卷绕式电芯及电化学装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种卷绕式电芯及电化学装置，包括：具有第一集流体的第一极片；电连接于第一集流体的第一极耳；具有第二集流体的第二极片；电连接于第二集流体的第二极耳；隔离膜。第一极耳设置于第一集流体的位置和第二极耳设置于第二集流体的位置处于卷绕式电芯的卷绕起始处或卷绕式电芯的卷绕收尾处。第一极耳具有与第一集流体接触的第一接触部及露出第一集流体的第一导出部，第二极耳具有与第二集流体接触的第二接触部及露出第二集流体的第二导出部，第一接触部和第二接触部相互错位，以保证卷绕形成电芯后在电芯宽度方向上相互不重叠。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
卷绕式电芯及电化学装置
[0001 ] 本技术涉及储能器件领域，尤其涉及一种卷绕式电芯及电化学装置。
技术介绍
目前，锂离子电池已经成为消费类便携式电子产品的首选甚至是唯一的电源。伴随着手机、笔记本电脑在内的移动通信设备、多媒体设备的快速发展，人们对应用在这些设备上的锂离子二次电池的性能提出了越来越高的要求，特别是锂离子二次电池的能量密度。由于各种移动设备功能越来越复杂，使用过程中耗电量也越来越高，同时设备体积越来越小，供锂离子电池利用的空间越来越少。这就要求锂离子电池要具有更高的能量密度，在尽可能小的空间内提供最大的能量。目前传统方形锂离子电池制造工艺都是将条状极耳焊接在电池极片上伸出电芯外部，作为电流在电池内部和外部传输的通道。受制于空间有限，条状极耳宽度较窄，一般为3mm-10mm(根据电池尺寸决定)，其宽度相当于电池宽度的十分之一至十五分之一。导致电池内部焊接有极耳的位置比其他没有焊接极耳的位置厚度偏大，使电池沿宽度方向不能保持平整，而是呈轻微波浪起伏状，造成电池内部受力分布不均匀。在使用过程中极片会随着电池的充放电不断膨胀、收缩，进一步加剧受力的不均匀。在应力的作用下，电池发生更严重地波浪型变形，最终失效无法使用。
技术实现思路
鉴于
技术介绍
中存在的问题，本技术的目的在于提供一种卷绕式电芯及电化学装置，其能有效抑制电芯变形并提高电芯的性能。为了实现上述目的，在第一方面，本技术提供了一种卷绕式电芯，其包括:第一极片，包括第一集流体以及设置在第一集流体的表面上的含有第一活性材料的第一膜片；第一极耳，设置并电连接于第一极片的第一集流体；第二极片，与第一极片极性相反，包括第二集流体以及设置在第二集流体的表面上的含有第二活性材料的第二膜片；第二极耳，设置并电连接于第二极片的第二集流体；以及隔离膜，设置于第一极片和第二极片之间；其中，第一极片、隔离膜和第二极片依序卷绕形成卷绕式电芯；在卷绕式电芯的卷绕起始处和卷绕收尾处，第一极片的第一集流体未设置有第一膜片，第二极片的第二集流体未设置有第二膜片。其中，第一极耳设置于第一极片的第一集流体的位置和第二极耳设置于第二极片的第二集流体的位置处于卷绕式电芯的卷绕起始处或处于卷绕式电芯的卷绕收尾处。第一极耳具有与第一集流体接触的第一接触部及露出第一集流体的第一导出部，第一接触部的长度为卷绕式电芯的长度的2/3?1，第一接触部的宽度为卷绕式电芯的宽度的1/3?1/2。第二极耳具有与第二集流体接触的第二接触部及露出第二集流体的第二导出部，第二接触部的长度为卷绕式电芯的长度的2/3?1，第二接触部的宽度为卷绕式电芯的宽度的1/3?1/2。其中，第一极耳的第一接触部和第二极耳的第二接触部相互错位，以保证在卷绕形成电芯后第一极耳的第一接触部和第二极耳的第二接触部在电芯宽度方向上相互不重叠。为了实现上述目的，在第二方面，本技术提供了一种电化学装置，其包括:根据本技术第一方面所述的卷绕式电芯；电解液；以及包装袋，封装卷绕式电芯并容纳电解液以使电解液浸润卷绕式电芯的第一极片和第二极片。本技术的有益效果如下:第一极耳和第二极耳分别与第一集流体和第二集流体的接触面积增大，第一接触部和第二接触部的宽度相加接近或者等于卷绕式电芯的宽度，从而电芯在平面上厚度分布更均匀、电芯受力更均匀，由此抑制电芯局部变形；同时由于极耳与极片集流体的接触面积增大，由此整体上增加了电芯的抗变形能力、有效抑制电芯变形；接触面积增加可优化接触电阻，提高电芯高倍率放电的容量保持率，从而提高电芯的性能。宽度增加的第一极耳和第二极耳相互不重叠，不增加电芯的额外厚度，从而不影响电芯的能量密度。【附图说明】图1为根据本技术的卷绕式电芯的第一极片的一实施例的正视图；图2为根据本技术的卷绕式电芯的第一极片的另一实施例的正视图；图3为根据本技术的卷绕式电芯的一实施例的平面示意图；图4为根据本技术的卷绕式电芯的正面剖视图；图5为根据本技术的卷绕式电芯的一实施例的平面示意图；图6为根据本技术的卷绕式电芯的一对比例的平面示意图；图7为一现有的卷绕式电芯的平面示意图；图8为一现有的卷绕式电芯的平面示意图；图9为一现有的卷绕式电芯的平面示意图。其中，附图标记说明如下:I卷绕式电芯 14第二极耳11第一极片 141第二接触部111第一集流体142第二导出部112第一膜片 15隔离膜12第一极耳 S卷绕起始处121第一接触部E卷绕收尾处122第一导出部L长度方向13第二极片 W宽度方向131第二集流体T厚度方向132第二膜片 2包装袋【具体实施方式】下面参照附图详细说明根据本技术第一方面的卷绕式电芯。在以下实施例的说明中，L为卷绕式电芯I及其各部件的长度方向，W为卷绕式电芯I及其各部件的宽度方向，T为卷绕式电芯I及其各部件的厚度方向。参照图1至图5，根据本技术第一方面的的卷绕式电芯I包括:第一极片11，包括第一集流体111以及设置在第一集流体111的表面上的含有第一活性材料的第一膜片112 ;第一极耳12，设置并电连接于第一极片11的第一集流体111 ;第二极片13，与第一极片11极性相反，包括第二集流体131以及设置在第二集流体131的表面上的含有第二活性材料的第二膜片132 ;第二极耳14，设置并电连接于第二极片13的第二集流体131 ;以及隔离膜15，设置于第一极片11和第二极片13之间；其中，第一极片11、隔离膜15和第二极片13依序卷绕形成卷绕式电芯I ;在卷绕式电芯I的卷绕起始处S和卷绕收尾处E，第一极片11的第一集流体111未设置有第一膜片112，第二极片13的第二集流体131未设置有第二膜片132。其中，第一极耳12设置于第一极片11的第一集流体111的位置和第二极耳14设置于第二极片13的第二集流体131的位置处于卷绕式电芯I的卷绕起始处S或处于卷绕式电芯I的卷绕收尾处E。第一极耳12具有与第一集流体111接触的第一接触部121及露出第一集流体111的第一导出部122，第一接触部121的长度为卷绕式电芯I的长度的2/3?1，第一接触部121的宽度为卷绕式电芯I的宽度的1/3?1/2。第二极耳14具有与第二集流体131接触的第二接触部141及露出第二集流体131的第二导出部142,第二接触部141的长度为卷绕式电芯I的长度的2/3?I,第二接触部141的宽度为卷绕式电芯I的宽度的1/3?1/2。其中，第一极耳12的第一接触部121和第二极耳14的第二接触部141相互错位，以保证在卷绕形成电芯后第一极耳12的第一接触部121和第二极耳14的第二接触部141在电芯宽度方向上相互不重叠(参照图4)。参照图8，传统的卷绕式电芯I使用条状(即矩形)的极耳，极耳的导出部和接触部的宽度和厚度一样，其宽度一般为2?7mm，厚度一般为:0.03?0.15mm。组装成卷绕式电芯I后，卷绕式电芯I有极耳的位置明显的比没有极耳的位置厚，受力不均匀。在充放电过程中由于极片的膨胀会加剧这种不均匀，最终导致卷绕式电芯I变形，变形呈波浪形或者“S，，形。在根据本技术的卷绕式电芯I中，第一极耳12具有与第一集流体111接触的第一接触部121及露出第一集流体111的第一导出部12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种卷绕式电芯（1），包括：第一极片（11），包括第一集流体（111）以及设置在第一集流体（111）的表面上的含有第一活性材料的第一膜片（112）；第一极耳（12），设置并电连接于第一极片（11）的第一集流体（111）；第二极片（13），与第一极片（11）极性相反，包括第二集流体（131）以及设置在第二集流体（131）的表面上的含有第二活性材料的第二膜片（132）；第二极耳（14），设置并电连接于第二极片（13）的第二集流体（131）；以及隔离膜（15），设置于第一极片（11）和第二极片（13）之间；其中，第一极片（11）、隔离膜（15）和第二极片（13）依序卷绕形成卷绕式电芯（1）；在卷绕式电芯（1）的卷绕起始处（S）和卷绕收尾处（E），第一极片（11）的第一集流体（111）未设置有第一膜片（112），第二极片（13）的第二集流体（131）未设置有第二膜片（132）；其特征在于，第一极耳（12）设置于第一极片（11）的第一集流体（111）的位置和第二极耳（14）设置于第二极片（13）的第二集流体（131）的位置处于卷绕式电芯（1）的卷绕起始处（S）或处于卷绕式电芯（1）的卷绕收尾处（E）；第一极耳（12）具有与第一集流体（111）接触的第一接触部（121）及露出第一集流体（111）的第一导出部（122），第一接触部（121）的长度为卷绕式电芯（1）的长度的2/3～1，第一接触部（121）的宽度为卷绕式电芯（1）的宽度的1/3～1/2；第二极耳（14）具有与第二集流体（131）接触的第二接触部（141）及露出第二集流体（131）的第二导出部（142），第二接触部（141）的长度为卷绕式电芯（1）的长度的2/3～1，第二接触部（141）的宽度为卷绕式电芯（1）的宽度的1/3～1/2；其中，第一极耳（12）的第一接触部（121）和第二极耳（14）的第二接触部（141）相互错位，以保证在卷绕形成电芯后第一极耳（12）的第一接触部（121）和第二极耳（14）的第二接触部（141）在电芯宽度方向上相互不重叠。...

【技术特征摘要】
1.一种卷绕式电芯(1)，包括: 第一极片(11)，包括第一集流体(ill)以及设置在第一集流体(111)的表面上的含有第一活性材料的第一膜片(112)； 第一极耳(12 )，设置并电连接于第一极片(11)的第一集流体(111); 第二极片(13)，与第一极片(11)极性相反，包括第二集流体(131)以及设置在第二集流体(131)的表面上的含有第二活性材料的第二膜片(132)； 第二极耳(14)，设置并电连接于第二极片(13)的第二集流体(131);以及 隔离膜(15)，设置于第一极片(11)和第二极片(13)之间； 其中，第一极片(11)、隔离膜(15)和第二极片(13)依序卷绕形成卷绕式电芯(I);在卷绕式电芯(I)的卷绕起始处(S )和卷绕收尾处(E )，第一极片(11)的第一集流体(111)未设置有第一膜片(112)，第二极片(13)的第二集流体(131)未设置有第二膜片(132); 其特征在于， 第一极耳(12)设置于第一极片(11)的第一集流体(111)的位置和第二极耳(14)设置于第二极片(13)的第二集流体(131)的位置处于卷绕式电芯(I)的卷绕起始处(S)或处于卷绕式电芯(I)的卷绕收尾处(E)； 第一极耳(12)具有与第一集流体(111)接触的第一接触部(121)及露出第一集流体(111)的第一导出部(122 )，第一接触部(121)的长度为卷绕式电芯(I)的长度的2/3~I，第一接触部(121)的宽度为卷绕式电芯(I)的宽度的1/3~1/2 ； 第二极耳(14)具有与第二集流体(131)接触的第二接触部(141)及露出第二集流体(131)的第二导出部(142)，第二接触部(141)的长度为卷绕式电芯(I)的长度的2/3~1，第二接触部(141)的宽度为卷绕式电芯(I)的宽度的1/3~1/2 ； 其中，第一极耳(12)的第一接触部(121)和第二极耳(14)的第二接触部(141)相互错...

【专利技术属性】
技术研发人员：牛少军，何东铭，王彦平，
申请(专利权)人：宁德新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：福建;35