卷繞式電芯及卷針的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種卷繞式電芯及卷針。卷繞式電芯包括：第一極片，具有第一集流體和第一活性物質(zhì)層，且在第一卷繞起始端具有未涂覆第一活性物質(zhì)層的空白第一集流體；第二極片，具有第二集流體和第二活性物質(zhì)層，且在第二卷繞起始端具有未涂覆第二活性物質(zhì)層的空白第二集流體，且空白第二集流體處于空白第一集流體的內(nèi)側(cè)；隔離膜，設(shè)置于第一極片和第二極片之間，以將第一極片和第二極片隔離開；第一極耳，與空白第一集流體電連接；第二極耳，與空白第二集流體電連接。在長(zhǎng)度方向上，空白第一集流體的第一端部超出空白第二集流體的第二端部，且第一極耳的位置超出空白第二集流體的第二端部，隔離膜的第三卷繞起始端位于第一極耳和第二極耳之間。
【專利說明】
卷繞式電芯及卷針
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種卷繞式電芯及卷針。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著鋰離子電芯商業(yè)化的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)其能量密度的要求越來越高。參照?qǐng)D1，常規(guī)的卷繞式電芯的頭部的空白正極集流體111 (Al foil，鋁箔)短于負(fù)極集流體211 (Cufoil，銅箔)，并且卷繞式電芯的內(nèi)部需要空卷一層隔離膜，不但造成隔離膜的浪費(fèi)，而且增加電芯厚度從而降低電芯的能量密度。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]鑒于【背景技術(shù)】中存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種卷繞式電芯及卷針，其能減少隔離膜的使用量，并降低卷繞式電芯的厚度，提高卷繞式電芯的能量密度。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在第一方面，本實(shí)用新型提供了一種卷繞式電芯，其包括:第一極片，具有第一集流體和涂覆在第一集流體表面上的第一活性物質(zhì)層，第一極片在第一卷繞起始端具有未涂覆第一活性物質(zhì)層的空白第一集流體;第二極片，具有第二集流體和涂覆在第二集流體表面上的第二活性物質(zhì)層，第二極片在第二卷繞起始端具有未涂覆第二活性物質(zhì)層的空白第二集流體，且空白第二集流體處于空白第一集流體沿厚度方向的內(nèi)偵L隔離膜，設(shè)置于第一極片和第二極片之間，以將第一極片和第二極片隔離開;第一極耳，與空白第一集流體電連接;第二極耳，與空白第二集流體電連接。
[0005]其中，在長(zhǎng)度方向上，空白第一集流體的第一端部超出空白第二集流體的第二端部，且第一極耳的位置超出空白第二集流體的第二端部，至少一部分的隔離膜的第三卷繞起始端向厚度方向的內(nèi)側(cè)回折，并且在長(zhǎng)度方向上，向厚度方向的內(nèi)側(cè)回折的第三卷繞起始端位于第一極耳和第二極耳之間。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，在第二方面，本實(shí)用新型提供了一種卷針，用于卷繞本實(shí)用新型第一方面所述的卷繞式電芯，所述卷針包括在長(zhǎng)度方向上依次放置的第一卷針和第二卷針，第一卷針的第一端面和第二卷針的第二端面相向設(shè)置并構(gòu)成夾槽;第一端面靠近空白第二集流體的一端在長(zhǎng)度方向上超出第一端面遠(yuǎn)離空白第二集流體的一端;第二端面遠(yuǎn)離空白第二集流體的一端在長(zhǎng)度方向上超出第二端面靠近空白第二集流體的一端。
[0007]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0008]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯及卷針中，由于縮短了空白第二集流體的長(zhǎng)度，所以隔離膜的第三卷繞起始端無需像現(xiàn)有技術(shù)那樣大長(zhǎng)度的空卷，從而減少隔離膜的使用量，降低成本。另外，由于隔離膜的第三卷繞起始端在長(zhǎng)度方向上位于第一極耳和第二極耳之間，所以所述隔離膜的第三卷繞起始端的厚度不再與第一極耳和第二極耳的厚度疊加，從而降低卷繞式電芯的厚度，提高卷繞式電芯的能量密度。同時(shí)，本實(shí)用新型的卷繞式電芯可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0009]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的卷繞式電芯及卷針的示意圖；
[0010]圖2為根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯及卷針的示意圖，其中第一卷繞起始端、第二卷繞起始端、第三卷繞起始端均用虛框指示出；
[0011]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的示意圖，其中第一卷繞起始端、第二卷繞起始端、第三卷繞起始端均用虛框指示出。
[0012]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0013]I第一極片El第一卷繞起始端
[0014]11第一集流體E2第二卷繞起始端
[0015]111空白第一集流體E3第三卷繞起始端
[0016]11IE第一端部C弧形部分
[0017]12第一活性物質(zhì)層SI第一卷針
[0018]2第二極片SI I第一端面
[0019]21第二集流體S12第一側(cè)面
[0020]211空白第二集流體S2第二卷針
[0021]21IE第二端部S21第二端面
[0022]22第二活性物質(zhì)層S22第二側(cè)面
[0023]3隔離膜G夾槽
[0024]4第一極耳L長(zhǎng)度方向
[0025]5第二極耳T厚度方向
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面參照附圖來詳細(xì)說明本實(shí)用新型的卷繞式電芯及卷針。
[0027]首先說明根據(jù)本實(shí)用新型第一方面的卷繞式電芯。
[0028]參照?qǐng)D2和圖3，根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯包括:第一極片I，具有第一集流體11和涂覆在第一集流體11表面上的第一活性物質(zhì)層12，第一極片I在第一卷繞起始端El具有未涂覆第一活性物質(zhì)層12的空白第一集流體111 ；第二極片2，具有第二集流體21和涂覆在第二集流體21表面上的第二活性物質(zhì)層22，第二極片2在第二卷繞起始端E2具有未涂覆第二活性物質(zhì)層22的空白第二集流體211，且空白第二集流體211處于空白第一集流體111沿厚度方向的內(nèi)側(cè);隔離膜3，設(shè)置于第一極片I和第二極片2之間，以將第一極片I和第二極片2隔離開;第一極耳4，與空白第一集流體111電連接;第二極耳5，與空白第二集流體211電連接。
[0029]其中，在長(zhǎng)度方向L上，空白第一集流體111的第一端部11IE超出空白第二集流體211的第二端部211E，且第一極耳4的位置超出空白第二集流體211的第二端部211E，至少一部分的隔離膜3的第三卷繞起始端E3向厚度方向T的內(nèi)側(cè)回折，并且在長(zhǎng)度方向L上，向厚度方向T的內(nèi)側(cè)回折的第三卷繞起始端E3位于第一極耳4和第二極耳5之間。
[0030]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯中，由于縮短了空白第二集流體211的長(zhǎng)度，所以隔離膜3的第三卷繞起始端E3無需像現(xiàn)有技術(shù)那樣大長(zhǎng)度的空卷，從而減少隔離膜3的使用量，降低成本。另外，由于向厚度方向T的內(nèi)側(cè)回折的第三卷繞起始端E3在長(zhǎng)度方向L上位于第一極耳4和第二極耳5之間，所以所述隔離膜3的第三卷繞起始端E3的厚度不再如圖1中的電芯那樣與第一極耳4和第二極耳5的厚度疊加，從而降低卷繞式電芯的厚度，提高卷繞式電芯的能量密度。同時(shí)，本實(shí)用新型的卷繞式電芯可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)。
[0031]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D3，沿厚度方向T，隔離膜3的第三卷繞起始端E3由兩層隔離膜組成。第三卷繞起始端E3為夾持在下述的卷針的夾槽G內(nèi)的部分隔離膜，在形成的卷繞式電芯內(nèi)，第三卷繞起始端E3為兩層隔離膜，優(yōu)選地，此兩層隔離膜貼合在一起。
[0032]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一極片I可以為正極極片或者負(fù)極極片，對(duì)應(yīng)地，第二極片2為負(fù)極極片或者正極極片。優(yōu)選地，第一極片I為正極極片，第二極片2為負(fù)極極片，對(duì)應(yīng)地，第一活性物質(zhì)層12為正極活性物質(zhì)層，具體可以為鈷酸鋰、磷酸鐵鋰、錳酸鋰中的至少一種。第二活性22物質(zhì)層為負(fù)極活性物質(zhì)層，具體可以為碳和硅中的至少一種。
[0033]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一集流體11為鋁箔，第二集流體21為銅箔。
[0034]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一極耳4通過焊接方式固定到空白第一集流體111。
[0035]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第二極耳5通過焊接方式固定到空白第二集流體211。
[0036]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，所述焊接為激光焊、超聲波焊接或電阻焊。
[0037]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第一極耳4的厚度大于第一集流體11的厚度。這樣能夠保證第一極耳4的連接強(qiáng)度和過流截面積。
[0038]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，第二極耳5的厚度大于第二集流體21的厚度。這樣能夠保證第二極耳5的連接強(qiáng)度和過流截面積。
[0039]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2和圖3，第二集流體21的與空白第一集流體111直接相對(duì)的一側(cè)未涂覆第二活性物質(zhì)層22。由于空白第一集流體111上未涂覆第一活性物質(zhì)層12，與空白第一集流體111直接相對(duì)的第二集流體21上如果涂覆上第二活性物質(zhì)層22，不但對(duì)容量沒有幫助(在空白第一集流體111和與空白第一集流體111直接相對(duì)的第二集流體21之間，鋰離子無法實(shí)現(xiàn)往返嵌入和脫嵌)，反而增加電芯厚度從而減小電芯能量密度，所以第二集流體21的與空白第一集流體111直接相對(duì)的一側(cè)的第二活性物質(zhì)層22可以省去，避免材料的浪費(fèi)，并且提高電芯能量密度。
[0040]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2和圖3，第一集流體11的與空白第二集流體211直接相對(duì)的一側(cè)未涂覆第一活性物質(zhì)層12。由于空白第二集流體211上未涂覆第二活性物質(zhì)層22，與空白第二集流體211直接相對(duì)的第一集流體11上如果涂覆上第一活性物質(zhì)層12，不但對(duì)容量沒有幫助(在空白第二集流體211和與空白第二集流體211直接相對(duì)的第一集流體11之間，鋰離子無法實(shí)現(xiàn)往返嵌入和脫嵌)，反而增加電芯厚度從而減小電芯能量密度，所以第一集流體11的與空白第二集流體211直接相對(duì)的一側(cè)的第一活性物質(zhì)層12可以省去，避免材料的浪費(fèi)，并且提高電芯能量密度。
[0041]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2和圖3，第二集流體21的與空白第一集流體111的第一端部11IE直接相對(duì)的弧形部分C的內(nèi)側(cè)未涂覆第二活性物質(zhì)層22。由于第二集流體21的與空白第一集流體111的第一端部11IE直接相對(duì)的弧形部分C的內(nèi)側(cè)沒有涂覆第一活性物質(zhì)層12的第一集流體11，如果在弧形部分C的內(nèi)側(cè)涂覆上第二活性物質(zhì)層22，不但對(duì)容量沒有幫助(在弧形部分C的內(nèi)側(cè)，鋰離子無法實(shí)現(xiàn)往返嵌入和脫嵌)，反而增加電芯厚度從而減小電芯能量密度，所以該弧形部分C的內(nèi)側(cè)的第二活性物質(zhì)層22可以省去，避免材料的浪費(fèi)，并且提高電芯能量密度。
[0042]其次說明根據(jù)本實(shí)用新型第二方面的卷針。
[0043]參照?qǐng)D2，根據(jù)本實(shí)用新型的卷針用于卷繞本實(shí)用新型第一方面所述的卷繞式電芯，所述卷針包括在長(zhǎng)度方向L上依次放置的第一卷針SI和第二卷針S2，第一卷針SI的第一端面Sll和第二卷針S2的第二端面S21相向設(shè)置并構(gòu)成夾槽G;第一端面Sll靠近空白第二集流體211的一端在長(zhǎng)度方向L上超出第一端面S11遠(yuǎn)離空白第二集流體211的一端;對(duì)應(yīng)地，第二端面S21遠(yuǎn)離空白第二集流體211的一端在長(zhǎng)度方向L上超出第二端面S21靠近空白第二集流體211的一端。
[0044]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷針的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2，第一端面Sll平行于第二端面S21。
[0045]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷針的一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2，第一端面Sll相對(duì)第一卷針SI靠近空白第二集流體211的第一側(cè)面S12的夾角為20°?70° ;對(duì)應(yīng)地，第二端面S21相對(duì)第二卷針S2靠近空白第二集流體211的第二側(cè)面S22的夾角為160°?110°。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種卷繞式電芯，包括: 第一極片(I)，具有第一集流體(I I)和涂覆在第一集流體(I I)表面上的第一活性物質(zhì)層(12)，第一極片(I)在第一卷繞起始端(El)具有未涂覆第一活性物質(zhì)層(12)的空白第一集流體(111); 第二極片(2)，具有第二集流體(21)和涂覆在第二集流體(21)表面上的第二活性物質(zhì)層(22)，第二極片(2)在第二卷繞起始端(E2)具有未涂覆第二活性物質(zhì)層(22)的空白第二集流體(211)，且空白第二集流體(211)處于空白第一集流體(111)沿厚度方向(T)的內(nèi)側(cè)； 隔離膜(3)，設(shè)置于第一極片(I)和第二極片(2)之間，以將第一極片(I)和第二極片(2)隔咼開； 第一極耳(4)，與空白第一集流體(111)電連接； 第二極耳(5)，與空白第二集流體(211)電連接； 其特征在于， 在長(zhǎng)度方向(L)上，空白第一集流體(111)的第一端部(IllE)超出空白第二集流體(211)的第二端部(211E)，且第一極耳(4)的位置超出空白第二集流體(211)的第二端部(211E)，至少一部分的隔離膜(3)的第三卷繞起始端(E3)向厚度方向(T)的內(nèi)側(cè)回折，并且在長(zhǎng)度方向(L)上，向厚度方向(T)的內(nèi)側(cè)回折的第三卷繞起始端(E3)位于第一極耳(4)和第二極耳(5)之間。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，沿厚度方向(T)，隔離膜(3)的第三卷繞起始端(E3)由兩層隔離膜組成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，第一極片(I)為正極極片，第二極片(2)為負(fù)極極片。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，第一極耳(4)的厚度大于第一集流體(11)的厚度，第二極耳(5)的厚度大于第二集流體(21)的厚度。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，第二集流體(21)的與空白第一集流體(111)直接相對(duì)的一側(cè)未涂覆第二活性物質(zhì)層(22)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，第一集流體(11)的與空白第二集流體(211)直接相對(duì)的一側(cè)未涂覆第一活性物質(zhì)層(12)。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，第二集流體(21)的與空白第一集流體(111)的第一端部(IllE)直接相對(duì)的弧形部分(C)的內(nèi)側(cè)未涂覆第二活性物質(zhì)層(22)。8.一種卷針，用于卷繞權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的卷繞式電芯，其特征在于， 所述卷針包括在長(zhǎng)度方向(L)上依次放置的第一卷針(SI)和第二卷針(S2)，第一卷針(SI)的第一端面(Sll)和第二卷針(S2)的第二端面(S21)相向設(shè)置并構(gòu)成夾槽(G); 第一端面(Sll)靠近空白第二集流體(211)的一端在長(zhǎng)度方向(L)上超出第一端面(SI I)遠(yuǎn)離空白第二集流體(211)的一端； 第二端面(S21)遠(yuǎn)離空白第二集流體(211)的一端在長(zhǎng)度方向(L)上超出第二端面(S21)靠近空白第二集流體(211)的一端。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的卷針，其特征在于，第一端面(Sll)平行于第二端面(S21)。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的卷針，其特征在于， 第一端面(Sll)相對(duì)第一卷針(SI)靠近空白第二集流體(211)的第一側(cè)面(S12)的夾角為20°?70° ； 第二端面(S21)相對(duì)第二卷針(S2)靠近空白第二集流體(211)的第二側(cè)面(S22)的夾角為160°?110° ο
【文檔編號(hào)】H01M10/0587GK205508965SQ201620262140
【公開日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月31日
【發(fā)明人】曾巧, 王可飛, 蔡家財(cái), 羅宇
【申請(qǐng)人】寧德新能源科技有限公司