一种二次电池的制作方法

1.本实用新型属于储能器件技术领域，具体涉及一种二次电池。


背景技术：

2.圆柱型电池自特斯拉推出全极耳技术后迎来新机遇，获得了更高的市场关注度。其中，锂离子电池由于具有能量密度高，自放电低，无记忆效应等突出优点被广泛应用于各个领域。
3.卷绕是一种比较常见的电池极片的组装方式，通过将阳极片、阴极片以及隔膜固定在卷针上，随着转动卷针以将阳极片、阴极片以及隔膜卷绕成电极组件，并在卷绕收尾处通过刀或激光切割对极片和隔膜进行收尾。
4.而锂电池为了避免出现析锂现象，通常在电极组件收尾处使阳极片长度超出阴极片。然而在循环过程中，阳极片膨胀严重，而电池外壳硬度大不易发生形变，导致极片应力集中无法释放，收尾处阴极片挤压与其相邻的内圈阳极片，导致对应的阳极片断裂或出现轻微裂痕，存在安全风险。


技术实现要素：

5.鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种二次电池，通过在次外圈和最外圈阳极片之间增添缓冲介质，以缓解极片应力，大大提高了二次电池的可靠性。
6.为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种二次电池，包括：卷绕式电极组件，包括阳极片、阴极片以及将所述阳极片和所述阴极片隔离的隔膜；所述阳极片包括阳极集流体和涂敷在所述阳极集流体上的阳极活性物质，所述阴极片包括阴极集流体和涂敷在所述阴极集流体上的阴极活性物质；其中，最外圈阳极片收尾端上的阳极活性物质超出最外圈阴极片收尾端上的阴极活性物质设置，形成延伸部；缓冲层，设置于所述延伸部和次外圈阳极片之间，所述缓冲层沿卷绕方向从所述最外圈阴极片收尾端向卷绕式电极组件的外侧延伸，且所述缓冲层的末端与所述延伸部的末端平齐，或超出所述延伸部的末端设置；其中，所述缓冲层与所述最外圈阴极片收尾端上的阴极活性物质不重叠设置
7.根据本实用新型一具体实施例，所述缓冲层衔接于所述最外圈阴极片收尾端的阴极集流体。
8.根据本实用新型一具体实施例，所述缓冲层固定在所述隔膜靠近所述阴极片的一侧上。
9.根据本实用新型一具体实施例，所述缓冲层固定在所述最外圈阴极片收尾端的阴极集流体上，并与所述阴极活性物质同侧设置。
10.根据本实用新型一具体实施例，所述缓冲层的厚度小于等于所述阴极活性物质的厚度。
11.根据本实用新型一具体实施例，所述缓冲层包括：第一区段和第二区段，所述第一
区段一端与所述最外圈阴极片收尾端相固定，另一端与所述延伸部的末端相平齐；所述第二区段一端与所述第一区段的另一端固定连接，另一端向远离所述第一区段的方向延伸；其中，所述第一区段和所述第二区段的厚度相同或不同。
12.根据本实用新型一具体实施例，所述第一区段的厚度为9um-130um之间。
13.根据本实用新型一具体实施例，所述第二区段的厚度沿延伸方向逐渐减小，形成坡状。
14.根据本实用新型一具体实施例，所述缓冲层的长度为6mm-20mm之间。
15.根据本实用新型一具体实施例，所述缓冲层包括绿胶、隔膜、无纺布或者硅胶中的一种或多种的组合。
16.本实用新型通过对卷绕式电极组件进行改良，于最外圈阳极片收尾处和次外圈阳极片之间添加缓冲介质，以避免极片应力导致阳极片断裂或出现轻微裂痕，有效缓解了阴极片收尾处对次外圈阳极片的挤压，大大提高了二次电池的安全性能，延长了二次电池的使用寿命，使二次电池具有更高的可靠性和实用性。
附图说明
17.图1为本实用新型所提供的一种二次电池的截面一具体实施例的结构示意图；
18.图2为本实用新型所提供的缓冲层布置方式一具体实施例的结构示意图；
19.图3为本实用新型所提供的缓冲层布置方式另一具体实施例的结构示意图；
20.图4为本实用新型所提供的缓冲层布置方式再一具体实施例的结构示意图。
21.图中：10，卷绕式电极组件；11，阳极片；111，延伸部；12，阴极片；121，阴极集流体；122，阴极活性物质；13，隔膜；20，缓冲层；21，第一区段；22，第二区段；30，钢壳。
具体实施方式
22.以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
23.需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图示中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
24.首先对本实施例的技术背景做一些相关介绍。4680电池为特斯拉推出的直径为46mm，高度为80mm的新一代圆柱电池，相比于其他圆柱电池，4680电池采用无极耳设计，又称全极耳，电池直接从正极/负极上的集流体引出电流，从而大大增加了电流通路，并缩短了极耳间距，进而大幅提升了电池功率。其中，其他形状的卷绕电池也可采用全极耳设计结构。
25.因此，本实施例基于卷绕式电池的极片应力的问题，对其进行改进，以提高电池的可靠性。
26.请参见图1-4所示，一种二次电池，包括：卷绕式电极组件10，包括阳极片11，阴极片12以及隔膜13。而所述阳极片11包括阳极集流体和涂敷在所述阳极集流体上的阳极活性物质，所述阴极片12包括阴极集流体121和涂敷在所述阴极集流体121上的阴极活性物质122。其中，卷绕式电极组件是一种常见的电极组件，在实际应用中，通过将阳极片、阴极片以及隔膜固定在卷针上，沿预设方向转动卷针以将阳极片、阴极片以及隔膜卷绕成所需要的形状，例如扁平状、长条状等。在本实施例中，所述阳极片11，阴极片12以及隔膜13卷绕为圆柱状，且所述阳极片11，阴极片12以及隔膜13的卷绕起始端沿卷绕方向为所述卷绕式电极组件10的内侧，所述阳极片11，阴极片12以及隔膜13的卷绕收尾端沿卷绕方向为所述卷绕式电极组件10的外侧。并且由于电极组件需要相对隔离，通常隔膜的长度相对于阳极片和阴极片较长设置，以在卷绕完成后能够将电极组件包裹。因此，卷绕完成后的所述卷绕式电极组件10自外向内依次为隔膜13、阳极片11、隔膜13、阴极片12，循环往复。进一步，为避免出现析锂现象，最外圈阳极片11收尾端上的阳极活性物质超出最外圈阴极片12收尾端上的阴极活性物质122设置，形成延伸部111。但同时，由于极片应力最外圈阴极片12的收尾处挤压与次外圈阳极片11，易导致次外圈阳极片11断裂或出现轻微裂痕，存在安全风险。因此，所述二次电池还包括：缓冲层20，设置在所述延伸部111与次外圈阳极片11之间，且所述缓冲层20沿卷绕方向从所述最外圈阴极片12收尾端向所述卷绕式电极组件10的外侧延伸，缓解最外圈阴极片12收尾端对次外圈阳极片11的挤压。同时，所述缓冲层20的末端与所述延伸部111的末端平齐，或超出所述延伸部111的末端设置。在本实施例中，优选地所述缓冲层20与所述最外圈阴极片12收尾端上的阴极活性物质122不重叠设置。
27.具体的，在应用中，所述缓冲层20以延长最外圈阴极片12的长度，衔接于所述最外圈阴极片12收尾端的阴极集流体121。在一具体实施例中，所述缓冲层20可以固定在所述隔膜13上，对应衔接于阴极集流体121的末端。例如通过亚克力胶粘连在所述隔膜13靠近最外圈阴极片12收尾端的一侧上，以使所述最外圈阴极片12收尾端的阴极集流体121与缓冲层20首尾相对应连接，延长最外圈阴极片12的长度，避免挤压次外圈阳极片11。进一步，所述缓冲层20还可以固定在所述最外圈阴极片12收尾端的阴极集流体121上，并与所述阴极活性物质122同侧设置。具体的，在应用中，通常所述阴极集流体121采用铝箔。因此，所述缓冲层20例如可以通过亚克力胶粘连在最外圈阴极片12收尾端的的空铝箔上，并与阴极活性物质122同侧设置，以延长最外圈阴极片12收尾处的长度。优选的，所述缓冲层20的厚度小于等于所述阴极活性物质122的厚度，以使所述阴极片12收尾处表面较为平滑，避免缓冲层20和最外圈阴极片12收尾端连接处凸起对次外圈阳极片11造成挤压。当循环过程中，缓冲层20有效缓解膨胀力对次外圈阳极片11的挤压，大大提升了二次电池的安全性能。需要说明的是，所述缓冲层20的固定方式不局限于本实施例中所提到，例如还可以粘连在次外圈阳极片11上，或粘连在最外圈阴极片12的收尾端等，均属于本技术的保护范围内。且本技术的目的在于缓解最外圈阴极片12收尾端对次外圈阳极片11的挤压，以避免电极组件被损坏。
28.在一具体实施例中，所述缓冲层20包括第一区段21和第二区段22。其中，所述第一区段21一端与最外圈阴极片12收尾端贴合固定，另一端延伸至与所述延伸部111的末端相平齐。所述第二区段22一端与所述第一区段21的另一端固定连接，另一端向远离所述第一区段21的方向延伸。且在本实施例中，所述第一区段21和第二区段22为一体式制成，延长所述最外圈阴极片12收尾处的长度。进一步，所述第一区段21和第二区段22的厚度可相同或
不同，其中所述第一区段21的厚度也可不均匀设置。优选的所述第一区段21的厚度均匀设置，且在9um-130um区间内为最佳，具体也可根据实际阴极片的厚度确定。在一具体实施例中，如图1所示，所述第一区段21和第二区段22厚度相同设置，以减少工艺制备步骤。进一步，如图2和图3所示，所述第二区段22的厚度沿延伸方向逐渐减小，形成为坡状，以便于卷绕式电极组件10收尾处的贴合。需要说明的是，所述缓冲层20的第一区段21和第二区段22的形状不做限制，具体可根据实际需求或阳极片和阴极片的样式进行设置。
29.在一具体实施例中，所述缓冲层20的长度优选在6mm-20mm区间范围内，具体也可根据阳极片11、阴极片12以及延伸部111的长度确定。具体的，在应用中，所述缓冲层20可以选取绿胶、无纺布或硅胶制成，也可选取和隔膜13相同的材料。进一步，可由绿胶、无纺布和硅胶中的多种混合制成，且具有弹性和缓冲作用的材料均属于本技术的保护范围之内。
30.此外，所述二次电池还包括钢壳30。待隔膜13将卷绕后的阴极片12和阳极片11包裹形成卷绕式电极组件10，再将所述卷绕式电极组件10放置在钢壳30中，最后于钢壳30内部填充电解液即完成所述二次电池的装配。在本实施例中，采取锂电池电解液进行填充。
31.综上所述，本实用新型通过对卷绕式电极组件进行改良，于最外圈阳极片收尾处和次外圈阳极片之间添加缓冲介质，以避免极片应力导致阳极片断裂或出现轻微裂痕，有效缓解了阴极片收尾处对次外圈阳极片的挤压，大大提高了二次电池的安全性能，延长了二次电池的使用寿命，使二次电池具有更高的可靠性和实用性。
32.上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。
33.在本文的描述中，提供了许多特定细节，诸如部件和/或方法的实例，以提供对本实用新型实施例的完全理解。然而，本领域技术人员将认识到可以在没有一项或多项具体细节的情况下或通过其他设备、系统、组件、方法、部件、材料、零件等等来实践本实用新型的实施例。在其他情况下，未具体示出或详细描述公知的结构、材料或操作，以避免使本实用新型实施例的方面变模糊。
34.在整篇说明书中提到“一个实施例”、“实施例”或“具体实施例”意指与结合实施例描述的特定特征、结构或特性包括在本实用新型的至少一个实施例中，并且不一定在所有实施例中。因而，在整篇说明书中不同地方的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”或“在具体实施例中”的各个表象不一定是指相同的实施例。此外，本实用新型的任何具体实施例的特定特征、结构或特性可以按任何合适的方式与一个或多个其他实施例结合。应当理解本文所述和所示的实用新型实施例的其他变型和修改可能是根据本文教导的，并将被视作本实用新型精神和范围的一部分。
35.还应当理解还可以以更分离或更整合的方式实施附图所示元件中的一个或多个，或者甚至因为在某些情况下不能操作而被移除或因为可以根据特定应用是有用的而被提供。
36.另外，除非另外明确指明，附图中的任何标志箭头应当仅被视为示例性的，而并非限制。此外，除非另外指明，本文所用的术语“或”一般意在表示“和/或”。在术语因提供分离或组合能力是不清楚的而被预见的情况下，部件或步骤的组合也将视为已被指明。
37.如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“一个”、和“该”包括复数参考物。同样，如在本文的描述和在下面整篇权利要求书中所用，除非另外指明，“在
…
中”的意思包括“在
…
中”和“在
…
上”。
38.本实用新型所示实施例的上述描述(包括在说明书摘要中所述的内容)并非意在详尽列举或将本实用新型限制到本文所公开的精确形式。尽管在本文仅为说明的目的而描述了本实用新型的具体实施例和本实用新型的实例，但是正如本领域技术人员将认识和理解的，各种等效修改是可以在本实用新型的精神和范围内的。如所指出的，可以按照本实用新型所述实施例的上述描述来对本实用新型进行这些修改，并且这些修改将在本实用新型的精神和范围内。
39.本文已经在总体上将系统和方法描述为有助于理解本实用新型的细节。此外，已经给出了各种具体细节以提供本实用新型实施例的总体理解。然而，相关领域的技术人员将会认识到，本实用新型的实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下进行实践，或者利用其它装置、系统、配件、方法、组件、材料、部分等进行实践。在其它情况下，并未特别示出或详细描述公知结构、材料和/或操作以避免对本实用新型实施例的各方面造成混淆。
40.因而，尽管本实用新型在本文已参照其具体实施例进行描述，但是修改自由、各种改变和替换亦在上述公开内，并且应当理解，在某些情况下，在未背离所提出实用新型的范围和精神的前提下，在没有对应使用其他特征的情况下将采用本实用新型的一些特征。因此，可以进行许多修改，以使特定环境或材料适应本实用新型的实质范围和精神。本实用新型并非意在限制到在下面权利要求书中使用的特定术语和/或作为设想用以执行本实用新型的最佳方式公开的具体实施例，但是本实用新型将包括落入所附权利要求书范围内的任何和所有实施例及等同物。因而，本实用新型的范围将只由所附的权利要求书进行确定。

技术特征：
1.一种二次电池，其特征在于，包括：卷绕式电极组件，包括阳极片、阴极片以及将所述阳极片和所述阴极片隔离的隔膜；所述阳极片包括阳极集流体和涂敷在所述阳极集流体上的阳极活性物质，所述阴极片包括阴极集流体和涂敷在所述阴极集流体上的阴极活性物质；其中，最外圈阳极片收尾端上的阳极活性物质超出最外圈阴极片收尾端上的阴极活性物质设置，形成延伸部；缓冲层，设置于所述延伸部和次外圈阳极片之间，所述缓冲层沿卷绕方向从所述最外圈阴极片收尾端向所述卷绕式电极组件的外侧延伸，且所述缓冲层的末端与所述延伸部的末端平齐，或超出所述延伸部的末端设置；其中，所述缓冲层与所述最外圈阴极片收尾端上的阴极活性物质不重叠设置。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲层衔接于所述最外圈阴极片收尾端的阴极集流体。3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲层固定在所述隔膜靠近所述阴极片的一侧上。4.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲层固定在所述最外圈阴极片收尾端的阴极集流体上，并与所述阴极活性物质同侧设置。5.根据权利要求4所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲层的厚度小于等于所述阴极活性物质的厚度。6.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲层包括：第一区段和第二区段，所述第一区段一端与所述最外圈阴极片收尾端相固定，另一端与所述延伸部的末端相平齐；所述第二区段一端与所述第一区段的另一端固定连接，另一端向远离所述第一区段的方向延伸；其中，所述第一区段和所述第二区段的厚度相同或不同。7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述第一区段的厚度为9um-130um之间。8.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述第二区段的厚度沿延伸方向逐渐减小，形成坡状。9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲层的长度为6mm-20mm之间。10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述缓冲层包括绿胶、隔膜、无纺布或者硅胶中的一种或多种的组合。

技术总结
本实用新型属于储能器件技术领域，具体涉及一种二次电池，包括：卷绕式电极组件，包括阳极片、阴极片以及隔膜；阳极片包括阳极集流体和涂敷在阳极集流体上的阳极活性物质，阴极片包括阴极集流体和涂敷在阴极集流体上的阴极活性物质；最外圈阳极片收尾端上的阳极活性物质超出最外圈阴极片收尾端上的阴极活性物质设置，形成延伸部；缓冲层，设置于延伸部和次外圈阳极片之间，沿卷绕方向从最外圈阴极片收尾端向卷绕式电极组件的外侧延伸，且缓冲层与最外圈阴极片收尾端上的阴极活性物质不重叠设置，缓冲层与延伸部的末端平齐，或超出延伸部的末端设置。本实用新型有效缓解阴极片收尾处对次外圈阳极片的挤压，大大提高二次电池的安全性能。全性能。全性能。


技术研发人员：单雪燕
受保护的技术使用者：远景动力技术（江苏）有限公司
技术研发日：2023.05.10
技术公布日：2023/9/19