360°卷绕双极耳电芯的制作方法

本实用新型涉及锂电池领域，特别是涉及360°卷绕双极耳电芯。

背景技术：

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域。

电芯作为锂电池的重要组成部分，在电池的性能发挥中起到了至关重要的作用。现有技术的电芯主要采用传统的卷绕式和层叠式两种结构，其中层叠结构工艺复杂、效率低且安全隐患相对较多，而卷绕结构虽然工艺简单、生产效率高、安全性和一致性好，但传统的卷绕式电池，360°卷绕后只有一个极耳，极耳数目少，厚度小，导致电芯电流不均匀、内阻大，在电池大功率放电时，极耳发热严重，导致电池整体温升过高，电池容易热失控，从而导致电池放电倍率低，不能满足高倍率放电的要求。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种360°卷绕后有两个极耳、极耳数量翻倍、厚度翻倍、电流均匀、内阻小、温升低、放电倍率高的360°卷绕双极耳电芯。

本实用新型所采用的技术方案是：360°卷绕双极耳电芯，所述电芯为由隔膜、正极片、负极片卷绕而成的扁平状电芯，所述正极片和负极片大小形状相同且分别位于隔膜两侧；所述正极片从内到外展开后包括宽度依次呈等差数列递增的若干段，每段设有一个正极耳，360°卷绕后相邻两段的正极耳重叠；所述负极片从内到外展开后包括宽度依次呈等差数列递增的若干段，每段设有一个负极耳，360°卷绕后相邻两段的负极耳重叠。

对上述技术方案的进一步改进为，所述正极片从内到外展开后每段均包括位于正极耳前方的正极首部和位于正极耳后方的正极尾部，相邻两段前段的正极尾部的宽度等于后段正极首部的宽度，负极片从内到外展开后每段均包括位于负极耳前方的负极首部和位于负极耳后方的负极尾部，相邻两段前段的负极尾部的宽度等于后段负极首部的宽度。

对上述技术方案的进一步改进为，正极片从内到外相邻两段，后段与前段的宽度差为后段的正极尾部与前段的正极首部的宽度差；负极片从内到外相邻两段，后段与前段的宽度差为后段的负极尾部与前段的负极首部的宽度差。

本实用新型的有益效果为：

1、本实用新型中，正极片从内到外可分为若干段，正极片360°卷绕后相邻两段的正极耳重叠，负极片从内到外可分为若干段，负极片360°卷绕后相邻两段的负极耳重叠，因此，360°卷绕后有两个极耳重叠、极耳数量翻倍、厚度翻倍、电芯内电流均匀、内阻小，极耳发热少，电芯温升低，倍率放电性能和循环性能好。

2、正极片从内到外展开后每段均包括位于正极耳前方的正极首部和位于正极耳后方的正极尾部，相邻两段前段的正极尾部的宽度等于后段正极首部的宽度，负极片从内到外展开后每段均包括位于负极耳前方的负极首部和位于负极耳后方的负极尾部，相邻两段前段的负极尾部的宽度等于后段负极首部的宽度。正极片上从内到外正极耳间的距离呈等差数列增加，负极片上从内到外负极耳间的距离也呈等差数列增加，通过此种设计，保证从内到外卷绕后，正极片上所有的正极耳都能完全重合，负极片上所有的负极耳都能完全重合，整体来看，每段均有一个正极耳和一个负极耳，实现在不改变电芯体积的情况下，相对于传统的卷绕电芯，正极耳和负极耳的数量翻倍，极耳厚度翻倍、电芯内电流均匀、内阻小，极耳发热少，电芯温升低，倍率放电性能和循环性能好。

3、正极片从内到外相邻两段，后段与前段的宽度差为后段的正极尾部与前段的正极首部的宽度差；负极片从内到外相邻两段，后段与前段的宽度差为后段的负极尾部与前段的负极首部的宽度差。正极片中，从内到外，每段的正极首部、正极尾部均形成一等差数列，负极片中，从内到外，每段的负极首部、负极尾部均形成一等差数列，从而使得卷绕后前段的正极首部能与后段的正极首部部分重叠，卷绕后前段的正极首部能与后段的正极首部部分重叠，每段的正极耳完全重叠，负极片也是如此，因此，正极耳和负极耳的数量翻倍，厚度翻倍、放电倍率高。

附图说明

图1为本实用新型的360°卷绕双极耳电芯的立体图；

图2为本实用新型的360°卷绕双极耳电芯的另一视角的立体图；

图3为本实用新型的360°卷绕双极耳电芯的俯视图；

图4为本实用新型的正极片卷绕后的结构示意图；

图5为本实用新型的正极片展开后的结构示意图；

图6为本实用新型的负极片卷绕后的结构示意图；

图7为本实用新型的负极片展开后的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型作进一步的说明。

如图1～图3所示，分别为本实用新型的360°卷绕双极耳电芯的不同视角立体图和俯视图。

360°卷绕双极耳电芯100，所述电芯100为由隔膜110、正极片120、负极片130卷绕而成的扁平状电芯100，所述正极片120和负极片130分别位于隔膜110两侧。

如图4～图7所示，分别为本实用新型的正极片卷绕后的结构示意图、正极片展开后的结构示意图、负极片卷绕后的结构示意图、负极片展开后的结构示意图。

所述正极片120从内到外展开后包括宽度依次呈等差数列增加的若干段，每段设有一个正极耳121，360°卷绕后相邻两段的正极耳121重叠；所述负极片130从内到外展开后包括宽度依次呈等差数列增加的若干段，每段设有一个负极耳131，360°卷绕后相邻两段的负极耳131重叠；正极耳121的大小与负极耳131的大小相同。

正极片120从内到外展开后每段均包括位于正极耳121前方的正极首部122和位于正极耳121后方的正极尾部123，相邻两段前段的正极尾部123的宽度等于后段正极首部122的宽度，负极片130从内到外展开后每段均包括位于负极耳131前方的负极首部132和位于负极耳131后方的负极尾部133，相邻两段前段的负极尾部133的宽度等于后段负极首部132的宽度。正极片120上从内到外正极耳121间的距离呈等差数列增加，负极片130上从内到外负极耳131间的距离也呈等差数列增加，通过此种设计，保证从内到外卷绕后，正极片120上所有的正极耳121都能完全重合，负极片130上所有的负极耳131都能完全重合，整体来看，每段均有一个正极耳121和一个负极耳131，360°卷绕后有两个正极耳121或两个负极耳131重叠，相对于传统的卷绕电芯100，正极耳121和负极耳131的数量翻倍，极耳厚度翻倍、电芯100内电流均匀、内阻小，极耳发热少，电芯100温升低，倍率放电性能和循环性能好。

正极片120从内到外相邻两段，后段与前段的宽度差为后段的正极尾部123与前段的正极首部122的宽度差；负极片130从内到外相邻两段，后段与前段的宽度差为后段的负极尾部133与前段的负极首部132的宽度差。正极片120中，从内到外，每段的正极首部122、正极尾部123均形成一等差数列，负极片130中，从内到外，每段的负极首部132、负极尾部133均形成一等差数列，从而使得卷绕后前段的正极首部122能与后段的正极首部122部分重叠，卷绕后前段的正极首部122能与后段的正极首部122部分重叠，每段的正极耳121完全重叠，负极片130也是如此，因此，正极耳121和负极耳131的数量翻倍，电芯100放电倍率高。

本实用新型的360°卷绕双极耳电芯，正极片120从内到外可分为若干段，正极片120360°卷绕后相邻两段的正极耳121重叠，负极片130从内到外可分为若干段，负极片130360°卷绕后相邻两段的负极耳131重叠，因此，相同体积下，正极片120和负极片130的数量翻倍，电芯100放电倍率高。

360°卷绕双极耳电芯100的生产工艺，包括以下步骤，a、根据电芯100体积设计算出电芯100中正极片120的段数、正极耳121宽度、电芯100的最外段宽度，根据段数、正极耳121宽度和最外段宽度确定最内段的正极片120的宽度、正极首部122宽度和正极尾部123宽度，且确保正极首部122宽度、正极耳121宽度和正极尾部123宽度三者宽度之和为最内段正极片120宽度；b、根据按照步骤a中的方法依次计算出第二段、第三段……最外段的正极首部122宽度、正极尾部123宽度；c、按照同样的方法计算出从内到外每段的负极片130的宽度、负极首部132宽度、负极耳131宽度和负极尾部133宽度；d、根据步骤a、b和c中的计算结果，取正极基材和负极基材分别进行模切，模切出正极耳121和负极耳131，得到正极片120和负极片130；e、将步骤d中模切后的正极片120和模切后的负极片130镜像对称设置于隔膜110两侧，从内到外依次卷绕呈扁平状，确保所有正极耳121重叠，所有负极耳131重叠，得到容量翻倍的卷绕电芯100。

步骤a和b中，正极片120从内到外相邻两段前段的正极尾部123的宽度等于后段正极首部122的宽度，步骤c中，负极片130从内到外相邻两段前段的负极尾部133的宽度等于后段负极首部132的宽度。

正极片120从内到外相邻两段，后段与前段的宽度差为后段的正极尾部123与前段的正极首部122的宽度差；负极片130从内到外相邻两段，后段与前段的宽度差为后段的负极尾部133与前段的负极首部132的宽度差。

360°卷绕双极耳电芯100的生产工艺，通过此工艺生产出的卷绕电芯100，相对于传统的单极耳电芯100，在电芯100体积相同的情况下，内部的正极耳121和负极耳131数量翻倍，从而确保电芯100放电倍率高。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。