极芯和具有其的电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种极芯和具有其的电池，极芯由卷绕基片呈S形折叠形成，所述卷绕基片包括第一极片、第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜，所述第二极片包括第二上极片、第二下极片和中间连接部，所述第一极片插入第二上极片、第二下极片和中间连接部形成的腔体内。根据本实用新型实施例的极芯，通过采用卷绕基片呈S形折叠形成，第一极片、第二极片和隔膜可形成为层叠设置的S形，从而使极芯内部所储藏的电流输出更稳定，电流容量发挥更充分，极芯的循环性能好并且耐高温；同时极芯制备更方便，尺寸更易于控制。
【专利说明】极芯和具有其的电池
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电池【技术领域】，更具体地，涉及一种极芯和具有其的电池。
【背景技术】
[0002]聚合物超窄电池内的极芯采用常规圆圈式的卷绕结构，并且制备时通过拉伸模具使铝塑复合膜形成与极芯匹配的凹槽成型壳，再将将卷绕极芯套入裁切好的电池壳，套完后再对其三边进行热封形成。该种绕圈式的结构使极耳的尺寸不易控制，极耳胶片易发生重叠甚至极耳胶片会超出电池本体。
[0003]当极耳胶片发生重叠时，电池在顶封时，胶片PP与铝塑膜PP层的热封强度会有所减弱，从而增大了电池顶封漏液的风险；当极耳胶片超出电池本体时，电池在侧封过程中，极耳胶片会与侧封发生重叠，使侧封厚度偏差较大，增大了电池侧封漏液的风险。
[0004]因此，电池，特别是聚合物电池的极芯有待改进。
实用新型内容
[0005]本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种易于制备且性能好的极芯。
[0006]本实用新型的另一个目的在于提出一种具有上述极芯的电池。
[0007]根据本实用新型的极芯，由卷绕基片呈S形折叠形成，所述卷绕基片包括第一极片、第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜，所述第二极片包括第二上极片、第二下极片和中间连接部，所述第一极片插入第二上极片、第二下极片和中间连接部形成的腔体内。
[0008]根据本实用新型的极芯，通过采用卷绕基片呈S形折叠形成，第一极片、第二极片以及隔膜可形成为层叠设置的S形，该折叠式卷绕结构可使极芯内部所储藏的电流输出更稳定，电流容量可得到充分发挥，极芯的循环性能好并且耐高温；同时第一极片与第二极片为连续结构，制备更方便，并且更易于控制尺寸，提高了极芯的生产质量和性能。
[0009]另外，根据本实用新型的极芯还可以具有如下附加的技术特征:
[0010]根据本实用新型的一个实施例，所述第二上极片、第二下极片和中间连接部由一个极片从中部弯折形成。
[0011]根据本实用新型的一个实施例，所述隔膜覆盖在第二极片的内侧。
[0012]根据本实用新型的一个实施例，所述隔膜包括上隔膜、下隔膜和中间隔膜，所述上隔膜设置在第二上极片与第一极片之间，所述下隔膜设置在第二下极片与第一极片之间，所述中间隔膜设置在第二极片的中间连接部与第一极片的顶端之间。
[0013]根据本实用新型的一个实施例，所述上隔膜、下隔膜和中间隔膜由一片隔膜从中部弯折形成。
[0014]根据本实用新型的一个实施例，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片。
[0015]根据本实用新型的一个实施例，所述极芯的宽度由下至上逐渐减小。
[0016]根据本实用新型的一个实施例，还包括:固定圈，所述固定圈绕设在所述极芯的外周以固定所述极芯。
[0017]根据本实用新型的一个实施例，所述隔膜的长度大于所述第二极片的长度，所述隔膜的一端伸出所述腔体并缠绕在所述极芯的外周以形成所述固定圈。
[0018]根据本实用新型的一个实施例，所述第二极片的尾端缠绕在所述极芯的外周以形成所述固定圈。
[0019]根据本实用新型的一个实施例，所述固定圈为绕设在所述极芯的外周的胶带。
[0020]根据本实用新型第二方面的电池，包括根据本实用新型第一方面的极芯。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是根据本实用新型实施例的卷绕基片的结构示意图；
[0022]图2是图1中A处的放大结构示意图；
[0023]图3是根据本实用新型第一个实施例的卷绕基片的折叠前的结构示意图；
[0024]图4是根据本实用新型第一个实施例的极芯的结构示意图；
[0025]图5是根据本实用新型第二个实施例的卷绕基片折叠前的结构示意图；
[0026]图6是根据本实用新型第二个实施例的极芯的结构示意图；
[0027]图7是根据本实用新型第三个实施例的极芯的结构示意图；
[0028]图8是根据本实用新型第四个实施例的极芯的结构示意图；
[0029]图9是根据本实用新型第五个实施例的极芯的结构示意图。
[0030]附图标记:
[0031]极芯100 ;
[0032]第一极片10 ;第一引出端11 ;第一敷料层12 ;第一极耳导电柱13 ；
[0033]第二极片20 ;第二引出端21 ;第二敷料层22 ;第二极耳导电柱23 ；
[0034]隔膜30 ；
[0035]固定圈40 ;
[0036]连接件50。
【具体实施方式】
[0037]下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
[0038]在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
[0039]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0040]在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0041]下面结合附图详细描述根据本实用新型实施例的极芯100。
[0042]如图1至图9所示，根据本实用新型实施例的极芯100由卷绕基片呈S形折叠形成。卷绕基片包括第一极片10、第二极片20以及隔膜30，隔膜30设在第一极片10与第二极片20之间。第二极片20包括第二上极片、第二下极片和中间连接部，第二上极片、第二下极片和中间连接部相连形成腔体，第一极片插入该腔体内。
[0043]第一极片10的上表面和下表面上分别设有第一敷料层12,第一极片10具有第一引出端11。第二极片20的第二上极片、第二下极片和中间连接部相连形成腔体，腔体可折弯形成为至少一个层叠设置的S形。第二极片20的内壁面上设有第二敷料层22，第二极片20具有第二引出端21，第一极片10设在腔体内，并且沿腔体的折弯方向延伸。隔膜30设在第一极片10与第二极片20之间，隔膜30与第一极片10和第二极片20之间分别填充有电解液。
[0044]隔膜30可隔开第一极片10与第二极片20，防止第一极片10与第二极片20直接接触，电解液可通过隔膜30，从而使电子可在第一极片10与第二极片20之间转移，以产生电流。第一极片10上的第一敷料层12与第二极片20上的第二敷料层22可为活性物质制备，活性物质易于提供或接受电子，使极芯100内更易于产生电流，电流可通过第一引出端11和第二引出端21输出使用。
[0045]根据本实用新型实施例的极芯100，通过将第二极片20的第二上极片、第二下极片和中间连接部相连形成腔体，并将第一极片10和隔膜30插入腔体内，当卷绕基片呈S形折叠时，第一极片10、第二极片20以及隔膜30可形成为一个或多个层叠设置的S形，该折叠式卷绕结构可使极芯100内部所储藏的电流输出更稳定，电流容量可得到充分发挥，极芯100的循环性能好并且耐高温。
[0046]第一极片10可为正极片和负极片中的一个，第二极片20可为正极片和负极片中的另一个，该层叠的S型结构，使得正极层与正极层、负极层与负极层之间可为连续的，从而使制作更方便、操作更简单，便于实现连续性和自动化的生产。
[0047]如图1和图2所示，第一极片10可沿水平方向延伸设置，第一极片10的上表面和下表面上分别设有第一敷料层12。第二极片20设在第一极片10的上方，并且在第一极片10的一端向下弯折并沿水平方向延伸地设在第一极片10的下方，第二极片20上邻近第一极片10的一侧设有第二敷料层22。
[0048]第一引出端11可设在第一极片10的一端，当第一极片10设在第二极片20形成的腔体内时，第一引出端11可从腔体的开口处引出，第二引出端21可设在第二极片20的一端。第一引出端11可设有第一极耳导电柱13,第二引出端21上可设有第二极耳导电柱23，第一极耳导电柱13和第二极耳导电柱23可与其他设备相连，以将极芯100内的储存的电流导出。
[0049]隔膜30可覆盖在第二极片20的内侧。具体地，隔膜30可设在第一极片10与第二极片20之间，并与第一极片10与第二极片20之间限定有容纳电解液的间隙。第一极片10和第二极片20可分别与隔膜30相连。
[0050]如图1所示，第一极片10可通过固定件设在隔膜30的下表面上，第二极片20可通过固定件固定在隔膜30的上表面上。由此，第一极片10、第二极片20与隔膜30可形成为一体的结构，结构稳定性好。
[0051]隔膜30可包括上隔膜、下隔膜和中间隔膜。上隔膜设置在第二上极片与第一极片之间，下隔膜设置在第二下极片与第一极片之间，中间隔膜设置在第二极片的中间连接部与第一极片的顶端之间。由此，第一极片20与第二极片20可通过上隔膜、下隔膜和中间隔膜完全间隔开。
[0052]有利地，第二下极片和中间连接部可由一个极片从中部弯折形成，一个极片的中部可形成为中间连接部，一个极片的两端可形成为第二下极片和第二上极片。上隔膜、下隔膜和中间隔膜可由一片隔膜从中部弯折形成，一片隔膜的中部可形成为中间隔膜，一片隔膜的两端可形成为上隔膜和下隔膜。
[0053]由此，第二极片20和隔膜30均可为一体形成的结构，该一体形成的结构制造更容易，结构更稳固、连接更牢固。当第二极片20弯折时，隔膜30可随第二极片20弯折，并且第一极片10、第二极片20与隔膜30可共同变形形成为层叠设置的S形，变形一致性高，变形性好，极芯100结构好。
[0054]如图3和图4所示，在本实用新型的一些实施例中，第一极片10可为正极片，第二极片20可为负极片，正极片设在负极片形成的腔体内。第一极片10沿水平方向延伸的长度可小于弯折后的第二极片20沿水平方向延伸的长度，第一极片10上邻近腔体开口的一端可位于腔体内，并处于弯折后的第二极片20的两端之间，即第一极片10完全位于腔体内，并且不从腔体的开口处伸出。第一极片10的第一引出端11可设在第一极片10上邻近腔体开口的一端，第一引出端11可从腔体的开口处引出，以输出极芯100内的电流。
[0055]如图5和图6所示，在本实用新型的另一些实施例中，第一极片10可为负极片，第二极片20可为正极片，负极片设在正极片形成的腔体内。第一极片10沿水平方向延伸的长度可大于或等于弯折后的第二极片20沿水平方向延伸的长度，第一极片10邻近腔体开口的一端可伸出腔体，并位于第二极片20的两个第二引出端21之间，即第一极片10设在腔体内并且第一极片10的一端可从开口处伸出腔体，第一引出端11位于第一极片10上伸出开口的一端。
[0056]当第二极片20、第一极片10以及隔膜30采用不同的材料制备时，第二极片20、第一极片10以及隔膜30可弯折的难易程度将有所不同。因此，对于卷绕基片的折叠程度可不做特殊限制。例如，卷绕基片以不同尺寸的S形进行折叠，从而使极芯100可由不同尺寸的层叠S形构成。极芯100的宽度在不同位置可有所不同，极芯100可形成多种形状。
[0057]当然，卷绕基片的折叠程度可按一定规律进行弯折，例如，卷绕基片的折叠长度从下至上逐渐减小，即腔体沿水平方向延伸的长度可从下至上逐渐减小，第一极片10、第二极片20与隔膜30可整体形成为纵截面大体为三角形或梯形结构，极芯100宽度可由下至上逐渐减小。
[0058]在本实用新型的一些示例中，极芯100还包括固定圈40，固定圈40可绕设在极芯100的外周上，使第一极片10、第二极片20和隔膜30可弯折形成稳固的结构，从而起到固定极芯100的作用。
[0059]固定圈40的结构和种类可以有多种，例如，如图6所示，在本实用新型的一些【具体实施方式】中，固定圈40可为胶带，胶带可绕设在极芯100的外周，以对极芯100起到加固作用。
[0060]如图7所示，当隔膜30的长度大于第二极片20的长度时，固定圈40可形成隔膜30，隔膜30的一端可伸出腔体，并沿逆时针缠绕在极芯100的外周。由此，与第二极片20相连的隔膜30在随第二极片20卷绕到最外层后，可沿第一极片10、第二极片20与隔膜30形成的S形层叠结构的外周卷绕一圈，从而使极芯100得以加固。
[0061]再例如，如图8所示，固定圈40可为薄膜，薄膜可绕设在极芯100的外周上，薄膜的两端可通过连接件50相连。由此，第一极片10、第二极片20与隔膜30形成的S形层叠结构的外周可绕设有一圈结构稳固的薄膜，从而使极芯100得以加固。
[0062]再例如，如图9所示，固定圈40可由第二极片20的尾端缠绕形成，具体地，第二极片20的尾端设有第二引出端21，第二引出端21从腔体内引出，并且缠绕在极芯100的外周，第二引出端21的端部可通过连接件50固定。由此，第二引出端21可牢固地绕卷在第一极片10、第二极片20与隔膜30形成的S形层叠结构上，从而实现对极芯100的加固。
[0063]其中，当第二极片20的长度大于隔膜30的长度时，第二极片20可绕卷在腔体的外周上以形成固定圈40，此时卷绕一周的的第二极片20的部位不设置第二敷料层22，第二极耳导电柱23可设在第二极片20未设置第二敷料层22的位置，并且上邻近腔体开口设置。
[0064]需要说明的是，在图3至图6以及图8所示的示例中，极芯100的第一极片10与第二极片20之间均设置有隔膜30，为了使第一极片10与第二极片20的结构更清晰，在图中没有表示出隔膜30。
[0065]根据本实用新型实施例的电池包括根据本实用新型实施例的极芯100。根据本发明实施例的电池在制备时，可将极芯100设在电池的外壳内，然后分别进行顶封和侧封，将囊袋边向上，通过囊袋边向电池内注入电解液，没有及时被极芯100吸收的电解液可暂时储存在囊袋内，可在真空状态下将气囊边热封。
[0066]电池在充电时所产生的气体可以储存在囊袋，保证极芯100内结构不会有较大的变形。充电的电池在真空状态下刺破囊袋，将电池内的气体和多余电解液抽出。然后可沿极芯100边缘将复合膜热封，经裁边、折边即可形成根据本实用新型实施例的电池。
[0067]由于根据本实用新型实施例的极芯100具有上述有益的技术效果，因此，根据本实用新型实施例的电池具有电流稳定、循环性好且耐高温的优点。
[0068]根据本实用新型实施例的电池的其他构成以及操作对于本领域的普通技术人员来说是可知的，在此不再详细描述。
[0069]在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0070]尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
【权利要求】
1.一种极芯，其特征在于，由卷绕基片呈S形折叠形成，所述卷绕基片包括第一极片、第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜，所述第二极片包括第二上极片、第二下极片和中间连接部，所述第一极片插入所述第二上极片、所述第二下极片和所述中间连接部形成的腔体内。
2.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述第二上极片、所述第二下极片和所述中间连接部由一个极片从中部弯折形成。
3.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述隔膜覆盖在所述第二极片的内侧。
4.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述隔膜包括上隔膜、下隔膜和中间隔膜，所述上隔膜设置在所述第二上极片与所述第一极片之间，所述下隔膜设置在所述第二下极片与所述第一极片之间，所述中间隔膜设置在所述中间连接部与所述第一极片的顶端之间。
5.根据权利要求4所述的极芯，其特征在于，所述上隔膜、下隔膜和中间隔膜由一片隔膜从中部弯折形成。
6.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述第一极片为正极片，所述第二极片为负极片。
7.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，所述极芯的宽度由下至上逐渐减小。
8.根据权利要求1所述的极芯，其特征在于，还包括:固定圈，所述固定圈绕设在所述极芯的外周以固定所述极芯。
9.根据权利要求8所述的极芯，其特征在于，所述隔膜的长度大于所述第二极片的长度，所述隔膜的一端伸出所述腔体并缠绕在所述极芯的外周以形成所述固定圈。
10.根据权利要求8所述的极芯，其特征在于，所述第二极片的尾端缠绕在所述极芯的外周以形成所述固定圈。
11.根据权利要求8所述的极芯，其特征在于，所述固定圈为绕设在所述极芯的外周的胶带。
12.—种电池,其特征在于,包括权利要求1-11中任一项所述的极芯。
【文档编号】H01M10/04GK204011568SQ201420353443
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】吴声本, 刘善文, 张兆华, 蔡小华 申请人:比亚迪股份有限公司