一种卷绕电芯及动力电池的制作方法
【专利摘要】为克服现有技术中动力电池的保护片易损伤卷绕电芯过渡区的问题，本实用新型提供一种卷绕电芯，包括卷绕极耳及卷绕极芯；卷绕极耳包括压合区、圆弧部及过渡区；卷绕电芯还包括保护片；保护片包括贴合部，贴合部贴合于压合区内；贴合部的朝向过渡区的边缘设置有弯曲部，弯曲部包括第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部，第一弯曲部和第二弯曲部设置在贴合部的朝向圆弧部的边缘，第三弯曲部设置在贴合部的朝向卷绕极芯的边缘，第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部间均圆弧过渡连接。同时，本实用新型提供采用上述卷绕电芯的动力电池。本实用新型提供的卷绕电芯中，保护片边缘为圆滑的弯曲部，可有效避免割伤过渡区，保证卷绕电芯的安全、可靠。
【专利说明】一种卷绕电芯及动力电池
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电池【技术领域】，尤其涉及一种卷绕电芯以及采用该卷绕电芯的动力电池。
【背景技术】
[0002]在石油等不可再生资源日渐枯竭，环境污染越发严重的背景下，人们对新能源汽车所寄予很大的期望。而动力电池则是新能源汽车的心脏，由于汽车具有较高的机动性，其在使用过程中会经常发生振动、撞击等现象，这就对动力电池的安全性和可靠性提出了极高的要求，同时，电池一般作为移动能源供应设备，对其体积和重量也有较高的要求。
[0003]作为动力电池的核心部件，其电芯通常为卷绕电芯，其结构如图1和图2所示，通过将正极极片和负极极片在长度方向上以一边为基准对齐放置，在宽度方向上错开放置，露出正极极片和负极极片上不含电极材料的极耳区，并且在正极极片和负极极片中间含有隔膜，负极极片上含有电极材料部分完全覆盖正极极片上含有电极材料部分的情况下进行卷绕制得上述电芯。通过将不含电极材料的极耳区即分别卷绕形成在电芯一端的未敷料正极片和电芯另一端的未敷料的负极片中间部分压合，形成正极和负极极耳，由于极耳为卷绕极耳，为防止卷绕极耳端部折损，同时降低压合对卷绕极耳的圆弧边缘的影响，一般优选仍保留卷绕极耳两端部的圆弧部，此时，卷绕极耳包括中间的压合区12及位于压合区12边缘，并与极片卷绕极芯10和卷绕极耳两端部的圆弧端连接的呈弧状的过渡区11。
[0004]并且，当上述卷绕极耳与连接片在焊接时，需要对极耳上用于焊接的区域进行保护，以防止将极耳焊穿。通常，在卷绕极耳的压合区12设置保护片20。但由于焊接能力、重量、空间结构等限制，保护片20往往较薄，其厚度通常在0.1mm到0.5_范围内，此时，保护片20的相邻两侧边的拐角处形成的尖角在与卷绕极耳的过渡区11长期摩擦和相对运动后，会划伤和割破上述过渡区11，对过渡区11造成伤害，从而导致卷绕电芯掉料、短路等一系列的安全隐患。
【发明内容】
[0005]本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中动力电池的保护片容易划伤和割破卷绕电芯过渡区的问题，提供一种动力电池。
[0006]本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案如下:
[0007]提供一种卷绕电芯，包括卷绕极芯和连接在卷绕极芯端部的卷绕极耳；所述卷绕极耳包括压合区、位于压合区两侧的圆弧部、以及连接压合区与圆弧部和连接压合区与卷绕极芯的过渡区；其中，所述卷绕电芯还包括保护片；所述保护片包括贴合部，所述贴合部贴合于压合区内；所述贴合部的朝向过渡区的边缘设置有弯曲部，所述弯曲部包括第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部，所述第一弯曲部和第二弯曲部设置在所述贴合部的朝向圆弧部的边缘，所述第三弯曲部设置在所述贴合部的朝向卷绕极芯的边缘，所述第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部间均圆弧过渡连接。
[0008]进一步的，所述第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部均包括与贴合部连接的第一弯角和与第一弯角连接的第二弯角；所述第二弯角的一端连接至所述第一弯角的端部，另一端朝远离圆弧部或卷绕极芯的方向延伸。
[0009]进一步的，所述第二弯角通过平直的延伸部连接至所述第一弯角。
[0010]进一步的，所述平直的延伸部与压合区垂直。
[0011]进一步的，所述保护片为两面开口的矩形盒。
[0012]进一步的，所述第二弯角通过圆滑的延伸部连接至所述第一弯角。
[0013]进一步的，所述圆滑的延伸部为横截面为半圆的弧面。
[0014]进一步的，所述保护片还包括与贴合部平行的连接部；所述第二弯角朝远离圆弧部或卷绕极芯方向延伸的端部与所述连接部朝向所述过渡区的边缘连接。
[0015]进一步的，所述连接部贴合于所述贴合部上。
[0016]进一步的，所述保护片为一面开口的矩形盒的相互平行的两宽面间压合形成的压入t1-1=I / I ο
[0017]进一步的，所述第一弯角的弯曲半径为所述贴合部厚度的2-100倍，所述第二弯角的弯曲半径为所述贴合部厚度的2-100倍。
[0018]同时，本实用新型还提供了一种动力电池，包括如前所述的卷绕电芯。
[0019]本实用新型的卷绕电芯中，保护片朝向过渡区的边缘为包括第一弯角和第二弯角的圆滑弯曲部，可有效避免保护片的边缘割伤卷绕电芯的过渡区。即使在剧烈振动且保护片与过渡区之间存在长时间相对位移时，保护片也不会对卷绕电芯的过渡区带来负面伤害，保证了卷绕电芯的安全、可靠。解决了现有技术中动力电池的保护片容易划伤和割破多层箔材的问题。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是现有技术中卷绕电芯的立体图；
[0021]图2是现有技术中卷绕电芯的侧面示意图；
[0022]图3是本实用新型第一实施方式提供的卷绕电芯的立体图；
[0023]图4是本实用新型第一种实施方式提供的卷绕电芯的侧面示意图；
[0024]图5是本实用新型第一种实施方式提供的卷绕电芯中的保护片的立体图；
[0025]图6是本实用新型第二种实施方式提供的卷绕电芯中的保护片的立体图；
[0026]图7是本实用新型第三种实施方式提供的卷绕电芯中的保护片的立体图；
[0027]图8是本实用新型第四种实施方式提供的卷绕电芯中的保护片的立体图。说明书中的附图标记如下:
[0028]10、卷绕极芯；11、过渡区；12、压合区；
[0029]20、保护片；21、贴合部；22、弯曲部；221、第一弯角；222、第二弯角；223、延伸部；
23、连接部。
【具体实施方式】
[0030]为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0031]在本实用新型的描述中，需要理解的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。术语“安装”、“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0032]本实用新型提供的卷绕电芯包括卷绕极芯和连接在卷绕极芯端部的卷绕极耳；所述卷绕极耳包括压合区、位于压合区两侧的圆弧部、以及连接压合区与圆弧部和连接压合区与卷绕极芯的过渡区；其中，所述卷绕电芯还包括保护片；所述保护片包括贴合部，所述贴合部贴合于所述压合区内；所述贴合部的朝向过渡区的边缘设置有弯曲部，所述弯曲部包括第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部，所述第一弯曲部和第二弯曲部设置在所述贴合部的朝向圆弧部的边缘，所述第三弯曲部设置在所述贴合部的朝向卷绕极芯的边缘，所述第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部间均圆弧过渡连接。
[0033]本实用新型中，如本领域所公知的，上述卷绕电芯通过将正极片和负极片的敷料区正对并卷绕形成。即，在敷料区内，正极片、隔膜、负极片依次层叠，形成卷绕极芯。原本正极片和负极片上未敷料的区域外露，经过压合后形成相应的电极极耳，即卷绕极耳。
[0034]根据本实用新型，首先，为避免焊接过程中极耳被损伤，保护片贴合于卷绕极耳的压合区内。
[0035]具体的，所述保护片包括贴合部和弯曲部。贴合部贴合于所述压合区内，实现保护片与卷绕极耳的相互固定。
[0036]对于上述弯曲部，具体包括与贴合部连接的第一弯角和与第一弯角连接的第二弯角；所述第二弯角的一端连接至所述第一弯角的端部，另一端朝远离圆弧部或卷绕极芯的方向延伸；即第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部均包括与贴合部连接的第一弯角和与第一弯角连接的第二弯角；第二弯角的一端连接至第一弯角的端部，第一弯曲部和第二弯曲部的第二弯角的另一端朝远离圆弧部的方向延伸，第三弯曲部的第二弯角的另一端朝远离卷绕极芯的方向延伸。
[0037]同时，所述第二弯角的一端圆滑连接至所述第一弯角远离所述压合区边缘的端部。此时，第一弯角和第二弯角实现圆滑过渡。并且，所述第二弯角的另一端朝远离圆弧部或卷绕极芯的方向延伸。具体可以为第二弯角的另一端朝远离该第二弯角所相邻的过渡区的方向延伸。通过上述第一弯角和第二弯角的配合，形成圆滑的大弧面结构。即使该圆滑的大弧面弯曲部与过渡区发生刮蹭也不会对卷绕极耳产生损伤。
[0038]根据本实用新型，上述第一弯角和第二弯角的弯曲程度可在较大范围内变动，本实用新型中，优选情况下，所述第一弯角的弯曲半径为所述贴合部厚度的2-100倍，所述第二弯角的弯曲半径为所述贴合部厚度的2-100倍。
[0039]对于上述弯曲部，其中，第一弯角和于第二弯角直接连接，也可通过其他结构过渡连接。例如，所述第二弯角与所述第一弯角直接连接，形成横截面为半圆的弧面。或者，所述第二弯角通过平直的延伸部连接至所述第一弯角。所述平直的延伸部与压合区垂直。或者，所述第二弯角通过圆滑的延伸部连接至所述第一弯角。所述圆滑的延伸部为横截面为半圆的弧面。
[0040]根据本实用新型，上述保护片可呈边缘弯曲成上述弯曲部的片状，此时，贴合部正对的区域为空。为便于加工，优选情况下，上述保护片为两面开口的矩形盒，优选，矩形盒的棱角处基本为圆角。也可以优选，所述卷绕电芯还包括相对所述贴合部平行设置的连接部。所述第二弯角朝远离圆弧部或卷绕极芯方向延伸的端部与所述连接部朝向所述过渡区的边缘连接。
[0041 ] 为便于后续焊接连接片，优选情况下，所述连接部贴合于所述贴合部上。即，在前述盒状保护片的基础上，对上述连接部施压，使其贴合于贴合部上即可。即保护片为一面开口的矩形盒的相互平行的两宽面间压合形成的压合片。
[0042]通常，卷绕极耳上，压合区大体呈矩形，其一边朝外，其余三边外侧均设有过渡区。根据本实用新型，为更好的避免卷绕极耳的过渡区被刮伤，优选情况下，所述贴合部所有朝向所述过渡区的边缘均形成有所述弯曲部。
[0043]对于上述保护片，可以采用各种常用的形状。根据保护片不同的形状，位于贴合部边缘的弯曲部的形状也不同。当贴合部边缘具有多个拐角时，沿所述贴合部边缘，所述弯曲部包括多个通过圆弧过渡连接的子弯曲部。例如，本实用新型中，保护片优选采用矩形。此时，保护片有一边朝外，另三边朝向卷绕极芯不同部位的过渡区。沿所述贴合部边缘，弯曲部包括三个子弯曲部，三个子弯曲部通过圆弧过渡连接。即，所述弯曲部包括第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部，所述第一弯曲部和第二弯曲部位于贴合部的朝向圆弧部的边缘，所述第三弯曲部位于贴合部的朝向卷绕极芯的边缘，所述第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部间均圆弧过渡连接。
[0044]在上述结构下，在保护片边缘具有拐角时，拐角处的弯曲部呈圆滑弧形，可以有效避免对相应拐角处的过渡区产生损伤。
[0045]同时，本实用新型还提供了一种动力电池，包括如前所述的卷绕电芯。
[0046]下面结合图3-图8对本实用新型提供的卷绕电芯进行进一步说明。
[0047]图3-图5示出了本实用新型第一种实施方式提供的卷绕电芯的结构。具体的，该卷绕电芯包括卷绕极芯10和位于卷绕极芯10相对两侧的卷绕极耳。卷绕极耳包括压合区12、位于两端部的圆弧部和位于压合区12三个边缘并连接压合区12和卷绕极芯10及圆弧部的过渡区11。
[0048]上述过渡区11为弧面。
[0049]在上述过渡区11内贴合有保护片20。
[0050]该保护片20大体呈矩形，具体包括片状贴合部21、弯曲部22和片状连接部23。连接部23通过弯曲部22与贴合部21平行设置连接，并且所述连接部23贴合于上述贴合部21表面。弯曲部22形成于贴合部21朝向过渡区11的三个边缘。弯曲部22具体包括三个子弯曲部，依次为第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部。所述第一弯曲部和第二弯曲部位于贴合部21的朝向圆弧部的边缘，所述第三弯曲部位于贴合部21的朝向卷绕极芯10的边缘，所述第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部间均圆弧过渡连接。
[0051]其中，弯曲部22包括相互连接的第一弯角221和第二弯角222。第一弯角221 —端圆滑连接至贴合部21，另一端沿远离贴合部21所在平面的方向延伸。第二弯角222的一端与第一弯角221端部圆滑连接，另一端朝贴合部21延伸。此时，弯曲部22横截面近似于圆形。
[0052]图6示出了本实用新型第二种实施方式提供的卷绕电芯中的保护片20的结构。本实施方式中，卷绕电芯结构与第一种实施方式中的结构基本相同。区别仅在于保护片20结构不同，大致可描述为第一种实施方式中保护片20在压合前，连接部23于贴合部21处于分离状态下的结构。
[0053]具体的，该保护片20大体呈矩形盒状。其两个平行侧面中，一个为贴合部21，另一个为连接部23。贴合部21和连接部23通过弯曲部22圆滑连接。弯曲部22横截面为半圆形。弯曲部22具体包括从贴合部21边缘延伸的第一弯角221和从第一弯角221延伸至连接部23的第二弯角222。
[0054]上述弯曲部22同样包括三个子弯曲部。三个子弯曲部之间通过圆滑的弧面过渡连接。
[0055]图7示出了本实用新型第三种实施方式提供的卷绕电芯中的保护片20的结构。
[0056]具体的，该保护片20大体呈三边形成有弯曲部22的片状。片状贴合部21大体呈矩形。贴合部21三个边缘形成有弯曲部22。分别位于贴合部21三个边缘的三个子弯曲部通过圆滑的弧面过渡连接。
[0057]弯曲部22具体包括从贴合部21边缘延伸的第一弯角221、从第一弯角221平直延伸的延伸部223和从延伸部223向贴合部21延伸的第二弯角222。
[0058]图8示出了本实用新型第四种实施方式提供的卷绕电芯中的保护片20的结构。
[0059]具体的，该保护片20大体呈矩形盒状。其两个平行侧面中，一个为贴合部21，另一个为连接部23。贴合部21和连接部23通过弯曲部22圆滑连接。
[0060]贴合部21三个边缘形成有弯曲部22。分别位于贴合部21三个边缘的三个子弯曲部通过圆滑的弧面过渡连接。
[0061]弯曲部22具体包括从贴合部21边缘延伸的第一弯角221、从第一弯角221平直延伸的延伸部223和从延伸部223延伸至连接部23的第二弯角222。
[0062]上述保护片20均通过将朝向过渡区11的边缘形成为大圆角，同时将保护片20边缘拐角处形成为圆滑的弧面，可有效避免保护片20对过渡区11的损伤，大大提高了卷绕电芯的使用安全性和可靠性。
[0063]此外，弯曲部22可以由贴合部21向上翻边形成，在工艺上，可以向上翻边，形成三个弯曲部，并且在相邻的两个弯曲部之间通过圆弧过渡连接；以实现本使用新型提供的具体技术方案。
[0064]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种卷绕电芯,包括卷绕极芯和连接在卷绕极芯端部的卷绕极耳； 所述卷绕极耳包括压合区、位于压合区两侧的圆弧部、以及连接压合区与圆弧部和连接压合区与卷绕极芯的过渡区； 其特征在于，所述卷绕电芯还包括保护片； 所述保护片包括贴合部，所述贴合部贴合于所述压合区内； 所述贴合部的朝向过渡区的边缘设置有弯曲部，所述弯曲部包括第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部，所述第一弯曲部和第二弯曲部设置在所述贴合部的朝向圆弧部的边缘，所述第三弯曲部设置在所述贴合部的朝向卷绕极芯的边缘，所述第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部间均圆弧过渡连接。
2.根据权利要求1所述的卷绕电芯，其特征在于，所述第一弯曲部、第二弯曲部和第三弯曲部均包括与贴合部连接的第一弯角和与第一弯角连接的第二弯角；所述第二弯角的一端连接至所述第一弯角的端部，另一端朝远离圆弧部或卷绕极芯的方向延伸。
3.根据权利要求2所述的卷绕电芯，其特征在于，所述第二弯角通过平直的延伸部连接至所述第一弯角。
4.根据权利要求3所述的卷绕电芯，其特征在于，所述平直的延伸部与压合区垂直。
5.根据权利要求4所述的卷绕电芯，其特征在于，所述保护片为两面开口的矩形盒。
6.根据权利要求2所述的卷绕电芯，其特征在于，所述第二弯角通过圆滑的延伸部连接至所述第一弯角。
7.根据权利要求6所述的卷绕电芯，其特征在于，所述圆滑的延伸部为横截面为半圆的弧面。
8.根据权利要求2-7中任意一项所述的卷绕电芯，其特征在于，所述保护片还包括与贴合部平行的连接部； 所述第二弯角朝远离圆弧部或卷绕极芯方向延伸的端部与所述连接部朝向所述过渡区的边缘连接。
9.根据权利要求8所述的卷绕电芯，其特征在于，所述连接部贴合于所述贴合部上。
10.根据权利要求9所述的卷绕电芯，其特征在于，所述保护片为一面开口的矩形盒的相互平行的两宽面间压合形成的压合片。
11.根据权利要求2所述的卷绕电芯，其特征在于，所述第一弯角的弯曲半径为所述贴合部厚度的2-100倍，所述第二弯角的弯曲半径为所述贴合部厚度的2-100倍。
12.一种动力电池，其特征在于，包括如权利要求1-11中任意一项所述的卷绕电芯。
【文档编号】H01M10/04GK204144388SQ201420491231
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年8月29日 优先权日:2014年8月29日
【发明者】蒋露霞, 杨珂利, 胡世超, 朱建华, 沈晞 申请人:上海比亚迪有限公司