一种卷绕式电池用极片、卷绕式电芯、电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种卷绕式电池用极片、卷绕式电芯、电池，属于电池技术领域。
【背景技术】
[0002]体积能量密度是电池的一项重要性能指标，随着新能源汽车的快速发展，对车用动力锂离子电池的体积能量密度要求越来越高，动力电池的体积能量密度大小直接决定了电动汽车的续航里程(或电池模组占用空间的大小)。为了提高车用动力锂离子电池的体积能量密度，通常采用的途径主要有两个方面:一是提高活性物质的压实密度和克容量;二是提高电池内部空间利用率，减少无效空间。
[0003]目前，新能源领域的大部分材料厂商一直致力于采用第一种途径，改进材料制作工艺，开发新型材料等，并取得了一定进展。第二种途径则是各动力电池生产厂商技术研究的主要方向，具体的如采用更薄的集流体、更薄的隔离膜、优化电芯结构等。
[0004]常见的动力电池主要有硬壳电池和软包装电池两种，根据电池的外形，硬壳电池又分为方形电池和圆柱形电池两种。近年来，方形动力锂离子电池逐步成为新能源汽车的应用主流。对于方形动力锂离子电池，其电芯常见的制作方式有叠片式、多极耳卷绕式和全极耳卷绕式三种。叠片式或者多极耳卷绕式电池的结构如图1-3所示，其电池包括电芯1、盖板4，电芯包括正极极耳2和负极极耳3，盖板包括正极柱5和负极柱6。全极耳卷绕式电池的结构如图4-6所示，其电池包括电芯10、盖板40，电芯包括正极极耳20和负极极耳30，盖板包括正极柱50和负极柱60。叠片式和多极耳卷绕式电芯制成的电池，其在宽度方向上空间利用率较高，但由于极耳与盖板的接连占用较多空间，高度方向上空间利用率较低。而全极耳卷绕式电池在高度方向上空间利用率较高，但由于两侧极耳占据一定空间，宽度方向上空间利用率较低。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种能提高电池内部空间利用率的卷绕式电池用极片。本发明的目的还在于提供上述卷绕式电池用极片的制备方法以及使用该极片的卷绕式电芯及电池。
[0006]为了实现以上目的，本发明的卷绕式电池用极片的技术方案如下:
[0007]—种卷绕式电池用极片，包括集流体以及附着在集流体上的电极材料层，所述极片边缘设置有未附着电极材料层并用来形成极耳的留白区，所述留白区在极片宽度方向上的宽度小于极片的宽度。
[0008]本发明的卷绕式电池用极片上设置有留白区和避让区。其中，留白区的宽度小于极片的宽度，用来形成极耳，方便与电池盖板上的极柱电连接，并节省了电池内部在两个方向上的空间。避让区用来在制成电芯时与不同电性的极片上的留白区位置对应，以将留白区从极片上突出出来，便于其与盖板连接。
[0009]所述极片边缘还设置有用来在制成电芯时对相反电性的极片上的留白区形成避让的避让区，所述避让区为设置在极片边缘的缺口，所述避让区在制成电芯时与相反电性的极片上的留白区的位置对应。
[0010]留白区和避让区的位置设置可以根据电芯的结构需要设置为不同的方式。如果电芯的正负极分设在电芯的两端，则所述留白区间隔设置在极片一侧的边缘，所述避让区间隔设置在极片另一侧的边缘。如果电芯的正负极均设置在电芯的同一端，则所述留白区和避让区依次交替间隔设置在极片的一侧边缘。
[0011]本发明的卷绕式电池用极片的制备方法的技术方案如下:
[0012]上述的卷绕式电池用极片的制备方法包括如下步骤:
[0013]将电极材料制成的浆料涂覆在集流体上，在留白区位置和避让区位置留出未涂覆区域，干燥，在集流体上形成电极材料层，将避让区位置的集流体切除，即得。
[0014]本发明的卷绕式电池用极片的制备方法采用在留白区位置和避让区位置留出未涂覆区域，在干燥后将避让区位置的集流体切除，便于精确控制留白区和避让区的位置和尺寸，使制备电芯时由留白区形成的极耳的位置精确对应，方便连接。
[0015]为了提高涂覆的效率，所述集流体的宽度为极片宽度的整数倍，在集流体上形成电极材料层后，先进行分切得到多条极片，再将避让区位置的集流体切除。
[0016]本发明的卷绕式电芯的技术方案如下:
[0017]一种卷绕式电芯，包括正极片、负极片，所述正极片包括正极集流体以及附着在正极集流体上的正极材料层，所述正极片边缘设置有未附着正极材料层的正极留白区，所述正极留白区形成正极极耳;所述负极片包括负极集流体以及附着在负极集流体上的负极材料层，所述负极片边缘设置有未附着负极材料层的负极留白区，所述负极留白区形成负极极耳。
[0018]本发明的卷绕式电芯上由极片的留白区形成极耳，该极耳仅占用极片上一小部分区域，用来与盖板上的极柱进行电连接，在极片宽度方向上留白区以外的区域仍让涂覆有电极材料层，提高了极片的利用率，在一定程度上将电池内部空间利用率最大化，能够在不调整电池正负极材料、压实密度、隔离膜与集流体厚度的情况下，最大程度的提高电池的体积能量密度。该电芯上由于避让区的设置，使留白区形成的极耳突出出极片，使其与盖板上极柱的焊接变得更加方便，并且在焊接时不会影响到极片上的电极材料层。
[0019]上述卷绕式电芯采用如下方法制得:在正极集流体上设置电极材料层，并留出未涂覆区域形成正极留白区；在负极集流体上设置电极材料层，并留出未涂覆区域形成负极留白区;将正极片、负极片及隔膜卷绕制成卷绕式电芯。
[0020]所述正极片边缘还设置有用来对负极片上的负极留白区进行避让的正极避让区，所述正极避让区为设置在正极片边缘的缺口；所述负极片边缘还设置有用来对正极片上的正极留白区进行避让的负极避让区，所述负极避让区为设置在负极片边缘的缺口；所述正极留白区与负极避让区位置交替重叠分布，所述负极留白区与正极避让区位置交替重叠分布。
[0021]对于正负极分设在两端的卷绕式电芯，所述正极留白区设置在正极片的一侧边缘，所述正极避让区设置在正极片的另一侧边缘，所述负极留白区设置在负极片的一侧边缘，所述负极避让区设置在负极片的另一侧边缘，所述正极留白区和负极留白区分别设置在卷绕式电芯轴线方向的两端。具体的，设置留白区之间的距离及避让区之间的距离使制成电芯后，使正极留白区和负极避让区处于卷绕式电芯沿轴线方向一端的上侧，而负极留白区和正极避让区处于卷绕式电芯沿轴线方向的另一端的上侧。在制成电池时，卷绕式电芯的轴线沿水平方向设置，正负极耳均处于卷绕式电芯的上端。
[0022]另外，也可以设置为如下方式:所述正极留白区和正极避让区依次交替间隔设置在正极片的一侧边缘，所述负极留白区和负极避让区依次交替间隔设置在负极片的一侧边缘，正极留白区和负极留白区设置在卷绕式电芯沿轴线方向的同一端。制成电池时，电芯轴线竖直设置，极耳均处于电芯上端。
[0023]卷绕式电芯还包括隔膜，所述隔膜边缘设置有与极片上的留白区和避让区位置一一对应的避让缺口。
[0024]所述卷绕式电芯为方形卷绕式电芯。
[0025]本发明的电池的技术方案如下:
[0026]一种电池，采用上述的卷绕式电芯。
[0027]所述电池为锂离子电池。
[0028]为了提高极耳与盖板的导电性，所述卷绕式电芯的正、负极留白区分别通过正、负极连接件与电池盖板电连接。
[0029]本发明的电池大大提高了电池内部空间利用率，进而提高了电池的体积能量密度，对于动力电池来说具有重大的意义。
【附图说明】
[0030]图1为现有技术中的叠片式电芯或者多极耳卷绕式电芯的结构示意图；
[0031]图2为图1中的电芯连接盖板后的结构示意图；
[0032]图3为叠片式电池或者多极耳卷绕式电池的结构示意图；
[0033]图4为现有技术中的全极耳卷绕式电芯的结构示意图；
[0034]图5为图4中的电芯连接盖板后的结构示意图；
[0035]图6为全极耳卷绕式电池的结构示意图；<