本实用新型涉及一种卷绕式电芯和含有该卷绕式电芯的电池。
背景技术：
锂电池因其工作电压高、比能量大、自放电小等突出特点，被广泛用于诸多领域，特别是手机、电子行业。针对锂电池的结构、性能和制造工艺也进行了不断改进。随着锂电池应用的不断发展，汽车工业也逐渐将锂电池用于提供动力。目前，锂电池的结构主要有叠片式和卷绕式。本实用新型涉及的是卷绕式锂电池。
现有的卷绕式锂电池具在高温下隔膜易收缩、熔融或破损，致使正、负极接触短路，造成安全问题，以及电池或者含电池的数码设备发生跌落后正负极片从隔膜中冲出发生短路的风险。
现有技术（CN201320175447.3）公开了一种高能动力电池的负极极片与隔膜的组合部件，为了杜绝Z型叠片中出现的隔膜的收缩、隔膜的褶皱及负极掉粉等现象，其将负极极片限定在四边密封的隔膜袋中。其一，该现有技术并未给出该动力电池是卷绕式锂电池；其二，该隔膜袋是不具有开口的密封袋。这种不具有开口的密封袋结构需要先将隔膜和负极片叠好然后再依次进行密封，对于层数较多的电池需要花费非常长的时间进行层叠生产效率很低，其次完全密封不利于后续电解液的浸润，其解决不了卷绕式锂电池中快速全自动生产的技术问题。
技术实现要素：
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种卷绕式电芯和含有该卷绕式电芯的电池，所述卷绕式电芯至少可以提高电池的高温安全性能和跌落性能。
本实用新型提供的一种卷绕式电芯，由极片和隔膜卷绕而成，在所述电芯的厚度方向上，所述极片包括多层极片片体，所述隔膜包括多层隔膜片体，所述极片片体与所述隔膜片体间隔设置；在所述电芯的宽度方向上，所述隔膜片体的宽度大于至少一个与其相邻的极片片体的宽度，每个所述隔膜片体宽度方向上的边缘部与至少一个相邻的所述隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，极片片体包括正极片片体和负极片片体，在所述电芯的宽度方向上，所述隔膜片体的宽度大于与其相邻的所述正极片片体的宽度，在所述电芯的宽度方向上的端部，每个所述隔膜片体宽度方向上的边缘部与一个相邻的所述隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，在所述电芯的宽度方向上，所述隔膜片体的宽度小于所述负极片片体的宽度。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，极片片体包括正极片片体和负极片片体，在所述电芯的宽度方向上，所述隔膜片体的宽度大于与其相邻的所述负极片片体的宽度，在所述电芯的宽度方向上的端部，每个所述隔膜片体宽度方向上的边缘部与一个相邻的所述隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，在所述电芯的宽度方向上，所述隔膜片体的宽度大于至少一个与其相邻的极片片体的宽度，在所述电芯的宽度方向上的一端，每个所述隔膜片体宽度方向上的边缘部与一个相邻的所述隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，在所述电芯的宽度方向上的另一端，每个所述隔膜片体宽度方向上的边缘部与两个相邻的所述隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接；或，将多层所述隔膜片体宽度方向上的边缘部一起密封连接。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，在所述电芯的宽度方向上，所述隔膜片体的宽度大于至少一个与其相邻的极片片体的宽度，在所述电芯的宽度方向上的一端，将多层所述隔膜片体宽度方向上的边缘部一起密封连接。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，在所述电芯的宽度方向上的另一端，每个所述隔膜片体宽度方向上的边缘部与两个相邻的所述隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接；或，将多层所述隔膜片体宽度方向上的边缘部一起密封连接。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，极片片体包括正极片片体和负极片片体，在所述电芯的宽度方向上，所述负极片片体的宽度大于所述正极片片体的宽度。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，隔膜的宽度大于所述负极片片体的宽度，所述隔膜与所述负极片片体的宽度差值为1.5 mm -2.5mm。
根据本实用新型一个实施例的卷绕式电芯，极片包括正极片和负极片，一层所述隔膜回折形成双层隔膜，所述负极片位于所述双层隔膜内，所述负极片和正极片之间间隔有隔膜；所述隔膜/负极/隔膜/正极依次排列卷绕成卷绕式电芯。
根据本实用新型还提供电池，包括上述的卷绕式电芯。
根据本实用新型一个实施例的电池，电池含有多个卷绕式电芯。
根据本实用新型一个实施例的电池，多个卷绕式电芯在纵向上堆叠和/或多个卷绕式电芯在横向上排列。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例的卷绕式电芯俯视图。
图2为本实用新型一个实施例中极片片体和隔膜片体的宽度对比示意图。
图3为图1在A方向的侧视图。
图4为图3的局部示意图。
图5为图3的局部示意图。
图6为图1在A方向的侧视图。
图7为图1在A方向的侧视图。
附图标记说明：
1、电芯，2、极片片体，21、负极片片体，22、正极片片体，4、隔膜片体，41、第一隔膜片体，42、第二隔膜片体。
具体实施方式
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。
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。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“横向”、“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“顺时针”、“逆时针”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。
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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个、三个等，除非另有明确具体的限定。
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，除非另有明确的限定。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。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图及实施例对本实用新型做进一步描述。
常用的卷绕式电芯，包括正极片、负极片和隔离所述正极片与负极片的隔膜，隔膜的作用在于防止正极片和负极片接触短路。
如图1、图3至图7所示，本实用新型由隔膜、负极片、隔膜和正极片依次排列卷绕成卷绕式电芯1，在电芯的厚度方向上，极片包括多层极片片体2，所述隔膜包括多层隔膜片体4，极片片体2与隔膜片体4间隔设置；在电芯的宽度方向上，隔膜片体4的宽度大于至少一个与其相邻的极片片体2的宽度，每个隔膜片体宽度方向上的边缘部与至少一个相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接，将极片片体限定在隔膜片体密封形成的空间内。
需要解释的是，本文所述“隔膜片体宽度方向”与“电芯的宽度方向”方向一致，本文所述“隔膜片体宽度方向上的边缘部”是指特定方向上的隔膜边缘部，并不是指常规的隔膜的短边。
本实用新型的设计的优化效果如下：
现有的卷绕式电芯中，隔膜只是隔离正极片和负极片，相邻隔膜不进行密封，在过热情况时，隔膜热收缩会致使正极片和负极片接触短路。本申请将将极片片体限定在隔膜片体密封后形成的空间内，通过极片片体对该空间的物理支撑，可以阻碍隔膜片体的热收缩，提高电池的安全性。其次，电池在使用过程中存在跌落、撞击和震动等情况，致使极片上的材料剥离掉屑或者出现正极片移动高于负极片的现象，材料剥离掉屑会散落在正极片和负极片之间导通正极和负极引起短路，正极片移动高于负极片会在后续的充电过程中产生锂枝晶，影响电池的安全性能，将极片片体限定在隔膜片体密封后形成的空间内，一方面对极片片体进行限位，避免现有技术中正极片移动高于负极片发生的副反应，另一方面极片掉下来的碎屑被限定在该空间中，可有效解决电池跌落、撞击和震动等此类非正常使用引发的安全问题。再次，将将极片片体限定在隔膜片体密封形成的空间内，更精准的隔离负极片片体和正极片片体可以提高电池的安全性能。最后，电解液可以通过隔膜上的微孔和未密封的隔膜边缘，渗入到极片中，进一步提高电池的导电性能。
实施例1
如图1、图2和图6所示，由隔膜、负极片、隔膜和正极片依次排列卷绕成卷绕式电芯1，在电芯的厚度方向上，极片包括多层极片片体2，所述隔膜包括多层隔膜片体4，极片片体2与隔膜片体4间隔设置；极片片体2包括正极片片体22和负极片片体21，具体的，在电芯的宽度方向上，隔膜片体4的宽度大于与其相邻的负极片片体21的宽度，在电芯的宽度方向上的端部，每个隔膜片体4宽度方向上的边缘部与一个相邻的隔膜片体4宽度方向上的边缘部密封连接，将负极极片体21被限定在上述隔膜片体4密封后形成的空间内。
优选的，如图2和图6所示，在电芯的宽度方向上，负极片片体21的宽度大于正极片片体22的宽度，且隔膜片体4的宽度大于负极片片体21的宽度，隔膜片体与负极片片体的宽度差值为1.5mm-2.5mm。隔膜片体的宽度最宽一方面可以更好的隔离正极片片体22和负极片片体21，因为原隔膜片体的宽度大，即便发生隔膜热收缩，收缩后的隔膜片体的宽度也足够隔离正极片片体22和负极片片体21，保证电池的安全性能。
本实施例的密封工序包含两种，一种是先将隔膜、负极片、隔膜和正极片依次排列并卷绕成卷绕式电芯，后密封相邻两层隔膜片体的边缘；另一种是先隔膜、负极片、隔膜和正极片依次排列好，密封相邻两层隔膜的边缘，后卷绕成卷绕式电芯。优选采用第一种密封方式，其工艺简单，可使用于现在的自动卷绕设备，同时避免了卷绕存料的现象；第二种方式生产效率远低于第一种生产方式，且无法使用于现在的自动卷绕设备，存在卷绕存料的现象。
实施例2
如图1所示，由隔膜、负极片、隔膜和正极片依次排列卷绕成卷绕式电芯1，在电芯的厚度方向上，极片包括多层极片片体2，所述隔膜包括多层隔膜片体4，极片片体2与隔膜片体4间隔设置；极片片体2包括正极片片体22和负极片片体21，具体的与图6类似，在电芯的宽度方向上，隔膜片体4的宽度大于与其相邻的正极片片体22的宽度，同时隔膜片体4的宽度小于负极片片体21的宽度，在电芯的宽度方向上的端部，每个隔膜片体4宽度方向上的边缘部与一个相邻的隔膜片体4宽度方向上的边缘部密封连接，将正极片片体22限定在上述隔膜片体4密封后形成的空间内。
现有卷绕式电芯中的隔膜的宽度不小于极片的宽度，本实施例中隔膜的宽度明显小于实施例一和现有卷绕式电芯中隔膜的宽度，减少了隔膜的用量降低成本；其次，将正极片片体22限定在隔膜片体4密封后形成的空间内，通过正极片片体对该空间的物理支撑，可阻碍隔膜热收缩，提高电池的安全性。再次，电池在使用过程中存在跌落、撞击和震动等情况，致使极片上的材料剥离掉屑或者出现正极片移动高于负极片的现象，材料剥离掉屑会散落在正极片和负极片之间导通正极和负极引起短路，正极片移动高于负极片会在后续的充电过程中产生锂枝晶，影响电池的安全性能，将正极片片体限定在隔膜片体密封后形成的空间内，一方面对正极片片体进行限位，防止正极片移动高于负极片，另一方面极片掉下来的正极碎屑被限定在该空间中，可有效解决跌落、撞击和震动等此类非正常使用引发的安全问题。最后，电解液可以通过隔膜上的微孔和未密封的隔膜边缘，渗入到正极片中，进一步提高电池的导电性能。
本实用新型中，由隔膜、负极片、隔膜和正极片依次排列卷绕成卷绕式电芯，在电芯的厚度方向上，极片包括多层极片片体，隔膜包括多层隔膜片体，极片片体与隔膜片体间隔设置，在电芯的宽度方向上，隔膜片体的宽度大于至少一个与其相邻的极片片体的宽度，在所述电芯的宽度方向上的一端，每个所述隔膜片体宽度方向上的边缘部与一个相邻的所述隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接；在电芯的宽度方向上的另一端，每个隔膜片体宽度方向上的边缘部与两个相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接；或，将多层隔膜片体宽度方向上的边缘部一起密封连接。极片片体被限定在上述隔膜片体密封后形成的空间内。
实施例3
如图1、图2和图7所示，由隔膜、负极片、隔膜和正极片依次排列卷绕成卷绕式电芯1，在电芯的厚度方向上，极片包括多层极片片体2，所述隔膜包括多层隔膜片体4，极片片体2与隔膜片体4间隔设置；极片片体2包括正极片片体22和负极片片体21，具体的，在电芯的宽度方向上，隔膜片体4的宽度大于与其相邻的负极片片体21的宽度，隔膜片体与负极片片体的宽度差值为1.5mm-2.5mm，同时隔膜片体4的宽度大于正极片片体21的宽度；而在电芯的宽度方向上的一端，每个隔膜片体4宽度方向上的边缘部与一个相邻的隔膜片体4宽度方向上的边缘部密封连接（即，每两层相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接）；在电芯的宽度方向上的另一端，每个隔膜片体4宽度方向上的边缘部与两个相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接（即，每三层相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接）。极片片体分别独立的被限定在上述隔膜片体密封后形成的空间内。
本申请中实施例1和实施例2是采用对称式密封（如图6所示，在电芯的宽度方向上的两个端部，均是每两层相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接），而实施例3采用的是不对称密封方式（如图7所示，在电芯的宽度方向上的一端是每两层相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接，在电芯的宽度方向上的另一端是每三层相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接）。相对于每两层一密封而言，这种不对称密封方式，一定程度上减少了密封的工作量，且工艺操作更灵活。
本实用新型中，由隔膜、负极片、隔膜和正极片依次排列卷绕成卷绕式电芯，在电芯的厚度方向上，极片包括多层极片片体，隔膜包括多层隔膜片体，极片片体与隔膜片体间隔设置，在电芯的宽度方向上，隔膜片体的宽度大于至少一个与其相邻的极片片体的宽度，在电芯的宽度方向上的一端，将多层隔膜片体宽度方向上的边缘部一起密封连接；在电芯的宽度方向上的另一端，每个隔膜片体宽度方向上的边缘部与两个相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接；或，将多层隔膜片体宽度方向上的边缘部一起密封连接。极片片体分别独立的被限定在上述隔膜片体密封后形成的空间内。
实施例4
如图1、图2和图3所示，由隔膜、负极片、隔膜和正极片依次排列卷绕成卷绕式电芯1，在电芯的厚度方向上，极片包括多层极片片体2，所述隔膜包括多层隔膜片体4，极片片体2与隔膜片体4间隔设置；极片片体2包括正极片片体22和负极片片体21，具体的，在电芯的宽度方向上，隔膜片体4的宽度大于与其相邻的负极片片体21的宽度，隔膜片体与负极片片体的宽度差值为1.5mm-2.5mm，同时隔膜片体4的宽度大于正极片片体21的宽度；而在电芯的宽度方向上的一端，将所有隔膜片体4宽度方向上的边缘部一起密封连接；在电芯的宽度方向上的另一端，每个隔膜片体4宽度方向上的边缘部与两个相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接（即，每三层相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接）。极片片体分别独立的被限定在上述隔膜片体密封后形成的空间内。
实施例4采用的是不对称密封方式（如图3所示，在电芯的宽度方向上的一端是每三层相邻的隔膜片体宽度方向上的边缘部密封连接，在电芯的宽度方向上的另一端是所有隔膜片体宽度方向上的边缘部一起密封连接）。相对于实施例1-实施例3而言，本实施例将一个端部中所有隔膜片体宽度方向上的边缘部一起密封连接，大大的减少了密封的工作量，且工艺简单，便于实现工业化量产。
优选的，相邻隔膜片体的宽度相同，如果相邻隔膜的宽度相差较多，不便于密封。
优选的，极片片体包括正极片片体和负极片片体，在电芯的宽度方向上，负极片片体的宽度大于正极片片体的宽度；进一步优选的，隔膜片体的宽度大于负极片片体的宽度，隔膜片体与所述负极片片体的宽度差值为1.5mm-2.5mm。确保隔膜片体可以完全分隔负极片片体和正极片片体，避免负极片片体和正极片片体接触造成的短路，提高电池的安全性能。
优选的，本申请采用的密封手段可以是热封、胶黏等现有的密封工艺。
一种电池，其中，包括本文所述的卷绕式电芯。通过将极片限定在隔膜片体4密封后形成的空间内，其一，通过极片片体对上述空间的物理支撑阻碍了隔膜热收缩；其二，对极片片体进行限位，更好的隔离了正极片和负极片，避免现有技术中正极片移动高于负极片发生的副反应；其三，极片掉下来的碎屑被限定在该空间中，可有效解决电池跌落、撞击和震动等此类非正常使用引发的安全问题的安全性问题。
优选的，电池含有多个卷绕式电芯，这里的多个是指至少两个子电芯。串联提高电压，并联提高电流。
优选的，多个卷绕式电芯之间的连接方式可以将多个卷绕式电芯在纵向上堆叠，也可以将多个卷绕式电芯在横向上排列，还可以将未卷绕的多个卷绕式电芯层层堆叠后，再进行卷绕，多个卷绕式电芯之间的连接方式不限于本文提供的3种方式。
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。
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。