CN219717200U - 全极耳负极片及圆柱电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种全极耳负极片及圆柱电池，全极耳负极片，包括极片本体，极片本体、隔膜及正极片叠放卷绕形成卷芯，极片本体包括：涂覆区，涂覆区的极片本体涂覆负极材料；揉平区，在极片本体的宽度方向上与涂覆区相邻，宽度方向与长度方向垂直，揉平区沿长度方向依次排布N+1个极耳组，每个极耳组包含至少一个极耳，第N+1极耳组与第N极耳组相邻，第N+1极耳组上极耳的宽度大于第N极耳组上极耳的宽度，N为正整数；其中，第N+1极耳组中的极耳的宽度与第一极耳组中的极耳的宽度的差值为卷芯的半径值。本实用新型揉平区的极耳的宽度阶梯式增长，卷绕之后极耳可以向卷芯中心内扣折叠之后叠放在一起，与负极壳体直接焊接。

Description

全极耳负极片及圆柱电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，具体涉及全极耳负极片及圆柱电池。

背景技术

相关技术中，圆柱全极耳电池的负极端集流基本上采用箔材集流体通过焊接工艺与集流盘结构件连接，然后集流盘再与负极壳体连接，而不是电芯的负极端直接与负极壳体连接，使得圆柱电池中的结构件增加，成本上升，其次工艺路线增加负极的集流盘焊接工序，降低产线生产效率。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种全极耳负极片及圆柱电池，可以改善负极极耳无法与负极壳体直接焊接，必须通过集流盘焊接的技术问题。

第一方面，本实用新型的实施例提供了一种全极耳负极片，包括极片本体，所述极片本体、隔膜以及正极片依次叠放，沿所述极片本体的长度方向卷绕形成卷芯，所述极片本体包括：

涂覆区，所述涂覆区的极片本体涂覆负极材料；

揉平区，在所述极片本体的宽度方向上与所述涂覆区相邻，所述宽度方向与所述长度方向垂直；所述揉平区沿所述长度方向依次排布N+1个极耳组，每个所述极耳组包含至少一个极耳，第N+1极耳组与第N极耳组相邻，第N+1极耳组上极耳的宽度大于第N极耳组上极耳的宽度，N为正整数；其中，第N+1极耳组中的极耳的宽度与第一极耳组中的极耳的宽度的差值为所述卷芯的半径值。

在一实施例中，每个极耳与所述涂覆区的极片本体连接，在所述长度方向上任意两个相邻的极耳不连接。

在一实施例中，在每个所述极耳组对应的所述涂覆区的极片本体上，至少部分极片本体连接极耳。

在一实施例中，第N+1极耳组上的极耳与第N极耳组上的极耳的宽度差值为第一间隔值，各极耳组对应的所述涂覆区的极片本体为所述各极耳组的目标极片本体，所述第一间隔值为所述卷芯中第N+1极耳组的目标极片本体与第N极耳组的目标极片本体之间的间隔值。

在一实施例中，第N+1极耳组的长度大于第N极耳组的长度。

在一实施例中，所述卷芯的中心设有中空的圆柱通孔，所述圆柱通孔在所述宽度方向上的投影为中心孔，所述第一极耳组中的极耳的宽度为所述中心孔的中心孔半径值。

在一实施例中，同一极耳组的极耳的宽度相同。

在一实施例中，所述涂覆区与所述揉平区之间设有留白区，每个极耳与所述留白区的极片本体连接。

第二方面，本实用新型的实施例提供了一种圆柱电池，包括卷芯、负极壳体、集流盘以及极柱，所述卷芯包括上述任一项所述的全极耳负极片，所述卷芯的正极侧通过所述集流盘与所述极柱连接，所述卷芯的所述全极耳负极片与所述负极壳体连接。

在一实施例中，所述全极耳负极片的每个极耳焊接在所述负极壳体底部。

在一实施例中，全极耳负极片包括极片本体，所述极片本体、隔膜以及正极片依次叠放，沿所述极片本体的长度方向卷绕形成卷芯，所述极片本体包括：

涂覆区，所述涂覆区的极片本体涂覆负极材料；

揉平区，在所述极片本体的宽度方向上与所述涂覆区相邻，所述宽度方向与所述长度方向垂直；所述揉平区沿所述长度方向依次排布N+1个极耳组，每个所述极耳组包含至少一个极耳，第N+1极耳组与第N极耳组相邻，第N+1极耳组上极耳的宽度大于第N极耳组上极耳的宽度，N为正整数；其中，第N+1极耳组中的极耳的宽度与第一极耳组中的极耳的宽度的差值为所述卷芯的半径值。

在一实施例中，每个极耳与所述涂覆区的极片本体连接，在所述长度方向上任意两个相邻的极耳不连接。

在一实施例中，在每个所述极耳组对应的所述涂覆区的极片本体上，至少部分极片本体连接极耳。

在一实施例中，第N+1极耳组上的极耳与第N极耳组上的极耳的宽度差值为第一间隔值，各极耳组对应的所述涂覆区的极片本体为所述各极耳组的目标极片本体，所述第一间隔值为所述卷芯中第N+1极耳组的目标极片本体与第N极耳组的目标极片本体之间的间隔值。

在一实施例中，第N+1极耳组的长度大于第N极耳组的长度。

在一实施例中，所述卷芯的中心设有中空的圆柱通孔，所述圆柱通孔在所述宽度方向上的投影为中心孔，所述第一极耳组中的极耳的宽度为所述中心孔的中心孔半径值。

在一实施例中，同一极耳组的极耳的宽度相同。

在一实施例中，所述涂覆区与所述揉平区之间设有留白区，每个极耳与所述留白区的极片本体连接。

本实用新型的实施例的有益效果：

在本实用新型的实施例中，通过揉平区的极耳的宽度阶梯式增长，可以实现卷绕之后极耳可以向卷芯中心内扣折叠之后叠放在一起，从而改善负极极耳无法与负极壳体直接焊接的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型的实施例提供的全极耳负极片的结构示意图；

图2是本实用新型的另一实施例提供的全极耳负极片的结构示意图；

图3是本实用新型的另一实施例提供的全极耳负极片的结构示意图；

图4是本实用新型的另一实施例提供的全极耳负极片的结构示意图。

附图标记：

10、极片本体；1、涂覆区；2、揉平区；21、极耳；3、留白区。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

在本实用新型中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

如图1所示，负极片、隔膜以及正极片依次叠放，然后沿负极片的长度方向卷绕形成卷芯。负极片包括极片本体10，极片本体10沿宽度方向依次设有涂覆区1和揉平区2，极片本体10的长度方向与宽度方向垂直。涂覆区1的极片本体10涂覆负极材料，揉平区2沿极片本体10的长度方向依次排布N+1个极耳组，N为正整数，每个极耳组包含至少一个极耳21，每个极耳21与涂覆区1的极片本体10连接，极耳21用于将负极引出。

其中，第N+1极耳组与第N极耳组相邻，第N+1极耳组上的极耳21的宽度大于第N极耳组上极耳21的宽度，即在长度方向上第一极耳组、第二极耳组到第N+1极耳组的极耳21依次排布，同时不同极耳组的极耳21的宽度沿长度方向阶梯式增长。

此外，在卷绕形成卷芯之后，第一极耳组的极耳21在靠近卷芯中心的位置，第N+1极耳组的极耳21在卷芯外围的位置，揉平区2的各个极耳21都是向卷芯的中心位置内扣叠放在一起，然后将极耳21与负极壳体的底部焊接。为了确保不同极耳组的极耳21能够均叠放在同一位置，越远离卷芯中心的极耳组的极耳21的宽度越大，卷芯最外围也就是第N+1极耳组中的极耳21的宽度和卷芯中心也就是第一极耳组中的极耳21的宽度的差值为卷芯的半径值。

在一些实施例中，每个极耳21均与涂覆区1的极片本体10同一侧的边缘连接，在长度方向上任意两个相邻的极耳21不连接，即每个极耳21可以绕自身与涂覆区1的极片本体10的连接处向卷芯的中心内扣折叠，且不影响相邻的极耳21。

在一些实施例中，每个极耳组分别对应涂覆区1极片本体10同一侧的边缘的部分区域，所有的极耳组合并则对应涂覆区1极片本体10的同一侧的边缘的全部区域。在任意极耳组对应的涂覆区1的极片本体10的长度范围内，其中至少部分区域的极片本体连接极耳21。

如图1所示，每个极耳组对应的涂覆区1的极片本体10的长度范围内，所有的区域均连接有极耳21，即任意相邻的两个极耳21之间不存在间隙。如图2所示，每个极耳组对应的涂覆区1的极片本体10的长度范围内，都存在区域没有连接极耳21，即每个极耳组至少存在两个相邻的极耳21之间存在间隙，如果是第N+1极耳组和第一极耳组，也可能是边缘处没有极耳21。如图3所示，一部分极耳组对应的涂覆区1的极片本体10的长度范围内，所有的区域均连接有极耳21，另一部分极耳组对应的涂覆区1的极片本体10的长度范围内，都存在区域没有连接极耳21。

其中，每个极耳组对应的涂覆区1的极片本体10的长度范围内设置的极耳21的数量、相邻极耳21之间的间隙，可以根据需要进行设置，本实施例不作具体限定。需要说明的是，涂覆区1的极片本体10的边缘处所有的区域均连接极耳21，布置更加均匀全面，其引流效果更好。

在一些实施例中，所有的极耳21内扣折叠之后与负极壳体的底部焊接，为了将所有的极耳21负极壳体的底部焊接在一起，所有的极耳21内扣折叠之后需要重叠在一起。随着极片本体10的卷绕，越是远离卷芯的中心的极耳21，其宽度要求越大。

其中，第一极耳组对应的涂覆区1的极片本体10为卷芯的最内圈也就是第一圈，第二极耳组对应的涂覆区1的极片本体10为卷芯的第二圈，以此类推，第N+1极耳组对应的涂覆区1的极片本体10为卷芯的最外圈即第N+1圈，各极耳组对应的涂覆区的极片本体为该极耳组的目标极片本体。如果需要所有的极耳21内扣折叠之后在同一处重叠，则第N+1极耳组上的极耳21与第N极耳组上的极耳21的宽度差值为第一间隔值，第一间隔值为卷芯中相同的相邻极耳组的目标极片本体之间的间隔值，即第一间隔值为第N+1极耳组的目标极片本体与第N极耳组的目标极片本体之间的间隔值。

在一些实施例中，第一极耳组、第二极耳组以及第N+1极耳组对应的涂覆区1的极片本体10依次为卷芯的第一圈、第二圈以及第N+1圈，越靠近外圈圆的周长越长，对应的涂覆区1的极片本体10边缘的长度越长，也就是极耳组的长度越长，即第N+1极耳组的长度大于第N极耳组的长度，各极耳组的具体长度取决于该极耳组距离卷芯中心的距离值。

在一些实施例中，由于卷芯是由负极片、隔膜以及正极片依次叠放之后沿负极片的长度方向卷绕形成，因此卷芯的中心设有中空的圆柱通孔，圆柱通孔在宽度方向上的投影为中心孔。每个极耳21可以绕自身与涂覆区1的极片本体10的连接处向卷芯的中心内扣折叠，第一极耳组的极耳21是靠近中心孔最近的极耳21，为了避免内扣第一极耳组的极耳21折叠之后与其它的极耳21干涉，第一极耳组中的极耳21的宽度小于中心孔的中心孔直径值。

此外，所有的极耳21内扣折叠之后重叠在一起，然后与负极壳体的底部焊接，为了避免焊接对其它部件产生损伤，焊点设置在卷芯的中心最佳，因此，将第一极耳组中的极耳21的宽度设为中心孔的中心孔半径值，内扣折叠之后第一极耳组中的极耳21的顶部与卷芯的中心重合，焊接时将第一极耳组中的极耳21的顶部与负极壳体的底部焊接。

在一些实施例中，同一极耳组的极耳21在宽度方向上的尺寸可以根据需要灵活设置。如果将极耳21与负极壳体的焊点确定为卷芯的中心，由于同一极耳组的极耳21对应的涂覆区1的极片本体10距离卷芯的中心的距离值相同，因此同一极耳组的极耳21的宽度相同。

此外，由于卷绕形成的卷芯为圆柱形，对应的极耳21在长度方向上弯折具有一定的弧度，为了便于对极耳21进行内扣折叠，各个极耳21的长度基于其距离卷芯中心的位置进行设置，越靠近卷芯外圈的极耳组的极耳21，其长度要求更低。可以是由第一极耳组至第N+1极耳组，极耳21的长度逐渐增加，也可以是所有的极耳21的长度与第一极耳组的长度相同，又或者如图2所示部分极耳21长度相同，部分极耳21长度不相同，其具体值本实施例不作具体限定。

在一些实施例中，负极片是首先采用连续涂布工艺涂覆负极材料形成涂覆区1，且集流体一侧留白，然后对留白的区域进行横向模切得到各极耳组的极耳21，形成揉平区2。即负极材料的涂布区域与非涂布区域的分界线同时是涂覆区1的极片本体10与各极耳组的极耳21的连接处，对工艺要求较高，在模切极耳21时容易导致涂覆区1的损伤，因此，如图4所示，涂覆区1与揉平区2之间设有留白区3，每个极耳21与留白区3的极片本体10连接，即将留白区3作为涂覆区1与揉平区2之间的过渡区域。其中，极耳21与留白区3的极片本体10的连接方式与上述实施例中描述的极耳21与涂覆区1的极片本体10的连接方式相同，本实施例不再一一赘述。

本实施例中将负极片的极耳21直接与负极壳体的底部焊接，取消设于极耳21与负极壳体之间的集流盘，电池内部结构件减少，降低了电池成本，单个电池重量减轻，使集成pack的整体重量减少，实现应用端轻量化。同时取消极耳21与负极壳体之间的集流盘，减少一道焊接工艺，单个电池生产时间缩短，提高生产效率，规避了集流盘焊接时热熔隔膜的风险，提高了电池的安全性。

本实用新型还提供一种圆柱电池，包括卷芯、负极壳体、集流盘以及极柱，所述卷芯包括上述任一项实施例所述的全极耳21负极片，所述卷芯的正极侧通过所述集流盘与所述极柱连接，所述卷芯的所述全极耳21负极片与所述负极壳体连接。

在一实施例中，所述全极耳21负极片的每个极耳21焊接在所述负极壳体底部。

在一实施例中，全极耳21负极片包括极片本体10，所述极片本体10、隔膜以及正极片依次叠放，沿所述极片本体10的长度方向卷绕形成卷芯，所述极片本体10包括：

涂覆区1，所述涂覆区1的极片本体10涂覆负极材料；

揉平区2，在所述极片本体10的宽度方向上与所述涂覆区1相邻，所述宽度方向与所述长度方向垂直，所述揉平区2沿所述长度方向依次排布N+1个极耳组，每个所述极耳组包含至少一个极耳21，第N+1极耳组与第N极耳组相邻，第N+1极耳组上极耳21的宽度大于第N极耳组上极耳21的宽度，N为正整数；其中，第N+1极耳组中的极耳21的宽度与第一极耳组中的极耳21的宽度的差值为所述卷芯的半径值。

在一实施例中，每个极耳21与所述涂覆区1的极片本体10连接，在所述长度方向上任意两个相邻的极耳21不连接。

在一实施例中，在每个所述极耳组对应的所述涂覆区1的极片本体10上，至少部分极片本体连接极耳21。

在一实施例中，第N+1极耳组上的极耳21与第N极耳组上的极耳21的宽度差值为第一间隔值，各极耳组对应的所述涂覆区的极片本体为所述各极耳组的目标极片本体，所述第一间隔值为所述卷芯中第N+1极耳组的目标极片本体与第N极耳组的目标极片本体之间的间隔值。

在一实施例中，第N+1极耳组的长度大于第N极耳组的长度。

在一实施例中，所述卷芯的中心设有中空的圆柱通孔，所述圆柱通孔在所述宽度方向上的投影为中心孔，所述第一极耳组中的极耳21的宽度为所述中心孔的中心孔半径值。

在一实施例中，同一极耳组的极耳21的宽度相同。

在一实施例中，所述涂覆区1与所述揉平区2之间设有留白区3，每个极耳21与所述留白区3的极片本体10连接。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种全极耳负极片，包括极片本体，所述极片本体、隔膜以及正极片依次叠放，沿所述极片本体的长度方向卷绕形成卷芯，其特征在于，所述极片本体包括：

涂覆区，所述涂覆区的极片本体涂覆负极材料；

揉平区，在所述极片本体的宽度方向上与所述涂覆区相邻，所述宽度方向与所述长度方向垂直，所述揉平区沿所述长度方向依次排布N+1个极耳组，每个所述极耳组包含至少一个极耳，第N+1极耳组与第N极耳组相邻，第N+1极耳组上极耳的宽度大于第N极耳组上极耳的宽度，N为正整数；

其中，第N+1极耳组中的极耳的宽度与第一极耳组中的极耳的宽度的差值为所述卷芯的半径值。

2.根据权利要求1所述的全极耳负极片，其特征在于，每个极耳与所述涂覆区的极片本体连接，在所述长度方向上任意两个相邻的极耳不连接。

3.根据权利要求2所述的全极耳负极片，其特征在于，在每个所述极耳组对应的所述涂覆区的极片本体上，至少部分极片本体连接极耳。

4.根据权利要求1所述的全极耳负极片，其特征在于，第N+1极耳组上的极耳与第N极耳组上的极耳的宽度差值为第一间隔值，各极耳组对应的所述涂覆区的极片本体为所述各极耳组的目标极片本体，所述第一间隔值为所述卷芯中第N+1极耳组的目标极片本体与第N极耳组的目标极片本体之间的间隔值。

5.根据权利要求4所述的全极耳负极片，其特征在于，第N+1极耳组的长度大于第N极耳组的长度。

6.根据权利要求5所述的全极耳负极片，其特征在于，所述卷芯的中心设有中空的圆柱通孔，所述圆柱通孔在所述宽度方向上的投影为中心孔，所述第一极耳组中的极耳的宽度为所述中心孔的中心孔半径值。

7.根据权利要求1-6任一项所述的全极耳负极片，其特征在于，同一极耳组的极耳的宽度相同。

8.根据权利要求1-6任一项所述的全极耳负极片，其特征在于，所述涂覆区与所述揉平区之间设有留白区，每个极耳与所述留白区的极片本体连接。

9.一种圆柱电池，其特征在于，包括卷芯、负极壳体、集流盘以及极柱，所述卷芯包括如权利要求1-8任一项所述的全极耳负极片，所述卷芯的正极侧通过所述集流盘与所述极柱连接，所述卷芯的所述全极耳负极片与所述负极壳体连接。

10.根据权利要求9所述的圆柱电池，其特征在于，所述全极耳负极片的每个极耳焊接在所述负极壳体底部。