一种卷绕式电芯的制作方法

本申请涉及二次电池领域，具体讲，涉及一种卷绕式电芯。

背景技术：

目前市场上广泛应用的二次电池，都由二次电池的电芯和外壳组成。其中，电芯为活性部件，一般由正极极片、负极极片以及设置在正极极片和负极极片之间的隔膜层叠或者卷绕而成。正极片包括正极集流体及涂覆在正极集流体表面的正极活性物质；负极片包括负极集流体及涂覆在负极集流体表面的负极活性物质。

随着二次电芯商业化的发展，市场对电芯的要求越来越高，目前传统的卷绕方式中，如图1所示，由于极片头部或尾部空箔区的长度不同，影响电芯结构在厚度方向上对称性，从而引起电芯材料的膨胀不一致，造成电芯的变形。

针对现有技术的缺陷，特提出本申请。

技术实现要素：

本申请的发明目的在于提出一种卷绕式电芯。

为了完成本申请的目的，采用的技术方案为：

本申请涉及一种卷绕式电芯，包括由第一极片、第一隔膜、第二极片、第二隔膜的起始端叠置并卷绕而成的扁平状电芯，所述第一极片的头部包括第一空箔区，所述第一空箔区回折形成第一回折段，所述第二极片的头部包括第二空箔区，所述第二空箔区回折形成第二回折段，所述第一极片起始端到所述第一回折段的回折位点之间的延伸方向与所述第二极片起始端到所述第二回折段的回折位点之间的延伸方向相反；所述第一回折段上设置有第一极耳，所述第二回折段上设置有第二极耳。

优选的，所述第一极片包括第一集流体和设置于所述第一集流体相对两表面的第一外层膜片和第一内层膜片，所述第一外层膜片设置于背离电芯中心的面上，所述第一内层膜片设置于朝向电芯中心的面上；所述第一极片在所述第一回折段的回折位点后第一次发生弯折的位点为第一弯折处；所述第一外层膜片的起始端位于第一回折段的回折位点到所述第一弯折处之间的所述第一集流体上。

优选的，所述第一极片在所述第一回折段的回折位点后第二次发生弯折的位点为第二弯折处；所述第一内层膜片的起始端位于第一弯折处到所述第二弯折处之间的所述第一集流体上。

优选的，所述第一极片的起始端到所述第一弯折处之间的所述第一集流体朝向电芯中心的表面上设置有涂覆有活性物质的第一涂覆区，在电芯厚度方向上，所述第二涂覆区与所述第一极耳和第二极耳均不重合。

优选的，所述扁平状电芯厚度方向上，所述第一极耳和/或所述第二极耳的对应位置的电芯最内侧连续重叠的所述第一隔膜和所述第二隔膜之和不超过两层。

优选的，所述第一隔膜的起始端和所述第二隔膜的起始端在所述扁平状电芯内部回折形成隔膜回折部。

优选的，所述卷绕式电芯末端设置有一段仅由所述第一隔膜和/或所述第二隔膜构成的隔膜收尾段。

优选的，所述第一极片的最外圈包括第一空箔区，所述第二极片上与所述第一空箔区背离所述卷绕式电芯中心的面相对的部分包括第二空箔区所述第二极片上与所述第一空箔区朝向所述卷绕式电芯中心的面相对的部分包括第二空集流体区。

优选的，所述卷绕式电芯的外周面为第一隔膜和/或第二隔膜。

优选的，所述第一极耳与第一集流体的焊接后最大厚度小于或等于所述第一极耳和所述第一集流体的厚度之和的1.5倍。

本申请的技术方案至少具有以下有益的效果：

本申请可以在不损失能量密度的情况下，提高电芯的在厚度方向上的对称性，并且便于批量生产。在本申请优选的技术方案中，极耳位于所连接集流体包围中，还可以减少极耳刺穿隔膜，从而降低短路风险。

附图说明

图1为背景技术中卷绕式电芯结构示意图；

图2为本申请某一具体实施方式中的卷绕式电芯结构示意图；

图3为本申请某一具体实施方式中的卷绕式电芯结构示意图；

图4为本申请某一具体实施方式中的卷绕式电芯结构示意图；

图5为本申请某一具体实施方式中的卷绕式电芯结构示意图；

图6为本申请某一具体实施方式中的卷绕式电芯结构示意图；

图7为本申请某一具体实施方式中的卷绕式电芯结构示意图；

图8为本申请某一具体实施方式中的卷绕式电芯结构示意图；

图9为本申请某一具体实施方式中的卷绕式电芯结构示意图；

其中：

1-卷绕式电芯；

10-第一极片；

101-第一集流体；

102-第一内层膜片；

103-第一外层膜片；

104-第一回折段；

105-第一空箔区；

20-第二极片；

201-第二集流体；

202-第二内层膜片；

203-第二外层膜片；

204-第二回折段；

205-第二空箔区；

206-第二空集流体区；

30-第一隔膜；

40-第二隔膜；

50-第一极耳；

60-第二极耳；

70-隔膜回折部

80-隔膜收尾段；

90-第一涂覆区。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本申请。应理解，这些实施例仅用于说明本申请而不用于限制本申请的范围。

本申请具体实施方式涉及一种卷绕式电芯1，如图2所示，包括由第一极片10、第一隔膜30、第二极片20、第二隔膜40的起始端叠置并卷绕而成的扁平状电芯，第一极片10的头部包括第一空箔区105，第一空箔区105回折形成第一回折段104，第二极片20的头部包括第二空箔区205，第二空箔区205回折形成第二回折段204，第一极片10起始端到第一回折段104的回折位点之间的延伸方向与第二极片20起始端到第二回折段204的回折位点之间的延伸方向相反，即为对叉式电芯；第一回折段104上设置有第一极耳50，第二回折段204上设置有第二极耳60。本申请通过极片头部空箔区的设计，并将空箔区设计成回折段并将极耳设置于回折段上，从而便于将极片头部空箔区设计成相同的长度，改善了电芯的对称性，避免了电芯材料的膨胀不一致所能引起的电芯变形。

优选的，第一极耳50设置于第一回折段104的内部，第二极耳60位于第二回折段204的内部，从而使集流体将极耳包围，从而可减少极耳刺穿隔膜，从而降低短路风险。

进一步的，如图3所示，第一极片10包括第一集流体101和设置于第一集流体101相对两表面的第一外层膜片103和第一内层膜片102，第一外层膜片103设置于背离电芯中心的面上，第一内层膜片102设置于朝向电芯中心的面上；第二极片20包括第二集流体201和设置于第二集流体201相对两表面的第二外层膜片203和第二内层膜片202，第二外层膜片203设置于背离电芯中心的面上，第二内层膜片202设置于朝向电芯中心的面上；第一极片10在所述第一回折段104的回折位点后第一次发生弯折的位点为第一弯折处；第一外层膜片103的起始端位于第一回折段104的回折位点到第一弯折处之间的第一集流体101上。从而更加充分的利用了电芯内部的空间，增加了活性物质涂覆的面积，提高了电芯的能量密度。

优选的，在图3中，第一极片10在第一回折段104的回折位点后第二次发生弯折的位点为第二弯折处；第一内层膜片102的起始端位于第一弯折处到第二弯折处之间的所述第一集流体101上。从而使第一内层膜片102与第二外层膜片相对应，当第二极片20为阴极极片时，阴极膜片完全被阳极膜片所覆盖，避免了析锂风险。

在本申请实施例中，为了进一步增加活性物质的涂覆面积，如图4所示，第一极片10的起始端到第一弯折处之间的第一集流体101朝向电芯中心的表面上设置有涂覆有活性物质的第一涂覆区90，为了不增加电芯厚度，在电芯厚度方向上，第二涂覆区与第一极耳50和第二极耳60均不重合。同样的，在第二极片20的起始端到第二弯折处之间的第二集流体201朝向电芯中心的表面上也可设涂覆有活性物质，以进一步增加活性物质的涂覆面积。

在本申请实施例中，为了减少电芯厚度，在扁平状电芯厚度方向上，第一极耳50和/或第二极耳60的对应位置的电芯最内侧连续重叠的第一隔膜30和第二隔膜40之和不超过两层，从而不仅可提升能量密度，还可节省原材料，降低电池的生产成本。

为了进一步减小电芯厚度，如图5所示，第一隔膜30和第二隔膜40的起始端相连接，即采用整条隔膜制备卷绕电芯，从而不需将隔膜头部回折。

为了方便生产，且不损失能量密度，本申请实施例中，如图6所示，第一隔膜30的起始端和第二隔膜40的起始端在扁平状电芯内部回折形成隔膜回折部70。隔膜回折部70的设计方便电芯卷绕过程中将隔膜固定于卷针上，从而便于生产，可提高生产效率。

本申请实施例中，如图7所示，为了提高裸电芯和包装袋之间的粘接，改善抗跌落性能，卷绕式电芯末端设置有一段仅由第一隔膜30和第二隔膜40构成的隔膜收尾段80，从而增加裸电芯外侧面和包装袋之间的摩擦力，有利于改善电池的抗跌性能。也可在卷绕式电芯末端设置有一段仅由第一隔膜30或第二隔膜40构成的隔膜收尾段80。

本申请实施例中，如图8所示，第一极片10的最外圈包括第一空箔区105，第二极片20上与第一空箔区105背离卷绕式电芯中心的面相对的部分包括第二空箔区205，第二极片20上与第一空箔区105朝向卷绕式电芯中心的面相对的部分包括第二空集流体区206。从而在电芯的外侧面上形成马甲区，使电芯在面临针刺或者撞击等滥用状况时，形成对电芯的保护，提高了电芯的安全性能。

本申请实施例中，如图9所示，卷绕式电芯的外周面为第一隔膜30和第二隔膜40，从而不仅可增加裸电芯外侧面和包装袋之间的摩擦力，有利于改善电池的抗跌性能，还可形成对电芯的保护，提高了电芯的安全性能。也可仅在卷绕式电芯的外周面设置第一隔膜30或第二隔膜40。

进一步优选的，第一极耳50与第一集流体101的焊接后最大厚度小于或等于第一极耳50和第一集流体101的厚度之和的1.5倍，和/或，第二极耳60与第二集流体201的焊接后最大厚度小于或等于第二极耳60和第二集流体201的厚度之和的1.5倍。从而使得极耳结构的厚度适宜，避免因极耳结构的厚度过大而造成的焊接电阻过大的缺陷，提高电芯的内部对称性，增加了极耳结构的可靠性，从而避免变形，提升了电池的整体性能。

在本申请实施例中的上述卷绕式电芯1中，第一极片10为阴极极片，第二极片20为阳极极片；或，第一极片10为阳极极片，第二极片20为阴极极片。

本申请虽然以较佳实施例公开如上，但并不是用来限定权利要求，任何本领域技术人员在不脱离本申请构思的前提下，都可以做出若干可能的变动和修改，因此本申请的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。