CN220253306U - 一种电芯 - Google Patents

Abstract

一种电芯，包括：依次叠放的第一极片、第一隔膜、第二极片及第二隔膜，所述第一极片上设置有第一极耳，所述第二极片上设置有第二极耳；在所述第一极片、第一隔膜、第二隔膜的卷绕首端和/或卷绕尾端设置有第一粘接部，在所述第一粘接部处，所述第一极片、所述第一隔膜和所述第二隔膜粘接成整体。本实用新型通过在极片/隔膜的卷绕首端和/或卷绕尾端形成粘接部，粘接部通过粘接工艺将极片和隔膜粘接成一个整体，对极片形成约束，可以避免起卷和收卷绕时极片处于无束缚的自由状态而容易造成覆盖不良或者打皱，从而可以提高产品良率，降低因极片打皱或覆盖不良带来的安全风险。

Description

一种电芯

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种卷绕式锂离子电芯。

背景技术

卷绕工艺是将按序叠放在一起的正极片、隔膜、负极片通过卷绕设备制成卷芯。目前的卷绕工艺中，对于以极片作为电芯最外层的卷芯结构来说，极片收尾的部分和极片位于卷芯最内圈的部分(极片的头部)通常为没有涂覆活性材料的光箔或者有一面没有涂覆活性材料，极片的这部分刚性和强度都比较低，且在卷绕过程中缺少约束，因此，这部分容易出现打皱或覆盖不良等情况。极片打皱或覆盖不良不仅影响产品良率，也带来了安全风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可以避免极片的头部或尾部出现打皱或覆盖不良等现象的电芯。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种电芯，包括：依次叠放的第一极片、第一隔膜、第二极片及第二隔膜，所述第一极片上设置有第一极耳，所述第二极片上设置有第二极耳；在所述第一极片、第一隔膜、第二隔膜的卷绕首端和/或卷绕尾端设置有第一粘接部，在所述第一粘接部处，所述第一极片、所述第一隔膜和所述第二隔膜粘接成整体。

如上所述的电芯，可选的，所述第一粘接部包括有向所述电芯的中心弯折的回折段，所述回折段在所述电芯的厚度方向上的投影覆盖所述第一极片的第一极耳。

如上所述的电芯，可选的，所述回折段和所述第二极耳位于所述电芯的两侧。

如上所述的电芯，可选的，在第一方向上，所述第一极片的卷绕首端和所述第一隔膜的卷绕首端、所述第二隔膜的卷绕首端相互对齐，

和/或，

在第一方向上，所述第一极片的卷绕尾端和所述第一隔膜的卷绕尾端、所述第二隔膜的卷绕尾端相互对齐。

如上所述的电芯，可选的，在第一方向上，所述第一极片的卷绕首端和所述第一隔膜的卷绕首端、所述第二隔膜的卷绕首端相互间的错位小于等于5mm；

和/或，

在第一方向上，所述第一极片的卷绕尾端和所述第一隔膜的卷绕尾端、所述第二隔膜的卷绕尾端相互间的错位小于等于5mm。

如上所述的电芯，可选的，在所述第一粘接部处，所述第一极片和所述第一隔膜及所述第二隔膜之间的粘接力要大于其他位置处所述第一极片和所述第一隔膜及所述第二隔膜之间的粘接力；

和/或，在所述第一粘接部处，所述第一极片和所述第一隔膜及所述第二隔膜之间的粘接力≥0.1N/cm²。

如上所述的电芯，可选的，所述电芯内部具有多个平直段和圆弧段，相邻的平直段之间通过圆弧段相连，所述平直段上设置有至少一个第二粘接部，所述第二粘接部处，所述第一极片、所述第一隔膜和所述第二隔膜粘接成整体。

如上所述的电芯，可选的，所述第二粘接部的宽度小于所述平直段的长度；

和/或，所述第二粘接部的宽度＞5mm，相邻的所述第二粘接部之间的距离＞10mm；

和/或，所述第二粘接部间隔设置，相邻的所述第二粘接部之间至少间隔一个圆弧段。

如上所述的电芯，可选的，所述第一极片的长度与所述第一隔膜的长度相等，和/或，所述第一极片的长度与所述第二隔膜的长度相等。

如上所述的电芯，可选的，所述第一极片、所述第一隔膜、所述第二极片和所述第二隔膜粘接形成所述第一粘接部。

如上所述的电芯，可选的，所述第二极片的卷绕首端和所述第一极片的卷绕首端之间的距离≥2mm。

如上所述的电芯，可选的，所述第一极耳在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影与所述第一粘接部在同一平面上的投影至少部分重叠；

和/或，

所述第二极耳在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影与所述第一粘接部在同一平面上的投影至少部分重叠。

由以上技术方案可知，本实用新型通过在极片/隔膜的卷绕首端和/或卷绕尾端形成粘接部，将极片和隔膜粘接成一个整体，对极片形成约束，可以避免起卷和收卷绕时极片处于无束缚的自由状态而容易造成覆盖不良或者打皱，从而可以提高产品良率，降低因极片打皱或覆盖不良带来的安全风险。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，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，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型实施例1电芯的卷绕结构示意图；

图2为本实用新型实施例2电芯的卷绕结构示意图；

图3为本实用新型实施例3电芯的卷绕结构示意图；

图4为本实用新型实施例1形成第一粘接部的示意图；

图5为本实用新型实施例1形成第二粘接部的示意图；

图6为本实用新型实施例1将第一粘接部裁切以分别形成位于卷绕首端和卷绕尾端的第一粘接部的示意图。

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细地说明。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，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；术语“正”、“反”、“底”、“上”、“下”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，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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。

实施例1

如图1所示，本实施例的电芯包括第一极片1、第二极片2、第一隔膜3和第二隔膜4，其中，第一极片1和第二极片2的极性相反，第一隔膜3和第二隔膜4用于将第一极片1和第二极片2相互隔离。第一极片1可为正极片或负极片，则相应的，第二极片2则为负极片或正极片。以下实施例以第一极片1为正极片，第二极片2为负极片为例进行说明。

将第一极片1、第二隔膜3、第二极片2和第二隔膜4依次层叠，采用卷绕工艺制成卷绕式电芯。为了便于说明，将极片/隔膜的卷绕起始端定义为卷绕首端，则极片/隔膜的另一端，即收尾的一端定义为卷绕尾端，极片/隔膜的卷绕首端位于电芯的最内圈，极片/隔膜的卷绕尾端位于电芯的最外圈。极片/隔膜的长度方向为第一方向。图1至图3中的实线表示第一极片，竖线表示第一极片上的第一活性物质层，虚线表示第二极片，齿状线表示第二极片上的第二活性物质层，点划线表示隔膜(第一、第二隔膜)。

第一极片1和第二极片2均具有涂覆了活性物质层的部分，活性物质层可以设置于极片的单侧表面或两侧表面上。极片可包括双面均设置活性物质层的双面涂料段、仅单面设置活性物质层的单面涂料段以及双面均未设置活性物质层的光箔段。

本实施例的第一极片1和第二极片2的头部均为双面未设置活性物质层的光箔段，本实施例的第一极片1包括从第一极片1的卷绕首端至卷绕尾端依次设置的第一光箔段、第一单面涂料段、第一双面涂料段、第二单面涂料段及第二光箔段，在第一光箔段上设置有第一极耳5。本实施例的第一极耳5设置于第一光箔段的内侧表面(将靠近电芯中心的一侧定义为内，远离电芯中心的一侧定义为外)。本实施例的第二极片2包括从第二极片的卷绕首端至卷绕尾端依次设置的第三光箔段、第三单面涂料段及第二双面涂料段，在第三光箔段上设置有第二极耳6。第二极耳6设置于第三光箔段的内侧表面。在其他实施例中，第一极耳也可以设置在第一双面涂料段。本实施例电芯的最外层是第一极片，并由第二空箔段收尾。

在第一方向上，本实施例的第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4的卷绕首端对齐，第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4在卷绕首端处通过粘接的方式形成第一粘接部a，即在第一粘接部a处，第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4粘接成一个整体，相互之间可以相互约束，以避免发生移位或翻折。本实施例的第一粘接部a和第一极耳5前后依次设置，第一粘接部a在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影位于第一光箔段在同一平面上的投影内。

可选的，在第一方向上，本实施例的第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4的卷绕尾端对齐，且第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4在卷绕尾端处通过粘接的方式也形成有第一粘接部a。第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4可通过热压粘接的方式粘接成整体(第一粘接部)，当第一极片1和第一隔膜3、第二隔膜4粘接成整体后，三者间可相互约束，从而可以避免第一极片1的光箔段(极片的头部或尾部)发生打皱、或覆盖不良等情况。

为了保证卷绕过程中粘接部不松散，粘接部处的极片和隔膜之间的粘接力要大于其他位置处的极片和隔膜之间的粘接力，更具体的，粘接部处的极片和隔膜间必须存在一定的粘贴力，粘接部处极片和隔膜之间的粘接力≥0.1N/cm²。本实施例的第一极片1的卷绕首端的朝向和第二极片2的卷绕首端的朝向相同，以图1所示方向为例，第一极片1的卷绕首端和第二极片2的卷绕首端均朝向右侧。

极片/隔膜通过卷绕工艺制成卷芯后，极片/隔膜会因卷绕而形成电芯的圆弧段和平直段，极片/隔膜每卷绕一圈，在电芯内部就会形成两个平直段和两个圆弧段，一圈中的两个平直段之间通过两端的圆弧段相连。极片和隔膜卷绕制成卷芯后，会依次形成第一平直段、第一圆弧段、第二平直段、第二圆弧段、第三平直段、第三圆弧段、……，以此类推。

可选的，本实施例的电芯还包括第二粘接部b，第二粘接部b位于平直段内，第二粘接部b处的第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4粘接成一个整体或者第一极片1、第二极片2、第一隔膜3和第二隔膜4粘接成一个整体，本实施例的第二粘接部b处，第一极片1、第二极片2、第一隔膜3和第二隔膜4粘接成一个整体。单个第二粘接部b的宽度W1小于平直段的长度W。可在每一平直段上设置至少一个第二粘接部b，本实施例的每个第二粘接部b在垂直于电芯厚度方向(图1中箭头所示方向)的平面上的投影互不重合，相邻的第二粘接部b之间至少间隔一个圆弧段。在其他实施例中，第二粘接部在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影也可以重合，这里不做具体限定。在一些实施例中，可选的，第一极片的长度和第一隔膜及第二隔膜的长度一致。

需要说明的是，考虑到卷绕误差和隔膜收缩等因素的影响，本实用新型所说的在第一方向上第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4的卷绕首端或卷绕尾端对齐并不是要求第一极片、第一隔膜、第二隔膜的卷绕首端或尾端严格对齐，在第一方向上，第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4的端部间存在微小距离时，例如极片和隔膜端部间的距离≤5mm时，也可以认为是极片和隔膜的端部对齐。比如第一方向上，第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4三者的卷绕首端相互间的错位小于等于5mm，就认为第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4的卷绕首端已经对齐了，卷绕尾端的情况相同。

本实用新型通过设置粘接部，以粘接的复合方式将松散的极片及隔膜组合成一个整体，有效防止了极片的翻折或覆盖不良，而且卷绕过程中只需要保证整体尺寸就行，不会提高制程难度。

实施例2

如图2所示，本实施例和实施例1不同的地方在于：本实施例的第一极片2的卷绕首端的朝向和第二极片2的卷绕首端的朝向相反，以图2所示方向为例，第一极片1的卷绕首端的朝向左侧，第二极片2的卷绕首端朝向右侧。如图2所示，第一粘接部a向电芯的中心弯折，形成一个向电芯的中心弯折的回折段，回折段在电芯的厚度方向上的投影覆盖第一极片1的第一极耳5，即第一极片1的第一极耳5在垂直于电芯的厚度方向的平面上的投影位于回折段在同一平面上的投影内。

实施例3

如图3所示，本实施例和实施例1不同的地方在于：本实施例的位于卷绕首端的第一粘接部a由依次叠放的第一极片1、第一隔膜3、第二极片2和第二隔膜4通过粘接的方式形成，其中，第一极片1的卷绕首端和第一隔膜3、第二隔膜4的卷绕首端在第一方向上对齐，第二极片2的卷绕首端位于第一极片1的卷绕首端之后，第二极片2的卷绕首端和第一极片1的卷绕首端之间的距离d≥2mm。

第一极耳5在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影与第一粘接部a在同一平面上的投影至少部分重叠，和/或，第二极耳6在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影与第一粘接部a在同一平面上的投影至少部分重叠。本实施例中，第一极耳5和第二极耳6在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影位于第一粘接部a在同一平面上的投影内，即第一极耳5在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影以及第二极耳6在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影均与第一粘接部a在同一平面上的投影至少部分重叠。

下面结合图4至图6对实施例1极片和隔膜的粘接工艺流程进行说明。首先，将第二极片2裁断后，夹在第一隔膜3和第二隔膜4之间，第一极片1贴在第一隔膜3的外侧表面，采用热压辊轮进行粘接部的加工。相邻的第二极片2之间不连续。

如图4所示，热压辊轮100在依次叠放的第一极片1、第一隔膜3、第二隔膜4上进行热压粘接，形成第一粘接部a，第一粘接部a处，第一极片1、第一隔膜3和第二隔膜4粘接成整体。

如图5所示，热压辊轮100在依次叠放的第一极片1、第一隔膜3、第二极片2、第二隔膜4上进行热压粘接，形成位于平直段的第二粘接部b，第二粘接部b处，第一极片1、第一隔膜3、第二极片2和第二隔膜4粘接成整体。第二粘接部b的宽度W1＞5mm，相邻的第二粘接部b之间的距离W2＞10mm。

如图6所示，切刀200在第一粘接部a处进行裁切，裁切后形成两个第一粘接部a，一个第一粘接部a为位于卷绕首端的第一粘接部a，另一个第一粘接部a则为位于卷绕尾端的第一粘接部a。最后通过卷绕设备将极片和隔膜制成卷芯。

本说明书中各个部分采用递进的方式描述，每个部分重点说明的都是与其它部分的不同之处，各个部分之间相同或相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本说明书中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本说明书所示的实施例，而是要符合与本说明书所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (12)

1.一种电芯，包括：依次叠放的第一极片、第一隔膜、第二极片及第二隔膜，所述第一极片上设置有第一极耳，所述第二极片上设置有第二极耳；其特征在于：

所述第一极片、第一隔膜、第二隔膜的卷绕首端和/或卷绕尾端设置有第一粘接部，所述第一粘接部处，所述第一极片、所述第一隔膜和所述第二隔膜粘接成整体。

2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述第一粘接部包括有向所述电芯的中心弯折的回折段，所述回折段在所述电芯的厚度方向上的投影覆盖所述第一极片的第一极耳。

3.如权利要求2所述的电芯，其特征在于：所述回折段和所述第二极耳位于所述电芯的两侧。

4.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：在第一方向上，所述第一极片的卷绕首端和所述第一隔膜的卷绕首端、所述第二隔膜的卷绕首端相互对齐，

和/或，

在第一方向上，所述第一极片的卷绕尾端和所述第一隔膜的卷绕尾端、所述第二隔膜的卷绕尾端相互对齐。

5.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：在第一方向上，所述第一极片的卷绕首端和所述第一隔膜的卷绕首端、所述第二隔膜的卷绕首端相互间的错位小于等于5mm；

和/或，

在第一方向上，所述第一极片的卷绕尾端和所述第一隔膜的卷绕尾端、所述第二隔膜的卷绕尾端相互间的错位小于等于5mm。

6.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：在所述第一粘接部处，所述第一极片和所述第一隔膜及所述第二隔膜之间的粘接力要大于其他位置处所述第一极片和所述第一隔膜及所述第二隔膜之间的粘接力；

和/或，在所述第一粘接部处，所述第一极片和所述第一隔膜及所述第二隔膜之间的粘接力≥0.1N/cm²。

7.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述电芯内部具有多个平直段和圆弧段，相邻的平直段之间通过圆弧段相连，所述平直段上设置有至少一个第二粘接部，所述第二粘接部处，所述第一极片、所述第一隔膜和所述第二隔膜粘接成整体。

8.如权利要求7所述的电芯，其特征在于：所述第二粘接部的宽度小于所述平直段的长度；

和/或，所述第二粘接部的宽度＞5mm，相邻的所述第二粘接部之间的距离＞10mm；

和/或，所述第二粘接部间隔设置，相邻的所述第二粘接部之间至少间隔一个圆弧段。

9.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述第一极片的长度与所述第一隔膜的长度相等，和/或，所述第一极片的长度与所述第二隔膜的长度相等。

10.如权利要求1所述的电芯，其特征在于：所述第一极片、所述第一隔膜、所述第二极片和所述第二隔膜粘接形成所述第一粘接部。

11.如权利要求10所述的电芯，其特征在于：所述第二极片的卷绕首端和所述第一极片的卷绕首端之间的距离≥2mm。

12.如权利要求10所述的电芯，其特征在于：所述第一极耳在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影与所述第一粘接部在同一平面上的投影至少部分重叠；

和/或，

所述第二极耳在垂直于电芯厚度方向的平面上的投影与所述第一粘接部在同一平面上的投影至少部分重叠。