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：

目前聚合物锂离子电池在不断追求高能量密度，随之而来的安全问题同样是巨大的挑战，许多高能量密度的电芯面临难以通过某些安全测试的风险，比如针刺和撞击安全测试。而常用的改善针刺撞击的方法是通过双面未涂覆的阴阳极集流体形成的外马甲区，且目前此方法仅能在电芯的一面形成马甲区，如图1所示；从而使得当未形成马甲的区域遭受外力撞击时易于引发安全问题，同时也会造成较大的能量密度损失，同时对材料造成浪费。

鉴于此，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，所述卷绕式电芯包括由第一隔膜、第一极片、第二隔膜和第二极片卷绕而成的扁平状电芯，所述第一极片上连接有第一极耳，所述第二极片上连接有第二极耳；所述第二极片至少在位于所述卷绕式电芯的最外圈的部分为第二空箔区，所述第一极片上与所述第二空箔区背离电芯中心的面相对的部分包括第一空箔区。

优选的，所述第一极片上与所述第二空箔区朝向电芯中心的面相对的部分包括第一空集流体区。

优选的，所述第一极片第一次发生弯折的位点为第一弯折处，所述第一极片的起始端到所述第一弯折处之间的距离为第一极片头部；所述第二极片第一次发生弯折的位点为第二弯折处，所述第二极片的起始端到所述第二弯折处之间的距离为第二极片头部；

所述第一极耳设置于所述第一极片头部内，和/或，所述第二极耳设置于所述第二极片头部内。

优选的，所述第一极耳设置于所述第一空箔区上，和/或，所述第二极耳设置于所述第二空箔区上。

优选的，所述第一极片第一次发生弯折的位点为第一弯折处，所述第二极片第一次发生弯折的位点为第二弯折处；所述第一极片包括第一活性物质层，所述第一活性物质层的末端为第一活性物质层末端；所述第二极片包括第二活性物质层，所述第二活性物质层的末端为第二活性物质层末端，所述第一弯折处到所述第一活性物质层末端之间的第一极片上设有露出空白集流体的第一凹槽，所述第一极耳固定于所述第一凹槽中；和/或，

所述第二弯折处到所述第二活性物质层末端之间的第二极片上设有露出空白集流体的第二凹槽，所述第二极耳固定于所述第二凹槽中。

优选的，所述第一极片的起始端在所述扁平状电芯内部回折形成第一回折段，所述第一回折段的回折位点为第一回折位点；和/或，所述第二极片的起始端在所述扁平状电芯内部回折形成第二回折段，所述第二回折段的回折位点为第二回折位点。

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，在所述扁平状电芯厚度方向上，所述第一极耳或/和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与所述第二隔膜的起始端相连接。

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；和/或，所述第二极耳与第二集流体的焊接后最大厚度小于或等于所述第二极耳和所述第二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：

本申请的卷绕式电芯的最外圈设置双层空箔区，从而在电芯的厚度方向的相对两侧都形成马甲区，当电芯遭到滥用时，马甲区可以优先发生短路，而避免燃烧或爆炸等安全问题，从而提高了电芯的安全性；同时，本申请在在电芯的厚度方向的相对两侧都形成马甲区，还平衡了电芯两侧卷曲部分的厚度，从而使电芯的平整度更好，可改善电芯变形。

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；

图10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11为本申请某一具体实施方式中的卷绕式电芯结构示意图；

1-卷绕式电芯；

10-第一极片；

101-第一空箔区；

102-第一回折段；

103-第一弯折处；

104-第一空集流体区；

20-第二极片；

201-第二空箔区；

202-第二回折段；

203-第二弯折处；

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。

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。

本申请实施例涉及一种卷绕式电芯1，如图2所示，包括由第一隔膜30、第一极片10、第二隔膜40和第二极片20卷绕而成的扁平状电芯，第一极片10上连接有第一极耳50，第二极片20上连接有第二极耳60；第二极片20的最外圈为第二空箔区201，第一极片10上与第二空箔区201背离电芯中心的面相对的部分包括第一空箔区101。从而在电芯的厚度方向(T-T’方向)的相对两侧都形成由空集流体相对形成的部分，即马甲区，当电芯遭到滥用时，马甲区可以优先发生短路，而避免燃烧或爆炸等安全问题，从而提高了电芯的安全性。

进一步优选的，第一极片10上与第二空箔区201朝向电芯中心的面相对的部分包括第一空集流体区104。从而在第二空箔区201与第一极片10相对的另一面之间也形成马甲区，进一步提高了电芯的安全性。

在本申请实施例中，第一极耳50和/或第二极耳60可位于极片的头部。如图2所示，第一极片10第一次发生弯折的位点为第一弯折处103，第一极片10的起始端到第一弯折处103之间的距离为第一极片头部；第二极片20第一次发生弯折的位点为第二弯折处203，第二极片20的起始端到第二弯折处203之间的距离为第二极片头部；第一极耳50设置于第一极片头部内，第二极耳60设置于第二极片头部内。

在本申请实施例中，第一极耳50和/或第二极耳60可位于极片的尾部。如图3所示，第一极耳设置于第一空箔区101上，第二极耳设置于第二空箔区201上。

在本申请实施例中，如图4所示，第一极片10包括第一活性物质层，第一活性物质层的末端为第一活性物质层末端；第二极片20包括第二活性物质层，第二活性物质层的末端为第二活性物质层末端，第一弯折处103到第一活性物质层末端之间的第一极片10上设有露出空白集流体的第一凹槽(图中未示出)，第一极耳50固定于第一凹槽中。

或者，第二弯折处203到第二活性物质层末端之间的第二极片20上设有露出空白集流体的第二凹槽，第二极耳60固定于第二凹槽中。

其中，凹槽可设计成三面封闭、一面开口的短凹槽，也可设计成贯穿极片宽度方向的长凹槽，即两面封闭、两面开口。

在本申请实施例中，在不损失能量密度的情况下，为了便于批量生产，如图5所示，第二极片20的起始端在电芯内部回折形成第二回折段202，第二回折段202的回折位点为第二回折位点，回折的方向可以与卷绕方向相同或者相反。另外，如图6所示，第一极片10的起始端在电芯内部回折形成第一回折段102，第一回折段102的回折位点为第一回折位点。

在本申请实施例中，为了方便生产，且不损失能量密度，如图7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。

进一步优选的，在扁平状电芯厚度方向上，第一极耳50和第二极耳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，从而减少了电芯最内层隔膜的层数，进一步减小了电芯的厚度。

在本申请实施例中，为了方便卷绕，第一隔膜30的起始端与第二隔膜40的起始端可直接相连接，如图8～10所示，即采用一条完整的隔膜制备上述卷绕式电芯1，从而简化了制备工艺，提高了生产效率；同时不需要对隔膜起始端的进行回折处理，从而可进一步减小电芯的厚度。在图7中，在扁平状电芯厚度方向上，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；在图9和图10中，在扁平状电芯厚度方向上，电芯最内侧没有连续重叠的第一隔膜30和第二隔膜40；并且在图10中，隔膜在第一极片10的起始端直接相连，为最节约隔膜的情况。

本申请实施例中，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1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，如图11所示，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。其中，隔膜收尾段80也可由第一隔膜30或第二隔膜40构成。

进一步优选的，在本申请实施例中，极耳可与集流体一体形成，例如，极耳直接由集流体切割而成。或，极耳单独形成并固定于对应的空白集流体，或者极耳固定于极片的凹槽处的空白集流体上。进一步优选的，第一极耳50与第一集流体的焊接后最大厚度小于或等于第一极耳50和第一集流体的厚度之和的1.5倍；和/或，第二极耳60与第二集流体的焊接后最大厚度小于或等于第二极耳60和第二集流体的厚度之和的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。