度。另外，设置的正极连接片以及负极连接片便于在后续安装步骤中全极耳卷芯与封装体(盖体或壳体)的固定，进一步提高了生产效率。

正极连接上设置有至少一个第一缺口，正极极耳组14位于第一缺口处，正极极耳组14通过激光焊接固定在正极连接片6上，正极极耳组14与卷绕结构5的顶部之间形成空隙，负极连接片7上设置有至少一个第二缺口，负极极耳组34位于第二缺口处，负极极耳组34通过激光焊接固定在负极连接片7上，负极极耳组34与卷绕结构5的底部之间形成空隙，使得电解液容易侵入全极耳卷芯内部。

正极连接片6和负极连接片7的材质均为可焊接材质，如铝、镍、铜或不锈钢等，正极连接片6的和负极连接片7的厚度均为0.1mm，在确保连接正极连接片6和负极连接片7焊接强度时，尽可能的减少整个全极耳卷芯的高度。第一缺口的数量和正极极耳组14的数量相同，第二缺口的数量和负极极耳组34的数量相同。

正极连接片6靠近卷绕结构5顶部的一侧固定设置有第一绝缘结构8；负极连接片7靠近卷绕结构5底部的一侧固定设置有第二绝缘结构9，避免全极耳卷芯短路。

一种锂离子电池，包括壳体；以及如上的全极耳卷芯，全极耳卷芯位于壳体内。

本实用新型的一种全极耳卷芯，通过在卷绕结构5上形成正极极耳组14及负极极耳组34，卷绕结构5上形成空隙，不易封堵，满足大容量、高倍率的电池组装要求，成品率高，且能直接以自动化方式大量生产，提高生产效率以有效降低生产成本。另外，可以通过实际性能的需求调整正极极耳组和负极极耳组的数量，适用范围广。

以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种全极耳卷芯，其特征在于，包括：包括：正极片(1)、第一隔膜(2)、负极片(3)以及第二隔膜(4)；

所述正极片(1)包括：正极集流体(11)和涂覆在所述正极集流体(11)两个表面部分区域上的正极涂层(12)，沿所述正极集流体(11)的长度方向的一侧固定设置有多个正极极耳部(13)，且每个所述正极极耳部(13)之间相互间隔设置；

所述负极片(3)包括：负极集流体(31)和涂覆在所述负极集流体(31)两个表面部分区域上的负极涂层(32)，沿所述负极集流体(31)的长度方向的一侧固定设置有多个负极极耳部(33)，且每个所述负极极耳部(33)之间相互间隔设置；

其中，将所述正极片(1)、所述第一隔膜(2)、所述负极片(3)以及所述第二隔膜(4)从上向下依序叠放后，沿头部向尾部卷绕形成卷绕结构(5)，所述卷绕结构(5)的最外层为所述第二隔膜(4)，且卷绕后，多个所述正极极耳部(13)集中形成至少一个正极极耳组(14)，多个所述负极极耳部(33)集中形成至少一个负极极耳组(34)；

每个所述正极极耳组(14)内重合的每个正极极耳部(13)相互连接，每个所述负极极耳组(34)内重合的每个负极极耳部(33)相互连接。

2.如权利要求1所述的全极耳卷芯，其特征在于，所述正极极耳组(14)位于所述卷绕结构(5)的顶部，所述负极极耳组(34)位于所述卷绕结构(5)的底部。

3.如权利要求2所述的全极耳卷芯，其特征在于，所述卷绕结构(5)为圆柱状结构，所述圆柱状结构的直径为R。

4.如权利要求1所述的全极耳卷芯，其特征在于，每个所述正极极耳部(13)的形状和每个所述负极极耳部(33)的形状均为U形状或长方形状。

5.如权利要求4所述的全极耳卷芯，其特征在于，相邻两个所述正极极耳部(13)之间的间距宽度沿头部向尾部逐渐变大，相邻两个所述负极极耳部(33)之间的间距宽度沿头部向尾部逐渐变大。

6.如权利要求3所述的全极耳卷芯，其特征在于，当所述圆柱状结构的直径2mm＜R＜4mm时，所述正极极耳组(14)的数量为1个或2个，所述负极极耳组(34)的数量为1个或2个。

7.如权利要求3所述的全极耳卷芯，其特征在于，当所述圆柱状结构的直径R＞12mm时，所述正极极耳组(14)的数量大于2，所述负极极耳组(34)的数量大于2。

8.如权利要求2所述的全极耳卷芯，其特征在于，所述卷绕结构(5)的顶部设置有正极连接片(6)，每个所述正极极耳组(14)与所述正极连接片(6)固定连接；

所述卷绕结构(5)的底部设置有负极连接片(7)，每个所述负极极耳组(34)与所述负极连接片(7)固定连接。

9.如权利要求8所述的全极耳卷芯，其特征在于，所述正极连接片(6)靠近所述卷绕结构(5)顶部的一侧固定设置有第一绝缘结构(8)；

所述负极连接片(7)靠近所述卷绕结构(5)底部的一侧固定设置有第二绝缘结构(9)。

10.一种锂离子电池，其特征在于，包括壳体；以及

如权利要求1-9中任一项所述的全极耳卷芯，所述全极耳卷芯位于所述壳体内。