极片、卷绕式电芯、电池包和用电装置的制作方法

1.本实用新型涉及电学领域，尤其是涉及一种极片、卷绕式电芯、电池包和用电装置。


背景技术：

2.相关技术中指出，目前，工业上制备异形电池的方法有两种，一种是将多个异形的正极片、隔膜和多个异形的负极片采用叠片的工艺方法制成电芯；另一种是分别将连续的正极片和负极片制成异形极片后再通过卷绕的方式制成卷绕式电芯。但是，叠片工艺制备电池的效率低，不利于工业生产。而通过卷绕的方式制成卷绕式电芯的方式也有不足，在极片进行异形化处理时，极片的切口处会产生较多的毛刺，切口处的整齐度较低，在卷绕成芯时容易刺穿隔膜，卷绕式电芯产品质量较低。


技术实现要素：

3.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，本实用新型在于提出一种极片，所述极片结构简单，卷绕过程中不易断带。
4.本实用新型还提出一种具有上述极片的卷绕式电芯。
5.本实用新型还提出一种具有上述卷绕式电芯的电池包。
6.本实用新型还提出一种具有上述电池包的用电装置。
7.根据本实用新型第一方面的极片，包括：极片本体，所述极片本体上设有多个切口，每个所述切口沿所述极片的厚度方向贯通所述极片本体，多个所述切口沿所述极片本体的长度方向间隔布置；绝缘件，所述绝缘件设置于所述切口的周沿。
8.根据本实用新型的极片，通过在极片本体上设置切口，并在切口周沿设置绝缘件，从而提高了极片的强度，绝缘件设置在切口周沿可以减小切口边缘毛刺，避免刺穿隔膜导致电池短路的发生，提高了电池的安全性能。
9.在一些实施例中，沿所述极片本体的厚度方向，所述绝缘件的尺寸小于等于所述极片本体的厚度。
10.在一些实施例中，所述极片本体包括：集流体和两个活性层，两个所述活性层分别位于所述集流体的厚度方向的两侧，两个所述活性层上均设有所述绝缘件。
11.在一些实施例中，每个所述切口均设有两个所述绝缘件，所述两个所述绝缘件沿所述极片本体的厚度方向上相对设置。
12.在一些实施例中，所述活性层背离所述集流体的表面设有多个凹槽，每个所述凹槽内设有至少一个所述绝缘件。
13.在一些实施例中，所述凹槽沿所述活性层的厚度方向贯通所述活性层。
14.在一些实施例中，所述绝缘件的背离所述集流体的一侧表面与所述活性层的背离所述集流体的表面平齐。
15.在一些实施例中，垂直于第一方向的平面内，所述绝缘件的边沿与所述切口的周
沿之间的间距为a1，其中，0.5mm≤a1≤5mm。
16.在一些实施例中，沿所述极片本体的长度方向，相邻两个所述切口之间的距离为目标间距，多个所述切口之间的目标间距的值构成等差数列。
17.在一些实施例中，绝缘件为绝缘胶，所述绝缘胶与所述极片本体粘接连接，所述绝缘胶包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
18.根据本实用新型第二方面的卷绕式电芯，包括所述卷绕式电芯包括卷绕式极片，所述卷绕式极片由本实用新型第一方面所述的极片卷绕得到。
19.根据本实用新型的卷绕式电芯，通过使用本实用新型第一方面的极片卷绕而成，由于本实用新型第一方面实施例的极片上未设置切口，能够避免极片在卷绕过程中出现断带的情况，并且后续采用模切的方式可以一体成型得到卷绕式电芯，避免了先切后卷的方式造成的切口处的错位，提高了切口处的整齐度，避免了切口处不平齐刺穿隔膜。
20.根据本实用新型第三方面的电池包，包括根据本实用新型上述第二方面的卷绕式电芯。
21.根据本实用新型的电池包，通过设置上述第二方面的卷绕式电芯，从而提高了电池包的安全性能，提升了电池包的产品质量和生产效率。
22.根据本实用新型第四方面的用电装置，包括根据本实用新型上述第三方面的电池包。
23.根据本实用新型的用电装置，通过设置上述第三方面的卷绕式电芯，从而提高了用电装置的整体性能和续航能力，同时提升了用电装置的安全系数。
24.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
25.图1是根据本实用新型实施例的极片的示意图；
26.图2是图1中所示的极片的a-a截面的示意图；
27.图3是图1中所示的b-b截面的示意图，其中，极片为另一个实施例；
28.图4是图1中所示的b-b截面的示意图，其中，极片为又一个实施例；
29.图5是正极极片的示意图；
30.图6是负极极片的示意图；
31.图7是根据本实用新型第二方面实施例的卷绕式电芯的示意图；
32.图8是图7中所示的卷绕式电芯的c-c截面的示意图；
33.图9是卷绕式电芯的示意图，其中，卷绕式电芯为另一个实施例；
34.图10是图7中所示的卷绕式电芯的示意图，其中，卷绕式电芯的切口为倒圆角；
35.图11是图7中所示的卷绕式电芯的切口处的截面示意图，其中，负极极片上未设置绝缘件；
36.图12是图7中所示的卷绕式电芯的切口处的截面示意图，其中，负极极片上设置绝缘件。
37.附图标记：
38.100、卷绕式电芯；
39.1、极片；
40.11、极片本体；111、集流体；1111、第一表面；1112、第二表面；
41.112、活性层；1121、凹槽；
42.12、绝缘件；
43.13、正极极片；14、负极极片；
44.15、绝缘贴；
45.2、隔膜；
46.3、极耳；31、正极极耳；32、负极极耳；
47.4、切口；41、第一面；42、第二面；43、第三面。
具体实施方式
48.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。
49.首先，参考图1-图12对根据本实用新型第二方面实施例的卷绕式电芯100进行简单描述，所述卷绕式电芯100包括根据本实用新型第一方面实施例的极片1。
50.根据本实用新型实施例的卷绕式电芯100，通过使用本实用新型第一方面实施例的极片1卷绕而成，由于本实用新型第一方面实施例的极片1上未设置切口4，能够避免极片1在卷绕过程中出现断带的情况，并且后续采用模切的方式可以一体成型得到卷绕式电芯，避免了先切后卷的方式造成的切口4处的错位，提高了切口4处的整齐度，避免了切口4处不平齐刺穿隔膜2。
51.生产卷绕式电芯100时，先将极片1、隔膜2、极片1依次层叠设置，然后卷绕成型，最后卷绕式电芯100经过热压后再通过五金模切或者激光模切的方式在绝缘件12上形成切口4，从而形成异形电池卷绕式电芯。
52.在本实用新型的一些实施例中，如图1所示，极片1上设有多个绝缘件12，卷绕成型的卷绕式电芯100的多个绝缘件12在第一方向上对齐，卷绕式电芯100具有切口4，切口4沿第一方向贯通多个绝缘件12所在位置的卷绕式电芯100。具体地，卷绕式电芯经过热压后再通过五金模切或者激光模切的方式在绝缘件12的位置设置切口4，从而形成异形电池卷绕式电芯。这样，采用先卷后切的方式，提高了切口4处的整齐度，提升了卷绕式电芯100的生产效率。
53.在本实用新型的一些实施例中，在垂直于第一方向的投影平面内，切口4的投影位于绝缘件12投影的内侧。由此，保证了卷绕式电芯100的安全性能，减少了活性物质的损失，提高了卷绕式电芯100的使用效果。
54.在本实用新型的一些实施例中，极片1包括正极极片13和负极极片14，在垂直于第一方向的投影平面内，负极极片14上的绝缘件12投影位于正极极片13上的绝缘件12的投影的内侧。也就是说，在垂直于第一方向的投影平面内，负极极片14上的绝缘件12的投影面积小于正极极片13上的绝缘件12的投影面积。由此，能够保证模切时沿绝缘件12模切，使负极极片14的活性层112能够完全覆盖正极极片13的活性层112。
55.在另一些实施例中，正极极片13上设置绝缘件12，负极极片14上不设置绝缘件12，这样，减少了制备工序，可以降低生产成本。
56.应该理解的是，卷绕式电芯100的切口4在卷绕式电芯100上的位置可以根据实际需要进行设置，并且，切口4的形状可以为矩形、圆形、多边形、扇形、跑道型等等。
57.在一些实施例中，卷绕式电芯100的切口4的周壁的拐角可以倒圆角，这样，减小了切口4的拐角处的应力，避免了模切时造成极片1撕裂，提高了卷绕式电芯100的生产品质和生产效率。
58.在一些实施例中，卷绕式电芯100在切口4的毛刺在铝塑膜封装时刺破铝塑膜导致电池短路，同时在切口4的周壁包覆绝缘件12，由此，可以固定切口4处的极片1减少褶皱的产生。
59.在本实用新型的一些实施例中，卷绕式电芯100还包括极耳3，极耳3包括正极极耳31和负极极耳32，正极极耳31与正极极片13相连，负极极耳32与负极极片14相连。
60.下面参考图1-图6描述根据本实用新型第一方面实施例的极片1。
61.如图1-图6所示，根据本实用新型第一方面实施例的极片1，包括：极片本体11和绝缘件12。
62.具体地，极片本体11上设有多个切口4，每个切口4沿极片1的厚度方向贯穿于极片本体11，多个切口4沿极片本体11的长度方向间隔布置，绝缘件12设置于切口4的周沿。也就是说，极片本体11上设有多个切口4，在沿极片本体11的长度方向上，多个切口4间隔布置，绝缘件12设在极片本体11上，切口4的周沿设有绝缘件12。由此，极片1的结构简单，设计巧妙。
63.根据本实用新型实施例的极片1，在卷绕时，通过在极片本体11上设置切口4，并在切口4上覆盖绝缘件12，从而提高了极片1的强度。同时，绝缘件12设置在切口4周沿可以减小切口4边缘毛刺，避免刺穿隔膜2导致电池短路的发生，提高了电池的安全性能。
64.在本实用新型的一些实施例中，沿极片本体11的厚度方向，绝缘件12的尺寸小于等于极片本体11的厚度。也就是说，在极片本体11的厚度方向上，绝缘件12的尺寸不大于极片本体11的厚度。由此，减小了绝缘件12对极片本体11厚度的影响，提高了极片本体11的平整度。
65.在本实用新型的一些实施例中，如图1和图2所示，极片本体11包括集流体111和两个活性层112，两个活性层112分别位于集流体111的厚度方向的两侧，两个活性层112上均设有绝缘件12。由此，极片本体11的结构简单，便于制作，降低了极片1的制作难度，提高了极片1的制作效率。
66.具体地，如图2所示，两个活性层112相对覆盖于集流体111的第一表面1111和第二表面1112。
67.在本实用新型的一些实施例中，每个切口4均设有两个绝缘件12，两个绝缘件12沿极片本体11的厚度方向上相对设置。如图2所示，在上下方向上，两个绝缘件12上下相对设置，这样，在极片本体11的两侧表面相对设置两个绝缘件12，避免了电池短路的风险。
68.在一些实施例中，每个切口4对应设置有至少两个绝缘件12，至少两个绝缘件12分别布置在切口4在极片本体11厚度方向上的切口4两端的周沿。这样，在极片本体11厚度方向上的切口4两端的周沿设置两个绝缘件12，避免毛刺刺穿隔膜导致电池短路的风险。
69.如图9所示，三个绝缘贴15分别布置在切口4的三个侧壁上，绝缘贴15在极片本体11厚度方向上的两端的周沿。
70.在本实用新型的一些实施例中，如图3-图4所示，活性层112的背离集流体111的表面设有多个凹槽1121，每个凹槽1121内设有至少一个绝缘件12。由此，使得绝缘件12的表面与活性层112的表面平齐，提高了极片1的平整度。
71.在本实用新型的另一些实施例中，如图4所示，凹槽1121沿活性层112的厚度方向贯通活性层112。由此，可以避免活性层112在后续模切时在边缘处产生毛刺，降低了卷绕式电芯100的短路风险。
72.在本实用新型的一些实施例中，如图3-图4所示，绝缘件12的背离集流体111的一侧表面与活性层112的背离集流体111的表面平齐。由此，优化了极片1的表面的平整度，缩小了极片1的厚度，从而减小了卷绕式电芯100的体积。
73.在本实用新型的一些实施例中，在垂直于第一方向的投影平面内，绝缘件12的边沿与切口4的周沿之间的间距为a1，其中，0.5mm≤a1≤5mm。也就是说，绝缘件12的边沿与切口4的周沿之间的间距最小为0.5mm，绝缘件12的边沿与切口4的周沿之间的间距最大为5mm。这样，避免了活性物质损失，提高了卷绕式电芯100的电容量，且安全系数高，安全性能好。
74.例如，绝缘件12的边沿与切口4的周沿之间的间距a1可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.2mm、1.4mm、1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mm、3.2mm、3.4mm、3.6mm、3.8mm、4.0mm、4.2mm、4.4mm、4.6mm、4.8mm、5.0mm等等。
75.在本实用新型的一些实施例中，沿极片本体11的长度方向，相邻两个切口4之间的距离为目标间距，多个切口4之间的目标间距的值构成等差数列。由此，使得极片1在卷绕时绝缘件12能够恰好在第一方向上重叠，保证了卷绕式电芯100的产品质量，提高了卷绕式电芯100的安全系数。
76.可以理解的是，在从极片本体11的左端朝向右端的方向上，每后一个相邻两个绝缘件12之间的间距与每前一个相连两个绝缘件12之间的间距为同一个常数。
77.在本实用新型的一些实施例中，绝缘件12为绝缘胶。可选地，绝缘胶所述绝缘胶包括聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
78.优选地，绝缘胶与极片本体11粘接连接。
79.在本实用新型的一个实施例中，如图7所示，切口4在垂直于极片1的厚度方向的平面内的横截面为四边形，切口4的周沿包括第一面41、第二面42和第三面43，绝缘件12覆盖于第一面41，第二面42和第三面43上。由此，绝缘件12覆盖切口4的第一面41、第二面42和第三面43，避免了模切后在切口4处产生毛刺，提高了卷绕式电芯100的质量，提升了卷绕式电芯100的安全系数。
80.下面将参考图1-图6描述根据本实用新型一个具体实施例的极片1。
81.实施例一，
82.参照图1和图2，极片本体11上设有多个切口4，在沿极片本体11的长度方向上，多个切口4间隔布置，绝缘件12设在极片本体11上，绝缘件12覆盖切口4，极片本体11包括集流体111和活性层112，活性层112包括两个，两个活性层112上均设有绝缘件12，绝缘件12包括多个，在上下方向上，两个绝缘件12上下相对设置。
83.实施例二，
84.如图1和图3所示，本实施例与实施例一的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处仅在于：实施例一中活性层112上未设置凹槽1121，而本实施例二中活性层112的背离集流体111的一侧表面设有多个凹槽1121，多个凹槽1121与多个绝缘件12一一对应，绝缘件12设于对应的凹槽1121内。
85.实施例三，
86.如图1和图4所示，本实施例与实施例二的结构大致相同，其中相同的部件采用相同的附图标记，不同之处仅在于：实施例三中活性层112上的凹槽1121沿活性层112的厚度方向贯通活性层112。
87.极片1的制作方法有如下两种：
88.方法一，
89.先在集流体111上的两侧表面涂覆活性层112，再通过激光清洗、发泡胶清洗或者机械清洗等方式去除集流体111上的部分活性层112形成凹槽1121，凹槽1121沿极片1的长度方向上间隔设置，在从极片本体11的长度方向的一端朝向另一端的方向上，相邻两个绝缘件12之间具有间距，且多个间距为等差数列。
90.方法二，
91.先在极片1的两侧面上贴附绝缘件12，绝缘件12沿极片1的长度方向上间隔设置，在从极片本体11的长度方向的一端朝向另一端的方向上，相邻两个绝缘件12之间具有间距，且多个间距为等差数列，再在极片1的两侧表面涂覆活性层112。
92.根据本实用新型第三方面实施例的电池包，包括根据本实用新型上述第二方面实施例的卷绕式电芯100。
93.根据本实用新型实施例的电池包，通过设置上述第二方面实施例的卷绕式电芯100，从而提高了电池包的安全性能，提升了电池包的产品质量和生产效率。
94.根据本实用新型第四方面实施例的用电装置，包括根据本实用新型上述第三方面实施例的电池包，可选的，用电装置可以是车辆，用电装置可以是无人机，用电装置还可以是其他设备，具体此处不作限定。
95.根据本实用新型实施例的用电装置，通过设置上述第三方面实施例的卷绕式电芯100，从而提高了用电装置的整体性能和续航能力，同时提升了用电装置的安全系数。
96.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
97.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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
98.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，还可以是通信；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。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。
99.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。
100.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。