电芯及电池的制作方法

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯及包含该电芯的电池。

背景技术：

目前，锂离子电池为一种安全环保电池，锂离子电池已经广泛应用在便携式设备中，如：手机、摄像机和笔记本电脑等技术领域。随着便携式设备的智能化和多功能化，电池需具有更高的能量密度和更快的放电速度。

在电池技术领域中，当电池具有高能量密度和快充放电速度时，电池中的活性材料占比将更大，而且在电池的充放电过程中，散热更快，电池温升小。

相关技术中，电池多采用极片单极耳的卷绕结构，同时电池内圈正负极具有大量未涂覆活性材料的部分，从而限制电池能量密度的提升，同时导致电池大倍率充放电温升大。例如：卷芯最内圈和最外圈均存在未能利用的活性物质层，不但浪费了活性物质材料，而且限制了电池能量密度的提升。

技术实现要素：

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请公开了一种电芯，所述电芯的能量密度高，充放电过程中散热效果好，温升小。

根据本申请实施例的电芯，包括间隔设置的第一极片和第二极片卷绕形成的卷绕结构，所述第一极片和所述第二极片之间设置有隔离膜；在所述卷绕结构的卷绕起始端，所述第一极片包括第一u型段，所述第一u型段包括第一平直段和自所述第一平直段弯折延伸的回折段；在所述卷绕结构的卷绕起始端，所述第二极片包括第二u型段，与所述第一u型段相对设置，以构造成对插结构；其中，所述回折段靠近所述第二u型段的弯折区的面向所述电芯中心的表面，且具有与所述第二u型段相同的弯折方向。

根据本申请的电芯，通过在卷绕结构的卷绕起始端形成对插结构，从而提升电芯的能量密度，而且可以提升电芯在充放电过程中的散热能力，并通过在第一极片的一端设置回折段以有效地防止在第二u形段的弯折处析锂，提升电芯的可靠性和安全性，并延长电芯的使用寿命。

根据本申请的一些实施例，所述回折段的表面设置有第一活性物质层。

根据本申请的一些实施例，所述第一活性物质层设于所述回折段的与所述第二u型段相对的表面。

根据本申请的一些实施例，所述第一u型段进一步包括第三平直段，所述第三平直段延伸自所述回折段，并与所述第一平直段基本平行。

根据本申请的一些实施例，所述回折段和所述第三平直段的总长度为大于等于4mm且小于等于10mm。

根据本申请的一些实施例，在所述卷绕结构的收尾端，所述第一极片设置有第一单面区，所述第一单面区的朝向电芯内部的第一表面设置有所述第一活性物质层，与所述第一表面相对的第二表面不设置有所述第一活性物质层。

根据本申请的一些实施例，在所述卷绕收尾端，所述第一极片进一步包括第一空箔区，延伸自所述第一单面区。

根据本申请的一些实施例，在所述卷绕结构的收尾端，所述第二极片设置有第二单面区，所述第二单面区的朝向电芯内部的第三表面设置有第二活性物质层，与所述第三表面相对的第四表面不设置有所述第二活性物质层。

根据本申请的一些实施例，在所述卷绕结构的收尾端，所述第二极片进一步包括第二空箔区，延伸自所述第二单面区。

本申请还公开了一种电池，所述电池包括上述的电芯。

附图说明

图1是根据本申请一实施例的电芯的结构示意图，其中示出第一极片和第二极片形成的卷绕结构；

图2是图1中第一极片的结构示意图，其中第一极片未卷绕；

图3是图1中第二极片的结构示意图，其中第二极片未卷绕；

图4是根据本申请另一实施例的电芯的结构示意图，其中示出第一极片和第二极片形成的卷绕结构；

图5是图4中第一极片的结构示意图，其中第一极片未卷绕；

图6是图4中第二极片的结构示意图，其中第二极片未卷绕；

图7是根据本申请另一实施例的电芯的结构示意图，其中示出第一极片和第二极片形成的卷绕结构；

图8是图7中第一极片的结构示意图，其中第一极片未卷绕；

图9是图7中第二极片的结构示意图，其中第二极片未卷绕；

图10是根据本申请另一实施例的电芯的结构示意图，其中示出第一极片和第二极片形成的卷绕结构；

图11是图10中第一极片的结构示意图，其中第一极片未卷绕；

图12是图10中第二极片的结构示意图，其中第二极片未卷绕；

图13是根据本申请实施例的对插结构的结构示意图。

附图标记：

电芯100、

第一极片10、第一u形段11、第一平直段111、回折段112、第三平直段113、第一单面区114、第一空箔区115、第一表面12、第二表面13、

第二极片20、第二u形段21、弯折区211、第二单面区212、第二空箔区213、第三表面22、第四表面23、

隔离膜30、

第一活性物质41、第二活性物质42。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

下面参考图1-图13描述根据本申请实施例的电芯100。

根据本申请实施例的电芯100包括间隔设置的第一极片10和第二极片20卷绕形成的卷绕结构，第一极片10和第二极片20之间设置有隔离膜30。

如图1所示，具体地，在卷绕结构的卷绕起始端，第一极片10包括第一u形段11，第一u形段11包括第一平直段111和自第一平直段111弯折延伸的回折段112；在卷绕结构的卷绕起始端，第二极片20包括第二u形段21，第二u形段21与第一u形段11相对设置，以构造成对插结构。其中，所述回折段112靠近于所述第二u型段的弯折区211的面向所述电芯中心的表面，且具有与所述第二u型段相同的弯折方向。

可以理解的是，第一极片10和第二极片20均卷绕设置，在卷绕结构的卷绕起始端，第一u形段11和第二u形段21分别包括两个相对设置的平直段，在两个相对的平直段之间设置有弯折的过渡段，过渡段连接两个平直段以构成u形结构，第二u形段21的弯折区211为第二u形段21的过渡段。

参照图13，具体地，第一u形段11和第二u形段21采用对插结构方式配合，即：在卷绕结构的卷绕起始端，第一极片10卷绕半圈后与第二极片20卷绕半圈后相对设置。其中，第一平直段111位于第二u形段21的两个相对的平直段之间，而且第一u形段11除第一平直段111外的另一平直段位于第二u形段21的外部。

需要说明的是，对插结构可以有效地利用涂覆在第一u形段11和第二u形段21上的活性物质，从而提高电芯100的能量密度，进而可以提升电芯100在充放电过程中的散热能力，使得电芯100的温升小。

进一步地，在第一平直段111不与过渡段相连的一端设置有回折段112，从而在电芯100的充放电过程中，回折段112的设置可以有效地防止在第二u形段21的过渡段，即弯折区211处析锂，进而可以保证电芯100的可靠性和安全性，同时延长电芯100的使用寿命。

根据本申请的电芯100，通过在卷绕结构的卷绕起始端形成对插结构，从而提升电芯100的能量密度，而且可以提升电芯100在充放电过程中的散热能力，并通过在第一极片10的一端设置回折段112以有效地防止在第二u形段21的弯折区211处析锂，提升电芯100的可靠性和安全性，并延长电芯100的使用寿命。

在本申请的一些实施例中，回折段112的表面设置有第一活性物质层41，从而可以防止在第二u形段21处析锂。

如图1所示，在本申请进一步的实施例中，第一活性物质层41设于回折段112的与第二u形段21相对的表面。由此，在回折段112形成只含有单层第一活性物质层41的区域，该区域与第二u形段21的过渡段相对设置，其中，所述回折段112靠近于所述第二u型段的弯折区211的面向所述电芯中心的表面，且具有与所述第二u型段21相同的弯折方向。从而可以防止电芯100在充放电过程中第二u形段21处析锂。

如图1所示，在本申请的一些实施例中，第一u形段11可进一步包括第三平直段113，第三平直段113延伸自回折段112，第三平直段113与第一平直段111基本平行。

具体地，设置第三平直段113可以合理地增加第二u形段21的过渡段与第一u形段11的配合长度。而且在第三平直段113与相对第二u形段21相对的表面也可涂覆有第一活性物质层41，通过将第三平直段113和回折段112对应地设置在第二u形段21的过渡段处，可以有效地降低因在第二u形段21析锂而产生的风险。

在本申请进一步的实施例中，回折段112和第三平直段113的总长度为大于等于4mm且小于等于10mm。

可以理解的是，当第一极片为阳极极片，第二极片为阴极极片时，回折段112和第三平直段113的总长度满足上述的参数时，对插结构中的回折段112和第三平直段113仅涂覆一层第一活性物质层41即可以满足阳极活性物质层在卷绕起始端超出阴极活性物质层的要求，从而可以有效地防止第一极片10和第二极片20接触而短路的问题发生，保证电芯100的可靠性和安全性。

如图4所示，在本申请的一些实施例中，在卷绕结构的收尾端，第一极片10设置有第一单面区114，第一单面区114的朝向电芯100内部的第一表面12设置有第一活性物质层41，在第一单面区114处，与第一表面12相对的第二表面13不设置第一活性物质层41，从而将卷绕结构的收尾端构造为以仅在第一表面12设置第一活性物质层41。

如图4所示，在本申请进一步的实施例中，在卷绕收尾端，第一极片10进一步包括第一空箔区115，第一空箔区115延伸自第一单面区114，从而将卷绕结构构造为以第一空箔区115收尾的结构。

如图10所示，在本申请的一些实施例中，在卷绕结构的收尾端，第二极片20设置有第二单面区212。

具体地，结合图10和图12，第二单面区212的朝向电芯100内部的第三表面22设置有第二活性物质层42，在第二单面区212处，与第三表面22相对的第四表面23不设置有第二活性物质层42，从而将卷绕结构的收尾端构造为以仅在第三表面22设置第二活性物质层42的结构。

在本申请进一步的实施例中，在卷绕结构的收尾端，第二极片20进一步包括第二空箔区213，第二空箔区213延伸自第二单面区212，从而将卷绕结构构造为以第二空箔区213收尾的结构。

可以理解的是，第一空箔区115指的是第一极片10的两个相对的表面均不设置第一活性物质层41的区域，第二空箔区213指的是第二极片20的两个相对的表面均不设置第二活性物质层42的区域。其中，第一表面12和第二表面13仅用于描述与其对应的第一单面区114；第三表面22和第四表面23仅用于描述与其对应的第二单面区212。

需要说明的是，在卷绕结构的收尾端，第一极片10涂覆第一活性物质层41的方式以及第二极片20涂覆第二活性物质层42的方式多样化，可以根据设计需求对收尾端的第一极片10和第二极片20的涂覆方式进行调节，以更好地满足不同的设备需求。

图1示出了根据本申请的一个实施例，图2和图3分别示出了图1所示实施例中的电芯的第一极片10和第二极片20。如图2所示，第一极片10的收尾端构造为：在第一极片10的两个相对的表面均设置有第一活性物质层41，第一活性物质层41与第一极片10的收尾端平齐设置；如图3所示，在电芯100的收尾端，第二极片20构造为：第三表面22设置有第二活性物质层42，第四表面23不设置第二活性物质层42，而且自第二单面区212延伸出第二空箔区213。

图4示出了本申请的一个实施例中，图2和图3分别示出了图1所示实施例中的电芯的第一极片10和第二极片20。如图5所示，在电芯100的收尾端，第一极片10构造为：第一表面12设置有第一活性物质层41，第二表面13不设置第一活性物质层41，而且自第一单面区114延伸出第一空箔区115；如图6所示，第二极片20的收尾端构造为：在第二极片20的两个相对的表面均设置有第二活性物质层42，第二活性物质层42与第二极片20的收尾端平齐设置。

图7示出了本申请的一个实施例；图8和图9分别示出了图7所示实施例中的电芯的第一极片10和第二极片20。如图8所示，第一极片10的收尾端构造为：第一表面12设置有第一活性物质层41且第二表面13不设置第一活性物质层41的第一单面区114；如图9所示，在电芯100的收尾端，第二极片20构造为：第二极片20的两个相对的表面均设置有第二活性物质层42，而且两个相对表面的第二活性物质层42平齐设置，且在第二活性物质层42平齐处延伸出第二空箔区213。

图10示出了本申请的一个实施例；图11和图12分别示出了图10所示实施例中的电芯的第一极片10和第二极片20。如图11所示，在电芯100的收尾端，第一极片10构造为：第一极片10的两个相对的表面均设置有第一活性物质层41，而且两个相对表面的第一活性物质层41平齐设置，且在第一活性物质层41平齐处延伸出第一空箔区115；如图12所示，第二极片20的收尾端构造为：第三表面22设置有第二活性物质层42且第四表面23不设置第二活性物质层42的第二单面区212。

需要说明的是，电芯100的收尾端处的第一极片10和第二极片20的涂覆方式以及卷绕方式不限于此，可以根据与电芯100对应的设备的需求调整。

根据本申请第二方面实施例的电池，电池包括上述的电芯100，通过设置上述的电芯100，可以有效地提高电池的能量密度，而且在电池的充放电过程中，电池具有良好的散热性能，电池升温小，从而可以提升电池的可靠性和安全性。