锂电池电芯、生产设备及生产方法技术

本发明专利技术提供了一种锂电池电芯、生产设备及生产方法，锂电池电芯包括：卷芯，由依次叠放的第一隔膜、负极片、第二隔膜及正极片卷绕形成，负极片的一端形成有多个负极极耳，正极片的一端形成有多个正极极耳，每连续卷绕的若干卷芯层中：预定层的负极极耳重叠并焊接成一圈负极接头，预定层的正极极耳重叠并焊接成一圈负极接头；负极汇流盖板，套设在卷芯的第一端，负极接头焊接于负极汇流盖板上；正极汇流盖板，套设在卷芯的第二端，正极接头焊接于正极汇流盖板上。本发明专利技术的锂电池电芯，负极片、正极片上均具有多个极耳，经卷绕后的每层卷芯层两端均存在负极极耳和正极极耳，如此，可缩短电荷移动距离，降低电芯内阻，解决充放电过程的发热问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
锂电池电芯、生产设备及生产方法


[0001]本专利技术涉及电池生产领域，具体地说是一种锂电池电芯、生产设备及生产方法。

技术介绍

[0002]锂电池具有体积小、容量大、使用寿命长等优点，已经被广泛应用于车辆、储能系统等领域。
[0003]锂电池核心部件为电芯，电芯由依次叠放的经隔膜隔开的正极片、负极片卷绕形成。传统的卷绕式锂电池电芯，仅设有一个正极极耳和一个负极极耳，其中，正极极耳连接在正极片的卷绕起始端并位于卷芯的中心位置处，负极极耳连接在负极片的卷绕结束端并位于卷芯的外侧位置处。
[0004]传统的卷绕式锂电池电芯，存在的主要问题在于：正极极耳与负极极耳之间的距离过长，使得电芯的内阻较大，最终导致电池在充放电时容易发热损坏。

技术实现思路

[0005]针对现有的锂电池电芯存在的上述技术缺陷，本专利技术第一方面提供了一种锂电池电芯，其技术方案如下：
[0006]一种锂电池电芯，包括：
[0007]卷芯，卷芯由依次叠放的第一隔膜、负极片、第二隔膜及正极片卷绕形成，负极片的一端沿卷绕方向间隔形成有多个负极极耳，正极片远离负极极耳的一端沿卷绕方向间隔形成有多个正极极耳，负极极耳和正极极耳的间距均沿卷绕方向按预定规则增大，以使得每连续卷绕的若干卷芯层中：预定层的负极极耳重叠并被焊接成一圈负极接头，预定层的正极极耳重叠并被焊接成一圈负极接头；
[0008]负极汇流盖板，负极汇流盖板套设在卷芯的第一端，各负极接头均焊接于负极汇流盖板上；和
[0009]正极汇流盖板，正极汇流盖板套设在卷芯的第二端，各正极接头均焊接于正极汇流盖板上。
[0010]本专利技术提供的锂电池电芯，其负极片、正极片上沿卷绕方向均形成有多个极耳，经过卷绕后，每层卷芯层的两端均存在负极极耳和正极极耳，如此，可以大幅度缩短电荷的移动距离，降低电芯内阻，有效解决充放电过程中的发热问题。此外，本专利技术中，每连续卷绕的若干卷芯层中的重叠的负极极耳、重叠的正极极耳首先被焊接成具有一定厚度的负极接头及正极接头，因此，只需分别将较少量的负极接头及正极接头焊接至负极汇流盖板及正极汇流盖板上，即能完成所有负极极耳、正极极耳的焊接汇流。
[0011]在一些实施例中，位于同圈的负极接头之间的间距相同，相邻两圈负极接头中，位于外圈的负极接头的数量大于或等于位于内圈的负极接头的数量；位于同圈的正极接头之间的间距相同，相邻两圈正极接头中，位于外圈的正极接头的数量大于或等于位于内圈的正极接头的数量。
[0012]由于外圈的直径大于内圈的直径，因此，将外圈上的接头数量设置为大于或等于内圈上的接头的数量，可实现，外圈处的电荷的移动距离相比于内圈处的电荷的移动距离，不会出现大幅增加。
[0013]在一些实施例中，卷芯的直径不超过预定值时，每圈负极接头或正极接头的数量设定为较少的第一数量，卷芯的直径超过预定值时，每圈负极接头或正极接头的数量设定为较多的第二数量；或者，每圈负极接头或正极接头的数量相等，相邻两圈负极接头或正极接头交错排布，且，所有的第奇数圈上的对应的负极接头或正极接头排列在同一直线上，所有的第偶数圈上的对应的负极接头或正极接头排列在同一直线上；或者，自内向外，卷芯的直径增加预定值时，每圈负极接头或正极接头的数量增加预定数量。
[0014]提供了几种优选的接头布置方式，其一方面能够提升卷芯不同直径处的电荷的移动距离的均匀性，另一方面使得接头的排布更加规整。
[0015]在一些实施例中，负极汇流盖板上设置有与负极接头一一对应的第一焊接槽，各负极接头焊接于对应的第一焊接槽内；正极汇流盖板上设置有与正极接头一一对应的第二焊接槽，各正极接头焊接于对应的第二焊接槽内。
[0016]通过在正极汇流盖板上设置与正极接头一一对应的第一焊接槽，使得负极接头能够被焊接至对应的第一焊接槽内，从而保证了负极接头与负极汇流盖板之间的焊接强度。同样的，通过在正极汇流盖板上设置与正极接头一一对应的第二焊接槽，使得正极接头能够被焊接至对应的第二焊接槽内，从而保证了正极接头与正极汇流盖板之间的焊接强度。
[0017]在一些实施例中，重叠的所述负极极耳经电阻焊形成负极接头，重叠的正极极耳经电阻焊形成正极接头。
[0018]电阻焊利用电流通过重叠的负极极耳及重叠的正极极耳以产生电阻热，从而完成对重叠的负极极及重叠的正极极耳的焊接。采用电阻焊焊接时，不需要额外使用金属焊料即能实施对极耳的快速焊接，且能降低极耳之间的阻值。
[0019]本专利技术第二方面提供了一种锂电池电芯生产设备，其用于生产上述任一项所述的锂电池电芯，锂电池电芯生产设备包括放料机构、卷绕轴、第一焊接机构及第二焊接机构，其中：
[0020]放料机构包括用于放出第一隔膜的第一放卷轴、用于放出负极片的第二放卷轴、用于放出第二隔膜的第三放卷轴及用于放出正极片的第四放卷轴；
[0021]卷绕轴用于卷绕所述第一放卷轴、第二放卷轴、第三放卷轴及第四放卷轴放出的第一隔膜、负极片、第二隔膜及正极片，以形成卷芯；
[0022]第一焊接机构用于在卷绕过程中或卷绕结束后，将重叠的负极极耳焊接成负极接头，以及将重叠的正极极耳焊接成正极接头；
[0023]第二焊接机构用于将负极接头焊接于负极汇流盖板上，以及将正极接头焊接于正极汇流盖板上。
[0024]通过放料机构、卷绕轴、第一焊接机构的配合，本专利技术的锂电池电芯生产设备实现了对锂电池电芯的卷芯的自动卷绕成型。而通过设置第二焊接机构，则实现了卷芯与负极汇流盖板、正极汇流盖板的自动焊接，从而获得本专利技术的锂电池电芯。
[0025]在一些实施例中，锂电池电芯生产设备还包括极耳裁切装置，极耳裁切装置设置在放料机构和卷绕轴之间，极耳裁切装置用于在卷绕过程中，在负极片的一端间隔裁切出
负极极耳，以及在正极片的一端间隔裁切出正极极耳。
[0026]通过设置极耳裁切装置，实现了，在卷绕过程中，实施对负极极耳、正极极耳的裁切成型。
[0027]在一些实施例中，第一焊接机构包括夹头和焊接组件，其中，夹头用于夹紧重叠的负极极耳或重叠的正极极耳，焊接组件用于通过电阻焊焊接被夹头夹紧的负极极耳或正极极耳；第二焊接机构为激光焊接机构。
[0028]通过夹头和焊接组件的配合，第一焊接机构实现了对重叠的负极极耳或重叠的正极极耳的焊接。而通过将第二焊接机构设置为激光焊接机构，则进一步提升了卷芯与负极汇流盖板、正极汇流盖板之间的焊接效率及焊接质量。
[0029]本专利技术第三方面提供了一种锂电池电芯生产方法，其包括：
[0030]对依次叠放的第一隔膜、负极片、第二隔膜及正极片实施卷绕，以获得卷芯，其中：负极片的一端沿卷绕方向间隔形成有多个负极极耳，正极片远离负极极耳的一端沿卷绕方向间隔形成有多个正极极耳，负极极耳和正极极耳的间距均沿卷绕方向按预定规则增大，以使得每连续卷绕的若干卷芯层中：预定层的负极极耳重叠，预定层的正极极耳重叠；
[0031]卷绕过程中或卷绕结束后，对若干卷芯层中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种锂电池电芯，其特征在于，所述锂电池电芯包括：卷芯，所述卷芯由依次叠放的第一隔膜、负极片、第二隔膜及正极片卷绕形成，所述负极片的一端沿卷绕方向间隔形成有多个负极极耳，所述正极片远离所述负极极耳的一端沿所述卷绕方向间隔形成有多个正极极耳，所述负极极耳和所述正极极耳的间距均沿卷绕方向按预定规则增大，以使得每连续卷绕的若干卷芯层中：预定层的所述负极极耳重叠并被焊接成一圈负极接头，预定层的所述正极极耳重叠并被焊接成一圈负极接头；负极汇流盖板，所述负极汇流盖板套设在所述卷芯的第一端，各所述负极接头均焊接于所述负极汇流盖板上；和正极汇流盖板，所述正极汇流盖板套设在所述卷芯的第二端，各所述正极接头均焊接于所述正极汇流盖板上。2.如权利要求1所述的锂电池电芯，其特征在于：位于同圈的所述负极接头之间的间距相同，相邻两圈负极接头中，位于外圈的所述负极接头的数量大于或等于位于内圈的所述负极接头的数量；位于同圈的所述负极接头之间的间距相同，相邻两圈正极接头中，位于外圈的所述正极接头的数量大于或等于位于内圈的所述正极接头的数量。3.如权利要求2所述的锂电池电芯，其特征在于：卷芯的直径不超过预定值时，每圈负极接头或正极接头的数量设定为较少的第一数量，卷芯的直径超过预定值时，每圈负极接头或正极接头的数量设定为较多的第二数量；或每圈负极接头或正极接头的数量相等，相邻两圈负极接头或正极接头交错排布，且，所有的第奇数圈上的对应的负极接头或正极接头排列在同一直线上，所有的第偶数圈上的对应的负极接头或正极接头排列在同一直线上；或自内向外，卷芯的直径增加预定值时，每圈负极接头或正极接头的数量增加预定数量。4.如权利要求1所述的锂电池电芯，其特征在于：所述负极汇流盖板上设置有与所述负极接头一一对应的第一焊接槽，各所述负极接头焊接于对应的所述第一焊接槽内；所述正极汇流盖板上设置有与所述正极接头一一对应的第二焊接槽，各所述正极接头焊接于对应的所述第二焊接槽内。5.如权利要求1所述的锂电池电芯，其特征在于，重叠的所述负极极耳经电阻焊形成所述负极接头，重叠的所述正极极耳经电阻焊形成所述正极接头。6.一种锂电池电芯生产设备，其特征在于，用于生产权利要求1所述的锂电池电芯，所述锂电池电芯生产设备包括放料机构、卷绕轴、第一焊接机构及第二焊接机构，其中：所述放料机构包括用于放出第一隔膜的第一放卷轴、用于放出负极片的第二放卷轴、用于放出第二隔膜的第三放卷轴及用于放出正极片的第四放卷轴；所述卷绕轴用于卷绕所述第一放卷轴、所述第二放卷轴、所述第三放卷轴及所述第四放卷轴放出的所述第一隔膜、所述负极片、所述第二隔膜及所述正极片，以形成所述卷芯；所述第一焊接...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋烜，曾亚维，张祥斌，王松，
申请(专利权)人：无锡奥特维智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：