CN220672654U - 一种卷芯及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卷芯及电池，电池包括卷芯，卷芯包括极片组件和隔膜，极片组件包括正极片和负极片，隔膜设置于正极片和负极片之间，正极片包括主体部和端部，主体部的两端均一体成型有端部，端部的宽度小于主体部的宽度，负极片包覆于正极片上，负极片的长度大于正极片的长度，负极片的宽度大于正极片的宽度。端部的宽度小于主体部的宽度，使得负极片与端部的包覆量大于负极片与主体部的包覆量，降低极片组件卷绕形成卷芯的报废率，防止锂离子在负极片的表面析出而形成锂枝晶，进而防止锂枝晶刺破隔膜，从而防止电池内短路，避免热失控，延长电池的使用寿命。

Description

一种卷芯及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种卷芯及电池。

背景技术

卷芯是电池的重要组成部分之一，卷芯的质量影响着电池的安全性能。在卷芯的生产过程中，可通过卷绕工艺的方式实现，引入毛刺的风险更小，生产效率更高，且卷芯包覆的可控性高，保证电池的安全性能。

卷芯在卷绕的过程中，极片的两个端部的包覆可控性降低，降低了电池的安全性，且容易造成overhang(overhang是指负极极片的长度和宽度方向多出正负极极片之外的部分，即包覆量)报废。

因此，亟需一种卷芯及电池，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提出一种卷芯，以解决上述问题之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种卷芯，包括：

正极片，其包括主体部和端部，所述主体部的两端均一体成型有所述端部，所述端部的宽度小于所述主体部的宽度；

负极片，其用于与所述正极片卷绕形成所述卷芯，所述负极片的长度大于所述正极片的长度，所述负极片的宽度大于所述正极片的宽度。

进一步地，所述端部的轮廓线为折线，所述端部的各处宽度一致。

进一步地，沿从所述主体部到所述端部的方向，所述端部的宽度渐小。

进一步地，所述端部的轮廓线为斜直线。

进一步地，所述端部的轮廓线为曲线。

进一步地，所述端部的轮廓线为凹曲线。

进一步地，所述端部的轮廓线为凸曲线。

进一步地，所述正极片具有沿宽度方向相对设置的极耳侧和非极耳侧，所述负极片与所述极耳侧的包覆量大于所述负极片与所述非极耳侧的包覆量。

进一步地，所述卷芯还包括隔膜，所述隔膜设置于所述正极片和所述负极片之间。

本实用新型的另一个目的在于提出一种电池，以解决上述问题之一。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种电池，包括如上述任一项方案所述的卷芯。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的电池包括卷芯，卷芯包括正极片和负极片，正极片包括主体部和端部，主体部的两端均一体成型有端部，端部的宽度小于主体部的宽度，负极片与正极片卷绕形成卷芯，负极片的长度大于正极片的长度，负极片的宽度大于正极片的宽度。负极片的长度大于正极片的长度，负极片的宽度大于正极片的宽度，便于负极片包覆正极片。端部的宽度小于主体部的宽度，使得负极片与端部的包覆量大于负极片与主体部的包覆量，降低极片组件卷绕形成卷芯的报废率，防止锂离子在负极片的表面析出而形成锂枝晶，进而防止锂枝晶刺破隔膜，从而防止电池内短路，避免热失控，延长电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的卷芯的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的正极片的结构示意图；

图3是本实用新型实施例二提供的极片组件的结构示意图；

图4是本实用新型实施例三提供的正极片的结构示意图；

图5是本实用新型实施例三提供的极片组件的结构示意图；

图6是本实用新型实施例四提供的正极片的结构示意图；

图7是本实用新型实施例四提供的极片组件的结构示意图；

图8是本实用新型实施例五提供的正极片的结构示意图；

图9是本实用新型实施例五提供的极片组件的结构示意图。

图中：

100、极片组件；200、隔膜；300、卷芯；

1、正极片；2、负极片；

11、主体部；12、端部；13、极耳侧；14、非极耳侧；15、正极耳；21、负极主体；22、负极耳；

121、轮廓线；122、头部；123、尾部。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

本实用新型中限定了一些方位词，在未作出相反说明的情况下，所使用的方位词如“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”这些方位词是为了便于理解而采用的，因而不构成对本实用新型保护范围的限制。

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。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种电池，该电池包括卷芯300，卷芯300包括极片组件100和隔膜200，极片组件100包括正极片1和负极片2，隔膜200设置于正极片1和负极片2之间，负极片2与正极片1卷绕形成卷芯300。

其中，正极片1包括主体部11和端部12，主体部11的两端均一体成型有端部12，端部12的宽度小于主体部11的宽度，负极片2的长度大于正极片1的长度，负极片2的宽度大于正极片1的宽度。负极片2的长度大于正极片1的长度，负极片2的宽度大于正极片1的宽度，便于负极片2包覆正极片1。端部12的宽度小于主体部11的宽度，使得负极片2与端部12的包覆量大于负极片2与主体部11的包覆量，降低极片组件100卷绕形成卷芯300的报废率，防止锂离子在负极片2的表面析出而形成锂枝晶，进而防止锂枝晶刺破隔膜200，从而防止电池内短路，避免热失控，延长电池的使用寿命。

本实施例中的长度方向L与宽度方向W垂直设置。

进一步地，端部12的长度为15mm-20mm。

本实施例中，包覆量指的是负极片2长度方向L和宽度方向W多出正极片1之外的部分。

实施例二

本实施例还提供了一种电池，该电池与实施例一提供的电池基本相同，其区别之处在于，端部12具有的轮廓线121为折线，端部12的各处宽度一致。

具体地，折线可为直角折线。

如图2和图3所示，端部12包括头部122和尾部123，头部122和尾部123之间连接有主体部11，头部122和尾部123的结构类似，且头部122和尾部123沿长度方向L对称设置。

进一步地，端部12的宽度为Wz1，主体部11的宽度为Wz2，端部12的上表面到主体部11的上表面的距离为dz1，端部12的下表面到主体部11的下表面的距离为dz2，依据几何关系，则dz1+dz2＝Wz2-Wz1。

具体地，dz1为2mm-3mm，dz2为2mm-3mm。

当负极片2包覆于正极片1上时，负极片2的宽度大于正极片1的宽度。负极片2的长度大于正极片1的长度，防止锂离子在负极片2的表面析出而形成锂枝晶，进而防止锂枝晶刺破隔膜200，从而防止电池内短路，避免热失控，延长电池的使用寿命。

负极片2的宽度为Wf，沿宽度方向W，端部12的上表面到负极片2的上表面的距离为第一包覆量B11，主体部11的上表面到负极片2的上表面的距离为第二包覆量B12，端部12的下表面到负极片2的下表面的距离为第三包覆量B21，主体部11的下表面到负极片2的下表面的距离为第四包覆量B22，依据几何关系，B11＝B12+dz1，B21＝B22+dz2，因此，第一包覆量B11大于第二包覆量B12，第三包覆量B21大于第四包覆量B22，由此可见，负极片2与端部12的包覆量大于负极片2与主体部11的包覆量，降低极片组件100卷绕形成卷芯300的报废率，防止锂离子在负极片2的表面析出而形成锂枝晶，进而防止锂枝晶刺破隔膜200，从而防止电池内短路，避免热失控，延长电池的使用寿命。

进一步地，正极片1还包括正极耳15和正极主体，正极主体包括上述主体部11和端部12，沿宽度方向W，正极主体具有极耳侧13，极耳侧13设置有正极耳15。

进一步地，负极片2包括负极主体21和负极耳22，负极耳22设置于负极主体21上，负极耳22和正极耳15位于同一侧。

进一步地，正极片1具有沿宽度方向W相对设置的极耳侧13和非极耳侧14，负极片2与极耳侧13的包覆量大于负极片2与非极耳侧14的包覆量，即B11>B21，B12>B22。卷芯300组装后，正极耳15和负极耳22会发生弯折，可能会使得正极耳15和负极主体21，或者，负极耳22和正极主体弯折触碰而导致短路，上述尺寸限定，会降低短路的风险。

为了实现上述尺寸限定(B11>B21，B12>B22)，可通过两种方式实现：第一种方式，沿宽度方向W上，头部122和尾部123均设置有两组轮廓线121，且两组轮廓线121也关于宽度方向W对称设置，即尺寸一致，dz1＝dz2，正极片1和负极片2沿长度方向的轴线不重合设置；第二种方式，沿宽度方向W上，头部122和尾部123均设置有两组轮廓线121，但两组轮廓线121的尺寸不一致，即dz1不等于dz2，正极片1和负极片2沿长度方向的轴线重合设置。

实施例三

本实施例还提供了一种电池，如图4和图5所示，该电池与实施例二提供的电池基本相同，其区别之处在于，沿从主体部11到端部12的方向，端部12的宽度渐小，端部12的轮廓线121为斜直线。

如图4所示，端部12的最小宽度为Wz1，主体部11的宽度为Wz2，端部12的上表面各个位置到主体部11的上表面上对应位置的距离的最大值为dz1，端部12的下表面各个位置到主体部11的下表面上对应位置的距离的最大值为dz2，依据几何关系，则dz1+dz2＝Wz2-Wz1。

具体地，dz1为2mm-3mm，dz2为2mm-3mm。

如图5所示，负极片2的宽度为Wf，沿宽度方向W，端部12的上表面各个位置到负极片2的上表面对应位置的距离的最大值为第一包覆量B11，主体部11的上表面到负极片2的上表面的距离为第二包覆量B12，端部12的下表面各个位置到负极片2的下表面对应位置的距离的最大值为第三包覆量B21，主体部11的下表面到负极片2的下表面的距离为第四包覆量B22，依据几何关系，B11＝B12+dz1，B21＝B22+dz2，因此，第一包覆量B11大于第二包覆量B12，第三包覆量B21大于第四包覆量B22，由此可见，负极片2与端部12的包覆量大于负极片2与主体部11的包覆量，降低极片组件100卷绕形成卷芯300的报废率，防止锂离子在负极片2的表面析出而形成锂枝晶，进而防止锂枝晶刺破隔膜200，从而防止电池内短路，避免热失控，延长电池的使用寿命。

实施例四

本实施例还提供了一种电池，如图6和图7所示，该电池与实施例三提供的电池基本相同，其区别之处在于，沿从主体部11到端部12的方向，端部12的宽度渐小，端部12的轮廓线121为曲线，且端部12的轮廓线121为凹曲线。

实施例五

本实施例还提供了一种电池，如图8和图9所示，该电池与实施例三提供的电池基本相同，其区别之处在于，沿从主体部11到端部12的方向，端部12的宽度渐小，端部12的轮廓线121为曲线，且端部12的轮廓线121为凸曲线。

虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种卷芯，其特征在于，包括：

正极片(1)，其包括主体部(11)和端部(12)，所述主体部(11)的两端均一体成型有所述端部(12)，所述端部(12)的宽度小于所述主体部(11)的宽度；

负极片(2)，其用于与所述正极片(1)卷绕形成所述卷芯，所述正极片(1)所述负极片(2)的长度大于所述正极片(1)的长度，所述负极片(2)的宽度大于所述正极片(1)的宽度。

2.根据权利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述端部(12)的轮廓线(121)为折线，所述端部(12)的各处宽度一致。

3.根据权利要求1所述的卷芯，其特征在于，沿从所述主体部(11)到所述端部(12)的方向，所述端部(12)的宽度渐小。

4.根据权利要求3所述的卷芯，其特征在于，所述端部(12)的轮廓线(121)为斜直线。

5.根据权利要求3所述的卷芯，其特征在于，所述端部(12)的轮廓线(121)为曲线。

6.根据权利要求5所述的卷芯，其特征在于，所述端部(12)的轮廓线(121)为凹曲线。

7.根据权利要求5所述的卷芯，其特征在于，所述端部(12)的轮廓线(121)为凸曲线。

8.根据权利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述正极片(1)具有沿宽度方向(W)相对设置的极耳侧(13)和非极耳侧(14)，所述负极片(2)与所述极耳侧(13)的包覆量大于所述负极片(2)与所述非极耳侧(14)的包覆量。

9.根据权利要求1所述的卷芯，其特征在于，所述卷芯还包括隔膜(200)，所述隔膜(200)设置于所述正极片(1)和所述负极片(2)之间。

10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的卷芯(300)。