锂电池及其电池芯和极片的制作方法

本实用新型涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种锂电池及其电池芯和极片。

背景技术：

自1991年，锂电池成功研制并商业化以来，锂电池发展迅速，其应用范围日益扩大，市场占有率日益提高，特别是随着能源危机的到来以及环境压力日益扩大，锂电池作为动力源应用在电动汽车上，使得市场对锂电池的需求进一步扩大。锂电池在电动汽车上的应用对电池性能的要求不同于消费市场用电池，既要高能量密度，又要高功率密度，同时对安全性能要求也很高。

锂电池包括电池壳和设置在电池壳内的电池芯，电池芯上进一步连接有极耳，现有技术中极耳的形成有多种方式，例如包括：

1、极片卷绕完成后额外焊接极耳，此方案中焊接极耳可能出会现焊接不牢固的问题；

2、极片上设有多个一体成型的点极耳，在卷绕后进一步将多个点极耳焊接串联，此方案中多个点极耳在卷绕后位置分布容易偏差较大，整体形成的极耳形状不易控制。

技术实现要素：

本实用新型针对以上技术问题提供一种电池壳及一种锂电池，以解决现有技术中电池芯需要额外的螺丝或卡扣等固定件占用了电池芯安装空间进而降低了锂电池的储电量的技术问题。

本实用新型采用的一个技术方案是：提供1、一种用于制造锂电池的极片，其特征在于，

所述极片包括一体成型的第一极片部和一个第二极片部；

所述第一极片部用于卷绕以形成电芯卷；

所述第二极片部用于随所述第一极片部同步卷绕以在所述电芯卷的端面形成一体式极耳卷，其中，在卷绕方向上，所述第二极片部的长度小于所述第一极片部的长度。

根据本实用新型一具体实施例，所述第二极片部的侧端与所述第一极片部的侧端平齐设置。

根据本实用新型一具体实施例，所述第二极片部的侧端与所述第一极片部的侧端间隔设置。

根据本实用新型一具体实施例，所述第一极片部和所述第二极片部均成矩形状。

根据本实用新型一具体实施例，所述第一极片部和所述第二极片部均成直角梯形状，所述第一极片部的斜边和所述第二极片部的斜边相连接。

根据本实用新型一具体实施例，所述第二极片部的直角边的延伸线与所述第一极片部的下底的端部平齐。

本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种电池芯，其特征在于，所述电池芯包括层叠卷绕设置的正极片、隔膜以及负极片，所述隔膜用于将所述正极片和所述负极片绝缘间隔，所述正极片和所述负极片采用相同形状且在卷绕方向上对称设置的极片，所述极片为上述的极片。

本实用新型采用的另一个技术方案是：提供一种锂电池，其特征在于，所述电池包括电池壳和电池芯，所述电池芯包括层叠卷绕设置的正极片、隔膜以及负极片，所述隔膜用于将所述正极片和所述负极片绝缘间隔，所述正极片和所述负极片采用相同形状且在卷绕方向上对称设置的极片，所述极片为上述的极片。

根据本实用新型一具体实施例，所述正极片的材质为LCO、LMO、LFP、NMC或者NCA。

根据本实用新型一具体实施例，所述负极片的材质为石墨。

本实用新型的有益效果是：区别于现有技术的情况，本实用新型提供的锂电池及其电池芯和极片中，由于极片包括一体成型且长度差异化设置的第一极片部和一个第二极片部，因此在进行卷绕时该一个第二极片部可以卷绕形成结构强度好、形状规则的一体式极耳卷，在后续与电池壳装配时可以与电池壳进行过盈配合方式装配，简化了极耳的制造、提升了极耳的机械装配强度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型第一实施例提供的电池芯卷绕前的立体结构示意图；

图2是本实用新型第一实施例提供的单片极片卷绕前的平面结构示意图；

图3是本实用新型第一实施例提供的双片极片卷绕前的平面结构示意图；

图4是本实用新型第一实施例提供的双片极片卷绕后的简化截面结构示意图；

图5是本实用新型第一实施例提供的双片极片卷绕后的简化俯视结构示意图；

图6是本实用新型第一实施例提供的双片极片卷绕后的简化立体结构示意图；

图7是本实用新型第一实施例提供的锂电池的简化截面结构示意图；

图8是本实用新型第一实施例提供的锂电池的电池壳的局部简化立体结构示意图；

图9是本实用新型第二实施例提供的单片极片卷绕前的平面结构示意图；

图10是本实用新型第二实施例提供的双片极片卷绕前的平面结构示意图；

图11是本实用新型第二实施例提供的双片极片卷绕后的简化截面结构示意图；

图12是本实用新型第二实施例提供的双片极片卷绕后的简化俯视结构示意图；

图13是本实用新型第二实施例提供的双片极片卷绕后的简化立体结构示意图；

图14是本实用新型第二实施例提供的锂电池的简化截面结构示意图；

图15是本实用新型第二实施例提供的锂电池的电池壳的局部简化立体结构示意图；

图16是本实用新型第三实施例提供的单片极片卷绕前的平面结构示意图；

图17是本实用新型第三实施例提供的双片极片卷绕前的平面结构示意图；

图18是本实用新型第三实施例提供的双片极片卷绕后的简化截面结构示意图；

图19是本实用新型第三实施例提供的双片极片卷绕后的简化俯视结构示意图；

图20是本实用新型第三实施例提供的双片极片卷绕后的简化立体结构示意图；

图21是本实用新型第三实施例提供的锂电池的简化截面结构示意图；以及

图22是本实用新型第三实施例提供的锂电池的电池壳的局部简化立体结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请一并参阅图1至图8，本实用新型第一实施例提供一种锂电池及其电池芯和极片。

如图1及图3至图7所示，本实用新型第一实施例提供一种电池芯，该电池芯包括层叠卷绕设置的正极片200、隔膜300以及负极片400，隔膜300用于将正极片200和负极片400绝缘间隔，正极片200和负极片400采用相同形状且在卷绕方向(图2中箭头示意的从左至右方向)上对称设置的极片，如图2和图3所示，极片包括一体成型的第一极片部110和一个第二极片部120，如图4至图6所示，第一极片部110卷绕以形成电芯卷110'，第二极片部120随第一极片部110同步卷绕以在电芯卷110'的端面形成一体式极耳卷120'，其中，在卷绕方向上，第二极片部120的长度小于第一极片部110的长度。

本实用新型第一实施例提供的电池芯中，由于极片包括一体成型且长度差异化设置的第一极片部110和一个第二极片部120，因此在进行卷绕时该一个第二极片部120可以卷绕形成结构强度好、形状规则的一体式极耳卷120'，在后续与电池壳500装配时可以与电池壳500进行过盈配合方式装配，由此可简化极耳的制造、提升极耳的机械装配强度。

其中，图2中所示的虚线仅是示意性的划分第一极片部110和一个第二极片部120的区域，实际产品中极片是一整体板材，虚线并不存在。

其中，正极片200的材质可为LCO、LMO、LFP、NMC或者NCA，负极片400的材质可为石墨。

其中，正极片200的第一极片部110和负极片400的第一极片部110上分别涂覆有正极材料和负性材料，由于不涉及发明点所在，此处不作赘述。

在本实施例中，第一极片部110和一个第二极片部120均呈矩形状，第二极片部120的侧端与第一极片部110的侧端平齐设置，第二极片部120的长度可以是第一极片部110长度的10％至90％，第二极片部120的具体长度以一体式极耳卷120'具有多圈卷绕结构并达到一定的机械强度为宜，例如第二极片部120的长度可以是第一极片部110长度的50％，即第二极片部120的长度可以是第一极片部110长度的一半，第二极片部120的宽度相对较小，能够满足过盈安装需求即可。

如图2和图3所示，本实用新型第一实施例还提供一种极片，该极片包括一体成型的第一极片部110和一个第二极片部120，如图4至图6所示，第一极片部110卷绕以形成电芯卷110'，第二极片部120随第一极片部110同步卷绕以在电芯卷110'的端面形成一体式极耳卷120'，其中，在卷绕方向上，第二极片部120的长度小于第一极片部110的长度。

本实用新型第一实施例提供的极片中，由于极片包括一体成型且长度差异化设置的第一极片部110和一个第二极片部120，因此在进行卷绕时该一个第二极片部120可以卷绕形成结构强度好、形状规则的一体式极耳卷120'，在后续与电池壳500装配时可以与电池壳500进行过盈配合方式装配，由此可简化极耳的制造、提升极耳的机械装配强度。

在本实施例中，第一极片部110和一个第二极片部120均呈矩形状，第二极片部120的侧端与第一极片部110的侧端平齐设置，第二极片部120的长度可以是第一极片部110长度的10％至90％，第二极片部120的具体长度以一体式极耳卷120'具有多圈卷绕结构并达到一定的机械强度为宜，例如第二极片部120的长度可以是第一极片部110长度的50％，即第二极片部120的长度可以是第一极片部110长度的一半，第二极片部120的宽度相对较小，能够满足过盈安装需求即可。

如图7和图8所示，本实用新型第一实施例还提供一种锂电池，该锂电池包括电池壳500和电池芯，如图1至图6所示，电池芯包括层叠卷绕设置的正极片200、隔膜300以及负极片400，隔膜300用于将正极片200和负极片400绝缘间隔，正极片200和负极片400采用相同形状且在卷绕方向上对称设置的极片，极片包括一体成型的第一极片部110和一个第二极片部120，第一极片部110卷绕以形成电芯卷110'，第二极片部120随第一极片部110同步卷绕以在电芯卷110'的端面形成一体式极耳卷120'，其中，在卷绕方向上，第二极片部120的长度小于第一极片部110的长度。

本实用新型第一实施例提供的锂电池中，由于极片包括一体成型且长度差异化设置的第一极片部110和一个第二极片部120，因此在进行卷绕时该一个第二极片部120可以卷绕形成结构强度好、形状规则的一体式极耳卷120'，在后续与电池壳500装配时可以与电池壳500进行过盈配合方式装配，由此可简化极耳的制造、提升极耳的机械装配强度。

其中，正极片200的材质可为LCO、LMO、LFP、NMC或者NCA，负极片400的材质可为石墨。

如图7和图8所示，电池壳500上设有对应的接收部510，接收部510的直径与一体式极耳卷120'的直径相匹配，用于与一体式极耳卷120'进行过盈配合。其中，电池壳500可包括两块，并由绝缘件600绝缘间隔，由于两块壳体的配合结构不涉及发明点所在，故此处不作赘述。

在本实用新型第一实施例中，第一极片部110和一个第二极片部120均呈矩形状，第二极片部120的侧端与第一极片部110的侧端平齐设置，此时所形成的一体式极耳卷120'为形成在电芯卷110'上的柱体结构，第二极片部120的长度可以是第一极片部110长度的10％至90％，第二极片部120的具体长度以一体式极耳卷120'具有多圈卷绕结构并达到一定的机械强度为宜，例如第二极片部120的长度可以是第一极片部110长度的50％，即第二极片部120的长度可以是第一极片部110长度的一半，第二极片部120的宽度相对较小，能够满足过盈安装需求即可。

请一并参阅图9至图15，本实用新型第二实施例提供一种锂电池及其电池芯和极片。第二实施例与第一实施大致相同，其相同之处不再赘述，其区别在于，如图9和图10所示，第二极片部120的侧端与第一极片部110的侧端间隔设置，此时所形成的一体式极耳卷120'为形成在电芯卷110'上的管体结构，管体结构的一体式极耳卷120'同样具有结构强度好、形状规则的特性，在后续与电池壳500装配时可以与电池壳500进行过盈配合方式装配，由此可简化极耳的制造、提升极耳的机械装配强度。

请一并参阅图16至图22，本实用新型第三实施例提供一种锂电池及其电池芯和极片。第三实施例与第一实施大致相同，其相同之处不再赘述，其区别在于，如图16和图17所示，第一极片部110和第二极片部120均呈直角梯形状，此时所形成的一体式极耳卷120'为形成在电芯卷110'内的柱体结构。

具体的，第一极片部110包括第一上底111、第一下底112、第一直角边113以及第一斜边114，第二极片部120包括第二上底121、第二下底122、第二直角边123以及第二斜边124，第一斜边114和第二斜边124相连接。

在一实施例中，第二直角边123的延伸线与第一极片部110的第一下底112的端部平齐，当然，本实用新型并不限于此，第二直角边123的延伸线也可以高于或低与第一下底112的端部。相应的在与电池壳500装配时，电池壳500可以利用电芯卷110'与极耳卷120'之间的锥形空间进行装配，使得锂电整体结构紧凑。

以上实施例中，电池壳500与极耳卷120'通过过盈配合方式装配后，可以进一步通过穿透焊对过盈配合围绕的区域进行强化连接。

综上所述，本领域技术人员容易理解，本实用新型实施例提供的锂电池以及电池芯和极片中，由于极片包括一体成型且长度差异化设置的第一极片部110和一个第二极片部120，因此在进行卷绕时该一个第二极片部120可以卷绕形成结构强度好、形状规则的一体式极耳卷120'，在后续与电池壳500装配时可以与电池壳500进行过盈配合方式装配，由此可简化极耳的制造、提升极耳的机械装配强度。

以上仅为本实用新型的实施方式，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。