一种极耳卷绕电芯结构及采用其的圆柱动力电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种极耳卷绕电芯结构及采用其的圆柱动力电池。该极耳卷绕电芯结构包括：正极极耳、负极极耳和电芯，所述正极极耳和所述负极极耳位于所述电芯同侧，并且所述正极极耳呈环形包围所述负极极耳设置，或者所述负极极耳呈环形包围所述正极极耳设置。该极耳卷绕电芯结构的正极极耳和负极极耳位于电芯同侧，在形成圆柱动力电池后，省去了卷芯负极极耳的收拢高度空间，即使得电芯内部卷芯本体的高度增加负极极耳的高度，提高了电芯内部的体积利用率，进而提升电芯产品的能量密度。此外，该极耳卷绕电芯结构形成的圆柱动力电池较比同侧间隔排布正极极耳/负极极耳的圆柱动力电池结构更加简单，制作更加方便，内外热量分布也更加均匀。布也更加均匀。布也更加均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种极耳卷绕电芯结构及采用其的圆柱动力电池


[0001]本技术涉及新能源动力电池
，具体涉及一种极耳卷绕电芯结构及采用其的圆柱动力电池。

技术介绍

[0002]现有圆柱动力电池通常由盖板、卷芯、壳体三大部分组成，其正极输出极通过激光穿透焊接与卷芯的正极极耳结合到一起，负极输出极通过激光穿透焊接与卷芯的负极极耳结合到一起；最后盖板与壳体同样通过激光焊接结合在一起，形成密封空间。目前为满足现有这种圆柱动力电池的过大电流需求，大部分电芯厂选用的卷绕方案均是卷芯的正、负极极耳分别在卷芯的两侧，所形成的极耳卷绕电芯结构展开示意图如图1所示，正极极片和负极极片极耳均有2个模切边，极耳宽度等于极片宽度，卷绕时，为避免正、负极极耳间的搭接(一旦搭接，会短路)，只能在电池两侧形成极耳，即占用两个极耳高度空间，那么电芯内部给卷芯的空间就需要在高度方向上减掉两个极耳的收拢高度，如图2所示，卷芯本体高度＝电芯内部总高度空间(H)
‑
卷芯正极极耳收拢高度(h1)
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卷芯负极极耳收拢高度(h2)；当电芯内部总高度空间一定时，由于h1、h2的必要空间损失，使得电芯内部的体积利用率难以提高，即使得电芯内部卷芯本体的高度难以加大，进而难以提升电芯产品的能量密度。
[0003]还有一种极耳卷绕电芯结构，其展开及卷绕示意图如图3所示，该卷芯结构包含了n个模切后的正极极耳和n个模切后的负极极耳，正极极耳和负极极耳均会有2
×
n个模切边，当极耳进行模切时，其模切边会产生难以去除的金属丝(屑)，电芯在其全生命周期的使用过程中，会经过振动、冲击等恶劣工况，一旦极耳模切边的金属丝(屑)脱落，会带来电芯内部绝缘失效的风险，故极耳模切边数量的减少，在设计之初需优先考虑。此外，该电芯结构内部由于圆周方向有无极耳分布区域，导致电芯内部产热量与电芯外部产热量不一致，进而导致电芯内部与外部的温差较大，而较大的温差会使电芯的使用寿命衰减过快，甚至析锂导致出现起火等安全风险。

技术实现思路

[0004]本技术针对现有极耳卷绕电芯结构占用卷芯高度导致多圆柱动力电池存在电芯内部体积利用率难以提高导致能量密度难以提升，以及电芯结构内部存在无极耳分布区域的问题，提供一种极耳卷绕电芯结构及采用其的圆柱动力电池。
[0005]为解决上述技术问题，本技术的技术方案为：
[0006]第一方面，本技术提供一种极耳卷绕电芯结构，包括：正极极耳、负极极耳和电芯，所述正极极耳和所述负极极耳位于所述电芯同侧，并且所述正极极耳呈环形包围所述负极极耳设置，或者所述负极极耳呈环形包围所述正极极耳设置。
[0007]进一步地，所述正极极耳和所述负极极耳之间的间距大于1mm；优选大于5mm。
[0008]进一步地，所述正极极耳和所述负极极耳展开长度均小于所述电芯展开长度的4/5。
[0009]优选地，所述正极极耳和所述负极极耳展开长度均小于所述电芯展开长度的1/2。
[0010]进一步地，所述极耳卷绕电芯结构展开后的平面正极极耳和平面负极极耳位于平面电极同一侧的两端。
[0011]第二方面，本技术提供一种圆柱动力电池，是采用上述极耳卷绕电芯结构，所述电池包括：
[0012]盖板，所述盖板用于封装壳体开口；
[0013]一端开口的壳体；
[0014]设置在所述壳体内的上述极耳卷绕电芯结构。
[0015]进一步地，所述极耳卷绕电芯结构的正极极耳和负极极耳焊接在所述盖板上。
[0016]进一步地，所述盖板材质为钢镀镍、铜、铝、铝镀镍、铜镀镍。
[0017]本技术的有益效果为：
[0018]本技术的极耳卷绕电芯结构的正极极耳和负极极耳位于电芯同侧，在形成圆柱动力电池后，省去了卷芯负极极耳的收拢高度空间，即使得电芯内部卷芯本体的高度增加负极极耳的高度，提高了电芯内部的体积利用率，进而提升电芯产品的能量密度。此外，这种极耳卷绕电芯结构形成的圆柱动力电池较比同侧间隔排布正极极耳/负极极耳的圆柱动力电池结构更加简单，制作更加方便，内外热量分布也更加均匀。
附图说明
[0019]图1是现有技术中一种极耳卷绕电芯结构展开的结构示意图，10
’
、正、负极极片涂布重叠区，11
’
、正极极片留白区，12
’
、负极极片涂布超正极极片涂布区，13
’
、负极极片留白区，14
’
、隔膜。
[0020]图2是由图1所示的极耳卷绕电芯结构制作的一种圆柱动力电池的结构示意图。
[0021]图3是现有另一种极耳卷绕电芯结构展开及卷绕的结构示意图，其中图3
‑
1为展开状态，a和b分别代表正极极耳和负极极耳间隔排布，图3
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2为卷绕状态。
[0022]图4是本技术的极耳卷绕电芯结构的正极极片/负极极片的结构示意图，其中，图4
‑
1为本技术的正极极片，图4
‑
2为本技术的负极极片，图4
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3为传统方案一的正/负极极片，图4
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4为传统方案二的正/负极极片。
[0023]图5是本技术的极耳卷绕电芯结构展开的结构示意图，其中，图5
‑
1为传统方案一的极耳卷绕电芯结构展开的结构示意图(同图1)，图5
‑
2为本技术的极耳卷绕电芯结构展开的结构示意图。
[0024]图6是本技术的极耳卷绕电芯结构卷绕的结构示意图，其中，箭头表示电芯内部热传导方向(热分布)。
[0025]图7是本技术的极耳卷绕电芯结构的整体结构示意图，其中，图7
‑
1为传统方案一的极耳卷绕电芯结构，图7
‑
2为本技术的极耳卷绕电芯结构。
[0026]图8是本技术的圆柱动力电池和现有圆柱动力电池的结构对比图，其中，图8
‑
1为由图7
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1所示的极耳卷绕电芯结构制作的圆柱动力电池结构，图8
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2为本技术的极耳卷绕电芯(图7
‑
2所示)制作的圆柱动力电池结构。
[0027]图3
‑
8中，1、正极极耳，2、负极极耳，3、电芯，4、盖板，5、壳体，6、电芯内部无极耳区，7、电芯内部热分布方向，8、极耳横切边，9、极耳横切区域，10、正极极片涂布区，11、正极
极片留白区，12、负极极片涂布区，13、负极极片留白区，L1表示正极极片长度，L2表示负极极片长度，14、输出端子，15、绝缘塑胶。
具体实施方式
[0028]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种极耳卷绕电芯结构，其特征在于，包括：正极极耳、负极极耳和电芯，所述正极极耳和所述负极极耳位于所述电芯同侧，并且所述正极极耳呈环形包围所述负极极耳设置，或者所述负极极耳呈环形包围所述正极极耳设置。2.根据权利要求1所述的一种极耳卷绕电芯结构，其特征在于，所述正极极耳和所述负极极耳之间的间距大于1mm。3.根据权利要求1或2所述的一种极耳卷绕电芯结构，其特征在于，所述正极极耳和所述负极极耳之间的间距大于5mm。4.根据权利要求1所述的一种极耳卷绕电芯结构，其特征在于，所述正极极耳和所述负极极耳展开长度均小于所述电芯展开长度的4/5。5.根据权利要求1或4所述的一种极耳卷绕电芯结构，其特征在于，所述正...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘昭，
申请(专利权)人：刘昭，
类型：新型
国别省市：