1.本实用新型属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种安全锂离子电池卷芯及锂离子电池。
背景技术：
2.如今，各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。
3.锂离子电池内部的短路主要分为四种：正极集流体和负极膜片短路、负极集流体和正极膜片短路、正极膜片和负极膜片短路、正极集流体和负极集流体短路。其中正极集流体和负极膜片的短路方式是四种短路方式中最危险的短路方式。软包电池在组装和使用过程中，被锐物刺破铝塑膜，容易触发内短路，造成电池起火燃烧。
4.现有软包电池裸卷芯外层一般是正极单面膜片区的空集流体面，当受到锐物挤压或刺破时，外侧正极集流体容易产生毛刺，造成正极集流体和负极膜片接触，触发电池失控。如果改用负极单面膜片区的空集流体面收尾，锐物刺破时虽可避免正极集流体和负极膜片的接触，但负极集流体收尾，若铝塑膜壳体内层保护层存在局部破损会造成电池外壳带负电，加速电池外壳的腐蚀，造成电池漏液。
5.为了提高针刺或内短路的测试通过率，现有解决方案通常是常规结构延长正负集流体，裸电芯外圈形成正集流体和负集流体通过隔膜相对的卷绕结构，被锐物刺破铝塑膜时，通过触发外层正极集流体和负极集流体的短路，释放电池内部能量，但该方法需额外增加2层正极集流体，2层负极集流体及4层隔膜，直接增加电芯的厚度，影响电芯的能量密度，而且在实际使用过程中过长的光滑的正、负集流体在隔离膜间容易滑动，增加了电池短路的风险。
6.鉴于此，确有必要提供一种技术方案以解决上述技术问题。
技术实现要素：
7.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种安全锂离子电池卷芯，能够提高卷芯的安全性能。
8.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.一种安全锂离子电池卷芯，由正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜卷绕而成，所述正极片包括正极尾部绝缘区，所述正极尾部绝缘区包括集流体以及设置在所述集流体至少一表面的绝缘层，所述负极片包括负极单面涂覆区，所述卷芯卷绕的末端由外而内按照所述正极尾部绝缘区、所述第一隔膜、所述负极单面涂覆区和所述第二隔膜依次排列，所述负极单面涂覆区的空箔面朝向所述卷芯外侧。
10.作为本实用新型所述的安全锂离子电池卷芯的一种改进，所述正极尾部绝缘区围
绕所述卷芯至少1圈，所述负极单面涂覆区围绕所述卷芯至少1圈。正极尾部绝缘区和负极单面涂覆区均围绕卷芯至少1卷，使得卷芯无论哪个部分为锐物刺破，均能够使得正极尾部绝缘区和负极单面涂覆区的空箔面优选短路，释放电池能量。
11.作为本实用新型所述的安全锂离子电池卷芯的一种改进，所述正极尾部绝缘区围绕所述卷芯1～3圈。正极尾部绝缘区的圈数不能过多，过多会增加卷芯的厚度，进而减小电池的能量密度。
12.作为本实用新型所述的安全锂离子电池卷芯的一种改进，所述正极片包括依次设置的正极头部空箔区、正极单面涂覆区、正极双面涂覆区和所述正极尾部绝缘区。
13.作为本实用新型所述的安全锂离子电池卷芯的一种改进，所述正极单面涂覆区的空箔面朝向所述卷芯的内侧。
14.作为本实用新型所述的安全锂离子电池卷芯的一种改进，所述负极片包括依次设置的负极头部空箔区、负极双面涂覆区和所述负极单面涂覆区。
15.作为本实用新型所述的安全锂离子电池卷芯的一种改进，所述第一隔膜和所述第二隔膜的宽度均大于所述负极片的宽度。
16.作为本实用新型所述的安全锂离子电池卷芯的一种改进，所述正极头部空箔区的至少一表面还设置有所述绝缘层。在极片分条、裁片过程中，绝缘层包裹正极集流体，可以减少空箔毛刺和波浪边的发生，在成品电芯化成过程中防止颗粒异物刺破隔膜导致内短路的发生，提升了电芯制造优率；绝缘层中的绝缘微粒在进行针刺实验时，可以散布在钉子和电芯接触面之间，增加短路点的电阻，提升电池针刺实验的通过率，在正极头部空箔区上涂覆绝缘层可以减少正极集流体在隔膜中的滑动，提升电芯使用过程中的安全性能。
17.作为本实用新型所述的安全锂离子电池卷芯的一种改进，所述负极单面涂覆区空箔面的表面还设置有所述绝缘层。在极片分条、裁片过程中，绝缘层包裹负极集流体，可以减少空箔毛刺和波浪边的发生，在成品电芯化成过程中防止颗粒异物刺破隔膜导致内短路的发生，提升了电芯制造优率；绝缘层中的绝缘微粒在进行针刺实验时，可以散布在钉子和电芯接触面之间，增加短路点的电阻，提升电池针刺实验的通过率，在负极单面涂覆区空箔面的表面上涂覆绝缘层可以减少负极集流体在隔膜中的滑动，提升电芯使用过程中的安全性能。
18.作为本实用新型所述的安全锂离子电池卷芯的一种改进，所述第一隔膜和所述第二隔膜层在卷绕起始端卷绕0.5～2圈。两层隔膜先卷绕，能够防止卷芯内部短路。
19.本实用新型的目的之二在于：提供一种锂离子电池，包括卷芯和容纳所述卷芯的外壳，所述卷芯为说明书前文任一项所述的安全锂离子电池卷芯。优选的，外壳为铝塑膜。
20.相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型提供了一种安全锂离子电池卷芯，由正极片、第一隔膜、负极片和第二隔膜卷绕而成，所述正极片包括正极尾部绝缘区，所述正极尾部绝缘区包括集流体以及设置在所述集流体至少一表面的绝缘层，所述负极片包括负极单面涂覆区，所述卷芯卷绕的末端由外而内按照所述正极尾部绝缘区、所述第一隔膜、所述负极单面涂覆区和所述第二隔膜依次排列，所述负极单面涂覆区的空箔面朝向所述卷芯外侧。
21.本实用新型的卷芯被锐物刺破铝塑膜后，最外层的正极尾部绝缘区破损后穿透第一隔膜与负极单面涂覆区的空箔面接触，使得正极尾部绝缘区和负极单面涂覆区的空箔面
优先短路，释放电池能量，而且造成的短路点在电芯外层，有利于电池向外释放热量，避免热量在电池内部的聚集导致卷芯内部温度过高，从而提升了电池的安全性能。
22.而且，相比于延长正负集流体形成正极集流体和负极集流体通过隔膜相对的“马甲”结构，本实用新型的卷芯在厚度上可节省2层负极集流体铜箔和4 层隔膜的厚度空间，提高了电池的能量密度，也降低了过长的正、负极集流体在隔膜中滑动造成的短路风险。
23.另外，卷芯的最外层为正极尾部绝缘区，避免了卷芯和电池外壳接触导致电池壳体带负电，减少电解液对电池壳体的腐蚀。
24.最后，在极片分条、裁片过程中，绝缘层包裹正极集流体，可以减少空箔毛刺和波浪边的发生，在成品电芯化成过程中防止颗粒异物刺破隔膜导致内短路的发生，提升了电芯制造优率。绝缘层中的绝缘微粒在进行针刺实验时，可以散布在钉子和电芯接触面之间，增加短路点的电阻，提升电池针刺实验的通过率。绝缘层可以减少正极集流体在隔膜中的滑动，提升电芯使用过程中的安全性能。
附图说明
25.图1是本实用新型实施例1中安全锂离子电池卷芯正极片的结构示意图。
26.图2是本实用新型实施例1中安全锂离子电池卷芯负极片的结构示意图。
27.图3是本实用新型实施例1中安全锂离子电池卷芯的整体结构示意图。
28.图4是本实用新型实施例2中安全锂离子电池卷芯正极片的结构示意图。
29.图5是本实用新型实施例3中安全锂离子电池卷芯负极片的结构示意图。
30.其中：
[0031]1‑
正极片；
[0032]
11
‑
正极头部空箔区，12
‑
正极单面涂覆区，13
‑
正极双面涂覆区，14
‑
正极尾部绝缘区；
[0033]2‑
第一隔膜；
[0034]3‑
负极片；
[0035]
31
‑
负极头部空箔区，32
‑
负极双面涂覆区，33
‑
负极单面涂覆区；
[0036]4‑
第二隔膜；
[0037]5‑
绝缘层。
具体实施方式
[0038]
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
[0039]
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。
[0040]
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，或一体地连接；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。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。
[0041]
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
[0042]
实施例1
[0043]
如图1～3所示，本实施例提供一种安全锂离子电池卷芯，由正极片1、第一隔膜2、负极片3和第二隔膜4卷绕而成，正极片1包括正极尾部绝缘区14，正极尾部绝缘区14包括集流体以及设置在集流体一表面的绝缘层5，负极片3 包括负极单面涂覆区33，卷芯卷绕的末端由外而内按照正极尾部绝缘区14、第一隔膜2、负极单面涂覆区33和第二隔膜4依次排列，负极单面涂覆区33的空箔面b朝向卷芯外侧。
[0044]
其中，正极极耳焊接在正极片1的头部，负极极耳焊接在负极片3的头部，卷绕时，先将正极极耳和负极极耳卷绕，即为卷绕的起始端。
[0045]
进一步的，正极尾部绝缘区14围绕卷芯至少1圈，负极单面涂覆区33围绕卷芯至少1圈。正极尾部绝缘区14和负极单面涂覆区33均围绕卷芯至少1 卷，使得卷芯无论哪个部分为锐物刺破，均能够使得正极尾部绝缘区14和负极单面涂覆区33的空箔面b优选短路，释放电池能量。
[0046]
进一步的，正极尾部绝缘区14围绕卷芯1～3圈。正极尾部绝缘区14的圈数不能过多，过多会增加卷芯的厚度，进而减小电池的能量密度。
[0047]
进一步的，正极片1由依次设置的正极头部空箔区11、正极单面涂覆区12、正极双面涂覆区13和正极尾部绝缘区14组成。正极单面涂覆区12为正极集流体以及设置在正极集流体一个表面的正极活性物质层，正极双面涂覆区13为正极集流体以及设置在正极集流体两表面的正极活性物质层(正极膜片)。优选的，正极集流体设置为铝箔。
[0048]
进一步的，正极单面涂覆区12的空箔面a朝向卷芯的内侧。
[0049]
进一步的，负极片3由依次设置的负极头部空箔区31、负极双面涂覆区32 和负极单面涂覆区33组成。需要说明的是，负极片3以负极单面涂覆区33收尾，即负极片3的尾部无需设置负极尾部空箔区。负极双面涂覆区32为负极集流体以及设置在负极集流体两表面的负极活性物质层，负极单面涂覆区33为负极集流体以及设置在负极集流体一表面的负极活性物质层(负极膜片)。优选的，负极集流体为铜箔。
[0050]
进一步的，第一隔膜2和第二隔膜4的宽度均大于负极片3的宽度。负极活性物质层能够覆盖正极活性物质层，防止脱出的正极活性物质不能嵌入到负极活性物质的结构中，防止析锂。
[0051]
进一步的，第一隔膜2和第二隔膜4层在卷绕起始端卷绕0.5～2圈。两层隔膜先卷绕，能够防止卷芯内部短路。
[0052]
本实用新型的卷芯被锐物刺破铝塑膜后，最外层的正极尾部绝缘区14破损后穿透第一隔膜2与负极单面涂覆区33的空箔面b接触，使得正极尾部绝缘区 14和负极单面涂覆区33的空箔面b优先短路，释放电池能量，而且造成的短路点在电芯外层，有利于电池向外
释放热量，避免热量在电池内部的聚集导致卷芯内部温度过高，从而提升了电池的安全性能。而且，相比于延长正负集流体形成正极集流体和负极集流体通过隔膜相对的“马甲”结构，本实用新型的卷芯在厚度上可节省2层负极集流体铜箔和4层隔膜的厚度空间，提高了电池的能量密度，也降低了过长的正、负极集流体在隔膜中滑动造成的短路风险。另外，卷芯的最外层为正极尾部绝缘区14，避免了卷芯和电池外壳接触导致电池壳体带负电，减少电解液对电池壳体的腐蚀。
[0053]
正极头部空箔区11的两表面还设置有绝缘层5，正极尾部绝缘区14的两表面还设置有绝缘层5。在极片分条、裁片过程中，绝缘层5包裹正极集流体，可以减少空箔毛刺和波浪边的发生，在成品电芯化成过程中防止颗粒异物刺破隔膜导致内短路的发生，提升了电芯制造优率；绝缘层5中的绝缘微粒在进行针刺实验时，可以散布在钉子和电芯接触面之间，增加短路点的电阻，提升电池针刺实验的通过率；而且，在正极头部空箔区11和/或正极尾部绝缘区14上涂覆绝缘层5可以减少正极集流体在隔膜中的滑动，提升电芯使用过程中的安全性能。
[0054]
实施例2
[0055]
如图4所示，本实施例提供一种安全锂离子电池卷芯，与实施例1不同的是，正极头部空箔区11的至少一表面还设置有绝缘层5。
[0056]
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
[0057]
实施例3
[0058]
如图5所示，本实施例提供一种安全锂离子电池卷芯，与实施例1不同的是，负极单面涂覆区33空箔面b的表面还设置有绝缘层5。在极片分条、裁片过程中，绝缘层5包裹负极集流体，可以减少空箔毛刺和波浪边的发生，在成品电芯化成过程中防止颗粒异物刺破隔膜导致内短路的发生，提升了电芯制造优率；绝缘层5中的绝缘微粒在进行针刺实验时，可以散布在钉子和电芯接触面之间，增加短路点的电阻，提升电池针刺实验的通过率；而且，在负极单面涂覆区33空箔面b的表面上涂覆绝缘层5可以减少负极集流体在隔膜中的滑动，提升电芯使用过程中的安全性能。
[0059]
其余与实施例1相同，这里不再赘述。
[0060]
实施例4
[0061]
本实施例提供一种安全锂离子电池，包括卷芯和容纳卷芯的外壳，卷芯为实施例1～3中任一项所述的安全锂离子电池卷芯。优选的，外壳可设置为铝塑膜。
[0062]
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。