渐变式极耳卷芯及其制备方法、圆柱电池技术

本申请提供一种渐变式极耳卷芯及其制备方法、圆柱电池，上述的渐变式极耳卷芯制备方法包括如下步骤：根据预设裁剪参数对极片的一侧边缘进行裁剪操作，以在极片的长度方向上的一侧边缘形成m个依次递增的极耳，相邻两个极耳之间形成有极片间隙，使m个极耳共同形成n个极片间隙，n个极片间隙的宽度在极片的长度方向上依次递增；其中，n及m均为大于或等于1的整数，且n小于m；对经过裁剪操作后的极片进行涂布操作；将经过裁剪操作后的极片和隔膜进行卷绕操作，得到渐变式极耳卷芯。通过该方法，不仅降低极耳揉平难度和极耳致密性，有效改善电解液的渗透率、且减少极片重量，提高渐变式极耳卷芯的导流利用率。卷芯的导流利用率。卷芯的导流利用率。

【技术实现步骤摘要】
渐变式极耳卷芯及其制备方法、圆柱电池


[0001]本专利技术涉及圆柱电池
，特别是涉及一种渐变式极耳卷芯及其制备方法、圆柱电池。

技术介绍

[0002]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，从而能在卷芯两端形成致密紧凑的全极耳，如专利CN115632215A的图1所示，由于卷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。
[0003]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：
[0004]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；
[0005]2)全极耳致密性高，导致电解液渗透难度较大；
[0006]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

[0007]本专利技术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、极耳致密性低、电解液的渗透性好、圆柱电池的重量轻和极耳的导流利用率高的具有渐变式极耳卷芯及其制备方法、圆柱电池。
[0008]本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：
[0009]一种渐变式极耳卷芯制备方法，包括如下步骤：
[0010]提供极片；
[0011]根据预设裁剪参数对所述极片的一侧边缘进行裁剪操作，以在所述极片的长度方向上的一侧边缘形成m个依次递增的极耳，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；其中，n及m均为大于或等于1的整数，且n小于m；
[0012]对经过裁剪操作后的所述极片进行涂布操作；
[0013]将经过涂布操作后的所述极片和隔膜进行卷绕操作，得到渐变式极耳卷芯；
[0014]其中，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，使所述渐变式极耳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。
[0015]在其中一个实施例中，在所述根据预设裁剪参数对所述极片的一侧边缘进行裁剪操作的步骤中，包括如下具体步骤：
[0016]通过预设划分参数对所述极片的边缘进行分类，确定极耳分类组和极片间隙分类组；
[0017]通过极耳预设参数，以确定m个所述极耳的长度及n个所述极片间隙的宽度；
[0018]根据n个所述极片间隙的宽度，以确定多个裁剪位置；
[0019]根据多个所述裁剪位置进行裁剪操作。
[0020]在其中一个实施例中，在所述极耳预设参数包括第一全极耳卷绕参数、间断式连续重叠参数以及第二全极耳卷绕参数；
[0021]所述第一全极耳卷绕参数包括所述渐变式极耳卷芯的预设卷绕圈数a，其中，第1个所述极耳的长度为a个卷绕圈的周长之和，a为大于或等于1的整数；
[0022]所述间断式连续重叠参数包括所述渐变式极耳卷芯的预设卷绕圈数c、多个所述局部重叠区的长度d、所述极耳卷绕后占所述预设卷绕圈的比为K及n个所述极耳间隙，其中，第m
‑
1个所述极耳的长度为K
×
LC+[(1
‑
K)
×
LC+1+d]，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，k为(1/10～9/10)；及，
[0023]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；
[0024]第1个所述极片间隙的宽度为(1
‑
K)
×
LC；
[0025]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；
[0026]所述第二全极耳卷绕参数包括所述渐变式极耳卷芯的预设卷绕圈数b，其中，最后1个所述极耳的长度为b个卷绕圈的周长之和，b为大于或等于1的整数。
[0027]在其中一个实施例中，所述K为1/2，所述d为3mm。
[0028]一种渐变式极耳卷芯，采用上述任一项实施例所述的渐变式极耳卷芯制备方法制备得到的。
[0029]在其中一个实施例中，所述卷芯包括正极片、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、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。
[0030]在其中一个实施例中，所述卷芯包括正极片、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、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.
[0031]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。
[0032]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。
[0033]一种圆柱电池，包括上述任一实施例所述的渐变式极耳卷芯。
[0034]与现有技术相比，本专利技术至少具有以下优点：
[0035]1)上述的渐变式极耳卷芯制备方法，根据预设裁剪参数对所述极片的一侧边缘进行裁剪操作，以在极片的长度方向上的一侧边缘形成有m个依次递增的极耳，又由于相邻两个所述极耳之间形成有极片间隙，使得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，使得n个所述极片间隙的存在大大减少极耳的分布密度，不仅能降低全极耳揉平难度较大，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；而且还降低极耳致密性，从而降低电解液渗透难度以提高电解液的渗透率。此外，由于极片的一侧边缘形成有n个依次递增的极片间隙，还减少极片的重量，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轻便型电池模组的应用。
[0036]2)上述的渐变式极耳卷芯制备方法，当对经过涂布操作后的所述极片进行卷绕操作后，由于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，并且第1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种渐变式极耳卷芯制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供极片；根据预设裁剪参数对所述极片的一侧边缘进行裁剪操作，以在所述极片的长度方向上的一侧边缘形成m个依次递增的极耳，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；其中，n及m均为大于或等于1的整数，且n小于m；对经过裁剪操作后的所述极片进行涂布操作；将经过涂布操作后的所述极片和隔膜进行卷绕操作，得到渐变式极耳卷芯；其中，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，使所述渐变式极耳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。2.根据权利要求1所述的渐变式极耳卷芯制备方法，其特征在于，在所述根据预设裁剪参数对所述极片的一侧边缘进行裁剪操作的步骤中，包括如下具体步骤：通过预设划分参数对所述极片的边缘进行分类，确定极耳分类组和极片间隙分类组；通过极耳预设参数，以确定m个所述极耳的长度及n个所述极片间隙的宽度；根据n个所述极片间隙的宽度，以确定多个裁剪位置；根据多个所述裁剪位置进行裁剪操作。3.根据权利要求2所述的渐变式极耳卷芯制备方法，其特征在于，所述极耳预设参数包括第一全极耳卷绕参数、间断式连续重叠参数以及第二全极耳卷绕参数；所述第一全极耳卷绕参数包括所述渐变式极耳卷芯的预设卷绕圈数a，其中，第1个所述极耳的长度为a个卷绕圈的周长之和，a为大于或等于1的整数；所述间断式连续重叠参数包括所述渐变式极耳卷芯的预设卷绕圈数c、多个所述局部重叠区的长度d、所述极耳卷绕后占所述预设卷绕圈的比为K及n个所述极耳间隙，其中，第m
‑
1个所述极耳的长度为K
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LC+[(1
‑
K)
×
LC+1+d]，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，k为(1/10～9/10)；及，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；第1个所述极片间...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆岸，高圳，高旭光，徐宁，
申请(专利权)人：东莞凯德新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：