一种卷绕结构的电池的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种卷绕结构的电池。
【背景技术】
[0002] 随着电子产品向小型化、多功能化发展，其对电池的硬度以及能量密度要求也越 来越高，这就要求电芯的对称性要很好，同时在同样的空间内要贡献出更多的容量。如图1 所示，传统卷绕结构的电芯，正、负极极片的起始端都设有空白集流体，正极极耳5'和负极 极耳6 ' 一般直接焊接在正、负极极片上的空白集流体上，这样的电池虽然对称性较好，硬度 较高，但其厚度由于极耳厚度的累加，使得焊接极耳区域的厚度为电池的最大厚度，而未焊 接极耳区域的厚度则相对较小，这部分空间不能被充分利用，导致在一定型号尺寸内，电池 的能量密度难以进一步提高。
[0003] 鉴于此，有人提出了嵌入式极耳结构(ETS)的电芯，即，在极片上的活性物质层设 置凹槽，使电池极耳嵌入凹槽，这在一定程度上缓解了极耳厚度对电池厚度的累加。因此， ETS电芯由于更高的能量密度和更好的动力学结构逐渐成为了业界新研发的方向；但由于 电芯结构设计的缘故，ETS电芯硬度更低，更容易变形，导致其在电池滥用测试的通过率较 低。如图2所示，目前的ETS电芯把正极极耳5'和负极极耳6'都嵌入电芯极片的中部(M-M结 构hM-M结构的电芯具有以下缺陷：1)电芯在力学上的对称性较差，导致电芯在循环过程中 更容易变形，循环膨胀率较大;2)隔离膜与极片的粘结面积减少，导致电芯硬度下降，撞击 测试通过率较低。
[0004] 因此，在保证其高能量密度和良好动力学结构的前提下，如何调整完善ETS电芯的 结构设计，以改善电芯的变形和提高电池滥用测试的通过率，具有重要的意义。 【实用新型内容】
[0005] 本实用新型的目的在于:针对现有技术的不足，而提供一种卷绕结构的电池。在增 大电芯能量密度的同时，通过调整极耳嵌入卷绕极片的位置来优化电芯的结构和设计，从 而改善电芯硬度低、易变形、对称性差等问题，提高电池滥用测试的通过率。
[0006] 为了实现上述目的，本实用新型提供以下解决方案：
[0007] -种卷绕结构的电池，包括第一极片、隔离膜和与第一极片电性相反的第二极片 依次层叠后沿同一方向卷绕而成的电芯，及其电解液，第一极片包括第一集流体和附着在 第一集流体表面的第一活性物质层，第二极片包括第二集流体和附着在第二集流体表面的 第二活性物质层，所述第一极片的第一活性物质层上设置有第一凹槽，所述第二极片的第 二活性物质层上设置有第二凹槽，所述第一凹槽位于卷绕的第一极片的起始端，所述第二 凹槽位于卷绕的第二极片的起始端或者中部，第一极耳镶嵌于所述第一凹槽并与第一集流 体电连接，第二极耳镶嵌于所述第二凹槽并与第二集流体电连接。
[0008] 其中，所述第一极片为正极极片或负极极片，所述第二极片为负极极片或者正极 极片;所述第一极耳为正极极耳或负极极耳，所述第二极耳为负极极耳或者正极极耳;所述 正极极耳为铝极耳，所述负极极耳为镍极耳。所述正极极耳或负极极耳均可以通过激光焊 接、电阻焊接、和超声波焊接等方式镶嵌于所述第一极片上的第一凹槽或者所述第二极片 上的第二凹槽。本实用新型通过调整正、负极极耳位于卷绕极片的位置改善了电芯的对称 性，减少能量密度的损失，同时避免了绿胶在同一层出现的情况，这样提高了电芯的粘结 性，可以显著改善电芯的硬度。
[0009] 作为本实用新型的进一步改进，所述卷绕结构的电池还包括胶层，所述胶层设置 在所述第一极耳表面并覆盖整个第一凹槽和/或设置在所述第二极耳表面并覆盖整个第二 凹槽。胶层主要起到对极耳的绝缘保护和固定作用。
[0010] 作为本实用新型的进一步改进，所述胶层为热熔胶层或绿胶层。一般贴有绿胶层 以保护和固定极耳，但同时降低了极片与隔离膜的粘结面积，导致电芯的硬度较低。相比于 绿胶，热熔胶易在高温条件下融化，在隔离膜和极片之间起到了良好的粘结作用，从而提高 电芯的硬度。通常热熔胶融化后所覆盖的面积要大于贴胶面积，这些被热熔胶覆盖的区域 无法正常脱嵌锂，会导致部分容量损失。
[0011] 作为本实用新型的进一步改进，所述第一极耳的厚度a小于等于所述第一凹槽的 深度b，所述第二极耳的厚度c小于等于所述第二凹槽的深度d。若极耳的厚度大于凹槽的深 度会使电池厚度增加，造成电池能量密度的损失。
[0012] 作为本实用新型的进一步改进，所述第一凹槽的长度m小于所述第一极片的宽度 n，所述第二凹槽的长度p小于所述第二极片的宽度q。当电池的第一、第二极片较宽时，第 一、第二极片上有大面积的空白凹槽区域不能对应第一、第二极耳，不仅会使该凹陷区域对 应的第一、第二极片受力不均，造成界面接触变差，影响电池性能，而且浪费了电池内的空 间，不能使电池的能量密度达到最优。
[0013] 作为本实用新型的进一步改进，所述第二极片在展开状态下，第二极片的头部至 尾部的距离定义为D1，所述卷绕的第二极片的中部定义为dl，dl处于自第二极片的头部起 计算的1/10D1~7/10D1的范围内。所述卷绕的第一极片或者第二极片的起始端定义为w，w 为第一极片或者第二极片头部与第一次卷绕弯折的中点之间的区域。
[0014]作为本实用新型的进一步改进，所述第一凹槽通过激光清洗、机械清洗或发泡胶 清洗将第一活性物质层去除以露出第一集流体而形成。
[0015] 作为本实用新型的进一步改进，所述第二凹槽通过激光清洗、机械清洗或发泡胶 清洗将第二活性物质层去除以露出第二集流体而形成。
[0016] 作为本实用新型的进一步改进，所述热熔胶层或绿胶层的厚度设置为5~50WI1。胶 层厚度太薄，起不到绝缘固定和保护作用;胶层厚度太厚，会造成电池能量密度损失。
[0017] 本实用新型的有益效果在于:在增大电芯能量密度的同时，通过调整极耳嵌入卷 绕极片的位置来优化电芯的结构和设计，从而改善电芯硬度低、易变形、对称性差等问题， 提高电池滥用测试的通过率。
【附图说明】
[0018] 图1为现有技术中传统卷绕结构的电池的结构示意图。
[0019] 图2为现有技术中嵌入式极耳结构电池的结构示意图。
[0020] 图3为本实用新型卷绕结构的电池的结构示意图之一。
[0021] 图4为本实用新型卷绕结构的电池的结构示意图之二。
[0022] 图5为本实用新型中第一极耳镶嵌于第一极片的结构示意图。
[0023] 图6为本实用新型中第一极耳镶嵌于第一极片的剖视图之一。
[0024] 图7为本实用新型中第一极耳镶嵌于第一极片的剖视图之二。
[0025] 图8为本实用新型中第二极耳镶嵌于第二极片的结构示意图。
[0026] 图9为本实用新型中第二极耳镶嵌于第二极片的剖视图之一。
[0027] 图10为本实用新型中第二极耳镶嵌于第二极片的剖视图之二。
[0028]图中：1_第一极片，11-第一活性物质层，111-第一凹槽，12-第一集流体，2-第二极 片，21-第二活性物质层，211-第二凹槽，22-第二集流体，3-隔离膜，4-电芯，5-第一极耳，6-第二极耳，5 正极极耳，6 负极极耳，7-胶层。
【具体实施方式】
[0029] 下面将结合【具体实施方式】和说明书附图对本实用新型及其有益效果作进一步详 细说明，但是，本实用新型的【具体实施方式】并不局限于此。
[0030] 实施方式1
[0031] 如图3~10所示，一种卷绕结构的电池，包括第一极片1、隔离膜3和与第一极片1电 性相反的第二极片2依次层叠后沿同一方向卷绕而成的电芯4,及其电解液，第一极片1包括 第一集流体12和附着在第一集流体12表面的第一活性物质层11，第二极片2包括第二集流 体22和附着在第二集流体22表面的第二活性物质层21，第一极片1的第一活性物质层11上 设置有第一凹槽111，第二极片2的第二活性物质层21上设置有第二凹槽211，第一凹槽111 位于卷绕的第一极片1的起始端，第二凹槽211位于卷绕的第二极片2的中部，第一极耳5镶 嵌于第一凹槽111并与第一集流体12电连接，第二极耳6镶嵌于第二凹槽211并与第二集流 体22电连接。其中，卷绕的第一极片1的起始端w为第一极片1的头部与第一次卷绕弯折的中 点之间的区域;卷绕的第二极片2的中部定义为dl，在展开状态下，第二极片2的头部至尾部 的距离定义为Dl，dl处于自第二极片2的头部起计算的1/10D1~7/10D1的范围内。