CN220652087U - 一种多极耳软包锂离子电芯 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种多极耳软包锂离子电芯，属于锂离子电池领域。该电芯由依序设置的正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜组成的片体卷绕形成，正极片上设有正极空箔区和正极活性物质区，负极片上设有负极空箔区和负极活性物质区，正极空箔区和负极空箔区无活性物质，正极活性物质区和负极活性物质区设置有活性物质，正极空箔区、负极空箔区、以及第一隔膜和第二隔膜的一端卷绕形成电芯内圈。本实用新型通过没有活性物质的正极空箔区、负极空箔区、以及第一隔膜和第二隔膜的一端卷绕形成电芯内圈，对后续卷绕极片形成缓冲区域，减少卷绕电芯内部的内应力能够减少边缘掉料，解决了现有技术内圈极片边缘处容易掉料，且影响容量发挥的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池领域，具体是一种多极耳软包锂离子电芯。
背景技术
多极耳卷绕由于其极耳更多，且分布更均匀，倍率性能更优异，适合无人机、电动工具等对倍率需求高的设备。但因为对焊接和设备的要求高，所以此结构的电芯制作难度高，而且卷绕电芯由于结构张力问题，容易在充放电过程中变形。多极耳卷绕电芯由于卷芯内部卷绕结构，存在内圈极片边缘处容易掉料，且影响容量发挥的问题。
实用新型内容
实用新型目的：提供一种多极耳软包锂离子电芯，能够减少边缘掉料，提高容量发挥，保证电芯的性能，解决了现有技术内圈极片边缘处容易掉料，且影响容量发挥的问题。
本实用新型的技术方案为：一种多极耳软包锂离子电芯由依序设置的正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜组成的片体卷绕形成。
所述正极片上设有正极空箔区和正极活性物质区，所述负极片上设有负极空箔区和负极活性物质区。
所述正极空箔区和负极空箔区无活性物质。
所述正极活性物质区和负极活性物质区设置有活性物质。
所述正极空箔区、负极空箔区、以及第一隔膜和第二隔膜的一端卷绕形成电芯内圈。
在进一步的实施例中，所述电芯内圈由依序设置的第一R角部、第一内圈部、第二R角部和第二内圈部组成。
所述第一R角部由所述负极空箔区延伸出第一隔膜和第二隔膜的一端组成，其卷曲成圆形结构。
所述第一内圈部由所述负极空箔区、第一隔膜和第二隔膜组成，其以第一R角部为起始卷绕成水滴型结构。
所述第二R角部由所述正极空箔区组成，其是在第一内圈部远离第一R角部的一端外侧折叠若干层的凸起结构。
所述第二内圈部由所述正极活性物质区、负极空箔区和/或负极活性物质区、以及第一隔膜和第二隔膜的一端组成，其以第二R角部为起始绕第一内圈部和第二R角部卷绕成腰型结构，卷曲的第一R角部和折叠的第二R角部都没有活性物质，所以能够解决现有技术内圈极片边缘处容易掉料，且影响容量发挥的问题。
在进一步的实施例中，所述第一内圈部至少包括：第一弯曲部、第二弯曲部、第三弯曲部、第一平直部、第二平直部和第三平直部。
所述第一内圈部的两个弯曲部和三个平直部从第一R角部至第二R角部的排列顺序依序是第一平直部、第一弯曲部、第二平直部、第二弯曲部、第三平直部和第三弯曲部。
在进一步的实施例中，所述正极片上依序设置有第一正极活性物质区、正极空箔区和第二正极活性物质区。
所述正极空箔区在第一正极活性物质区和第二正极活性物质区之间是折叠若干层的凸起结构。
所述第一平直部、第二平直部和第三平直部中的至少一个平直部由第一隔膜、负极空箔区和/或负极活性物质区、第二隔膜和第一正极活性物质区组成。
在进一步的实施例中，所述第二弯曲部和第三弯曲部中的至少一个弯曲部由第一隔膜、负极空箔区和/或负极活性物质区、第二隔膜和第一正极活性物质区组成，除了第一弯曲部外其他弯曲部和平直部上设置负极活性物质区和第一正极活性物质区都不易出现内圈极片边缘处容易掉料的问题，而且还能够提高内圈容量利用率。
在进一步的实施例中，所述第二R角部是折叠至少三层的凸起结构。
在进一步的实施例中，所述第二R角部是折叠五层的凸起结构。
在进一步的实施例中，电芯还包括：至少两个粘接件，其中一个粘接件用于连接第一R角部和第一内圈部，另一个粘接件用于连接第一内圈部和第二R角部，能够避免第一R角部和第二R角部散开。
本实用新型的有益效果是：本申请通过使没有活性物质的正极空箔区、负极空箔区、以及第一隔膜和第二隔膜的一端卷绕形成电芯内圈，对后续卷绕极片形成缓冲区域，减少卷绕电芯内部的内应力能够减少边缘掉料，提高容量发挥，保证电芯的性能，解决了现有技术内圈极片边缘处容易掉料，且影响容量发挥的问题。
附图说明
图1是本实用新型的电芯展开示意图。
图2是本实用新型的电芯成品俯视示意图。
图3是本实用新型的电芯内圈放大示意图。
图4是本实用新型的电芯成品轴测剖视示意图。
图中所示附图标记为：正极片1、第一隔膜2、负极片3、第二隔膜4、极耳5、第一R角部6、第一内圈部7、第二R角部8、第二内圈部9、正极空箔区11、正极活性物质区12、负极空箔区31、负极活性物质区32、第一平直部71、第一弯曲部72、第二平直部73、第二弯曲部74、第三平直部75、第三弯曲部76。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本实用新型更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本实用新型可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本实用新型发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
本申请公开了一种多极耳软包锂离子电芯，能够减少边缘掉料，提高容量发挥，保证电芯的性能，解决了现有技术内圈极片边缘处容易掉料，且影响容量发挥的问题。
第一实施例，
如图1所示，电芯由依序设置的正极片1、第一隔膜2、负极片3和第二隔膜4组成的片体卷绕形成，电芯设置在壳体内。
正极片1上设有正极空箔区11和正极活性物质区12，负极片3上设有负极空箔区31和负极活性物质区32，正极片1和负极片3上还设置有用于安装极耳5的极耳5区，电芯还包括安装在极耳5区的极耳5。
极耳5区、正极空箔区11和负极空箔区31无活性物质。
正极活性物质区12和负极活性物质区32设置有活性物质。
正极空箔区11、负极空箔区31、以及第一隔膜2和第二隔膜4的一端卷绕形成电芯内圈。
在图2和3所示实施例中，电芯内圈由依序设置的第一R角部6、第一内圈部7、第二R角部8和第二内圈部9组成。
第一R角部6由负极空箔区31延伸出第一隔膜2和第二隔膜4的一端组成，其卷曲成圆形结构。
第一内圈部7由负极空箔区31、第一隔膜2和第二隔膜4组成，其以第一R角部6为起始卷绕成水滴型结构。
第二R角部8由正极空箔区11组成，其是在第一内圈部7远离第一R角部6的一端外侧折叠若干层的凸起结构。
第二内圈部9由正极活性物质区12、负极空箔区31和/或负极活性物质区32、以及第一隔膜2和第二隔膜4的一端组成，其以第二R角部8为起始绕第一内圈部7和第二R角部8卷绕成腰型结构。
在图3所示实施例中，第一内圈部7至少包括：第一弯曲部72、第二弯曲部74、第三弯曲部76、第一平直部71、第二平直部73和第三平直部75。
第一内圈部7的两个弯曲部和三个平直部从第一R角部6至第二R角部8的排列顺序依序是第一平直部71、第一弯曲部72、第二平直部73、第二弯曲部74、第三平直部75和第三弯曲部76。
在本实施例中，第二R角部8是折叠至少三层的凸起结构，优选的第二R角部8是折叠五层的凸起结构。
使第二R角部8折叠至少三层能够对第二内圈部9形成足够的卷绕缓冲，使第二R角部8折叠五层是优选的技术方案。
在本实施例中，电芯还包括：至少两个粘接件，其中一个粘接件用于连接第一R角部6和第一内圈部7，另一个粘接件用于连接第一内圈部7和第二R角部8。
其中，粘接件可以是高温胶带或胶水，其目的是使卷绕后的第一R角部6和折叠后的第二R角部8定型，能够避免第一R角部6和第二R角部8散开。
制作过程：首先将极耳5安装在正极片1和负极片3上。
然后将负极空箔区31延伸出第一隔膜2和第二隔膜4的一端卷曲成圆形结构，并使用粘接件将圆形结构的第一R角部6定型在第一内圈部7的一端。
然后将负极空箔区31、第一隔膜2和第二隔膜4组成的第一内圈部7以第一平直部71、第一弯曲部72、第二平直部73、第二弯曲部74、第三平直部75和第三弯曲部76的顺序缠绕成图3所示水滴状结构。
然后将正极空箔区11折叠至少三层在第一内圈部7远离第一R角部6的一端外侧形成凸起结构，并使用粘接件将凸起结构的第二R角部8定型在第一内圈部7远离第一R角部6的一端外侧。
然后将正极活性物质区12、负极空箔区31和/或负极活性物质区32、以及第一隔膜2和第二隔膜4组成的第二内圈部9以第二R角部8为起始绕第一内圈部7和第二R角部8卷绕成腰型结构。
然后将正极活性物质区12、负极活性物质区32、第一隔膜2和第二隔膜4组成的电芯外圈绕第二内圈部9卷绕成图2所示的腰型结构形成裸电芯。
最后将裸电芯安装进壳体内。
在整个生产过程中，通过将负极空箔区31延伸出第一隔膜2和第二隔膜4的一端卷曲成圆形结构，以及将正极空箔区11折叠若干层凸起结构，能够在第二内圈部9卷绕时将第二内圈部9的两端垫起，使第二内圈部9卷绕成腰型结构，而且卷曲的第一R角部6和折叠的第二R角部8都没有活性物质，所以能够解决现有技术内圈极片边缘处容易掉料，且影响容量发挥的问题。
第二实施例，在第一实施例的基础上使正极片1上依序设置有第一正极活性物质区12、正极空箔区11和第二正极活性物质区12。
如图1所示正极空箔区11在第一正极活性物质区12和第二正极活性物质区12之间是折叠若干层的凸起结构。
第一平直部71、第二平直部73和第三平直部75中的至少一个平直部由第一隔膜2、负极空箔区31和/或负极活性物质区32、第二隔膜4和第一正极活性物质区12组成。
在进一步的实施例中，第二弯曲部74和第三弯曲部76中的至少一个弯曲部由第一隔膜2、负极空箔区31和/或负极活性物质区32、第二隔膜4和第一正极活性物质区12组成。
通过使第一内圈部7的卷绕圈数越多弯曲部和平直部越多，由于第一内圈部7和第二内圈部9的内侧已经有负极空箔区31卷曲成圆形结构和正极空箔区11折叠若干层的凸起结构，已经形成缓冲区域，所以除了第一弯曲部72外其他弯曲部和平直部上设置负极活性物质区32和第一正极活性物质区12都不易出现内圈极片边缘处容易掉料的问题，而且还能够提高内圈容量利用率。
在以上实施例中负极空箔区31和负极活性物质区32的意思是负极片3的负极空箔区31和负极活性物质区32在平直部和弯曲部上过渡。
如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本实用新型，但其不得解释为对本实用新型自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本实用新型的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。
Claims (8)
1.一种多极耳软包锂离子电芯，其特征在于，电芯由依序设置的正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜组成的片体卷绕形成；
所述正极片上设有正极空箔区和正极活性物质区，所述负极片上设有负极空箔区和负极活性物质区；
所述正极空箔区和负极空箔区无活性物质；
所述正极活性物质区和负极活性物质区设置有活性物质；
所述正极空箔区、负极空箔区、以及第一隔膜和第二隔膜的一端卷绕形成电芯内圈。
2.根据权利要求1所述一种多极耳软包锂离子电芯，其特征在于，所述电芯内圈由依序设置的第一R角部、第一内圈部、第二R角部和第二内圈部组成；
所述第一R角部由所述负极空箔区延伸出第一隔膜和第二隔膜的一端组成，其卷曲成圆形结构；
所述第一内圈部由所述负极空箔区、第一隔膜和第二隔膜组成，其以第一R角部为起始卷绕成水滴型结构；
所述第二R角部由所述正极空箔区组成，其是在第一内圈部远离第一R角部的一端外侧折叠若干层的凸起结构；
所述第二内圈部由所述正极活性物质区、负极空箔区和/或负极活性物质区、以及第一隔膜和第二隔膜的一端组成，其以第二R角部为起始绕第一内圈部和第二R角部卷绕成腰型结构。
3.根据权利要求2所述一种多极耳软包锂离子电芯，其特征在于，所述第一内圈部至少包括：第一弯曲部、第二弯曲部、第三弯曲部、第一平直部、第二平直部和第三平直部；
所述第一内圈部的两个弯曲部和三个平直部从第一R角部至第二R角部的排列顺序依序是第一平直部、第一弯曲部、第二平直部、第二弯曲部、第三平直部和第三弯曲部。
4.根据权利要求3所述一种多极耳软包锂离子电芯，其特征在于，所述正极片上依序设置有第一正极活性物质区、正极空箔区和第二正极活性物质区；
所述正极空箔区在第一正极活性物质区和第二正极活性物质区之间是折叠若干层的凸起结构；
所述第一平直部、第二平直部和第三平直部中的至少一个平直部由第一隔膜、负极空箔区和/或负极活性物质区、第二隔膜和第一正极活性物质区组成。
5.根据权利要求3或4所述一种多极耳软包锂离子电芯，其特征在于，所述第二弯曲部和第三弯曲部中的至少一个弯曲部由第一隔膜、负极空箔区和/或负极活性物质区、第二隔膜和第一正极活性物质区组成。
6.根据权利要求2所述一种多极耳软包锂离子电芯，其特征在于，所述第二R角部是折叠至少三层的凸起结构。
7.根据权利要求6所述一种多极耳软包锂离子电芯，其特征在于，所述第二R角部是折叠五层的凸起结构。
8.根据权利要求2所述一种多极耳软包锂离子电芯，其特征在于，还包括：至少两个粘接件，其中一个粘接件用于连接第一R角部和第一内圈部，另一个粘接件用于连接第一内圈部和第二R角部。
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