卷芯、圆柱形电池单元、电池组和车辆的制作方法

本公开涉及具有改善的电解质浸渍特性的卷芯以及包括该卷芯的圆柱形电池单元、电池组和车辆。

背景技术：

1、根据产品组别易于应用并具有诸如高能量密度之类的电特性的二次电池不仅普遍应用于便携装置，而且还应用于由电力驱动源驱动的电动车辆(ev)或混合电动汽车(hev)。由于这些二次电池不仅具有能够大幅减少化石燃料使用的主要优势，而且使用能源时不产生任何副产品，因此这些二次电池作为提高生态友好性和能源效率的新能源而备受关注。

2、目前广泛使用的二次电池类型包括锂离子电池、锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等。这样的单位二次电池单元(即，单位电池单元)的操作电压约为2.5v至4.5v。因此，当需要更高的输出电压时，可以通过串联连接多个电池单元来配置电池组。此外，可以根据电池组所需的充放电容量，并联连接多个电池单元来形成电池组。因此，包括在电池组中的电池单元的数量可以根据所需的输出电压和/或充放电容量进行不同的设定。

3、另一方面，在一般情况下，在二次电池中，电解质可以浸渍在电极组件中，从而锂离子可以顺利地移动以产生电流。此时，电解质浸渍特性是影响电池寿命和容量的非常重要的因素，而且随着电解质浸渍率的提高，电解质浸渍特性也更加优越。

4、同时，随着近来对用于电动车辆的圆柱形二次电池需求的增加，为了提高能量密度，开发中大尺寸而非现有尺寸的圆柱形电池单元以提高能量密度的重要性也随之增加。然而，随着圆柱形电池单元尺寸的增大，在卷芯电极的中央部，电解质浸渍特性可能会劣化，从而使电池的性能劣化。即，传统电极组件的结构在改善中大尺寸圆柱形电池单元的电解质浸渍特性方面有局限性。

5、因此，需要找到一种方法来改善圆柱形电池单元的电极组件的电解质浸渍特性。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开旨在解决现有技术的问题，因此本公开旨在通过在圆柱形电池单元的电极接头上形成电解质可以穿过的狭缝来改善圆柱形电池单元的电解质浸渍特性，从而使电解质均匀地浸渍在圆柱形电池单元内部容纳的整个卷芯型电极组件中。

3、此外，本公开旨在通过弯曲电极接头的一端以确保电极接头与卷芯型电极组件的集流板之间的宽接触区域，从而减小圆柱形电池单元的内部电阻。

4、此外，本公开旨在通过确保电极接头与卷芯型电极组件的集流板之间的宽接触区域，来改善卷芯型电极组件与集流板之间的联接强度。

5、然而，本公开所要解决的技术目标并不限于以上所述，并且本领域的技术人员将根据以下公开清楚地了解本文未提及的其他目标。

6、技术方案

7、用于实现以上目标的根据本公开的一方面的一种卷芯是这样的卷芯，在该卷芯中，堆叠体沿一个方向卷绕，所述堆叠体包括：第一电极，该第一电极具有第一极性的第一电极接头；第二电极，该第二电极具有第二极性的第二电极接头；以及插设在所述第一电极与所述第二电极之间的隔膜。

8、同时，所述第一电极接头和第二电极接头中的至少一者可以具有沿所述卷芯的卷绕方向形成的多个狭缝，并且所述多个狭缝之间的距离可以从所述卷芯的芯部到其外周逐渐增大。

9、此时，所述多个狭缝可以具有在平行于所述卷绕方向的方向上延伸的形状。

10、同时，所述多个狭缝可以形成在同一条线上。

11、同时，所述多个狭缝可以形成在与所述第一电极或所述第二电极的所述卷绕方向平行的直线上。

12、同时，所述多个狭缝在所述卷绕方向上的长度可以从所述卷芯的所述芯部到其所述外周逐渐增大。

13、同时，在所述多个狭缝中，沿所述卷芯的径向方向彼此相邻的狭缝可以至少部分地相互交叠，以形成浸渍路径，电解质沿所述径向方向穿过该浸渍路径。

14、这里，所述浸渍路径可以从所述卷芯的外周表面沿所述径向方向形成到预定的深度。

15、同时，所述第一电极接头和所述第二电极接头中的至少任何一者可以具有多个弯曲部，这些弯曲部形成为沿所述卷芯的所述卷绕方向相互间隔开，并由多条切割线隔开，这些切割线从所述电极接头的端部形成到预定的深度。

16、此时，所述多个弯曲部可以在朝所述卷芯的卷绕轴线的方向上弯曲，并且所述多个弯曲部可以至少覆盖所述卷芯的垂直于所述卷绕轴线的一个表面的一部分。

17、另选地，所述的多个弯曲部可以在朝所述卷芯的卷绕轴线的方向上弯曲，并且所述多个弯曲部可以完全覆盖所述卷芯的垂直于所述卷绕轴线的一个表面。

18、同时，在所述多个狭缝中，沿所述卷芯的径向方向彼此相邻的狭缝可以至少部分地相互交叠，以形成浸渍路径，电解质沿所述径向方向穿过该浸渍路径，所述浸渍路径可以从所述卷芯的外周表面沿所述径向方向形成到预定的深度，并且所述浸渍路径的所述深度可以大于或等于垂直于所述卷芯的垂直于所述卷绕轴线的一个表面中被所述弯曲部覆盖的区域的径向长度。

19、同时，所述切割线和所述狭缝可以彼此间隔开预定的距离。

20、此外，根据本公开的一个实施方式的圆柱形电池单元包括根据以上实施方式所述的卷芯。

21、同时，根据本公开的一个实施方式的电池组包括至少一个根据本公开的一个实施方式所述的圆柱形电池单元。

22、同时，根据本公开的一个实施方式的车辆包括至少一个根据本公开的一个实施方式所述的电池组。

23、有利效果

24、根据本公开，能够改善卷芯式电极组件的电解质浸渍情况。更具体而言，根据本公开，有能够缩短电解质浸渍到卷芯式电极组件中的时间，并改善电解质浸渍的均匀性。因此，可以提高初始效率。此外，能够在电极的界面上形成均匀的sei(固体电解质界面)层。

25、特别是，根据本公开，能够通过在圆柱形电池单元的电极接头上形成电解质可穿过的路径，使电解质均匀地浸渍在容纳在圆柱形电池单元内的整个卷芯式电极组件中，从而改善圆柱形电池单元的电解质浸渍特性。

26、此外，根据本公开，通过保证电极接头与卷芯型电极组件的集流板之间的宽的接触区域，能够减小圆柱形电池单元的内部电阻。

27、此外，根据本公开，通过保证电极接头与卷芯型电极组件的集流板之间的宽的接触区域，能够改善卷芯型电极组件与集流板之间的联接强度。

28、此外，本公开可以具有其他各种效果，这些效果将在每个实施方式中进行描述，或者将省略对于本领域技术人员容易推断出的效果的相应描述。

技术特征：

1.一种卷芯，其特征在于，所述卷芯具有堆叠体沿一个方向卷绕的结构，所述堆叠体包括：第一电极，该第一电极具有第一极性的第一电极接头；第二电极，该第二电极具有第二极性的第二电极接头；以及插设在所述第一电极与所述第二电极之间的隔膜，

2.根据权利要求1所述的卷芯，

3.根据权利要求1所述的卷芯，

4.根据权利要求1所述的卷芯，

5.根据权利要求1所述的卷芯，

6.根据权利要求1所述的卷芯，

7.根据权利要求6所述的卷芯，

8.根据权利要求1所述的卷芯，

9.根据权利要求8所述的卷芯，

10.根据权利要求8所述的卷芯，

11.根据权利要求9所述的卷芯，

12.根据权利要求8所述的卷芯，

13.一种圆柱形电池单元，其特征在于，所述圆柱形电池单元包括根据权利要求1至12中的任一项所述的卷芯。

14.一种电池组，其特征在于，所述电池组包括至少一个根据权利要求13所述的圆柱形电池单元。

15.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括至少一个根据权利要求14所述的电池组。

技术总结
本技术提供卷芯、圆柱形电池单元、电池组和车辆。一种根据本公开的实施方式的卷芯具有堆叠体沿一个方向卷绕的结构，所述堆叠体包括：第一电极，该第一电极具有第一极性的第一电极接头；第二电极，该第二电极具有第二极性的第二电极接头；以及插设在所述第一电极与所述第二电极之间的隔膜，所述第一电极接头和第二电极接头中的至少一者具有沿所述卷芯的卷绕方向形成的多个狭缝，并且所述多个狭缝之间的距离从所述卷芯的芯部到其外周逐渐增大。

技术研发人员：李允柱,柳德铉,李宽熙
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：20221108
技术公布日：2024/1/12