一种用于锂电池的卷绕式电芯的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种用于锂电池的卷绕式电芯。


背景技术：

2.锂电池极片是一种由电极涂层和集流体箔材组成的三层结构复合材料，即颗粒组成的涂层，均匀地涂覆在金属集流体两侧，极片的机械稳定性对电池有重要影响。
3.然而，涂层失效包括涂层从基材的剥离，这种剥离可能是因为机械、热应力、电化学应力等原因引起，涂层材料的剥离可以表现为多种不同的方式，如开裂、脱层、散裂、碎裂或塑性变形等，极片涂层失效会造成电池性能下降，增加安全事故的发生。
4.现有技术中，锂电池卷芯制作时多采用连续涂布的方式，不同卷绕层不同卷绕位置极片厚度一致，但不同卷绕层及不同位置的弯曲率差别较大，极片处于弯折区形变大，涂层较厚易出现极片涂层脱落或断裂现象，但若降低涂层厚度又会降低锂电池容量，不能满足能量密度要求，限制锂电池性能发挥。


技术实现要素：

5.为解决背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出一种锂电池的卷芯结构；
6.本实用新型提出的一种用于锂电池的卷绕式电芯，包括由正极片、绝缘膜和负极片卷绕而成的电芯主体，所述绝缘膜位于所述正极片与所述负极片之间；所述正极片和所述负极片均包括集流体与涂层，所述集流体设有供所述涂层涂覆的第一集流体区和第二集流体区，所述第一集流体区沿所述卷绕式电芯的长度方向延伸，所述第二集流体区沿所述卷绕式电芯的宽度方向延伸且弯折，所述第一集流体区上的涂层的厚度大于所述第二集流体区上的涂层厚度。
7.优选的，所述第二集流体区与所述第二涂层上均匀设有多个延展孔。
8.优选的，延展孔呈圆形，位于负极片的延展孔的孔径不大于位于正极片的延展孔的孔径。
9.优选的，绝缘膜的长度大于负极片的长度，负极片的长度大于正极片的长度。
10.优选的，所述第一集流体区上的涂层设为第一涂层，所述第二集流体区上的涂层设为第二涂层，且所述第一涂层和所述第二涂层的厚度根据所述卷绕电芯的卷绕半径确定。
11.优选的，所述第一涂层涂覆于所述第一集流体区两侧、设为连续的涂层结构，所述第二涂层涂覆于所述第二集流体区两侧、设为间歇式的涂层结构。
12.综上所述，本实用新型具有以下效果：
13.1、通过在卷绕式电芯弯折处设置第二集流体和第二涂层，在第二集流体与第二涂层上设有延展孔，提高了弯折处极片各向的延展性，解决由于极片弯曲张力大而造成涂层脱落，极片断裂等现象，大大提高电池安全、功率、循环等性能。
14.2、第一涂层的厚度大于或等于第二涂层的厚度，降低第二涂层的厚度，进一步减
少了极片在弯折处断裂的风险，增加第一涂层的厚度，维持卷绕式电芯的能量密度相对平衡。
15.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
16.图1为本实用新型实施例的卷绕式电芯结构示意图；
17.图2为本实用新型实施例中涂层结构示意图。
18.附图标号：1、极耳；2、第一集流体区；3、正极片；4、绝缘膜；5、负极片；6、第一涂层；7、第二集流体区；8、第二涂层；9、延展孔。
具体实施方式
19.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中表示，其中自始至终相同或类似的符号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解对本实用新型的限制。
20.如图1-2所示，本实施例提出的一种用于锂电池的卷绕式电芯，包括由正极片3、绝缘膜4和负极片5组成的叠层层层卷绕而成的电芯主体，卷绕式电芯呈扁平状，绝缘膜4位于正极片3与负极片5中间，防止电芯主体发生短路，保存电解液，形成锂离子转移通道。
21.其中：绝缘膜4的长度大于负极片5的长度，负极片5的长度大于正极片3的长度，防止锂电池的正负极短路。
22.正极片3和负极片5均包括集流体和涂层，集流体作为反应载体用于电子导通，材质一般采用铝箔等，集流体与卷绕式电芯的极耳1连接，用于连接外部组件形成外电路，集流体结构稳定，延展性好，不参与正负极反应，涂层均匀地涂覆于集流体两侧。
23.在本实施例中，集流体包括第一集流体区2和第二集流体区7，第一集流体区2沿卷绕式电芯的长度方向延伸，第二集流体区7沿卷绕式电芯的宽度方向延伸，且第二集流体区7在卷绕式电芯的宽度方向上发生弯折，第一集流体区2上的涂层的厚度大于第二集流体区7上的涂层厚度。
24.进一步地，第一集流体区2上的涂层设为第一涂层6，第二集流体区7上的涂层设为第二涂层8，第一涂层6涂覆于第一集流体区2两侧、设为连续的涂层结构，第二涂层8涂覆于第二集流体区7两侧、设为间歇式的涂层结构。如此，涂层通过组合涂布方式获得，组合涂布方式是指先连续涂布得到涂层，再根据需求通过间歇涂布增加涂层厚度。既可增加电芯主体涂层厚度，提高能量密度，又能通过降低弯折区极片厚度，解决了由于极片弯曲张力大而造成涂层脱落，极片断裂等问题，大大提高了电池安全、功率、循环等性能。
25.优选地，第二集流体区7和第二涂层8设有多个延展孔9，延展孔9呈圆形，多个延展孔9均匀排布在第二集流体区7和第二涂层8，位于负极片5的延展孔9的孔径不大于位于正极片3的延展孔9的孔径，延展孔9的设置增加了极片各向的延展性，进一步解决了由于极片弯曲张力大而造成涂层脱落，极片断裂等问题，大大提高了电池安全、功率、循环等性能。
26.本实施例中，第一涂层6和第二涂层8的厚度根据卷绕电芯的卷绕半径确定，具体
地，第一涂层6的厚度大于或等于第二涂层8的厚度，降低第二涂层8的厚度为了降低第二集流体区7在卷绕式电芯的宽度方向上发生弯折时由于弯曲张力大造成涂层脱落的风险，同时增加第一涂层6的厚度，保证并提高了整个卷绕式电芯的能量密度。
27.需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
29.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
30.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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
31.以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于锂电池的卷绕式电芯，包括由正极片（3）、绝缘膜（4）和负极片（5）卷绕而成的电芯主体；其特征在于，所述正极片（3）和所述负极片（5）均包括集流体与涂层，所述集流体设有供所述涂层涂覆的第一集流体区（2）和第二集流体区（7），所述第一集流体区（2）沿卷绕式电芯的长度方向延伸，所述第二集流体区（7）沿所述卷绕式电芯的宽度方向延伸且弯折，所述第一集流体区（2）上的涂层的厚度大于所述第二集流体区（7）上的涂层厚度。2.根据权利要求1所述用于锂电池的卷绕式电芯，其特征在于，所述第二集流体区（7）及其涂层上均匀设有多个延展孔（9）。3.根据权利要求2所述用于锂电池的卷绕式电芯，其特征在于，所述延展孔（9）呈圆形，位于所述负极片（5）的所述延展孔（9）的孔径小于或等于位于所述正极片（3）的所述延展孔（9）的孔径。4.根据权利要求1所述用于锂电池的卷绕式电芯，其特征在于，所述绝缘膜（4）的长度大于所述负极片（5）的长度，所述负极片（5）的长度大于所述正极片（3）的长度。5.根据权利要求1所述用于锂电池的卷绕式电芯，其特征在于，所述第一集流体区（2）上的涂层设为第一涂层（6），所述第二集流体区（7）上的涂层设为第二涂层（8），且所述第一涂层（6）和所述第二涂层（8）的厚度根据所述卷绕式电芯的卷绕半径确定。6.根据权利要求5所述用于锂电池的卷绕式电芯，其特征在于，所述第一涂层（6）涂覆于所述第一集流体区（2）两侧、设为连续的涂层结构，所述第二涂层（8）涂覆于所述第二集流体区（7）两侧、设为间歇式的涂层结构。

技术总结
本实用新型公开了一种用于锂电池的卷绕式电芯，包括由正极片、绝缘膜和负极片卷绕而成的电芯主体，所述绝缘膜位于所述正极片与所述负极片之间；所述正极片和所述负极片均包括集流体与涂层，所述集流体设有供所述涂层涂覆的第一集流体区和第二集流体区，所述第一集流体区沿所述卷绕式电芯的长度方向延伸，所述第二集流体区沿所述卷绕式电芯的宽度方向延伸且弯折，所述第一集流体区上的涂层的厚度大于所述第二集流体区上的涂层厚度，解决由于极片弯曲张力大而造成涂层脱落，极片断裂等现象，大大提高电池安全、功率、循环等性能。循环等性能。循环等性能。


技术研发人员：张春艳 程承 黎张 孙浩波 韩鹏
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/9/3