卷繞式電芯的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種卷繞式電芯，其包括第一極片、第二極片和隔離膜。第一極片包括：第一集流體；以及第一活性物質(zhì)層。第二極片包括：第二集流體；以及第二活性物質(zhì)層。在卷繞式電芯的卷繞收尾處，第一集流體的正反兩個(gè)表面上均未涂覆第一活性物質(zhì)層且定義為第一空白集流體，第二集流體的正反兩個(gè)表面上均未涂覆第二活性物質(zhì)層且定義為第二空白集流體。第二空白集流體的起始段處于第一空白集流體的起始段內(nèi)側(cè)，第二空白集流體的長度大于第一空白集流體的長度，且第二空白集流體的超出第一空白集流體的部分形成第二空白集流體的折疊部，折疊部包裹卷繞式電芯的兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)。當(dāng)用于穿釘測(cè)試時(shí)，穿釘效果好，使用安全性高。
【專利說明】
卷繞式電芯
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。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，鋰離子電池正負(fù)極片卷繞成電芯，由于正負(fù)極片均由敷料區(qū)收尾，在進(jìn)行穿釘測(cè)試時(shí)，鋼針刺入滿充的電池后，帶敷料的正、負(fù)極片瞬間短路，立即放出大量的熱，極易起火燃燒。為了改善電池的穿釘性能，現(xiàn)有技術(shù)采用在正極片尾部設(shè)置一段加長空鋁箔，在負(fù)極片尾部設(shè)置一段加長空銅箔，并對(duì)隔膜進(jìn)行延長，且按照空鋁箔-隔膜-空銅箔-隔膜由外到內(nèi)排布的順序圍繞電芯外圈一周，該結(jié)構(gòu)稱之為馬甲(MJ)結(jié)構(gòu)，從而當(dāng)外部鋒利導(dǎo)體刺穿電池時(shí)，空鋁箔和空銅箔能迅速發(fā)生短路，并將空鋁箔和陽極片(Al-Anode)，陽極片和陰極片(Anode-Cathode)的短路電流分流，使電芯內(nèi)部的電量放出，以防止電池起火，從而提高電池的安全性。
[0003]但是現(xiàn)有技術(shù)仍然存在一些問題:首先，降低了電芯的能量密度，因?yàn)镸J結(jié)構(gòu)不包含活性物質(zhì)，圍繞層數(shù)越多，能量密度越低，對(duì)于表面積較大，特別是電芯較薄的情況下能量損失更大。其次，增加了成本，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)包括一層空銅箔，一層空鋁箔，兩層隔膜，使用面積大。再次，特殊情況下無改善作用，由于空鋁箔的熔點(diǎn)較低，當(dāng)電芯容量過大，或者電芯尺寸變化時(shí)，會(huì)使空鋁箔熔斷導(dǎo)致MJ結(jié)構(gòu)的分流作用消失，這種情況下對(duì)于MJ結(jié)構(gòu)來說只能增加它的圈數(shù)來提高作用效果，從而造成先前的成本提高和能量密度減小的問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]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，其提高了電芯使用的安全性，增加了電芯的能量密度，降低了成本，且當(dāng)用于穿釘測(cè)試時(shí)穿釘效果好。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種卷繞式電芯，其具有兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面，包括第一極片、第二極片和隔離膜。
[0006]第一極片包括:第一集流體:以及第一活性物質(zhì)層，涂覆在第一集流體的表面上。第二極片與第一極片電極性相反，包括:第二集流體；以及第二活性物質(zhì)層，涂覆在第二集流體的表面上。隔離膜設(shè)置于第二極片和第一極片之間。
[0007]在卷繞式電芯的卷繞收尾處，第一集流體的正反兩個(gè)表面上均未涂覆第一活性物質(zhì)層且定義為第一空白集流體，第二集流體的正反兩個(gè)表面上均未涂覆第二活性物質(zhì)層且定義為第二空白集流體。
[0008]其中，第二空白集流體的起始段處于第一空白集流體的起始段內(nèi)側(cè)，第二空白集流體的長度大于第一空白集流體的長度，且第二空白集流體的超出第一空白集流體的部分形成第二空白集流體的折疊部，折疊部包裹卷繞式電芯的兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)。
[0009]本實(shí)用新型的有益效果如下:
[0010]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯中，第二空白集流體的起始段處于第一空白集流體的起始段內(nèi)側(cè)，由于第二空白集流體比第一空白集流體長，且第二空白集流體的超出第一空白集流體的部分包裹卷繞式電芯的兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)，以至于第二空白集流體在該至少一個(gè)面上比第一空白集流體多包裹至少一層，進(jìn)而在進(jìn)行穿釘測(cè)試時(shí)，第二空白集流體與第一空白集流體能夠迅速發(fā)生短路，穿釘效果好，提高了電芯使用的安全性。此外，在本實(shí)用新型的卷繞式電芯的卷繞收尾處，無需將第一極片、第二極片和隔離膜同時(shí)卷繞多圈即可實(shí)現(xiàn)良好的穿釘效果，從而增加了電芯的能量密度，降低了成本。
【附圖說明】

[0011]圖1是根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯在一實(shí)施例中的卷繞示意圖；
[0012]圖2是根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯在另一實(shí)施例中的卷繞示意圖；
[0013]圖3是圖2的變形圖；
[0014]圖4是圖1的變形圖；
[0015]圖5是圖1的又一變形圖。
[0016]其中，附圖標(biāo)記說明如下:
[0017]I第一極片S21第二空白集流體的起始段
[0018]11第一集流體S22折疊部
[0019]12第一活性物質(zhì)層S221折痕
[0020]SI第一空白集流體3隔離膜
[0021]Sll第一空白集流體的起始段31第一條隔離膜
[0022]2第二極片BI第一條隔離膜的收尾末端
[0023]21第二集流體32第二條隔離膜
[0024]22第二活性物質(zhì)層B2第二條隔離膜的收尾末端
[0025]S2第二空白集流體4固定膠
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面參照附圖來詳細(xì)說明根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯。
[0027]參照?qǐng)D1至圖5，根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯具有兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面，其包括第一極片1、第二極片2和隔離膜3。
[0028]第一極片I包括:第一集流體11:以及第一活性物質(zhì)層12，涂覆在第一集流體11的表面上。第二極片2與第一極片I電極性相反，包括:第二集流體21;以及第二活性物質(zhì)層22，涂覆在第二集流體11的表面上。隔離膜3設(shè)置于第二極片2和第一極片I之間。
[0029]在卷繞式電芯的卷繞收尾處，第一集流體11的正反兩個(gè)表面上均未涂覆第一活性物質(zhì)層12且定義為第一空白集流體SI，第二集流體21的正反兩個(gè)表面上均未涂覆第二活性物質(zhì)層22且定義為第二空白集流體S2。
[0030]其中，第二空白集流體的起始段S21處于第一空白集流體的起始段Sll內(nèi)側(cè)，第二空白集流體S2的長度大于第一空白集流體SI的長度，且第二空白集流體S2的超出第一空白集流體SI的部分形成第二空白集流體S2的折疊部S22，折疊部S22包裹卷繞式電芯的兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)。
[0031]在根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯中，第二空白集流體的起始段S21處于第一空白集流體的起始段SI I內(nèi)側(cè)，由于第二空白集流體S2比第一空白集流體SI長，且第二空白集流體S2的超出第一空白集流體SI的部分折疊，包裹卷繞式電芯的兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)，以至于第二空白集流體S2在該至少一個(gè)面上比第一空白集流體SI多包裹至少一層，進(jìn)而在進(jìn)行穿釘測(cè)試時(shí)，第二空白集流體S2與第一空白集流體SI能夠迅速發(fā)生短路，由于多包裹至少一層第一空白集流體，能夠防止發(fā)生短路時(shí)其中一層空白集流體熔斷，從而導(dǎo)致短路失效，穿釘效果好，提高了電芯使用的安全性。此外，在本實(shí)用新型的卷繞式電芯的卷繞收尾處，無需將第一極片1、第二極片2和隔離膜3同時(shí)卷繞多圈即可實(shí)現(xiàn)良好的穿釘效果，從而增加了電芯的能量密度，降低了成本。
[0032]根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯，在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1至圖5，隔離膜3包括:第一條隔離膜31;以及第二條隔離膜32。
[0033]在一實(shí)施例中，第一條隔離膜31和第二條隔離膜32可互相連接而成為一條。
[0034]在一實(shí)施例中，第一條隔離膜31和第二條隔離膜32可為分離開的兩條。
[00；35]在一實(shí)施例中，第一極片I為正極極片而第二極片2為負(fù)極極片，第一集流體11為正極集流體而第二集流體21為負(fù)極集流體，第一活性物質(zhì)層12為正極活性物質(zhì)層而第二活性物質(zhì)層22為負(fù)極活性物質(zhì)層。或者第一極片I為負(fù)極極片而第二極片2為正極極片，第一集流體11為負(fù)極集流體而第二集流體21為正極集流體，第一活性物質(zhì)層12為負(fù)極活性物質(zhì)層而第二活性物質(zhì)層22為正極活性物質(zhì)層。
[0036]根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯，在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2和圖3，第二空白集流體S2的超出第一空白集流體SI的部分向卷繞式電芯內(nèi)部彎折并形成具有折痕S221的折疊部S22，且折疊部S22處于第一條隔離膜31和第二條隔離膜32之間并包裹卷繞式電芯的至少一個(gè)大面。具體地，折疊部S22可處于第一條隔離膜31和第二空白集流體S2之間(如圖2所示)，折疊部S22也可處于第二條隔離膜32和第二空白集流體S2之間(如圖3所示)。
[0037]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D2和圖3，折痕S221不超過第一條隔離膜的收尾末端BI和第二條隔離膜的收尾末端B2。這樣卷繞的目的是為了避免第二空白集流體S2的折痕S221暴露在第一條隔離膜31和第二條隔離膜32之外，從而防止第二空白集流體S2與第一空白集流體SI接觸，進(jìn)而避免了正負(fù)極短路，有助于保護(hù)卷繞式電芯的使用安全。
[0038]根據(jù)本實(shí)用新型的卷繞式電芯，在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1、圖4和圖5，第二條隔離膜32的超出第一空白集流體SI的部分沿卷繞式電芯的卷繞方向的反向彎折至第一空白集流體SI的外側(cè)，相應(yīng)地，第二空白集流體S2的超出第一空白集流體SI的部分沿卷繞式電芯的卷繞方向的反向彎折至第二條隔離膜32的外側(cè)并形成具有折痕S221的折疊部S22，且折疊部S22包裹卷繞式電芯的至少一個(gè)大面。
[0039]在這里補(bǔ)充說明的是，當(dāng)卷繞式電芯的卷繞方向?yàn)轫槙r(shí)針時(shí)，第二條隔離膜32的超出第一空白集流體SI的部分和第二空白集流體S2的超出第一空白集流體SI的部分逆時(shí)針(繞式電芯的卷繞方向的反向)彎折；當(dāng)卷繞式電芯的卷繞方向?yàn)槟鏁r(shí)針時(shí)，第二條隔離膜32的超出第一空白集流體SI的部分和第二空白集流體S2的超出第一空白集流體SI的部分順時(shí)針(繞式電芯的卷繞方向的反向)彎折。
[0040]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1和圖4，第二條隔離膜32的末端超出第二空白集流體S2的折疊部S22的末端。這樣卷繞的目的是為了避免第二空白集流體S2與第一空白集流體SI接觸，從而避免了正負(fù)極短路，有助于保護(hù)卷繞式電芯的使用安全。
[0041]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1，折疊部S22可包裹卷繞式電芯的其中一個(gè)大面。
[0042]在一實(shí)施例中，折疊部S22包裹卷繞式電芯的兩個(gè)大面。
[0043]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D4，折疊部S22包裹卷繞式電芯的兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面，從而實(shí)現(xiàn)卷繞式電芯全方位的包裹，增強(qiáng)對(duì)不同面的穿釘測(cè)試的適應(yīng)性。
[0044]在一實(shí)施例中，折疊部S22的折痕S221可為一個(gè)或多個(gè)。
[0045]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D5，當(dāng)折疊部S22的折痕S221為兩個(gè)或兩個(gè)以上時(shí)，折疊部S22的形狀可為“Z”字狀。此時(shí)可以極大地增強(qiáng)兩個(gè)或兩個(gè)以上折痕S221所處的卷繞式電芯的表面(在圖5中為處于上方的大面)在穿釘時(shí)的折疊部S22的散熱性，同時(shí)增加折疊部S22的厚度及強(qiáng)度，降低熔斷的風(fēng)險(xiǎn)，提高穿釘測(cè)試的可靠性。
[0046]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1至圖5，折疊部S22的末端可粘貼有固定膠4。在這里補(bǔ)充說明的是，粘貼固定膠4是為了固定折疊部SI I的末端。而在圖2和圖3中，固定膠4還能夠起到防止折疊部S22刺穿第一條隔離膜31(對(duì)應(yīng)圖3)或第二條隔離膜32(對(duì)應(yīng)圖2)的目的，為了達(dá)到這一目的，還可將固定膠4粘貼在折疊部S22的末端對(duì)應(yīng)的第一條隔離膜31的表面上(對(duì)應(yīng)圖3)或第二條隔離膜32的表面上(對(duì)應(yīng)圖2)。
[0047]在一實(shí)施例中，參照?qǐng)D1、圖4和圖5，折疊部S22的折痕S221處粘貼有固定膠4，第一空白集流體SI的末端也粘貼有固定膠4。在這里補(bǔ)充說明的是，固定膠4粘貼在折痕S221處是為了固定折痕Slll，而粘貼在第一空白集流體SI的末端是為了防止第一空白集流體SI刺穿隔離膜3與第二空白集流體S2直接接觸。
[0048]在一實(shí)施例中，固定膠4可為綠膠。
[0049]在一實(shí)施例中，隔離膜3的材質(zhì)可為聚丙烯或聚乙烯。
[0050]在一實(shí)施例中，正極集流體可為鋁箔，負(fù)極集流體可為銅箔。
[0051]在一實(shí)施例中，負(fù)極活性物質(zhì)層中的負(fù)極活性物質(zhì)可選自人造石墨、天然石墨、無定形碳、硬炭中的一種或多種。
[0052]在一實(shí)施例中，正極極活性物質(zhì)層中的正極活性物質(zhì)可選自鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料、磷酸亞鐵鋰中的一種或多種。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種卷繞式電芯，具有兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面，包括； 第一極片(I)，包括: 第一集流體(11);以及 第一活性物質(zhì)層(12)，涂覆在第一集流體(11)的表面上； 第二極片(2)，與第一極片(I)電極性相反，包括: 第二集流體(21);以及 第二活性物質(zhì)層(22)，涂覆在第二集流體(11)的表面上； 隔離膜(3)，設(shè)置于第二極片(2)和第一極片(I)之間； 在卷繞式電芯的卷繞收尾處，第一集流體(11)的正反兩個(gè)表面上均未涂覆第一活性物質(zhì)層(12)且定義為第一空白集流體(SI)，第二集流體(21)的正反兩個(gè)表面上均未涂覆第二活性物質(zhì)層(22)且定義為第二空白集流體(S2); 其特征在于， 第二空白集流體的起始段(S21)處于第一空白集流體的起始段(SI I)內(nèi)側(cè)； 第二空白集流體(S2)的長度大于第一空白集流體(SI)的長度，且第二空白集流體(S2)的超出第一空白集流體(SI)的部分形成第二空白集流體(S2)的折疊部(S22)，折疊部(S22)包裹卷繞式電芯的兩個(gè)大面和兩個(gè)側(cè)面中的至少一個(gè)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于，隔離膜(3)包括: 第一條隔離膜(31);以及 第二條隔離膜(32)。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)為正極極片而第二極片(2)為負(fù)極極片，第一集流體(11)為正極集流體而第二集流體(21)為負(fù)極集流體，第一活性物質(zhì)層(12)為正極活性物質(zhì)層而第二活性物質(zhì)層(22)為負(fù)極活性物質(zhì)層;或者 第一極片(I)為負(fù)極極片而第二極片(2)為正極極片，第一集流體(I I)為負(fù)極集流體而第二集流體(21)為正極集流體，第一活性物質(zhì)層(12)為負(fù)極活性物質(zhì)層而第二活性物質(zhì)層(22)為正極活性物質(zhì)層。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞式電芯，其特征在于，第二空白集流體(S2)的超出第一空白集流體(SI)的部分向卷繞式電芯內(nèi)部彎折并形成具有折痕(S221)的折疊部(S22)，且折疊部(S22)處于第一條隔離膜(31)和第二條隔離膜(32)之間并包裹卷繞式電芯的至少一個(gè)大面。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷繞式電芯，其特征在于， 折痕(S221)不超過第一條隔離膜的收尾末端(BI)和第二條隔離膜的收尾末端(B2)。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞式電芯，其特征在于， 第二條隔離膜(32)的超出第一空白集流體(SI)的部分沿卷繞式電芯的卷繞方向的反向彎折至第一空白集流體(SI)的外側(cè)； 第二空白集流體(S2)的超出第一空白集流體(SI)的部分沿卷繞式電芯的卷繞方向的反向彎折至第二條隔離膜(32)的外側(cè)并形成具有折痕(S221)的折疊部(S22)，且折疊部(S22)包裹卷繞式電芯的至少一個(gè)大面。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷繞式電芯，其特征在于， 折疊部(S22)包裹卷繞式電芯的其中一個(gè)大面;或 折疊部(S22)包裹卷繞式電芯的兩個(gè)大面。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷繞式電芯，其特征在于，折疊部(S22)的折痕(S221)為一個(gè)或多個(gè)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式電芯，其特征在于， 折置部(S22)的末端粘貼有固定I父(4)； 折疊部(S22)的折痕(S221)處粘貼有固定膠(4)。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的卷繞式電芯，其特征在于，正極集流體為鋁箔，負(fù)極集流體為銅箔。
【文檔編號(hào)】H01M10/0587GK205723828SQ201620661316
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年6月28日
【發(fā)明人】周立健, 肖質(zhì)文, 朱振東
【申請(qǐng)人】寧德新能源科技有限公司