本技术涉及新能源电池,特别涉及一种卷芯结构和电芯。
背景技术:
1、现在的动力电池由于性能的提升以及快充电流越来越大,电池模组快充或放电电芯也比较大,进而对开发支持快充及大倍率放电工况的大容量电芯的需求也更加迫切,而当前的快充电芯通常对电芯内部的卷芯芯体部分进行技术升级来达到快充要求,包括材料体系升级、极片涂敷工艺升级等。
2、在相关技术中,卷芯通常由带状的正极片和负极片层叠布置后进行卷绕制备而成,其正负极片在延伸方向的侧面侧出极耳,在卷绕后通过侧面引出的极耳与电芯极柱进行导通连接。
3、相关技术中的卷芯结构,由于需要在极片制备后进行极耳的预焊或者裁切成型,其极耳的宽度通常较窄,且数量较小。导致极耳内的电流导通面积较小。对于快充及大倍率放电电芯的充放电工况,经由极耳进行迁移的电子浓度高使得极耳位置的电阻较大,造成极耳发热严重,导致电芯整体温度升高,容易发生热失控事故。
技术实现思路
1、本实用新型实施例提供了一种卷芯结构和电芯,能够解决相关技术中快充及大倍率放电电芯内因极耳发热而导致的热失控事故隐患问题。所述技术方案如下:
2、第一方面,本实用新型实施例提供了一种卷芯结构,包括:正极片、负极片和隔膜,
3、所述正极片、所述隔膜和所述负极片依次层叠设置并卷绕形成卷芯芯体,所述正极片在卷绕方向上由内到外展开后包括长度依次成等差数列递增的若干段,每段均设置有一个正极耳;所述负极片在卷绕方向上由内到外展开后包括长度依次成等差数列递增的若干段,每段均设置有一个负极耳,多个所述正极耳和多个所述负极耳分别位于所述卷芯芯体的卷绕中心两侧。
4、可选地,所述卷芯芯体呈腰形,所述正极耳的宽度和所述负极耳的宽度均大于所述卷芯芯体的直边长度的2/3。
5、可选地,多个所述正极耳重叠形成第一极耳,多个所述负极耳重叠形成第二极耳。
6、可选地,所述第一极耳上设置有朝向所述第二极耳弯折的第一预焊折边,所述第二极耳上设置有朝向所述第一极耳弯折的第二预焊折边。
7、可选地,所述卷芯结构还包括转接片,所述转接片设置有两个且与所述第一极耳和所述第二极耳一一对应,所述转接片包括第一片体、第二片体和连接段,所述第一片体和所述第二片体平行间隔布置且通过所述连接段连接,所述第一片体用于与所述第一预焊折边或者所述第二预焊折边连接。
8、可选地,所述第一片体和所述第二片体均呈条状,所述第一片体和所述第二片体位于所述连接段的同一侧且与所述连接段的两端垂直连接,两个所述转接片相对于所述卷芯芯体的卷绕中心对称布置。
9、可选地,所述第二片体的长度大于所述第一片体的长度。
10、可选地,所述卷芯结构还包括绝缘垫片,所述绝缘垫片固定连接于两个所述转接片的所述连接段之间。
11、第二方面,本实用新型实施例提供了一种电芯,包括前述第一方面所述的卷芯结构,还包括外壳体,所述卷芯结构设置于所述外壳体内,所述外壳体上设置有正极柱和负极柱,所述正极柱与多个所述正极耳连接,所述负极柱与多个所述负极耳连接。
12、本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括:
13、采用本实用新型实施例所提供的卷芯结构,其通过正极片、负极片和隔膜进行堆叠卷绕形成腰形的卷芯芯体后,由卷绕方向的一侧引出多个正极耳和负极耳。外来电子可以快速从复数极耳处进入到涂覆有极性浆料的极片区而不会在极耳位置堆积。并且通过调整正极片和负极片上多个正极耳和多个负极耳的间距,实现多个正极耳和多个负极耳对称布置于卷绕中心的两侧,多个正极片或者多个负极片在完成卷绕后,相邻的正极片或者负极片之间会存在相互重叠的段落,可以相互连接成一整体与集流体转接片连接,使两者连接点的过流损耗和过流面积之间达成平衡,同时方便后续进行整体与对应的电芯极柱导通连接。在卷芯体积相同的情况下,其用于导流的正极耳和负极耳数量和导流面积远远大于相关技术中的普通卷芯,电子迁移路径更加通畅,减少快充和大功率放电时单个极耳处的发热,能够有效解决相关技术中快充及大倍率放电电芯内因极耳发热而导致的热失控事故隐患。
1.一种卷芯结构,其特征在于,包括:正极片(1)、负极片(2)和隔膜(3),
2.根据权利要求1所述的卷芯结构,其特征在于,所述第一极耳(11a)上设置有朝向所述第二极耳(21a)弯折的第一预焊折边(111),所述第二极耳(21a)上设置有朝向所述第一极耳(11a)弯折的第二预焊折边(211)。
3.根据权利要求2所述的卷芯结构,其特征在于,所述卷芯结构还包括转接片(4),所述转接片(4)设置有两个且与所述第一极耳(11a)和所述第二极耳(21a)一一对应,所述转接片(4)包括第一片体(41)、第二片体(42)和连接段(43),所述第一片体(41)和所述第二片体(42)平行间隔布置且通过所述连接段(43)连接,所述第一片体(41)用于与所述第一预焊折边(111)或者所述第二预焊折边(211)连接。
4.根据权利要求3所述的卷芯结构,其特征在于,所述第一片体(41)和所述第二片体(42)均呈条状,所述第一片体(41)和所述第二片体(42)位于所述连接段(43)的同一侧且与所述连接段(43)的两端垂直连接,两个所述转接片(4)相对于所述卷芯芯体(m)的卷绕中心对称布置。
5.根据权利要求4所述的卷芯结构,其特征在于,所述第二片体(42)的长度大于所述第一片体(41)的长度。
6.根据权利要求5所述的卷芯结构,其特征在于,所述卷芯结构还包括绝缘垫片(5),所述绝缘垫片(5)固定连接于两个所述转接片(4)的所述连接段(43)之间。
7.一种电芯,包括如权利要求1至6任一项所述的卷芯结构,其特征在于,还包括外壳体(6),所述卷芯结构设置于所述外壳体(6)内,所述外壳体(6)上设置有正极柱(61)和负极柱(62),所述正极柱(61)与多个所述正极耳(11)连接,所述负极柱(62)与多个所述负极耳(21)连接。