软包装锂离子电池及其卷芯结构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种卷芯结构，用于制备软包装锂离子电池，所述卷芯结构包括第一卷芯和第二卷芯，所述第一卷芯和所述第二卷芯均为卷绕式卷芯且二者并联设置；所述第一卷芯的厚度大于所述第二卷芯的厚度。上述卷芯结构通过将原有的单卷芯结构设置为厚薄搭配的双卷芯并联结构，使得卷芯结构中的单个卷芯的厚度相对降低，能够有效抑制单个卷芯的扭曲变形，从而能够对锂离子电池充电扭曲变形有明显的改善，能够有效的抑制电池初始下线及循环后的扭曲变形。同时上述卷芯结构采用厚薄搭配的双卷芯并联结构，能够有效降低卷芯结构的内阻，从而降低电池的内阻，提高电池的倍率放电以及循环性能。还公开了一种软包装锂离子电池。
【专利说明】软包装锂离子电池及其卷芯结构
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及锂离子电池制备【技术领域】，特别是涉及一种软包装锂离子电池及 其卷芯结构。
【背景技术】
[0002] 目前手持移动数码产品以及一些需要充电使用的其他移动产品基本上都是使用 锂离子电池。目前主要应用的锂离子电池可分为：铝壳锂离子电池，圆柱锂离子电池以及软 包装的锂离子电池。软包装的锂离子电池目前多用在智能手机，平板电脑以及移动摄像等 产品上。对于厚度较大的锂离子电池，由于卷绕层数较多，各层张力不均，电池化成下线及 循环后容易出现扭曲变形的情况，导致电池的厚度超标及循环性能下降，严重的会造成数 码产品的壳裂或屏裂。
[0003] 所谓电池的变形扭曲，是由于隔膜，极片等卷绕包装后且在注液前都会进行烘烤， 烘烤过程中隔膜会收缩，极片的应力会释放，导致隔膜拉紧卷芯，挤压极片，出现极片弯折 的情况。同时由于卷绕电池存在一定的卷绕张力，越厚的电池，卷绕的层数自然更多，层数 越多累计的张力也越大，张力越大使极片间贴合得越发紧密，当电池在充电时，正负极片都 会产生膨胀，加之厚电池卷绕的很紧密，膨胀预留空间相对不足，使极片之间产生内压力， 卷芯最终外径的周长是固定的，就会导致电池在宽度方向出现内压力，最终导致电池变形 甚至扭曲，随着循环进行，该现象越发显著。 实用新型内容
[0004] 基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够有效抑制软包装锂离子电池扭曲变 形且内阻低的卷芯结构。
[0005] -种卷芯结构，用于制备软包装锂离子电池，所述卷芯结构包括第一卷芯和第二 卷芯，所述第一卷芯和所述第二卷芯均为卷绕式卷芯且二者并联设置；所述第一卷芯的厚 度大于所述第二卷芯的厚度。
[0006] 在其中一个实施例中，所述第一卷芯和所述第二卷芯均包括正极耳和负极耳；所 述第一卷芯的正极耳和负极耳设置于所述第一卷芯的内部；所述第二卷芯的正极耳和负极 耳设置于所述第二卷芯的外部；所述第一卷芯的正极耳弯折后与所述第二卷芯的正极耳焊 接作为所述卷芯结构的正极；所述第一卷芯的负极耳弯折后与所述第二卷芯的负极耳焊接 作为所述卷芯结构的负极。
[0007] 在其中一个实施例中，所述第一卷芯的正极耳和负极耳均形成有弯折段，所述弯 折段与卷芯之间设置有用于固定所述第一卷芯的正极耳和负极耳的密封胶。
[0008] 在其中一个实施例中，所述密封胶为绝缘的高温胶纸层或者高温海绵胶。
[0009] 在其中一个实施例中，所述第一卷芯和所述第二卷芯均包括正极耳和负极耳；所 述第一卷芯的正极耳、负极耳和所述第二卷芯的正极耳、负极耳均设置于卷芯外部；所述第 一卷芯的正极耳、负极耳和所述第二卷芯的正极耳、负极耳对应贴靠焊接。
[0010] 在其中一个实施例中，所述第一卷芯的正极耳和负极耳的中心距与所述第二卷芯 的正极耳和负极耳的中心距相等。
[0011] 在其中一个实施例中，所述第一卷芯和所述第二卷芯的厚度之和在5毫米以上。
[0012] 在其中一个实施例中，所述第一卷芯和所述第二卷芯采用不同规格的卷针进行单 卷芯卷绕而成。
[0013] 在其中一个实施例中，还包括固定胶和铝塑包装膜，所述铝塑包装膜具有深度不 同的两个成型槽，分别用于容置所述第一卷芯和所述第二卷芯；所述固定胶设置于所述第 一卷芯和所述第二卷芯外部，用于固定所述第一卷芯和所述第二卷芯。
[0014] 一种软包装锂离子电池，包括至少一个如前述任一实施例所述的卷芯结构。
[0015] 上述卷芯结构以及软包装锂离子电池通过将原有的单卷芯结构设置为厚薄搭配 的双卷芯并联结构，使得卷芯结构中的单个卷芯的厚度相对降低，能够有效抑制单个卷芯 的扭曲变形，从而能够对锂离子电池充电扭曲变形有明显的改善，能够有效的抑制电池初 始下线及循环后的扭曲变形。同时上述卷芯结构采用厚薄搭配的双卷芯并联结构，能够有 效降低卷芯结构的内阻，从而降低电池的内阻，提高电池的倍率放电以及循环性能。
【专利附图】
【附图说明】
[0016] 图1为一实施例中的卷芯结构的侧视结构图；
[0017] 图2为图1所示实施例中的卷芯结构的第一卷芯的示意图；
[0018] 图3为图1所示实施例中的卷芯结构的第二卷芯的示意图；
[0019] 图4为一实施例中的卷芯结构的第一卷芯的侧视图；
[0020] 图5为一实施例中的卷芯结构的铝塑包装膜的成型双槽结构的俯视图和侧视图；
[0021] 图6为实施例和对比例在23度下1. 0C充放300周循环容量保持曲线。
【具体实施方式】
[0022] 为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描 述。附图中给出了本实用新型的首选实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来 实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的 公开内容更加透彻全面。
[0023] 一种卷芯结构，用于制备软包装锂离子电池。该卷芯结构包括第一卷芯和第二卷 芯，所述第一卷芯和所述第二卷芯均为卷绕式卷芯且二者并联设置；所述第一卷芯的厚度 大于所述第二卷芯的厚度。
[0024] 上述卷芯结构以及软包装锂离子电池通过将原有的单卷芯结构设置为厚薄搭配 的双卷芯并联结构，使得卷芯结构中的单个卷芯的厚度相对降低，能够有效抑制单个卷芯 的扭曲变形，从而能够对锂离子电池充电扭曲变形有明显的改善，能够有效的抑制电池初 始下线及循环后的扭曲变形。同时上述卷芯结构采用厚薄搭配的双卷芯并联结构，能够有 效降低卷芯结构的内阻，从而降低电池的内阻，提高电池的倍率放电以及循环性能。
[0025] 图1为一实施例中的卷芯结构的侧视结构图。如图1所示，卷芯结构包括第一卷 芯110、第二卷芯120以及用于固定第一卷芯110和第二卷芯120的固定胶130。第一卷芯 110和第二卷芯120并联设置。第一卷芯110和第二卷芯120均为绕卷式，且第一卷芯110 的厚度大于第二卷芯120的厚度。固定胶130是绿胶、透明胶以及高温黄胶中的一种。在 本实施例中，固定胶130采用的是绿胶。
[0026] 图2为图1所示实施例中的第一卷芯110的示意图，图3为图1所示实施例中的 第二卷芯120的示意图。请参见图2和图3,第一卷芯110包括正极片112、负极片114、隔 膜116以及极耳118。第二卷芯120包括正极片122、负极片124、隔膜126以及极耳128。 其中，正极片112和正极片122均为铝箔，负极片114和负极片124均为铜箔。隔膜116设 置于正极片112和负极片114之间，隔膜126则设置于正极片122和负极片124之间。第 一卷芯110的极耳118设置于卷芯内部，包括正极耳和负极耳。第二卷芯120的极耳128 设置于卷芯的外部，包括正极耳和负极耳。其中，第一卷芯110的正极耳为铝带，负极耳为 镍带；第二卷芯120的正极耳为铝极耳，负极耳则为镍极耳。第一卷芯110的正极耳和负极 耳的中心距Wtl和第二卷芯120的正极耳和负极耳的中心距Wt2大小相等。图4为第一卷 芯110的侧视图，其正极耳和负极耳的中心距为Wt。由于卷针的厚度以及宽度会影响卷芯 的厚度与宽度，卷针越薄越窄则卷绕的卷芯越厚。故，在本实施例中，第一卷芯110和第二 卷芯120通过不同规格的卷针（具有不同厚度以及宽度的卷针）进行单卷芯绕卷制成。
[0027] 第一卷芯110的极耳118弯折后与第二卷芯120的极耳128焊接后作为卷芯结构 的电极。即，第一卷芯110的正极耳弯折后与第二卷芯120的正极耳焊接作为卷芯结构的正 极，第一卷芯110的负极耳弯折后与第二卷芯120的负极耳焊接作为卷芯结构的负极。在 本实施例中，第一卷芯110的极耳118设置于卷芯内部，第二卷芯120的极耳128设置于卷 芯外部，因而将第一卷芯110的极耳118弯折至第二卷芯120的极耳128处进行焊接即可， 第二卷芯120的极耳128无需弯折。在其他的实施例中，也可将第一卷芯110的极耳118 也设置于卷芯外部，并将第一卷芯110与第二卷芯120于极耳所在侧贴靠。如此，第一卷芯 110和第二卷芯120的极耳均无需弯折，直接焊接即可。在本实施例中，第一卷芯110的极 耳118的弯折段上与卷芯之间还设置有用于固定第一卷芯110的极耳118的密封胶140。 密封胶140可以为绝缘的高温胶纸层或者高温海绵胶。例如，在极耳118的弯折一侧下贴 1?2层茶色高温胶或者贴1层黑色海绵胶均可。第一卷芯110的极耳118和第二卷芯120 的极耳128焊接焊趾150处无需进行绝缘防护。在本实施例中，上述卷芯结构还包括铝塑 包装膜，用于包装第一卷芯110和第二卷芯120。铝塑包装膜具有深度不同的两个成型槽， 分别用于容置第一卷芯110和第二卷芯120。在其他的实施例中，也可以采用铝壳作为包装 壳体。极耳胶160用于防止极耳上的金属带与壳体之间发生短路且能够防止漏液发生。
[0028] 图5为一实施例中的卷芯结构的铝塑包装膜的成型双槽结构的俯视图和侧视图。 其中，成型槽510为第一卷芯的成型槽，成型槽520则为第二卷芯的成型槽。成型槽510的 厚度T1大于成型槽520的厚度T2,从而使得第一卷芯的厚度大于第二卷芯的厚度。通过 将原有的单卷芯的卷芯结构设置成厚薄搭配的双卷芯并联结构，能够有效降低卷芯结构中 的单个卷芯的厚度，有效抑制单个卷芯的扭曲变形，从而有效抑制采用该卷芯结构的软包 装锂离子电池初始下线以及循环后的扭曲变形。并且，通过将单个卷芯设置为厚薄搭配的 双卷芯并联结构，即便是卷芯结构中的单个卷芯发生了扭曲变形，由于二者厚度不同，其扭 曲变形程度不同，仍能够对电池的扭曲变形形成抑制作用。另外，由于卷芯结构中的双卷芯 其厚薄不同，内阻也不相同，二者并联后能够有效降低卷芯结构的内阻，从而降低电池的内 阻。530为气囊位置，用于C存预充时产生的气体。由于冲槽深度超过5毫米时，包装膜铝 层就会出现拉裂的风险，为避免出现这种风险，本实施例中采用厚薄搭配的第一卷芯和第 二卷芯，第一卷芯和第二卷芯的厚度之和在5毫米以上。
[0029] 上述卷芯结构以及软包装锂离子电池通过将原有的单卷芯结构设置为厚薄搭配 的双卷芯并联结构，使得卷芯结构中的单个卷芯的厚度相对降低，能够有效抑制单个卷芯 的扭曲变形，从而能够对锂离子电池充电扭曲变形有明显的改善，能够有效的抑制电池初 始下线及循环后的扭曲变形。同时上述卷芯结构采用厚薄搭配的双卷芯并联结构，能够有 效降低卷芯结构的内阻，从而降低电池的内阻，提高电池的倍率放电以及循环性能。
[0030] 本实用新型还提供了一种软包装锂离子电池，包括至少一个前述实施例中的卷芯 结构。即，软包装锂离子电池可以由单个上述卷芯结构构成，也可以由多个上述卷芯结构形 成，从而使得软包装锂离子电池具有较高的容量。
[0031] 为更好的说明上述卷芯结构以及软包装锂离子电池的性能，下面结合对比例来进 行实验验证。在本实施例中，对比例为正常的单卷芯结构的软包装锂离子电池，电池型号为 103450 (电池厚度10. 0mm)，标称容量为1800mAh。实施例采用的包括一个本实施例中的卷 芯结构的软包装锂离子电池。本次试验中的实施例的软包装锂离子电池的卷芯结构采用厚 度为5. 00mm的第一卷芯和厚度为3. 8mm的第二卷芯。表1为实施例与对比例方案。
[0032] 表1.实施例与对比例方案
[0033]
【权利要求】
1. 一种卷芯结构，用于制备软包装锂离子电池，其特征在于，所述卷芯结构包括第一卷 芯和第二卷芯，所述第一卷芯和所述第二卷芯均为卷绕式卷芯且二者并联设置；所述第一 卷芯的厚度大于所述第二卷芯的厚度。
2. 根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一卷芯和所述第二卷芯均包 括正极耳和负极耳；所述第一卷芯的正极耳和负极耳设置于所述第一卷芯的内部；所述第 二卷芯的正极耳和负极耳设置于所述第二卷芯的外部；所述第一卷芯的正极耳弯折后与所 述第二卷芯的正极耳焊接作为所述卷芯结构的正极；所述第一卷芯的负极耳弯折后与所述 第二卷芯的负极耳焊接作为所述卷芯结构的负极。
3. 根据权利要求2所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一卷芯的正极耳和负极耳均 形成有弯折段，所述弯折段与卷芯之间设置有用于固定所述第一卷芯的正极耳和负极耳的 密封胶。
4. 根据权利要求3所述的卷芯结构，其特征在于，所述密封胶为绝缘的高温胶纸层或 者高温海绵胶。
5. 根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一卷芯和所述第二卷芯均包 括正极耳和负极耳；所述第一卷芯的正极耳、负极耳和所述第二卷芯的正极耳、负极耳均设 置于卷芯外部；所述第一卷芯的正极耳、负极耳和所述第二卷芯的正极耳、负极耳对应贴靠 焊接。
6. 根据权利要求2?5任一权利要求所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一卷芯的正 极耳和负极耳的中心距与所述第二卷芯的正极耳和负极耳的中心距相等。
7. 根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一卷芯和所述第二卷芯的厚 度之和在5毫米以上。
8. 根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，所述第一卷芯和所述第二卷芯采用 不同规格的卷针进行单卷芯卷绕而成。
9. 根据权利要求1所述的卷芯结构，其特征在于，还包括固定胶和铝塑包装膜，所述 铝塑包装膜具有深度不同的两个成型槽，分别用于容置所述第一卷芯和所述第二卷芯；所 述固定胶设置于所述第一卷芯和所述第二卷芯外部，用于固定所述第一卷芯和所述第二卷 〇
10. -种软包装锂离子电池，其特征在于，包括至少一个如权利要求1?9任一所述的 卷芯结构。
【文档编号】H01M10/0587GK204216170SQ201420623827
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年10月24日 优先权日:2014年10月24日
【发明者】佟健, 幸定清 申请人:惠州Tcl金能电池有限公司, 惠州泰科立集团股份有限公司