一种卷绕电芯及锂离子电池制造技术

技术编号:42663309 阅读:54 留言:0更新日期:2024-09-10 12:20
为克服现有技术中卷绕电池卷芯内部易发生短路问题,提供一种卷绕电芯,包括正极片、负极片和隔膜,卷绕弯折成卷绕电芯,卷绕电芯包括平直区,平直区两侧具有圆弧区;正极片相对于负极片位于卷绕电芯外圈,正极片包括正极集流体,正极集流体最外圈朝向所述负极片的一面设有第一空箔区,第一空箔区上有第一绝缘层,第一绝缘层由圆弧区为起始向平直区延伸;所述第一空箔区的长度满足以下条件:其中,H为卷绕电芯厚度,单位为mm;W为卷绕电芯宽度,单位为mm;卷绕电芯厚度为2~12mm;卷绕电芯宽度为10~120mm;Lb为第一空箔区长度。本技术还提供了包括上述卷绕电芯的锂离子电池。本技术提供的卷绕电芯,能改善卷绕电芯短路问题,提高锂离子电池安全性。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于电池,具体涉及一种卷绕电芯及锂离子电池


技术介绍

1、卷绕电池作为一种常见的锂离子电池,是指极片以卷绕方式形成的卷芯所组成的电池;锂离子电池在实际工作中,在过充、过放以及过热等特殊工况下仍会发生机械滥用、电滥用和热滥用,从而引起电池性能的快速衰退,造成电池内部短路。

2、在锂离子电池发生内部短路的模式有四种,分别为正极集流体-负极涂层、正极集流体-负极集流体、正极涂层-负极涂层和负极集流体-正极涂层,其中短路产热速率由高到低依次为正极集流体-负极涂层、正极集流体-负极集流体、正极涂层-负极涂层、负极集流体-正极涂层;卷绕式结构中,卷绕完成后,正极集流体需要继续延伸出一部分长度,与收尾胶进行胶粘,便于卷芯外圈结构收尾固定,卷芯最外圈尾部集流体为铝箔,收尾位置通常设计在卷芯的中间区域,尾部铝箔的存在增加了锂电池内部短路的发生几率,即便现有专利技术在尾部空箔集流体涂覆绝缘层,但在针刺和螺丝挤压内短路时,电流还可以通过钢针或螺丝间接使最外层铝箔与负极活性层和负极集流体发生短路,传输电流,引发电池起火和爆炸,存在极大的安全隐患。


技术实现思路

1、本技术所要解决的技术问题是针对现有技术中卷绕电池在针刺和螺丝挤压测试中,卷芯内部极易发生短路的问题,提供一种卷绕电芯及锂离子电池。

2、本技术解决上述技术问题所采用的技术方案如下:

3、提供一种卷绕电芯,包括正极片、负极片和隔膜,所述隔膜置于所述正极片和所述负极片之间,卷绕弯折成卷绕电芯,所述卷绕电芯包括平直区,所述平直区两侧具有圆弧区;

4、所述正极片相对于所述负极片位于所述卷绕电芯外圈,所述正极片包括正极集流体,所述正极集流体最外圈朝向所述负极片的一面设有第一空箔区,所述第一空箔区上覆有第一绝缘层,所述第一绝缘层由所述圆弧区作为起始向所述平直区延伸;

5、所述第一空箔区的长度满足以下条件:

6、

7、其中,h为卷绕电芯厚度,单位为mm;

8、w为卷绕电芯宽度,单位为mm;

9、所述卷绕电芯厚度为2~12mm;

10、所述卷绕电芯宽度为10~120mm;

11、lb为第一空箔区长度。

12、可选的,所述正极集流体最外圈背离所述负极片的一面设有第二空箔区,所述第二空箔区上覆有第二绝缘层,所述第二绝缘层的长度为所述卷绕电芯的最外圈周长与所述第一绝缘层的长度的和。

13、可选的,所述正极片还包括第一材料层和第二材料层,所述正极集流体包括第一材料涂覆区和第二材料涂覆区,在所述正极集流体的内侧面,所述第一材料涂覆区与所述第一空箔区相邻设置;在所述正极集流体的外侧面,所述第二材料涂覆区与所述第二空箔区相邻设置,所述第一材料层涂覆于所述第一材料涂覆区和所述第二材料涂覆区上,所述第二材料层涂覆于所述第一材料层背离所述第一材料涂覆区或所述第二材料涂覆区的一面。

14、可选的,所述第一绝缘层与所述第一材料层端部重叠,所述第二绝缘层与所述第一材料层端部重叠。

15、可选的,所述正极集流体材质为铝箔。

16、可选的,所述卷绕电芯厚度为2.5~8mm。

17、可选的,所述卷绕电芯宽度为30~100mm。

18、可选的,所述卷绕电芯还包括正极耳和负极耳,所述正极耳连接于所述正极片上,所述负极耳连接于所述负极片上。

19、一方面本技术提供一种锂离子电池,包括所述的卷绕电芯。

20、本技术提供的卷绕电芯,所述正极集流体最外圈朝向负极片的一面设置第一空箔区,利用所述第一绝缘层包覆所述第一空箔区,且所述第一绝缘层由卷绕电芯的圆弧区作为起始向平直区延伸,即将所述正极片卷绕末端控制在所述平直区,与常规技术中正极片卷绕末端处于卷绕电芯中间区域来说,有利于改善卷绕电芯短路问题,进而避免卷绕电芯在针刺和螺丝挤压测试中的短路风险,另外,设置第一绝缘层包覆所述第一空箔区,可有效提高卷绕电芯安全性。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种卷绕电芯,其特征在于,包括正极片、负极片和隔膜,所述隔膜置于所述正极片和所述负极片之间,卷绕弯折成卷绕电芯,所述卷绕电芯包括平直区,所述平直区两侧具有圆弧区;

2.根据权利要求1所述的一种卷绕电芯,其特征在于,所述正极集流体最外圈背离所述负极片的一面设有第二空箔区,所述第二空箔区上覆有第二绝缘层,所述第二绝缘层的长度为所述卷绕电芯的最外圈周长与所述第一绝缘层的长度的和。

3.根据权利要求2所述的一种卷绕电芯,其特征在于,所述正极片还包括第一材料层和第二材料层,所述正极集流体包括第一材料涂覆区和第二材料涂覆区,在所述正极集流体的内侧面,所述第一材料涂覆区与所述第一空箔区相邻设置;在所述正极集流体的外侧面,所述第二材料涂覆区与所述第二空箔区相邻设置,所述第一材料层涂覆于所述第一材料涂覆区和所述第二材料涂覆区上,所述第二材料层涂覆于所述第一材料层背离所述第一材料涂覆区或所述第二材料涂覆区的一面。

4.根据权利要求3所述的一种卷绕电芯,其特征在于,所述第一绝缘层与所述第一材料层端部重叠,所述第二绝缘层与所述第一材料层端部重叠。

5.根据权利要求1所述的一种卷绕电芯,其特征在于,所述正极集流体为铝箔。

6.根据权利要求1所述的一种卷绕电芯,其特征在于,所述卷绕电芯厚度为2.5~8mm。

7.根据权利要求1所述的一种卷绕电芯,其特征在于,所述卷绕电芯宽度为30~100mm。

8.根据权利要求1所述的一种卷绕电芯,其特征在于,所述卷绕电芯还包括正极耳和负极耳,所述正极耳连接于所述正极片上,所述负极耳连接于所述负极片上。

9.一种锂离子电池,其特征在于,包括权利要求1~8任一项所述的卷绕电芯。

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【技术特征摘要】

1.一种卷绕电芯,其特征在于,包括正极片、负极片和隔膜,所述隔膜置于所述正极片和所述负极片之间,卷绕弯折成卷绕电芯,所述卷绕电芯包括平直区,所述平直区两侧具有圆弧区;

2.根据权利要求1所述的一种卷绕电芯,其特征在于,所述正极集流体最外圈背离所述负极片的一面设有第二空箔区,所述第二空箔区上覆有第二绝缘层,所述第二绝缘层的长度为所述卷绕电芯的最外圈周长与所述第一绝缘层的长度的和。

3.根据权利要求2所述的一种卷绕电芯,其特征在于,所述正极片还包括第一材料层和第二材料层,所述正极集流体包括第一材料涂覆区和第二材料涂覆区,在所述正极集流体的内侧面,所述第一材料涂覆区与所述第一空箔区相邻设置;在所述正极集流体的外侧面,所述第二材料涂覆区与所述第二空箔区相邻设置,所述第一材料层涂覆于所述第一材料涂覆区和所述第二材料涂覆区上,所述...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘参政戈崇永韩晓辉廖兴群
申请(专利权)人:惠州市豪鹏科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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