本實(shí)用新型涉及電池領(lǐng)域，具體涉及一種卷繞式電池結(jié)構(gòu)、包括其的二次電池組和電池組模塊。

背景技術(shù)：

當(dāng)今社會(huì)，移動(dòng)設(shè)備迅猛發(fā)展，需求日益增長(zhǎng)，加之新能源汽車(chē)的大力推進(jìn)，作為移動(dòng)裝置能源的電池行業(yè)蓬勃發(fā)展。因而，對(duì)各種市場(chǎng)需求做了大量的調(diào)查與研究。對(duì)于電池體積能量密度與重量能量密度的要求越來(lái)越高，對(duì)高性能、高穩(wěn)定性、高安全性的鋰離子聚合物電池和電池組的需求頗高。新能源汽車(chē)的大力發(fā)展，動(dòng)力鋰離子電池降低制造成本面臨很大的挑戰(zhàn)。因此，可以對(duì)電池組件的結(jié)構(gòu)進(jìn)行區(qū)分，有卷繞式結(jié)構(gòu)和疊片式結(jié)構(gòu)，卷繞結(jié)構(gòu)是將連續(xù)的正極片和負(fù)極片通過(guò)分離膜隔開(kāi)進(jìn)行卷繞；而在疊片型結(jié)構(gòu)中，將特定的結(jié)構(gòu)單元進(jìn)行連續(xù)的堆疊，并通過(guò)分離膜隔開(kāi)。

但是，傳統(tǒng)的電池結(jié)構(gòu)具有幾個(gè)問(wèn)題。首先，通過(guò)密集地纏繞長(zhǎng)片型負(fù)極和長(zhǎng)片型正極來(lái)制造卷繞式結(jié)構(gòu)，結(jié)果電池結(jié)構(gòu)在截面上是圓形或橢圓的。故而，在電池的充電和放電期間由于電極的膨脹和收縮引起的應(yīng)力在電池結(jié)構(gòu)中累積，并且當(dāng)應(yīng)力累積超過(guò)特定極限時(shí)，電池結(jié)構(gòu)會(huì)變形。電池結(jié)構(gòu)的變形導(dǎo)致在電極之間的不均勻的間隙，電池的循環(huán)性能將急劇變差，電池的安全由于電池內(nèi)部的短路而得不到保障。其次，通過(guò)依序堆疊多個(gè)單元負(fù)極和多個(gè)單元正極來(lái)制造堆疊型的電池結(jié)構(gòu)，需要大量的時(shí)間和精力來(lái)執(zhí)行順序堆疊處理，結(jié)果是該工序生產(chǎn)效率低。所以，開(kāi)發(fā)一種能夠結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性更高、制備效率更高的新型的電池結(jié)構(gòu)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種卷繞式電池結(jié)構(gòu)、包括其的二次電池組和電池組模塊。

本實(shí)用新型所采取的技術(shù)方案是：

一種卷繞式電池結(jié)構(gòu)，包括電芯，所述電芯包括相對(duì)設(shè)置的兩層連續(xù)式隔膜，所述兩層連續(xù)式隔膜之間夾著間隔設(shè)置的多個(gè)第一電池單元，所述兩層連續(xù)式隔膜及夾在其之間的所述第一電池單元以卷繞的形式形成電芯，所述兩層連續(xù)式隔膜的外側(cè)之間夾有第二電池單元，所述第二電池單元與所述第一電池單元相互貼近的兩個(gè)極片形成一個(gè)電極對(duì)。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述第一電池單元為正極單極片、負(fù)極單極片、外側(cè)極片為正極和負(fù)極的結(jié)構(gòu)、外側(cè)極片均為正極的結(jié)構(gòu)、外側(cè)極片均為負(fù)極的結(jié)構(gòu)中的任一種。

在上述方案的改進(jìn)的實(shí)施方式中，所述卷繞式電池結(jié)構(gòu)的最外側(cè)的極片為負(fù)極片。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述第一電池單元為正極單極片、負(fù)極單極片、正極/隔膜/負(fù)極、負(fù)極/隔膜/正極、正極/隔膜/負(fù)極/隔膜/正極、負(fù)極/隔膜/正極/隔膜/負(fù)極結(jié)構(gòu)中的任一種。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述第一電池單元為正極或外側(cè)極片均為正極的結(jié)構(gòu)時(shí)，所述第二電池單元為負(fù)極或外側(cè)極片均為負(fù)極的結(jié)構(gòu)。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述第一電池單元為負(fù)極、外側(cè)極片均為負(fù)極的結(jié)構(gòu)時(shí)，所述第二電池單元為正極或外側(cè)極片均為正極的結(jié)構(gòu)。

在一些具體的實(shí)施方式中，所述第一電池單元為外側(cè)極片為正極和負(fù)極的結(jié)構(gòu)時(shí)，最貼近電芯卷繞中心處的第一電池單元設(shè)置的那個(gè)所述第二電池單元為單極片、外側(cè)極片均為正極的結(jié)構(gòu)或外側(cè)極片均為負(fù)極的結(jié)構(gòu)，其他各個(gè)所述第二電池單元為外側(cè)極片為正極和負(fù)極的結(jié)構(gòu)。

在上述方案的改進(jìn)的實(shí)施方式中，所述第一電池單元為正極/隔膜/負(fù)極結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)所述兩層連續(xù)式隔膜及夾在其之間的所述第一電池單元按照順時(shí)針?lè)较蚓砝@時(shí)，最貼近電芯卷繞中心處的第一電池單元設(shè)置的那個(gè)所述第二電池單元為負(fù)極單極片或外側(cè)極片均為負(fù)極的結(jié)構(gòu)，其他各個(gè)所述第二電池單元為外側(cè)極片為正極/隔膜/負(fù)極結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型還提供了一種二次電池組，包括如上所述的卷繞式電池結(jié)構(gòu)。

本實(shí)用新型還提供了一種電池組模塊，包括如上所述的二次電池組。

本實(shí)用新型的有益效果是：

目前市場(chǎng)上所有的電池結(jié)構(gòu)均是采用單層連續(xù)式隔膜通過(guò)卷繞或者折疊的形式形成電芯，電池結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性不夠，電池結(jié)構(gòu)容易變形，針對(duì)這一問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種卷繞式電池結(jié)構(gòu)，包括電芯，所述電芯包括相對(duì)設(shè)置的兩層連續(xù)式隔膜，所述兩層連續(xù)式隔膜之間夾著間隔設(shè)置的多個(gè)第一電池單元，所述兩層連續(xù)式隔膜及夾在其之間的所述第一電池單元以卷繞的形式形成電芯，所述兩層連續(xù)式隔膜的外側(cè)之間夾有第二電池單元，所述第二電池單元與所述第一電池單元相互貼近的兩個(gè)極片形成一個(gè)電極對(duì)；本實(shí)用新型采用兩層連續(xù)式隔膜結(jié)構(gòu)，一方面，本實(shí)用新型所述卷繞式電池結(jié)構(gòu)不存在循環(huán)后電池變形的隱患，更安全，設(shè)計(jì)空間更寬廣，使得電池結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性更高，提高電池的循環(huán)性能，另一方面，相對(duì)于目前的“之”字形折疊電池結(jié)構(gòu)的制備工藝，本實(shí)用新型所述卷繞式電池的生產(chǎn)制備效率能夠提高一到兩倍，即減少了能耗，也降低了電池的生產(chǎn)制造成本，可以提高電池的生產(chǎn)制備效率。本實(shí)用新型所述卷繞式電池結(jié)構(gòu)的應(yīng)用能為新能源汽車(chē)行業(yè)大發(fā)展給出了技術(shù)上的解決方案。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1的卷繞式電池結(jié)構(gòu)圖；

圖2為實(shí)施例1的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為實(shí)施例2的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖；

圖4為實(shí)施例2的卷繞式電池結(jié)構(gòu)圖；

圖5為實(shí)施例3的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖；

圖6為實(shí)施例3的卷繞式電池結(jié)構(gòu)圖；

圖7為實(shí)施例4的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖；

圖8為實(shí)施例5的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖；

圖9為實(shí)施例5的卷繞式電池結(jié)構(gòu)圖；

圖10為實(shí)施例6的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

參照?qǐng)D1，圖1為實(shí)施例1的卷繞式電池結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)用新型提供了一種卷繞式電池結(jié)構(gòu)，包括電芯，所述電芯包括相對(duì)設(shè)置的兩層連續(xù)式隔膜1,2，所述兩層連續(xù)式隔膜1,2之間夾著間隔設(shè)置的多個(gè)第一電池單元3，所述兩層連續(xù)式隔膜1,2及夾在其之間的所述第一電池單元3以卷繞的形式形成電芯，所述兩層連續(xù)式隔膜1,2的外側(cè)之間夾有第二電池單元4，所述第二電池單元4和所述第一電池單元3相互貼近的兩個(gè)極片形成一個(gè)電極對(duì)。在本實(shí)施例中，所述第一電池單元3為負(fù)極單極片，所述第二電池單元4為正極單極片，所述卷繞式電池結(jié)構(gòu)的最外側(cè)極片為負(fù)極片。所述兩層連續(xù)式隔膜1,2的收尾端通過(guò)熱熔固定或通過(guò)膠粘合固定。

制備上述電池結(jié)構(gòu)的方法包括以下步驟：切割制備第一電池單元，然后將第一電池單元按設(shè)定位置間隔擺放在兩層連續(xù)式隔膜中間，然后將第二電池單元擺放于上層的連續(xù)式隔膜的上面或下層的連續(xù)式隔膜的下面，所述兩層連續(xù)式隔膜及夾在其之間的所述第一電池單元按照順時(shí)針的方向卷繞時(shí)，則將第二電池單元擺放于上層的連續(xù)式隔膜的上面，如果采用逆時(shí)針卷繞方式，則將第二電池單元擺放于下層的連續(xù)式隔膜的下面，各個(gè)第二電池單元對(duì)應(yīng)各個(gè)第一電池單元放置，將兩層連續(xù)式隔膜和夾于其之間的第一電池單元一起卷繞，使得整個(gè)全電池重疊，并且負(fù)極對(duì)正極形成一定的覆蓋。

參照?qǐng)D2，圖2為實(shí)施例1的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖，在兩層連續(xù)式隔膜1,2之間間隔設(shè)置多個(gè)第一電池單元3，各個(gè)第二電池單元4對(duì)應(yīng)各個(gè)第一電池單元3放置，第一個(gè)第一電池單元3與第二個(gè)第一電池單元3的間隔≥兩倍第一電池單元厚度和第二電池單元4的厚度，隨后的各相鄰的第一電池單元3的間隔等于每個(gè)全電池的厚度與卷繞所述隔膜1,2增大的隔膜的厚度之和。所述兩層連續(xù)式隔膜1,2及夾在其之間的所述第一電池單元3按照順時(shí)針的方向卷繞，形成一個(gè)呈逆時(shí)針卷繞式的電池結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例2：

參照?qǐng)D3-4，圖3為實(shí)施例2的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖，圖4為實(shí)施例2的卷繞式電池結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于：所述第一電池單元3為正極單極片，所述第二電池單元4為負(fù)極單極片。卷繞后，所述卷繞式電池結(jié)構(gòu)的最外側(cè)極片為負(fù)極片，所述兩層連續(xù)式隔膜1,2的最外側(cè)各設(shè)有一負(fù)極片5，也即排在最后兩個(gè)第一電池單元3下方各設(shè)有一負(fù)極單極片或外側(cè)極片為負(fù)極的結(jié)構(gòu)，在本實(shí)施例中，排在最后兩個(gè)第一電池單元3下方各設(shè)有一負(fù)極片5。

實(shí)施例3：

參照?qǐng)D5，圖5為實(shí)施例3的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于：所述第一電池單元3為正極/隔膜/負(fù)極結(jié)構(gòu)，最貼近電芯卷繞中心處的第一電池單元3設(shè)置的那個(gè)所述第二電池單元4為負(fù)極單極片，也即排在第二個(gè)第一電池單元3上方的第二電池單元4為負(fù)極單極片，其他各個(gè)所述第二電池單元4為正極/隔膜/負(fù)極結(jié)構(gòu)。參照?qǐng)D6，圖6為實(shí)施例3的卷繞式電池結(jié)構(gòu)圖，所述兩層連續(xù)式隔膜1,2及夾在其之間的所述第一電池單元3按照順時(shí)針的方向以卷繞的形式形成電芯，形成一個(gè)呈逆時(shí)針卷繞式的電池結(jié)構(gòu)。

實(shí)施例4：

參照?qǐng)D7，圖7為實(shí)施例4的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處在于：所述第一電池單元3為負(fù)極/隔膜/正極結(jié)構(gòu)，最貼近電芯卷繞中心處的第一電池單元3設(shè)置的那個(gè)所述第二電池單元4為正極單極片或外側(cè)極片均為正極的結(jié)構(gòu)（如正極/隔膜/負(fù)極/隔膜/正極結(jié)構(gòu)），也即排在第二個(gè)第一電池單元3上方的第二電池單元4為正極單極片或外側(cè)極片均為正極的結(jié)構(gòu)，其他各個(gè)所述第二電池單元4為負(fù)極/隔膜/正極結(jié)構(gòu)或負(fù)極/隔膜/正極/隔膜/負(fù)極/隔膜/正極，在本實(shí)施例中，最貼近電芯卷繞中心處的第一電池單元3設(shè)置的那個(gè)所述第二電池單元4為正極單極片，其他各個(gè)所述第二電池單元4為負(fù)極/隔膜/正極結(jié)構(gòu)。卷繞后，所述卷繞式電池結(jié)構(gòu)的最外側(cè)極片為負(fù)極片，所述兩層連續(xù)式隔膜1,2的最外側(cè)各設(shè)有一負(fù)極片5，也即排在最后兩個(gè)第一電池單元3下方各設(shè)有一負(fù)極片5。

實(shí)施例5：

參照?qǐng)D8，圖8為實(shí)施例5的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)施例與實(shí)施例2基本相同，不同之處在于：所述第一電池單元3為正極/隔膜/負(fù)極/隔膜/正極結(jié)構(gòu)，所述第二電池單元4為負(fù)極單極片。參照?qǐng)D9，圖9為實(shí)施例5的卷繞式電池結(jié)構(gòu)圖，所述兩層連續(xù)式隔膜1,2及夾在其之間的所述第一電池單元3按照順時(shí)針的方向卷繞，形成一個(gè)呈逆時(shí)針卷繞式的電池結(jié)構(gòu)。所述卷繞式電池結(jié)構(gòu)的最外側(cè)極片為負(fù)極片，也即排在最后兩個(gè)第一電池單元3下方各設(shè)有一負(fù)極片5。

實(shí)施例6：

參照?qǐng)D10，圖10為實(shí)施例6的電池結(jié)構(gòu)卷繞之前的結(jié)構(gòu)圖，本實(shí)施例與實(shí)施例1基本相同，不同之處在于：所述第一電池單元3為負(fù)極/隔膜/正極/隔膜/負(fù)極結(jié)構(gòu)，所述第二電池單元4為正極/隔膜/負(fù)極/隔膜/正極結(jié)構(gòu)。