一种卷芯及电池单体的制作方法

本技术总体来说涉及电池，具体而言，涉及一种卷芯及电池单体。

背景技术：

1、现有电池卷芯在实际使用过程中，会产生大量的热量，影响电池使用效果。为了解决这个问题，在卷芯串联或并联连接时，在相邻两卷芯之间设置有导热绝缘片，导热绝缘片与外壳的底部和/或外壳的两侧壁相接触，导热绝缘片可以及时将卷芯内部的温度传递给外壳，从而提高电池内部散热效果。

2、但是，采用这种方式需要对整个外壳结构重新进行设计，造成整个电池生产成本较高。同时，如果导热绝缘片的厚度较厚，会直接影响电芯的群裕度，存在电芯容量减少，电解液浸润不良等问题；如果导热绝缘片的厚度较薄，导热绝缘片与卷芯侧面接触面积较小，起不到很好的导热效果，从而直接影响电池的散热效果。

技术实现思路

1、本实用新型提供的卷芯及电池单体，提高散热效果。

2、根据本实用新型的第一个方面，提供了一种卷芯，包括：

3、隔膜；

4、极片，所述极片沿其长度方向排布设置有压花，所述极片与所述隔膜层叠设置并沿所述极片的长度方向卷绕后形成卷绕式结构，所述压花分别设置于所述卷绕式结构的两个拐角折弯处，用于所述卷绕式结构的散热；

5、其中，沿所述卷绕式结构径向方向并从所述卷绕式结构中心到外侧方向，所述压花沿所述卷绕式结构周向方向的尺寸逐渐变大。

6、本实施例提供的卷芯，极片与隔膜层叠设置，即相邻两个极片之间设置有隔膜，隔膜起到相邻两个极片之间隔绝的作用，避免相邻两个极片之间搭接导致短路的情况。极片沿其长度方向排布设置有压花，即在极片表面上设置压花区，使相邻两个极片之间不是完全贴合，而是存在一定的间隙，增加相邻两个极片之间的距离，使极片变得更加松散，提高卷绕式结构在热失控之后的散热效果。将压花分别设置于卷绕式结构的两个拐角折弯处，拐角折弯与电芯侧面距离最近，充分利用拐角折弯，电芯热失控后产生的热量可以直接从卷绕式结构的侧边散发，并且散热面积足够大，提高卷芯散热的有效性，从而保证电芯的安全性，可以有效避免热失控高温起火的风险。

7、采用这种方式，无需重新设计或者加装额外的结构件，只对极片的自身结构进行设计，结构简单，生产成本比较低。

8、由于卷绕式结构的内圈半径小于外圈半径，外圈拐角折弯处对应的范围大于内圈拐角折弯处对应的范围，将压花从卷绕式结构的中心到外侧并方向沿卷绕式结构周向方向的尺寸逐渐变大，则压花和拐角折弯的范围保持一致，使卷绕式结构的内外圈都能达到相同的散热效果，保证卷绕式结构的温度均匀性。

9、在其中一些实施方式中，所述压花相对于所述卷绕式结构呈对称设置。

10、将压花分别对称设置于卷绕式结构的两个拐角折弯处，使得卷绕式结构的两个拐角折弯处能够达到相同的散热条件，进一步提高卷绕式结构的散热均匀性。

11、在其中一些实施方式中，所述卷绕式结构的每圈层中两个所述拐角折弯对应所述压花部分之间的距离相同。

12、对于卷绕式结构的每个圈层而言，每个圈层具有两个压花区，两个压花区之间的距离相同，则压花区可以确保排布在拐角折弯处，且卷绕式结构的两个拐角折弯处能够达到相同的散热条件，进一步提高卷绕式结构的散热均匀性。

13、在其中一些实施方式中，在所述卷绕式结构其中一个拐角折弯处，所述卷绕式结构各圈层的压花呈扇环形状分布，所述扇环形状的圆心角为a；

14、其中，30°≤a≤60°。

15、将扇环形状的圆心角设置在30°和60°之间，压花区所覆盖的区域适中并刚好与拐角折弯对应设置，可以保证压花区的覆盖范围的同时，还可以保证与电芯侧面之间的距离最近，进一步提高卷芯的散热效果。

16、在其中一些实施方式中，所述压花包括多列沿极片长度方向排列并间隔设置的凹凸部，沿所述卷绕式结构径向方向并从所述卷绕式结构中心到外侧方向，所述卷绕式结构每圈层对应的所述凹凸部的列数和所述凹凸部沿所述卷绕式结构周向方向的宽度中至少一个逐渐增加。

17、如果在极片卷绕之前，每列凹凸部沿极片长度方向的宽度相同，则在极片卷绕之后，每列凹凸部沿卷绕结构周向方向的宽度相同，从卷绕式结构的中心到外侧方向，卷绕式结构每圈层凹凸部的列数增加，即采用凹凸部宽度不变，列数逐渐增加的方式；如果卷绕式结构每圈层凹凸部的列数相同，从卷绕式结构的中心到外侧方向，卷绕式结构每圈层每列凹凸部沿卷绕式结构周向方向的宽度增加，即采用凹凸部列数不变，宽度逐渐增加的方式；如果从卷绕式结构的中心到外侧方向，卷绕式结构每圈层凹凸部的列数和每列凹凸部沿卷绕式结构周向方向的宽度同时增加，即采用凹凸部列数和宽度同时增加的方式。

18、采用这三种方式，从卷绕式结构的内圈到外圈范围内，可以实现压花沿卷绕式结构周向方向的总宽度逐层增加的效果，极片在拐角折弯处更加松散，有利于卷芯的散热。

19、在其中一些实施方式中，在所述卷绕式结构的同一拐角，位于相邻圈层的压花在所述卷绕式结构的周向方向上交错分布。

20、卷绕式结构中相邻两圈层对应的花纹排布至少部分呈交错设置，以保证相邻两圈层的极片之间具有较大距离，提高卷芯热失控之后的散热效果。

21、在其中一些实施方式中，所述极片包括第一极片、第二极片，所述隔膜设置于所述第一极片和所述第二极片之间，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片层叠设置并卷绕后形成卷绕式结构；

22、其中，所述压花设置于所述第一极片和所述第二极片中至少之一。

23、隔膜夹设于第一极片和第二极片之间，隔膜起到第一极片和第二极片隔绝的作用。在第一极片上可以设置压花，或者在第二极片上可以设置压花，或者在第一极片和第二极片上都设置有压花，在增加第一极片和第二极片之间距离的同时，还可以有效增加散热面积，提高卷芯的安全性，有效避免热失控高温起火的风险。

24、在其中一些实施方式中，所述第一极片对应所述压花的部分设置于所述卷绕式结构沿第一方向的两侧；和/或，

25、所述第二极片对应所述压花的部分设置于所述卷绕式结构沿第二方向的两侧；

26、其中，所述第一方向和所述第二方向垂直设置。

27、在第一极片和第二极片卷绕之后，设置于第一极片的凹凸部和设置于第二极片的凹凸部并没有正对设置，而是错位设置，即第一极片对应压花的部分和第二极片对应压花的部分其中一个沿第一方向排布，另一个沿第二方向排布，以将卷芯的散热范围进行分散，进一步增加卷芯的散热面积，提高卷芯的散热效果。

28、在其中一些实施方式中，所述卷绕式结构为椭圆形结构，所述第一方向和所述第二方向其中一个为所述椭圆形结构的长轴方向，另一个为所述椭圆形结构的短轴方向。

29、第一极片的压花和第二极片的压花呈类似十字形分布，散热区域分散，且散热面积比较大，从而进一步提高卷芯的散热效果。

30、根据本实用新型的第二个方面，本实用新型实施例还提供了一种电池单体，包括外壳和上述的卷芯，所述卷芯设置于所述外壳内。

31、本实施例提供的电池单体，卷芯设置于外壳内，外壳为卷芯提供一定容纳空间的同时，还起到对卷芯防护的作用。卷芯的压花分别设置于卷绕式结构的两个拐角折弯处，由于拐角折弯与电芯侧面距离最近，电芯热失控后产生的热量可以直接从卷绕式结构的侧边散发，在提高卷芯散热的有效性的同时，还不影响外壳的原有容积，无需对外壳进行改进，且可以保证电池单体的电池能量密度。