一种新型全极耳结构及圆柱电芯的制作方法

本发明涉及全极耳圆柱电池制备，尤其涉及一种新型全极耳结构及圆柱电芯。

背景技术：

1、随着国家新能源战略的实施与新能源行业的发展，锂离子电池在各领域得到越来越广泛的应用。为满足在动力，储能等领域的应用，锂离子电池在往越来越大的趋势发展，因此为满足市场需求圆柱电池也需要从传统的18650，21700，发展到32140，46800等大圆柱形态。传统的单/多极耳模式无法满足大圆柱电芯对导电，导热的需求，因此全极耳模式才是最适合大圆柱电池的极耳形态。然而传统的方形或者梯形全极耳结构因边缘尖角的存在，加工过程中会导致揉平难度大且尖角相互碰撞容易导致金属碎屑的产生，从而导致短路的情况发生，使生产良率低，增加生产成本。

技术实现思路

1、为了解决上述传统的方形或者梯形全极耳结构因边缘尖角的存在，导致揉平难度大且尖角相互碰撞容易导致金属碎屑的产生，从而导致短路的问题，本发明提供了一种新型全极耳结构及圆柱电芯，通过将极耳结构改为半圆形，降低了揉平过程中的金属碎屑产生率，提升了生产良率，降低了生产成本。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种新型全极耳结构，包括正极片和负极片，其特征在于：所述正极片包括正极活性材料区、设于正极活性材料区上面的第一边涂区和设于第一边涂区上面作为正极耳的第一空白箔材区，所述第一空白箔材区设为若干个沿第一边涂区上边缘均布的半圆形正极耳，所述负极片包括负极活性材料区、设于负极活性材料区上面的第二边涂区和设于第二边涂区上面作为负极耳的第二空白箔材区，所述第二空白箔材区设为若干个沿第二边涂区下边缘均布的半圆形负极耳，所述正极活性材料区涂覆正极活性材料，所述负极活性材料区涂覆负极活性材料，所述第一边涂区和第二边涂区均涂覆绝缘材料。

4、作为本技术的进一步改进，所述半圆形正极耳半径r01设为1～10mm，相邻两半圆形正极耳之间的间隙l02设为0～10mm；所述半圆形负极耳的半径r11设为1～10mm，相邻两半圆形负极耳之间的间隙l12设为0～10mm。

5、作为本技术的进一步改进，所述正极活性材料区宽度h01设为55～130mm，所述第一边涂区宽度h02设为1～5mm；所述负极活性材料区宽度h11=h01+1～2mm，所述第二边涂区宽度h12设为1～5mm。

6、作为本技术的进一步改进，所述正极片长度l01设为600～5000mm，所述负极片长度l11=l01+4～20mm。

7、作为本技术的进一步改进，所述绝缘材料为勃姆石，pvdf，pi类粘结剂中的其中一种，所述第一边涂区和第二边涂区的单面或双面涂覆绝缘材料，单面涂覆厚度设为10～40μm。

8、作为本技术的进一步改进，所述正极活性材料区双面涂覆正极活性材料，双面涂覆厚度设为50～180μm，所述第一边涂区涂覆厚度小于正极活性材料区单面涂覆厚度；所述负极材料区双面涂覆负极活性材料，双面涂覆厚度设为50～180μm，所述第二边涂区涂覆厚度小于负极活性材料区单面涂覆厚度。

9、本发明还提供了上述新型全极耳结构制备的全极耳圆柱电芯，其特征在于：所述全极耳圆柱卷芯由所述正极片、隔膜、所述负极片和隔膜从上往下依次层叠并通过卷绕机卷绕成圆柱形，所述正极片的正极活性材料区与负极片的负极活性材料区重叠，所述正极片的第一边涂区+半圆形正极耳与负极片的第二边涂区+半圆形负极耳不重叠，且朝向相反的方向，所述隔膜完全包覆正极活性材料区或负极活性材料区，且隔膜上、下边缘不超过对应第一边涂区或第二边涂区的外边缘。

10、相对于现有技术，本发明的有益效果为：1、通过将极耳结构改为半圆形，降低了电芯卷绕成形后极耳揉平过程中的金属碎屑产生率，提升了生产良率，降低了生产成本；2、半圆形极耳结构能提升揉平处的缝隙率，在后续的注液工序中，大大缩短了注液时间，提升了生产效率。

技术特征：

1.一种新型全极耳结构，包括正极片和负极片，其特征在于：所述正极片包括正极活性材料区、设于正极活性材料区上面的第一边涂区和设于第一边涂区上面作为正极耳的第一空白箔材区，所述第一空白箔材区设为若干个沿第一边涂区上边缘均布的半圆形正极耳，所述负极片包括负极活性材料区、设于负极活性材料区上面的第二边涂区和设于第二边涂区上面作为负极耳的第二空白箔材区，所述第二空白箔材区设为若干个沿第二边涂区下边缘均布的半圆形负极耳，所述正极活性材料区涂覆正极活性材料，所述负极活性材料区涂覆负极活性材料，所述第一边涂区和第二边涂区均涂覆绝缘材料。

2.根据权利要求1所述的一种新型全极耳结构，其特征在于：所述半圆形正极耳半径r01设为1～10mm，相邻两半圆形正极耳之间的间隙l02设为0～10mm；所述半圆形负极耳的半径r11设为1～10mm，相邻两半圆形负极耳之间的间隙l12设为0～10mm。

3.根据权利要求1所述的一种新型全极耳结构，其特征在于：所述正极活性材料区宽度h01设为55～130mm，所述第一边涂区宽度h02设为1～5mm；所述负极活性材料区宽度h11=h01+1～2mm，，所述第二边涂区宽度h12设为1～5mm。

4.根据权利要求1所述的一种新型全极耳结构，其特征在于：所述正极片长度l01设为600～5000mm，所述负极片长度l11=l01+4～20mm。

5.根据权利要求1所述的一种新型全极耳结构，其特征在于：所述绝缘材料为勃姆石，pvdf，pi类粘结剂中的其中一种，所述第一边涂区和第二边涂区的单面或双面涂覆绝缘材料，单面涂覆厚度设为10～40μm。

6.根据权利要求1所述的一种新型全极耳结构，其特征在于：所述正极活性材料区双面涂覆正极活性材料，双面涂覆厚度设为50～180μm，所述第一边涂区涂覆厚度小于正极活性材料区单面涂覆厚度；所述负极材料区双面涂覆负极活性材料，双面涂覆厚度设为50～180μm，所述第二边涂区涂覆厚度小于负极活性材料区单面涂覆厚度。

7.一种权利要求1至6任一项所述的新型全极耳结构制备的全极耳圆柱电芯，其特征在于：所述全极耳圆柱卷芯由所述正极片、隔膜、所述负极片和隔膜从上往下依次层叠并通过卷绕机卷绕成圆柱形，所述正极片的正极活性材料区与负极片的负极活性材料区重叠，所述正极片的第一边涂区+半圆形正极耳与负极片的第二边涂区+半圆形负极耳不重叠，且朝向相反的方向，所述隔膜完全包覆正极活性材料区或负极活性材料区，且隔膜上、下边缘不超过对应第一边涂区或第二边涂区的外边缘。

技术总结
本发明公开了一种新型全极耳结构及圆柱电芯，新型全极耳结构包括正极片和负极片，正极片包括正极活性材料区、第一边涂区和第一空白箔材区，第一空白箔材区设为若干个沿第一边涂区上边缘均布的半圆形正极耳，负极片包括负极活性材料区、第二边涂区和第二空白箔材区，第二空白箔材区设为若干个沿第二边涂区下边缘均布的半圆形负极耳，第一边涂区和第二边涂区均涂覆绝缘材料。本发明通过将极耳结构改为半圆形，降低了电芯卷绕成形后极耳揉平过程中的金属碎屑产生率，提升了生产良率，降低了生产成本；同时提升了揉平处的缝隙率，在后续的注液工序中，大大缩短了注液时间，提升了生产效率。

技术研发人员：王左诚,于样,袁军,相江峰
受保护的技术使用者：江西远东锂电有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16