一种复合式动力电池卷叠极组及卷叠复合工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种复合式动力电池卷叠极组及卷叠复合工艺，包括卷芯和叠片电芯，叠片电芯的长度自中部向两侧呈下降趋势，使叠片电芯的靠近卷芯两端R角的两个端面与卷芯R角处的内侧极片的形状相适应，叠片电芯填充于卷芯内部空腔中，且叠片电芯边缘呈弧形，根据需要最大可实现充满卷芯的内部空腔

【技术实现步骤摘要】
一种复合式动力电池卷叠极组及卷叠复合工艺


[0001]本专利技术涉及新能源动力电池及极组制备领域，具体涉及一种复合式动力电池卷叠极组及卷叠复合工艺。

技术介绍

[0002]这里的陈述仅提供与本专利技术相关的
技术介绍
，而不必然地构成现有技术。
[0003]目前的卷绕工艺存在最内1层或几层极片R角尺寸小的现状，卷芯下料压制定型时，存在最内1层或几层极片破损的问题。
[0004]降低卷芯压制定型的压力虽然可以在一定程度上降低卷芯内层极片破损的比例，但是仍存在卷芯内层极片破损的情况。而且卷芯内层极片破损程度受到极卷来料的压实密度及材料特性的影响较大。从良品电池拆解情况看，有一定比例的内部极片破损，此类破损的检验探测度低，易引发客户抱怨、投诉，降低客户满意度。
[0005]虽然现有技术中通过在卷芯中间增加叠片电芯，使卷芯内层的极片弯曲半径增加，在热压时不易产生折断。但是专利技术人在试验中发现，其增加的叠片电芯构成的是类长方体结构，该种结构具有突出的棱和顶点，顶点处形成尖端，在热压过程中，这些棱和尖端不可避免地对卷芯内层的极片产生刺伤或刺破隔膜导致短路等问题。
[0006]卷芯两端的R角为弧形，而类长方体结构的叠片电芯的端部为平面，这样就导致叠片电芯与卷芯两端的R角之间不可避免地存在一定的空间未被利用，不利于电池能量密度的提升。
[0007]此外，卷绕工序因设备加工/安装精度、正负极极片来料/隔膜来料张力及厚度不一以及设备张力控制本身有一定的波动，造成卷芯极片出现褶皱。卷芯极片在充放电反复膨胀和收缩时出现大量褶皱，褶皱的出现容易导致电池的循环性能不良。

技术实现思路

[0008]针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的是提供一种复合式动力电池卷叠极组及卷叠复合工艺。
[0009]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：
[0010]第一方面，本专利技术提供一种复合式动力电池卷叠极组，包括卷芯和叠片电芯，叠片电芯的长度自中部向两侧呈下降趋势，使叠片电芯的靠近卷芯两端R角的两个端面与卷芯R角处的内侧极片的形状相适应，叠片电芯填充于卷芯内部空腔中，且叠片电芯边缘呈弧形，根据需要最大可实现充满卷芯的内部空腔；
[0011]卷芯和叠片电芯的极片之间均通过极耳连接。
[0012]叠片电芯的长度自中部向两侧呈下降趋势，使其两端构成类弧面，该类弧面可以根据卷芯两端R角处形成的区域进行适应性调整，使得叠片电芯边缘最大可以填充满卷芯的内部空腔，进而提高卷芯内部空间的利用率，进而有利于提高电池的能量密度。
[0013]而且叠片电芯两端形成的类弧面时，叠片电芯边缘没有特别突出的棱或尖端，所
以可以有效避免对卷芯内部极片或隔膜造成压痕，也可以避免极限情况下刺破隔膜造成短路，提高了复合极组的安全性能。
[0014]叠片电芯填充于卷芯的内部空腔，在反复充放电使用工况下，叠片电芯对卷芯自内向外起到良好的支撑作用，缓解卷芯在使用过程中产生的变形，维持极片界面稳定，进而有助于提高电池的循环性能。
[0015]在一些实施例中，所述叠片电芯包括第一异形叠片极组和第二异形叠片极组，每个异形叠片机组的正极片和负极片交替设置，正极片与负极片之间设置有隔膜。
[0016]优选的，两个异形叠片机组的最长的负极板相对设置，组成叠片电芯。
[0017]优选的，正极片的长度小于相邻两负极片的长度。
[0018]进一步优选的，负极片的两侧均相对于正极片向外延伸。
[0019]将正极片的长度设置为小于相邻两负极片的长度，使得叠片电芯中的正极片两侧能够被相邻负极片完全包覆，保证叠片电芯在使用过程中不会产生析锂问题，确保电芯安全。
[0020]在一些实施例中，叠片电芯的与卷芯R角处配合的两个端面均为弧面。
[0021]优选的，叠片电芯的两个弧面与卷芯R角处内侧极片贴合设置。以对卷芯R角处内侧极片提供均匀的作用力。
[0022]在一些实施例中，0＜L
C1
≤L1。
[0023]在一些实施例中，L
Cn
＝L
A(n
‑
1)
‑
2*D
(n
‑
1)n
(n＞1，取整数)；
[0024]和/或L
An
＝L
Cn
+2*D
nn
(n＞1，取整数)；
[0025]和/或L
S(2n
‑
1)
＝L
S(2n)
＝L
A((n+1)/2)
+2*D
SA(2n
‑
1)(2n)
(n＞1，取整数)；
[0026]L
Cn
：叠片第n正极片的长度；
[0027]L
An
：叠片第n负极片的长度；
[0028]L
S(2n)
：叠片第n隔膜的长度；
[0029]D
nn
：叠片第n负极与第n正极的单侧对齐度；
[0030]D
(n
‑
1)n
：叠片第(n
‑
1)负极与第n正极单侧对齐度；
[0031]D
SA(2n
‑
1)(2n)
：叠片第n负极与第(2n
‑
1)、2n隔膜单侧对齐度；
[0032]所述n的值自叠片电芯的外侧向中部依次增大。
[0033]第二方面，本专利技术提供所述复合式动力电池卷叠极组的卷叠复合工艺，包括如下步骤：
[0034]根据设计层数、叠片电芯的电极的设计尺寸裁切出不同长度的正极片和负极片，制备相同的第一异形叠片极组和第二异形叠片极组；
[0035]第一异形叠片极组和第二异形叠片极组的负极相对，组成复合异形极组；
[0036]卷绕制备卷芯，下料时，下料卷针由内向外撑开圆形卷芯，形成中部空腔；
[0037]将所述复合异形极组塞入卷芯的中部空腔中，两者之间通过正、负极耳连接，得到卷叠极组。
[0038]上述本专利技术的一种或多种实施例取得的有益效果如下：
[0039]通过将卷芯内部叠片设置成圆弧状的形式，在设置上首先考虑到卷芯内部弧形的形状，通过内部叠片电芯边缘的形状，大致上呈现中间宽上下两端窄的大体上呈圆弧状的形式，该叠片的边缘的形状又可能不必完全圆弧状。
[0040]核心目的是为了和卷芯的两端的R角形状去匹配，从而能够尽可能的利用R角的空间，提升能量密度，同时，这种圆弧状适应的结构能够改善外围卷芯的应力以及褶皱等情况；并且上下两端窄的叠片电芯可以避免在端部对卷芯造成不必要的刺破、短路等风险；综合而言，两端大致成圆弧状的叠片电芯相对于现有技术能够提升能量密度，并提升整个叠片卷芯的安全性。
附图说明
[0041]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种复合式动力电池卷叠极组，其特征在于：包括卷芯和叠片电芯，叠片电芯的长度自中部向两侧呈下降趋势，使叠片电芯的靠近卷芯两端R角的两个端面与卷芯R角处的内侧极片的形状相适应，叠片电芯填充于卷芯内部空腔中，且叠片电芯边缘呈弧形，根据需要最大可实现充满卷芯的内部空腔；卷芯和叠片电芯的极片之间均通过极耳连接。2.根据权利要求1所述的复合式动力电池卷叠极组，其特征在于：所述叠片电芯包括第一异形叠片极组和第二异形叠片极组，每个异形叠片机组的正极片和负极片交替设置，正极片与负极片之间设置有隔膜。3.根据权利要求2所述的复合式动力电池卷叠极组，其特征在于：两个异形叠片机组的最长的负极板相对设置，组成叠片电芯。4.根据权利要求2所述的复合式动力电池卷叠极组，其特征在于：正极片的长度小于相邻两负极片的长度。5.根据权利要求4所述的复合式动力电池卷叠极组，其特征在于：负极片的两侧均相对于正极片向外延伸。6.根据权利要求1所述的复合式动力电池卷叠极组，其特征在于：叠片电芯的与卷芯R角处配合的两个端面均为弧面。7.根据权利要求6所述的复合式动力电池卷叠极组，其特征在于：叠片电芯的两个弧面与卷芯R角处内侧极片贴合设置。8.根据权利要求1所述的复合式动力电池卷叠极组，其特征在于：0＜L
C1
≤L1，L
C1
为叠片第1正极片长度，L1为卷芯最内层负极片两侧R角内侧长度。9.根据权利要求1所述的复合式动力电池卷叠极组，其特征在于：L
Cn
＝L
A(n
‑
1)
‑
2*D
(n
‑
1)n
，n＞...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆贵权，陈盛，伍超，孙义坤，
申请(专利权)人：安徽得壹能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：