极片、具有渐变式极耳结构的卷芯及圆柱电池的制作方法

本技术涉及圆柱电池生产，特别是涉及一种极片、具有渐变式极耳结构的卷芯及圆柱电池。

背景技术：

1、目前，市面上圆柱卷芯的极耳主要有全极耳和多极耳两种。由于全极耳主要以正负极片的空白箔区作为极耳进行揉平，以在裸芯两端形成致密紧凑的全极耳，如专利cn115632215a公开了全极耳电池，由于裸芯两端形成致密紧凑的全极耳，如此，大大降低了圆柱电池的内阻，从而提高圆柱电池的电性能，因此，全极耳设计受到许多研发者的青睐。

2、但是，在实际的应用中，全极耳设计的圆柱电池存在着如下问题：

3、1)全极耳揉平难度较大，易出现过揉或极片揉断引起安全问题；

4、2)全极耳致密性高，导致电解液渗透难度较大；

5、3)全极耳导流性能好，但在全极耳体系中存在导流过剩的现象，即全极耳的导流利用率较低。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种揉平难度较低、降低极耳致密性高以提高电解液的渗透率、减轻了圆柱电池的重量和提高极耳的导流利用率的极片、具有的卷芯及圆柱电池。

2、本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

3、一种极片，所述极片包括涂覆区和空白区，所述空白区位于所述涂覆区的一侧，所述空白区的长度方向上一侧外边缘形成有m个依次递增的极耳，各个所述极耳间隔设置，相邻两个所述极耳之间形成有极片间隙，使m个所述极耳共同形成n个所述极片间隙，n个所述极片间隙的宽度在所述极片的长度方向上依次递增；

4、其中，n及m均为大于或等于1的整数，且n小于m，m个所述极耳沿所述极片的长度方向上依次定义为第1个所述极耳，第1个所述极耳卷绕形成第一全极耳卷绕部，最后1个所述极耳卷绕形成第二全极耳卷绕部，并且任意两个相邻的所述极耳形成有局部重叠区，使所述极片沿卷绕方向形成有间断式连续重叠部，所述间断式连续重叠部包括多个所述局部重叠区。

5、在其中一个实施例中，第1个所述极耳的长度等于所述极片卷绕a圈的各周长之和，a为大于或等于1的整数；

6、第m-1个所述极耳的长度为k×lc+[(1-k)×lc+1+d]，其中，k为(1/10～9/10)，d为所述局部重叠区的长度，c为第m-1个所述极耳随所述极片卷绕所在圈数，c为大于或等于2的整数，m大于或等于3的整数，d为整数；

7、最后1个所述极耳的长度等于所述极片卷绕b圈的各周长之和，b为大于或等于1的整数。

8、在其中一个实施例中，n个所述极片间隙沿所述极片的长度方向上依次定义为第1极片间隙；

9、第1个所述极片间隙的宽度为(1-k)×lc；

10、第n个所述极片间隙的宽度为(k×lc+1-d)+(1-k)×lc+2，n-1为大于2的整数。

11、一种具有渐变式极耳结构的卷芯，包括正极片、负极片和设置在正极片与负极片之间的隔膜，所述正极片和/或负极片采用如上述任一实施例所述的极片。

12、在其中一个实施例中，所述正极片、所述隔膜和所述负极片卷绕形成裸芯和一个极耳组件，所述极耳组件卷绕设置于所述裸芯的一侧。

13、在其中一个实施例中，所述正极片、所述隔膜和所述负极片卷绕形成裸芯和两个极耳组件，两所述极耳组件分别卷绕设置于所述裸芯的两侧。

14、在其中一个实施例中，所述极耳组件包括第一全极耳卷绕部、间断式连续重叠部及第二全极耳卷绕部，所述第一全极耳卷绕部、所述间断式连续重叠部和所述第二全极耳卷绕部沿卷绕方向依次间隔设置，所述第一全极耳卷绕部、所述间断式连续重叠部和所述第二全极耳卷绕部沿卷绕方向依次间隔设置，所述间断式连续重叠部包括多个局部重叠区，多个所述局部重叠区包括第一重叠区、第二重叠区及位于所述第一重叠区与所述第二重叠区之间的k个中间重叠区，k为大于或等于1的整数，所述第一重叠区为所述第一全极耳卷绕部与所述间断式连续重叠部的重合区，所述第二重叠区为所述第二全极耳卷绕部与所述间断式连续重叠部的重合区，每一所述中间重叠区的宽度小于所述第一全极耳卷绕部的宽度，每一所述中间重叠区的宽度小于所述第二全极耳卷绕部的宽度。

15、在其中一个实施例中，k个所述中间重叠区位于所述裸芯的端部的一侧。

16、在其中一个实施例中，所述间断式连续重叠部包括多个极耳圈，各所述极耳圈沿所述裸芯的卷绕方向由内向外依次间隔设置，并且每相邻的两个所述极耳圈在所述裸芯的卷绕方向上形成有间隙，每一所述极耳圈具有开口、起始段、卷绕段及结束段，所述起始段通过所述卷绕段与所述结束段连接，并且所述起始段与所述结束段形成所述中间重叠区及所述开口。

17、一种圆柱电池，包括上述任一实施例所述的卷芯。

18、与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

19、1)上述的极片，由于极片的空白区的长度方向上一侧外边缘形成有m个依次递增的极耳，并且各个所述极耳间隔设置，相邻两个所述极耳之间形成有极片间隙，使m个所述极耳共同形成n个所述极片间隙，n个所述极片间隙的宽度在所述极片的长度方向上依次递增，如此，相对全极耳而言，由于n个所述极片间隙的存在大大减少极耳的分布密度，不仅能降低极耳揉平难度较大，有效地避免在揉平操作时极耳出现过揉或极片揉断引起安全问题；而且还能降低极耳致密性，从而提高电解液的渗透率以改善电解液渗透难度较大的现象。

20、2)上述的极片，由于n个极片间隙，能有效减少裸芯的重量，从而减轻了圆柱电池的重量，有利于制备轻便型的电池模组，尤其适用于新能源汽车电池模组的应用。

21、3)上述的极片具有渐变式极耳结构的卷芯，由于m个依次递增的极耳和n个所述极片间隙的配合使用，使得极片在卷绕操作后第1个极耳能卷绕形成第一全极耳卷绕部，最后1个所述极耳卷绕形成第二全极耳卷绕部，并且任意两个相邻的所述极耳形成有局部重叠区，使所述渐变式极耳具有渐变式极耳结构的卷芯沿卷绕方向形成有间断式连续重叠部，所述间断式连续重叠部包括多个所述局部重叠区，如此，在保证具有渐变式极耳结构的卷芯整体电阻变化不大条件下，还确保了具有渐变式极耳结构的卷芯具有较好的导流性，有效避免了传统全极耳中导流过剩的现象，从而提高了具有渐变式极耳结构的卷芯的导流利用率。

技术特征：

1.一种极片，所述极片包括涂覆区和空白区，其特征在于，所述空白区位于所述涂覆区的一侧，所述空白区的长度方向上一侧外边缘形成有m个依次递增的极耳，各个所述极耳间隔设置，相邻两个所述极耳之间形成有极片间隙，使m个所述极耳共同形成n个所述极片间隙，n个所述极片间隙的宽度在所述极片的长度方向上依次递增；

2.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，第1个所述极耳的长度等于所述极片卷绕a圈的各周长之和，a为大于或等于1的整数；

3.根据权利要求1所述的极片，其特征在于，n个所述极片间隙沿所述极片的长度方向上依次定义为第1极片间隙；

4.一种具有渐变式极耳结构的卷芯，包括正极片、负极片和设置在正极片与负极片之间的隔膜，其特征在于，所述正极片和/或负极片采用如权利要求1～3中任一项所述的极片。

5.根据权利要求4所述的卷芯，其特征在于，所述正极片、所述隔膜和所述负极片卷绕形成裸芯和一个极耳组件，所述极耳组件卷绕设置于所述裸芯的一侧。

6.根据权利要求4所述的卷芯，其特征在于，所述正极片、所述隔膜和所述负极片卷绕形成裸芯和两个极耳组件，两所述极耳组件分别卷绕设置于所述裸芯的两侧。

7.根据权利要求5或6所述的卷芯，其特征在于，所述极耳组件包括第一全极耳卷绕部、间断式连续重叠部及第二全极耳卷绕部，所述第一全极耳卷绕部、所述间断式连续重叠部和所述第二全极耳卷绕部沿卷绕方向依次间隔设置，所述间断式连续重叠部包括多个局部重叠区，多个所述局部重叠区包括第一重叠区、第二重叠区及位于所述第一重叠区与所述第二重叠区之间的k个中间重叠区，k为大于或等于1的整数，所述第一重叠区为所述第一全极耳卷绕部与所述间断式连续重叠部的重合区，所述第二重叠区为所述第二全极耳卷绕部与所述间断式连续重叠部的重合区，每一所述中间重叠区的宽度小于所述第一全极耳卷绕部的宽度，每一所述中间重叠区的宽度小于所述第二全极耳卷绕部的宽度。

8.根据权利要求7所述的卷芯，其特征在于，k个所述中间重叠区位于所述裸芯的端部的一侧。

9.根据权利要求8所述的卷芯，其特征在于，所述间断式连续重叠部包括多个极耳圈，各所述极耳圈沿所述裸芯的卷绕方向由内向外依次间隔设置，并且每相邻的两个所述极耳圈在所述裸芯的卷绕方向上形成有间隙，每一所述极耳圈具有开口、起始段、卷绕段及结束段，所述起始段通过所述卷绕段与所述结束段连接，并且所述起始段与所述结束段形成所述中间重叠区及所述开口。

10.一种圆柱电池，其特征在于，包括权利要求4～9中任一项所述的卷芯。

技术总结
本申请提供一种极片、具有渐变式极耳结构的卷芯及圆柱电池，上述述极片包括涂覆区和空白区，空白区位于涂覆区的第一侧，空白区的长度方向上一侧外边缘形成有m个依次递增的极耳，各个极耳间隔设置，相邻两个极耳之间形成有极片间隙，n个极片间隙的宽度在极片的长度方向上依次递增，第1个极耳卷绕形成第一全极耳卷绕部，最后1个极耳卷绕形成第二全极耳卷绕部，任意两个相邻的极耳形成有局部重叠区。上述的极片，由于m个依次递增的极耳间隔设置从而形成n个依次递增极片间隙，相对传统全极耳而言，不仅降低极耳致密性，提高电解液的渗透率，而且还减轻裸芯的重量，提高具有渐变式极耳结构的卷芯的导流利用率。

技术研发人员：陆岸,高圳,高旭光,徐宁
受保护的技术使用者：东莞凯德新能源有限公司
技术研发日：20230531
技术公布日：2024/1/15